高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册1 交变电流优秀当堂检测题

3.5 第三章 交变电流（章节复习）

交变电流的产生、描述

1. 概念：（1）交变电流、正弦式交变电流及图像（2）四值：瞬时值、峰值、有效值、平均值
2. 方法：（1）等效法
3. 规律：（1）交变电流的产生规律、变化规律（2）正弦式交流电的有效值和最大值关系。

【学以致用1】

1．　如图所示为交流发电机示意图，线圈的边连在金属滑环上，边连在滑环L上，用导体做的两个电刷、分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（　　）

　　A．当线圈平面转到中性面时，穿过线圈的磁通量最大

　　B．当线圈平面转到中性面时，线圈中的感应电动势最大

　　C．当线圈平面转到跟中性面垂直时，穿过线圈的磁通量的变化率最小

　　D．当线圈平面转到跟中性面垂直时，线圈中的感应电流最小

2． 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图所示。则下列说法中正确的是（　　）

A．时刻，线圈平面与中性面垂直

B．时刻，磁通量的变化率为0

C．时刻，感应电动势达到最大

D．时刻，电流的方向开始发生改变

3．　如图，一交变电流的i-t图象，则该交变电流的有效值为（　　）

A．　　　B．　

C．　　　D．

4．一个的电阻，它两端的电压u随时间t的变化规律如图所示，则（　　）

　　A．流过电阻的最大电流是22A

　　B．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数为311V

　　C．电阻消耗的功率为9680W

　　D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是

5．　电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示的电路连接，R1=10 Ω，R2=20 Ω。闭合开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的图像如图乙所示。则（　　）

A．通过R1的电流有效值是1.2 A

B．R1两端的电压有效值是6 V

C．通过R2的电流最大值是1.2A

D．R2两端的电压最大值是6V

6．　如图甲所示，交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示。线圈匝数为20，线圈总电阻为1Ω，与线圈连接的定值电阻R的阻值也等于1Ω，电流表A可看做理想电流表。则（　　）

A．线圈转动的角速度为2π rad/s

B．感应电动势最大值为2π V

C．t=s时，通过电阻R的电流为π A

D．一个周期内电阻R上产生的热量为2π2 J

【知识再理解2】变压器和远距离输电

1. 概念：（1）原线圈（初级线圈）、副线圈（次级线圈）
2. 方法：（1）用控制变量法分析变压器的输入电压、输出电压关系
3. 规律：（1）变压器的匝数、电压、功率、电流的大小关系及决定关系（2）远距离输电时降低能损方法

【学以致用2】

1.　有一理想变压器，其原、副线圈的匝数比为，原线圈两端接有正弦式交变电压，当输出电流增加时，输入电流将（　　）

　　A．增加　　　B．增加　　C．减少　　D．减少

2．　如图所示，一理想变压器的原线圈接在电压为的正弦交流电源上，副线圈通过电流表与一阻值为的电阻连接。已知理想电流表的示数为，则下列说法正确的是（　　）

A．变压器的输入功率为 

B．电阻两端电压的最大值为

　　C．变压器原、副线圈的匝数比为 

　　D．通过原线圈电流的有效值为

3．　如图所示，b为理想变压器原线圈的中心抽头，电流表为理想交流电表，在原线圈两端加上交变电压，则下列说法正确的是（   ）

　　A．仅将滑动变阻器的滑片向上移，灯泡L的亮度将降低

　　B．仅将滑动变阻器的滑片向上移，变压器的输入功率增加

　　C．仅将单刀双掷开关由a扳到b，变压器的输入功率增加

　　D．仅将单刀双掷开关由a扳到b，电流表的示数变小

4． 如图所示，导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势e111sin100t（V）。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25︰11，降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作，且电动机两端的电压为220V，输入功率为1100W，输电线路总电阻R25Ω，电动机内阻r8.8Ω，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，则正确的是（　　）

A．电动机的机械效率为60%

B．电流表的示数为10A

C．输电线路损失的电功率为200W

D．升压变压器原、副线圈匝数之比为1︰5

【核心素养提升】

1．　图示为交流发电机模型的示意图。位于磁场中的矩形导线框abcd可绕过其对称轴的轴线（图中虚线）转动。已知在t=0时刻，线框的平面与磁场方向垂直（即图示位置），并从此位置开始以恒定的角速度绕转轴沿逆时针方向转动。若规定通过电阻的电流从e到f为正，则下列i﹣t图象正确的是（　　）

　　A．B．C．D．

2．　如图甲所示为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现亮度调节。现在电路的、端连接电压最大值为的正弦交流电后，调节可控硅为某一状态时，灯管两端电压如图乙所示，则此时电压表的示数为（　　）

A． B．　　　C． D．

3．　让一正弦式交变电流通过电阻R，在t时间内产生的热量为Q，将5A的直流电通过该电阻时，在2t时间内产生的热量也为Q，则交变电流的有效值和最大值分别为（　　）

　　A．5A， B．10A，

　　C． D．

4．　理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1。原线圈接入一电压为u=220 sin100πt （V）的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻。下列说法正确的是（　　）

　　A．副线圈中输出交流电的周期为 s

　　B．原线圈中电流表的读数为2 A

　　C．副线圈中电压表的读数为55 V

　　D．原线圈中的输入功率为110 W

5． 如图所示，电流表、电压表为理想电表，变压器为理想变压器，R1、R2是定值电阻，R3为滑动变阻器。闭合开关S，则下列说法正确的是（　　）

A．仅将滑片P1上移时，电流表A的示数减小

B．仅将滑片P2下移时，电压表V的示数变大

C．滑片P1下移、P2上移时，电阻R1的功率增大

D．只断开开关S，电压表V的示数变大，电流表的示数变小

6． 如图所示为远距离输电原理图，变压器T1、T2为理想变压器，T1原、副线圈的匝数比为，T2原、副线圈匝数比为，发电机的输出功率为P，输出电压为U，用电器R0两端的电压为0.9U，则输电线的电阻R为（   ）

A． B． C． D．

7． 如图是远距离输电的原理图，其中升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1、U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3、U4，假设发电厂输出电压U1恒定不变，输电线的电阻不可忽略，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　）

A．保持输送功率不变，增大输送电压U2，输电线上损耗的功率增大

B．用电高峰时用户负载增加，U2增大

C．用电高峰时用户负载增加，U3增大

D．用电高峰时用户负载增加，U4减小

8．交流发电机模型的示意图如图所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线框可绕线框平面内垂直于磁感线的OO＇轴转动，由线框引出的导线和分别与两个跟线框一起绕OO＇轴转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动良好接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻及理想电流表形成闭合电路。已知长度为，bc长度为，线框电阻为，匝数为，线框以恒定角速度逆时针转动。求：

（1） 从线框平面处于中性面位置时开始计时，发电机产生的电动势瞬时值的表达式；

（2）安培表的示数；

（3）若不计一切摩擦，外力驱动线框转动一周所做的功。

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