第3章 交变电流 章末综合提升试题 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
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| 名称 | 第3章 交变电流 章末综合提升试题 2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册 |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 934.4KB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2025-05-06 10:10:25 | ||
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文档简介
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第3章 交变电流 章末综合提升试题
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．电流大小变化，方向不变，是直流电
B．电流大小、方向都变化，是交流电
C．电流的周期是0.2s，最大值是0.2A
D．电流做周期性变化，是交流电
2．一交变电压的表达式为（V），由该表达式可知（ ）
A．用电压表测该电压时电压表的示数为V
B．该交变电压的周期为0.02s
C．将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为50W
D．时，该交变电压的瞬时值为50V
3．如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开关，则下列说法正确的是（ ）
A．从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B．若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
C．转动过程中线圈中电流方向变化，流过R的电流方向不变
D．线框转过时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS
4．远距离输电示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。降压变压器的输出电压为220V，则下列说法中正确的（ ）
A．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
B．
C．乙图中电压的瞬时值表达式为
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
5．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12mA，则副线圈中电流表的示数是( )
A．3mA B．48mA
C．零 D．与R阻值有关
6．2020年3月28日消息，随着复产复工有序推进，全国发电量、用电量出现明显回升。如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针匀速转动，产生的交变电流随时间按正弦规律变化，其图像如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A．线圈转动两周，电流的方向改变2次
B．从线圈经过图示位置开始计时，则电动势e随时间变化的规律为
C．在到时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大
D．若只将线圈的转速变为原来的2倍，则周期变为
7．如图所示，表示一交变电流的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周。则该交变电流的电流有效值为（ ）
A．10A B．5A C．15A D．8.7A
8．如图甲所示电路中，L为“，”的灯泡，定值电阻阻值为，R为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小，变压器为理想变压器，原副线圈的匝数比为，各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压，用某一强度的光照射光敏电阻时，灯泡恰好正常发光，则（ ）
A．副线圈两端输出的交流电频率为 B．电流表的示数为
C．增大光照强度，电压表示数变小 D．增大光照强度，灯泡变暗
9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长为L＝10cm的正方形线圈abcd共匝，线圈电阻r＝1Ω。线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动的角速度，外电路电阻R＝4Ω。则下列说法不正确的是（ ）
A．由图示位置转过角时的感应电动势的大小为1V
B．交流电压表的示数为0.8V
C．线圈转动一周电流产生的总热量0.4J
D．图示位置ab边所受的安培力大小为N
二、多选题
10．为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，输电线上的热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（ ）
A．输电电流为3I
B．输电电流为9I
C．输电电压为3U
D．输电电压为U
11．有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（ ）
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
12．如图所示，若在磁体的两磁极上装有极靴，可使线圈转动时，无论转到什么位置，线圈平面始终与磁场平行。现用导线将A、B两线框连接成闭合回路，一同学轻轻拨动线框A，使线框A沿顺时针方向转动，转动过程中某一时刻A、B两线框恰处于图中所示的位置，则（ ）
