(完整word版)人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元测试题(解析版)

1、人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）1 / 15第五章交变电流单元测试题、单选题（每小题只有一个正确答案）55：9,原线圈所接电源电压按如图所示规律变化，畐U线圈接有负载下列判断正确的是（）A .输出电压的最大值是 110 VB.变压器输入功率约为 3.9 WC.变压器原、副线圈匝数比是 1：2D.负载电流的函数表达式 i = 0.05sin （100 t+n）A3如图为理想变压器原线圈所接电源电压波形，原、畐 U 线圈匝数比为电路中的电流表示数为 1 A，下列说法正确的是（）1某变压器原、副线圈匝数比为A 输出电压的最大值为 36 VB 原、副线圈中电流之比为 5

2、5：9C.变压器输入、输出功率之比为55：9D .交流电源有效值为 220 V，频率为 50 Hz2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所示，则（n1: n2=10：1,串联在原线圈人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）2 / 15A .变压器输出端所接电压表的示数为20厂 VB .变压器输出功率为 100 WC.变压器输出的交流电的频率为100 HzD 若 n1= 100 匝，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为2.Wb/s人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）

3、3 / 15A .两灯泡的亮度不变4某水电站，用总电阻为5Q的输电线给 940 km 外的用户送电，其输出电功率是500 kV 电压输电，则下列说法正确的是（）A 输电线上输送的电流大小为1X 10B输电线上损失电压为 30 kVC.该输电系统的输电效率为 95%D.若改用 10 kV 电压输电，则输电线上损失的功率为4.5xlkW5如图所示，Li和 L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知ni : n2= 13X10W.现用000：1,n3：n4=( )A.2.2X3W0B.2.2X10WC.2.2X10D.2.2X106.在远距离输电中， 输电线电阻一定， 输送电功率一定，如果将输电电

4、压提高到原来的 输电线上消耗的功率减小到原来的（）A.10 倍1B.一；.C.100 倍1D.Tj10 倍，则7.在图中 L 为电感线圈，C 为电容，A、B 为两只相同的灯泡，将它们接在电压为 两只灯泡的亮度一样.若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列说法中正确的是u 的交流电源上,（ ）L*BJ， y 人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）4 / 15B . A 灯泡亮度不变， B 灯泡变亮C. A 灯泡变暗，B 灯泡变亮D . A 灯泡变亮，B 灯泡变暗8如图所示，在 A、B 间接入正弦交流电 Ui= 220 V，通过理想变压器和二极管Di、D2给阻值 R=2

5、0Q的纯电阻负载供电，已知Di、D2为相同的理想二极管，正向电阻为0,反向电阻无穷大，变压器原线圈 ni= 110 匝，副线圈 n2= 20 匝，Q 为副线圈正中央抽头，为保证安全，二极管的反向 耐压值至少为U0,设电阻 R 上消耗热功率为 P,则有（）A . U0= 40 J V , P= 80 WB . U0= 40 V , P= 80 WC. U0= 40V , P= 20 WD . U0= 40 V , P= 20 W9一正弦交流电的电流随时间变化规律图象如图所示，由图可知（）A .用电流表测该电流其示数为14.1 AB .该交流电流的频率为100 HzC.该交流电流通过 100电阻时

6、，电阻消耗的电功率为1 000 WD.该交流电流瞬时值表达式为 i= 10 sin 628t（A）10.一台发电机的结构示意图如图所示，其中 N、S 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状.M 是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M 中心的固定转轴匀速转动磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场若从图示位置开始计时电动势为正值，下列图象中能正确反映线圈中感应电动势 e 随时间 t 变化规律的是（）人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）5 / 15人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）6 / 15D.11.着社会经济的发

7、展，人们对能源的需求也日益扩大，节能变得越来越重要某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电，用户通过降压变压器用电，若发电厂输出电压为Ui，输电导线总电阻为 R,在某一时段用户需求的电功率为Po,用户的用电器正常工作的电压为U2,在满足用户正常用电的情况下，下列说法正确的是（ ）A .输电线上损耗的功率为B .输电线上损耗的功率为C.若要减少输电线上损耗的功率，可以采用更高的电压输电D .采用更高的电压输电会降低输电的效率12. 某矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势为e = Emsi nt 若将线圈的转速增加1 倍,保持其他条件不变，则产生的感应电动势为（）A.e=Emsin 2w

