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6（含解析）

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6（含解析）

一、单选题（共28分）

1．如图甲乙分别是两种交流电的、关系图像，则两种交流电的有效值之比为（　　）

A．1 B． C． D．

2．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12：1

B．将滑片P向上移，使原副线圈匝数比变为25：2

C．将滑片P向下移，使原副线圈匝数比变为8：1

D．将滑片P向下移，使原副线圈匝数比变为32：5

3．手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示。当ab间接入如图丙所示的正弦交变电流后，受电线圈中产生电流实现给手机充电。这时手机两端的ef间电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，二极管视为理想元件，则下列说法正确的是（　　）

A．t=0.01s时电流表示数为0

B．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=44：1

C．送电线圈和受电线圈的匝数比n1：n2=22：1

D．若充电器线圈中通以恒定电流，则手机线圈中也将产生恒定电流

4．空间被等分成8个区域，每隔1个区域分布着匀强磁场，磁感应强度大小和磁场方向如图所示。半径为l、电阻为r、圆心角为45°的扇形线框绕圆心O在纸面内逆时针匀速转动，角速度大小为?，则线框内电流的有效值为（　　）

A． B． C． D．

5．街头变压器给用户供电的示意图如图。变压器的输入电压是市电网的电压，非常稳定，输出电压通过输电线输送给用户。输电线的电阻用R0表示，滑动变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列说法正确的是（　　）

A．V1表的示数减小 B．A1表的示数减小

C．A2表的示数增大 D．V2表的示数增大

6．如图，理想变压器原线圈与间距为0.5m的水平平行导轨连接，导轨间存在磁感应强度大小为1T、方向垂直导轨所在平面向下的匀强磁场，L为标有“2V，4W”字样的灯泡。长为0.5m、阻值为的导体棒垂直导轨在两导轨上做往复运动，其速度，灯泡L恰好正常发光。下列说法正确的是（　　）

A．通过灯泡的电流的频率为 B．变压器原、副线圈的匝数之比可能为2∶1

C．变压器原线圈两端的电压可能为5V D．导体棒消耗的电功率可能为5W

7．如图所示为一理想变压器，其中A、B、C为三个相同的灯泡，额定电压为U、额定功率为P，灯泡D的额定电压为、额定功率为，若四个灯泡刚好都在额定电压下正常工作，则电源电压为（　　）

A．1.5U B．3.5U C．6U D．6.5U

二、多选题（共12分）

8．如图1所示，矩形线圈绕转轴OO′在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流直接给图2的电路供电。图2理想变压器的原线圈接有理想电流表A，副线圈接有电阻R和电容器C，开始时灯泡L1、L2一样亮，不计线圈的电阻，灯泡不会烧坏，则（　　）

A．线圈面积加倍，L1、L2仍一样亮 B．线圈转速加倍，L1、L2仍一样亮

C．线圈面积加倍，电流表A的示数也加倍 D．线圈转速加倍，电流表A的示数也加倍

9．某电路如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，在a、b端输入u=220sin 100πt（V）的正弦交流电压，甲、乙、丙三个灯泡均能正常发光，且三个灯泡的额定功率相等，则下列说法正确的是（　　）

A．甲灯泡的额定电压约为73 V

B．甲、丙两灯泡的额定电压相等

C．乙、丙两灯泡的额定电流之比为1∶2

D．通过丙灯泡的电流方向每秒改变50次

10．如图所示，甲图是远距离输电的电路示意图，乙图是用电器两端的电压随时间变化的图像。已知降压变压器的原线圈与副线圈的匝数之比，输电线的总电阻，降压变压器的输出功率，发电机的输出电压为250 V，电路中的升压变压器和降压变压器均为理想变压器。则下列结论正确的是（　　）

A．降压变压器原线圈中电流的频率为100 Hz

B．流过输电线的电流大小为10 A

C．发电机的输出功率为92 kW

D．升压变压器原、副线圈的匝数之比

三、实验题（共15分）

11．（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中需要用到的有______。

（2）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用下列哪种科学方法______；（填字母代号）

A．控制变量法             B．等效替代法             C．类比法

（3）若在实验中用匝数匝和匝的变压器，对应的电压测量数据如表所示。根据测量数据可知，变压器的原线圈是______（填“”或“”）

12．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）为了减少涡流的影响，铁芯应该选择______；

A．绝缘的硅钢片叠成          

B．绝缘的铜片叠成                  

C．整块不锈钢铁芯                      

D．整块硅钢铁芯             

（2）以下给出的器材中，本实验需要用到的是______；

A．两节干电池     B．学生电源       C．直流电压表        D．多用表

（3）下列做法正确的是____；

A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过

B．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多

C．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈

D．为了多用电表的安全，使用交流电压档测电压时，先用最大量程档试测

（4）若变压器两线圈的匝数分别为200和400，测得的电压分别为3.7V和8.0V。据此可知变压器的输入电压是____V；变压器的电压比与匝数比不相等，可能原因是____（至少写出一个）。

四、解答题（共45分）

13．如图所示线圈面积为，共匝，线圈总电阻为，外电阻，线圈处于的匀强磁场中。当线圈绕以角速度匀速转动时，求：

（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；

（2）两电表的示数；

（3）线圈转过的过程中，通过电阻的电荷量。

14．某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为200V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW）。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：

