物理人教版高中選擇性必修二（2019年新編）第三章 交變電流 單元檢測

…………○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○……○…………外…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………※※請※※不※※要※※在※※裝※※訂※※線※※內※※答※※題※※…………○…………內…………○…………裝…………○…………訂…………○…………線…………○…………第三章交變電流章節(jié)同步練習一、單選題1.在一個正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，下列物理量不一定相等的是（

）A.

交變電流的頻率

B.

磁通量的變化率

C.

電功率

D.

電流的有效值2.交變電流經(jīng)二極管（正向電阻為0，反向電阻無窮大）為某用電器供電，通過用電器電流的有效值為1A，求原交變電流的最大值（

）A.

1A

B.

2A

C.

2A

D.

22A3.用電阻絲繞制標準電阻時，常在圓柱陶瓷上用如圖所示的雙線繞制方法繞制，其主要目的是（

）A.

制作無自感電阻

B.

增加電阻的阻值

C.

減少電阻的電容

D.

提高電阻的精度4.如圖所示為一正弦交變電壓隨時間變化的圖象，由圖可知（

）A.

交流電的周期為2s

B.

用電壓表測量該交流電壓時，讀數(shù)為311V

C.

交變電壓的有效值為220V

D.

將它加在電容器上時，電容器的耐壓值必須等于311V5.如圖為一臺理想變壓器，初、次級線圈的匝數(shù)分別為n1=400匝，n2=800匝，連接導線的電阻忽略不計，那么可以確定(

)A.

這是一臺降壓變壓器

B.

次級線圈兩端的電壓是初級線圈兩端電壓的一半

C.

通過次級線圈的電流是通過初級線圈電流的一半

D.

變壓器輸出的電功率是輸入的電功率的一半6.當遠距離高壓輸送一定電功率時，輸電線上損耗的功率與電路中的（

）A.

輸送電壓成正比

B.

輸送電壓的平方成正比

C.

輸電線中的電流成正比

D.

輸電線中電流的平方成正比7.電流互感器和電壓互感器如圖所示，其中n1，n2，n3，n4分別為四組線圈的匝數(shù)，A.

A為電流互感器，且n1>n2，a是電流表

B.

A為電壓互感器，且n1>n2，a是電壓表

C.

B為電壓互感器，且n38.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢與時間的關系如圖所示．如果其他條件不變，僅使線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼囊话?，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)椋?/p>

）A.

200V0.08s

B.

25V0.04s

C.

50V0.08s

D.

50V0.04s9.矩形線框繞垂直于磁場的軸勻速轉動產(chǎn)生交流電，電動勢瞬時值表達式為e=2202A.

t=0時刻穿過線框的磁通量為零

B.

電動勢的有效值為220V

C.

交流電的周期為0.01s

D.

若轉速增大1倍，其它條件不變，則電動勢瞬時值表達式為e=440210.變壓器原線圈1400匝，副線圈700匝并接有電阻R，當變壓器工作時原、副線圈中（

）A.

電流頻率之比為2∶1

B.

輸入和輸出功率之比為2∶1

C.

電流之比為2∶1

D.

輸入端和輸出端電壓之比為2∶111.如圖所示，虛線上方空間存在方向垂直紙面向里的勻強磁場。各導線框均繞軸O在紙面內勻速轉動，轉動方向如箭頭所示，轉動周期均為T。從線框處于圖示位置時開始計時，以在OP邊上從P點指向O點的方向為感應電流i的正方向。能夠在線框中產(chǎn)生如圖所示的隨時間t變化規(guī)律感應電流i的是（）A.

B.

C.

D.

12.圖甲是某燃氣灶點火裝置的原理圖。轉換器將直流電壓轉換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓表為理想交流電表。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于50V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花點燃氣體，開關閉合后，下列說法正確的是（）A.

電壓表的示數(shù)為5V

B.

若沒有轉換器則變壓器副線圈輸出的是直流電

C.

若n1n2<13.通過一阻值R=100Ω的電阻的交變電流如圖所示，其周期為1s．電阻兩端電壓的有效值為（

）A.

12V

B.

410V

C.

15V

D.

85V14.在交流電路中，如果電源電動勢的最大值不變，頻率可以改變，在如圖所示電路的a、b兩點間逐次將圖中的電路元件（1）、（2）、（3）單獨接入，當使交流電源的頻率增大時，可以觀察到下列論述的哪種情況（）

A.