A．此时线框B在顺时针转动
B．此时线框B在逆时针转动
C．线框A可视为发电机，线框B可视为电动机
D．线框B可视为发电机，线框A可视为电动机
13．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，，为电容器．已知加在原线圈两端的正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图乙所示，则（ ）
A．交流电的频率为100Hz
B．副线圈中交流电压表的示数为
C．电阻消耗的电功率为20W
D．通过的电流不为零
14．如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为R。的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。设的输入电压一定，当用户消耗的电功率变大时，有（ ）
A．减小，变大 B．不变，变小
C．变小，变小 D．变大，变大
15．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，、、、、、为六只规格均为“6V，3W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的图像如图乙所示。以下说法中正确的是（ ）
A．副线圈两端交变电流的频率为50Hz B．电压表的示数为36V
C．只有灯能正常发光 D．1min内消耗的电能为
三、实验题
16．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它由两个外观基本相同和粗细相同的同种导线绕成的线圈A、B，线圈外部还可以绕线。
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a，b位置（a在左、b在右），由此可推断 线圈的匝数较多（填“A”或“B”）
(2)如果把它看成理想变压器，A、B线圈的匝数比为k，则当A线圈接在电压为的蓄电池两端以后，B线圈的输出电压为 。
(3)如果把它看成理想变压器，则线圈上的交变电流一定具有相同的 。
A．电压 B．电流 C．功率
(4)现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源。实验步骤如下：
①用长导线绕一个匝数为n的线圈C作为副线圈代替A线圈
②把低压交流电源接在B线圈，测得C线圈的输出电压为U
③用A线圈换下C线圈，测得A线圈的输出电压为
则线圈A的匝数 （用物理量n、U、表示）
四、解答题
17．如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕竖直固定轴以角速度ω匀速转动。从MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时：
(1)在下图中画出0时刻，沿固定轴从上向下看线框的俯视图，并标出电流方向。
(2)求经过时间t，线框中产生的感应电动势瞬时值表达式。
18．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压，副线圈两端电压为，输出端连有完全相同的两个灯泡和，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数求：
(1)原线圈等于多少匝？
(2)当开关S断开时，电流表的示数，则电流表的示数为多少？
(3)当开关S闭合时，电流表的示数等于多少？
19．小型水力发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。求：
(1)输电线上的电流。
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比。
20． 2020年12月11日连淮扬镇铁路正式开通运营，扬州全域迈入“高铁时代”，高铁站为了防止意外停电，准备了应急电源（交流发电机）。如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。磁感应强度B=0.5T，ab长20厘米，bc长10厘米，角速度ω=100rad/s。求：
(1)交流发电机产生的电动势最大值；
(2)电路中交流电压表的示数；
(3)电阻R上的功率。
参考答案
1．A
ABD．由图象可知，电流的方向不变，而大小作周期性变化，所以不是交流电，而是直流电，但不是恒定直流，故A正确，BD错误；
C．电流的周期是0.01s，最大值是0.2A，故C错误。
故选A。
2．B
A电压表的示数是有效值为100V，A错误；
B. 该交变电压的周期为
B正确；
C. 将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为
C错误；
D. 时，该交变电压的瞬时值为
D错误。
故选B。
3．C
A．根据电源正负极可知，从上往下看，电流为逆时针电流，根据左手安培定则可知，ab导体棒受力向上，cd导体棒受力向下，所以从正面看线框会顺时针转动，A错误。
B．同时调转电极和磁极方向，相当于同时改变磁场和电流方向，根据左手安培定则可知，线框受力方向不变，所以转动方向不会发生改变，B错误。
C．下面的电路为直流电流，电流的方向不发生改变，C正确。
D．根据磁通量的公式
可知，在计算磁通量的时候，不应该出现匝数，所以D错误。
故选C。
4．C
A．变压器只改变电压，不会改变交流电的频率，因此通过升压变压器的电流频率与通过降压变压器的电流频率相同，A错误；
BD．由于发电厂的交流电压的有效值为220V，用户得到的电压也是220V，但电能输送的过程中，有能量的损失，升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，根据
可知
因此
BD错误；
C．交流电的周期为0.02s，因此角速度
因此乙图中电压的瞬时值表达式为
