第三章 交变电流 单元综合练（word版含答案）
文档属性
| 名称 | 第三章 交变电流 单元综合练（word版含答案） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 1.8MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2022-05-18 20:19:07 | ||
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文档简介
选择性必修二 第三章 交变电流 单元综合练
一、单选题
1．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．时，金属线框平面与磁感线平行
B．该交变电流的电动势的有效值为
C．矩形金属线框平面与中性面的夹角为90°时，电动势的瞬时值为
D．该交变电流的电动势的瞬时值表达式为
2．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（ ）
A．该交流电的频率为
B．该交流电的电压有效值为
C．该交流电的电压最大值为
D．若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率为
3．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0＝24Ω和R1＝5Ω、R2＝4Ω的定值电阻，原线圈左侧接一正弦交流电源，开关闭合前后副线圈的输出功率不变，则原、副线圈的匝数的比值为（ ）
A．2 B．4 C．6 D．8
4．无线充电器能给手机充电正是因为两者内部有线圈存在，当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场，手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生电流，双方密切配合，手机成功无线充电。如图为自制的简易无线充电装置，由一个电磁炉（发射线圈）、一个接收线圈、一个二极管、一个车载充电器构成，发射线圈接收线圈匝数比n1：n2＝10：1，若电磁炉两端所加电压为u＝220sin314t（V），不考虑充电过程中的各种能量损失。则下列说法正确的是（ ）
A．通过车载充电器的电流为交流电 B．通过车载充电器的电流方向周期性地变化
C．车载充电器两端电压的有效值约为22V D．车载充电器两端电压的有效值约为V
5．图甲为一理想变压器，其原副线圈匝数比为5∶1，副线圈所接电阻R＝10 Ω，原线圈两端输入电压u是如图乙所示的正弦交流电。则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈的输入电压u＝100sin 100πt（V）
B．电流表的示数为0.4 A
C．电压表的示数为
D．在1 min内电阻R产生的的电热为1200 J
6．如图所示，有矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈内阻为r，在匀强磁场B中绕OO＇轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈又以图示位置转过90°的过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．磁通量的变化量为△Φ=BS
B．平均感应电动势为
C．电阻R所产生的热量为
D．通过电阻R的电荷量为
7．如图所示，某圆形N匝金属线圈放置在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B，线圈的面积为S，电阻不计，线圈可绕OO′自由转动，并通过电刷与外电路相连，定值电阻的阻值为R，电压表为理想交流电表，现使线圈从图示位置匀速转动，周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．电容器的耐压值至少为
B．电压表的示数
C．一个周期内，定值电阻上产生的热量为
D．在四分之一周期内通过线圈某一横截面的电荷量为
8．某偏僻山区靠小型发电机供电照明，供电电路如图甲所示，通过电灯的电流随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，若发电机的线圈共有1000匝，总内阻为2Ω，电灯的电阻为48Ω，不计输电线的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．电路中的电流方向每秒改变50次
B．穿过线圈的磁通量的最大值为
C．穿过线圈的磁通量变化率的最大值为25Wb/s
D．电灯的电功率为12.5W
9．某山村学校用电不便，经申请由政府出资建了专门的输电线路给学校供电。图示为该输电线路示意图，图中变压器均可视为理想变压器，相关电流、电压和变压器的匝数之比均已在图中标出，表示输电线的等效电阻，则（ ）
A．， B．，
C． D．
10．图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是（ ）
A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的 B．电动势表达式为e=6sin 50πt（V）
C．电流方向每秒改变50次 D．灯泡两端电压的最大值为5.4 V
