高中物理沪科版（2020）选修第二册第三节 变压器当堂达标检测题

专题17 交流电的产生及描述、 理想变压器与远距离输电

1. (2021·北京市丰台区二模)某交变电动势瞬时值表达式e＝10sin(2πt) V，则(　　)

A.交变电流的频率为2 Hz

B.交变电流的周期为0.25 s

C.交变电动势的有效值为10 V

D.当t＝0.25 s时，感应电动势为10 V

2.(2021·安徽合肥市第二次教学质检)如图所示，矩形线圈处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕中心轴线OO′ 以恒定的角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、阻值为r。则下列说法正确的是(　　)

A.t＝0时刻流过电阻R的电流方向向左

B.线圈中感应电动势的瞬时表达式为e＝nBSωsin ωt

C.线圈转动的过程中，电阻R两端的电压为

D.从t＝0时刻起，线圈转过60°时电阻R两端的电压为

3.(2021·云南省师大附中第五次月考)阻值为100 Ω 的纯电阻元件通以如图所示的交流电，则该元件的发热功率为(　　)

A.121 W  B.302.5 W 

C.484 W  D.605 W

4.(2021·1月河北学业水平选择性考试模拟演练，4)如图所示，理想变压器原线圈匝数为1 100匝，接有一阻值为R的电阻，电压表V1示数为110.0 V。副线圈接有一个阻值恒为RL的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表V2，示数为0.10 V。已知RL∶R＝4∶1，则副线圈的匝数为(　　)

A.225                B.550               C.2 200                   D.4 400

5.(多选)(2021·宁夏石嘴山市4月模拟)如图所示，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，RT为热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，下列说法正确的是(　　)

A.P向左滑动时，变压器的输出电压变大

B.若P向左滑动时，RT阻值保持不变，则变压器的输入功率变大

C.若P保持不变，RT温度升高时，则灯L变暗

D.RT温度升高时，适当向右滑动P可能保持灯L亮度不变

6.(多选) (2021·山东济南市高考模拟)如图所示为一台小型发电机结构示意图，线圈绕垂直匀强磁场方向的轴匀速转动，通过电刷接有一盏小灯泡。已知线圈匝数为N，内阻为r，转动的周期为T，小灯泡的电阻为9r，电压表的示数为U。从图示位置开始计时，下列说法中正确的是(　　)

A.从开始计时到t＝过程中，通过灯泡的电荷量为

B.从开始计时到t＝过程中，灯泡消耗的电能为

C.线圈产生的电动势瞬时值表达式为e＝Ucos t

D.线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为

7. (2021·山东济南市期末学习质量评估)理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，三个相同灯泡L1、L2和L3接入电路中发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是(　　)

A.灯泡L1变亮，L2变暗  B.灯泡L1、L2都变亮

C.灯泡L2、L3都变亮  D.电源输出功率减小

8.(多选)(2021·四川成都市第二次诊断)如图(a)为一交流发电机示意图，线圈abcd在匀强磁场中绕固定轴OO′沿顺时针方向匀速转动，图(b)是该发电机的电动势随时间t按余弦规律变化的图象。已知线圈电阻为2.5 Ω，定值电阻R＝10 Ω，电表均为理想交流电表。由此可以判定(　　)

A.电流表读数为0.8 A

B.电压表读数为10 V

C.t＝0.1 s时刻，穿过线圈的磁通量为零

D.0～0.05 s内，通过电阻R的电荷量为0.04 C

9.(多选)(2021·云南昆明市4月教学质量检测)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈的输入电压u随时间t变化的图象如图乙所示，D为理想二极管，R为电阻箱，当电阻箱阻值R＝11 Ω时，下列说法正确的是(　　)

A.原线圈的输入电压频率为50 Hz

B.电阻箱R两端电压的有效值为11 V

C.电阻箱R消耗的功率为22 W

D.若电阻箱R阻值变小，原线圈中的电流变小

10.(多选)(2021·河北邯郸市上学期期末)如图所示，交流发电机的线圈绕垂直于匀强磁场的水平轴逆时针匀速转动，每秒转动10转，线圈从图示位置开始计时，电流表的示数为1 A，已知线圈匝数为500匝，线圈内阻r＝1.0 Ω，外接电阻R＝9.0 Ω，以下判断正确的是(　　)

A.图示时刻交变电流方向为ADCBA

B.通过线圈磁通量的最大值为×10－3 Wb

C.t＝ s时线圈磁通量的变化率为 Wb/s

D.t＝ s时外接电阻R所消耗的电功率为10 W

11.(2021·福建泉州市第一次质检)如图所示，T1、T2是监测交流高压输电参数的互感器(均视为理想变压器)，T1的原、副线圈匝数比为1∶1 000，、是交流电压表或交流电流表，其中交流电压表两端的电压为10 V，高压线路输送的电功率是2.2×103 kW、电压是22 kV，则(　　)