C正确。
故选C。
5．C
当导线在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的电流，不会使副线圈的磁通量发生变化，因而副线圈中无感应电流，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
A．交变电流的方向在一个周期内方向改变两次，则线圈转动两圈，电流的方向改变4次，选项A错误；
B．若从题图甲所示位置开始计时，即从垂直中性面位置开始计时，电动势e随时间变化的规律为，选项B错误；
C．在到时间内，电流逐渐增大，穿过线圈的磁通量逐渐减小，选项C错误；
D．由题图乙所示图像可知电流的瞬时表达式可表示为，则峰值为，周期为，转速，当转速变2倍，则角速度变为原来的2倍，周期变为原来的一半，即周期变为，选项D正确。
故选D。
7．D
该交变电流的电流有效值为
解得 。
故选D。
8．D
A．交流电的周期，所以频率，故A错误；
B．由线圈匝数比可知副线圈两端的输出电压有效值为；灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为6V，所以定值电阻两端的电压最大值为，流过的电流为
由匝数比可知原线圈的电流为：
故B错误；
CD．副线圈两端的输出电压是不变的；增大光照强度，则光敏电阻的阻值减小，与之并联的灯泡两端电压降低，灯泡变暗；故C错误，D正确。
故选D。
9．B
AB．根据Em=NBSω，可得感应电动势的最大值
由于线框垂直于中性面开始计时，所以瞬时感应电动势表达式
当线圈转过角时的瞬时感应电动势为
转动过程中，交流电压表的示数为有效值，所以有
故A正确，B错误；
C．周期为
总热量
故C正确；
D．图示位置，流过ab的电流为
故ab边所受的安培力大小
故D正确。
本题选不正确的，故选B。
10．AD
高压线上的热耗功率为：P=I2R线 ，若热耗功率变为9P，则有：9P=I′2R线，得：I′=3I，又输送功率不变，由P=UI=U′I′得：输电电压为U，故AD正确BC错误。
故选AD。
11．AC
AB．保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由
知U2不变，当P向上滑动时，R变大，由
I2＝
知I2减小，I1减小，故电流表的读数变小，选项A正确，B错误；
CD．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由
知U2增大，由
I2＝
知I2增大，I1增大，故电流表的读数变大，选项C正确，D错误。
故选AC。
12．BC
AB．分析线框A，顺时针转动时，根据右手定则可知，此时从上向下看，电流为顺时针方向，故线框B中的电流方向也为顺时针方向。对于B线框根据左手定则可知，靠近N极的导线受到向下的安培力，靠近S极的导线受到向上的安培力，B线框逆时针转动，故A错误，B正确；
CD．线框B是在安培力作用下运动，属于通电导线在磁场中的受力，属于电动机的工作原理；而线框A是电磁感应产生感应电流，是发电机的工作原理，故C正确，D错误。
故选BC。
13．CD
A．根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为、频率为50赫兹，故A错误；
B．由图乙可知原线圈最大电压为，有效值为200V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知副线圈电压的为20V，电表读数为有效值，故为20V，故B错误；
C．根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻的电功率
故C正确；
D．因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过和电容器，即电流不为零，故D正确；
故选CD。
14．BD
AB．用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则P3也会变大；由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变大，线路上的电流变大，导致电阻R消耗的功率也变大，电阻两端电压也变大，所以U3变小，U4变小，故A错误，B正确；
CD．由于两变压器均是理想的，所以输入功率与输出功率相等，用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则P3也会变大；由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变大，故C错误，D正确。
故选BD。
15．AD
A．由图象知交流电的周期为0.02s，变压器副线圈两端交变电流的频率50Hz，变压器不能改变交流电的频率，则副线圈两端交变电流的频率为50Hz，故A正确；
B．由输入端交变电压u的图象，可求出有效值
由图甲可知，灯L1两端分担一部分电压，则电压表的示数小于36V，故B错误；
C．由原、副线圈匝数之比5：1，可得原、副线圈的电压之比5：1，电流之比1：5，设灯泡两端电压为U，则副线圈上电压为5U，所以
得
则6灯正常发光，故C错误；
D．1min内消耗的电能为
故D正确。
故选AD。
16． A C
（1）[1]从多用电表读数可知，指针a指的电阻数值大于指针b所指的电阻数，所以A线圈的匝数较多。
（2）[2]根据变压器电压公式可知
则。
（3）[3] 理想变压器两端功率相同，所以线圈上的交变电流一定具有相同的功率。故选C。
（4）[4]根据变压器的电压比等于匝数之比，可知
解得。
17．(1) ；(2)
(1)0时刻，沿固定轴从上向下看线框的俯视图及电流方向如下图
(2)感应电动势的峰值为
由于从MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时，则线框中产生的感应电动势瞬时值表达式为
18．(1)1100
(2)1A
(3)2A
（1）由电压与变压器匝数的关系可得
（2）当开关S断开时，由输入功率等于输出功率，有
