第三章《交变电流》高分必刷巩固达标检测卷（基础版）

第三章《交变电流》高分必刷巩固达标检测卷（基础版）一、单选题1．下列关于交变电流和直流的说法正确的是（）A．若电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流的大小可以变化，但方向不一定变化C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化2．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，产生的交流电动势的最大值为Em。设t=0时线圈平面与磁场平行，当线圈的匝数增加一倍，转速也增大一倍，其他条件不变时，交流电的电动势为（）A．e=2Emsin2ωt B．e=4Emsin2ωtC．e=Emsin2ωt D．e=4Emcos2ωt3．如图所示为远距离输电原理图，变压器、均为理想变压器，变压器原、副线圈的匝数比为，变压器原、副线圈的匝数比为，发电机的输出功率为，输出电压为，用电器两端的电压为，则输电线上的等效电阻消耗的功率为（）A． B． C． D．4．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接在u＝Umcos（ωt+φ）的交流电源上，副线圈接一定值电阻R0和滑动变阻器R，电流表、电压表均为理想交流电表。当滑动变阻器R的滑片P由a端向b端缓慢滑动时，下列说法中正确的是（）A．电流表A1、A2的示数之比为2：1B．电压表V1的示数逐渐变大C．电流表A2的示数逐渐变大D．原线圈的输入功率可能减小5．如图所示，为某小型发电站的输电示意图。发电站的输出功率为100kW，经变压器升压后，输出电压为，发电站到用户的距离是20km，输电线的总电阻为，经过降压变压器给一居民小区供电，变压器均为理想变压器。下列判断正确的是（）A．输电线路中的电流为1000AB．用户获得的功率为99kWC．若输出电压加倍，线路损耗的电功率减半D．若用户所需电压220V，则降压变压器原副线圈匝数比为490∶116．一含有理想变压器的电路如图甲所示，图中理想变压器原、副线圈匝数之比为，电阻和的阻值分别为和，电流表、电压表都是理想交流电表，a、b输入端输入的电流如图乙所示，下列说法正确的是（）A．时，通过电阻的电流为0B．电流表的示数为C．电压表的示数为D．内，电阻产生的焦耳热为7．如图甲所示为一交流发电机的示意图，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形金属线圈abcd绕轴匀速转动，线圈转动的过程中发电机的感应电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，下列说法正确的是（）A．此发电机电动势的有效值为10VB．时，线圈平面与图示线圈的位置垂直C．0.1~0.3s时间内，发电机的平均电动势为7.5VD．发电机电动势的瞬时值表达式为8．如图所示匝数为N的矩形导线框，以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框面积为S且与理想变压器原线圈相连，原、副线圈匝数比为1∶4，图示时刻线框平面与磁感线垂直并以此时刻为计时起点，、为定值电阻，R为滑动变阻器，电流表和电压表均为理想电表，电流表、的示数分别为、；电压表、的示数分别为、。不计线框电阻，正确的是（）A．矩形导线框从图示位置转过90°时，其磁通量的变化率为B．交流电压表的示数为2C．若只将滑动变阻器的滑片向c端滑动，则电流表、的示数均变大D．若只将滑动变阻器的滑片向d端滑动，则不变9．随着节能减排的推进，水力发电站将代替部分火力发电站而成为发电主力。图甲为某水电站的电能输送示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1：10，升压变压器原线圈输入电压随时间的变化规律如图乙所示，降压变压器的副线圈电压为220V，升压、降压变压器均为理想变压器，两者之间的输电线路的电阻不能忽略，则下列分析正确的是（）A．交变电流的频率为100HzB．升压变压器原线圈的输入电压C．升压变压器副线圈的输出电压为2500VD．降压变压器原、副线圈匝数比可能为15：110．