人教高中物理同步講義選擇性必修二第三章《交變電流》單元練習(xí)（原卷版）

第三章《交變電流》單元練習(xí)一．選擇題（共12小題）1．有關(guān)電感對(duì)交變電流的影響的以下說法中，正確的是（）A．電感對(duì)交變電流有阻礙作用 B．電感對(duì)交變電流阻礙作用的大小叫容抗 C．電感對(duì)交變電流的阻礙作用跟線圈的自感系數(shù)無(wú)關(guān) D．線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，電感對(duì)交變電流的阻礙作用就越小2．交流發(fā)電機(jī)的線圈轉(zhuǎn)到中性面位置時(shí)，下列說法中正確的是（）A．電流方向發(fā)生改變 B．電流達(dá)到最大值 C．線圈的磁通量為零 D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大3．如圖所示，可以將電壓升高供給電燈的變壓器是圖（）A． B． C． D．4．電流互感器是一種測(cè)量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端與電流表連接。如果原線圈匝數(shù)為5匝，副線圈匝數(shù)為400匝，當(dāng)電流表示數(shù)為0.5A時(shí)，原線圈中的電流為（）A．2.5A B．20A C．40A D．200A5．關(guān)于下列器材的原理和用途，敘述錯(cuò)誤的是（）A．變壓器只能改變交流電壓，不能改變恒定直流電壓 B．扼流圈對(duì)變化的電流有阻礙作用 C．磁電式儀表中用來(lái)做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用 D．真空冶煉爐的工作原理是通過線圈發(fā)熱使?fàn)t內(nèi)金屬熔化6．如圖所示，鐵芯上繞有兩個(gè)線圈，由于漏磁，導(dǎo)致每個(gè)線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)都只有一半穿過對(duì)方。當(dāng)線圈1接入電壓為40V的交流電路中時(shí)，線圈2上的電壓為U；如果線圈2接入電壓為U的交流電路中時(shí)，則線圈1上的電壓為（）A．10V B．20V C．30V D．40V7．如圖，是某風(fēng)力發(fā)電節(jié)能路燈的電路簡(jiǎn)化圖。風(fēng)速為V時(shí)，交流發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e＝2v?sinωt，能感應(yīng)風(fēng)速大小的調(diào)節(jié)器（不消耗副線圈電路的電能）可以控制變壓器副線圈的滑片P上下移動(dòng)，使燈泡始終保持額定電壓正常發(fā)光，下列說法正確的是（）A．風(fēng)速變大時(shí)，流過燈泡的電流變大 B．風(fēng)速變大時(shí)，滑片P將向上移動(dòng) C．風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸入電壓變大 D．風(fēng)速變大時(shí)，變壓器的輸出電壓變大8．如圖，一理想自耦變壓器線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形閉合鐵芯上，正弦交流電壓u＝311sin100πt（V），L1和L2為相同的燈泡，電阻R2＝352Ω恒定不變，定值電阻阻值R為燈泡阻值的13。當(dāng)滑片P處于如圖所示示位置時(shí)，AB端與PB端匝數(shù)比為4：1；S1、S2A．燈泡正常發(fā)光的電壓U0＝22V B．燈泡正常發(fā)光的電功率P＝22W C．S1、S2均閉合時(shí)，將P沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，L1變亮 D．?dāng)嚅_S1，閉合S2，將P沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)，電阻R消耗的電功率變大9．如圖甲所示，“超薄磁吸無(wú)線充電器”直接吸附在手機(jī)上進(jìn)行充電。該充電器的工作原理如圖乙所示，送電線圈通入正弦式交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流，為手機(jī)電池充電，若送電線圈和受電線圈匝數(shù)比n1：n2＝5：1，兩個(gè)線圈中所接電阻的阻值分別為5R和R。當(dāng)ab間接上u=2202sin(100πtA．受電線圈中電流的頻率為100Hz B．受電線圈兩端電壓U2為44V C．R的值為16.25Ω D．充電時(shí)，送電線圈的輸入功率為88W10．變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來(lái)改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)件是初級(jí)線圈、次級(jí)線圈和鐵芯（磁芯）。