可知
（3）设当开关S闭合时，副线圈中的总电流为，因两灯泡完全相同，则有
由可知
19．(1)17.5A；(2)
(1)根据输电线上的损耗功率得
解得
(2)发电机输出的电流为
根据变压器的电流规律得
解得
20．(1) 100V；(2)45V；(3)45W
(1)感应电动势最大值
代入数据解得
(2)根据正弦交变电流电压的最大值是有效值的倍，所以电路中电压表的示数
(3)R上产生的热功率
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第3章 交变电流 章末综合提升试题
2024-2025学年物理人教版(2019) 选择性必修第二册
一、单选题
1．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图象，下列说法中正确的是（ ）
A．电流大小变化，方向不变，是直流电
B．电流大小、方向都变化，是交流电
C．电流的周期是0.2s，最大值是0.2A
D．电流做周期性变化，是交流电
2．一交变电压的表达式为（V），由该表达式可知（ ）
A．用电压表测该电压时电压表的示数为V
B．该交变电压的周期为0.02s
C．将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为50W
D．时，该交变电压的瞬时值为50V
3．如图为电动机模型图，左侧为N极，右侧为S极。电动机线框通过换向器连入电路中，线框abcd的面积为S，匝数为n，匀强磁场磁感应强度为B，线框平面与磁场平行。若此时闭合开关，则下列说法正确的是（ ）
A．从正前方看去，该线框将会逆时针转动
B．若同时调转电极和磁极方向，则线圈的转动方向改变
C．转动过程中线圈中电流方向变化，流过R的电流方向不变
D．线框转过时，穿过线框平面的磁通量最大，且为nBS
4．远距离输电示意图如图甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、。降压变压器原、副线圈匝数分别为、（变压器均为理想变压器）。降压变压器的输出电压为220V，则下列说法中正确的（ ）
A．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大
B．
C．乙图中电压的瞬时值表达式为
D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率
5．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12mA，则副线圈中电流表的示数是( )
A．3mA B．48mA
C．零 D．与R阻值有关
6．2020年3月28日消息，随着复产复工有序推进，全国发电量、用电量出现明显回升。如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针匀速转动，产生的交变电流随时间按正弦规律变化，其图像如图乙所示，以下说法正确的是（ ）
A．线圈转动两周，电流的方向改变2次
B．从线圈经过图示位置开始计时，则电动势e随时间变化的规律为
C．在到时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大
D．若只将线圈的转速变为原来的2倍，则周期变为
7．如图所示，表示一交变电流的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周。则该交变电流的电流有效值为（ ）
A．10A B．5A C．15A D．8.7A
8．如图甲所示电路中，L为“，”的灯泡，定值电阻阻值为，R为光敏电阻，其阻值随光照强度增大而减小，变压器为理想变压器，原副线圈的匝数比为，各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压，用某一强度的光照射光敏电阻时，灯泡恰好正常发光，则（ ）
A．副线圈两端输出的交流电频率为 B．电流表的示数为
C．增大光照强度，电压表示数变小 D．增大光照强度，灯泡变暗
9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝T，边长为L＝10cm的正方形线圈abcd共匝，线圈电阻r＝1Ω。线圈绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，转动的角速度，外电路电阻R＝4Ω。则下列说法不正确的是（ ）
A．由图示位置转过角时的感应电动势的大小为1V
B．交流电压表的示数为0.8V
C．线圈转动一周电流产生的总热量0.4J
D．图示位置ab边所受的安培力大小为N
二、多选题
10．为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰。若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，输电线上的热耗功率为P；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9P，则除冰时（认为输电功率和输电线电阻不变）（ ）
A．输电电流为3I
B．输电电流为9I
C．输电电压为3U
D．输电电压为U
11．有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则（ ）
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数不变
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
12．如图所示，若在磁体的两磁极上装有极靴，可使线圈转动时，无论转到什么位置，线圈平面始终与磁场平行。现用导线将A、B两线框连接成闭合回路，一同学轻轻拨动线框A，使线框A沿顺时针方向转动，转动过程中某一时刻A、B两线框恰处于图中所示的位置，则（ ）
A．此时线框B在顺时针转动
B．此时线框B在逆时针转动
