第3章 交变电流与远距离输电 单元小卷（Word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第3章 交变电流与远距离输电 单元小卷（Word版含答案） |  | |
| 格式 | doc | ||
| 文件大小 | 467.7KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-04-05 20:58:40 | ||
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文档简介
第3章 交变电流与远距离输电 单元必刷小卷
一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）如图所示电路，电阻与电阻阻值相同，都为R，和并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电（V），则加在上的电压有效值为（ ）
A．10V B．20V C．15V D．V
2．（2021·北京市八一中学高三阶段练习）如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且：：。当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是（ ）
A．用户的总电阻增大
B．用户的电压增加
C．：：
D．用户消耗的功率等于发电机的输出功率
3．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，副线圈上接有一个理想电流表和一个电动机。当原线圈接在电压为的交流电源后，电流表的示数，电动机带动一质量的物体以的速度匀速上升，取重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈中的电流为10A
B．变压器的输入功率为
C．电动机的内阻是
D．由于机械故障导致电机被卡住不转，则电流表的示数将变小
4．（2021·北京丰台二中三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值均为10Ω的电阻，原线圈一侧接在电压如图（b）的正弦交流电源上，电压表、电流表可视为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数约为73V
B．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：1
C．电流表的示数为电流的平均值
D．0~0.005s内通过副线圈回路中电阻的电量约为
5．（2021·河南·高二阶段练习）如图1所示，理想变压器的副线圈接有三个电阻均为的定值电阻、、，当原线圈两端所接电压按图2所示正弦规律变化时，变压器副线圈理想交流电压表示数为，则理想变压器原线圈中的电流是（ ）
A． B． C． D．
6．（2022·全国·高三专题练习）如图所示的电路中，理想变压器输入端接在交流恒流源上，原线圈电流有效值不变，理想电压表接在原线圈两端，理想电流表串联在副线圈电路上，开始时滑动变阻器的滑片置于中点处，现将滑片向上移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大
C．小灯泡亮度变暗 D．电源的输出功率变小
7．（2021·吉林·抚松县第六中学高二阶段练习）在下列四幅交流电的图像中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2021·福建·莆田第二十四中学高二期末）如图所示，原线圈输入有效值恒定的交变电压，在理想变压器的副线圈上，通过等效电阻为R1的输电线连接一只灯泡L和一个阻值大小随所受照射光强度的增大而减小的光敏电阻R2。若将照射R2的光的强度减弱，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈中的电流增大
B．流过R2的电流增大
C．加在R1两端的电压减小
D．灯泡L变暗
9．（2021·北京市十一学校三模）如图所示，灯泡A与带铁芯的电感器L串联，另一个完全相同的灯泡B与滑动变阻器串联，两路并联接在以正弦交流信号发生器为电源的两端。通过调节交流信号发生器上的旋钮，可以改变输出电压和信号的频率。实验开始前将滑动变阻器滑片P置于最右侧，电源内阻可忽略。闭合开关S，A、B两灯均发光。关于该实验，下列说法中错误的是（ ）
A．保持交流信号频率不变，适当提高输出电压，发现A灯始终比B灯暗
B．保持输出电压不变，提高交流信号频率，发现A灯变暗，B灯亮度不变
C．保持输出电压和信号频率不变，将滑片P向左滑动，B灯变暗，A灯亮度不变
D．断开开关S，发现B灯立即熄灭，A灯闪亮一下然后熄灭
10．（2021·北京市十一学校三模）某同学做探究变压器工作原理实验时，他用多用电表的欧姆挡正确测量了完全相同的两个螺线管的不同匝数A、B线圈的电阻值分别为12Ω和3Ω，如图所示。某同学先去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在U形铁芯的左侧上。变压器左边的螺线管A接12V低压交流电源上，右边的螺线管B接一个标称为“3.0V、1.0A”的小灯泡和电阻值可视为无穷大电压传感器。闭合电键S1，断开电键S2后，把横条铁芯慢慢推向右侧，直至与右侧完全闭合。正确说法的是（ ）
