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高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流1 交变电流精品当堂检测题
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这是一份高中物理人教版 (2019)选择性必修 第二册第三章 交变电流1 交变电流精品当堂检测题，文件包含第三章《交变电流》综合复习与测试原卷版-人教版物理选修二docx、第三章《交变电流》综合复习与测试解析版-人教版物理选修二docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共26页， 欢迎下载使用。
知识体系·思维导图
综 合 测 试
单选题：
1．关于下列器材的原理和用途，正确的是（ ）
A．变压器可以改变交变电压和频率
B．电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速
C．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
2.如图所示为远距离输电示意图，其中升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5:2，输电线路的总电阻r=25Ω，其余导线电阻不计，L1、L2是电阻恒为44Ω、额定电压为220V的两个相同的灯泡。升压变压器T1的原线圈两端所加电压μ=100（V），当开关S1闭合S2断开时，灯泡L1正常发光，则（ ）
A．灯泡的额定功率为1000W
B．输电线路损失的电功率为100W
C．升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为2：5
D．若开关S1和S2都闭合时，则灯L1和L2均正常发光
3.一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直，产生的交变电压u随时间t变化关系如图所示，则（ ）
A．时，线圈处于中性面位置
B．该交变电压有效值是
C．该交流电经过电子电路处理可以变为直流电
D．该交流电频率是
4.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01 s时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的瞬时值表达式为
C．电动势瞬时值为22V时，线圈平面与磁感线的夹角为
D．从计时时刻开始转过过程的平均电动势为22V
5.如图所示为一交流电压随时间变化的图像，每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定，根据图中数据可得，此交流电压的有效值为（ ）
A．6VB．VC．VD．V
6.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率减小
7.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1 ，原线圈输入的交流电如图乙所示，电阻R = 22 Ω ，则（ ）
A．交流电的频率为100 Hz
B．t = 0.005 s时电压表的读数为22V
C．t = 0.01 s时电流表读数为1 A
D．该变压器原线圈的输入功率为22 W
8.将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率，采用特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。设某电厂经升压后输电电压为U，输电电流为I，输电线的电阻为r不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上损耗的功率为UIB．输电线上损耗的功率为
C．输电线上损失的电压为UD．输电线上损失的电压为Ir
9.交流电源与电阻R1、R2及理想交流电压表按图甲所示的方式连接，R1=20Ω，R2=10Ω，交流电压表的示数是20V，图乙是交流电源输出电压u随时间t变化的图像，则（ ）
A．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1=2cs10πt（A）
B．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1=2sin10πt（A）
C．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2=20cs10πt（V）
D．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2=20sin10πt（V）
多选题：
10.随着电动汽车的普及，汽车无线充电受到越来越多的关注，无线充电简单方便，不需手动操作，没有线缆拖拽，大大提高了用户体验。受电线圈安装在汽车的底盘上，如图所示，当电动汽车行驶到安装在地面的供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到，供a、b两端接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。该装置实际上可等效为一个理想变压器：送电线圈的匝数为，受电线圈匝数为，且。两个线圈中所接的电阻、的阻值相同，当该装置给汽车充电时，测得两端的电压为cd两端电压的，则下列说法正确的是（ ）
A．若送电线圈通以直流电也可以为其充电
B．受电线圈cd两端的输出电压为40V
C．流过送电线圈和受电线圈的电流之比为5：1
D．电阻和所消耗的功率之比为1：25
11.如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为，理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是（ ）
A．时，线圈位置与中性面垂直
B．时,电压表读数为
C．灯泡的电功率为
D．e随变化的规律为
12.如图所示的电路中，一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是（ ）
A．a、b端接稳恒电流，灯泡能发光
B．a、b端接交变电流，灯泡能发光
C．a、b端接交变电流，只增大电容器的电容，灯泡亮度增大
D．a、b端接交变电流，只增大交变电流的频率，灯泡亮度增大
13．如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9V，6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图乙所示。则以下说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数为36V
