人教高中物理选修3-2《交变电流》单元测试（word含答案）

单元测试卷——交变电流
(时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分)
1．如图 1 是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )
A．周期是 0.01 s B．最大值是 311 V
C．有效值是 220 V D．表达式为 u＝220sin 100πt V
图 1
2．有一交变电流如图 2 所示，则由此图象可知( )
A．它的周期是 0.8 s B．它的峰值是 4 A
C．它的有效值是 2 2 A D．它的频率是 0.8 Hz
图 2
3．图 3 为某种交变电流的波形，每半个周期按各自的正弦规律变化，其有效值为( )
A．7 A B．5 A C．3 2 A D．4 2 A
图 3
4．一电饭煲和一台洗衣机同时并入 u＝311sin 314t V 的交流电源上，均正常工作，用电流表分
别测得电饭煲的电流是 5 A，洗衣机的电流是 0.5 A．下列说法正确的是( )
A．电饭煲的电阻是 44 Ω，洗衣机电动机线圈电阻是 440 Ω
B．电饭煲消耗的功率为 1 555 W，洗衣机电动机消耗的功率为 155.5 W
C．1 min 内电饭煲消耗的电能为 6.6×104 J，洗衣机电动机消耗的电能为 6.6×103 J
D．电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的 10 倍
5．如图 4 甲所示为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮 度．给该台灯接 220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数
为( )

图 4
220 2A．220 V B．110 V C． 110 2V D． V
6．图 5 甲所示电路中，A1、A2、A3 为相同的电流表，C 为电容器，电阻 R1、R2、R3 的阻值相 同，线圈 L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在 t1～t2 时
间内( )
图 5
A．电流表 A1 的示数比 A2 的小 B．电流表 A2 的示数比 A3 的小
C．电流表 A1 和 A2 的示数相同 D．电流表的示数都不为零
7.图 6 中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，Q 为滑动头．现令 Q 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯 L 两端的电压等于其额定电压
为止．用 I1 表示流过原线圈的电流，I2 表示流过灯泡的电流，U2 表示灯泡两端的电压，P2 表示灯
泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值，电功率指平均值)．下列四个图中，能够正确反映
相应物理量的变化趋势的是( )
图 6
8．图 7 所示，M 为理想变压器，电表均可视为理想电表，接线柱 a、b 接电压 u＝311sin 314t V
的正弦交流电源．当滑动变阻器的滑片 P 向上滑动时，示数发生变化的电表是( )
图 7

A．A1、A2 B．A2、V2 C．A1、A2、V2 D．A1、A2、V1、V2
9．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如图
所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是( )
10．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的
电压只有 12 V，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如图 8 所示的点火装置，这个装置的核心
是一个变压器，它的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械进行自 动控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花了，下列说法中正 确的是( )
图 8
A．该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压
B．该设计方案可行，因为变压器能将直流电改变为交变电流
C．该设计方案可行，因为通过变压器原线圈的是变化的电流，可以通过变压器发生互感现象
D．该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器
二、填空题(本题共 2 小题，共 16 分)
11．（6 分）如图 9 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．线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感
π
应电流的有效值 I＝______．线框从中性面开始转过 的过程中，通过导线横截面的电荷量
2 q=________．

图 9
12．(10 分)示波器面板如图 11 所示，图 10 中甲图为一信号源．
甲 乙 丙
图 10 图 11
(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形(正弦交流信号的电流i 随时间 t做周期性变化
的图象如图乙所示)，应将信号源的 a 端与示波器面板上的________接线柱相连，b 端与________
接线柱相连．
(2)若示波器所显示的输入波形如图丙所示，要将波形上移，应调节面板上的______旋钮；要
使此波形横向展宽，应调节_______旋钮；要使屏上能够显示 3 个完整的波形，应调节_______旋钮．
三、计算题(本题共 4 小题，共 44 分)
13．(10 分)如图 12 所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为 l1，宽度为
l2，共有 n 匝，总电阻为 r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为 R 的定值电阻，线圈以
角速度ω在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴 OO′匀速运动，沿转轴 OO′方
向看去，线圈转动沿逆时针方向，t=0 时刻线圈平面与磁感线垂直．
图 12
(1)表示出线圈经过图示位置时通过电阻 R 的感应电流的方向．

(2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式．
(3)求线圈从 t＝0 位置开始到转过 90°的过程中的平均电动势．
(4)求线圈从 t=0 位置开始到转过 60°时的瞬时电流．
14．(8 分)黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫
飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．如图 13 所示是高压电网的工作电路．高
压电网是利用变压器将有效值为 220 V 的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为 0.5 cm，
已知空气在常温常压下的击穿电压为 6 220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的原、副
线圈匝数比不得超过多少？
图 13
15．(12 分)如图 14 所示，变压器原线圈输入电压为 220 V，副线圈输出电压为 36 V，两只灯
泡的额定电压均为 36 V，L1 额定功率为 12 W，L2 额定功率为 6 W．试求：
图 14 (1)该变压器的原副线圈匝数比．
(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有 L1 工作时原线圈中的电流．
16．(14 分)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．
图 15
(1)输电电路如图 15 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？