人教版选择性必修二 第三章 交变电流章测试（含答案）

人教版选择性必修二第三章交变电流章测试（含答案）
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共10小题，共60.0分）
1. 如图所示的各图象中表示交变电流的是( )
A. B. C. D.
2. 如图所示，过程是交流发电机发电的示意图，线圈的边连在金属滑环上，边连在金属滑环上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。下列说法正确的是( )
A. 图中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量变化率最大
B. 从图开始计时，线圈中电流随时间变化的关系是
C. 当线圈转到图位置时，感应电流最小，且感应电流方向改变
D. 当线圈转到图位置时，感应电动势最小，边感应电流方向为
3. 如图所示，矩形线框的匝数为，面积为，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为，线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度沿逆时针方向转动，线框一端接换向器，通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为：，定值电阻、的阻值均为，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是( )
A. 图示位置时，线框产生的感应电动势为 B. 通过电阻的是交流电
C. 线框转一圈，通过电阻的电量为 D. 矩形线框的输出功率为
4. 某交变电流瞬时值表达式为。下列说法正确的是( )
A. 此交流电的周期为 B. 此交流电的频率为
C. 此交流电的电动势的有效值为 D. 当时，此交流电的电动势为
5. 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，产生的交变电动势的图象如图乙所示．下列说法正确的是( )
A. 时，通过线框的磁通量为零 B. 时，线框平面与中性面重合
C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为
6. 如图所示，理想变压器原线圈输入电压，副线圈电路中为定值电阻，为滑动变阻器，理想交流电压表和的示数分别为和，理想交流电流表和的示数分别为和下列说法正确的是( )
A. 和是电压的瞬时值 B. 、之比等于原、副线圈的匝数之比
C. 滑片向上滑动过程中，变大，变大 D. 滑片向上滑动过程中，不变，变小
7. 如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有阻值为的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是
A. 电压表的示数为
B. 原线圈的输入功率为
C. 副线圈输出交流电的频率为
D. 若在副线圈上电阻的两端再并联一个阻值为的定值电阻，则电流表的示数为
8. 如图所示是一种理想自耦变压器的示意图，线圈绕在一个圆环形的铁芯上，是可移动的滑动触头，，间接交流电压，输出端连接了两个相同的灯泡和，为滑动变阻器的滑片当开关闭合，处于如图所示的位置时，两灯均能发光下列说法正确的是( )
A. 将沿逆时针方向移动，两灯均变暗 B. 不动，将向左移动，两灯均变亮
C. 不动，将向右移动，变压器输入功率变大 D. 断开开关，将变暗
9. 如图所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压、输电线的电阻及理想变压器的匝数均不变，当用户开启的用电器越来越多时，下列表述正确的是( )
A. 升压变压器副线圈电压降低 B. 降压变压器原线圈电压升高
C. 输电线消耗的功率增大 D. 发电机的输出功率不变
10. 如图，理想变压器原线圈上连接着在水平面内的长直平行金属导轨，导轨之间存在垂直于导轨平面的匀强磁场。一金属杆在导轨上左右来回运动，始终与导轨垂直且接触良好，其速度 随时间 的变化规律为，两灯、均发光，线圈的直流电阻、导轨和金属杆的电阻均忽略不计。则( )
A. 只增大，则灯变暗、灯变亮
B. 当时间 时，两灯都亮着，电压表的示数恰好为零
C. 只将变阻器 的滑片下滑时，通过副线圈的电流变大，电压表的示数变大
D. 只增大，两灯都变亮，杆 来回运动的最大距离变小
二、计算题（本大题共3小题，共40.0分）
11. 如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直。线圈匝数，总电阻，长，宽，线圈转动的角速度，磁场的磁感应强度大小。线圈两端外接电阻的用电器和一个理想交流电流表。求：
