人教版高中物理《选修3-2》第五章交变电流单元测试卷(含解析)

1、高中物理?选修3-2?第五章交变电流单元测试卷、单项选择题1. 如下列图，三个灯泡相同，而且足够耐压，电源内阻忽略单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，那么S接B时A. 三个灯亮度相同B.甲灯最亮，丙灯不亮C.甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮D.只有丙灯不亮，乙灯最亮2. 以下说法中，正确的选项是A. 电感对交流的阻碍作用是因为电感器存在电阻B. 电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻C感抗、容抗和电阻一样，电流通过它们做功时都是电能转化为内能D.在交变电路中，电阻、感抗、容抗可以同时存在3. 用Ui=U和U2=kU两种电压来输送电能,假设输送的功率相同，在输电线上损失的功率相同，导线的 长度和材

2、料也相同，那么在两种情况下导线的横截面积之比Si : S2为A. k : 1B.1 : kC.k2 : 1D.1 : k24. 以下列图所示电路中，交流电源电压 u=200sin 100n电阻 R=100 Q那么交流电流表和电压表的示数分别为A.1.41 A,200 VB.1.41 A,141 VC.2 A,200 VD.2 A,141 V5. 有两个输出电压相同的交流电源，第一个电源外接一个电阻 R1 ,第二个电源外接一个变压器，变压器的初级线圈匝数为 n 1,次级线圈的匝数为 n2,变压器的负载为一个电阻 R2,测得两个电源的输 出功率相等那么此两电阻大小之比R1 : R2为A.ni :

3、n2B.226. 以下四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是7. 如下列图，一理想变压器的原、副线圈匝数比为 常发光的条件下，假设断开L4,那么3 : 1图中四只灯泡完全相同，在 Li、L2、L3正11FXI*? *Itr_J u I u I® 0 ®A.L i、L2、L3 变亮B.Li、L2、L3变暗C.Li变亮，L2、L3变暗 D.Li变暗，L2、L3变亮8. 如下列图，变压器线圈匝数分别为ni= iiOO匝，n2= 60匝,线圈ni两端，假设需对用电器R供3 V的电压，那么应n3= 45匝现将220 V的交流电加在mumA.将a接到d, b

4、接到c B.将a接到bC.将a接到c, b接到d D.以上均不对9根据交变电流瞬时表达式i= 5sin500t(A)可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是A.2 msB.1 msC.6.28 msD.3.14 ms10. 矩形金属线圈共10匝,绕垂直于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变化的情况如以下列图所示以下说法中正确的选项是A.该交流电动势的频率为 0.2 HzB该交流电动势的有效值为 1 VC. t=0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为、多项选择题11. 某小型水电站的电能输送示意图如以下列图所示

5、，发电机通过升压变压器 T1和降压变压器T2向用户供电输电线的总电阻为 R,降压变压器T2的原、畐U线圈匝数之比为 4：1,降压变压器副线圈两 端交变电压u=220. sin 100 n t V降压变压器的副线圈与阻值 R°=11 Q的电阻组成闭合电路 假设将 变压器视为理想变压器，那么以下说法中正确的选项是 发电机A.通过R0的电流的有效值为 20 AB. 降压变压器T2原、副线圈两端电压之比为4： 1C.升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压D.升压变压器T1的输出功率大于降压变压器T2的输入功率12. 边长为L的正方形闭合线圈共 n匝，在磁感应强度为 B的匀强磁场

6、中以角速度 3绕垂直于磁感 线并在线圈平面内的轴匀速转动，要使线圈中的感应电流增大1倍，以下措施可采用的是A.只将角速度3增大1倍C. 只将线圈匝数增加至 2nB. 只将线圈边长L增大至2LD. 只将磁感应强度增至 2B13. 发电机的路端电压为 U，经电阻为r的输电线向远处的用户供电，发电机的输出功率为P,那么A.输电线上的电流为C用户得到的功率为rP- ( )2rB.输电线上的功率损失为D.用户得到的电压为胃14如以下列图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1 : 5,原线圈两端的交变电压为u=207jsin 100 n t(V).氖泡在两端电压到达 100 V时开始发光，以下说法中正确的

