高中物理：《交變電流》測(cè)試題

高中物理：《交變電流》測(cè)試題第I卷選擇題一、選擇題（每小題4分，共48分）。1、如圖甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出交流電的電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙所示，經(jīng)原副線圈的匝數(shù)比為1:10的理想變壓器給一個(gè)燈泡供電如圖丙所示，副線圈電路中燈泡額定功率為22W．現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。則

（

）A．t=0.01s時(shí)刻穿過線框回路的磁通量為零B．交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r／sC．變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1A

D.燈泡的額定電壓為220V2、下列關(guān)于交變電流的說法中正確的是（

）A．交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值是交流的最大值B．用交流電流表和電壓表測(cè)定的讀數(shù)值是交流的瞬時(shí)值C．線圈的自感系數(shù)越大、交流的頻率越高，電感對(duì)交流的阻礙作用就越大D．電容器的電容越大、交流的頻率越高，電容器對(duì)交流的阻礙作用就越大3、某校高三同學(xué)春游參觀新安江水電站時(shí)，聽導(dǎo)游介紹水電站共有9臺(tái)相同的發(fā)電機(jī)組，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組的裝機(jī)容量為7.35萬千瓦，工作時(shí)每臺(tái)發(fā)電機(jī)組均以每分鐘150轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速穩(wěn)定運(yùn)行，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組輸出電壓為10.5千伏，并用高壓輸電線路并入華東電網(wǎng)。同學(xué)們對(duì)此議論紛紛，下面看法中你認(rèn)為正確的是

（

）A．新安江水電站發(fā)出的交流電頻率應(yīng)為2.5赫茲B．新安江水電站發(fā)出的交流電頻率應(yīng)為50赫茲C．每臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出的最大瞬時(shí)電流約為7千安培D．每臺(tái)發(fā)電機(jī)輸出的最大瞬時(shí)電流約為1萬安培4、如圖所示，在鐵芯P上繞著兩個(gè)線圈a和b，則A．線圈a輸入正弦交變電流，線圈b可輸出恒定電流B．線圈a輸入恒定電流，穿過線圈b的磁通量一定為零C．線圈b輸出的交變電流不對(duì)線圈a的磁場(chǎng)造成影響D．線圈a的磁場(chǎng)變化時(shí)，線圈b中一定有電場(chǎng)5、一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，為滑動(dòng)變阻器的觸頭。下列說法正確的是A.副線圈輸出電壓的頻率為50HzB.副線圈輸出電壓的有效值為31VC.向右移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比減小D.向右移動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率增加6、發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為U1，發(fā)電廠至用戶的輸電導(dǎo)線的總電阻為R，通過輸電導(dǎo)線的電流為I，輸電線末端的電壓為U2，下面選項(xiàng)表示輸電導(dǎo)線上損耗的功率不正確的是A．U12/R

B．(U1-U2)2/R

C．I2R

D．I(U1一U2)7、正弦交變電源與電阻R、交流電壓表按照?qǐng)DB-2所示的方式連接，R=10Ω，交流電壓表的示數(shù)是10V.圖B-3是交變電源輸出電壓u隨時(shí)間t變化的圖象.則（）

A.通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR=cos100ωtAB.通過R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR=cos50ωtAC.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR=5cos100ωtVD.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR=5cos50ωtV8、如圖所示的交流電路中，理想變壓器原線圈輸入電壓為U1，輸入功率為P1，輸出功率為P2，各交流電表均為理想電表．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)頭向下移動(dòng)時(shí)（

）A．燈L變亮

B．各個(gè)電表讀數(shù)均變大C．因?yàn)閁1不變，所以P1不變

D．P1變大，且始終有P1=P29、如圖所示，理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比n1：n2=2：1，原線圈接正弦式交流電，副線圈接電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈電阻為R，當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升，若電動(dòng)機(jī)因摩擦造成的能量損失不計(jì)，則圖中電壓表的讀數(shù)為（

）A．4IR+

B．C．4IR

D．

IR+10、理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比，原線圈接在有效值為200V的正弦交流電源上，當(dāng)原線圈電流方向如圖所示，大小逐漸減小到零的時(shí)刻，副線圈A，B兩端

()A．A，B間電勢(shì)差為V，a端電勢(shì)較高B．A，B間電勢(shì)差為V，b端電勢(shì)較高C．A，B間電勢(shì)差為V，b端電勢(shì)較高D．A，B間電勢(shì)差為零11、利用如圖所示的理想變壓器給用電器供電.在原線圈ab端接交流電壓（V），原線圈匝數(shù)n1=1000匝，副線圈匝數(shù)n2=50匝.下列說法正確的是（

）A．通過原副線圈的交流電的頻率均為100Hz

B．副線圈兩端電壓為U2=20VC．通過原副線圈的電流之比為I1:I2=20:1

D．閉合電鍵K，變壓器輸入功率增加12、圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變。調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V。調(diào)節(jié)前后()A．副線圈中的電流比為1∶2