8、tB.e=2Emsin 2wtC. e=2Emsin 4wtD. e=4Emsi n 2wt13.如图所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻L2,最初电键 S 是断开的，现闭合电键 S,则（）R 和两个小灯泡 L1、人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）7 / 15A .副线圈两端电压变大B.灯泡 Li变亮C.电流表 Ai示数变大D .电阻 R 中的电流变小14.如图所示，一线圈在匀强磁场中匀速转动，经过图示位置时A.穿过线圈的磁通量最小， 磁通量变化率最大B.磁通量变化率最大穿过线圈的磁通量最大，C.磁诵量变化率最小穿过线圈的磁通量最大，D.穿

9、过线圈的磁通量最小， 磁通量变化率最小15.（多选）一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速转动，产生交变电动势的瞬时表达式为4nv，则（）A .该交变电动势的频率为2 HzB .零时刻线圈平面与磁场方向垂直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 次二、多选题16.（多选）如图所示，甲、乙两图中用交流电源，丙、丁两图中用直流电源，各电路图中灯泡、电容 器、电压表示数都相同，则下列说法正确的是（）e= 10.sin人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）8 / 15A .灯 Li比灯 L2亮B .灯 L3也能发光，但亮度最暗C

10、.灯 L2和 L4亮度相同D .灯 L4比灯 Li亮17.（多选） 如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压Ui不变，闭合开关 S,下列说法正确的是（）A . P 向下滑动时，灯 L 变亮B.P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C.P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D.P 向上滑动时，变压器的输出功率变大18.（多选）如图所示，理想变压器原、畐U线圈的匝数比为11：2,原线圈两端的输入电压u= 2205sin 100 t（V），电表均为理想电表，滑动变阻器R 接入电路部分的阻值为100下列叙述中正确的是人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）

11、9 / 15（ ）A.该交流电的频率为50 HzB.电压表的读数为42一VC.电流表的读数为4 A人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）10 / 15i,D.若滑动变阻器的滑片 P 向 a 端移动，电流表的读数变大19.（多选）线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流电动势e = 10,盘 sin 20n（V），则下列说法正确的是（ ）A . t = 0 时，线圈平面位于中性面B. t=0 时，穿过线圈的磁通量最大C.t = 0.1 s 时，交变电流将改变方向D.t = 0.4 s 时，e 有最大值 10.：感 V20.（多选）如图甲所示，理想变压器原、畐 U 线圈的匝数比

12、为电表，畐 U 线圈输出电压的变化规律如图乙所示下列说法正确的是（）A .输入电压的频率为 100 HzB .电压表的示数为 220 VC.电流表的示数为 1 AD .电阻 R 消耗的电功率是 22 W三、实验题21.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以绕线.10：1,电阻 R= 22Q,各电表均为理想A、B，线圈外部还可人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）11 / 15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

13、它看成理想变压器，现要测定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）四、计算题22.如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R= 55Q,两电表为理想电流表和电压表，变压器原、副线圈匝数比为ni : n2= 2：1,若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压求（1）交流电压的函数表达式；电流表的示数 I.五、填空题23.钳型电流表的工作原理如图所示当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转由于通过环形铁

14、芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50 Hz 和60 Hz现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10 A ;若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是 _A 若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30 A;为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为 _ A.人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）12 / 1524.如图所示电路，当在 a, b 两端加上直流电压时， Li正常发光，L2不亮；当 a, b 两端加上同样电压的交变电流时，Li发光亮度变暗，而 L2正常发光则

15、A, B 分别为_和_（可人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）13 / 15选择：电阻、电容器、电感线圈）25.某发电厂用22kV 的电压将电能输送到远处的用户， 后改用 22 kV 的电压，在既有输电线路上输送同样的电功率，前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为电压升高到 22 kV，若变压器原线圈的匝数为180 匝，则副线圈匝数应该是 _匝.26.（多选）如图所示，某变电站用10 kV 的高压向 10 km 外的小区供电，输送的电功率为200 kW现选项 Q型号 Q千米电A*3DYM0/CP2DTO50/CPDYDIOO/C0.3aDYD15(TC0.22

16、7.有一正弦交流电源，如图所示，电压有效值U= 120 V，频率为 f= 50 Hz,向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为Uo= 60 f V，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间为六、简答题_，要将 2.2 kV 的要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%,下列不同规格的输电线中，符合要求的是_s.人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）14 / 1528.如图所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈（原线圈）通过开关可以连接到交流电源或直流电源的两端，另一个线圈（副线圈）连到小灯泡上连接电路，接通电源，小灯泡能发光.人教版高中物