C．线框A可视为发电机，线框B可视为电动机
D．线框B可视为发电机，线框A可视为电动机
13．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，，为电容器．已知加在原线圈两端的正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图乙所示，则（ ）
A．交流电的频率为100Hz
B．副线圈中交流电压表的示数为
C．电阻消耗的电功率为20W
D．通过的电流不为零
14．如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为R。的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。设的输入电压一定，当用户消耗的电功率变大时，有（ ）
A．减小，变大 B．不变，变小
C．变小，变小 D．变大，变大
15．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，、、、、、为六只规格均为“6V，3W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的图像如图乙所示。以下说法中正确的是（ ）
A．副线圈两端交变电流的频率为50Hz B．电压表的示数为36V
C．只有灯能正常发光 D．1min内消耗的电能为
三、实验题
16．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它由两个外观基本相同和粗细相同的同种导线绕成的线圈A、B，线圈外部还可以绕线。
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a，b位置（a在左、b在右），由此可推断 线圈的匝数较多（填“A”或“B”）
(2)如果把它看成理想变压器，A、B线圈的匝数比为k，则当A线圈接在电压为的蓄电池两端以后，B线圈的输出电压为 。
(3)如果把它看成理想变压器，则线圈上的交变电流一定具有相同的 。
A．电压 B．电流 C．功率
(4)现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源。实验步骤如下：
①用长导线绕一个匝数为n的线圈C作为副线圈代替A线圈
②把低压交流电源接在B线圈，测得C线圈的输出电压为U
③用A线圈换下C线圈，测得A线圈的输出电压为
则线圈A的匝数 （用物理量n、U、表示）
四、解答题
17．如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕竖直固定轴以角速度ω匀速转动。从MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时：
(1)在下图中画出0时刻，沿固定轴从上向下看线框的俯视图，并标出电流方向。
(2)求经过时间t，线框中产生的感应电动势瞬时值表达式。
18．如图所示，理想变压器原线圈中输入电压，副线圈两端电压为，输出端连有完全相同的两个灯泡和，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数求：
(1)原线圈等于多少匝？
(2)当开关S断开时，电流表的示数，则电流表的示数为多少？
(3)当开关S闭合时，电流表的示数等于多少？
19．小型水力发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。求：
(1)输电线上的电流。
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比。
20． 2020年12月11日连淮扬镇铁路正式开通运营，扬州全域迈入“高铁时代”，高铁站为了防止意外停电，准备了应急电源（交流发电机）。如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。磁感应强度B=0.5T，ab长20厘米，bc长10厘米，角速度ω=100rad/s。求：
(1)交流发电机产生的电动势最大值；
(2)电路中交流电压表的示数；
(3)电阻R上的功率。
参考答案
1．A
ABD．由图象可知，电流的方向不变，而大小作周期性变化，所以不是交流电，而是直流电，但不是恒定直流，故A正确，BD错误；
C．电流的周期是0.01s，最大值是0.2A，故C错误。
故选A。
2．B
A电压表的示数是有效值为100V，A错误；
B. 该交变电压的周期为
B正确；
C. 将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为
C错误；
D. 时，该交变电压的瞬时值为
D错误。
故选B。
3．C
A．根据电源正负极可知，从上往下看，电流为逆时针电流，根据左手安培定则可知，ab导体棒受力向上，cd导体棒受力向下，所以从正面看线框会顺时针转动，A错误。
B．同时调转电极和磁极方向，相当于同时改变磁场和电流方向，根据左手安培定则可知，线框受力方向不变，所以转动方向不会发生改变，B错误。
C．下面的电路为直流电流，电流的方向不发生改变，C正确。
D．根据磁通量的公式
可知，在计算磁通量的时候，不应该出现匝数，所以D错误。
故选C。
4．C
A．变压器只改变电压，不会改变交流电的频率，因此通过升压变压器的电流频率与通过降压变压器的电流频率相同，A错误；
BD．由于发电厂的交流电压的有效值为220V，用户得到的电压也是220V，但电能输送的过程中，有能量的损失，升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率，根据
可知
因此
BD错误；
C．交流电的周期为0.02s，因此角速度
因此乙图中电压的瞬时值表达式为
C正确。
故选C。
5．C
当导线在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的电流，不会使副线圈的磁通量发生变化，因而副线圈中无感应电流，故C正确，ABD错误。
故选C。
6．D