风力发电将为2023年杭州亚运会供应绿色电能，其模型如图所示。风轮机叶片转速m转/秒，并形成半径为r的圆面，通过转速比的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，忽略线圈电阻，则（  ）A．单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为B．经升压变压器后，输出交变电流的频率高于C．变压器原、副线圈的匝数比为D．高压输电有利于减少能量损失，因此电网的输电电压越高越好二、多选题11．图（a）左侧为理想变压器，负载电路中，A、V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是（）A．电流表的示数为2AB．原、副线圈匝数比为4：1C．电压表的示数为电压的有效值D．副线圈中交变电压的频率为50Hz12．如图（a）所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，为热敏电阻，其电阻随温度升高而减小，为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。当原线圈接如图（b）所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（）A．副线圈两端电压的瞬时值表达式为B．RT处温度升高时，电流表的示数增大C．RT处温度升高时，两只电压表的示数均保持不变D．RT处温度降低时，变压器原线圈的输入功率增大13．如图所示，磁极N、S间的磁场看作匀强磁场，磁感应强度为B0，矩形线圈ABCD的面积为S，共n匝，内阻为r，线圈通过滑环与理想电压表V和阻值为R的定值电阻相连，AB边与滑环E相连；CD边与滑环F相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线垂直。以下说法正确的是（）A．线圈在图示位置时，电阻R中的电流方向为自M到NB．线圈自图示位置开始转过180°的过程中，通过电阻R的电量为C．线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为D．线圈在图示位置时电压表的示数为014．如图所示，高铁的供电流程是将高压220kV或110kV经过牵引变电所进行变压（可视作理想变压器），降至27.5kV，通过接触网上的电线与车顶上的受电器进行接触而完成受电，机车最终获得25kV的电力使高铁机车运行。以下说法正确的是（）A．若电网的电压为220kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比B．若电网的电压为110kV，则变电所的变压器原、副线圈匝数比C．如果高铁机车功率为8000kW，牵引变电所至机车间的线路损耗的电功率为800kWD．如果高铁机车功率为8000kW，则自牵引变电所至机车间线路的等效电阻约为85.9Ω15．如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，T1、T2的原、副线圈匝数比分别为k1、k2。输电线间的总电阻为R0，可变电阻R为用户端负载。U1、I1分别表示电压表V1、电流表A1的示数，输入电压U保持不变，当负载电阻R减小时，理想电压表V2的示数变化的绝对值为ΔU，理想电流表A2的示数变化的绝对值为ΔI，下列说法正确的是（）A．R0B．C．电压表V1示数增大D．电流表A1的示数增加了16．如图，理想变压器原线圈与定值电阻R0、电流表串联后接在的交流电源上，副线圈接电压表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为2:1，已知R0=16Ω，R的最大阻值为10Ω，电流表、电压表均为理想交流电表，下列说法正确的是（）A．若将R的滑片P向上滑动，则电压表示数变大，电流表示数变小B．若将R的滑片P向上滑动，则电压表示数不变，电流表示数变小C．当R=4Ω时，理想变压器的输出功率最大D．当R=8Ω时，理想变压器的输出功率最大三、实验题17．某兴趣小组用如图甲所示的可拆变压器进行“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验。（1）下列说法正确的是________。A．