17、理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）15 / 15(1) 两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？(2) 小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗?人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题(解析版)16 / 15答案解析1. 【答案】D【解析】由黒=一得，输出电压的最大值为36 J V, A 选项错误；原、副线圈中电流之比丄=-=二，故 B 选项错误；理想变压器输入功率与输出功率相等，C 错误；由图象易知 D 选项正确.2. 【答案】Bl005【解析】输出电压的最大值是 110J V，故 A 错误；负载的功率 P= Ul= 110X W3.9 W，输入 功率等于

18、输出功率，故 B 正确；变压器原、副线圈匝数比等于电压之比220： 110= 2：1,故 C 错误；负载电流的函数表达式 i= 0.05sin 100 tA，故 D 错误.3.【答案】D【解析】由 u t 图象可知，变压器原线圈所加交变电压的有效值U1= 200 V，将此值代入 =石 血、21ni in和一=，解得变压器输出端电压和电流分别为U2= U1=X200 V = 20 V , l2= l1= 一X1 A=10 A，故变压器输出端所接电压表的示数为20 V，输出功率为 P2= U2|2= 20X10 W= 200 W，选项 A、B 错误；由 ut 图象知交变电流的周期T= 0.02 s

19、，故其频率 Hz = 50 Hz，选项C 错误；由法拉第电磁感应定律可得U2=乖一，则副线圈处穿过每匝线圈的磁通量变化率的最大值为三=广XWb/s = 2 Wb/s，选项 D 正确.4.【答案】B显然是错误的.5. 【答案】C【解析】由电流互感器知高压输电线中电流1= 1 000 A，由电压互感器知高压U= 220X10V，则高压输电线功率 P= UI= 2.2X10W.6. 【答案】D【解析】IpX 1=一.A = 6X10A, A 选项错误；U损=IR= 6X1X5 V = 30 kV , B 选项正确；P损=I2R=1.8X1W,n=X100%F94%, C 选项错误;D 选项，损失的功

20、率大于输出的功率,人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题(解析版)17 / 15【解析】设电线上的电阻为r,则设变化前为：P= UI,电线上的消耗功率为AP= I2r 输送电压提高1 1212110 倍，输送功率不变，所以电流变为I,则电线上消耗的功率变为AP = ( I)2r =I2r=AP,故选 D.7. 【答案】C【解析】频率越大，电感线圈的感抗越大，电容器的容抗越小，所以，将电源的频率增大时，A 灯变暗，B 灯变亮.8.【答案】C【解析】在 A、B 间接入正弦交流电 Ui= 220 V，有：一=一，得有效值 U2= 40 V .而二极管的 反向耐压值至少为 Uo,它是最

21、大值，所以 Uo= 40j V , Q 为副线圈正中央抽头，贝UR 两端电压为 20 V，所以 R 消耗的热功率为 卩=墮=丝如=20 W，故选 C.R209.【答案】C4【解析】电表测量的是有效值，故1=厂=10 A，故 A 错误；由图可知 T= 0.02 s,故频率为 f=1.=50 Hz，故 B 错误；消耗的功率为 P= I2R= 102X10 W= 1 000 W，故 C 正确；角速度为co=100nrad/s 该交流电流瞬时值表达式为=10sin 100 t(A)，故 D 错误.10. 【答案】D【解析】由于发电机内部相对两磁极为表面呈半圆柱面形状，磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向 沿

22、半径的轴向磁场，所以距转轴距离相等的各点磁感应强度大小相等，根据法拉第电磁感应定律 可知回路中产生大小恒定的感应电动势，故A、B 错误；当线圈转到竖直位置时，回路中感应电动势反向，所以 C 错误，D 正确.11. 【答案】CpZja【解析】设发电厂输出功率为P，则输电线上损耗的功率夕=P P0，AP= I2R= ，A、B 错误在输送功率一定的情况下，采用更高的电压输电，可以减小输电线上的电流，故可以减少输 电线上损耗的功率，C 正确.在输送功率一定的情况下，采用更高的电压输电，输电线上损耗的功 率减少，故可提高输电的效率，D 错误.12. 【答案】B【解析】根据公式Em= NBSw可得交流电的