A1的讀數(shù)不變，A2的讀數(shù)增大，A3的讀數(shù)減小

B.

A1的讀數(shù)減小，A2的讀數(shù)不變，A3的讀數(shù)增大

C.

A1的讀數(shù)增大，A2的讀數(shù)不變，A3的讀數(shù)減小

D.

A1、A2、A3的讀數(shù)均不變15.圖甲是小米手機無線充電器的示意圖。其工作原理如圖乙所示，該裝置可等效為一個理想變壓器，送電線圈為原線圈，受電線圈為副線圈。當ab間接上220V的正弦交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流。送電線圈的匝數(shù)為n1，受電線圈的匝數(shù)為n2，且n1∶n2=5∶1.兩個線圈中所接電阻的阻值均為R，當該裝置給手機快速充電時，手機兩端的電壓為5V，充電電流為2A，則下列判斷正確的是（）A.

無線充電時，手機上受電線圈的工作原理是“電流的磁效應

B.

快速充電時，流過送電線圈的電流為10A

C.

快速充電時，兩線圈上所接電阻的阻值R=18.75Ω

D.

充電期間使用手機，回路中的電流不會發(fā)生變化16.風速測速儀的簡易裝置如圖甲所示，某段時間內線圈中感應電流的波形如圖乙所示，下列說法正確的是（

）A.

若風速變大，圖乙中感應電流的周期變大

B.

若風速變大，圖乙中感應電流的峰值變大

C.

圖乙中感應電流最大時，風速最大

D.

圖乙中感應電流隨時變化的原因是風速在變二、綜合題17.如圖所示，匝數(shù)N=100、邊長l=0.1m電阻不計的正方形導線框abcd處于勻強磁場中，勻強磁場的磁感應強度大小B=2πT、方向水平向右，線框繞中心軸（1）線框產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式；（2）燈泡的額定電壓U和額定功率P；（3）在保險絲不熔斷時，副線圈兩端最多可并聯(lián)同樣的燈泡的盞數(shù)n。18.如圖為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電。已知輸電線總電阻R=10Ω，升壓變壓器的T1原、副線圈匝數(shù)之比為1:5，降壓變壓器的T2原、副線圈匝數(shù)之比為4:1，副線圈與純電阻組成閉合電路，用電器電阻R0=11Ω。若T1（1）用戶端的用電電流I3和輸電電流I（2）輸電線上損耗的電壓ΔU和損耗的功率ΔP；（3）發(fā)電機的輸出電壓U1和輸出功率P19.如圖所示，在磁感應強度為B的勻強磁場中，有一矩形線圈abcd繞垂直磁場方向的OO'軸以角速度ω勻速轉動，其中ab邊長為l1，bc邊長為l2，線圈匝數(shù)為N，線圈電阻為r，外電路電阻為R。求：（1）圖示時刻矩形線圈中產(chǎn)生的瞬時感應電動勢e的大?。唬?）線圈由圖示位置轉過60°的過程中，通過電阻R的電荷量q；（3）線圈由中性面位置轉過90°的過程中，電阻R上所產(chǎn)生的熱量Q。

答案解析部分1.【答案】D【解析】由理想變壓器的特點可知，A、B、C選項中的量都是對應相等的，但原、副線圈中的電流的有效值和匝數(shù)成反比，不一定相等；故答案為：D.【分析】變壓器不會改變交流電的頻率，經(jīng)過原副線圈其磁通量變化率大小相等；由于理想變壓器其輸入功率等于輸出功率。2.【答案】C【解析】設原交流電的最大值為Im，通過用電器電流的有效值為I，用電器電阻為R，根據(jù)二極管的單向導電性及交流電有效值的定義有(代入數(shù)據(jù)求得：Im故答案為：C?！痉治觥侩娏鞯挠行е凳歉鶕?jù)電流的熱效應來確定的，選定一個周期，在這個周期內利用焦耳定律求解電流的最大值即可。3.【答案】A【解析】兩個線圈繞向相同，但是通過的電流方向相反，根據(jù)安培定則可知兩線圈產(chǎn)生的磁場方向相反；導線中通過的電流相等，所以產(chǎn)生的磁場相互抵消，螺線管內無磁場，從而制作成無自感電阻，A符合題意，BCD不符合題意。故答案為：A?！痉治觥績晒蓪Ь€中的電流大小相等，方向相反，故在圓柱形陶瓷中產(chǎn)生磁通量為零，不會有自感電阻產(chǎn)生。4.【答案】C【解析】A由圖象知周期為2×10-2s，A不符合題意B電壓表的讀數(shù)為有效值，正弦交流電有效值為UmC正弦交流電有效值為UmD電容器的耐壓值應大于或等于電壓的最大值，D不符合題意故答案為：C

