2023-2024学年鲁科版选择性必修2第三章《交变电流与远距离输电》单元测试B卷(后附解析）
文档属性
| 名称 | 2023-2024学年鲁科版选择性必修2第三章《交变电流与远距离输电》单元测试B卷(后附解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 2.9MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-02-05 21:44:07 | ||
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文档简介
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2023-2024学年鲁科版选择性必修2 第三章《交变电流与远距离输电》单元测试B卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．他和达·芬奇是世界公认的两大旷世奇才，他是交流电之父，他是（ ）
A．安培 B．法拉第 C．特斯拉 D．爱迪生
2．某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）．对整个送电过程，下列说法正确的是
A．升压变压器的匝数比为1：100 B．升压变压器副线圈电压为5kV
C．输电线上的电流为100 A D．降压变压器的输入电压为4700 V
3．如图a，理想变压器的原线圈接入图b所示的正弦交变电压。副线圈接10个并联的彩色灯泡，每个灯泡的额定电压为4V、额定电流为0.1A。若灯泡都正常工作，下列说法不正确的是（ ）
A．图b中电压的有效值为
B．图b中交流电的频率为
C．图a中原线圈上的电流为1A
D．图a中原副线圈的匝数比为55：1
4．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为11∶1，当原线圈两端输入如图所示的正弦交变电压时，副线圈输出电压为（ ）
A．10 V B．22 V C．22 V D．11 V
5．如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220V，n0＝2200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1100匝、2200匝。电动机M的内阻r＝4Ω，额定电压为U＝220V，额定功率P＝110W。下列判断正确的是（ ）
A．当选择挡位3时，电动机两端电压为110V
B．当挡位由3变换到2时，电动机消耗的功率增大
C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1W
D．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110W
6．如图所示，电阻不计的矩形线圈abcd处于磁感应强度大小的匀强磁场中，线圈面积，匝数。线圈绕中心轴匀速转动，转动角速度。线圈的输出端与理想变压器原线圈相连，变压器的原、副线圈的匝数比，副线圈通过电流表与定值电阻和滑动变阻器相连，的电阻为，的最大电阻为。电流表与电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．线圈在图示位置开始计时，经过，电压表示数为零
B．通过电阻的电流方向每秒变化100次
C．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器两端电压最大值为24V
D．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器中消耗的最大电功率为5W
7．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为3：2，原线圈一侧接一输出电压恒为的正弦交流电源，开关与相连，电阻的阻值相等．下列说法正确的是（ ）
A．断开时，图中电压
B．闭合时，消耗的电功率比消耗的电功率小
C．闭合时，的电流比闭合前的更小
D．闭合后，电路消耗的总电功率减小
评卷人得分
二、多选题
8．下列图像中属于交变电流的有（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，面积为S的单匝闭合线框在磁感应强度为B匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．穿过线框磁通量为BS的时刻，线框中的感应电动势为零
B．穿过线框的磁通量为零时磁通量的变化率也最小
C．线框转动一周的过程中，感应电动势的有效值为
D．线框由图示位置转动四分之一周过程中，感应电动势的平均值为
10．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框以竖直边cd为转动轴、以角速度ω匀速转动，从图示时刻开始计时，则下列说法中错误的是( )
A．线框中感应电流的有效值为
B．感应电动势的瞬时值表达式为e＝BSωsin ωt
C．感应电流的瞬时值表达式为i＝sin ωt
D．从图示时刻到t＝过程中，线框中的平均感应电动势为0
11．学校实验室有一台教学用发电机，其所输出的交变电压如图甲所示，将其接在如图乙所示的理想变压器的a、b端，闭合开关s，三只相同灯泡均正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比为2：1
B．小灯泡的额定电压为9V
C．图甲所示的交变电压瞬时值表达式为
D．断开开关S，L1变暗、L2变亮
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是： ；
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 ；（填“多”或“少”）
（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是 ；（填字母）
A．干电池 B．学生电源
C．实验室用电压表 D．多用电表
（4）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过 ；（填字母）
A．2V B．12V C．50V
