物理选择性必修 第二册第三章 交变电流1 交变电流精品单元测试练习

第三章  交变电流

基础达标卷

班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________

（考试时间：60分钟  试卷满分：100分）

注意事项：

1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、学号填写在试卷上。

2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。

3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。

第Ⅰ卷（选择题 共48分）

一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。）

1．（2021·辽源市田家炳高级中学校高二期中）甲、乙两电路中电流随时间的变化关系分别如图甲、乙所示，则属于交流电的是（　　）

A．甲、乙都是 B．只有甲 C．只有乙 D．甲、乙都不是

2．（2021·重庆市朝阳中学高二月考）一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴匀速转动，产生的交流电动势e=10sin（4πt）伏特。以下说法正确的是（　　）

A．交流电的周期是0.5秒

B．当t=0时，线圈平面跟中性面垂直

C．当t=0.5秒时，e有最大值

D．交流电的频率是4π赫兹

3．（2020·北京海淀·人大附中）如图所示，在铁芯P上绕着上下两个线圈a和b，匝数分别为n1=800和n2=200，上线圈a两端与u=100sin314tV的交流电源相连，将下线圈b两端接交流电压表，考虑到漏磁，则（　　）

A．若上线圈输入正弦交变电流，下线圈可输出恒定电流

B．若上线圈输入恒定电流，穿过下线圈的磁通量为零

C．电压表读数不可能为25V

D．电压表读数可能为25V

4．（2021·云南高二期末）远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数比，在T的原线圈的两端接入一有效值U=1000V的正弦交流电压，若原线圈的输入电功率，输电线的总电阻为20Ω。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　）

A．2kW B．5kW C．10kW D．20kW

5．（2021·北碚·重庆市朝阳中学高二月考）如图图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程中所产生正弦交流电的图象如图线b所示。以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（　　）

A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均最大

B．线圈先后两次转速之比为2:3

C．交流电a的瞬时值为

D．交流电b电压的最大值为

6．（2021·浙江高三开学考试）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=5：1，原线圈输入交变电压U=311sin100πt（V），在原线圈中接有理想交流电流表，其示数为I1，在副线圈接阻值为22Ω的定值电阻R。下列说法中正确的是（　　）

A．电阻R中电流方向1s内变化50次

B．电阻R消耗的电功率为88W

C．电流表示数I1=0.8A

D．若电阻R可变，则随着R的增加，副线圈的输出电压不断增加

7．（2021·山东烟台·高二期末）如图所示是交流发电机模型示意图。在匀强磁场中，有一匝数为10的矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴以恒定角速度逆时针转动，由线圈引出的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属环相连接，金属环分别与两个固定的电刷保持滑动接触，矩形线圈在转动中保持和外电路的电阻形成闭合电路。当线圈处在中性面时，穿过矩形线圈的磁通量。若线圈电阻，其他电阻不计，则下列说法中正确的是（　　）

A．电流表的示数为

B．时间内电阻R上产生的热量为

C．线圈由中性面位置开始转过30°时，电流表的示数为

D．线圈从中性面位置开始转过90°过程中，通过电阻R的电荷量为

8．（2021·北京高三模拟预测）如图所示，P为理想自耦变压器滑动端，原线圈匝数为4000，原线圈两端的瞬时电压为220sin50πt（V），电阻R1=200Ω，R2=300Ω，D为理想二极管，电容器的电容为2000μF，则下列说法中正确的是（　　）

A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为0.22Wb/s

B．滑动端P从b向a滑动的过程中，电容器两端的电压逐渐降低

C．滑动端P从a向b滑动的过程中，副线圈两端电压减小

D．当滑动端P移动到ab的中点时，R2的电功率与R1的电功率之比为3︰2

9．（2020·西夏·宁夏大学附属中学高二期中）下列图像中属于交流电的有（　　）

A． B．

C． D．

10．（2021·扬州市江都区大桥高级中学高三开学考试）如图（a）所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=1：5，定值电阻R1的阻值为10，滑动变阻器R2的最大阻值为50，定值电阻R3的阻值为10，图中电表均为理想电表。原线圈输入如图（b）所示的交变电流，其有效值不随负载变化。当滑动变阻器接入电路的阻值由50减小到0的过程中（　　）

A．电流表的示数为5A B．通过R2的电流增大

C．电压表的示数减小 D．R2和R3的总电功率先增大后减小

11．（2021·长春北师大附属学校高三开学考试）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S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．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示．已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的电阻，不计电路的其他电阻，则（　　）

A．电流表的示数为0.31 A

B．线圈转动的角速度为100π rad/s

C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行

D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J

12．（2021·云南昆明一中高三月考）在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为，理想变压器的匝数比为，、、为三个定值电阻，、，电阻两端的电压随时间变化的正弦曲线如图乙所示，电压表为理想电压表，下列说法正确的是（　　）

A．电流表的示数为 B．电流表的示数为

C．电压表的示数为 D．电压表的示数为

第II卷（非选择题 共52分）

二、填空题（满分15分）

13．（2021·青海海南·高二期中）图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。

（1）研究此交变电流的波形，发现屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为___________。

（2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图象，此电流的瞬时值表达式为___________，电流的有效值为___________。

14．（2021·四川成都七中高二月考）（1）在研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系实验（见图（a））中，得到图线如图（b）所示。

①在实验中需保持不变的是_________。

A．挡光片的宽度

B．小车的释放位置

C．导轨倾斜的角度

D．光电门的位置

②线圈匝数增加一倍后重做该实验，请在图（b）中画出新的实验图线_______。

（2）为完成探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验，必须要选用的是_______。

A．有闭合铁芯的原副线圈

B．无铁芯的原副线圈

C．交流电源

D．直流电源

E.多用电表（交流电压档）

F.多用电表（交流电流档）

用匝数匝和匝的变压器，实验测量数据如下表：

根据测量数据可判断连接电源的线圈是_______（填或）。

三、解答题（满分37分，其中15题10分，16题12分，17题15分，每小题需写出必要的解题步骤，只有答案不得分）

15．（2021·辽源市田家炳高级中学校）交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动。一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积，线圈转动的频率为，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度（T）。为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“，”字样的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示。求：

（1）变压器原、副线圈的匝数比；

（2）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。

16．（2021·长春市第二十九中学）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的电力，求：

（1）水电站升压变压器原、副线圈的匝数比；

（2）用户降压变压器原、副线圈的匝数比。

17．（2021·庆阳第六中学高二期中）如图所示，有一单匝矩形线圈 在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴 以角速度 匀速转动，边 、 的长度分别为 和 ，轴 分别通过ad和bc的中点，线圈的总电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环e、f（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。求：

（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；

（2）线圈平面由如图所示位置开始计时，写出t时刻感应电动势瞬时值的表达式；

（3）感应电流的有效值；

（4）电阻R的功率。