11．一个交流电源的输出端电压的瞬时值表达式为（V）。将一个不计内阻的交流电流表与一个阻值为220Ω的电阻串联后接在该电源上，则（ ）
A．交流电流表的示数为1.55A B．交流电流表的示数为1A
C．该交流电的频率为50Hz D．该交流电的周期为0.02s
12．下列说法正确的是（ ）
A．电感对交流电有阻碍作用，电容对交流电没有阻碍作用
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
C．线圈中磁通量变化率越大，线圈中产生的感应电动势越大
D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律
13．某山区有一小型水电站，每分钟有60m3的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差是50m。则（ ）
A．水从高处落下，重力每分钟做功
B．若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是3.5×105W
C．若输电电压为10000V，输电电流是3.5A
D．若输电电压为10000V，输电线总电阻为0.5Ω，则输电线上每分钟产生的热量是612.5J
14．手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示。当ab间接入如图丙所示的正弦交变电流后，受电线圈中产生电流实现给手机充电。这时手机两端的ef间电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，二极管视为理想元件，则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01s时电流表示数为0
B．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=44：1
C．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=22：1
D．若充电器线圈中通以恒定电流，则手机线圈中也将产生恒定电流
15．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n1∶n2=n4∶n3。当用户用电器的总电阻减小时（ ）
A．U1∶U2=U3∶U4
B．用户的电压U4增大
C．用户消耗的功率等于发电机的输出功率
D．输电线上损失的功率增大
二、填空题
16．一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流。已知两个线圈的匝数比为40∶1，则副线圈中的输出电压为________，输出功率为________，变压器原线圈中的电流为________。
17．发电机的输出电压为250V，输出功率为10kW，通过变压比为1：10的升压变压器升压后向外输电，则输电电流为_______A，若输电线的总电阻为25Ω，则用户得到的实际功率为________kW。
18．判断下列说法的正误．
（1）理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。( )
（2）输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。( )
（3）变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压。( )
（4）理想变压器不仅能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的功率和频率．( )
（5）理想变压器的输入和输出功率相等。( )
19．正弦式交变电流：按_________规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称_________。
三、解答题
20．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，发电机的输出电压为400V，输送的电功率，输电线的总电阻为4Ω。
（1）若发电机直接对用户输电，则输电线上损耗的功率为多少
（2）若要求输电线上的损耗刚好占总功率的3%，则所用升压变压器原、副线圈的匝数比应为多大
21．如图，一矩形线圈匝数为匝、面积为、内阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线以角速度从图示位置开始匀速转动，线圈外部与阻值为的电阻和理想电压表相接，开关K始终闭合。求：
（1）电压表的示数及电阻R消耗的电功率；
（2）从图示位置开始转动时间时，矩形线圈中产生的感应电动势的大小。
22．如图所示，发电机的输出功率，输出电压，输电线总电阻，允许损失的功率为输出功率的，为满足用户的用电需求即让用户获得的电压为220V，则：
（1）理想升压变压器原、副线圈中电流分别是多少？
（2）该输电线路所使用的理想升压变压器、降压变压器的匝数比各是多少？
（3）能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？
23．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接有定值电阻、滑动变阻器，原线圈一侧接在电压为的正弦交流电源上，求：
（1）当时，两端的电压各为多少？