B．电流表的示数为2A
C．四只灯泡均能正常发光
D．变压器副线圈中的交变电流的频率为100Hz
14．“西电东送”就是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区。如图是远距离输电的电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，发电厂输出电压为，输出功率为，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为，下列说法正确的是（ ）
A．若用户获得的电压也为，则
B．用户获得的电压可能大于
C．当用户用电器总电阻增大时，输电线上损失的功率增大
D．输电线上损失的功率为
15．下列关于交变电流与直流电的说法中，正确的是（ ）
A．若电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流
B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变
C．交变电流一定是按正弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化
16．一边长为L的N匝正方形金属线框abcd，其总电阻为r，线框在磁感应强度大小为B的匀强磁场中以转速n做匀速圆周运动。金属线框与电阻为R的电热器之间有一理想变压器，如图所示，V为理想交流电压表。当变压器原、副线圈的匝数比为时，电阻R消耗的电功率最大，此时电压表的示数为U，则下列判断正确的是（ ）
A．B．
C．D．
计算题：
17.电磁炉（如甲图所示）是一次重大的炊具革命——发热主体就是锅自己，下面来探究其中原理。电磁炉可以看做是一个变压器：下面的炉盘相当于原线圈，上面的锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生的涡流来加热食物。电磁炉的工作原理可简化为图乙，由于没有铁芯，炉盘的能量传输会有一定的损耗，但是在设备不变的情况下，锅底感应的电动势与原线圈电压的比值可近似认为不变，称作耦合系数，设为n。电源电压的有效值为U，炉盘中配有相匹配的电阻，大小为，锅体回路中的总电阻相当于负载。
（1）如果通过匹配电阻的电流为I，求锅体中感应电动势的有效值；
（2）如果锅体的总电阻大小为R，求流过匹配电阻的电流；
（3）更换不同锅体，相当于调节负载电阻，假设耦合系数n保持不变且不计能量传输过程中的损失。求锅体等效电阻R为多大时加热食物的功率会最大（用n和去表示）
18．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，轴分别通过和的中点，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）线圈平面由图示位置开始计时，写出感应电动势瞬时值的表达式；
（3）电阻R的电功率。
19.为响应国家“精准扶贫，产业扶贫”的战略，进一步优化能源消费结构，光伏发电成为精准扶贫的新途径，贫困户家庭多了一份固定收益的绿色环保存折，光伏发电将照亮“脱贫路”。如图是所建光伏发电项目。若光伏发电机总输出功率为36 kW，输出电压为500 V，先后经过升压变压器和降压变压器传输到用户。设输电线的总电阻为10 Ω，要求输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，用户需要的电压为220 V，不计变压器的能量损耗。试求：
(1)升压变压器的输出电压；
(2)升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比。
知识体系·思维导图
综 合 测 试
单选题：
1．关于下列器材的原理和用途，正确的是（ ）
A．变压器可以改变交变电压和频率
B．电子感应加速器是利用磁场直接对电子进行加速
C．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化
D．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用
2.如图所示为远距离输电示意图，其中升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器。降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为5:2，输电线路的总电阻r=25Ω，其余导线电阻不计，L1、L2是电阻恒为44Ω、额定电压为220V的两个相同的灯泡。升压变压器T1的原线圈两端所加电压μ=100（V），当开关S1闭合S2断开时，灯泡L1正常发光，则（ ）
A．灯泡的额定功率为1000W
B．输电线路损失的电功率为100W
C．升压变压器T1的原、副线圈匝数之比为2：5
D．若开关S1和S2都闭合时，则灯L1和L2均正常发光
3.一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直，产生的交变电压u随时间t变化关系如图所示，则（ ）
A．时，线圈处于中性面位置
B．该交变电压有效值是
C．该交流电经过电子电路处理可以变为直流电
D．该交流电频率是
4.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。则下列说法正确的是（ ）
A．t=0.01 s时穿过线框的磁通量最小
B．该交变电动势的瞬时值表达式为
C．电动势瞬时值为22V时，线圈平面与磁感线的夹角为
D．从计时时刻开始转过过程的平均电动势为22V
5.如图所示为一交流电压随时间变化的图像，每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定，根据图中数据可得，此交流电压的有效值为（ ）
A．6VB．VC．VD．V
6.一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是（ ）
A．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率减小
7.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1 ，原线圈输入的交流电如图乙所示，电阻R = 22 Ω ，则（ ）
A．交流电的频率为100 Hz
B．t = 0.005 s时电压表的读数为22V
C．t = 0.01 s时电流表读数为1 A
D．该变压器原线圈的输入功率为22 W