A．线圈A、B的匝数之比是1:4
B．电压传感器示数为一个定值
C．穿过螺线管B的最大磁通量在逐渐增加
D．铁芯完全闭合后再闭合电键S2，小灯泡能正常发光
二、多选题
11．（2021·贵州·威宁彝族回族苗族自治县第八中学高二期中）某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻发电机的线圈平面和磁场平行，磁通量为0
B．在1 s内发电机的线圈绕轴转动25圈
C．将此交流电接到匝数比是1：10的升压变压器上，副线圈的电压为
D．将此交流电与耐压值是220V的电容器相连，电容器会被击穿
12．（2021·山东·夏津第一中学高二阶段练习）如图所示，理想交流电流表A1、A2，定值电阻R1、R2，光敏电阻R（光照强度增大，阻值减小），分别接在理想变压器的原、副线圈上。U0为正弦交流电源电压的有效值，且保持不变。若减小光照强度，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈两端电压U1、U2都不变 B．电流表A1、A2示数都减小
C．R两端的电压增大 D．R1的电功率增大，R2电功率减小
三、填空题
13．（2021·福建·福州第十五中学高二期末）风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量，目前处于世界领先地位，图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁体转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示，该交变电流的线圈两端电压瞬时值表达式为______V，线圈两端电压的有效值为______V。
14．（2021·福建三明·高二期末）家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦式交流电压的波形截去一部分来实现调节电压，从而调节灯光的亮度。某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，则该交流电的电压有效值为___________。若将此电压加在阻值的电热丝两端，功率为___________。
15．（2021·福建省连城县第一中学高二阶段练习）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为 P，到达B处时电压下降了 U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 P′，到达B处时电压下降了 U′。不考虑其他因素的影响， P′=______， U′=______（ P和 U已知）
四、解答题
16．（2021·全国·高二课时练习）下图是一种漏电保护器的原理图。在变压器A处火线和零线双线并列绕制成线圈，然后接到用电器上；在变压器B处有一个输出线圈。一旦发生火线对地漏电事故，变压器线圈B中就会产生电流，令继电器J切断电源。试讨论该漏电保护器的工作原理。
17．（2021·全国·高二课时练习）一台交流发电机的转子线圈共有n匝，线圈框长为、宽为，转子的转动角速度为，磁极间磁场的磁感应强度为B。根据以上条件，你能推导出该发电机电动势最大值的表达式吗？现在知道有一种强永磁材料，叫铷铁硼，用它制成发电机的磁极，磁极间磁场的磁感应强度可增加到原来的k倍。如果保持发电机的结构尺寸和转子转动的角速度不变，那么要使产生的电动势不变，转子线圈需要多少匝？
18．（2022·全国·高三专题练习）某个小水电站发电机的输出功率为P1=100kW，发电机的电压为U1=250V。通过升压变压器升压后发电向远处输电，输电线的双线总电阻为R=10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到96％，也就是说在输电线上损失的功率控制在4kW、用户得到的功率为96kW。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算：
（1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
（4）如果用户增加用电设备（俗称“负载”）从而提高用电功率，而发电机也通过调整工作状态使U1不变而输入功率增大满足了用户需求，试分析此时输电效率是提高还是减小。
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．C
3．C
4．D
5．B
6．B
7．C
8．C
9．D
10．C
11．BD
12．BC
13．
14． 110 1210
15． P U
16．当零线和火线中的电流大小不等、方向相反时，线圈A中产生的总磁通量不为零，即磁通量增加，线圈B中会产生感应电流，经放大后便能推动继电器切断电源，从而可得保安器的工作原理是电磁感应原理；由于它们是双股并绕的，当点亮电灯时，流过缠绕部分的电流方向在任何时候都是大小相同、方向相反的，因此电流产生的磁场总是相互抵消的，在通过与铁芯相联系的B线圈中不会有感应电流，这时控制电的电磁铁B不会工作，所以电器使用多些或少些都一样，而当某个用电器发生漏电，人触及带电的金属外壳时，情况就不同了。这时电流通过人体导入地下，零线中电流小于火线，这时铁芯中突然产生了磁场，在B线圈中就有感应电流产生，若将这个电流放大之后推动控制电闸的继电器J，就能自动切断电源，人的安全就得到了保障。
