资源简介

人教版（2019）选择性必修二 第三章 交变电流 单元综合练
一、单选题
1．一交流电压图象如图所示，将该交流电压加在一阻值为22Ω的电阻两端，下列说法中正确的是（　　）
A．该电阻消耗的功率为1100 W
B．该交流电压的瞬时值表达式为
C．并联在该电阻两端的交流电压表的示数为110V
D．0.01s时穿过交流发电机线圈的磁通量最大
2．一个交流电源的输出端电压的瞬时值表达式为（V）。将一个不计内阻的交流电流表与一个阻值为220Ω的电阻串联后接在该电源上，则（　　）
A．交流电流表的示数为1.55A B．交流电流表的示数为1A
C．该交流电的频率为50Hz D．该交流电的周期为0.02s
3．如图为某同学设计的一种发电装置。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角a均为，磁场均沿半径方向。N匝矩形线围abcd的边长ab=cd=L、bc=ad=2L。线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。则（　　）
A．矩形线围每转动一周，电流方向改变一次
B．从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式
C．线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小
D．外接电阻上电流的有效值
4．一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示。由图可知（　　）
A．该交流电的频率是
B．该交流电的电流有效值为
C．该交流电的电流瞬时值的表达式为
D．若该交流电流通过的电阻，则电阻消耗的功率是
5．如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是（　　）
A．L1、L2、L3亮度都不变 B．L1变暗、L2不变、L3变亮
C．L1变暗、L2变亮、L3不变 D．L1变亮、L2变暗、L3不变
6．下列关于变压器的说法正确的是 （　　）
A．变压器工作的基础是自感现象
B．在原线圈中,电能转化为磁场能
C．电能能够从原线圈传递到副线圈,是因为原、副线圈通过导线连在一起
D．变压器对恒定电流也能变压
7．如图所示，一个面积为S的单匝金属线圈（电阻不计）在匀强磁场B中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴OO'匀速转动，线圈两端通过电刷与图示的电路连接。其中电阻R1＝R，光敏电阻R2在无光照时其阻值也为R（其电阻随光照强度增大而减小），理想变压器的原、副线圈的匝数比为n，电表皆为理想电表，则（　　）
A．开关S处于闭合状态，当R2上端串联理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大）时，电流表的示数不变
B．当开关S断开、R2用黑纸包裹时，R2两端电压的有效值为
C．从图示位置开始计时，线圈转动时产生感应电动势的瞬时值表达式为
D．开关S处于闭合状态，当减小光照强度时，电压表的示数变大，电流表的示数变大
8．手摇式发电机是实验室中常用的演示工具，如图甲所示，它可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过E、F与外电路连接，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电压表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（　　）
A．电压表的示数为nBSω
B．通过灯泡的电荷量为
C．电灯中产生的焦耳热为
D．流过线圈的电流的平均值为
9．如图所示，理想自耦变压器输入端接入正弦交流电，输出端可以通过调节触头的位置来改变输出端匝数，同时在输出端并联一个指示灯L，输出电路中接入滑动变阻器R，调节的位置可以改变R的阻值，两电表均为理想交流电表，以下说法正确的是（　　）
A．指示灯L常亮且通过指示灯的电流方向每秒钟改变50次
B．不论开关S状态如何，电压表示数为
C．闭合开关S，仅向下滑动，输入功率变小
D．闭合开关S，仅向下滑动，电表示数不变
10．如图是一个正弦式交变电流的i-t图像，则该交流电（　　）
A．有效值为10A B．最大值为10A
C．周期为 D．频率为0.02Hz
11．无线充电技术能实现能量的无线传输，如图是无线充电设备给手机充电，下列关于无线充电的说法正确的是（　　）
A．充电的原理主要利用了自感
B．充电设备与手机不接触也能充电，利用了互感
C．充电设备与手机的充电电流一定相等
D．充电设备中的线圈通恒定电流也可以对手机无线充电
12．如图（a），在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线框绕竖直轴逆时针匀速转动，已知线框的匝数为100匝，通过线圈的磁通量随时间t变化的关系如图（b）所示。下列说法正确的是（　　）
A．线框转动的角速度为
B．内线圈的平均感应电动势为
C．时线圈的瞬时感应电动势为
D．一个周期内线圈中感应电动势的有效值为
13．如图所示为一交变电流随时间变化的图像，正负半轴都是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的有效值为（　　）
A． B． C． D．
14．如图甲所示，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。产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．时，金属线框平面与磁感线平行