变压器工作时，通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈B．

变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能C．

理想变压器的输入功率等于输出功率，没有能量损失D．

变压器副线圈上不接负载时，原线圈两端电压为零（2）实际操作中将电源接在原线圈的“0”和“8”两个接线柱之间，测得副线圈的“0”和“4”两个接线柱之间的电压为，则可推断原线圈的输入电压可能为________。A．

B．

C．

D．

（3）图乙为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻与该变压器的副线圈连接，原、副线圈的匝数分别为、（右侧实线框内的电路也可以等效为一个电阻）。在交流电源的电压有效值不变的情况下，调节可变电阻的过程中，当________时，获得的功率最大。18．（1）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中必需要用到的有哪两个？___________；（填字母代号）（2）本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用下列哪种科学方法______；（填字母代号）A．类比法B．等效替代法C．控制变量法（3）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为下列哪个_____。（填字母代号）A．原、副线圈上通过的电流发热B．铁芯在交变磁场作用下发热C．变压器铁芯漏磁D．原线圈输入电压发生变化（4）组装变压器时，某同学没有将铁芯闭合，原线圈接12.0V的学生交流电源，原副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是____（填字母代号）A．0VB．1.5VC．0.65VD．96.0V四、解答题19．如图所示，电阻r=1Ω的单匝金属直角线框abcd放置在磁感应强度为的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，ab、cd长为，bc长为，定值电阻R=4Ω。线框绕ad连线以角速度匀速转动。求：（1）电压表的读数U；（2）线框从图示位置转过180°，通过电阻R的电荷量q。20．在磁感应强度的匀强磁场中有一矩形线圈，相关数据如下：匝数N=10匝，面积，电阻。线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，通过电刷与一理想变压器原线圈相接，变压器原、副线圈匝数比为。副线圈两端的交流电压表读数为36V、接入电灯电阻。求：（1）矩形线圈转动产生的电流有效值；（2）从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势的瞬时表达式。21．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压为U1=250V，经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，试求（1）整个输电网络的输电效率（即用户实际消耗的功率占电源输出功率的百分比）；（2）降压变压器的匝数比n3：n4；（3）若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW，且要求用户电压U4不变，输电网络的输电效率不能太低，则可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求，求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输出功率。22．在磁感应强度的匀强磁场中有一矩形线圈，相关数据如下：匝数N=10匝，面积，电阻。线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，通过电刷与一理想变压器原线圈相接，变压器原、副线圈匝数比为。副线圈两端的交流电压表读数为36V、接入电灯电阻。求：（1）矩形线圈转动产生的电流有效值；（2）从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势的瞬时表达式。第三章《交变电流》高分必刷巩固达标检测卷（基础版）全解全析1．D【详解】A．若电流大小做周期性变化，则不一定为交变电流，因为没有提及电流方向随时间做周期性变化，A错误；B．直流的大小可以变化，但直流的方向一定不变，B错误；C．交变电流的方向发生周期性的变化，但不一定是按正弦或余弦规律变化的，C错误；D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化，D正确。故选D。2．D【详解】由Em=nBSω所以当S和ω都增大一倍时，电动势的最大值增大到原来的4倍，再考虑到，相位与ω的关系则e=4Emcos2ωt故选D。【巧学妙记】3．B【详解】根据题意，设变压器原、副线圈两端的电压分别为、，变压器原、副线圈两端的电压分别为、，流过的电流为，根据原、副线圈两端的电压比与匝数比的关系有，解得，由于变压器、均为理想变压器，则有输电线上损失的电压为电线上的等效电阻消耗的功率为故选B。4．C【详解】A．根据原副线圈电流与匝数成反比得A错误；B．电压表V1测量原线圈电压，移动滑动变阻器，原线圈电压不变，B错误；C．根据可知副线圈电压不变，则滑动变阻器滑片P由a端向b端缓慢滑动时，电阻变小，电流变大，所以电流表A2的示数逐渐变大，C正确；D．