2022—2023学年高二粤教版（2019）选择性必修第二册 第三章 交变电流 单元检测卷8（含解析）

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2022—2023学年高二粤教版（2019）选择性必修第二册 第三章 交变电流 单元检测卷8（含解析）一、单选题（共28分）1．如图所示，理想变压器原线圈接电压为的正弦交流电，开关接1时，原、副线圈的匝数之比为，滑动变阻器接入电路的阻值为，电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法中正确的有（　　）A．变压器输入功率与输出功率之比为B．内滑动变阻器上产生的热量为C．仅将从1拨到2，电流表示数减小D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小2．如图，用两台理想变压器进行远距离输电，第一台升压变压器原线圈的电压恒定不变。当输送功率为P0时，降压变压器输出端用户可得到的功率为0.99P0。为了能输送更大的电功率，将两台变压器之间的线路更换，新线路电阻为原线路电阻的一半，其他输电设备不变。线路中电能的损失除两变压器之间的电线发热外，其他损失不计，升压变压器原线圈输入电压恒定。关于该新的输电线路，下列说法正确的是线路电阻（　　）A．若实际输送功率是2P0，则输电线损失功率为0.01P0B．若实际输送功率是2P0，则输电线损失功率为0.02P0C．若用户实际功率是1.98P0，则实际输送的总功率为2.02PoD．若用户实际功率是0.99P0，则实际输送的总功率为P03．输电过程中电能的损耗不可避免，如图是常见的家庭输电线路模拟电路，控制电路输入电压恒定，理想变压器原、副线圈匝数可以调整，下列说法正确的是（　　）A．若将滑动变阻器的滑片移至最左端，稳定后滑片下移，同时滑片上移，电灯L变暗B．闭合开关，电灯L变暗C．将滑动变阻器的滑片向右移动，电灯L变暗D．将滑动变阻器的滑片向右移动，电灯L变亮4．如图甲所示，一小型交流发电机线圈的匝数为100，面积为，其电阻忽略不计；a、b两端与理想变压器相连，R1为定值电阻，R2为滑动变阻器，电容器的电容为C，P、Q为其上、下极板。t=0时刻，线圈绕垂直于N、S两极间磁场（可视为匀强磁场）的水平轴OO′匀速转动，线圈产生的感应电动势e随时间t变化的关系如图乙所示。已知电容器的电容越大，交流电的频率越高，电容器对交流电的阻碍作用越小，电容器始终正常工作。下列说法不正确的是（　　）A．N、S两极间磁场的磁感应强度大小为B．若仅将P板上移，则通过滑动变阻器的电流将增大C．若仅将P板上移，则a、b两端的输入功率将减小D．若仅将滑动变阻器的阻值增大，则定值电阻的电功率将增大5．如图所示，通过可调自耦变压器给阻值为R、额定功率为P的电热器供电，在原线圈两端加上正弦交流电压，此时变压器原副线圈匝数比为10：1，闭合电键S后，发现定值电阻的功率只有0.64P，要使定值电阻能正常工作，应（　　）A．将滑片P向上移。使原副线圈匝数比变为12：1B．将滑片P向上移，使原副线圈匝数比变为25：2C．将滑片P向下移，使原副线圈匝数比变为8：1D．将滑片P向下移，使原副线圈匝数比变为32：56．如图所示，理想变压器有A、B两组副线圈，原线圈接入正弦交流电，A组副线圈接有阻值为的电阻，B组副线圈接有阻值恒为的灯泡。已知，，原线圈和A、B两组副线圈两端电压分别为、、，通过的电流分别为、、，，原线圈输入功率和A、B两组副线圈的输出功率分别为、、，则下列说法正确的是（　　）A． B．C． D．7．如图所示的变压器为理想变压器，所有电表均为理想电表，原线圈接一发电机。如果发电机内的磁感应强度B变为原来的一半，发电机线圈内阻不计，则下列说法正确的是（　　）A．两电表的读数均变为原来的一半 B．变压器的输入功率变为原来的一半C．R消耗的电功率变为原来的八分之一 D．交变电流的频率变为原来的一半二、多选题（共12分）8．2021年下半年，全国多地为避免能源供应不足而影响民生，开始出台限产限电措施。为了研究远距离输电时输电导线的总电阻对电路的影响，某学校兴趣小组设计了如图所示的电路。间接入正弦交流发电机，发电机输出电压保持不变。用滑动变阻器接入的电阻模拟输电导线的总电阻，变压器可视为理想变压器，为两个规格相同的灯泡且其电阻可视为不变，开始时开关S处于闭合状态。