本人声明：本资源属本人原创作品，授予21世纪教育网独家发行。
高二上学期 单元测试卷（二）
交变电流
（考试时间为100分钟，试卷满分100分）
选择题（本题共12小题；每小题4分，共48分）
1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中不正确的是（ ）
A.在中性面时，通过线圈的磁通量最大
B.在中性面时，感应电动势为0
C.穿过线圈的磁通量为0时，感应电动势也为0
D.线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次
【答案】:C
【解析】:由中性面的特点可知，应选C.
2．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列4个计算输电线损耗的式子中，错误的是( )21教育网
A. B.
C．I2R D．I(U1－U2)
【答案】:A
【解析】：用来计算输电线电能损耗的公式P＝中的U是输电线上损耗的电压，而不是输电电压．
3.理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为( )
A．每匝线圈中磁通量的变化率
B．交变电流的频率
C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率
D．原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势
【答案】:D
【解析】:原、副线圈绕在同一个闭合铁芯上，因此每匝线圈中磁通量的变化率均相同，理想变压器输入与输出功率相等，且频率相同．原、副线圈中感应电动势的比等于原、副线圈匝数比．故只有D选项是正确的．
4.如图为理想变压器所接电源电压的波形，已知原、副线圈的匝数之比n1:n2＝10:1，串联在原线圈电路中的电流表的示数为1A，下列说法不正确的为( )
A．变压器输出端所接电压表的示数为22 V
B．变压器的输出功率为220 W
C．若n1＝100匝，则穿过变压器每匝副线圈的磁通量的变化率的最大值为2.2 Wb/s
D．变压器输出的交流电的方向，每秒钟改变100次
【答案】:A
【解析】:变压器所接电源电压的有效值为U1＝ V＝220 V，输出电压＝，U2＝＝V＝22 V．由P入＝P出，∴P出＝I1U1＝1×220 W＝220 W．B对．当穿过线圈的磁通量变化率最大时Um＝n1，＝＝Wb/s＝2.2 Wb/s.C对．由图象可知T＝0.02，f＝50 Hz，即每秒钟线圈转50圈，电流方向改变50×2＝100次．D对．21cnjy.com
5.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为2：1.原、副线圈回路中有三个完全相同的电灯，当输入端加交变电压U1时，L1灯正常发光，那么接在副线圈两端的灯L2的功率( )【来源：21·世纪·教育·网】
A．一定小于额定功率
B．一定大于额定功率
C．一定等于额定功率
D．无法确定
【答案】:C
【解析】：由题设变压器原、副线圈匝数比为2：1，由于此电路只有一个副线圈，根据公式 ＝可知，原、副线圈的电流之比为1：2，由于灯L正常发光，与原线圈串联，设原线圈中的电流为I0，则副线圈中的电流为2I0，由于L2、L3并联且阻值相同，所以通过L2、L3的电流恰好也是I0.所以L2一定正常发光．
6．如图所示，一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，除了转轴分别为OO′和ab边外，其他条件均相同．则在这两种情况下，线圈中产生的正弦交变电流( )【出处：21教育名师】
A．最大值不同
B．瞬时值不同
C．变化规律不同
D．一切都相同
【答案】:D
【解析】：根据e＝nBSωcosωt知，感应电动势与转轴位置无关．
7.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流i＝Imsin ωt.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为( ) 21*cnjy*com
A．i′＝Imsin ωt
B．i′＝Imsin 2ωt
C．i′＝2Imsin ωt
D．i′＝2Imsin 2ωt
【答案】: D
【解析】：由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为4Em，匝数加倍后，其电阻也应该加倍，此时线圈的电阻为2R，根据欧姆定律可得电流的最大值为Im′＝＝2Im，因此，电流的变化规律为i′＝2Imsin 2ωt.【版权所有：21教育】
8.（多选）如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，L1、L2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是 ( )
A．如果将频率增大，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强
B．如果将频率增大，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱
C．如果将频率减小，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强
D．如果将频率减小，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱
【答案】:BC
【解析】：某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确，故选B、C.www.21-cn-jy.com
9.将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是( )
A．电路中交变电流的频率为0.25Hz
B．通过电阻的电流为A
C．电阻消耗的电功率为2.5W
D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V
【答案】:C
【解析】:由e－t图象可知，周期T＝4×10－2s，电压峰值Um＝5V，所以频率f＝＝25Hz，A错误；电压有效值U＝＝V，D错误；电流有效值I＝＝A，B错误；电阻消耗功率P＝I2R＝2.5W，C正确。21·世纪*教育网
10.(多选）如图所示为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则( )
A．甲扬声器是低频扬声器
B．C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器
C．L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器
D．L2的作用是减少通过乙扬声器的高频电流
【答案】:AC
【解析】：由电感和电容对高、低频的阻碍作用可知，电感L对高频电流的阻碍作用大，所以电感L1阻碍高频电流通向甲，电感L2阻碍高频电流通过乙，C正确，D错误；电容对高频电流的阻碍作用小，所以电容C2阻碍低频电流通向乙。甲是低频扬声器，乙是高频扬声器，A正确，B错误.