如圖甲所示，電路接在一正弦交流電源上，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3：1，R1、R2、R3、R4均為定值電阻，R3＝10Ω，R1＝R2＝R4＝20Ω，電表均為理想電表。已知R3中電流i3隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）A．電流表A的示數(shù)為1.5A B．電壓表V的示數(shù)為130V C．正弦交流電源的輸出電壓為1302VD．正弦交流電源的輸出電功率為65W11．如圖（a）所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電源電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖（b）所示。下列說法正確的是（）A．u隨t變化的規(guī)律為u＝2502sin（100πt）V B．變壓器原、副線圈中的電流之比為3：1 C．變壓器輸入、輸出功率之比為1：3 D．若熱敏電阻RT的溫度升高，則電流表的示數(shù)變小，變壓器的輸入功率變大12．如圖“復(fù)興號(hào)”高鐵的供電流程是將電網(wǎng)高壓U1經(jīng)過牽引變電所進(jìn)行變壓（可視作理想變壓器）降至U2，通過接觸網(wǎng)上的電線與車頂上的受電器進(jìn)行接觸完成受電，機(jī)車最終獲得U3的電壓使高鐵機(jī)車運(yùn)行，牽引變電所到機(jī)車之間線路的電阻不可忽略。根據(jù)上述信息可知（）A．牽引變電所變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1：n2＝U2：U1 B．機(jī)車獲得的電壓U3與牽引變電所輸出的電壓U2相等 C．如果高鐵機(jī)車功率為P，則牽引變電所到機(jī)車之間線路的等效電阻為r=D．如果高鐵機(jī)車功率為P，牽引變電所到機(jī)車之間線路損耗的電功率為P二．多選題（共3小題）（多選）13．如圖所示，理想變壓器原線圈通過理想電流表接在輸出電壓u＝2202sin100πt（V）的交流電源的兩端，副線圈中接有理想電壓表及阻值R＝50Ω的電阻。已知原、副線圈匝數(shù)之比為11：1，則下列說法中正確的有（）A．電壓表的示數(shù)為20V B．電流表的示數(shù)為4.4A C．原線圈的輸入功率為16W D．通過電阻R的交變電流的頻率為50Hz（多選）14．如圖所示，水平放置的金屬導(dǎo)軌由bade和bcM兩部分組成，bcM是以O(shè)點(diǎn)為圓心、L為半徑的半圓導(dǎo)軌，c為半圓中點(diǎn)，扇形bOc內(nèi)存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬桿OP的P端與圓弧bcM接觸良好，O點(diǎn)與e點(diǎn)有導(dǎo)線相連，金屬桿OP繞O點(diǎn)以角速度ω在b、M之間做往復(fù)運(yùn)動(dòng)（導(dǎo)體棒OP在b、M點(diǎn)換向時(shí)間可忽略）。已知導(dǎo)軌左側(cè)接有阻值為R的定值電阻，其余部分電阻均不計(jì)。下列說法正確的是（）A．金屬桿OP在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，P點(diǎn)電勢(shì)低于O點(diǎn)電勢(shì) B．金屬桿OP在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，其產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為BLC．金屬桿OP在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，回路中電流的大小為BLD．回路中電流的有效值為2（多選）15．自行車的發(fā)電花鼓可以在騎行時(shí)為車燈提供不超過額定值的電能，其原理簡(jiǎn)化為圖（甲）所示，圖中N、S是與摩擦小輪同軸轉(zhuǎn)動(dòng)的一對(duì)磁極，磁極周圍固定一個(gè)與理想變壓器原線圈相連的矩形線框，變壓器的輸出端與車燈相連。勻速騎行時(shí)，摩擦小輪在車輪的驅(qū)動(dòng)下帶動(dòng)磁極旋轉(zhuǎn)，變壓器輸出正弦式交流電。某輛裝有發(fā)電花鼓的自行車的部分結(jié)構(gòu)如圖（乙）所示，其中大齒輪與踏板相連，半徑較小的小齒輪1和半徑較大的小齒輪2與后輪同軸固定，騎行者可調(diào)節(jié)變速器使鏈條掛在不同的小齒輪上，騎行時(shí)摩擦小輪與車輪、車輪與地面均不打滑。下列說法正確的是（）A．車行速度越快，車燈一定越亮 B．車行速度越快，交流電的周期一定越大 C．同樣的車行速度，鏈條掛在小齒輪1上和掛在小齒輪2上，燈泡亮度相同 D．