2026年人教版高中物理选择性必修第二册第3章检测试卷及答案

这是一份2026年人教版高中物理选择性必修第二册第3章检测试卷及答案，共10页。
第三章检测卷(时间:60分钟　满分:100分)一、单项选择题(本题共6小题,每小题5分,共30分。每小题列出的四个备选项中只有一个是符合题目要求的,不选、多选、错选均不得分)1.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO'匀速转动,线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中,通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示,下列说法正确的是(　　)A.t1、t3时刻线圈产生的电动势最大B.t1、t3时刻线圈位于中性面C.t2、t4时刻线圈中感应电流方向改变D.线圈每转一周,电流的方向就改变一次2.阻值R=10 Ω的电阻与交流电源连接,通过电阻R的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图所示。则(　　)A.通过R的电流有效值是0.62 AB.R两端的电压有效值是6 VC.此交变电流的周期是2 sD.此交流电源的频率是100 Hz3.下图为交流发电机示意图,线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在滑环L上,两个电刷E、F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。下列说法正确的是(　　)A.当线圈平面转到中性面的瞬间,穿过线圈的磁通量最小B.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,穿过线圈的磁通量最小C.当线圈平面转到中性面的瞬间,线圈中的感应电流最大D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,线圈中的感应电流最小4.如图所示,理想变压器的原线圈接入u=11 0002sin(100πt) V的交流电压,副线圈通过电阻r=6 Ω的导线对“220 V　880 W”的电器RL供电,该电器正常工作。由此可知(　　)A.原、副线圈的匝数比为50∶1B.交流电压的频率为100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD.变压器的输入功率为880 W5.下图为理想变压器,三个灯泡L1、L2、L3都标有“6 V　6 W”,L4标有“6 V　12 W”,若它们都能正常发光,则ab间的电压Uab的大小为(　　)A.30 VB.32 VC.24 VD.36 V6.下图为模拟远距离交流输电的电路,升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶k,降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3∶n4=k∶1,模拟输电导线的电阻r=3 Ω,T2的负载是规格为“15 V　45 W”的灯泡L。当T1的输入电压为16 V时L正常发光,两个变压器可视为理想变压器,则k的值为(　　)A.32B.2C.3D.9二、多项选择题(本题共3小题,每小题6分,共18分。每小题列出的四个备选项中至少有一个是符合题目要求的,全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)7.如图所示,理想自耦变压器在铁芯上只绕一个线圈,闭合开关S,可以改变原线圈的匝数。a、b两个接线柱将线圈三等分,开关接a时,电压表的读数为Ua,电流表的读数为Ia,电阻R消耗的电功率为Pa;开关接b时,电压表的读数为Ub,电流表的读数为Ib,电阻R消耗的电功率为Pb,则(　　)A.UaUb=12B.UaUb=13C.PaPb=14D.IaIb=138.在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,下列说法正确的有(　　)A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损失的功率增大D.输电线上损失的功率占总功率的比例增大9.图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是(　　)A.电流表的示数为10 AB.线圈转动的角速度为50π rad/sC.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左三、非选择题(本题共5小题,共52分)10.(12分)某同学选用匝数可调的可拆变压器来探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验,变压器原线圈两端所接的电源应是电压为12 V的低压　　　　　　(选填“交流电源”或“直流电源”)。先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压增大;然后再保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压　　　　　(选填“增大”“减小”或“不变”)。上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是　　　　　　　　(选填“控制变量法”“转换法”或“类比法”)。 11.(8分)如图所示,理想变压器原线圈匝数n1=800,副线圈匝数n2=200,灯泡A标有“5 V　2 W”,电动机D的线圈电阻为1 Ω。将交流电压u=1002sin(100πt) V加到理想变压器的原线圈两端,灯泡恰能正常发光。(1)求副线圈两端电压。(2)求电动机D消耗的电功率。12.(10分)如图所示,理想变压器原线圈Ⅰ接到220 V的交流电源上,副线圈Ⅱ的匝数为30,与一标有“12 V　12 W”字样的灯泡L连接,灯泡正常发光。副线圈Ⅲ的输出电压为110 V,电流为0.4 A。求:(1)副线圈Ⅲ的匝数;(2)原线圈Ⅰ的匝数以及通过原线圈的电流。13.(8分)如图所示,用一小型交流发电机向远处用户供电,已知发电机线圈abcd的匝数N=100,面积S=0.03 m2,线圈匀速转动的角速度ω=100π rad/s,匀强磁场的磁感应强度B=2π T。输电时先用升压变压器将电压升高,到达用户区再用降压变压器将电压降下来后供用户使用,输电导线的总电阻为R=10 Ω,变压器都是理想变压器,降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=10∶1。