变压器的原、副线圈的电压均不变，而副线圈电路总电阻减小，则输出功率一直增大，由于理想变压器输入功率和输出功率相等，变压器输入功率也一直变大，D错误。故选C。5．B【详解】A．因为理想变压器，所以输出功率等于输入功率，即输电线上的功率也为100kW，设升压变压器的原线圈电压为，电流为，电功率为；升压变压器的副线圈线圈电压为，电流为，电功率为；降压变压器的原线圈电压为，电流为，电功率为；升压变压器的副线圈线圈电压为，电流为，电功率为，输电线路中的电流为故A项错误；B．输电线损失功率为用户获得的功率为故B项正确；C．输电线损失功率为可见，、r不变，若输出电压加倍，线路损耗的电功率减为原来的，故C项错误；D．降压变压器副线圈的电流为降压变压器原副线圈匝数比为故D项错误。故选B。6．A【详解】A．由题图乙可知，在的前后，原线圈中的电流不变化，则副线圈中没有感应电流，所以通过电阻的瞬时电流为0，故A正确；B．设电流表的示数为，则有求得故B错误；C．原线圈中只有交流部分电流才能输出到副线圈中，故副线圈中电流最大值为，设副线圈交流电的有效值为，则求得因此电压表的示数为故C错误；D．在内，电阻产生的焦耳热为故D错误。故选A。7．D【详解】A．根据图像可知，电流的最大值有效值A错误；B．由图可知，时，感应电动势为0，所以线圈位于中性面，即线圈就位于图示平面所在位置，B错误；D．由图可知，则有发电机电动势的瞬时值表达式为D正确；C．由于，解得则在时有在时有则有C错误。故选D。8．D【详解】A．矩形导线框从图示位置转过90°时，穿过线框平面的磁通量为0，磁通量变化率最大，感应电动势最大则磁通量的变化率为，A错误；B．线框产生的感应电动势最大值为，根据正弦交流电有效值与最大值的关系，其有效值为由于不计线框内阻，所以变压器原线圈两端电压，根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压即交流电压表的示数为，B错误；C．将滑动变阻器的滑片向c端滑动，滑动变阻器接入电路阻值变大，副线圈回路总阻值变大，则电流表的示数变小，电流表的示数也变小，C错误；D．将滑动变阻器的滑片向d端滑动，副线圈阻值发生变化，但导线框输出电压不变，所以不变，则也不变，电压比不变，D正确。故选D。9．D【详解】A．由图乙可知，周期为T=0.02s则频率为故A错误；B．由图可知，振幅为A=500V频率为则升压变压器原线圈的输入电压故B错误；C．由上述分析可知，原线圈的输入电压的有效值为由可得故C错误；D．不考虑导线电阻，由题意及上述分析可得，降压变压器原、副线圈匝数最大比为故降压变压器原、副线圈匝数小于16，故D正确。故选D。10．C【详解】A．单位时间内冲击风轮机叶片气流的体积气体质量动能故A错误；B．发电机线圈转速为mn，则频率经升压变压器后，输出交变电流的频率仍为，故B错误；C．变压器原线圈两端电压最大值有效值则变压器原、副线圈的匝数比为，故C正确；D．考虑到高压输电的安全性和可靠性，电网的输电电压并非越高越好，故D错误。故选C。11．ACD【详解】A.根据欧姆定律可得故A正确；B.根据图像可知，原线圈电压有效值，则可得故B错误；C.交流电压表和电流表显示的都是交流电的有效值，故C正确；D.根据图像可知，交流电周期为0.02s，所以故D正确。故选ACD。12．ABC【详解】A．根据题意，由图（b）可知，原线圈所接交流电电压的最大值为，周期为，则理想变压器原、副线圈的匝数比为，则副线圈中电压的最大值为周期和频率与原线圈相同，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为故A正确；BC．RT处温度升高时，RT的阻值变小，原副线圈的匝数比不变，原线圈输入电压不变，则两只电压表的示数均保持不变，电流表的示数变大，故BC正确；D．RT处温度降低时，RT的阻值变大，电流表示数变小，原线圈电流变小，原线圈电压不变，则变压器原线圈的输入功率减小，故D错误。故选ABC。13．BC【详解】A．线圈在图示位置时，与中性面重合，线圈不切割磁感线，感应电流为零，故A错误；B．线圈自图示位置开始转过180°的过程中，磁通量的变化量则通过电阻R的电荷量故B正确；C．根据正弦式交变电流的产生规律可知，感应电动势最大值有效值线圈转动一周的过程中，克服安培力做功产生电能故C正确；D．电压表的示数为有效值，线圈在转动过程中，电压表示数不变，不为0，故D错误。故选BC。14．BC【详解】AB．根据变压器的工作原理可知若电网的电压为220kV或110kV时，变压器原、副线圈匝数比为8:1或4:1，故A错误，B正确；CD．变压器变压后的电压为27.5kV，机车最终获得25kV的电力，则线路损失的电压为2.5kV。由公式可知线路中的电流为则线路损耗的电功率为线路的等效电阻为故C正确，D错误。故选BC。15．BD【详解】A．设降压变压器T2原线圈电压为U3，副线圈电压为U2。根据题意可知，电阻R0两端的电压等于UR0＝U1﹣U3则A错误；BD．设降压变压器T2原线圈电压变化为ΔU3，则设降压变压器T2原线圈电流变化为ΔI3，则可得当负载电阻R减小时，电流表A1的示数增加了。根据欧姆定律可得即解得BD正确；C．输入电压不变，升压变压器T1原线圈匝数比不变，则升压变压器T1副线圈的电压不变，电压表V1示数不变，C错误。故选BD。16．AC【详解】AB．对原、副线圈回路，有所以由此可知，当滑片P向上滑动时，R阻值增大，U保持不变，则I1减小，U2增大，所以电压表示数变大，电流表示数变小，故A正确，B错误；CD．对于理想变压器，其输入功率等于输出功率，即根据二次函数知识可知，功率最大时，所以，，故C正确，D错误。故选AC。17．