（2）调节的阻值，电路中各部分的电压、电流也随之变化，当变压器原线圈中的电流多大时，消耗的功率最大？最大值为多少？此时的阻值多大？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．A
2．D
3．A
4．D
5．B
6．C
7．C
8．B
9．B
10．D
11．B
12．C
13．B
14．C
15．D
16． 250 V 50 kW 5 A
17． 4 9.6
18． 正确 错误 错误 错误 正确
19． 正弦 正弦式电流
20．（1）22.5kW；（2）
21．（1）16V；64W；（2）
22．（1）100A，10A；（2），；（3）470
23．（1）20V，40V；（2），，
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
一、单选题
1．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．时，金属线框平面与磁感线平行
B．该交变电流的电动势的有效值为
C．矩形金属线框平面与中性面的夹角为90°时，电动势的瞬时值为
D．该交变电流的电动势的瞬时值表达式为
2．一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知（ ）
A．该交流电的频率为
B．该交流电的电压有效值为
C．该交流电的电压最大值为
D．若将该交流电压加在阻值的电阻两端，则电阻消耗的功率为
3．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有阻值R0＝24Ω和R1＝5Ω、R2＝4Ω的定值电阻，原线圈左侧接一正弦交流电源，开关闭合前后副线圈的输出功率不变，则原、副线圈的匝数的比值为（ ）
A．2 B．4 C．6 D．8
4．无线充电器能给手机充电正是因为两者内部有线圈存在，当电源的电流通过无线充电器的送电线圈会产生变化的磁场，手机端的受电线圈靠近该磁场就会产生电流，双方密切配合，手机成功无线充电。如图为自制的简易无线充电装置，由一个电磁炉（发射线圈）、一个接收线圈、一个二极管、一个车载充电器构成，发射线圈接收线圈匝数比n1：n2＝10：1，若电磁炉两端所加电压为u＝220sin314t（V），不考虑充电过程中的各种能量损失。则下列说法正确的是（ ）
A．通过车载充电器的电流为交流电 B．通过车载充电器的电流方向周期性地变化
C．车载充电器两端电压的有效值约为22V D．车载充电器两端电压的有效值约为V
5．图甲为一理想变压器，其原副线圈匝数比为5∶1，副线圈所接电阻R＝10 Ω，原线圈两端输入电压u是如图乙所示的正弦交流电。则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈的输入电压u＝100sin 100πt（V）
B．电流表的示数为0.4 A
C．电压表的示数为
D．在1 min内电阻R产生的的电热为1200 J
6．如图所示，有矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈内阻为r，在匀强磁场B中绕OO＇轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R，当线圈又以图示位置转过90°的过程中，下列说法不正确的是（ ）
A．磁通量的变化量为△Φ=BS
B．平均感应电动势为
C．电阻R所产生的热量为
D．通过电阻R的电荷量为
7．如图所示，某圆形N匝金属线圈放置在匀强磁场中，磁场方向垂直于纸面向里，磁感应强度大小为B，线圈的面积为S，电阻不计，线圈可绕OO′自由转动，并通过电刷与外电路相连，定值电阻的阻值为R，电压表为理想交流电表，现使线圈从图示位置匀速转动，周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．电容器的耐压值至少为
B．电压表的示数
C．一个周期内，定值电阻上产生的热量为
D．在四分之一周期内通过线圈某一横截面的电荷量为
8．某偏僻山区靠小型发电机供电照明，供电电路如图甲所示，通过电灯的电流随时间变化的正弦规律图像如图乙所示，若发电机的线圈共有1000匝，总内阻为2Ω，电灯的电阻为48Ω，不计输电线的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．电路中的电流方向每秒改变50次
B．穿过线圈的磁通量的最大值为
C．穿过线圈的磁通量变化率的最大值为25Wb/s
D．电灯的电功率为12.5W
9．某山村学校用电不便，经申请由政府出资建了专门的输电线路给学校供电。图示为该输电线路示意图，图中变压器均可视为理想变压器，相关电流、电压和变压器的匝数之比均已在图中标出，表示输电线的等效电阻，则（ ）
A．， B．，
C． D．
10．图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是（ ）
A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的 B．电动势表达式为e=6sin 50πt（V）
C．电流方向每秒改变50次 D．灯泡两端电压的最大值为5.4 V
11．一个交流电源的输出端电压的瞬时值表达式为（V）。将一个不计内阻的交流电流表与一个阻值为220Ω的电阻串联后接在该电源上，则（ ）
A．交流电流表的示数为1.55A B．交流电流表的示数为1A
C．该交流电的频率为50Hz D．该交流电的周期为0.02s
12．下列说法正确的是（ ）