11.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这是因为此时 ( )
A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小
B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小
C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大
D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流
【答案】: C
【解析】：总电阻减小，总电流增大，输电线电阻造成的电压损失ΔU＝IR增大，电灯得到的电压减小，所以灯泡在七八点钟时显得要暗些．
12.(多选）如图所示，在远距离输电过程中，若保持升压变压器原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是 ( )
A．升高U1会减小输电电流I2
B．升高U1会增大线路的功率损耗
C．升高U1会增大线路的电压损耗
D．升高U1会提高电能的利用率
【答案】: AD
【解析】:提高输电电压U1，由于输入功率不变，则I1将减小，又因为I2＝I1，所以I2将减小，故A对，线路功率损耗P损＝IR，因此功率损耗在减小，电压损失减小，故B、C错误，因线路损耗功率减小，因此利用率将升高．
二、填空题（本题共4小题，每小题4分，共16分）
13. 一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4πrad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示.当t=0时，线圈平面与磁感线_______，当t=0.5s时，e为______.www-2-1-cnjy-com
【答案】：垂直 0
【解析】：由题中图象知t=0时，e=0，线圈位于中性面位置，线圈平面和磁感线垂直；当t=0.5s时，wt=2π，e=0.21*cnjy*com
14.一交流电压随时间变化的图象如图所示，则此交流电的频率是________ Hz，若将该电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V；若将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于________ A.
【答案】:50 200 0.14
【解析】：由题图知T＝0.02 s，Um＝200 V而f＝，所以f＝50 Hz，电容器耐压值应不小于200 V，I＝·＝ A≈0.14 A.21世纪教育网版权所有
15.某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV的电压，在原有输电线路上输送同样的电功率．前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________．要将2.2 kV的电压升高至22 kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是________匝．
【答案】：100∶1 1800
【解析】:消耗在输电线上的电功率
P损＝I2R线＝()2R线，
所以P损∝，＝()2＝()2＝100∶1.
由于变压器原、副线圈的电压比等于匝数比得
＝，n2＝＝匝＝1800匝
16.某交流电压随时间变化如图所示，则此交流电的频率是_________Hz.若将该电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值不得小于________ V.
【答案】：50 200
【解析】:由图知T＝0.02 s，∴f＝＝50 Hz.因为电压的最大值为200 V，所以电容器耐压值不应小于200 V.2·1·c·n·j·y
解答题（本题共4小题，每题10分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
17.发电厂输出的交流电压为22 kV，输送功率为2.2×106 W，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为220 V，发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22 Ω.求：【来源：21cnj*y.co*m】
(1)输电导线上损失的电功率．
(2)变压器原、副线圈匝数之比．
【答案】:2.2×105 W 90
【解析】：(1)输送电流
I线＝＝ A＝100 A
则损失功率为
P损＝IR线＝1002×22 W＝2.2×105 W.
(2)变压器原线圈电压U1＝U总－U线＝U总－ I线R线＝2.2×104 V－100×22 V＝19 800 V21教育名师原创作品
所以原、副线圈匝数比＝＝＝90.
18. 如图为一交流电的U－t的图象
(1)写出交流电压瞬时值的表达式；
(2)将此电压加在回旋加速器上，给氘核加速，那么必须给加速器加磁感应强度为多大的磁场？(氘核的质量取3.3×10－27kg)
【答案】：(1)2.0×106sin(2π×107t＋π) (2)1.3 T
【解析】:(1)周期T＝1.0×10－7s，由ω＝
得ω＝2π×107 rad/s Em＝200×104 V
所以瞬时值表达式u＝2.0×106sin(2π×107t＋π)(V)
(2)T＝得B＝＝1.3 T(回旋加速器周期与交变电流周期相同)
19.如图甲所示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的半径为r＝1m、电阻为R＝3.14Ω的金属圆形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生。
(1)在图丙中画出感应电流随时间变化的i－t图象(以逆时针方向为正)；
(2)求出线框中感应电流的有效值。
【答案】：(1)如图所示。
(2)A
【解析】：(1)如图所示。
(2)设电流的有效值为I，则有
I2RT＝iR·＋iR()，得I＝A
20.某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW，输出电压为500 V，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW，该村的用电电压是220 V.21·cn·jy·com
(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；
(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW，则该村还可以装“220 V 40 W”的电灯多少盏？2-1-c-n-j-y
【答案】：(1)1∶10 240∶11 (2)900盏
【解析】：(1)因为P损＝IR线
所以I2＝ ＝ A＝20 A
I1＝＝ A＝200 A
则＝＝＝
U3＝U2－I2R线＝(500×10－20×10) V＝4 800 V
则＝＝＝
(2)设还可装灯n盏，据降压变压器输入功率等于输出功率有P3＝P4
其中P4＝(n×40＋60×103) W
P4＝P3＝(100－4) kW＝96 kW
所以n＝900.
