高中物理選修32第五章 《交變電流》單元測試題（解析版）

1、.第五章 ?交變電流?單元測試題一、單項選擇題每題只有一個正確答案 1.某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為559，原線圈所接電源電壓按如下圖規(guī)律變化，副線圈接有負載以下判斷正確的選項是A 輸出電壓的最大值為36 VB 原、副線圈中電流之比為559C 變壓器輸入、輸出功率之比為559D 交流電源有效值為220 V，頻率為50 Hz2.用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過負載的電流圖象如下圖，那么A 輸出電壓的最大值是110 VB 變壓器輸入功率約為3.9 WC 變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12D 負載電流的函數(shù)表達式i0.05sin 100tA3.如圖為理想變

2、壓器原線圈所接電源電壓波形，原、副線圈匝數(shù)比為n1n2101，串聯(lián)在原線圈電路中的電流表示數(shù)為1 A，以下說法正確的選項是A 變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為20VB 變壓器輸出功率為100 WC 變壓器輸出的交流電的頻率為100 HzD 假設n1100匝，那么副線圈處穿過每匝線圈的磁通量變化率的最大值為2Wb/s4.某水電站，用總電阻為5 的輸電線給940 km外的用戶送電，其輸出電功率是3×106kW.現(xiàn)用500 kV電壓輸電，那么以下說法正確的選項是A 輸電線上輸送的電流大小為1×105AB 輸電線上損失電壓為30 kVC 該輸電系統(tǒng)的輸電效率為95%D 假設改用10

3、kV電壓輸電，那么輸電線上損失的功率為4.5×108kW5.如下圖，L1和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，假設n1n21 0001，n3n41100，圖中電壓表示數(shù)為220 V、電流表示數(shù)為10 A，那么高壓輸電線的送電功率為A 2.2×103WB 2.2×102WC 2.2×108WD 2.2×104W6.在遠間隔 輸電中，輸電線電阻一定，輸送電功率一定，假如將輸電電壓進步到原來的10倍，那么輸電線上消耗的功率減小到原來的A 10倍BC 100倍D7.在圖中L為電感線圈，C為電容，A、B為兩只一樣的燈泡，將它們接在電壓為u的交流電源上，

4、兩只燈泡的亮度一樣假設保持電源電壓不變，而將電源頻率增大，以下說法中正確的選項是A 兩燈泡的亮度不變B A燈泡亮度不變，B燈泡變亮C A燈泡變暗，B燈泡變亮D A燈泡變亮，B燈泡變暗8.如下圖，在A、B間接入正弦交流電U1220 V，通過理想變壓器和二極管D1、D2給阻值R20 的純電阻負載供電，D1、D2為一樣的理想二極管，正向電阻為0，反向電阻無窮大，變壓器原線圈n1110匝，副線圈n220匝，Q為副線圈正中央抽頭，為保證平安，二極管的反向耐壓值至少為U0，設電阻R上消耗熱功率為P，那么有AU040V，P80 WBU040 V，P80 WCU040V，P20 WDU040 V，P20 W9

5、.一正弦交流電的電流隨時間變化規(guī)律圖象如下圖，由圖可知A 用電流表測該電流其示數(shù)為14.1 AB 該交流電流的頻率為100 HzC 該交流電流通過10 電阻時，電阻消耗的電功率為1 000 WD 該交流電流瞬時值表達式為i10sin 628tA10.一臺發(fā)電機的構(gòu)造示意圖如下圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的外表呈半圓柱面形狀M是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場假設從圖示位置開場計時電動勢為正值，以下圖象中能正確反映線圈中感應電動勢e隨時間t變化規(guī)律的是ABCD11.隨著社會經(jīng)濟的開展，人們對能源的需求也

6、日益擴大，節(jié)能變得越來越重要某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，假設發(fā)電廠輸出電壓為U1，輸電導線總電阻為R，在某一時段用戶需求的電功率為P0，用戶的用電器正常工作的電壓為U2，在滿足用戶正常用電的情況下，以下說法正確的選項是A 輸電線上損耗的功率為B 輸電線上損耗的功率為C 假設要減少輸電線上損耗的功率，可以采用更高的電壓輸電D 采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率12.某矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應電動勢為eEmsint.假設將線圈的轉(zhuǎn)速增加1倍，保持其他條件不變，那么產(chǎn)生的感應電動勢為AeEmsin 2tBe2Emsin 2tCe2Emsin 4t