（5）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为 ；（填字母）
A．1.5V B．6.0V C．7.0V
（6）等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。
理想变压器是一种理想化模型。如图所示，心电图仪（将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为左侧虚线框内的交流电源和定值电阻串联）与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原副线圈的匝数分别为、（右侧虚线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当 时，R获得的功率最大。
13．（1）研究电磁感应现象时，所用示教电流表的“0”刻度位于表盒的正中央，实验中发现，闭合S时，电流表的指针向左偏转，图乙中，将磁铁靠近螺线管时，发现电流表的指针向左偏转，则磁铁的下端是 （填“N”或“S”）极。
（2）在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中：
①需要运用的科学方法是 ；
A．类比法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．理想模型法
②可拆变压器的铁芯固定得不是很紧时，变压器会发出较响的“嗡嗡”声，其原因是 。
评卷人得分
四、解答题
14．如图所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt。设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S=L1L2，磁感应强度为B，则：
（1）ab边产生的感应电动势为多大？
（2）整个线圈中的感应电动势为多大？
（3）若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？
15．如图是一小型水电站给一工厂输电的示意图，图中升压变压器匝数比n1∶n2＝1∶50，升压变压器的输入电压U1＝250V，工厂工作电压U4＝380V，工厂消耗的功率P4＝330kW，降压变压器的输入电压为U3＝llkV，将所有变压器视为理想变压器，只考虑输电线电阻的能量损耗，求：
（1）降压变压器的匝数比n3∶n4；
（2）输电线的电阻R线。
16．如图是交流发电机的发电供电原理图。一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，线圈共220匝，线圈面积为0.051m2，转动频率为50Hz，磁场的磁感应强度为T。发电机的输出端a、b与理想变压器的原线圈相连，变压器副线圈接有两个标有“220V，11kW”的电动机。已知变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，电动机正常工作。求：
（1）电流表的示数；
（2）线圈的内阻。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．C
解析：特斯拉发明了交流电（AC），并制造出世界上第一台交流电发电机，与达·芬奇一起被世界公认为两大旷世奇才。
答案：C。
2．B
解析：根据得输电线上损失的功率为：，输电线上的电流为：，故C错误；升压变压器原线圈的输入电流为：则升压变压器的匝数之比为，故A错误；输电线上损失的电压为，升压变压器的输出电压为：，故B正确；降压变压器的输入电压为：，故D错误．
3．C
解析：A．图b中电压的有效值为
故A正确；
B．图b中交流电的周期为T=0.02s，则频率为
故B正确；
C．图a中副线圈电流为
I2=10×0.1A=1A
则根据
原线圈上的电流为
故C错误；
D．图a中原副线圈的匝数比为
故D正确。
由于本题选择错误的，答案：C。
4．A
解析：根据理想变压器的变压比可知
其中
解得
U2＝10V
故A正确，BCD错误。
答案：A。
5．A
解析：A．当选择挡位3时，由电压与匝数的关系得
U0:U3=n0:n3
解得
U3=110V
故A正确；
B．当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机消耗的功率减小，故B错误；
C．当选择挡位4时，由
U0:U4=n0:n4
可知
U4=220V
此时电动机中的电流为
I==0.5A
热功率
P热=I2r=1W
输出功率为
P－P热=110W－1W=109W
故D错误；
C．当选择挡位2时，电动机两端的电压小于220V，电动机的热功率小于1W，故C错误。
答案：A。
6．D
解析：A．线圈在图示位置开始计时，经过，线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势瞬时值为零，但有效值不为零，故电压表不示数为零，故A错误；
B．交变电流的频率
变压器不改变电流变化的频率，线圈转动一周电流变化两次，可知通过电阻的电流方向每秒变化次，故B错误；
C．原线圈的电压
根据
副线圈的电压
滑动变阻器两端电压有效值最大为
故改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器两端电压最大值为，故C错误；
D．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器中消耗的电功率为
根据数学关系可知时，滑动变阻器中消耗的电功率最大，为
故D正确。
答案：D。
7．C
解析：当开关S断开时，原线圈的输入电压与R1的和等于U1，则．故A错误．S闭合时，设原线圈电流为I，则R1电流为I，由变压器原副线圈的电流比等于匝数比的倒数可知，次级电流为1.5I，则R3电流为0.75I，根据P=I2R，则R1消耗的电功率比R3消耗的电功率大，选项B错误；电键S闭合前:设次级电流为I2，则初级电流为，此时初级电压：；次级电压：；由解得，即此时通过R3的电流为；电键S闭合后:设次级电流为I3，则初级电流为，此时初级电压：；次级电压：；由解得，即此时通过R3的电流为；即闭合S时，R3的电流比S闭合前的更小，选项C正确；闭合S前电路消耗的功率为：；闭合S后电路消耗的功率：，则闭合S后电路消耗的功率较大，选项D错误.
