高中物理选修32交变电流单元测试汇编

1、交变电流单元测试一、选择题(本大题包括10小题，每小题4分，共40分。)1 .闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式电流i=imsinom若保持其他条件不变，使发电机线圈匝数及转速各增加一倍，则电流的变化规律为()a. i = 21msin2cotb. i = 4imsin2cotc. i = 2imsintd. i = 4imsin t2 .在如图1所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；l是一个25mh的高频扼流圈，c是一个100pf的电容器，r是负载电阻.下列说 法中正确的是图1a. l的作用是“通低频，阻高频” b. c的作用是“通交流，隔直流” c. c的

2、作用是“通高频，阻低频”d.通过r的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比3 .将阻值为5的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是 ()a .电路中交变电流的频率为0.25hzb.通过电阻的电流为42ac.电阻消耗的电功率为 2.5wd.用交流电压表测得电阻两端的电压是5v4. 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的磁通量随时间t的变化如图3所示，下列说法中正确的是()图3a. t1时刻感应电动势为零b. t2时刻感应电动势最大c . t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大d.每当e变换方向时，通过线

3、圈的磁通量的绝对值都为最大5.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 q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 kwb. 1.6x103 kwc. 1.6 kwd. 10 kw6. 一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变， 如图4所示.如果负载电阻的滑动片向上移动.则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是（均为理想电表）（）图4a . vp v2不变，a1增大，a2减小，p增大b. v1、v2不变，av a2增大，

4、p增大c. v1、v2不变，av a2减小，p减小d . v1不变，v2增大，a1减小，a2减小，p减小7 .如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件 （不分得电压）实现了无级调节亮度。给该台灯接220v的正弦交流电后加在灯管两端的电压如 图乙所示，则此时交流电压表的示数为（）甲乙b. 110va . 220v2201108 .交变电流电压的有效值为 6 v,它和电阻r1、r2及电容器c、电压表一起连接成如 图所示的电路，图中电压表的读数为5,为了保证电容器 c不被击穿，电容器的耐压值为u2,电容器在电路中正常工作，则 （）a. u1= 62 v u2= 6 v b. u

5、1=6 v u2=3/2 vc.u1=6 陋 v u26 v上吐小d. u1=6 v u2a6必 v平弟？ 丁 （9.如图所示，为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡ll2,电路中分别接了理想交流电压表v1、v2和理想交流电流表 ara2,导线电阻不计，如图所示.当开关 s闭合后（）与a 2示数的比值不变 与a2示数的比值变大 与v2示数的比值变大 与v 2示数的比值不变a. ai示数变大，ai b. ai示数变大，ai c. v2示数变小，vi d. v2示数不变，vi i0.000 1r2如图所示，为了减少输电线路中电力

6、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.某变电所将电压u0=iisini00 tv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 : ib.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11 .(分)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

7、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na=.(用所测物理量符号表示)三、计算题(每分，共50分)12 .如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕oo轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直.线圈匝数 n= 40,电阻 r = 0.1 q 长 l2= 0.05 m,宽 12=0.04 m,角速度 3=100 rad/s,磁(1)线圈中产生的最大感应电动势;(2)电流表的读数；(3)用电器上消耗的电功率.场的磁感应强度 b=0.2 t.线圈两端外接电阻r=9.9 的用电器和一

8、个交流电流表.求:13 .交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴oo匀速转动。一小型发电机的线圈共 220匝，线圈面积s= 0.05m2,线圈转动的频率为 50hz,线圈内阻不计，磁场的磁感应强度to如果用此发电机带动两个标有“220v11kw的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如下图。求：o发电机的输出电压为多少?(2)变压器原副线圈的匝数比为多少?(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少?14如图所示，匀强磁场磁感应强度b=0.5 t,匝数为n = 50匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴 oo匀速转动，每匝线圈长为l = 2

9、5 cm,宽为d=20 cm.线圈每分钟转动1 500转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时.(1)写出感应电动势 e的瞬时值表达式；(2)若每匝线圈本身电阻r=0.02 q,外接一阻值为13 的用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出感应电流 值表达式；(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时， e和感应电流i的瞬时值表达式如何?感应电动势i的瞬时(4)画出(1)(2)中的e t、i t图象.15.如图所示，一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率 pi = 50kw,输出电压 ui=500v,升压变压器原、副线圈匝数比为ni血=1 5,两个