7、De4Emsin 2t13.如下圖，理想變壓器原線圈接一交流電源，副線圈回路中有一定值電阻R和兩個小燈泡L1、L2，最初電鍵S是斷開的，現(xiàn)閉合電鍵S，那么A 副線圈兩端電壓變大B 燈泡L1變亮C 電流表A1示數(shù)變大D 電阻R中的電流變小14.如下圖，一線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，經(jīng)過圖示位置時A 穿過線圈的磁通量最小，磁通量變化率最大B 穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率最大C 穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率最小D 穿過線圈的磁通量最小，磁通量變化率最小15.多項選擇一個矩形線圈在勻強磁場中勻角速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交變電動勢的瞬時表達式為e 10sin 4tV，那么A 該交變電動勢的頻率為2 HzB

8、 零時刻線圈平面與磁場方向垂直Ct0.25 s時，e到達最大值D 在1 s時間內(nèi)，線圈中電流方向改變100次二、多項選擇題 16.多項選擇如下圖，甲、乙兩圖中用交流電源，丙、丁兩圖中用直流電源，各電路圖中燈泡、電容器、電壓表示數(shù)都一樣，那么以下說法正確的選項是A 燈L1比燈L2亮B 燈L3也能發(fā)光，但亮度最暗C 燈L2和L4亮度一樣D 燈L4比燈L1亮17.多項選擇如下圖的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合開關(guān)S，以下說法正確的選項是AP向下滑動時，燈L變亮BP向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變CP向上滑動時，變壓器的輸入電流變小DP向上滑動時，變壓器的輸出功率

9、變大18.多項選擇如下圖，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為112，原線圈兩端的輸入電壓u220sin 100tV，電表均為理想電表，滑動變阻器R接入電路部分的阻值為10 .以下表達中正確的選項是A 該交流電的頻率為50 HzB 電壓表的讀數(shù)為42VC 電流表的讀數(shù)為4 AD 假設滑動變阻器的滑片P向a端挪動，電流表的讀數(shù)變大19.多項選擇線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流電動勢e10sin 20tV，那么以下說法正確的選項是At0時，線圈平面位于中性面Bt0時，穿過線圈的磁通量最大Ct0.1 s時，交變電流將改變方向Dt0.4 s時，e有最大值10V20.多項選擇如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈

10、的匝數(shù)比為101，電阻R22 ，各電表均為理想電表，副線圈輸出電壓的變化規(guī)律如圖乙所示以下說法正確的選項是A 輸入電壓的頻率為100 HzB 電壓表的示數(shù)為220 VC 電流表的示數(shù)為1 AD 電阻R消耗的電功率是22 W三、實驗題 21.有一個教學用的可拆變壓器，如圖甲所示，它有兩個外觀根本一樣的線圈A、B，線圈外部還可以繞線1某同學用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對應圖乙中的A、B位置，由此可推斷_線圈的匝數(shù)較多選填“A或“B2假如把它看成理想變壓器，現(xiàn)要測定A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導線、一只多用電表和低壓交流電源，請簡要表達實驗的步驟寫出

11、要測的物理量，并用字母表示_A線圈的匝數(shù)為nA_.用所測物理量符號表示四、計算題 22.如圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負載電路中R55 ，兩電表為理想電流表和電壓表，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n221，假設原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓求1交流電壓的函數(shù)表達式；2電流表的示數(shù)I.五、填空題 23.鉗型電流表的工作原理如下圖當通有交流電的導線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)由于通過環(huán)形鐵芯的磁通量與導線中的電流成正比，所以通過偏轉(zhuǎn)角度的大小可以測量導線中的電流日常所用交流電的頻率在中國和英國分別為50 Hz和60 Hz.現(xiàn)用一鉗型電流表在中國測量某

12、一電流，電表讀數(shù)為10 A；假設用同一電表在英國測量同樣大小的電流，那么讀數(shù)將是_A假設此表在中國的測量值是準確的，且量程為30 A；為使其在英國的測量值變?yōu)闇蚀_，應重新將其量程標定為_A.24.如下圖電路，當在a，b兩端加上直流電壓時，L1正常發(fā)光，L2不亮；當a，b兩端加上同樣電壓的交變電流時，L1發(fā)光亮度變暗，而L2正常發(fā)光那么A，B分別為_和_ 可選擇：電阻、電容器、電感線圈 25.某發(fā)電廠用2.2 kV的電壓將電能輸送到遠處的用戶，后改用22 kV的電壓，在既有輸電線路上輸送同樣的電功率，前后兩種輸電方式消耗在輸電線上的電功率之比為_，要將2.2 kV的電壓升高到22 kV，假設變壓