8．ABC
解析：ABC．i的大小和方向均做周期性变化，均属于交变电流，故ABC符合题意；
D．i的大小随时间变化，但方向不变，所以是直流，故D不符合题意。
答案：ABC。
9．AD
解析：A．穿过线框磁通量为BS的时刻，处于中性面位置，线框中的感应电动势为零，故A正确；
B．穿过线框的磁通量为零时，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故B错误；
C．线框转动一周的过程中，感应电动势的最大值为
有效值为
故C错误；
D．线框转动四分之一周过程中，感应电动势的平均值为
故D正确。
答案：AD。
10．ACD
解析：A、最大感应电流，其有效值，A错误．
B、图示位置为中性面位置，所以感应电动势的瞬时值表达式e＝BSωsinωt，B正确．
C、感应电流的瞬时值表达式，C错误.
D、0～过程中，D错误．
本题选错误的答案：ACD.
点拨：本题关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω和瞬时值的表达式，明确正弦交变电流最大值与有效值、平均值、瞬时值的关系．
11．AD
解析：AB．当s闭合后，原线圈中等于灯泡的电流，副线圈中是灯泡和的电流之和，由于三只相同灯泡正常发光，所以有
根据
可知
由于输入电压
且
解得
故
故A正确，B错误；
C．由题意得图乙所示的交流电压瞬时值表达式为
故C错误；
D．断开开关s，负载电阻增大，副线圈电流减小，原线圈电流随之减小，则有灯泡变暗，两端的电压减小，由
原线圈两端电压增大，副线圈两端的电压也随之增大，灯变亮，故D正确。
答案：AD。
12． D 少 BD B C
解析：（1）[1]观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成。
答案：D。
（2）[2]观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据
可知匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。
（3）[3]实验中需要交流电源和多用电表，不需要干电池和直流电压表。
答案：BD。
（4）[4]为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过12V。
答案：B。
（5）[5]若为理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为
根据题意，已知副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为
考虑到不为理想变压器，可能存在漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压要大于6V，可能为7V。
答案：C。
（6）[6]把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当作电源内阻，当内外电阻相等，即
此时输出功率最大，根据
得
代入
解得
即
13． S C 在交变电流产生的磁场作用下，发生电磁感应，铁芯由于受到安培力的作用发生振动，发出声音
解析：（1）[1]由图甲可知，当电流从“-”接线柱流入，电流计向左偏，由此可知，乙图中电流也是从“-”接线柱流入，即感应电流的磁场方向向下，由于当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可得，原磁场方向向上，故条形磁铁的下端为“S”极；
（2）[2]本实验需要保持原线圈输入的电压一定，通过改变原副线圈的匝数，然后测量副线圈两端的电压，这种探究方法为控制变量法。
答案：C。
[3]可拆变压器的铁芯固定得不是很紧时，变压器会发出较响的“嗡嗡”声，其原因是由于在交变电流产生的磁场作用下，发生电磁感应，铁芯由于受到安培力的作用而振动，从而发出声音。
14．（1）BSωsin ωt；（2）BSωsin ωt；（3）NBSωsin ωt
解析：（1）eab=BL1vsin ωt=BL1sin ωt
=BL1L2ωsin ωt=BSωsin ωt。
（2）整个线圈中的感应电动势由ab和cd两边产生的感应电动势组成，且eab=ecd，所以e总=eab＋ecd=BSωsin ωt。
（3）若线圈有N匝，则相当于N个完全相同的电源串联，所以e=NBSωsin ωt。
15．（1）；（2）
解析：（1）依题意，由变压器电压与匝数比关系，有
（2）对理想变压器，有
由
得
由变压器电压与匝数比关系，有
代入相关数据得
由欧姆定律得
16．（1）20A；（2）1.1Ω
解析：（1）由题意知副线圈的功率为
P出＝2.2×104W
副线圈的电压为U2=220V，则根据理想变压器原副线圈匝数比为
可得原线圈电压为
U1=1100V
由理想变压器为