（1）画出该输电电路图

（2）输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？

（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？

15．如图所示为某正弦式交流电电压随时间变化的曲线，若将该交流电加在阻值为的定值电阻两端，求：

（1）流过电阻R的电流的频率和峰值；

（2）经过的时间电阻R上的产生的焦耳热Q。

16．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。

参考答案

1．A

【解析】

【详解】

设甲乙两图的交流电有效值分别为、，根据交流电有效值的定义与图中的条件可得

解得

解得

则有

A正确，BCD错误。

故选A。

2．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。

3．C

【解析】

【详解】

A．电流表测量的是电路的有效值一直有示数，故A错误；

BC．由丙图知，送电线圈电压有效值为220V，因为有二极管在受电线圈路中阻止反向电流通过，由

得受电线圈电压有效值为

匝数与电压成正比，得

故B错误，C正确；

D．若充电器线圈中通以恒定电流，不发生电磁感应现象，则受电线圈中不会有感应电流出现，故D错误。

故选C。

4．D

【解析】

【详解】

线圈从图示位置转过第一个和第四个90°时，感应电动势最大值

有效值

线圈转过第二个和第三个90°时，感应电动势最大值

有效值

则一个周期内电动势有效值E满足

解得

则电流的有效值

故选D。

5．C

【解析】

【详解】

AD．理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，虽然滑动变阻器R的滑片P向下移动，可输入电压与匝数不变，所以副线圈的输出电压也不变，因此V1和V2表的示数均不变，AD错误；

BC．当滑动变阻器R的滑片向下移动时，用户用电器的总电阻减小，即副线圈电路的总电阻减小，由欧姆定律可知，A2表的示数增大，由于变压器的输入功率和输出功率相等，输出功率增大，原线圈的输入功率增大，因输入电压不变，所以输入电流增大，A1表的示数增大，B错误，C正确。

故选C。

6．B

【解析】

【详解】

灯泡L的额定电压，额定电流

阻值

A．导体棒产生的感应电动势与时间的关系为

则通过灯泡的电流的频率

故A错误；

B．电动势的有效值

设变压器原、副线圈的匝数之比为，则原线圈中的电流

原线圈两端的电压

结合

其中，解得

或

故B正确；

C．变压器原线圈两端的电压可能为

故C错误；

D．导体棒消耗的电功率可能为

故D错误。

故选B。

7．D

【解析】

【详解】

变压器副线圈输出端的电流

变压器原线圈输入端的电流等于流经D的电流

根据

求得

求得

电源电压

D正确.

故选D。

8．AC

【解析】

【分析】

【详解】

A．线圈面积加倍，L1、L2两支路两端的电压加倍，因容抗不变，因此L1、L2仍一样亮，故A正确；

C．因副线圈两端电压加倍，电流加倍，知电流表A的示数也加倍，故C正确；

B．线圈转速加倍，因容抗减小，L2比L1更亮，故B错误；

D．因副线圈中电流大于2倍，知电流表A的示数也大于2倍，故D错误。

故选AC。

9．BC

【解析】

【详解】

ABC.由公式

可知

因为乙、丙两灯泡功率相等，则通过乙的电流

通过甲的电流

则甲两端的电压与丙的额定电压相等，

得

故A错误，BC正确；

D.由公式

得

一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，D错误。

故选BC。

【点睛】

本题考查理想变压器的电压、电流与原、副线圈匝数的关系。

10．BD

【解析】

【分析】

本题考查电能的输送。

【详解】

A．由用电器两端的电压随时间变化的图像可知

故

变压器不改变电流的频率，故A错误；

B．由电功率可知，降压变压器的输出电流

根据

解得流过输电线的电流大小

故B正确；

C．发电机的输出功率

故C错误：

D．流过升压变压器原线圈的电流

根据

解得

故D正确。

故选BD。

11．     C     A     N2

【解析】

【详解】

（1）[1]“探究变压器的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表，所以不需要干电池和滑动变阻器，故选C；

（2）[2]本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法，故选A；

（3）[3]由表中数据可知U2约为U1的2倍，因N2=2N1，可知N2为原线圈。

12．     A     BD##DB     D     8.0     漏磁，铁芯或导线发热

【解析】

【详解】

（1）[1] 观察变压器的铁芯，由于涡流在导体中会产生热量，所以它的结构是绝缘的硅钢片叠成。

故选A。

（2）[2] 实验中需要交流电源和多用电表，不需要干电池和直流电压表。

故选BD。

（3）[3]A．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不超过12V，A错误；

B．由

知电流大线圈匝数少，因为电流大所以导线粗，故导线粗匝数少，B错误；

C．变压器的工作原理是电磁感应现象，在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能，贴芯起到传递能量的作用，而不是导电，C错误；

D．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测，D正确。

故选D。

（4）[4][5] 变压器线圈的匝数分别为200和400，电压之比应为1：2，测得的电压分别为3.7V和8.0V，可知电压比与匝数比不相等，由于变压器是不理想的，故有漏磁、铁芯发热、导线发热等影响电压，使输出电压减小，故输入电压为8.0V。

13．（1）；（2），；（3）C

【解析】

【详解】

（1）根据题意可知，感应电动势的最大值

则从线圈处于中性面开始计时，电动势的瞬时值表达式为

（2）电动势的有效值为

电路中电流表的示数为

电压表读数为

（3）线圈转过的过程中，通过电阻的电荷量

14．（1）（2）200V，4000V；（3）升压变压器匝数比为1:16，降压变压器匝数比为19:1

【解析】

【详解】

（1）输电线路示意图如图所示

（2）输电线损失的功率为

解得输电线上通过的电流为

输电线上损失的电压为

升压变压器的输出功率等于发电机的输出功率，所以

解得

（3）降压变压器的输入电压为

根据理想变压器匝数与电压的关系，可得升压变压器的匝数比为

降压变压器的匝数比为

15．（1），；（2）

【解析】

【详解】

（1）根据图像可知，周期为 ，则

流过电阻R的电流的峰值

（2）电流的有效值

经过的时间电阻R上的产生的焦耳热

16．（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