A.是交流电压表

B.T2的原、副线圈匝数比为1 000∶1

C.通过交流电流表的电流为0. 1 A

D.绕制T1原线圈的导线应比副线圈的细

12.(2021·1月江苏新高考适应性考试，7)小明分别按图甲和乙电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等，两次实验中(　　)

A.都接直流电源

B.A两端的电压相等

C.A损耗的功率相等

D.图甲中A的电流较大

13.(2021·北京市东城区上学期期末)一台手摇交流发电机，线圈内阻1.0 Ω，产生的电动势随时间变化的规律为e＝10sin(10πt) V。发电机与9.0 Ω的电阻组成闭合电路。则(　　)

A.交变电流的频率为10 Hz

B.电动势的峰值为20 V

C.电路中电流的有效值为1.0 A

D.一周期内外接电阻消耗电能9.0 J

14.(多选)(2021·海南省高考调研)如图所示，一理想变压器输入端接一正弦交流电源(电压有效值不变)，输出端电路由R1、R2、R3和R4四个电阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由15∶1改为30∶1后(　　)

A.R1两端的电压减小到原来的

B.R2两端的电压减小到原来的

C.R3两端的电压减小到原来的

D.R4的热功率减小到原来的

15.[2021·天津市等级考模拟(一)]如图所示，线圈ABCD匝数n＝10，面积S＝0.4 m2，边界MN(与线圈的AB边重合)右侧存在磁感应强度B＝ T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以ω＝10π rad/s的角速度匀速转动。则以下说法正确的是(　　)

A.线圈产生的是正弦交流电

B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40 V

C.线圈转动 s时瞬时感应电动势为40 V

D.线圈产生的感应电动势的有效值为40 V

16.(多选)(2021·山东威海市模拟考试)如图(a)所示为一线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的u－t图象，假设将此电压加在图(b)所示的回旋加速器上给氘核加速，已知氘核的质量为3.3×10－27 kg，下列说法正确的是(　　)

A.该交流电电压的有效值为2 000 kV

B.t＝0.5×10－7 s时，穿过线圈的磁通量最大

C.氘核在回旋加速器中运动的周期为1.0×10－7 s

D.加在回旋加速器上的匀强磁场的磁感应强度大小约为1.3 T

17.(2021·北京市密云区下学期第一次测试)如图所示，为探究理想变压器原副线圈的电压和电流关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接入理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，不计导线电阻。闭合开关S后，下列说法正确的是(　　)

A.A1示数不变，V1示数不变，L1变亮

B.A2示数变大，V2示数变大，L1变暗

C.A1示数变大，变压器输出功率变大，A1与A2示数的比值不变

D.V2示数变大，变压器输出功率变大，V1与V2示数的比值不变

18.(多选)(2021·广东惠州市第三次调研)如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则(　　)

A.发电机输出交流电的电压有效值是500 V

B.降压变压器上交流电的频率是50 Hz

C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定

D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

19.(2021·河南濮阳市摸底)如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机向升压变压器原线圈输出电压为220 V，输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，变压器均为理想变压器。要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则(　　)

A.＝

B.＞

C.＜

D.因为变压器均为理想变压器，所以升压变压器的输入功率等于降压变压器的输出功率

20.(2021·1月广东学业水平选择考适应性测试，7)科学中心某款手摇点火器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电压超过5 000 V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2 T，手摇发电机线圈的面积为0.25 m2，共50匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原、副线圈匝数比为1∶100。下列说法正确的是(　　)

A.线圈转速等于2 r/s时，点火器可以产生电火花

B.线圈转速等于4 r/s时，点火器可以产生电火花

C.电压表的示数为5 V时，点火器可以产生电火花

D.电压表的示数为25 V时，点火器可以产生电火花

21.(2021·浙江绍兴市适应性考试)如图所示，一台变压器T的原线圈与3.0 kV的交流电源相连，副线圈上接有一电动机M，电动机正常工作时两端的电压为

120 V、消耗功率为1.0 kW，变压器T的效率(效率指的是变压器的输出功率与输入功率的比值)为97%，不计导线的电阻，则(　　)

A.交流电源提供的电流约为0.34 A

B.电动机的电阻约为14.4 Ω

C.变压器T的输入功率为0.97 kW

D.变压器T的匝数比为25∶1

22.(2021·天津市红桥区第一次模拟)如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin(314t)V的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电阻随着温度的升高而减小，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻，当传感器R2所在处出现火灾时，以下说法中正确的是(　　)

A.A1的示数变大，A2的示数变小

B.A1的示数增大，A2的示数增大

C.V1的示数不变，V2的示数增大

D.V1的示数增大，V2的示数变小