U1I1＝U2I2
可得原线圈上电流为
I1=20A
所以电流表示数为20A。
（2）线圈转动产生的电动势最大值为
Em＝NBSω＝1122V
发电机的电动势有效值为
E＝1122V
由闭合电路欧姆定律知
E＝I1r+U1
可解得线圈的内阻
r=1.1Ω
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
2023-2024学年鲁科版选择性必修2 第三章《交变电流与远距离输电》单元测试B卷
卷后附答案解析
考试范围：xxx；考试时间：100分钟；命题人：xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项：
1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2．请将答案正确填写在答题卡上
第I卷（选择题）
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1．他和达·芬奇是世界公认的两大旷世奇才，他是交流电之父，他是（ ）
A．安培 B．法拉第 C．特斯拉 D．爱迪生
2．某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用电阻为3Ω的输电线向远处送电，要求输电线上损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用（两个变压器均为理想变压器）．对整个送电过程，下列说法正确的是
A．升压变压器的匝数比为1：100 B．升压变压器副线圈电压为5kV
C．输电线上的电流为100 A D．降压变压器的输入电压为4700 V
3．如图a，理想变压器的原线圈接入图b所示的正弦交变电压。副线圈接10个并联的彩色灯泡，每个灯泡的额定电压为4V、额定电流为0.1A。若灯泡都正常工作，下列说法不正确的是（ ）
A．图b中电压的有效值为
B．图b中交流电的频率为
C．图a中原线圈上的电流为1A
D．图a中原副线圈的匝数比为55：1
4．某理想变压器原、副线圈的匝数之比为11∶1，当原线圈两端输入如图所示的正弦交变电压时，副线圈输出电压为（ ）
A．10 V B．22 V C．22 V D．11 V
5．如图所示为物理实验室某风扇的风速挡位变换器电路图，它是一个可调压的理想变压器，其中接入交流电的电压有效值U0＝220V，n0＝2200匝，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为220匝、500匝、1100匝、2200匝。电动机M的内阻r＝4Ω，额定电压为U＝220V，额定功率P＝110W。下列判断正确的是（ ）
A．当选择挡位3时，电动机两端电压为110V
B．当挡位由3变换到2时，电动机消耗的功率增大
C．当选择挡位2时，电动机的热功率为1W
D．当选择挡位4时，电动机的输出功率为110W
6．如图所示，电阻不计的矩形线圈abcd处于磁感应强度大小的匀强磁场中，线圈面积，匝数。线圈绕中心轴匀速转动，转动角速度。线圈的输出端与理想变压器原线圈相连，变压器的原、副线圈的匝数比，副线圈通过电流表与定值电阻和滑动变阻器相连，的电阻为，的最大电阻为。电流表与电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．线圈在图示位置开始计时，经过，电压表示数为零
B．通过电阻的电流方向每秒变化100次
C．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器两端电压最大值为24V
D．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器中消耗的最大电功率为5W
7．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为3：2，原线圈一侧接一输出电压恒为的正弦交流电源，开关与相连，电阻的阻值相等．下列说法正确的是（ ）
A．断开时，图中电压
B．闭合时，消耗的电功率比消耗的电功率小
C．闭合时，的电流比闭合前的更小
D．闭合后，电路消耗的总电功率减小
评卷人得分
二、多选题
8．下列图像中属于交变电流的有（ ）
A． B． C． D．
9．如图所示，面积为S的单匝闭合线框在磁感应强度为B匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，下列说法中正确的是（ ）
A．穿过线框磁通量为BS的时刻，线框中的感应电动势为零
B．穿过线框的磁通量为零时磁通量的变化率也最小
C．线框转动一周的过程中，感应电动势的有效值为
D．线框由图示位置转动四分之一周过程中，感应电动势的平均值为
10．如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框以竖直边cd为转动轴、以角速度ω匀速转动，从图示时刻开始计时，则下列说法中错误的是( )