同樣的車行速度，變壓器的原線圈匝數(shù)越多，車燈越亮三．實(shí)驗(yàn)題（共2小題）16．做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。（1）以下給出的器材中，本實(shí)驗(yàn)需要用到的有。（填選項(xiàng)字母）A．B．C．D．E．（2）下列說法正確的是。A．變壓器工作時(shí)副線圈電壓周期與原線圈不相同B．實(shí)驗(yàn)中要通過改變?cè)⒏本€圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，需要運(yùn)用的科學(xué)方法是理想模型法C．為了人身安全，實(shí)驗(yàn)中只能使用低壓交流電源，電壓不要超過12VD．變壓器的原線圈接低壓交流電，測(cè)量副線圈電壓時(shí)應(yīng)當(dāng)用多用電表的“直流電壓擋”（3）為了減小能量傳遞過程中的損失，減小渦流，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。作為橫擋的鐵芯Q的硅鋼片應(yīng)按照下列哪種方法設(shè)計(jì)。A．B．C．（4）由于交變電流的電壓是變化的，所以實(shí)驗(yàn)中測(cè)量的是電壓的值（選填“平均”、“有效”）；若在實(shí)驗(yàn)中用匝數(shù)n1＝100匝和n2＝200匝的變壓器，對(duì)應(yīng)的電壓測(cè)量數(shù)據(jù)如表所示。根據(jù)測(cè)量數(shù)據(jù)，下列說法正確的是。實(shí)驗(yàn)次數(shù)1234U1/V1.701.902.202.40U2/V3.504.004.505.00A．n1一定是原線圈B．n1可能是副線圈C．n2一定是原線圈D．n2可能是副線圈17．在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中：（1）實(shí)驗(yàn)室中有下列器材：A.可拆變壓器（鐵芯、兩個(gè)已知匝數(shù)的線圈）B.條形磁鐵C.交流電壓表D.開關(guān)、導(dǎo)線若干在本實(shí)驗(yàn)中，上述器材不用的是（填器材序號(hào)字母），還需用到的器材有（填“低壓交流電源”或“低壓直流電源”）。（2）某學(xué)生做實(shí)驗(yàn)時(shí)，先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓（選填“增大”“減小”或“不變”）；然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓（選填“增大”“減小”或“不變”）；上述探究過程采用的實(shí)驗(yàn)方法是。（3）若實(shí)驗(yàn)電路圖如圖（b）所示，實(shí)驗(yàn)時(shí)n1＝800匝，n2＝400匝，斷開S，接通電源，觀察到電壓表的讀數(shù)為6V，則：①若可拆變壓器為理想變壓器，則變壓器的輸入電壓有效值為；A.3VB.62VC.12VD.15V②若燈泡的額定電壓為6V，閉合S，燈泡能否正常發(fā)光？（填“能”或“不能”）。四．計(jì)算題（共3小題）18．如圖所示，單匝矩形線圈在有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的dc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，周期為0.2s，線圈電阻為5Ω。磁場(chǎng)只分布在dc邊的左側(cè)，若線圈從如圖所示垂直磁場(chǎng)方向開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過30°時(shí)的感應(yīng)電流為1A。（1）線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的整個(gè)過程中，流經(jīng)線圈導(dǎo)線橫截面的電荷量為多少？（2）求線圈中感應(yīng)電流的有效值？19．電力公司要檢修電路，需停電一天，為了保障正常的教學(xué)，學(xué)校用一臺(tái)不計(jì)內(nèi)阻的發(fā)電機(jī)來(lái)提供照明用電，如圖所示。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：4，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4：1，輸電線的總電阻為4Ω。全校共有22個(gè)班，每班有“220V，40W”燈6盞，若只保證全部電燈正常發(fā)光，則（1）降壓變壓器副線圈的電流I4多大？（2）輸電線損失的功率多大？（3）升壓變壓器的輸入電壓U1多大？（4）輸電效率為多少？20．圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交