人教版 (2019)选择性必修 第二册1 交变电流单元测试当堂达标检测题

第三章  交变电流 基础达标卷（A卷）

高二物理

（考试时间：90分钟  试卷满分：100分）

注意事项：

1．本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。

2．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。写在本试卷上无效。

3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。

4．测试范围：人教版（2019）选择性必修第二册 第三章

5．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。

第Ⅰ卷

一、选择题：本题共12小题，在每小题给出的四个选项中，第1~8题只有一项符合题目要求，每小题3分，共24分。第9~12题有多项符合题目要求。共16分。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分。

1．下列图像中不属于交流电的是（　　）

A． B．

C． D．

2．如图所示，把小灯泡与教学用发电机相连接。转动手柄，两个磁极之间的线圈随着转动，小灯泡发光。下列说法正确的是（　　）

A．线圈转动的快慢程度不会影响小灯泡的亮度

B．线圈转动过程中，通过小灯泡的电流大小不随时间变化

C．线圈每转动一周，通过小灯泡的电流方向改变一次

D．当线圈平面转到中性面时，通过线圈的磁通量变化率最小

3．如图所示，一矩形金属线圈面积为S、匝数为N，在磁感应强度为B的匀强磁场中，以角速度ω绕垂直磁场的固定轴匀速转动。则（　　）

A．线圈中磁通量变化率的最大值NBSω

B．电动势的峰值是NBSω

C．从如图位置开始转过60°时，电动势的瞬时值是

D．从中性面开始转过90°的过程中，电动势的平均值是

4．图1为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其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固定轴OO'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=10 Ω的电阻连接，发电机内总电阻r=2 Ω，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V。图2是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图像，则（　　）

A．该电动势的瞬时值e=12sin 100πt（V）

B．R两端的电压瞬时值u=14.1cos 100πt（V）

C．t=0.02 s时，R两端的电压瞬时值为零

D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i=14.1cos 50πt（A）

5．如图所示为某款手机充电器，其铭牌标识如下：“输入：AC、220V、50Hz”，“输出：DC、3V、6V、9V、12V”，“电流：1000mA1500mA”，该充电器正常工作时，下列说法正确的是（　　）

A．输入电压的最大值为220V，频率为50Hz

B．充电器输出功率的变化范围为3W18W

C．充电器内部变压器的原线圈匝数小于副线圈匝数

D．充电器内部变压器输入电压的频率大于输出电压的频率

6．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，其中送电线圈和受电线圈的匝数比，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视为理想变压器，下列说法正确的是（　　）

A．R的值为18.25Ω

B．快速充电时，cd间电压

C．快速充电时，送电线圈的输入功率为88W

D．快速充电时，受电线圈的输出功率为85W

7．如图甲所示是家用台灯亮度调节原理图，理想自耦变压器的a、b间接入如图乙所示正弦交流电压。交流电流表A为理想电表，灯泡额定电压为15V、额定功率30W（设灯泡的电阻值保持不变），当P在c处时灯泡正常发光。下列描述正确的有（　　）

A．灯泡正常发光时变压器线圈的总匝数与c点下方的匝数之比为44∶3

B．当灯泡正常发光时电流表的读数为2A

C．将调压端的滑动触头P向下移动时，变压器的输入功率变大

D．将调压端的滑动触头P向下移动时，变压器的输入电压变小

8．如图所示的是一远距离输电示意图，图中均为理想变压器，输电导线总电阻为R。则下列关系式错误的是（　　）

A．输电导线中的电流强度

B．热损失的功率

C．两变压器线圈匝数比满足

D．变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的关系满足I2=I3

9．线圈的匝数为100匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图所示。下列结论正确的是（　　）