7、有()A.开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzC. 开关断开后，电压表的示数变大B.开关接通后，电压表的示数为100 VD. 开关断开后，变压器的输出功率不变15.如下列图，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成，当此变压器工作时，初级和次级 线圈的匝数、电流、电压均在图中标出，那么以下几组关系式中正确的选项是|比二叫A. ,it】兀 n3C. n1l 1= n 2I2+ n 3I3三、填空题16. 一电热器接在最大值为 36 V的正弦交流电源上时产生的热功率为 生的热功率为，忽略电阻随温度的变化，那么所接直流电源的电压 U=P，假设接到某直流电源上时产V.17如以下列图所示，电表均

8、为理想的交流电表，保险丝P的熔断电流为2 A,电容器C的击穿电压为300 V.假设在a、b间加正弦交变电压，并适当地调节 R接入电路中的阻值，使P恰好不被熔断,C恰好不被 击穿,那么电流表的读数为A,电压表的读数为V.四、计算题18. 人们利用发电机把天然存在的各种形式的能水流能、风能、煤的化学能 转化为电能为了合理利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方但是，用电的地方往往很远因此， 需要高压输送线路把电能输送到远方.如果某发电站将 U = 6 000 V的电压直接加在高压输送线路的入端，向远方供电，且输送的电功率为P = 800 kW.那么此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能

9、表一昼夜读数就相差 AE= 9 600 kW -h1 kW -h = 1度电.求： 1此种情况下，高压线路的输电效率.假设要使此高压输电线路的输电效率为98%，那么在发电站处应安装一个变压比m/n2是多少的变压器？19. 某发电站的输出电压u=5 000 sin 314t V,输出功率为 P=5 000 kW,远距离输电导线的电阻R=80Q要求输电线上的功率损失为输电功率的4%.1求所用升压变压器原、副线圈的匝数比.假设到达用户端使用匝数比为192 : 1的降压变压器对电阻为R0=10 Q的用电器供电，那么最多可接这样的用电器多少个？20. 如以下列图所示,一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈

10、，匝数比nA:nB：nc=4: 2 : 1,在副线圈B和C的两端分别接有阻值相同的电阻R,当原线圈A与交流电源连接时，交流电流表A2的示数为Io,那么交流电流表A1的示数为多少？参考答案1. D【解析】此题考查了电感、电容对交变电流的影响的知识点，意在考查考生的理解能力。开关S接A时，甲、乙、丙三个支路均有交流电通过，开关 S接B时，电路处于直流工作状态，电容 C隔直、 通交电感L阻交、通直；R对交、直流有相同的阻抗可判断此时电路中 I丙=0,1甲不变，I乙 增大；又因为灯泡亮度与热功率 (P= I2R)成正比，所以只有丙灯不亮，乙灯最亮.2. D【解析】此题考查了交变电流的四值、变压器、远距

11、离输电的知识点，意在考查考生的理解能力。 电感对交流的阻碍作用是因为电感器存在感抗，故A错误；电容对交流的阻碍作用是因为电容器的容抗,故B错误；电流通过它们做功时只有在电阻上产生热，在线圈上产生磁场能，在电容器上产生 电场能，C错，故D正确3. C【解析】输电电流匸兀,输电线上损失的功率P 损=12R=|2故S=石,即S* ，所以Si:S2=| :邑=(kU)2 : u2=k2： 1,选项 C 正确V 141 V,l=w =1.41 A,应选项4. B【解析】交流电流表和电压表测量的是交变电流的有效值B正确(a)和5. B【解析】此题考查了变压器的知识点，意在考查考生的理解能力。根据题意画出示

12、意图，如图(b) 所示,0设电源输出电压为 U,图(a)中电源输出功率是 Ri上得到的功率 P仟卫，图(b)中电源的输出功率等 于原线圈的输入功率，也等于副线圈的输出功率，即电阻R2上得到的功率P2，变压器的副线圈两端 电压n2 娜i/j 碼巧护八餌=niti|R3，所以P2=兀二硏兀根据题意 Pi=P2，得到U2=Ri : R2=ni2 : n22.6. C【解析】此题考查了交变电流四值的知识点，意在考查考生的理解能力。我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值约为311 V，周期为0.02 s,所以只有C正确.7. D【解析】此题考查了变压器的知识点，意在考查