若用户区标有“220 V　8.8 kW”的电动机恰能正常工作,发电机线圈电阻r不可忽略。(1)求交流发电机产生的感应电动势的最大值Em。(2)求输电线路上损耗的电功率ΔP。(3)若升压变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2=1∶8,求升压变压器原线圈两端的电压U1。14.(14分)下图为远距离输电的示意图。已知某个小型发电机的输出功率为90 kW,发电机的电压为250 V,通过升压变压器升高电压后向远处输电,输电线总电阻为5 Ω,在用户端用一降压变压器把电压降为220 V,要求在输电线上损失的功率控制为2 kW(即用户得到的功率为88 kW),求:(1)降压变压器输出的电流和输电线上通过的电流;(2)输电线上损失的电压和升压变压器输出的电压;(3)两个变压器各自的匝数比。标准答案一、单选题1.答案:B2.答案:B3.答案:B解析:当线圈平面转到中性面的瞬间,线圈平面与磁场垂直,穿过线圈的磁通量最大,但磁通量的变化率最小,为零,故感应电流为零,选项A、C错误。当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,线圈平面与磁场平行,穿过线圈的磁通量最小,为零,但磁通量的变化率最大,故感应电流最大,选项B正确,D错误。4.答案:C解析:由u=11 0002sin(100πt) V可知U1=11 000 V,f=ω2π=50 Hz,选项B错误。由“220 V　880 W”的电器RL正常工作可知I=PLUL=880220 A=4 A,选项C正确。U2=UL+Ir=220 V+4×6 V=244 V,根据电压关系U1U2=n1n2得n1n2=2 75061,选项A错误。根据功率关系得P1=I2r+PL,解得P1=976 W,选项D错误。5.答案:A解析:通过L1灯泡的电流即为原线圈电流I1=PL1UL1=66 A=1 A,通过L4的电流即为副线圈电流I2=PL4UL4=126 A=2 A,故原、副线圈匝数比n1∶n2=I2∶I1=2∶1,n2路端电压Un2=12 V,则n1路端电压Un1=n1n2Un2=2×12 V=24 V,则Uab=UL1+Un1=6 V+24 V=30 V,选项A正确。6.答案:C解析:根据电压与匝数成正比,有U1U2=n1n2,得U2=16k V灯泡的额定电流为I=PU=4515 A=3 A降压变压器副线圈电流I4=3 A,根据U3U4=k1得U3=kU4=15k V根据电流与匝数成反比,得I3I4=1k,解得I3=I4k=3k A由串联电路的电压关系得U2=U3+I3r即16k=15k+3k×3解得k=3,选项C正确。二、多选题7.答案:AC解析:设输入电压为U,线圈的总匝数为n,由于a、b两个接线柱将线圈等分为三份,所以开关接a时,原线圈的匝数为23n,开关接b时,原线圈匝数为13n,根据变压器的电压比等于匝数比可得Ua=32U,Ub=3U,则UaUb=12,选项A正确,B错误。根据欧姆定律可得Ia=UaR=3U2R,Ib=UbR=3UR,则有IaIb=12,又由Pa=UaIa,Pb=UbIb,可得PaPb=UaIaUbIb=14,选项C正确,D错误。8.答案:CD解析:发电厂的输出电压不变,升压变压器输出的电压U2应不变,选项A错误。输电线电流I=PU2会随着P的增大而增大,输电线电压损失U损=IR也增大,所以降压变压器的输入电压U3=U2-U损减小,则降压变压器的输出电压减小,选项B错误。输电线功率损失P损=I2R=PU22R,因P变大,所以P损变大,选项C正确。P损P=PU22RP=PRU22,因P变大,所以比值变大,选项D正确。9.答案:AC解析:根据i-t图像可知,交变电流的最大值为102 A,所以电流表的示数(有效值)为10 A,选项A正确。交变电流的周期T=0.02 s,线圈转动的角速度ω=2πT=100π rad/s,选项B错误。0.01 s时,感应电流达到峰值,线圈平面与磁场方向平行,选项C正确。0.02 s时,线圈又回到题图所示位置,根据右手定则可以判断,电阻R中电流的方向自左向右,选项D错误。三、非选择题10.答案:交流电源　减小　控制变量法解析:变压器不能改变直流电的电压,故电源应为低压交流电源;由n1n2=U1U2知U2=n2n1U1,副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数n1,则副线圈两端的电压减小。上述实验采用的方法是控制变量法。11.答案:(1)25 V(2)8 W解析:(1)交流电压u=1002sin(100πt) V最大值为Um=1002 V故有效值为U1=Um2=10022 V=100 V根据理想变压器的变压比公式U1U2=n1n2有U2=n2U1n1=200×100800 V=25 V。(2)由于灯泡正常发光,故电流为I=PLUL=25 A=0.4 A电动机两端电压为UD=U2-UL=25 V-5 V=20 V电动机消耗的电功率为PD=UDI=20×0.4 W=8 W。12.解:(1)已知U2=12 V,n2=30,U3=110 V由U2U3=n2n3得n3=U3U2n2=275。(2)已知U1=220 V,根据U1U2=n1n2得原线圈Ⅰ的匝数n1=U1U2n2=550原线圈Ⅰ的输入功率P1=P2+P3=P2+I3U3=56 W通过原线圈Ⅰ的电流I1=P1U1=0.25 A。13.解:(1)根据正弦式交变电流的产生规律可知,感应电动势的最大值为Em=NBSω=100×2π×0.03×100π=3002 V。(2)设降压变压器原、副线圈中的电流分别为I3、I4,电动机恰能正常工作,有I4=PMUM=8.8×103220 A=40 A根据理想变压器的变流比公式I3I4=n4n3可得I3=n4I4n3=4 A所以输电线路上损耗的电功率为ΔP=I32R=160 W。(3)根据理想变压器的变压比公式U3U4=n3n4得U3=n3U4n4=n3UMn4=2 200 V升压变压器副线圈两端的电压为U2=U3+I3R=2 240 V,又U1U2=n1n2可得U1=n1U2n2=280 V。14.解:(1)由P=I4U4得降压变压器输出电流为I4=PU4=88 000220 A=400 A由P损=I22r得输电线上通过的电流I2=P损r=2 0005 A=20 A。(2)由欧姆定律可知输电导线上损失的电压为U损=I2r=20×5 V=100 V根据升压变压器功率守恒可得升压变压器输出电压U2=P出I2=90 00020 V=4 500 V。(3)由输电导线上两端电压的关系可知降压变压器原线圈两端的电压为U3=U2-U损=4 500 V-100 V=4 400 V根据理想变压器原、副线圈电压与匝数的关系可知n1n2=U1U2=2504 500=118,n3n4=U3U4=4 400220=201。