A．在和时，线圈平面和磁场垂直，电动势最大

B．在和时，线圈平面和磁场垂直，电动势为零

C．在和时电流方向不变

D．在和时，线圈切割磁感线的有效速率最大

10．在一阻值为的定值电阻中通入如图所示的电流，则（　　）

A．此电流为交流电

B．此电流的频率为

C．此电流的有效值约为

D．在内电阻产生的焦耳热为

11．原副线圈共用一绕组的变压器为自耦变压器。如图所示，图中变压器为理想自耦变压器，A为理想交流电流表，电阻箱的电阻调为。当原线圈滑动头P调至线圈的中点位置，端输入按正弦变化的交变电压，下列说法中正确的是（　　）

A．流经电流表的电流每秒钟方向改变100次

B．电流表的示数为0.22A

C．若保持电阻箱的电阻不变，只将滑片P向上移，电流表示数变大

D．若将P向上移到最高处，电阻箱调为250，电流表示数为0.88A

12．我国的特高压输电技术居世界第一，如图，发电站输出电压稳定，经升压变压器升至特高压进行远距离运输，再经过降压变压器降压后供用户端使用，用户端电阻可分为持续用电用户电阻（设为定值电阻）和灵活用电用户电阻（设为可变电阻），输电线电阻r不可忽略，下列说法正确的是（　　）

A．用电高峰期时，相当于变大

B．用电高峰期时，两端电压变小

C．在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使两端电压更稳定

D．在不改变输送电能总功率的前提下，对比普通的高压输电，使用特高压输电可以使输电线上电能损耗降低

第Ⅱ卷

二、实验题：本题共2小题，共12分。

13．（8分）13．某实验小组开展“正（余）弦规律交变电流产生”的实验。

（1）实验过程中某时刻，线圈转到如图所示位置，形成图中所示感应电流方向，则沿OO′轴方向看线框是_____方向转动（填“顺时针”或者“逆时针”）；

（2）当线圈平面位于中性面时，线圈中的磁通量______（填“最大”或“最小”），线圈中的电流_____（填“最大”或“最小”），线圈转动一周电流方向改变____次。

14．（6分）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。

三、计算题：本题共4小题，共46分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。

15．（8分）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，ab边和cd边的长度，bc边和ad边的长度，匝数匝，线圈的总电阻，线圈位于磁感应强度的匀强磁场中。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F焊接在一起，并通过电刷与阻值的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过bc和ad边中点、且垂直于磁场的转轴以角速度匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。

（1）求线圈产生的感应电动势的峰值；

（2）从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；

（3）求经过0.2s定值电阻R产生的热量Q。

16．（12分）如图所示，足够长的两平行金属导轨水平放置，两导轨间的距离，导轨右侧与原、副线圈匝数之比的理想变压器相连。导轨中间分布有磁感应强度大小的匀强磁场，磁场边界为正弦曲线。导体棒以的速度沿导轨水平向右匀速滑动，导体棒始终与导轨垂直且接触良好，变压器副线圈所接电阻，其余电阻不计，电压表和电流表均为理想交流电表。求：

（1）试求导体棒两端的最大电压的大小；

（2）电压表的示数；

（3）电流表的示数。

17. （10分）如图a所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55 Ω，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110 V，试求：

（1）原、副线圈匝数比；

（2）电流表的示数。

18．（16分）2022年3月31日，杭州2022年亚运会、亚残运会56个竞赛场馆全面竣工并通过赛事功能综合验收，此次杭州亚运会也将在亚运史上首次实现绿色电力供应。为确保杭州亚运会绿电供应，浙江电力交易中心已组织两次绿电交易，将青海柴达木盆地、甘肃嘉峪关等古丝绸之路上的绿色电能，通过特高压线路输送至浙江，让丝绸之路上的光，点亮亚运的灯。如图为某组同学研究远距离输电过程的装置图，矩形导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，输电线路总电阻，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为，降压变压器副线圈接入一台内阻的电动机，其两端的电压，效率 。导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表，求：

（1）电动机的机械功率；

（2）输电线上损失的功率；

（3）电流表的读数。