A．电感对交流电有阻碍作用，电容对交流电没有阻碍作用
B．闭合电路在磁场中做切割磁感线运动，电路中一定会产生感应电流
C．线圈中磁通量变化率越大，线圈中产生的感应电动势越大
D．涡流的形成不遵循法拉第电磁感应定律
13．某山区有一小型水电站，每分钟有60m3的水从高处落下冲击水轮机，水轮机与上游水位的落差是50m。则（ ）
A．水从高处落下，重力每分钟做功
B．若水的机械能有70%转化为电能，水电站的发电功率是3.5×105W
C．若输电电压为10000V，输电电流是3.5A
D．若输电电压为10000V，输电线总电阻为0.5Ω，则输电线上每分钟产生的热量是612.5J
14．手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示。当ab间接入如图丙所示的正弦交变电流后，受电线圈中产生电流实现给手机充电。这时手机两端的ef间电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，二极管视为理想元件，则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01s时电流表示数为0
B．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=44：1
C．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=22：1
D．若充电器线圈中通以恒定电流，则手机线圈中也将产生恒定电流
15．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n1∶n2=n4∶n3。当用户用电器的总电阻减小时（ ）
A．U1∶U2=U3∶U4
B．用户的电压U4增大
C．用户消耗的功率等于发电机的输出功率
D．输电线上损失的功率增大
二、填空题
16．一台理想降压变压器从10 kV的线路中降压并提供200 A的负载电流。已知两个线圈的匝数比为40∶1，则副线圈中的输出电压为________，输出功率为________，变压器原线圈中的电流为________。
17．发电机的输出电压为250V，输出功率为10kW，通过变压比为1：10的升压变压器升压后向外输电，则输电电流为_______A，若输电线的总电阻为25Ω，则用户得到的实际功率为________kW。
18．判断下列说法的正误．
（1）理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比。( )
（2）输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高。( )
（3）变压器能改变交变电流的电压，也能改变恒定电流的电压。( )
（4）理想变压器不仅能改变交变电流的电压和电流，也能改变交变电流的功率和频率．( )
（5）理想变压器的输入和输出功率相等。( )
19．正弦式交变电流：按_________规律变化的交变电流叫作正弦式交变电流，简称_________。
三、解答题
20．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个小型发电站，发电机的输出电压为400V，输送的电功率，输电线的总电阻为4Ω。
（1）若发电机直接对用户输电，则输电线上损耗的功率为多少
（2）若要求输电线上的损耗刚好占总功率的3%，则所用升压变压器原、副线圈的匝数比应为多大
21．如图，一矩形线圈匝数为匝、面积为、内阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴线以角速度从图示位置开始匀速转动，线圈外部与阻值为的电阻和理想电压表相接，开关K始终闭合。求：
（1）电压表的示数及电阻R消耗的电功率；
（2）从图示位置开始转动时间时，矩形线圈中产生的感应电动势的大小。
22．如图所示，发电机的输出功率，输出电压，输电线总电阻，允许损失的功率为输出功率的，为满足用户的用电需求即让用户获得的电压为220V，则：
（1）理想升压变压器原、副线圈中电流分别是多少？
（2）该输电线路所使用的理想升压变压器、降压变压器的匝数比各是多少？
（3）能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？
23．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接有定值电阻、滑动变阻器，原线圈一侧接在电压为的正弦交流电源上，求：
（1）当时，两端的电压各为多少？
（2）调节的阻值，电路中各部分的电压、电流也随之变化，当变压器原线圈中的电流多大时，消耗的功率最大？最大值为多少？此时的阻值多大？
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参考答案：
1．A
2．D
3．A
4．D
5．B
6．C
7．C
8．B
9．B
10．D
11．B
12．C
13．B
14．C
15．D
16． 250 V 50 kW 5 A
17． 4 9.6
18． 正确 错误 错误 错误 正确
19． 正弦 正弦式电流
20．（1）22.5kW；（2）
21．（1）16V；64W；（2）
22．（1）100A，10A；（2），；（3）470
23．（1）20V，40V；（2），，
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