17．，
18．(1)400A，20A；(2)200V；(3) ，；
答案第1页，共2页
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一、单选题
1．（2022·全国·高三专题练习）如图所示电路，电阻与电阻阻值相同，都为R，和并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电（V），则加在上的电压有效值为（ ）
A．10V B．20V C．15V D．V
2．（2021·北京市八一中学高三阶段练习）如图为远距离输电示意图，发电机的输出电压和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且：：。当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是（ ）
A．用户的总电阻增大
B．用户的电压增加
C．：：
D．用户消耗的功率等于发电机的输出功率
3．（2022·全国·高三专题练习）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，副线圈上接有一个理想电流表和一个电动机。当原线圈接在电压为的交流电源后，电流表的示数，电动机带动一质量的物体以的速度匀速上升，取重力加速度，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈中的电流为10A
B．变压器的输入功率为
C．电动机的内阻是
D．由于机械故障导致电机被卡住不转，则电流表的示数将变小
4．（2021·北京丰台二中三模）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值均为10Ω的电阻，原线圈一侧接在电压如图（b）的正弦交流电源上，电压表、电流表可视为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．电压表的示数约为73V
B．原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为1：1
C．电流表的示数为电流的平均值
D．0~0.005s内通过副线圈回路中电阻的电量约为
5．（2021·河南·高二阶段练习）如图1所示，理想变压器的副线圈接有三个电阻均为的定值电阻、、，当原线圈两端所接电压按图2所示正弦规律变化时，变压器副线圈理想交流电压表示数为，则理想变压器原线圈中的电流是（ ）
A． B． C． D．
6．（2022·全国·高三专题练习）如图所示的电路中，理想变压器输入端接在交流恒流源上，原线圈电流有效值不变，理想电压表接在原线圈两端，理想电流表串联在副线圈电路上，开始时滑动变阻器的滑片置于中点处，现将滑片向上移动时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表的示数变小 B．电压表的示数变大
C．小灯泡亮度变暗 D．电源的输出功率变小
7．（2021·吉林·抚松县第六中学高二阶段练习）在下列四幅交流电的图像中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是（ ）
A． B．
C． D．
8．（2021·福建·莆田第二十四中学高二期末）如图所示，原线圈输入有效值恒定的交变电压，在理想变压器的副线圈上，通过等效电阻为R1的输电线连接一只灯泡L和一个阻值大小随所受照射光强度的增大而减小的光敏电阻R2。若将照射R2的光的强度减弱，下列说法正确的是（ ）
A．原线圈中的电流增大
B．流过R2的电流增大
C．加在R1两端的电压减小
D．灯泡L变暗
9．（2021·北京市十一学校三模）如图所示，灯泡A与带铁芯的电感器L串联，另一个完全相同的灯泡B与滑动变阻器串联，两路并联接在以正弦交流信号发生器为电源的两端。通过调节交流信号发生器上的旋钮，可以改变输出电压和信号的频率。实验开始前将滑动变阻器滑片P置于最右侧，电源内阻可忽略。闭合开关S，A、B两灯均发光。关于该实验，下列说法中错误的是（ ）
A．保持交流信号频率不变，适当提高输出电压，发现A灯始终比B灯暗
B．保持输出电压不变，提高交流信号频率，发现A灯变暗，B灯亮度不变
C．保持输出电压和信号频率不变，将滑片P向左滑动，B灯变暗，A灯亮度不变
D．断开开关S，发现B灯立即熄灭，A灯闪亮一下然后熄灭
10．（2021·北京市十一学校三模）某同学做探究变压器工作原理实验时，他用多用电表的欧姆挡正确测量了完全相同的两个螺线管的不同匝数A、B线圈的电阻值分别为12Ω和3Ω，如图所示。某同学先去掉可拆变压器上压紧横条的胶木螺钉，并将横条放在U形铁芯的左侧上。变压器左边的螺线管A接12V低压交流电源上，右边的螺线管B接一个标称为“3.0V、1.0A”的小灯泡和电阻值可视为无穷大电压传感器。闭合电键S1，断开电键S2后，把横条铁芯慢慢推向右侧，直至与右侧完全闭合。正确说法的是（ ）
A．线圈A、B的匝数之比是1:4
B．电压传感器示数为一个定值
C．穿过螺线管B的最大磁通量在逐渐增加
D．铁芯完全闭合后再闭合电键S2，小灯泡能正常发光
二、多选题
11．（2021·贵州·威宁彝族回族苗族自治县第八中学高二期中）某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，下列说法正确的是（ ）