下列说法正确的是（　　）A．当滑动变阻器滑片P向右滑动时，两灯泡均变亮B．当滑动变阻器滑片P向右滑动时，间输出的总功率变小C．当开关S断开时，灯泡变亮D．当开关S断开时，变压器的输出功率变小9．如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，各电表均为理想电表，当的滑片向下滑动时，电表的示数变化的大小为，则（       ）A．电压表的示数不变 B．电流表的示数变小C．比值不变 D．比值变小10．2021年6月28日，“国之重器”金沙江白鹤滩水电站首批机组正式并网发电。近些年中国大力发展水电，既有助于减轻国家能源危机，又有利于减小碳排放。如图甲是一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图，图乙是该发电机的电路图，图中发电机的线圈为单匝线圈，其内阻为，外接一只电阻为的灯泡（阻值恒定），下列说法正确的是（　　）A．电压表的示数最大值为B．在0~1 s的过程中，灯泡产生的热量为95 JC．在时，通过线圈的磁通量最大D．在0.005~0.015s的过程中，通过线圈的电荷量为三、实验题（共15分）11．功放内部的变压器一般为环状，简称环牛（环牛效率极高，可看成理想变压器），如图甲所示，某同学探究变压器输出电压与输入电压间的关系，并测量原、副线圈匝数.实验器材有：一个输出电压可调的交流和直流两用稳压电源、多用电表、绝缘漆包线、可拆的环牛变压器.实验步骤：①用漆包线在环牛铁芯上绕30匝，将绕制的线圈两端的绝缘漆刮去；将稳压电源电压调至，变压器副线圈接电源，用多用电表测量新绕制线圈两端电压；②多次改变接到副线圈的电源电压，重复步骤①，得到多组、数据，记录在表格中；③作出（纵轴）—（横轴）图像（国际单位），图像为过原点的直线，求得图像的斜率为5.0；④将多用电源电压调至，接到原线圈两端，此时多用电表测得副线圈两端电压为 （1）实验中线圈接电源时应接电源的___________输出端（填“交流”或“直流”），多用电表测量电压时应将选择开关拨到___________挡（填“直流电压”或“交流电压”）。（2）由实验得到的图像可知，变压器中输出电压与输入电压成__________关系（填“正比”或“反比”）。（3）该变压器原线圈有___________匝。12．厦门中学生助手在“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：______；（填字母）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，其中匝数少的导线______；（填“粗”或“细”）（3）以下给出的器材中，本实验需要用到的是______；（填字母）A、       B、       C、       D、（4）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，则原线圈的输入电压可能为______；（填字母）A．1.5V                           B．6.0V                                 C．7.0V四、解答题（共45分）13．如图甲，变压器原副线圈的匝数比为3∶1，、、、为四只规格均为“9V，6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图乙。（1）求输入电压的有效值和频率；（2）写出输入瞬时电压u的正弦表达式；（3）求电流表和电压表的示数；14．电吹风如图为某人设计的电吹风电路的示意图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可以处于停机、吹热风、吹自然风三种工作状态。和分别是理想变压器原线圈和副线圈的匝数。该电吹风正常工作时各项参数如表格所示。不考虑小风扇电机的机械摩擦损耗及温度对电阻的影响。热风时电吹风输入功率500W自然风时电吹风输入功率60W小风扇额定电压U60V小风扇输出机械功率48W （1）求小风扇工作时变压器原线圈和副线圈中的电流比；（2）计算电热丝的电阻；（3）求小风扇电机的效率。15．如图所示，有一小型火力发电站，其发出的电力通过远距离输电供给某大型制造工厂使用。已知升压变压器原、副线圈匝数比，输电线等效电阻，变压器原、副线圈匝数比为，输电过程中所有变压器均为理想变压器。工厂输入电压为工业用电标准电压，即，工厂目前耗电功率约为。（1）求发电站的输出电压；（2）经过提能扩产，该工厂的耗电功率提升至，求此时发电厂的输出功率。16．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，求：（1）升压变压器的匝数比n1：n2；（2）降压变压器的匝数比n3：n4；