【分析】通過交流電壓的圖像讀出交流電的周期和最大值，利用周期求出交流電頻率，結合選項分析求解即可。5.【答案】C【解析】A．初、次級線圈的匝數(shù)分別為n1=400匝，n2=800匝，可知，這是一臺升壓變壓器，A不符合題意；B．初、次級線圈的匝數(shù)分別為n1=400匝，n2=800匝，由電壓與匝數(shù)成正比得，次級線圈兩端的電壓是初級線圈兩端電壓的2倍，B不符合題意；C．初、次級線圈的匝數(shù)分別為n1=400匝，n2=800匝，由電流與匝數(shù)成反比得，通過次級線圈的電流是通過初級線圈電流的一半，C符合題意；D．理想變壓器的輸出的電功率與輸入的電功率是相等的，D不符合題意。故答案為：C?！痉治觥坷米儔浩髟本€圈匝數(shù)比與電壓、電流的關系求解副線圈的電壓、電流。6.【答案】D【解析】AB．根據(jù)電功率P=IU

①輸電線上損耗的功率?P=I2R

②由①②式解得ΔP=輸電線上損耗的功率與輸送電壓的平方成反比，AB不符合題意；CD．根據(jù)輸電線上損耗的功率?P=I2R可知輸電線上損耗的功率與輸電線中電流的平方成正比，D符合題意，C不符合題意。故答案為：D。【分析】電能輸送時由于導線電阻會損耗一部分電能，結合公式P損=I2R求解即可。7.【答案】C【解析】AB．A串聯(lián)在電路中，為電流互感器，根據(jù)單相理想變壓器的電流規(guī)律I1I2=n2nCD．B并聯(lián)在電路中，為電壓互感器，根據(jù)理想變壓器的電壓規(guī)律U1U2=n3n故答案為：C?！痉治觥孔儔浩鰾并聯(lián)接在火線和零線兩端，測量電壓為電壓表，變壓器A串聯(lián)接在零線上，測量電流為電流表。8.【答案】C【解析】由圖讀出原來交流電動勢的最大值Em=100V，周期T=0.04s；根據(jù)感應電動勢最大值的表達式Em=NBSω得知，Em與ω成正比，則線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼囊话耄袘妱觿葑畲笾底優(yōu)樵瓉淼囊话?，為Em′=50V．由公式T=2π/ω分析可知，線圈的轉速變?yōu)樵瓉淼囊话?，周期為原來的兩倍，即T′=0.08s．故答案為：C．【分析】通過交流電壓的表達式讀出電壓的最大值和角速度，計算出電壓的有效值和頻率。9.【答案】B【解析】電動勢瞬時值表達式為e=2202sin100πt（V）可知在t=0時刻線框處于中性面位置，磁通量最大，所以A不符合題意；電動勢有效值E=Em故答案為：B【分析】通過交流電壓的表達式讀出電壓的最大值和角速度，計算出電壓的有效值和頻率，結合選項分析求解即可。10.【答案】D【解析】變壓器不會改變電流的頻率，所以原、副線圈中電流頻率比為1：1，A不符合題意；變壓器的原線圈和副線圈的功率是相同的，所以原、副線圈中功率比為1：1，B不符合題意；電流與匝數(shù)成反比，變壓器原線圈為1400匝，副線圈為700匝，所以電流之比為1：2，C不符合題意；電壓與匝數(shù)成正比，變壓器原線圈為1400匝，副線圈為700匝，所以電壓之比為2：1，D符合題意。故答案為：D【分析】利用變壓器原、副線圈匝數(shù)比與電壓的關系求解原、副線圈的電壓之比即可。11.【答案】A【解析】AD．圖中，有效切割長度為半徑不變，因此產(chǎn)生的電流大小不變，根據(jù)右手定則，D中開始產(chǎn)生電流方向從O到P，A中開始產(chǎn)生電流方向從P到O，A符合題意，D不符合題意；BC．圖中正方形線框繞O轉動時，有效切割長度不斷變化，因此產(chǎn)生感應電流大小是變化的，BC不符合題意；故答案為：A。【分析】利用右手定則可以判別感應電流的方向，結合動生電動勢及有效長度可以判別感應電動勢和電流的大小。