线圈中产生的最大感应电动势；
电流表的示数；
用电器上消耗的电功率。
12. 如图所示，理想变压器的交流输入电压，有两组副线圈，其中匝，标有“”“”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：
原线圈的匝数和另一副线圈的匝数；
原线圈中电流。
13. 图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为，降压变压器原副线圈匝数比为，远距离输电线的总电阻若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为求：
输电线路损耗功率；
用户端电压．
答案和解析
1.【答案】
【解析】
【分析】
交变电流的是方向随时间做周期性变化的电流，根据交变电流的定义去判断。
本题只要掌握交变电流的定义就能进行选择．项电流是单向脉冲直流电，是解题的关键。
【解答】
：图中电流的方向没有发生变化，不是交变电流。故ABC三项错误。
：图中电流大小和方向都随时间做周期性变化，是交变电流。故D项正确。
故选D。

2.【答案】
【解析】A、图中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，故A错误；
B、从图开始计时，线圈产生的感应电动势最大，形成的感应电流最大，线圈中电流随时间变化的关系是，故B错误
C、当线圈转到图位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，且感应电流方向改变，故C正确；
D、当线圈转到图位置时，感应电动势最大，故D错误
故选：。
此题主要考查了发电机的工作原理。要知道发电机是根据电磁感应原理制成的。感应电流的方向与导体切割磁感线的方向有关，能够通过线圈的转动情况，判断线圈中产生的感应电流
3.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了交变电流的产生；掌握正弦式交变电流最大值与有效值间的关系，求出感应电动势的最大值，应用电功率公式与变压器的电压表即可解题。
由求出感应电动势的最大值，求出感应电动势的有效值，分析清楚线框转动过程，应用欧姆定律、电功率公式与变压器的变压比分析答题。
【解答】
A.矩形线框转到图示位置时，通过线框的磁通量最大，但磁通量变化率为，则此时线框产生的感应电动势为，故A错误
B.线框从图示位置开始绕轴以恒定的角速度沿逆时针方向转动，产生交流电，由于线框一端接换向器，通过电阻的是直流电，故B错误
C.线框转一圈，通过电阻的电量为，故C错误
D.矩形线框转动时产生的感应电动势的最大值，则有效值，
定值电阻两端的电压等于理想变压器的输入电压，即
消耗的功率为
由理想变压器的工作原理
可知
定值电阻消耗的功率为
矩形线框的输出功率为，故D正确。
4.【答案】
【解析】
【分析】
本题考查了交流电的描述，对于交流电的产生和描述要正确理解，对交流电的表达式，要明确交流电表达式中各个物理量的含义。
根据交流电的表达式，可知道其最大值，以及线圈转动的角速度等物理量，然后进一步求出其它物理量，如有效值、周期、频率等。
【解答】
A.根据交变电流的电动势瞬时值表达式为可知：交流电的周期为，故A正确；
B.此交流电的频率为，故B错误；
C.此交流电的电动势的有效值为，故C错误；
D.当时，此交流电的电动势为，故D错误。
5.【答案】
【解析】
【分析】
由图可知特殊时刻的电动势，根据电动势的特点，可判处于那个面上，由图象还可知电动势的峰值和周期，根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值。
本题考察的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，要具备从图象中获得有用信息的能力．并明确有效值和频率等物理量的计算。
【解答】
A.由图乙可知，当时，感应电动势为，则此时穿过线框回路的磁通量最大，故A错误；
B.由图乙可知，当时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，处于中性面，故B正确；
C.由图可知，交流电的周期为，则转速为：，线框匀速转动时的角速度大小为，故 C错误。
D.线框产生的产变电动势的有效值，故D错误；
故选B。
6.【答案】
【解析】
【分析】
在交流电中电表显示的都是有效值，滑片向下滑动过程中，总电阻减小，只与输入电压和匝数有关，所以不变，变大。
本题考查了变压器的构造和原理，对电路的动态分析方法是：先根据部分电路的电阻变化，判断干路电流、电压的变化，再回到部分电路分析电流或电压的变化。
【解答】