参考答案1．B【解析】【详解】A．根据理想变压器的特点可知，变压器的输入功率与输出功率相等，故A错误；B．根据原、副线圈的电压与匝数的关系有代入数据可得内滑动变阻器上产生的热量为故B正确；C．若只将从1拨到2，则减小，根据原、副线圈的电压与匝数的关系可知，副线圈的电压增大，副线圈中的电流增大，原线圈中的电流增大，即电流表示数变大，故C错误；D．仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，原、副线圈的匝数比不变，原线圈输入电压不变，则副线圈的输出电压不变，即电压表示数不变，滑动变阻器接入电路中的阻值变大，电流表的示数变小，故D错误。故选B。2．B【解析】【详解】AB．对于原输电线路，输送的电功率为，用户可得到的功率为，则原输电线路上损失的电功率为。设升压变压器副线圈的电压为U，原输电线路的总电阻为r，有更换新的输电线后，设输送功率为P，由于升压变压器原线圈输入电压恒定，故副线圈输出电压不变，输电线上的电流为，输电线路损失的功率为若实际输送功率是时，A项错误，B项正确；C．用户得到的功率与输送功率之间的关系为若用户的实际功率为，则此时实际输送的总功率为，C项错误；D．若实际输送的总功率为时，则损失的功率用户得到的实际功率应，故D项错误。故选B。3．C【解析】【详解】A．若将滑动变阻器的滑片移至最左端，稳定后原线圈两端电压等于控制电路的输入电压，保持恒定，滑片下移，同时滑片上移，副线圈两端电压U2则有可知增大，增大，电灯L变亮，故A错误；B．闭合开关，整个电路的等效电阻变小，原线圈电流变大，则变大，电灯L变亮，故B错误；CD．将滑动变阻器的滑片向右移动，或将滑动变阻器的滑片向右移动，整个电路的等效电阻变大，原线圈电流变小，则变小，电灯L变暗，故C正确，D错误。故选C。4．C【解析】【详解】A．从图像可知求得A错误；B．P板上移，由可知电容变小，电容的容抗变大，流过滑动变阻器的电流将变小，B错误；C．由B项分析可知，流过滑动变阻器的电流变小，由知，滑动变阻器的功率将减小，而R1的电压不变，其功率不变，则理想变压器的输出功率变小，由可知，a、b两端的输入功率将减小，C正确；D．原线圈电压不变，副线圈电压不变，定值电阻的电功率不变，D错误。故选D。5．C【解析】【详解】设原来原副线圈匝数比为，原线圈输入电压为U1，副线圈输出电压为U2，则故电阻R两端的电压为则设调节后的原副线圈的匝数比为n，则电阻R两端的电压为，则联立解得故选C。6．AD【解析】【详解】B．根据电压比电压匝数比可得B错误；ACD．A组副线圈的电流为B组副线圈的电流为可得可得A、B两组副线圈的输出功率分别为原线圈输入功率为可得根据解得可得AD正确，C错误；故选AD。7．A【解析】【详解】磁场的磁感应强度变为原来的一半，由知，原线圈中输入电压变为原来的，根据知，副线圈输出电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，由电功率公式可知，消耗的功率变为原来的，由欧姆定律可知通过的电流变为原来的，根据知，原线圈中的电流也变为原来的，由于发电机的转速没发生变化，故交流电的频率不变。故A正确，BCD错误。故选A。8．AC【解析】【详解】A．设理想变压器原、副线圈的匝数分别为，电流分别为，电压分别为，副线圈的负载电阻设为R，有对理想变压器有把理想变压器原线圈等效为电阻，有等效电阻与滑动变阻器串联接入间，当滑动变阻器滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻r减小，间总电阻减小，间电压U一定，可知原线圈电流增大，副线圈电流也增大，所以两灯泡均变亮，故A正确；B．间输出的总功率当滑动变阻器滑片P向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻r减小，可知间输出的总功率变大，故B错误；C．