8.将电能从发电站送到用户，在输电线上会损失一部分功率，采用特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。设某电厂经升压后输电电压为U，输电电流为I，输电线的电阻为r不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是（ ）
A．输电线上损耗的功率为UIB．输电线上损耗的功率为
C．输电线上损失的电压为UD．输电线上损失的电压为Ir
9.交流电源与电阻R1、R2及理想交流电压表按图甲所示的方式连接，R1=20Ω，R2=10Ω，交流电压表的示数是20V，图乙是交流电源输出电压u随时间t变化的图像，则（ ）
A．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1=2cs10πt（A）
B．通过R1的电流i1随时间t变化的规律是i1=2sin10πt（A）
C．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2=20cs10πt（V）
D．R2两端的电压u2随时间t变化的规律是u2=20sin10πt（V）
多选题：
10.随着电动汽车的普及，汽车无线充电受到越来越多的关注，无线充电简单方便，不需手动操作，没有线缆拖拽，大大提高了用户体验。受电线圈安装在汽车的底盘上，如图所示，当电动汽车行驶到安装在地面的供电线圈装置上，受电线圈即可“接受”到，供a、b两端接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流。该装置实际上可等效为一个理想变压器：送电线圈的匝数为，受电线圈匝数为，且。两个线圈中所接的电阻、的阻值相同，当该装置给汽车充电时，测得两端的电压为cd两端电压的，则下列说法正确的是（ ）
A．若送电线圈通以直流电也可以为其充电
B．受电线圈cd两端的输出电压为40V
C．流过送电线圈和受电线圈的电流之比为5：1
D．电阻和所消耗的功率之比为1：25
11.如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为，理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是（ ）
A．时，线圈位置与中性面垂直
B．时,电压表读数为
C．灯泡的电功率为
D．e随变化的规律为
12.如图所示的电路中，一灯泡和一可变电容器串联，下列说法正确的是（ ）
A．a、b端接稳恒电流，灯泡能发光
B．a、b端接交变电流，灯泡能发光
C．a、b端接交变电流，只增大电容器的电容，灯泡亮度增大
D．a、b端接交变电流，只增大交变电流的频率，灯泡亮度增大
13．如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为3∶1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9V，6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图乙所示。则以下说法中正确的是（ ）
A．电压表的示数为36V
B．电流表的示数为2A
C．四只灯泡均能正常发光
D．变压器副线圈中的交变电流的频率为100Hz
14．“西电东送”就是把煤炭、水能、风能资源丰富的西部省区的能源转化成电力资源，输送到电力紧缺的东部沿海地区。如图是远距离输电的电路示意图，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，发电厂输出电压为，输出功率为，升压变压器和降压变压器之间输电线总电阻为，下列说法正确的是（ ）
A．若用户获得的电压也为，则
B．用户获得的电压可能大于
C．当用户用电器总电阻增大时，输电线上损失的功率增大
D．输电线上损失的功率为
15．下列关于交变电流与直流电的说法中，正确的是（ ）
A．若电流大小做周期性变化，则不一定是交变电流
B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变
C．交变电流一定是按正弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性变化
16．一边长为L的N匝正方形金属线框abcd，其总电阻为r，线框在磁感应强度大小为B的匀强磁场中以转速n做匀速圆周运动。金属线框与电阻为R的电热器之间有一理想变压器，如图所示，V为理想交流电压表。当变压器原、副线圈的匝数比为时，电阻R消耗的电功率最大，此时电压表的示数为U，则下列判断正确的是（ ）
A．B．
C．D．
计算题：
17.电磁炉（如甲图所示）是一次重大的炊具革命——发热主体就是锅自己，下面来探究其中原理。电磁炉可以看做是一个变压器：下面的炉盘相当于原线圈，上面的锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产生的涡流来加热食物。电磁炉的工作原理可简化为图乙，由于没有铁芯，炉盘的能量传输会有一定的损耗，但是在设备不变的情况下，锅底感应的电动势与原线圈电压的比值可近似认为不变，称作耦合系数，设为n。电源电压的有效值为U，炉盘中配有相匹配的电阻，大小为，锅体回路中的总电阻相当于负载。
（1）如果通过匹配电阻的电流为I，求锅体中感应电动势的有效值；
（2）如果锅体的总电阻大小为R，求流过匹配电阻的电流；
（3）更换不同锅体，相当于调节负载电阻，假设耦合系数n保持不变且不计能量传输过程中的损失。求锅体等效电阻R为多大时加热食物的功率会最大（用n和去表示）
18．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，轴分别通过和的中点，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）线圈平面由图示位置开始计时，写出感应电动势瞬时值的表达式；
（3）电阻R的电功率。
19.为响应国家“精准扶贫，产业扶贫”的战略，进一步优化能源消费结构，光伏发电成为精准扶贫的新途径，贫困户家庭多了一份固定收益的绿色环保存折，光伏发电将照亮“脱贫路”。如图是所建光伏发电项目。若光伏发电机总输出功率为36 kW，输出电压为500 V，先后经过升压变压器和降压变压器传输到用户。设输电线的总电阻为10 Ω，要求输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，用户需要的电压为220 V，不计变压器的能量损耗。试求：
(1)升压变压器的输出电压；
(2)升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比。
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