A．交变电流的方向在一个周期内方向改变两次，则线圈转动两圈，电流的方向改变4次，选项A错误；
B．若从题图甲所示位置开始计时，即从垂直中性面位置开始计时，电动势e随时间变化的规律为，选项B错误；
C．在到时间内，电流逐渐增大，穿过线圈的磁通量逐渐减小，选项C错误；
D．由题图乙所示图像可知电流的瞬时表达式可表示为，则峰值为，周期为，转速，当转速变2倍，则角速度变为原来的2倍，周期变为原来的一半，即周期变为，选项D正确。
故选D。
7．D
该交变电流的电流有效值为
解得 。
故选D。
8．D
A．交流电的周期，所以频率，故A错误；
B．由线圈匝数比可知副线圈两端的输出电压有效值为；灯泡恰好正常发光，说明灯泡两端电压为6V，所以定值电阻两端的电压最大值为，流过的电流为
由匝数比可知原线圈的电流为：
故B错误；
CD．副线圈两端的输出电压是不变的；增大光照强度，则光敏电阻的阻值减小，与之并联的灯泡两端电压降低，灯泡变暗；故C错误，D正确。
故选D。
9．B
AB．根据Em=NBSω，可得感应电动势的最大值
由于线框垂直于中性面开始计时，所以瞬时感应电动势表达式
当线圈转过角时的瞬时感应电动势为
转动过程中，交流电压表的示数为有效值，所以有
故A正确，B错误；
C．周期为
总热量
故C正确；
D．图示位置，流过ab的电流为
故ab边所受的安培力大小
故D正确。
本题选不正确的，故选B。
10．AD
高压线上的热耗功率为：P=I2R线 ，若热耗功率变为9P，则有：9P=I′2R线，得：I′=3I，又输送功率不变，由P=UI=U′I′得：输电电压为U，故AD正确BC错误。
故选AD。
11．AC
AB．保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由
知U2不变，当P向上滑动时，R变大，由
I2＝
知I2减小，I1减小，故电流表的读数变小，选项A正确，B错误；
CD．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由
知U2增大，由
I2＝
知I2增大，I1增大，故电流表的读数变大，选项C正确，D错误。
故选AC。
12．BC
AB．分析线框A，顺时针转动时，根据右手定则可知，此时从上向下看，电流为顺时针方向，故线框B中的电流方向也为顺时针方向。对于B线框根据左手定则可知，靠近N极的导线受到向下的安培力，靠近S极的导线受到向上的安培力，B线框逆时针转动，故A错误，B正确；
CD．线框B是在安培力作用下运动，属于通电导线在磁场中的受力，属于电动机的工作原理；而线框A是电磁感应产生感应电流，是发电机的工作原理，故C正确，D错误。
故选BC。
13．CD
A．根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为、频率为50赫兹，故A错误；
B．由图乙可知原线圈最大电压为，有效值为200V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知副线圈电压的为20V，电表读数为有效值，故为20V，故B错误；
C．根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻的电功率
故C正确；
D．因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过和电容器，即电流不为零，故D正确；
故选CD。
14．BD
AB．用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则P3也会变大；由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变大，线路上的电流变大，导致电阻R消耗的功率也变大，电阻两端电压也变大，所以U3变小，U4变小，故A错误，B正确；
CD．由于两变压器均是理想的，所以输入功率与输出功率相等，用户消耗的电功率变大，由于是理想变压器，则P3也会变大；由于T1的输入电压U1一定时，U2也不变，则P2必须变大，故C错误，D正确。
故选BD。
15．AD
A．由图象知交流电的周期为0.02s，变压器副线圈两端交变电流的频率50Hz，变压器不能改变交流电的频率，则副线圈两端交变电流的频率为50Hz，故A正确；
B．由输入端交变电压u的图象，可求出有效值
由图甲可知，灯L1两端分担一部分电压，则电压表的示数小于36V，故B错误；
C．由原、副线圈匝数之比5：1，可得原、副线圈的电压之比5：1，电流之比1：5，设灯泡两端电压为U，则副线圈上电压为5U，所以
得
则6灯正常发光，故C错误；
D．1min内消耗的电能为
故D正确。
故选AD。
16． A C
（1）[1]从多用电表读数可知，指针a指的电阻数值大于指针b所指的电阻数，所以A线圈的匝数较多。
（2）[2]根据变压器电压公式可知
则。
（3）[3] 理想变压器两端功率相同，所以线圈上的交变电流一定具有相同的功率。故选C。
（4）[4]根据变压器的电压比等于匝数之比，可知
解得。
17．(1) ；(2)
(1)0时刻，沿固定轴从上向下看线框的俯视图及电流方向如下图
(2)感应电动势的峰值为
由于从MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时，则线框中产生的感应电动势瞬时值表达式为
18．(1)1100
(2)1A
(3)2A
（1）由电压与变压器匝数的关系可得
（2）当开关S断开时，由输入功率等于输出功率，有
可知
（3）设当开关S闭合时，副线圈中的总电流为，因两灯泡完全相同，则有
由可知
19．(1)17.5A；(2)
(1)根据输电线上的损耗功率得
解得
(2)发电机输出的电流为
根据变压器的电流规律得
解得
20．(1) 100V；(2)45V；(3)45W
(1)感应电动势最大值
代入数据解得
(2)根据正弦交变电流电压的最大值是有效值的倍，所以电路中电压表的示数
(3)R上产生的热功率
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