13、器原線圈的匝數(shù)為180匝，那么副線圈匝數(shù)應該是_匝.26.多項選擇如下圖，某變電站用10 kV的高壓向10 km外的小區(qū)供電，輸送的電功率為200 kW.現(xiàn)要求在輸電線路上損耗的功率不超過輸送電功率的2%，以下不同規(guī)格的輸電線中，符合要求的是27.有一正弦交流電源，如下圖，電壓有效值U120 V，頻率為f50 Hz，向一霓虹燈供電，假設霓虹燈的激發(fā)電壓和熄滅電壓均為U060V，試估算在一個小時內(nèi)，霓虹燈發(fā)光時間為_ s.六、簡答題 28.如下圖，把兩個沒有導線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯上，一個線圈原線圈通過開關(guān)可以連接到交流電源或直流電源的兩端，另一個線圈副線圈連到小燈泡上連接電路，接通電源

14、，小燈泡能發(fā)光1兩個線圈并沒有連接，小燈泡為什么會發(fā)光？2小燈泡兩端的電壓與學生電源的輸出電壓相等嗎？答案解析1.【答案】D【解析】由得，輸出電壓的最大值為36V，A選項錯誤；原、副線圈中電流之比，故B選項錯誤；理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，C錯誤；由圖象易知D選項正確2.【答案】B【解析】輸出電壓的最大值是110V，故A錯誤；負載的功率PUI110×W3.9 W，輸入功率等于輸出功率，故B正確；變壓器原、副線圈匝數(shù)比等于電壓之比22011021，故C錯誤；負載電流的函數(shù)表達式i0.05sin 100tA，故D錯誤3.【答案】D【解析】由ut圖象可知，變壓器原線圈所加交變電壓的有

15、效值U1200 V，將此值代入和，解得變壓器輸出端電壓和電流分別為U2U1×200 V20 V，I2I1×1 A10 A，故變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為20 V，輸出功率為P2U2I220×10 W200 W，選項A、B錯誤；由ut圖象知交變電流的周期T0.02 s，故其頻率fHz50 Hz，選項C錯誤；由法拉第電磁感應定律可得U2n2，那么副線圈處穿過每匝線圈的磁通量變化率的最大值為×Wb/s2Wb/s，選項D正確4.【答案】B【解析】IA6×103A，A選項錯誤；U損IR6×103×5 V30 kV，B選項正確；P損I

16、2R1.8×108W，×100%94%，C選項錯誤；D選項，損失的功率大于輸出的功率，顯然是錯誤的5.【答案】C【解析】由電流互感器知高壓輸電線中電流I1 000 A，由電壓互感器知高壓U220×103V，那么高壓輸電線功率PUI2.2×108W.6.【答案】D【解析】設電線上的電阻為r，那么設變化前為：PUI，電線上的消耗功率為PI2r輸送電壓進步10倍，輸送功率不變，所以電流變?yōu)镮，那么電線上消耗的功率變?yōu)镻I2rI2rP，應選D.7.【答案】C【解析】頻率越大，電感線圈的感抗越大，電容器的容抗越小，所以，將電源的頻率增大時，A燈變暗，B燈變亮8.【

17、答案】C【解析】在A、B間接入正弦交流電U1220 V，有：，得有效值U240 V而二極管的反向耐壓值至少為U0，它是最大值，所以U040V，Q為副線圈正中央抽頭，那么R兩端電壓為20 V，所以R消耗的熱功率為PW20 W，應選C.9.【答案】C【解析】電表測量的是有效值，故I10 A，故A錯誤；由圖可知T0.02 s，故頻率為f50 Hz，故B錯誤；消耗的功率為PI2R102×10 W1 000 W，故C正確；角速度為100 rad/s該交流電流瞬時值表達式為i10sin 100tA，故D錯誤10.【答案】D【解析】由于發(fā)電機內(nèi)部相對兩磁極為外表呈半圓柱面形狀，磁極與鐵芯之間的縫隙

18、中形成方向沿半徑的軸向磁場，所以距轉(zhuǎn)軸間隔 相等的各點磁感應強度大小相等，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知回路中產(chǎn)生大小恒定的感應電動勢，故A、B錯誤；當線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時，回路中感應電動勢反向，所以C錯誤，D正確11.【答案】C【解析】設發(fā)電廠輸出功率為P，那么輸電線上損耗的功率PPP0，PI2R，A、B錯誤在輸送功率一定的情況下，采用更高的電壓輸電，可以減小輸電線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C正確在輸送功率一定的情況下，采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，故可進步輸電的效率，D錯誤12.【答案】B【解析】根據(jù)公式EmNBS可得交流電的最大值變?yōu)樵瓉淼?倍，根據(jù)公式2n可得角速