A．线框中感应电流的有效值为
B．感应电动势的瞬时值表达式为e＝BSωsin ωt
C．感应电流的瞬时值表达式为i＝sin ωt
D．从图示时刻到t＝过程中，线框中的平均感应电动势为0
11．学校实验室有一台教学用发电机，其所输出的交变电压如图甲所示，将其接在如图乙所示的理想变压器的a、b端，闭合开关s，三只相同灯泡均正常发光。下列说法中正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈的匝数比为2：1
B．小灯泡的额定电压为9V
C．图甲所示的交变电压瞬时值表达式为
D．断开开关S，L1变暗、L2变亮
第II卷（非选择题）
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12．在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。
（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是： ；
A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成
（2）观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数 ；（填“多”或“少”）
（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是 ；（填字母）
A．干电池 B．学生电源
C．实验室用电压表 D．多用电表
（4）为了保证安全，低压交流电源的电压不要超过 ；（填字母）
A．2V B．12V C．50V
（5）在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，用电表测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线的输入电压可能为 ；（填字母）
A．1.5V B．6.0V C．7.0V
（6）等效法、理想模型法是重要的物理学方法，合理采用物理学方法会让问题变得简单，这体现了物理学科“化繁为简”之美。
理想变压器是一种理想化模型。如图所示，心电图仪（将心肌收缩产生的脉动转化为电压脉冲的仪器，其输出部分可以等效为左侧虚线框内的交流电源和定值电阻串联）与一理想变压器的原线圈连接，一可变电阻R与该变压器的副线圈连接，原副线圈的匝数分别为、（右侧虚线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，在调节可变电阻R的过程中，当 时，R获得的功率最大。
13．（1）研究电磁感应现象时，所用示教电流表的“0”刻度位于表盒的正中央，实验中发现，闭合S时，电流表的指针向左偏转，图乙中，将磁铁靠近螺线管时，发现电流表的指针向左偏转，则磁铁的下端是 （填“N”或“S”）极。
（2）在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中：
①需要运用的科学方法是 ；
A．类比法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．理想模型法
②可拆变压器的铁芯固定得不是很紧时，变压器会发出较响的“嗡嗡”声，其原因是 。
评卷人得分
四、解答题
14．如图所示，线圈平面绕bc边的中点从中性面开始转动，角速度为ω。经过时间t，线圈转过的角度是ωt，ab边的线速度v的方向跟磁感线方向间的夹角也等于ωt。设ab边长为L1，bc边长为L2，线圈面积S=L1L2，磁感应强度为B，则：
（1）ab边产生的感应电动势为多大？
（2）整个线圈中的感应电动势为多大？
（3）若线圈有N匝，则整个线圈的感应电动势为多大？
15．如图是一小型水电站给一工厂输电的示意图，图中升压变压器匝数比n1∶n2＝1∶50，升压变压器的输入电压U1＝250V，工厂工作电压U4＝380V，工厂消耗的功率P4＝330kW，降压变压器的输入电压为U3＝llkV，将所有变压器视为理想变压器，只考虑输电线电阻的能量损耗，求：
（1）降压变压器的匝数比n3∶n4；
（2）输电线的电阻R线。
16．如图是交流发电机的发电供电原理图。一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，线圈共220匝，线圈面积为0.051m2，转动频率为50Hz，磁场的磁感应强度为T。发电机的输出端a、b与理想变压器的原线圈相连，变压器副线圈接有两个标有“220V，11kW”的电动机。已知变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，电动机正常工作。求：
（1）电流表的示数；
