高中物理人教版选修 3-2第五章交变电流单元试卷(二)

修改时间：2021-05-20 浏览次数：274 类型：单元试卷编辑

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一、选择题

1. 下列关于交流电的说法中正确的是（）

A . 交流电器设备上所标的电压和电流值是交流电的峰值 B . 用交流电流表和电压表测定的读数值是交流电的瞬时值 C . 给定的交流数值，在没有特别说明的情况下是指有效值 D . 跟交变电流有相同的热效应的直流电的数值是交流电的平均值

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2. 如图所示为交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是（）

A . 5 $\text{[math]}$ A B . 5 A C . $\text{[math]}$ A D . 3.5 A

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3. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（）

A . t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B . t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C . 线框产生的交变电动势有效值为311 V D . 线框产生的交变电动势频率为100 Hz

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4. 利用超导材料零电阻的性质可实现无损耗输电.现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW、电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为（）

A . 1 kW B . 1.6×10³ kW C . 1.6 kW D . 10 kW

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5. 如图用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图1所示，则（）

A . 变压器输入功率约为3.9 W B . 输出电压的最大值是110 V C . 变压器原、副线圈匝数比是1∶2 D . 负载电流的函数表达式i＝0.05sin（100πt＋ $\text{[math]}$ ）A

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6. 图甲所示电路中，A₁、A₂、A₃为相同的电流表，C为电容器，电阻R₁、R₂、R₃的阻值相同，线圈L的电阻不计.在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t₁～t₂时间内（）

A . 电流表A₁的示数比A₂的小 B . 电流表A₂的示数比A₃的小 C . 电流表A₁和A₂的示数相同 D . 电流表的示数都不为零

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7. 如图所示，有一台交流发电机E.通过理想升压变压器T₁和理想降压变压器T₂向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T₁的输入电压和输入功率分别为U₁和P₁ ，它的输出电压和输出功率分别为U₂和P₂；T₂的输入电压和输入功率分别为U₃和P₃ ，它的输出电压和输出功率分别为U₄和P₄ ，设T₁的输入电压U₁一定，当用户消耗的电功率变大时，有（）

A . P₂变大，P₃变大 B . P₁变小，P₂变小 C . U₂变小，U₃变小 D . U₂变小，U₄变大

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8. 在如图所示的电路中，理想变压器的变压比为2∶1，四个灯泡完全相同，若已知灯泡L₃和L₄恰能正常工作，那么（）

A . L₁和L₂都能正常工作 B . L₁和L₂都不能正常工作 C . L₁和L₂只有一个能正常工作 D . 条件不足，无法判断

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9. 如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I₁ ，其末端间的电压为U₁。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I₂。则（）

A . 用户端的电压为I₁U₁/I₂ B . 输电线上的电压降为U C . 理想变压器的输入功率为I₁²r D . 输电线路上损失的电功率为I₁U

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10. 一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速度转动，产生交变电动势的瞬时值表达式为e＝10 $\text{[math]}$ sin 4πt(V)，则（）

A . 该交变电动势的频率为2 Hz B . 零时刻线圈平面与磁场垂直 C . t＝0.25 s时，e达到最大值 D . 在1 s时间内，线圈中电流方向改变100次

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11. 如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压.某变电所电压u₀＝11 000 $\text{[math]}$ sin 100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器（）

A . 原、副线圈匝数比为50∶1 B . 副线圈中电流的频率是50 Hz C . 原线圈的导线比副线圈的要粗 D . 输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和

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12. 如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R₁、R₂、R₃、R₄均为定值电阻，开关S是闭合的.V₁ 和V₂ 为理想电压表，读数分别为U₁和U₂；A₁ 、A₂ 和A₃ 为理想电流表，读数分别为I₁、I₂和I₃.现断开S，U₁数值不变，下列推断中正确的是（）

A . U₂变小、I₃变小 B . U₂不变、I₃变大 C . I₁变小、I₂变小 D . I₁变大、I₂变大

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13. 如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u＝220 $\text{[math]}$ sin 100πt V，若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz，下列说法正确的是（）

A . 电流表示数增大 B . 电压表示数增大 C . 灯泡变暗 D . 灯泡变亮

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14. 如图所示.矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内.下述说法正确的是（）

A . 因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零 B . 线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大 C . 线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大 D . 若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍

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二、填空题

15. 钳形电流表的外形和结构如图甲所示.图甲中电流表的读数为1.2 A.图乙中用同一电缆线绕了3匝，则这种电流表能测(选填“交流”或“直流”)电流，图乙的读数为A.
图甲图乙

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三、实验题

16. 有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示。它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线。

（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断线圈的匝数较多（选填“A”或“B”）

（2）如果把它看成理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线，一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤（写出要测的物理量，并用字母表示）。A线圈的匝数为n_A＝，（用所测物理量符号表示）

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四、解答题

17. 图甲是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动，由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图乙是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L₁ ， bc长度为L₂ ，线圈以恒定角速度ω逆时针转动(只考虑单匝线圈).
图甲图乙图丙

（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e₁的表达式；

（2）线圈平面处于与中性面成φ₀夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e₂的表达式；

（3）若线圈电阻为r ，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热(其他电阻均不计).

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18. 一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8×10^－⁸ Ω·m，横截面积为10^－⁵ m²的输电线向4×10³ m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，则：

（1）所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？

（2）如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？

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19. 如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图.其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100，电阻r=10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化.求：

（1）交流发电机产生的电动势最大值；

（2）电路中电压表的示数；

（3） R上的热功率.

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二、填空题

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