（人教版）选择性必修第二册高二物理第三章《交变电流》高分必刷巩固达标检测卷（基础版+解析版）

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第三章《交变电流》高分必刷巩固达标检测卷（基础版） 一、单选题 1．下列关于交变电流和直流的说法正确的是（　　） A．若电流大小做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流的大小可以变化，但方向不一定变化 C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的 D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化 2．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为Em。设t=0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为（　　） A．e=2Emsin2ωt B．e=4Emsin2ωt C．e=Emsin2ωt D．e=4Emcos2ωt 3．如图所示为远距离输电原理图，变压器、均为理想变压器，变压器原、副线圈的匝数比为，变压器原、副线圈的匝数比为，发电机的输出功率为，输出电压为，用电器两端的电压为，则输电线上的等效电阻消耗的功率为（　　） A． B． C． D． 4．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接在u＝Umcos（ωt+φ）的交流电源上，副线圈接一定值电阻R0和滑动变阻器R，电流表、电压表均为理想交流电表。当滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（　　） A．电流表A1、A2的示数之比为2：1 B．电压表V1的示数逐渐变大 C．电流表A2的示数逐渐变大 D．原线圈的输入功率可能减小 5．如图所示，为某小型发电站的输电示意图。发电站的输出功率为100kW，经变压器升压后，输出电压为，发电站到用户的距离是20km，输电线的总电阻为，经过降压变压器给一居民小区供电，变压器均为理想变压器。下列判断正确的是（　　） A．输电线路中的电流为1000A B．用户获得的功率为99kW C．若输出电压加倍，线路损耗的电功率减半 D．若用户所需电压220V，则降压变压器原副线圈匝数比为490∶11 6．一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为，电阻和的阻值分别为和，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b输入端输入的电流如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．时，通过电阻的电流为0 B．电流表的示数为 C．电压表的示数为 D．内，电阻产生的焦耳热为 7．如图甲所示为一交流发电机的示意图，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形金属线圈abcd绕轴匀速转动，线圈转动的过程中发电机的感应电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（　　） A．此发电机电动势的有效值为10V B．时，线圈平面与图示线圈的位置垂直 C．0.1~0.3s时间内，发电机的平均电动势为7.5V D．发电机电动势的瞬时值表达式为 8．如图所示匝数为N的矩形导线框，以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1∶4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，正确的是（　　） A．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为 B．交流电压表的示数为2 C．若只将滑动变阻器的滑片向c端滑动，则电流表、的示数均变大 D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则不变 9．随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。图甲为某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1：10，升压变压器原线圈输入电压随时间的变化规律如图乙所示，降压变压器的副线圈电压为220V，升压、降压变压器均为理想变压器，两者之间的输电线路的电阻不能忽略，则下列分析正确的是（　　） A．交变电流的频率为100Hz B．升压变压器原线圈的输入电压 C．升压变压器副线圈的输出电压为2500V D．降压变压器原、副线圈匝数比可能为15：1 10．风力发电将为2023年杭州亚运会供应绿色电能，其模型如图所示。风轮机叶片转速m转/秒，并形成半径为r的圆面，通过转速比的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，忽略线圈电阻，则（  ） A．单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为 B．经升压变压器后，输出交变电流的频率高于 C．变压器原、副线圈的匝数比为 D．高压输电有利于减少能量损失，因此电网的输电电压越高越好 二、多选题 11．图（a）左侧为理想变压器，负载电路中，A、V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（　　） A．电流表的示数为2A B．原、副线圈匝数比为4：1 C．电压表的示数为电压的有效值 D．副线圈中交变电压的频率为50Hz 12．如图（a）所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，为热敏电阻，其电阻随温度升高而减小，为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。当原线圈接如图（b）所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（　　） A．副线圈两端电压的瞬时值表达式为 B．RT处温度升高时，电流表的示数增大 C．RT处温度升高时，两只电压表的示数均保持不变 D．RT处温度降低时，变压器原线圈的输入功率增大 13．如图所示，磁极N、S间的磁场看作匀强磁场，磁感应强度为B0，矩形线圈ABCD的面积为S，共n匝，内阻为r，线圈通过滑环与理想电压表V和阻值为R的定值电阻相连，AB边与滑环E相连；CD边与滑环F相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线垂直。以下说法正确的是（　　） A．线圈在图示位置时，电阻R中的电流方向为自M到N B．线圈自图示位置开始转过180°的过程中，通过电阻R的电量为 C．