13、考生的理解能力。当断开L4时，灯泡L2、L3的并联电阻比L2、L3、L4的并联电阻大，所以副线圈中的电流减小，副线圈的输出功率减小，那么原线圈的 输入功率也减小，所以通过原线圈的电流将减小，所以Li变暗，而原、副线圈两端电压变大，L2、L3两端的电压变大，因此 L2、L3变亮应选D。8. C【解析】此题考查了变压器的知识点，意在考查考生的理解能力。变压器的电压与匝数成正比，由题意知需要向用电器加 220V的电压，那么匝数之比应为 220:3=1100:15，所以需要把副线圈反串联，a 与c相接，b与d相接。应选Co9. D【解析】此题考查了交变电流的四值的知识点，意在考查考生的理解能力。由交流

14、电瞬时值表达式, 令i为最大值时有sin( co) = 1,即(500t)= n /?那么 t = n /100&3.14 >103(s).选 D.10. D1【解析】由题图知该交流电动势的周期为0.2 s,所以频率为f= =5 Hz,该交流电动势的有效值为E= = V,选项A、B错误;t=0.1 s时,线圈中的感应电动势为零，即该时刻线圈中的磁通量的变化率为零,故此时线圈中的磁通量最大，即线圈平面与磁场方向垂直，选项C错误；因为o =2n f=2 nX 5|知1rad/S=10 n rad由公式Emax=NBSo =NQ max o得磁通量的最大值为max=t】.；=：: Wb

15、,选项D正确.11. ABD【解析】降压变压器 T2副线圈两端电压的有效值为U=220 V,通过R0的电流的有效值为I= =A=20 A,选项A正确；由变压器的电压关系可知，降压变压器T2原、副线圈两端的电压之比为4 : 1,选项B正确 因为输电导线上有电压损失和功率损失 ，所以升压变压器T1的输出电压大于降压变 压器T2的输入电压，升压变压器T1的输出功率大于降压变压器 T2的输入功率，选项C错误,D正确.12. ABD【解析】此题考查了交变电流的四值的知识点，意在考查考生的理解能力。由公式1= = ，=可推得A、D正确.边长为2L时，S= 4S, R'= 2R,故B正确，假设匝数

16、n'=2n,那么R = 2R, I不 变，故C项错误.13. AC【解析】此题考查了远距离输电的知识点，意在考查考生的理解能力。由题知，其供电原理如下列图，fP由P= UI得输电线上的电流为，A正确；输电线上的功率损失为AP = I2r = ( )2 , B错误；用户得IEPI到的功率为P-( )2r, C正确；用户得到的电压为 U AU = U Ir = U - ( )r, D错误.应选 AC.14. AB【解析】由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端的电压的有效值为卩o调NUi=V=20 V,由=得副线圈两端的电压为 U2=100 V,电压表的示数为交变电压的有效值应选项B正确;交

17、变电压的频率为1001Tf=P- Hz=50 Hz, 个周期内电压两次大于100 V,即一个周期内氖泡能发光两次，所以氖泡的发光频率为100 Hz,选项A正确;开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，选项C 错误；开关断开后，电路消耗的功率减小，故变压器的输出功率减小，选项D错误.15. AC【解析】此题考查了变压器的知识点，意在考查考生的理解能力。据变压器的电压分配规律知A正确；据变压器的输出功率等于输入功率知,B、D错误，C正确；应选AC。16.18【解析】设电热器的电阻为R,接交流电源时，有P=(剪接直流电源时P'= p =800 kW 9600=400

18、kWU=18 V.17.2212.1【解析】电阻Ro和R串联接入交流电路中，通过保险丝的电流与通过电流表的电流相等 ；电容器与电 阻R并联，故电容器两端的电压与 R两端的电压相同电压表的读数是电阻 R两端电压的有效值，而电 容器的击穿电压是加在电容器两端的交变电压的最大值，故电流表的读数为 2 A,电压表的读数为TT V=212.1 V.18.(1)50%(2)(1)此情况下，终端【解析】此题考查了变压器、远距离输电的知识点，意在考查考生的理解能力。 功率X100% =X100% = 50%所以，输电效率n=设高压输送线路的导线电阻为r，由题意知:12原来线路损耗 P损1 =乜r = 400 kW , 而 UI1= p现在线路损耗 P损2= P&1 98%) = ' r而 Ul2= P ,19.(1)输电线上损失的功率 P损=4%P=2X105 W由P损=泊，可得输电线中的电流为尸5 x 1胪升压变压器副线圈两端电压为U2= = “ V=10 5 V发电站输出电压的有效值Ui=