BC##CB

D

【详解】（1）[1]A．变压器是通过互感工作，而不是通过铁芯导电把电能由原线圈输送到副线圈，故A错误；B．变压器工作时在原线圈上将电能转化为磁场能，在副线圈上将磁场能转化为电能，故B正确；C．理想变压器忽略能量损失，原线圈输入功率全部转到副线圈输出功率，故C正确；D．变压器的原线圈两端电压由发电机提供，则副线圈上不接负载时，原线圈两端电压不变，不为0，故D错误。故选BC。（2）[2]若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系为当变压器的原线圈接“0”和“8”两个接线柱之间，副线圈的“0”和“4”两个接线柱时，可知原副线圈匝数比为2:1，副线圈电压为3V，则原线圈电压应该为6V；实际操作中，不是理想变压器，需要考虑损失部分，则原线圈所接电压大于6V。故选D。（3）[3]把变压器和R等效为一个电阻R1，R0当做电源内阻，当内外电阻相等时，即此时，输出功率最大，根据得将公式代入上式，可得从而得出此时获得的功率最大。18．

BD

C

D

C【详解】（1）[1]在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中，下列器材在实验中不需要干电池和滑动变阻器，而需要变压器和交流电压表，故选BD。（2）[2]本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用控制变量法。故选C。（3）[3]实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。AB．原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别，选项AB不符合题意；C．变压器铁芯漏磁，从而导致电压比与匝数比有差别，选项C不符合题意；D．原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比，选项D符合题意。故选D。（4）[4]若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系若变压器的原线圈接12V交流电压，原副线圈的匝数比为8：1，则副线圈电压应该为1.5V，考虑到变压器不是理想变压器，由磁通量损失等因素，则次级电压表示数应该小于1.5V，故选C。19．（1）0.8V；（2）【详解】（1）线圈中感应电动势的最大值为解得由电路知识可知（2）计算电荷量用电流的平均值计算，即20．（1）2A；（2）【详解】（1）因为电压表读数为36V，电灯电阻为，所以电灯的电流为设原线圈的电流为，有解得由题意可知为电流的有效值。（2）设原线圈的电压为U，则有解得根据闭合电路欧姆定律得其电动势为所以矩形线圈产生的电动势的有效值为20V；线圈产生的电动势最大值为又因为解得所以从矩形线圈转到中性面开始计时，电动势随时间变化规律为21．（1）；（2）；（3）；240kW【详解】（1）输电效率（2）输电线电流I3，由得对用户，由得由理想变压器的电流与匝数的关系可得（3）由输电线路的关系，可得U2=4000V当用户消耗功率达到P′=211.2kW后，，解得由可得由于I2′=I3′，发电机的输出功率为22．（1）2A；（2）【详解】（1）因为电压表读数为36V，电灯电阻为，所以电灯的电流为设原线圈的电流为，有解得由题意可知为电流的有效值。（2）设原线圈的电压为U，则有解得根据闭合电路欧姆定律得其电动势为所以矩形线圈产生的电动势的有效值为20V；线圈产生的电动势最大值为又因为解得所以从矩形线圈转到中性面开始计时，电动势随时间变化规律为第三章《交变电流》高分必刷巩固达标检测卷（培优版）一、单选题1．对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列描述正确的是（）A．电流的大小变化，方向不变，是直流电B．电流的大小不变，方向变化，是交变电流C．电流的大小和方向都变化，是交变电流D．电流的大小和方向都不变，是直流电2．如图所示，理想变压器原线圈c、d两端接入稳定的交流电压，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，滑动变阻器R的滑片处于变阻器正中间，电表均为理想电表，下列说法中正确的是（）A．只将S从a拨接到b，电流表的示数将减半B．只将S从a拨接到b，电压表的示数将减半C．只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，电流表的示数将减半D．只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，c、d两端输入的功率将为原来的3．如图所示是一交变电流随时间变化的图象，则此交变电流的有效值为（  ）A．4A B．3A C．5A D．5A4．如图所示交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是（）A．当用户的用电器增多时，U2减小，U4减小B．当用户的用电器增多时，P1增大，P3减小C．输电线上损失的功率为D．要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比5．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比，原线圈接入一理想电流表A，副线圈接入一内阻为的电动机M。当原线圈接入电压为的交流电源时，电动机M的输出功率为，则电流表A的读数为（