线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为 D．线圈在图示位置时电压表的示数为0 14．如图所示，高铁的供电流程是将高压220kV或110kV经过牵引变电所进行变压（可视作理想变压器），降至27.5kV，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得25kV的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是（　　） A．若电网的电压为220kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比 B．若电网的电压为110kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比 C．如果高铁机车功率为8000kW，牵引变电所至机车间的线路损耗的电功率为800kW D．如果高铁机车功率为8000kW，则自牵引变电所至机车间线路的等效电阻约为85.9Ω 15．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，T1、T2的原、副线圈匝数比分别为k1、k2。输电线间的总电阻为R0，可变电阻R为用户端负载。U1、I1分别表示电压表V1、电流表A1的示数，输入电压U保持不变，当负载电阻R减小时，理想电压表V2的示数变化的绝对值为ΔU，理想电流表A2的示数变化的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（　　） A．R0 B． C．电压表V1示数增大 D．电流表A1的示数增加了 16．如图，理想变压器原线圈与定值电阻R0、电流表串联后接在的交流电源上，副线圈接电压表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为2:1，已知R0=16Ω，R的最大阻值为10Ω，电流表、电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是（　　） A．若将R的滑片P向上滑动，则电压表示数变大，电流表示数变小 B．若将R的滑片P向上滑动，则电压表示数不变，电流表示数变小 C．当R=4Ω时，理想变压器的输出功率最大 D．当R=8Ω时，理想变压器的输出功率最大 三、实验题 17．某兴趣小组用如图甲所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。 （1）下列说法正确的是________。 A．  变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈 B．  变压器工作时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 C．  理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失 D．  变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零 （2）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则可推断原线圈的输入电压可能为________。 A．    B．      C．      D．   （3）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、（右侧实线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻的过程中，当________时，获得的功率最大。 18．（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中必需要用到的有哪两个？___________；（填字母代号） （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．类比法　　B．等效替代法　　C．控制变量法 （3）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为下列哪个_____。（填字母代号） A．原、副线圈上通过的电流发热　　B．铁芯在交变磁场作用下发热 C．变压器铁芯漏磁　　D．原线圈输入电压发生变化 （4）组装变压器时，某同学没有将铁芯闭合，原线圈接12.0V的学生交流电源，原副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是____（填字母代号） A．0V　　B．1.5V　　C．0.65V　　D．96.0V 四、解答题 19．如图所示，电阻r=1Ω的单匝金属直角线框abcd放置在磁感应强度为的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，ab、cd长为，bc长为，定值电阻R=4Ω。线框绕ad连线以角速度匀速转动。求： （1）电压表的读数U； （2）线框从图示位置转过180°，通过电阻R的电荷量q。 20．在磁感应强度的匀强磁场中有一矩形线圈，相关数据如下：匝数N=10匝，面积，电阻。线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，通过电刷与一理想变压器原线圈相接，变压器原、副线圈匝数比为。副线圈两端的交流电压表读数为36V、接入电灯电阻。求： （1）矩形线圈转动产生的电流有效值； （2）从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势的瞬时表达式。 21．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压为U1=250V，经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，试求 （1）整个输电网络的输电效率（即用户实际消耗的功率占电源输出功率的百分比）； （2）降压变压器的匝数比n3：n4； （3）若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW，且要求用户电压U4不变，输电网络的输电效率不能太低，则可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求，求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输出功率。 22．在磁感应强度的匀强磁场中有一矩形线圈，相关数据如下：匝数N=10匝，面积，电阻。线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，通过电刷与一理想变压器原线圈相接，变压器原、副线圈匝数比为。副线圈两端的交流电压表读数为36V、接入电灯电阻。求： （1）矩形线圈转动产生的电流有效值； （2）从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势的瞬时表达式。