人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元检测题（含答案）

《交变电流》单元检测题

一、单选题
1．如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电，电压的最大值为U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是

A．原线圈中的电流的有效值为 B．变压器的输入功率为
C．电动机两端电压为IR D．电动机消耗的功率为I2R
2．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10:3，R1=10 Ω，R2=5 Ω，电容器的电容C=150 μF。若电容器下极板所带电荷量q=0.003sin100πt C，则

A．电阻R2的电功率为160 W B．原线圈两端电压的有效值为200 V
C．原线圈中电流的有效值大于1.2 A D．原线圈两端电压的频率大于50 Hz
3．如图所示，电阻不计面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，产生e＝220sin100πtV的正弦交流电，理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，灯泡的电阻RL＝10Ω(不考虑电阻的变化)，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是 (　　)

A．线圈从t＝0时刻到转过180°的过程中矩形线圈的磁通量变化量为零
B．交流电压表的示数为20V
C．灯泡的功率小于48.4W
D．闭合开关S后，电阻R上不产生焦耳热
4．图甲是小型交流发电机的示意图，两极M、N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表，V为理想交流电压表内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO‘沿逆时针方向匀速转动，矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P.上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压，副线圈接有可调电阻R，从图示位置开始计时，发电机线圈内阻不计且产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是

A．电压表的示数为10 V
B．0.01s时发电机线圈平面位于中性面
C．若P的位置向上移动、R的大小不变时，电流表读数将减小
D．若P的位置不变、R的大小不变，而把发电机线圈的转速增大一倍，则变压器的输入功率将增大到原来的2倍
5．如图所示理想变压器原副线圈匝数比为1∶2，两端分别接有四个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L1和L4两端的电压的之比为( )

A．1∶1 B．1∶3 C．3∶1 D．4∶1
6．若某小区变压器输入电压为6 600 V，经过变压器降压，然后经过一段输电线路给小区供电，该居民区有440户。以前每户平均消耗电功率100 W，使用的降压变压器匝数比为165∶6，恰好能使额定电压为220 V的用电器正常工作。现在因家用电器增加，每户平均消耗电功率为250 W。若输入电压为6 600 V、输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用变压器，则此变压器原、副线圈匝数比应为(变压器皆可视为理想变压器)(　　)
A．110∶9 B．220∶9 C．30∶1 D．200∶9
7．信息时代，霍尔元件被广泛应用。如图所示，宽度为h、厚度为d的金属霍尔元件，单位体积内自由电子数为n，电子电量为e。将它放在与之垂直的磁感应强度大小为B＝B0sinωt的匀强磁场中。当恒定电流I通过霍尔元件时，在它的前后两个侧面之间会产生交流电压，这样就实现了将直流输入转化为交流输出。在元件的前后两个侧面接入交流电压表(图中未画出)，则电压表示数为

A． B． C． D．
8．如图所示，理想变压器原线圈接一正弦交变电源，其电压的有效值恒定不变，两个副线圈的匝数分别为n1和n2，所接电阻分别为R1和R2，且R2=2R1。不计电流表内阻，当只闭合S1时，电流表示数为1A，只闭合S2时，电流表示数为2A，则n1：n2等于

A．1：1 B．1：2 C．1：3 D．1：4
9．含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为16Ω、2Ω、6Ω，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。开关S断开时变压器输出功率与S闭合时变压器输出功率相等，该变压器原、副线圈匝数比为（ ）

A．5 B．4 C．3 D．2
10．交流发电机在工作时电动势为e=Emsinωt，若将发电机的转速提高一倍，同时将线圈所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为(　　)
A．e′=Emsin B．e′=2Emsin C．e′=Emsin2ωt D．e′=sin2ωt
11．如图所示，理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220sin100πt(V)，电阻R=44Ω，电表均为理想交流电表。则下列说法中不正确的是( )

A．交流电的频率为50Hz B．电流表A1的示数为0.20A
C．变压器的输入功率为88W D．电压表的示数为44V
二、多选题
12．由法拉第电磁感应定律可知，若穿过某截面的磁通量为Φ=Φmsinωt，则产生的感应电动势为e=ωΦmcosωt。如图所示，竖直面内有一个闭合导线框ACD(由细软弹性电阻丝制成)端点A、D固定。在以水平线段AD为直径的半圆形区域内，有磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里的有界匀强磁场。设导线框的电阻恒定，圆的半径为R，用两种方式使导线框上产生感应电流。方式一：将导线上的C点以恒定角速度ω1(相对圆心O)从A点沿圆弧移动至D点；方式二：以AD为轴，保持∠ADC=45°，将导线框从竖直位置以恒定的角速度ω2转90°。则下列说法正确的是