A.和表示电压的有效值，故A错误；
B.、之比与原、副线圈的匝数之比成反比，故B错误；
滑片向上滑动过程中，输出电压只与输入电压和匝数有关，所以不变，总电阻增大，那么副线圈的电流减小，因此原线圈的电流也减小，故D正确，C错误。
故选D。
7.【答案】
【解析】
【分析】
本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。
根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，即可求得结论。
【解答】
A.由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为：
，故A错误；
B.再由输入功率和输出功率相等可得：
，故B正确；
C.变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为，所以频率：，故C错误
D.若在副线圈上电阻的两端再并联一个阻值为的定值电阻，副线圈电流为
所以原线圈的电流的大小为：，故D错误。
故选B。
8.【答案】
【解析】
【分析】
解答本题需要知道自耦变压器的变压原理，再结合电路的动态分析即可顺利解决此类题目。
移动改变了副线圈的匝数，移动改变了负载的电阻，断开负载电阻变大，结合闭合电路欧姆定律去分析各项。
【解答】
A.当沿逆时针方向移动时，副线圈的匝数增大，由知，增大，、两灯均变亮，故A错误；
B.当不动，向左移动时，不变，减小，、两端的电压增大，两灯泡变亮，故B正确；
C.当不动，向右移动时，不变，增大，增大，变压器的输出功率减小，而输入功率，故减小，故C错误；
D.断开开关，则负载电阻增大，通过的电流减小，两端的电压减小，故L两端的电压增大，将变亮，故D错误。
故选B。
9.【答案】
【解析】
【分析】本题考查了变压器的基本关系电压、电流、功率、远距离输电的相关知识，试题难度较易；关键是能够由变压器基本关系分析各个量之间的变化关系，原线圈的电压决定副线圈的电压，副线圈的电流决定原线圈的电流；
【解答】、当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则降压变压器原线圈电流增大，输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大；发电机的输出电压不变，升压变压器匝数比不变，则副线圈电压不变，由输电线上的电压损失增大，可知降压变压器的输入电压减小，故A、B错误，C正确；
D、发电机输出功率随用户开启的用电器增多而增加，D错误．
10.【答案】
【解析】A.只增大，即减小频率，电容器的特性：通交流，隔直流，通高频，阻低频，所以灯变暗，
电感的特性：通直流，阻交流，通低频，阻高频，所以灯变亮，故A正确；
B.当时间 时，两灯都亮着，电压表的示数为有效值，不为零，故B错误；
C.只将变阻器 的滑片下滑时，变阻器 阻值减小，通过副线圈的电流增大，电压表的示数不变，故C错误；
D.只增大，两灯都变亮，根据速度时间图象面积表示位移，所以杆来回运动的最大距离变大，故D错误。
11.【答案】解：根据。
根据闭合电路欧姆定律得出：，电流表示数为有效值。
用电器上消耗的电功率。

【解析】线圈中产生的感应电动势的最大值表达式为
电流表测量电流的有效值，根据和欧姆定律求出电流的有效值
用电器消耗的电功率，是电流的有效值。
本题考查交变电流最大值、有效值的理解和应用的能力，对于交流电表的测量值、计算交流电功率、电功等都用到有效值。
12.【答案】解：
因为两灯泡正常发光，所以，，
根据电压与匝数成正比知两副线圈的匝数比：：：，
故匝
由：：：所以匝
根据输入功率等于输出功率知：
得：。
答：原线圈的匝数为匝；另一副线圈的匝数为匝；
原线圈中电流为。
【解析】设每只灯的额定电流为，额定电压为，根据输入功率等于输出功率求电压关系；由电压关系求匝数之比；根据功率相等即可确定电流大小。
解决本题要从副线圈的用电器正常发光开始，特别注意副线圈中有两个线圈，所以电流比不再等于匝数反比，应该用输入功率等于输出功率。
13.【答案】解：由图乙得
又因为
对升压变压器有：
由焦耳定律得：
由得：
对升压变压器有：
又因为：
故：
对降压变压器有：
由得：
【解析】解决本题的关键知道：、输送功率与输送电压、电流的关系；、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系。
根据升压变压器的输入电压，结合匝数比求出输出电压，从而得出输送电流，根据输电线的电阻得出损失的功率，根据电压损失得出降压变压器的输入电压，计算用户得到的电压。根据计算输电线上损耗功率。
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