当开关S断开时，副线圈的负载电阻R增大，原线圈等效电阻也增大，等效电阻分压变大，理想变压器原线圈两端电压变大，副线圈两端电压也变大，灯泡变亮，故C正确；D．可把滑动变阻器接入电路的电阻r视为电源内阻，变压器的输入功率当开关S断开时，R变为原来的2倍，也变为原来的2倍，但与r的大小关系未知，变压器的输入功率如何变化无法判定，故变压器的输出功率如何变化也无法判定，故D错误。故选AC。9．AC【解析】【详解】AB．由于理想变压器的匝数比和输入的电压都不变，所以输出的电压也不变，即电压表的示数不变，滑动变阻器滑片向下滑动，副线圈总电阻减小，副线圈电流表的示数变大，故副线圈总输出功率变大，由于原、副线圈电压不变，故原线圈中的电流表的示数变大，故A正确，B错误；C．电压表测的是两端的电压，测得通过的电流，故由于为定值电阻，阻值不变，所以比值不变，故C正确；D．副线圈电压关系为故故所以比值不变，故D错误。故选AC。10．BC【解析】【详解】AB．由题图可得电路中电流的有效值为电压表的示数为所以灯泡产生的热量为故AB正确；C．1.5 s正好是75个周期，所以此时的电动势为零，通过线圈的磁通量最大，故C正确；D．在0.005~0.015s的过程中，磁通量的变化量为0，因此通过线圈的电荷量故D错误。故选BC。11．     交流     交流电压     正比     600【解析】【详解】（1）[1]实验要探究变压器电压与匝数关系，用到交流电源，因此线圈两端要接到电源的交流输出端[2]测量电压时多用电表应将选择开关拨到交流电压档（2）[3]由图像为过原点的直线可知，变压器输出电压与输入电压成正比（3）[4]由图像斜率根据电压与匝数成正比可得匝根据故匝12．     D     粗     BD     C【解析】【分析】变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成；根据变压器原理解得匝数与电流直接的关系；计算得电压大小；同时本实验运用的科学方法是控制变量法。【详解】（1）[1]观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成。故选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，导线粗的线圈匝数少；（3）[3]实验中需要交流电源和交流电压表（万用表），不需要干电池和直流电压表。故选BD；（4）[4]若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系若变压器的原线圈接“0“和”8”两个接线柱，副线圈接“0”和“4”两个接线柱，可知原副线圈的匝数比为2：1，副线圈的电压为3V，则原线圈的电压为U1＝2×3V＝6V考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线圈所接的电源电压大于6V，可能为7V。故选C。【点睛】明确实验原理和实验操作流程是解决本题的关键，注意电压、电流与线圈匝数之间的关系，变压器工作中需要交变电流。13．（1），；（2）；（3），【解析】【详解】（1）由图可知输入电压的峰值和周期分别为则输入电压的有效值和频率分别为（2）输入瞬时电压u的正弦表达式（3）灯泡的电阻为电流表和电压表的示数为有效值，设原线圈的电流有效值为，原线圈的电压有效值为，电流表的示数为，副线圈的电压有效值为，原副线圈的匝数比为根据变压器的原理可知其中带入数据解得电流表的示数为，电压表的示数为14．（1）；（2）；（3）【解析】【详解】(1) 根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压关系可知则原线圈和副线圈中的电流之比为(2) 电热丝的功率为根据知电热丝的电阻为(3) 小风扇电机的效率为15．（1）765V；（2）770kW【解析】【详解】（1）根据变压器电压与匝数成正比，有得工厂目前耗电功率约为，则根据变压器电流与匝数成反比，有得则根据变压器电压与匝数成正比，有得（2）该工厂的耗电功率提升至，即提升至2P，则此时则降压变压器原线圈电流损耗功率此时发电厂的输出功率16．（1）；（2）【解析】【详解】（1）发电机输出的电流输电线上的电流故升压变压器的匝数比（2）升压变压器的副线圈输出电压输电线损耗电压降压变压器的原线圈电压故降压变压器的匝数比