（2）线圈的内阻。
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
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…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
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(
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学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
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试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．C
解析：特斯拉发明了交流电（AC），并制造出世界上第一台交流电发电机，与达·芬奇一起被世界公认为两大旷世奇才。
答案：C。
2．B
解析：根据得输电线上损失的功率为：，输电线上的电流为：，故C错误；升压变压器原线圈的输入电流为：则升压变压器的匝数之比为，故A错误；输电线上损失的电压为，升压变压器的输出电压为：，故B正确；降压变压器的输入电压为：，故D错误．
3．C
解析：A．图b中电压的有效值为
故A正确；
B．图b中交流电的周期为T=0.02s，则频率为
故B正确；
C．图a中副线圈电流为
I2=10×0.1A=1A
则根据
原线圈上的电流为
故C错误；
D．图a中原副线圈的匝数比为
故D正确。
由于本题选择错误的，答案：C。
4．A
解析：根据理想变压器的变压比可知
其中
解得
U2＝10V
故A正确，BCD错误。
答案：A。
5．A
解析：A．当选择挡位3时，由电压与匝数的关系得
U0:U3=n0:n3
解得
U3=110V
故A正确；
B．当挡位由3变换到2时，输出电压减小，电动机消耗的功率减小，故B错误；
C．当选择挡位4时，由
U0:U4=n0:n4
可知
U4=220V
此时电动机中的电流为
I==0.5A
热功率
P热=I2r=1W
输出功率为
P－P热=110W－1W=109W
故D错误；
C．当选择挡位2时，电动机两端的电压小于220V，电动机的热功率小于1W，故C错误。
答案：A。
6．D
解析：A．线圈在图示位置开始计时，经过，线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势瞬时值为零，但有效值不为零，故电压表不示数为零，故A错误；
B．交变电流的频率
变压器不改变电流变化的频率，线圈转动一周电流变化两次，可知通过电阻的电流方向每秒变化次，故B错误；
C．原线圈的电压
根据
副线圈的电压
滑动变阻器两端电压有效值最大为
故改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器两端电压最大值为，故C错误；
D．改变滑动变阻器接入电路的阻值，滑动变阻器中消耗的电功率为
根据数学关系可知时，滑动变阻器中消耗的电功率最大，为
故D正确。
答案：D。
7．C
解析：当开关S断开时，原线圈的输入电压与R1的和等于U1，则．故A错误．S闭合时，设原线圈电流为I，则R1电流为I，由变压器原副线圈的电流比等于匝数比的倒数可知，次级电流为1.5I，则R3电流为0.75I，根据P=I2R，则R1消耗的电功率比R3消耗的电功率大，选项B错误；电键S闭合前:设次级电流为I2，则初级电流为，此时初级电压：；次级电压：；由解得，即此时通过R3的电流为；电键S闭合后:设次级电流为I3，则初级电流为，此时初级电压：；次级电压：；由解得，即此时通过R3的电流为；即闭合S时，R3的电流比S闭合前的更小，选项C正确；闭合S前电路消耗的功率为：；闭合S后电路消耗的功率：，则闭合S后电路消耗的功率较大，选项D错误.
8．ABC
解析：ABC．i的大小和方向均做周期性变化，均属于交变电流，故ABC符合题意；
D．i的大小随时间变化，但方向不变，所以是直流，故D不符合题意。
答案：ABC。
9．AD
解析：A．穿过线框磁通量为BS的时刻，处于中性面位置，线框中的感应电动势为零，故A正确；
B．穿过线框的磁通量为零时，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故B错误；
C．线框转动一周的过程中，感应电动势的最大值为
有效值为
故C错误；
D．线框转动四分之一周过程中，感应电动势的平均值为
故D正确。
答案：AD。
10．ACD
解析：A、最大感应电流，其有效值，A错误．
B、图示位置为中性面位置，所以感应电动势的瞬时值表达式e＝BSωsinωt，B正确．
C、感应电流的瞬时值表达式，C错误.