12.【答案】C【解析】A．電壓表的示數(shù)為有效值，電壓最大值為5V，有效值為3.5V，A項錯誤；B．若沒有轉換器，原線圈為直流電，副線圈沒有電磁感應不會有電流產(chǎn)生，B項錯誤；C．如滿足變壓器副線圈電壓的瞬時值等于50V，則有U所以當n1D．穿過原、副線圈的磁通量應相等，D項錯誤。故答案為：C?！痉治觥侩妷罕盹@示其電壓的有效值；沒有轉化器時其變壓器通直流電不能正常工作；利用電壓的比值可以求出其鋼針能夠工作的匝數(shù)之比；通過兩個線圈的磁通量大小相等。13.【答案】B【解析】根據(jù)電流的熱效應計算電流的有效值：0.12可得流過電阻的電流的有效值：I=10電阻兩端電壓的有效值為：U=IR=410故答案為：B．【分析】利用電流的熱效應結合焦耳定律可以求出電流的有效值，結合歐姆定律可以求出電阻兩端電壓的大小。14.【答案】C【解析】據(jù)題，電源電動勢的最大值不變，當交流電的頻率增加時，電感L的感抗增大，電容C的容抗減小，電阻R不變，則流過A1的電流增大，A3的電流減小，A2的電流不變。故答案為：C。【分析】當頻率增大時其電感的阻礙作用變大所以其A3讀數(shù)變小，其電容的阻礙作用變小所以其A1讀數(shù)變大。15.【答案】C【解析】A．無線充電時，送電線圈輸入交流電，受電線圈上出現(xiàn)感應電流，則其工作原理是電磁感應，A不符合題意；BC．已知手機兩端電壓U手=5V，充電電流I手=2AUU聯(lián)立解得UR即快速充電時，流過送電線圈的電流為0.4A，B不符合題意，C符合題意；D．充電期間使用手機，會出現(xiàn)手機內部的電流與電壓處于不穩(wěn)定狀態(tài)，D不符合題意；故答案為：C?！痉治觥繜o線充電是利用電磁感應的原理；利用手機的電流結合匝數(shù)之比可以求出輸電線圈的電流大??；結合送電線圈的歐姆定律可以求出R阻值的大?。怀潆娺^程其電流與電壓不斷發(fā)生變化。16.【答案】B【解析】A．若風速變大，則轉速變大，角速度變大，根據(jù)T=2πB．若風速變大，則角速度變大，根據(jù)Em=NBSωC．圖乙中感應電流最大時，是穿過線圈的磁通量的變化率最大，并不是風速最大，C不符合題意；D．圖乙中感應電流隨時變化的原因是穿過線圈的磁通量變化率隨時在變化，D錯誤。故答案為：B?！痉治觥坷蔑L速影響轉速所以影響周期的大?。焕秒妱觿莸谋磉_式結合風速變大可以判別電動勢的峰值變大，結合歐姆定律可以判別感應電流的峰值變大；當感應電流最大時其磁通量變化率最大不是風速最大的時刻；其感應電流的變化是由于磁通量變化率時刻在改變。二、綜合題17.【答案】（1）根據(jù)法拉第電磁感應定律，可得線圈中產(chǎn)生感應電動勢的最大值為Em從圖示位置開始計時，線圈產(chǎn)生的是余弦交流電，故線框產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為e=E（2）根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)比關系有U1代入數(shù)據(jù)可求得燈泡兩端電壓最大值為U2所以，燈泡兩端的額定電壓為UL燈泡的額定功率PL（3）保險絲的熔斷電流為有效值，根據(jù)變壓器輸入端的功率等于輸出端的功率，在保險絲不熔斷時，可得輸入端的最大功率為Pm則副線圈兩端最多可并聯(lián)同樣的燈泡的個數(shù)為n=P【解析】（1）已知線圈匝數(shù)、磁感應強度和線圈的面積及角速度大小，結合動生電動勢的表達式可以求出電動勢的峰值，結合角速度的大小可以求出電動勢瞬時值的表達式；

（2）已知變壓器匝數(shù)之比，利用電壓和匝數(shù)的關系可以求出輸出電壓的