）A． B． C． D．6．输电能耗演示电路如图所示。左侧升压变压器原、副线圈匝数比为1：3，输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载R的阻值为10Ω。开关S接1时，右侧降压变压器原、副线圈匝数比为2：1，R上的功率为10W；接2时，匝数比为1：2，R上的功率为P。下列说法中正确的是（）A．接1时，左侧升压变压器副线圈两端电压为U2＝2.5VB．接1时，右侧降压变压器原线圈中的电流为I3＝2AC．导线总电阻r＝10ΩD．接2时，R上的功率P＝22.5W7．如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过的过程中，下列说法错误的是（）A．t时刻穿过线圈的磁通量的变化率B．t时刻穿过线圈的磁通量的变化率C．通过电阻R的电荷量D．电阻R产生的焦耳热8．如图所示，矩形导线框置于磁场中，该磁场可视为匀强磁场。电阻不计的线框通过电刷、导线与变压器原线圈构成闭合电路，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴以大小为的角速度逆时针转动，已知线框匀速转动时产生的感应电动势最大值为，原、副线圈的匝数比为，副线圈通过电阻接两个相同的灯泡，开关闭合。下列说法正确的是（）A．从图示中线框与磁感线平行的位置开始计时，线框中感应电动势表达式为B．副线圈上电压的有效值为C．将开关断开后，电阻两端电压升高D．保持开关闭合，若线框转动角速度增大，灯泡变亮9．如图所示为远距离输电的示意图，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，升压变压器的输出电压为U、输出功率为P，输电线电阻为R，则（）A．U一定时，增加用户的用电器，输电线路输送效率减小B．U一定时，R减小，其消耗的功率增大C．P一定时，U减小，输电线路输送效率增大D．P一定时，U升高，R消耗的功率增大10．如图所示，交流电源与理想升压变压器相连进行远距离输电，升压变压器与降压变压器间输电线路的总电阻为R。降压变压器副线圈接入一台电动机，电动机恰好正常工作。图中电表均为理想电表，电压表示数为U，电流表示数为I，下列说法一定正确的是（）A．电动机内线圈的阻值为 B．电动机的输入功率为UIC．输电线路的损耗功率为 D．输电线路的总电阻二、多选题11．一理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。下列说法正确的是（）A．原线圈的输入电压为66VB．副线圈的输出电压为66VC．原线圈的输入电流与副线圈的输出电流之比为D．变压器左右两个回路中电阻的功率之比为12．在匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的轴转动时，则线圈平面（）A．转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大B．转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，线圈中的感应电动势最大C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为0，线圈中的感应电动势最大D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量的变化率最大，线圈中的感应电动势最大13．如图所示为某小型电站高压输电示意图。发电机输出功率恒定，升、降压变压器均为理想变压器。在输电线路的起始端接入A、B两个互感器（均为理想），互感器原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶10，电压表的示数为，电流表的示数为，线路总电阻，则下列说法正确的是（）A．线路上损耗的功率B．发电机输出的电功率C．互感器A是电压互感器，互感器B是电流互感器D．用户使用的用电设备越多，降压变压器输出电压U4大小不会改变14．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表，R为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），为定值电阻。当原线圈接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（）A．电压表的示数为B．R温度升高时，变压器原线圈的输入功率减少C．R温度降低时，电流表的示数变小，电压表的示数不变D．原线圈输入电压瞬时值的表达式为15．