19、度變?yōu)樵瓉淼?倍，故產(chǎn)生的感應電動勢為：e2Emsin 2t，應選B.13.【答案】C【解析】理想變壓器原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比，即，原線圈電源不變，原副線圈匝數(shù)不變，所以副線圈電壓不變，選項A錯副線圈中，電鍵閉合后，總電阻變小，總電流變大，即通過電阻R中的電流變大，選項D錯即電流表A2示數(shù)變大，根據(jù)知I1變大，選項C對副線圈兩端電壓不變，而電阻兩端電壓變大，那么L1兩端電壓變小，燈泡L1變暗，選項B錯14.【答案】A【解析】由圖可知線圈平面與磁感線平行，應處于垂直于中性面的位置，此時穿過線圈的磁通量最小，磁通量的變化率最大，所以A正確15.【答案】AB【解析】由瞬時表達式為e 10sin

20、2ftV得，交變電動勢的頻率為2 Hz，A正確；零時刻電動勢為零，磁通量最大，線圈平面與磁場方向垂直，B正確；t 0.25 s時，e的瞬時值為零，C錯誤；頻率2 Hz,1 s時間內(nèi)，線圈中電流方向改變4次，D錯誤16.【答案】CD【解析】電壓表示數(shù)一樣，說明交流電壓的有效值一樣甲圖中電容器與燈L1串聯(lián)，電容器對電流有阻礙作用；乙圖中電容器與燈L2并聯(lián)，交變電流全部流過燈L2；丙圖中電容器與燈L3串聯(lián)且是直流電源，電容器隔直通交，所以沒有電流流過燈L3，燈L3不亮；丁圖中電容器與燈L4并聯(lián)，電流全部流過燈L4.綜合以上分析，C、D兩項正確17.【答案】BD【解析】由于理想變壓器輸入電壓不變，那么

21、副線圈電壓U2不變，滑片P滑動時，對燈泡兩端的電壓沒有影響，故燈泡亮度不變，選項A錯誤；滑片P下滑，電阻變大，但副線圈電壓由原線圈電壓決定，那么副線圈電壓不變，選項B正確；滑片P上滑，電阻減小，副線圈輸出電流I2增大，那么原線圈輸入電流I1增大，選項C錯誤；此時變壓器輸出功率P2U2I2將變大，選項D正確18.【答案】AC【解析】根據(jù)原線圈兩端輸入電壓的表達式可知，交流電的頻率fHz50 Hz，A正確；原線圈電壓的有效值為U1220 V，由U1U2n1n2，得U240 V，電壓表的讀數(shù)為40 V，B錯誤；電流表的讀數(shù)為I4 A，C正確；假設滑動變阻器的滑片P向a端挪動，接入電路的電阻增大，而U

22、2不變，電流表示數(shù)變小，D錯誤19.【答案】ABC【解析】t0時刻，e0，所以此時磁通量變化率最小，磁通量最大，故位于中心面位置，A、B正確，t0.1 s時，e0，位于中心面位置，電流方向?qū)l(fā)生變化，C正確，t0.4 s時，帶入可得e0，D錯誤，應選A、B、C.20.【答案】BD【解析】由ut圖象知，電壓的周期T2×102s，那么頻率f50 Hz，選項A錯誤；副線圈電壓的有效值為22 V，故原線圈電壓有效值為220 V，選項B正確；副線圈的電流有效值I21 A，I1I20.1 A，選項C錯誤選項D正確21.【答案】1A2用長導線繞一個n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；把低壓交流電源接B

23、線圈，測得線圈的輸出電壓為U；用A線圈換下繞制的線圈測得A線圈的輸出電壓為UAn【解析】1A由題圖乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由電阻定律可得A線圈的匝數(shù)多于B線圈的2用長導線繞一個n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；把低壓交流電源接B線圈，測得線圈的輸出電壓為U；用A線圈換下繞制的線圈測得A線圈的輸出電壓為UA.那么nAn.22.【答案】1u220sin 100tV22 A【解析】1由交流電規(guī)律可知uumsint，代入圖中數(shù)據(jù)可得u220sin 100tV.2根據(jù)理想變壓器特點和歐姆定律有：，I，聯(lián)立得：I2 A.23.【答案】1225【解析】當導線中電流的頻率由50 Hz變?yōu)?0 Hz時，假設導線中電流大小一樣，那么它在鐵芯中產(chǎn)生的磁場的變化率增大為原來的1.2倍，導線中為10 A電流時示數(shù)為12 A；假設電流表指針偏角一樣，那么線圈中的磁通量變化率一樣，導線中電流應