23、最大值变为原来的2 倍，根据公式3=2nn 可得角速度人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题(解析版)18 / 15变为原来的 2 倍，故产生的感应电动势为：e = 2Emsin 23 t故选 B.13.【答案】C【解析】理想变压器原、畐 U 线圈电压比等于匝数比，即一=一，原线圈电源不变，原副线圈匝数不变，所以副线圈电压不变，选项A 错畐U线圈中，电键闭合后，总电阻变小，总电流变大，即通过电阻 R 中的电流变大，选项 D 错即电流表 A2示数变大，根据一=二知 I1变大，选项 C 对副线圈两端电压不变，而电阻两端电压变大，则L1两端电压变小，灯泡 L1变暗，选项 B 错.人教

24、版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题（解析版）19 / 1514. 【答案】A【解析】由图可知线圈平面与磁感线平行，应处于垂直于中性面的位置，此时穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，所以A 正确.15. 【答案】AB【解析】由瞬时表达式为 e= 10 辻垃 sin 2nV 得，交变电动势的频率为2 Hz , A 正确；零时刻电动势为零，磁通量最大，线圈平面与磁场方向垂直，B 正确；t = 0.25 s 时，e 的瞬时值为零，C 错误;频率 2 Hz,1 s 时间内，线圈中电流方向改变 4 次，D 错误.16.【答案】CD【解析】电压表示数相同，说明交流电压的有效值相同甲图中

25、电容器与灯流有阻碍作用；乙图中电容器与灯L2并联，交变电流全部流过灯 L2；丙图中电容器与灯 L3串联且是直流电源，电容器隔直通交，所以没有电流流过灯 电流全部流过灯 L4.综合以上分析，C、D 两项正确.17.【答案】BD19. 【答案】ABC【解析】t = 0 时刻，e = 0,所以此时磁通量变化率最小，磁通量最大，故位于中心面位置，A、B正确，t = 0.1 s 时，e= 0,位于中心面位置，电流方向将发生变化，C 正确，t = 0.4 s 时，带入可得e= 0, D 错误，故选 A、B、C.20. 【答案】BD【解析】由 u t 图象知，电压的周期 T= 2X102s，则频率 f= 5

26、0Hz,选项 A 错误；副线圈电压的有效值为 22 V，故原线圈电压有效值为 220 V，选项 B 正确；副线圈的电流有效值 I2= 1L1串联，电容器对电L3,灯 L3不亮；丁图中电容器与灯 L4并联,【解析】由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压U2不变，滑片 P 滑动时，对灯泡两端的电压没有影响，故灯泡亮度不变，选项A 错误；滑片P 下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，选项B 正确；滑片 P上滑, 电阻减小，畐 U 线圈输出电流 I2增大，则原线圈输入电流 I1增大，选项 C 错误；此时变压器输出功率P2= U2I2将变大，选项 D 正确.18.【答案】 A

27、C【解析】根据原线圈两端输入电压的表达式可知，交流电的频率f = Hz = 50 Hz , A 正确;原线圈电压的有效值为 U1= 220 V ,误；电流表的读数为 1=4 A ,由 U1： U2= n1: n2,得U2= 40 V，电压表的读数为 40 V , B 错C 正确；若滑动变阻器的滑片P 向 a 端移动，接入电路的电阻增大，而U2不变，电流表示数变小,D 错误.人教版高中物理选修 3-2 第五章 交变电流单元测试题(解析版)20 / 15A，|1=12= 0.1 A，选项 C 错误选项 D 正确.21. 【答案】(1)A (2)用长导线绕一个 n 匝线圈，作为副线圈替代A 线圈；：

28、把低压交流电源接 B线圈，测得线圈的输出电压为U;:用 A 线圈换下绕制的线圈测得A 线圈的输出电压为UAn匕【解析】(1)A 由题图乙可知 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.用长导线绕一个 n 匝线圈，作为副线圈替代A 线圈；：把低压交流电源接 B 线圈，测得线圈的输出电压为 U;:用 A 线圈换下绕制的线圈测得A 线圈的输出电压为UA则 nA= : n.L-22. 【答案】(1)u= 220-Jsin 100 tV% (2)2 A2n【解析】(1)由交流电规律可知 u= Umsint =y代入图中数据可得 u= 220，.sin 100 tV.(71 Hl EA(2)根据理想变压器特点和欧姆定律有：亠=一，1=，一，联立得：I = 2 A.23. 【答案】1225【解析】当导线中电流的频率由 50 Hz 变为 60 Hz 时，若导线中电流大小相同，则它在铁芯中产生的磁场的变化率增大为原来的 1.2 倍，导线中为 10 A 电流时示数为 12 A ;若电流表指针偏角相同， 则线圈中的磁通量变化率相同，导线中电流应为原来的卩倍，故频率为 50 Hz 时，电流的