B．副線圈輸出功率比為2∶1C．副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1

D．原線圈輸入功率比為1∶2第II卷非選擇題二、非選擇題（共52分）13、有條河流，流量Q＝2m3/s，落差h＝5m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機(jī)總效率為50%，輸出電壓為240V，輸電線總電阻R＝30Ω，允許損失功率為輸出功率的6%，為滿足用電的需求，則該輸電線路所使用的理想的升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220V,100W”的電燈正常發(fā)光？(g取10N/kg)14、如下圖(a)是一理想變壓器的電路連接圖，圖(b)是原線圈兩端所加的電壓隨時(shí)間變化的關(guān)系圖象，已知原、副線圈的匝數(shù)比為101，電流表A2的示數(shù)為2A，開關(guān)S斷開，求：(1)變壓器的輸入功率和電壓表的示數(shù)；(2)將開關(guān)S閉合，定性分析電路中三只電表的示數(shù)變化情況．15、交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S＝0.05m2，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為50Hz，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝T．用此發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220V11kW”的電動(dòng)機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電動(dòng)機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，電路如下圖所示，求：

(1)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為多少？(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？16、如圖所示，面積為0.02m2、內(nèi)阻不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100rad/s，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為T．矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，觸頭P可移動(dòng)，副線圈所接電阻R=50Ω，電表均為理想交流電表．當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)．求：

（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；

（2）由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角的過程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；

（3）當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2：1時(shí)，求電阻R上消耗的功率．

17、如圖所示，一匝數(shù)為N=100的矩形線圈，面積S=0.01m2，內(nèi)阻不計(jì)，繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．設(shè)線圈經(jīng)過的磁場(chǎng)為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B=2T，線圈通過一理想變壓器后，接一標(biāo)有“6V，3W”字樣的燈泡L，變壓器原線圈的總匝數(shù)為n1=200匝，b是原線圈的中心抽頭，副線圈的匝數(shù)為n2=20匝．當(dāng)開關(guān)S撥到b位置時(shí)，小燈泡恰好正常發(fā)光，求：（1）此時(shí)電路中兩電表的讀數(shù)；（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω；（3）若將開關(guān)S撥到a位置，并將一個(gè)理想二極管D接到MN之間，其他條件不變，則此時(shí)線圈提供的功率為多少？（設(shè)小燈泡的電阻不隨溫度發(fā)生變化）參考答案1、C2、C3、BD4、D

5、AD

6、A7、A8、D9、A10、B11、D12、C13、解析：設(shè)水的密度為ρ電源端：P輸出＝mgh/t×50%＝Qρgh×0.5＝2×1×103×10×5×0.5W＝5×104W輸出電壓U0＝240V；輸送電路如下圖所示．為滿足輸電要求，據(jù)ΔP損＝IR有I送＝＝＝A＝10A，則送電電壓為U送＝＝V＝5×103V所以升壓變壓器的變壓比為n1:n2＝U0:U送＝240/(5×103)＝6:125輸電線電壓損失ΔU損＝I送R＝10×30V＝300V，用戶端：U1＝U送－ΔU損＝5×103V－300V＝4700V，據(jù)題意可知U2＝220V，所以降壓變壓器的匝數(shù)比為n1′:n2′＝U1:U2＝4700/220＝235:11因?yàn)槔硐胱儔浩鳑]有能量損失，所以可正常發(fā)光的電燈盞數(shù)為N＝＝(盞)＝470(盞)．答案：6:125235:1147014、解析：(1)由圖(b)可知輸入電壓的有效值U1＝200V由＝得U2＝＝20V變壓器的輸入功率P1等于輸出功率P2故P1＝P2＝U2I2＝20×2W＝40W.(2)將S閉合，U2不變，即電壓表示數(shù)保持20V不變；由于負(fù)載增多，負(fù)載總電阻減小，電流表A2的示數(shù)增大；次級(jí)線圈的輸出功率增加，初級(jí)線圈的輸入功率隨之增加，電流表A1的示數(shù)增大．答案：(1)40W20V(2)A1示數(shù)增大A2示數(shù)增大V示數(shù)不變15、解析：(1)根據(jù)Em＝NBSω＝1100V得輸出電壓的有效值為U1＝＝1100V.(2)根據(jù)＝得＝5:1(3)根據(jù)P入＝P出＝2.2×104W再根據(jù)P入＝U1I1，解得I1＝20A.答案：(1)1100V(2)5:1(3)20A16、（1）感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為：Em=nBsω=100××0.02×100=100V，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為：e=100cos（100t）V（2）線圈轉(zhuǎn)過30°角過程中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：（3）電壓表示數(shù)電壓的有效值為：電阻R兩端的電壓為：電阻R上消耗的功率為：答：（1）線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=100cos（100t）V（2）由圖示位置轉(zhuǎn)過30°角的過程產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為135.1V；（3）當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2：1時(shí)，電阻R上消耗的功率為50W17、解析：（1）由題意可知，副線圈兩端的電壓U2=6V，副線圈中的電流為

（1分）由

得電壓表的讀數(shù)U1=30V

（2分）由

得電流表的讀數(shù)I1=0.1A

（2分）（2）由題意可知，線圈提供的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=30V

（1分）

由

得ω＝15rad/s

（3分）（3）當(dāng)開關(guān)S撥到a位置時(shí)，由

得副線圈的輸出電