2017-2018学年度高二物理人教版选修3-2第五章交变电流单元测试

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2017-2018学年度高二物理人教版选修3-2第五章交变电流单元测试

一、单选题（本大题共8小题，共32.0分）

1. 家庭电路的交变电流图象为如图所示中的（ ）

A. B. C. D.

2. 阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上．以下说法中正确的是（ ）

A. 电压的有效值为10V C. 电阻消耗电功率为5W B. 通过电阻的电流有效值为A D. 电阻每秒种产生的热量为10J

3. 如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交变电流的电动势图

象如图乙所示，经原．副线圈匝数比为1：10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡的额定功率为22W，现闭合开关，灯泡正常发光．则（ ）

A. t=0.01s时，穿过线框回路的磁通量为零 B. 金属线框的转速为50r/s

C. 变压器原线圈中电流表的示数为A D. 灯泡的额定电压为22V

4. 在如图所示的电路中，L1、L2是两个相同的小灯泡，A、B处的虚线框内各接

有一个电学元件．a、b两端分别与直流电源和交流电源相连接，且直流电源的电压与交流电源电压的有效值相等．观察两种情况下灯泡的亮度．当接直流电源时，L1不发光，L2正常发光；当接交流电源时，L1发光，L2明显变暗．则下列说法正确的是（ ）

A. A中接的是电阻，B中接的是电容器 B. A中接的是电容器，B中接的是电感线圈 C. A中接的是电感线圈，B中接的是电容器 D. A中接的是电感线圈，B中接的是电阻

5. 如图所示的电路中，当电路正常工作后，关于两个小灯泡L1和L2的分析，下列

说法正确的是（ ）

A. L1和L2都亮 B. L1和L2都不亮 C. L1不亮，L2亮 D. L1亮，L2不亮

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6. 如图所示，理想变压器的副线圈接有两个灯泡，原线圈与一个灯泡串联后

接在交流电源上．若三个灯泡完全相同且都正常发光，则原线圈、副线圈的匝数之比应为（ ） A. 1：1 B. 1：2 C. 2：1 D. 3：1

7. 用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通

过负载的电流图象如图所示，则（ ） A. 变压器输入功率为5.5W B. 输出电压的最大值是110V

C. 变压器原、副线圈匝数比是1：2

D. 负载电流的函数表达式i=0.05sin（100πt）A

8. 如图，有一理想变压器，原副线圈的匝数比为1：n，原线圈接正弦交

流电，电压为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，电动机带动一质量为m的重物匀速上升，重力加速度为g．下列判断正确的是（ ）

A. 原线圈中的电流的有效值为

I2R

B. 电动机消耗的功率为

C. 变压器的输入功率为 D. 物体匀速上升的速度为

二、多选题（本大题共5小题，共20.0分）

9. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：10，接线柱a、b接在电压为μ=V的

正弦交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为100Ω，R2为用半导体热敏材料制成的传感器．下列说法中正确的是（ ）

A. t=B. t=

时，a、b两点间电压的瞬时值为11V 时，电压表的读数为220V

C. 当R2的温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大 D. 在1分钟内电阻R1上产生的热量为55000J

10. 如图甲所示，一交流发电机向远距离的理想变压器输电，输电线等效电阻Rl=2Ω，变压器匝数比nl：

n2=2：1，发电机输出的交变电压随时间变化图象如图乙所示，交流电压表示数为5V，R2=10Ω，则（ ）

A. 通过R2的交变电流频率为50Hz

B. 图象上对应的0.01s时刻，发电机中的线圈刚好与中性面重合 C. R2两端的电压为10V

D. 发电机输出功率为12.5W

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11. 如图甲所示，面积为0.02m2、内阻不计的n匝矩形线圈ABCD，绕垂直于匀强磁场的轴OO′匀速转动，

匀强磁场的磁感应强度为T．矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，副线圈所接电阻R，触头P可移动，调整P的位置使得理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电阻R上的电压随时间变化关系如图乙所示．下列说法正确的是（ ）

A. 线圈ABCD中感应电动势的表达式为e=100sin（100t）V B. 线圈ABCD处于图甲所示位置时，产生的感应电动势是零 C. 线圈ABCD的匝数n=100

D. 若线圈ABCD的转速加倍，要保持电阻R消耗的功率不变，应将触头P 向下移动

12. 矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈通过中性面时，则（ ）

A. 线圈平面与磁场方向垂直

B. 线圈中的感应电动势的方向将发生变化 C. 通过线圈的磁通量达到最大值

D. 通过线圈的磁通量的变化率达到最大值

13. 如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=110

匝，交流电源的电压u=220sin100πtV，电压表、电流表均为理想电表，单刀双掷开关开始接a，则以下说法正确的是（ ） A. 交流电的频率为50Hz B. 电压表的示数为22V

C. 当开关由a拨至b时，电流表示数变小

D. 当开关由a拨至b时，穿过副线圈的磁通量变化率变大 三、计算题（本大题共3小题，共30.0分）

14. 某单匝线圈面积s=0.5m2，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动产生正弦式交流电，电动

势随时间变化的函数图象如图所示，试求： （1）电动势的有效值 （2）线圈转动的周期

（3）线圈转动角速度的大小，

（4）匀强磁场的磁感应强度的大小．

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15. 如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，

线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动．ω=2πrad/s，外电路电阻R=4Ω．求：

（1）线圈产生的感应电动势的最大值 （2）交流电压表的示数．

（3）线圈转动一周在电阻R上产生的热量．

16. 某小型发电站的发电机输出的交流电压为400V，输出电功率为20kW，输电线总电阻为4Ω，为了使输

电线损耗功率仅为发电机输出功率的0.5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器，不考虑变压器的能量损失．求： （1）输电线上的电流；

（2）升压变压器、降压变压器的原、副线圈的匝数之比各是多少．

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答案和解析

【答案】 1. A 2. C 3. B 4. B 5. A 6. C 8. D 9. BC 10. ABC 11. AC 12. ABC 13. AD 14. 解：（1）由e-t图象得到最大值Em=100V， 电动势的有效值E=

=100V．

7. D

（2）由e-t图象得到周期T=0.04s． （3）根据ω=得线圈转动角速度的大小ω=

=50πrad/s．

（4）矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势最大值为Em=NBSω， 匀强磁场的磁感应强度的大小B=

=

T．

答：（1）电动势的有效值是100V；（2）线圈转动的周期是0.04s；（3）线圈转动角速度的大小是50πrad/s；（4）匀强磁场的磁感应强度的大小是

T．

=π（V）

15. 解：（1）线圈产生的感应电动势的最大值

（2）感应电动势有效值

（V）

电流（A）

=

（V）

电压表测量的是电阻R两端的电压U=IR=（2）周期

=

线圈转动一周电阻R上产生的热量J

答：（1）线圈产生的感应电动势的最大值为π（V） （2）交流电压表的示数为

．

（3）线圈转动一周在电阻R上产生的热量为0.8J

16. 解：（1）因为输电线损耗为发电机功率的0.5%，则由△P=I22R=P2×5%； 解得：I2=5A； （2）U2=

；

由于

又因为；U3=U2-△U=U2-IR=3980V， 所以：

答：（1）输电线上的电流为5A；（2）升压变压器的原、副线圈的匝数之比为1：10；降压变压器的原、副线圈的匝数之比为199：11

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