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为5:1，原线圈a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压，副线圈c、d连接的电阻R＝10Ω，下列说法正确的是（）A．理想电压表示数为B．理想电流表示数为0.4AC．电阻R的电功率为40WD．原线圈输入的交变电压的瞬时值表达式为16．如图(a)所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝导线框abcd绕与磁感线垂直的转轴ab匀速转动，线圈产生的交变电动势随时间变化的规律如图(b)所示，若线框总电阻为，则（）A．线圈的转速为B．当线框平面与中性面的夹角为时，线框产生的电动势的大小为C．在时间内，通过线框某一横截面的电荷量约为D．线框转动一周，边产生的焦耳热为三、实验题17．某实验小组利用学生电源、小型可拆变压器、交流电压表、导线等器材进行变压器线圈两端电压与匝数关系的探究活动.根据实验原理图连接电路，如图所示，在原线圈两端依次加上不同的电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，实验数据如下表:实验序号原线圈匝数，原线圈两端电压（V）副线圈匝数，副线圈两端电压（V）副线圈匝数____，副线圈两端电压（V）123（1）请你用笔画线代替导线完成图中的电路连接______。（2）根据实验数据，可以得出实验结论：变压器线圈两端电压与匝数的关系为_________（用题中给出的字母表示）。（3）根据表中的数据知副线圈匝数____。18．图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。（1）研究此交变电流的波形，发现屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为1，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为________。（2）屏上出现的电压波形不是正弦波，其原因可能是________________________。（写出一条即可）（3）将发电机输出的电流通过变频、整流后得到如图丙所示的正弦交变电流图像，此电流的瞬时值表达式为________________。四、解答题19．如图甲，变压器原副线圈的匝数比为3∶1，、、、为四只规格均为“9V，6W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压u的图象如图乙。（1）求输入电压的有效值和频率；（2）写出输入瞬时电压u的正弦表达式；（3）求电流表和电压表的示数；20．如图所示，位于竖直平面内的矩形金属线圈，边长L1=0.40m、L2=0.25m，其匝数n=1000匝，总电阻r=1.0Ω，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和R=3.0Ω的定值电阻相连接。线圈所在空间存在水平向右的匀强磁场，磁感应强度B=1.0T，在外力驱动下线圈绕竖直固定中心轴O1O2匀速转动，角速度ω=2.0rad/s。求：（1）电阻R两端电压的最大值；（2）从线圈通过中性面（即线圈平面与磁场方向垂直的位置）开始计时，经过周期通过电阻R的电荷量；（3）在线圈转动一周的过程中，整个电路产生的焦耳热。21．风力发电作为环保型新能源，近几年来得到了快速发展。如果风车阵中某发电机输出功率为，输出电压是，如图所示，发电站通过原、副线圈的匝数之比为的升压变压器，总电阻为的输电线和降压变压器把电能输送给用户。已知用户需要的电压是，求；（1）升压变压器的输出电压；（2）输电线上损失的电功率；（3）降压变压器原、副线圈的匝数比。22．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的输出电压为U1=250V，经升压变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，试求（1）整个输电网络的输电效率（即用户实际消耗的功率占电源输出功率的百分比）；（2）降压变压器的匝数比n3：n4；（3）若因用户增加导致用户消耗功率达到211.2kW，且要求用户电压U4不变，输电网络的输电效率不能太低，则可调整发电机输出功率和降压变压器的匝数比以满足要求，求调整后降压变压器原、副线圈的匝数比和发电机的输出功率。第三章《交变电流》高分必刷巩固达标检测卷（培优版）全解全析1．A【详解】由图象可知，电流的方向不变，而大小作周期性变化，所以不是交流，而是直流，但不是恒定直流。故选A。2．C【详解】AB．只将S从a拨接到b，原线圈的匝数n1减半，输入电压不变，根据可知副线圈的输出电压U2增大到原来的2倍，即电压表的示数增大到原来的2倍，根据欧姆定律可知，副线圈的输出电流I2增大到原来的2倍，根据可知原线圈的输入电流I1增大到原来的4倍，即电流表的示数将增大到原来的4倍，A、B错误；CD．