10、变压器间的输电导线的总电阻r=15q,降压变压器的输出电压u4=220v,变压器本身的损耗忽略不计，求：升压变压器副线圈两端的电压u 2(2)输电线上损耗的电功率p损降压变压器原、副线圈的匝数比n3 n4单元综合测试答案(交变电流)1 .转速加倍则3=2ttn也加倍，电流的最大值 im也加倍故i =2i msin2 cot选项a正确. 答案：a2 .由电抗和电容对交变电流的作用可知，a c d正确.答案：acd3、答案：c解析：由et图象可知，周期 t=4x10-2s,电压峰值um=5v,所以频率f= t=25hz, a错误；电压有效值u = um= 52v , d错误；,22，电流有效值i

11、= r=号a, b错误；电阻消耗功率p=i2r= 2.5w, c正确。4 . t1、13时刻线圈中的磁通量为零，但变化率最大，感应电动势最大；而磁通最大时， 变化率为零，感应电动势为零，当磁通量最大时，电动势 e换向，故cd对.答案：cd5 .用电器的额定电流为：i=p= 4021 10 a= 50 a,输电线上消耗功率 p线=i2r= 502x 0.4 u 800w 1000 w= 1 kw.所以若采用超导材料则线路上的损耗将被节约答案：a6 .理想变压器输入电压不变，则输出电压不变，故表 v, v2示数不变；滑片 p向上移， 使负载电阻增大，因而，副线圈中的电流 i2减小，由于电压比不变，

12、故原线圈中的电 流也将减小；输出功率 p出 = u2i2减小，p入=p出，因而输入功率也将减小.答案：c7答案：c解析：设交流电的有效值为 u,将交流电与直流电分别通过相同电阻r,分析一个周期内热量：um 2um 2六涔由 c -2-t, -2-t父加电q= r 4+ r 4u2直流电q = tr解得：u = 220v 28、【解析】电压表读数为交流电压的有效值，所以电压表读数ui=6 v,电容器耐压值应大于交流电压的最大值，u26 v.【答案】 d9、【解析】由卢=n1知，开关s闭合后，v2示数不变，vi与v2示数的比值不变，故u2 n2u2选项c错误，选项d正确；开关s闭合后，副线圈闭合回

13、路的总电阻r减小，由l2=ufr知，i2变大，由?=吟口，ai示数变大，且 ai与a2示数的比值不变，故选项 a正确.i2 ni【答案】 ad10、【解析】uo= 11 0002sin100击v中的11 000版指的是电压的峰值， 有效值为11 000v,则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即 50 : 1, a正确；由3= 100兀可得频率为50 hz,变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 hz, b正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要 比原线圈粗，c错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中 的电流，故d

14、错误.【答案】 ab11、【解析】(1)由图乙可知a位置的阻值大于b位置的阻值，由电阻定律可得 a线圈的匝数多于b线圈的匝数.(2)用长导线绕一个 n匝线圈，作为副线圈替代 a线圈.把低压电源接 b线圈，测得线圈的输出电压 u.用a线圈换下绕制白线圈测得a线圈输出电压ua.na=uuan【答案】(1)a(2)步骤见解析na=uuan 12.解析：(1)e m nbco s= nbco l il 2= 1.6 v.em(2)i m= ry =0.16 a ,电流表读数为有效值i m-2= 0.11 a.p =i 2r= 0.12 w.答案：(1)1.6 v (2)0.11 a(3)0.12 w1

15、3、答案：(1)1 100v (2)5 1 (3)20a解析：(1)根据 em= nbsco= 1 10072v得输出电压的有效值为u1= em= 1 100v,2g u1 n1 n1 5(2)根据=-u2 n2 n2 14(3)根据 p 入=p出= 2.2x10 w再根据p入=u1|1,解得i1=20a14、【解析】(1)线圈匝数n= 50,磁场的磁感应强度b= 0.5线圈转动的角速度c 1 500 2=2力 60 rad/s= 50 兀 rad/s 线圈的面积 s= ld = 0.05 m所以 em=nbsco = 50x 0.5x 0.05x 50兀 v 196 v从图示位置计时，有 e= emcos 3 h 196cos(50 t) v.(2)若 r= 0.02 r则 r = 50 r= 0.02x50 0= 1 q曰总=r+ r = 13 1 1 0= 14 qim =emr&19614a = 14 a所以 i= imcosco h 14cos(50 t) a(3)若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时，即从中性面开始计时，感应电动势 和感应电流的瞬时值表达式分别为e = 196sin(50尬v, i = 14sin(50尬a.(4)因为co= 505所以 t=0.04 s, em=196 v, im=14 a