D、0～过程中，D错误．
本题选错误的答案：ACD.
点拨：本题关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSω和瞬时值的表达式，明确正弦交变电流最大值与有效值、平均值、瞬时值的关系．
11．AD
解析：AB．当s闭合后，原线圈中等于灯泡的电流，副线圈中是灯泡和的电流之和，由于三只相同灯泡正常发光，所以有
根据
可知
由于输入电压
且
解得
故
故A正确，B错误；
C．由题意得图乙所示的交流电压瞬时值表达式为
故C错误；
D．断开开关s，负载电阻增大，副线圈电流减小，原线圈电流随之减小，则有灯泡变暗，两端的电压减小，由
原线圈两端电压增大，副线圈两端的电压也随之增大，灯变亮，故D正确。
答案：AD。
12． D 少 BD B C
解析：（1）[1]观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成。
答案：D。
（2）[2]观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据
可知匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。
（3）[3]实验中需要交流电源和多用电表，不需要干电池和直流电压表。
答案：BD。
（4）[4]为了人体安全，低压交流电源的电压不要超过12V。
答案：B。
（5）[5]若为理想变压器，则变压器线圈两端的电压与匝数的关系为
根据题意，已知副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为
考虑到不为理想变压器，可能存在漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压要大于6V，可能为7V。
答案：C。
（6）[6]把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当作电源内阻，当内外电阻相等，即
此时输出功率最大，根据
得
代入
解得
即
13． S C 在交变电流产生的磁场作用下，发生电磁感应，铁芯由于受到安培力的作用发生振动，发出声音
解析：（1）[1]由图甲可知，当电流从“-”接线柱流入，电流计向左偏，由此可知，乙图中电流也是从“-”接线柱流入，即感应电流的磁场方向向下，由于当磁铁靠近线圈时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律可得，原磁场方向向上，故条形磁铁的下端为“S”极；
（2）[2]本实验需要保持原线圈输入的电压一定，通过改变原副线圈的匝数，然后测量副线圈两端的电压，这种探究方法为控制变量法。
答案：C。
[3]可拆变压器的铁芯固定得不是很紧时，变压器会发出较响的“嗡嗡”声，其原因是由于在交变电流产生的磁场作用下，发生电磁感应，铁芯由于受到安培力的作用而振动，从而发出声音。
14．（1）BSωsin ωt；（2）BSωsin ωt；（3）NBSωsin ωt
解析：（1）eab=BL1vsin ωt=BL1sin ωt
=BL1L2ωsin ωt=BSωsin ωt。
（2）整个线圈中的感应电动势由ab和cd两边产生的感应电动势组成，且eab=ecd，所以e总=eab＋ecd=BSωsin ωt。
（3）若线圈有N匝，则相当于N个完全相同的电源串联，所以e=NBSωsin ωt。
15．（1）；（2）
解析：（1）依题意，由变压器电压与匝数比关系，有
（2）对理想变压器，有
由
得
由变压器电压与匝数比关系，有
代入相关数据得
由欧姆定律得
16．（1）20A；（2）1.1Ω
解析：（1）由题意知副线圈的功率为
P出＝2.2×104W
副线圈的电压为U2=220V，则根据理想变压器原副线圈匝数比为
可得原线圈电压为
U1=1100V
由理想变压器为
U1I1＝U2I2
可得原线圈上电流为
I1=20A
所以电流表示数为20A。
（2）线圈转动产生的电动势最大值为
Em＝NBSω＝1122V
发电机的电动势有效值为
E＝1122V
由闭合电路欧姆定律知
E＝I1r+U1
可解得线圈的内阻
r=1.1Ω
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