本人声明：本资源属本人原创作品，授予21世纪教育网独家发行。
高二上学期 单元测试卷（二）
交变电流
（考试时间为100分钟，试卷满分100分）
选择题（本题共12小题；每小题4分，共48分）
1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中不正确的是（ ）
A.在中性面时，通过线圈的磁通量最大
B.在中性面时，感应电动势为0
C.穿过线圈的磁通量为0时，感应电动势也为0
D.线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次
2．发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电线电阻为R，通过导线的电流为I，学校输入电压为U2，下列4个计算输电线损耗的式子中，错误的是( )【出处：21教育名师】
A. B.
C．I2R D．I(U1－U2)
3.理想变压器正常工作时，原、副线圈中不相同的物理量为( )
A．每匝线圈中磁通量的变化率
B．交变电流的频率
C．原线圈的输入功率和副线圈的输出功率
D．原线圈中的感应电动势和副线圈中的感应电动势
4.如图为理想变压器所接电源电压的波形，已知原、副线圈的匝数之比n1:n2＝10:1，串联在原线圈电路中的电流表的示数为1A，下列说法不正确的为( )
A．变压器输出端所接电压表的示数为22 V
B．变压器的输出功率为220 W
C．若n1＝100匝，则穿过变压器每匝副线圈的磁通量的变化率的最大值为2.2 Wb/s
D．变压器输出的交流电的方向，每秒钟改变100次
5.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为2：1.原、副线圈回路中有三个完全相同的电灯，当输入端加交变电压U1时，L1灯正常发光，那么接在副线圈两端的灯L2的功率( )21·cn·jy·com
A．一定小于额定功率
B．一定大于额定功率
C．一定等于额定功率
D．无法确定
6．如图所示，一闭合单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，除了转轴分别为OO′和ab边外，其他条件均相同．则在这两种情况下，线圈中产生的正弦交变电流( )【版权所有：21教育】
A．最大值不同
B．瞬时值不同
C．变化规律不同
D．一切都相同
7.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流i＝Imsin ωt.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为( )21cnjy.com
A．i′＝Imsin ωt
B．i′＝Imsin 2ωt
C．i′＝2Imsin ωt
D．i′＝2Imsin 2ωt
8.（多选）如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，L1、L2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是 ( )
A．如果将频率增大，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强
B．如果将频率增大，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱
C．如果将频率减小，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强
D．如果将频率减小，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱
9.将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是( )21教育网
A．电路中交变电流的频率为0.25Hz
B．通过电阻的电流为A
C．电阻消耗的电功率为2.5W
D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V
10.(多选）如图所示为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则( )2·1·c·n·j·y
A．甲扬声器是低频扬声器
B．C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器
C．L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器
D．L2的作用是减少通过乙扬声器的高频电流
11.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这是因为此时 ( )
A．总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电压就小
B．总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小
C．总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大
D．干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流
12.(多选）如图所示，在远距离输电过程中，若保持升压变压器原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是 ( )www-2-1-cnjy-com
A．升高U1会减小输电电流I2
B．升高U1会增大线路的功率损耗
C．升高U1会增大线路的电压损耗
D．升高U1会提高电能的利用率
二、填空题（本题共4小题，每小题4分，共16分）
13. 一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4πrad/s匀速转动，产生的交变电动势的图象如图所示.当t=0时，线圈平面与磁感线_______，当t=0.5s时，e为______.21·世纪*教育网
14.一交流电压随时间变化的图象如图所示，则此交流电的频率是________ Hz，若将该电压加在10 μF的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V；若将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于________ A.
15.某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV的电压，在原有输电线路上输送同样的电功率．前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________．要将2.2 kV的电压升高至22 kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是________匝．2-1-c-n-j-y
16.某交流电压随时间变化如图所示，则此交流电的频率是_________Hz.若将该电压加在10μF的电容器上，则电容器的耐压值不得小于________ V.
解答题（本题共4小题，每题10分，共40分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。）
17.发电厂输出的交流电压为22 kV，输送功率为2.2×106 W，现在用户处安装一降压变压器，用户的电压为220 V，发电厂到变压器间的输电导线总电阻为22 Ω.求： 21*cnjy*com
(1)输电导线上损失的电功率．
(2)变压器原、副线圈匝数之比．
18. 如图为一交流电的U－t的图象
(1)写出交流电压瞬时值的表达式；
(2)将此电压加在回旋加速器上，给氘核加速，那么必须给加速器加磁感应强度为多大的磁场？(氘核的质量取3.3×10－27kg)21世纪教育网版权所有
19.如图甲所示，在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的半径为r＝1m、电阻为R＝3.14Ω的金属圆形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感应电流产生。【来源：21cnj*y.co*m】
(1)在图丙中画出感应电流随时间变化的i－t图象(以逆时针方向为正)；
(2)求出线框中感应电流的有效值。
20.某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW，输出电压为500 V，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW，该村的用电电压是220 V.【来源：21·世纪·教育·网】
(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；
(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW，则该村还可以装“220 V 40 W”的电灯多少盏？www.21-cn-jy.com