只将滑动变阻器R的滑片从中点移到最上端，负载增大到原来的2倍，因副线圈的输出电压U2不变，根据欧姆定律可知副线圈的输出电流I2减小到原来的一半，根据可知副线圈输出功率减小到原来的一半，所以原线圈输出功率减小到原来的一半，即c、d两端输入功率减小到原来的一半，根据原线圈的输入电流减小到原来的一半，即电流表示数将减半，C正确，D错误。故选C。3．C【详解】设该交变电流的有效值为I，让该交变电流和直流分别通过同一电阻（阻值为R），在一个周期（T=0.2s）内，该交变电流产生的热量Q′=I12Rt1+I22Rt2在一个周期内，直流通过该电阻产生的热量Q=I2RT由Q=Q′，代入数据，解得I=5A故ABD错误，C正确。故选C。4．D【详解】A．交流发电机的输出电压U1一定，匝数不变，根据则U2不变，故A错误；B．当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，则输入功率增大，即P3变大，故B错误；C．输电线上损失的功率为故C错误；D．输送功率一定时，根据，则要减小线路的损耗，应增大输送电压，又U1一定，应增大升压变压器的匝数比，由U2增大，I2减小，所以U3增大，用户电压U4不变，根据应增大降压变压器的匝数比，故D正确。故选D。5．B【详解】由理想变压器电压与匝数的关系，可知副线圈两端的电压设副线圈中的电流为，由代入数据解得根据理想变压器的电流关系可得原线圈中的电流故选B。6．D【详解】A．开关S接1时，左侧升压变压器原、副线圈匝数比为1：3，输入电压为7.5V的正弦交流电，根据解升压变压器的副线圈电压为故A错误；B．开关S接1时，右侧降压变压器原、副线圈匝数比为2：1，R上的功率为10W，根据公式P＝I2R可知，电阻的电流为I4＝1A根据欧姆定律得：降压变压器的副线圈电压为U4＝IR＝1×10V＝10V根据匝数比可知U3:U4=2:1I3:I4=1:2解得，I3＝0.5A右侧降压变压器原线圈中的电流为0.5A，故B错误；C．因左侧升压变压器副线圈的电压为，右侧降压变压器原线圈的电压为，根据欧姆定律得故C错误；D．开关接2时，设输电电流为I，则右侧变压器的次级电流为0.5I；右侧变压器两边电压关系可知解得I＝3A则R上的功率为P＝（0.5I）2R＝1.52×10W＝22.5W故D正确。故选D。7．B【详解】AB．线圈在图示位置时穿过线圈得磁通量为零，则穿过线圈的磁通量的变化率故A正确，不符合题意，B错误，符合题意；C．转过的过程中，穿过线圈磁通量的变化量由，，可得，通过电阻R的电荷量为故C正确，不符合题意；D．线圈在磁场中转动，产生的电动势的最大值为电流的有效值为由图示位置转过所用的时间电阻R产生的焦耳热故D正确，不符合题意。故选B。8．D【详解】A．从图示中线框与磁感线平行的位置开始计时，线框中感应电动势表达式为故A错误；B．原线圈电压的有效值为由变压器电压与匝数的关系可知得到副线圈上电压的有效值为故B错误；C．将开关断开后，副线圈电压不变，副线圈总电阻增大，故通过电阻R上的电流减小，则电阻R两端电压降低，故C错误；D．保持开关K闭合，若线框转动角速度增大，由可知，线框匀速转动时产生的感应电动势最大值增大，则副线圈上电压的有效值增大，灯泡变亮，故D正确。故选D。9．A【详解】A．增加用户的用电器，降压变压器副线圈电流变大，根据理想变压器原理降压变压器原线圈的电流增大，也就是输电线上的电流增大，输电线路输送效率即输电线路输送效率减小，故A正确；B．U一定时，设降压变压器等效电阻为r，原线圈中电流为由可知R减小，其消耗的功率可能增大、减小或不变，故B错误；C．P一定时，U减小，由输电线路中电流增大，由输电导线损耗功率变大，由输电线路输送效率变小，故C错误；D．P一定时，U升高，由输电线路中电流减小，由R消耗的功率减小，故D错误。故选A。10．C【详解】A．因I不是通过电动机的电流，U也不是电动机内阻上的电压，则电动机内线圈的阻值不等于，选项A错误；B．因为U和I均不是电动机两端的电压和通过电动机的电流，则电动机的输入功率不等于UI，选项B错误；C．输电线路的损耗功率为，选项C正确；

D．因U不是输电线的电压损失，则输电线路的总电阻，选项D错误。故选C。11．BD【详解】ABC．由题意得，副线圈电压为根据理想变压器的规律有又因为所以原线圈电阻的电压为又有由以上各式整理得故AC错误，B正确；D．根据公式有故D正确。故选BD。12．CD【详解】AB．当线圈平面转到中性面的瞬间，线框平面与磁感线方向垂直，穿过线圈的磁通量最大，感应电动势为0，故AB错误；CD．当线圈平面转到与中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零，线圈中磁通量的变化率最大，根据法拉第电磁感应定律可知，此时线