B．该交变电流的电动势的有效值为
C．矩形金属线框平面与中性面的夹角为90°时，电动势的瞬时值为
D．该交变电流的电动势的瞬时值表达式为
15．矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示。下列说法中正确的是（　　）
A．此交流电产生时线圈转动的频率为0.2Hz
B．t＝0.1s时，线圈平面与磁场方向平行
C．此交流电动势的有效值为1V
D．线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为
二、填空题
16．变压器的原理
（1）构造：由___________和绕在铁芯上的两个线圈组成，与交流电源连接的线圈叫作___________，与负载连接的线圈叫作___________。
（2）原理：___________现象是变压器工作的基础。原线圈中电流的大小、方向在不断变化，铁芯中激发的___________也不断变化，变化的磁场在副线圈中产生___________。
17．甲、乙两地原来用400kV的超高压输电，在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用800kV特高压输电，不考虑其它因素的影响。则输电线上损失的电压将变为原来的______，输电线上损耗的电功率将变为原来的______。
18．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为4：1，原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻，若U0＝220V，ω＝100πrad/s，则：
（1）副线圈中电压表的读数为________V；
（2）副线圈中输出交变电流的周期为________s；
（3）原线圈中电流表的读数为________A；
（4）原线圈中的输入功率为________W。
19．输电线上的功率损失：P＝______，I为输电电流，r为输电线的电阻。
三、解答题
20．如图所示，在匀强磁场中有一个矩形线圈abcd，ab边与磁场垂直，MN边始终与金属滑环K相连，PQ边始终与金属滑环L相连。金属滑环L、电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联。使矩形线圈绕bc、ad中点的轴以角速度ω＝10πrad/s匀速转动，线圈共20匝，线圈的总电阻r＝5Ω，ab＝0.2m，bc＝0.5m，定值电阻R＝45Ω，磁感应强度B＝T。
（1）写出从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）电阻R在0.05s内产生的热量。
21．如图所示为某正弦式交流电电压随时间变化的曲线，若将该交流电加在阻值为的定值电阻两端，求：
（1）流过电阻R的电流的频率和峰值；
（2）经过的时间电阻R上的产生的焦耳热Q。
22．如图甲所示，倾角为的光滑斜面固定在粗糙程度较大的水平地面上，斜面底部区域内及右侧区域分布着竖直向上的匀强磁场，磁感应强度大小为B，边界、间的距离为L，为斜面最低处。将质量为m、电阻为R、边长为L的正方形匀质金属框（表面涂有绝缘漆）从边距边界的距离为L处静止释放，当边到达处时刚好速度为零，接着用外力使框做“翻跟头”运动，即框以边为轴顺时针翻转，然后以边为轴顺时针翻转，再以边为轴顺时针翻转，…，如此不断重复，每转到竖直和水平时位置记为Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ、Ⅳ、Ⅴ、Ⅵ、…。翻转过程中，金属框不打滑，并保持角速度大小恒为，空气阻力不计，重力加速度为g，以位置I作为计时起点，即。
（1）求金属框进入区域的过程中，流过边的电量；
（2）写出金属框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，a、b两点的电势差随时间变化的函数式；
（3）求金属框从位置Ⅰ到位置Ⅱ的过程中，外力对框做的功；
（4）在图示坐标系内画出金属框从位置Ⅰ到位置Ⅴ的过程中，电势差随时间变化的函数图像（标出相应的纵横坐标）。
23．某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V。通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为200V。要求在输电线上损失的功率控制为5kW（即用户得到的功率为95kW）。请你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：
（1）画出该输电电路图
（2）输电线上损失的电压是多少？升压变压器输出的电压是多少？
（3）两个变压器的匝数比各应等于多少？
试卷第1页，共3页
试卷第1页，共3页
参考答案：
1．D
2．B
3．D
4．C
5．C
6．B
7．C
8．C
9．C
10．A
11．B
12．C
13．D
14．A
15．D
16． 闭合铁芯 原线圈 副线圈 互感 磁场 感应电动势
17．
18． 55 0.5 110
19．I2r
20．（1）e＝160cos（10πt）V；（2）11.52J
21．（1），；（2）
22．（1）；（2）；（3）；（4）
23．（1）（2）200V，4000V；（3）升压变压器匝数比为1:16，降压变压器匝数比为19:1
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页

展开更多......

收起↑