A．方式一中，导线框中感应电流的方向先逆时针，后顺时针
B．方式一中，导线框中的感应电动势为e1=BR2ω1cosω1t
C．两种方式中，通过导线截面的电荷量相等
D．若ω1=ω2，则两种方式电阻丝上产生的热量相等
13．将电阻R、理想电压表V、开关S和交流电源按照甲所示方式连接，其中，合上开关S后，交流电源输出的正弦交变电压u随时间t变化的关系如图乙所示则　　

A．电压表V的示数是36V
B．R消耗的电功率是
C．通过R的电流瞬时值表达式为
D．通过R的电流最大值为
14．一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为2：1，电阻R1和R2的阻值分别为3Ω和1Ω，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b输入端输入的电流如图乙所示，下列说法正确的是（　　）

A．电流表的示数为
B．电压表的示数为
C．0～0.04s内，电阻R1产生的焦耳热为0.24J
D．0.03s时，通过电阻R1的电流为
15．如图所示，理想变压器的原线圈接入u=220sin（100πt）V的交变电压，原、副线圈匝数比4：1，电阻R0=5Ω，电阻箱R的最大阻值为100Ω，则

A．副线圈两端的电压有效值为55V
B．副线圈中电流方向每分钟改变600次
C．当R=50Ω时，原线圈中的电流有效值为0.25A
D．当R=5Ω时，电阻箱R消耗的电功率最大
16．如图甲所示，标有“220V40W的灯泡和标有“20μF360V”的电容器并联到交流电源上，V为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关S．下列判断正确的是（　　）

A．交流电源的输出电压的有效值为220V
B．电容器会被击穿
C．时刻，电压表的示数为零
D．时刻，通过灯泡的电流为零
三、实验题
17．一个教学用的简易变压器，两线圈的匝数未知，某同学想用所学变压器的知识测定两线圈的匝数。
（1）为完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压_________（填“直流”或“交流”）电源。
（2）该同学在变压器铁芯上绕10匝绝缘金属导线C，然后将A线圈接电源．用电压表分别测出线圈A，线圈B及线圈C两端的电压，记录在下面的表格中，则线圈A的匝数为______匝，线圈B的匝数为_______匝。
A线圈电压 B线圈电压 C线圈电压
8.0V 3.8V 0.2V
（3）为减小线圈匝数的测量误差，你认为绕制线圈C的匝数应该_______（填“多一些”、“少一些”）更好。
18．在学校实验周活动中，某实验小组同学选用如图（a）可拆变压器做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，实验电路图如图（b），实验时匝，匝，断开K，接通电源，观察电压表的读数为6V，则
（1）下列哪一选项______为可拆变压器的输入电压有效值。
A．3V?? B．??6V??????C．12V D．15V???????

（2）灯泡的额定电压也为6V，闭合K，灯泡能否正常发光。______（填：“能”或“不能”）

四、计算题
19．如图所示，电阻不计的闭合导线框abcd处于磁感应强度B＝T的匀强磁场中，线框匝数为50匝，面积S为0.5m2。线框绕垂直于磁场方向的轴以角速度匀速转动，并与理想变压器相连，变压器副线圈接入一只额定电压为250V的灯泡，灯泡恰正常发光。求：

（1）线框转动过程中感应电动势的最大值；
（2）变压器原、副线圈的匝数比；
（3） 已知交流电流表示数为0.1A，则线框从图示位置转过900的过程中外力对线框做的功．
20．如图,一个匝数为匝，面积S=200cm2，内阻的矩形线圈以300r/min的转速在匀强磁场中旋转，已知匀强磁场B=T，其产生的交流电直接给阻值的电阻供电，从图示位置开始计时（矩形线圈跟磁场垂直），求：

（1）感应电动势的瞬时表达式及交流电压表读数；
（2）由图示位置转过60°角，这段时间内的平均感应电流；
（3）由图示位置转过60°角，这段时间内的R上产生的热量。



参考答案
1．B2．C3．C4．A5．C6．B7．B8．B9．D10．C11．C
12．AB13．BC14．AC15．CD16．AD
17．交流 400 190 多一些
18．D 不能
19．（1）500V；（2）2：1；（3）0.39J．
20．（1）e=40sin10πt（V） U=（2）（3）