A．t=0时刻发电机的线圈平面和磁场平行，磁通量为0
B．在1 s内发电机的线圈绕轴转动25圈
C．将此交流电接到匝数比是1：10的升压变压器上，副线圈的电压为
D．将此交流电与耐压值是220V的电容器相连，电容器会被击穿
12．（2021·山东·夏津第一中学高二阶段练习）如图所示，理想交流电流表A1、A2，定值电阻R1、R2，光敏电阻R（光照强度增大，阻值减小），分别接在理想变压器的原、副线圈上。U0为正弦交流电源电压的有效值，且保持不变。若减小光照强度，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈两端电压U1、U2都不变 B．电流表A1、A2示数都减小
C．R两端的电压增大 D．R1的电功率增大，R2电功率减小
三、填空题
13．（2021·福建·福州第十五中学高二期末）风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量，目前处于世界领先地位，图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁体转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示，该交变电流的线圈两端电压瞬时值表达式为______V，线圈两端电压的有效值为______V。
14．（2021·福建三明·高二期末）家用电子调光灯的调光原理是用电子线路将输入的正弦式交流电压的波形截去一部分来实现调节电压，从而调节灯光的亮度。某电子调光灯经调整后的电压波形如图所示，则该交流电的电压有效值为___________。若将此电压加在阻值的电热丝两端，功率为___________。
15．（2021·福建省连城县第一中学高二阶段练习）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为 P，到达B处时电压下降了 U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为 P′，到达B处时电压下降了 U′。不考虑其他因素的影响， P′=______， U′=______（ P和 U已知）
四、解答题
16．（2021·全国·高二课时练习）下图是一种漏电保护器的原理图。在变压器A处火线和零线双线并列绕制成线圈，然后接到用电器上；在变压器B处有一个输出线圈。一旦发生火线对地漏电事故，变压器线圈B中就会产生电流，令继电器J切断电源。试讨论该漏电保护器的工作原理。
17．（2021·全国·高二课时练习）一台交流发电机的转子线圈共有n匝，线圈框长为、宽为，转子的转动角速度为，磁极间磁场的磁感应强度为B。根据以上条件，你能推导出该发电机电动势最大值的表达式吗？现在知道有一种强永磁材料，叫铷铁硼，用它制成发电机的磁极，磁极间磁场的磁感应强度可增加到原来的k倍。如果保持发电机的结构尺寸和转子转动的角速度不变，那么要使产生的电动势不变，转子线圈需要多少匝？
18．（2022·全国·高三专题练习）某个小水电站发电机的输出功率为P1=100kW，发电机的电压为U1=250V。通过升压变压器升压后发电向远处输电，输电线的双线总电阻为R=10Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。要求输电效率（即用户得到的功率与发电机发出的功率之比）达到96％，也就是说在输电线上损失的功率控制在4kW、用户得到的功率为96kW。为此需要设计两个变压器的匝数比。请你计算：
（1）升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少？
（2）从升压变压器的输出端到降压变压器的输入端，输电线损失的电压为多少？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
（4）如果用户增加用电设备（俗称“负载”）从而提高用电功率，而发电机也通过调整工作状态使U1不变而输入功率增大满足了用户需求，试分析此时输电效率是提高还是减小。
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参考答案：
1．D
2．C
3．C
4．D
5．B
6．B
7．C
8．C
9．D
10．C
11．BD
12．BC
13．
14． 110 1210
15． P U
16．当零线和火线中的电流大小不等、方向相反时，线圈A中产生的总磁通量不为零，即磁通量增加，线圈B中会产生感应电流，经放大后便能推动继电器切断电源，从而可得保安器的工作原理是电磁感应原理；由于它们是双股并绕的，当点亮电灯时，流过缠绕部分的电流方向在任何时候都是大小相同、方向相反的，因此电流产生的磁场总是相互抵消的，在通过与铁芯相联系的B线圈中不会有感应电流，这时控制电的电磁铁B不会工作，所以电器使用多些或少些都一样，而当某个用电器发生漏电，人触及带电的金属外壳时，情况就不同了。这时电流通过人体导入地下，零线中电流小于火线，这时铁芯中突然产生了磁场，在B线圈中就有感应电流产生，若将这个电流放大之后推动控制电闸的继电器J，就能自动切断电源，人的安全就得到了保障。
17．，
18．(1)400A，20A；(2)200V；(3) ，；
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