高考物理一轮复习 第13章 交变电流 章末检测卷（原卷版）

第13章交变电流章末检测卷

满分100分，考试时长90分钟

一、单选题（本题一共8小题，每题4分，共32分）

1.如图所示为某交流发电机原理示意图，则（）

A.图示位置线圈中电流为零B.图示位置穿过线圈的磁通量量大

C.该发电机是利用电磁感应现象制成的D.该发电机工作时把电能转化为机械能

2.交流发电机的示意图如图所示，当线圈A8CO绕垂直于磁场方向的转轴OO,匀速转动时，电路中产生的

最大电流为幻，已如线圈转动的周期为丁，下列说法正确的是］）

A.图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大

B.图示位置电流最大，方向为A-B

C.从图示位置开始经过电流方向将发生改变

4

D.从图示位置计时，线圈中电流，随时间/变化的关系式为i=/“、sin半，

3.随着国家“双碳”计划的推进，单相发电机得到更为广泛的应用。如图甲为单相电交流发电机内部结构图,

匝数为N的矩形线圈位置不变，磁铁绕轴转动后，线圈中生成正弦波形交变电流如图乙所示，其电动势峰

值为耳”，周期为7,回路总电阻为R,则在时间内通过线框截面的电荷量为（）

图甲图乙

FTE“Tn2E,J

A.D.—

冗RVLFR2兀RTTR

4.如图所示为四种电流随时间变化的图像，将它们分别接入同一电热丝，电热丝发热功率最大的是（）

5.如图所示，矩形线圈abed与理想变压器的原线圈组成闭合电路，原线圈中的抽头。置于最上端。矩形线

圈曲cd在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的A边匀速转动，且磁场只分布在儿边的左侧，磁感应强度大小为

8,线圈面积为S,转动的角速度为匝数为N,线圈电阻不计，则下列说法正确的是（）

-

1c

0L

A.原线圈两端电压的有效值为电N8S/

2

B.线圈转动到图示位置时，矩形线圈的瞬时感应电动势最大

C.将抽头尸下滑，灯泡变暗

D.将电容器的电容C变大，灯泡将变亮

6.如图所示，交流电流表A-A2.A,分别与电阻R、电容器C和电感线圈L串联后接在同一个正弦式交

流电源上。交流电流表A«与电阻R串联后接在理想变压器副线圈两端。如果保持供电电压的最大值不变,

而增大供电电压的频率，电流表示数不变的是（）

A.电流表冬和8B.电流表A3和A?

C.电流表A1和AjD.电流表A#(]A4

7.如图所示的电路中变压器为理想变压器，其原、副线圈接入电路的匝数可分别通过滑动头R、B调节。

图中L是小灯泡，与、凡均为滑动变阻器，人力端接入有效电压恒定的正弦交变电流，现要使灯泡L的亮

度增加，下列举措可行的是（）

A.仅将R上移B.仅将R下移C.仅将R左移D.仅将R右移

8.特斯拉发明的交流输电系统，扩大了电能的普及范围，大大加速了电力社会的到来。如图所示为远距离

交流输电的原理示意图，其中各个物理后已经在图中标出，下列说法正确的是（）

A.变压器线圈的匝数关系为4>乙，

B.升压变压器可以提高输电口压，从而提高输电功率

C.输电电路中的电流关系为4>/线

D.输送功率不变时，输电电压越高，输电线上损失的功率越小

二、多选题（本题一共4小题，每题4分，共16分，漏选得2分，错选得。分，全部选对得4分）

9.一交流发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示。设发电机的线圈为单匝线圈，内阻

为IOQ,外接一阻值为100C的恒定电阻，如图乙所示（电表均为理想电表），下列说法正确的是（）

A.电流表的示数为2A

B.电压表的示数为200夜V

C.在y0〜0.02s的过程中，通过电阻的电荷量为零

D.在/=0~0.02s的过程中，电阻产生的焦耳热为8J

10.如图1所示为远距离输电示意图，实际用电因季节不同，电力需求量差异很大，用电高峰和低谷之间

存在•个较大的差值，因此有必要在远距离输电时再建立•个节能储能输电网。如图2所示，这样的电网

可以在用电低谷时段把电能储存起来，高峰时段输出，填补用电缺口。已知发电机的输出电压G=250V,

输出功率为（）（输电线总电阻。其余线路电阻不计，用户端电压S=

4=8kW,U2=50WV,R=60Q220V,

B=44kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）

发电机「用户

:m二:-------=□

升压变压器输电线降压变压器

图1

A.发电机的输出电流为32AB.降压变压器的匝数比小：〃4=4。：1

C.输送给储能站的功率为30kWD.输电线上损失的功率为6kW

11.如图所示，面积为S、电阻为R的单匝矩形闭合导线框必cd处于磁感应强度为4的垂直纸面向里的匀

强磁场中（〃边右侧没有磁场）。若线框从图示位置开始绕与。力边重合的竖直固定轴以角速度①开始匀速

转动，则线框旋转一周的过程中，下列说法正确的是（）

3啰

XXX；

a\—\d

XXX

XXX；

I

A.线框中感应电动势的最大值为华

B.线框中感应电动势的有效值为等

C.线框中感应电流的有效值为篝

D.从图示位置开始转过£的过程中，通过导线某横截面的电荷最为I

62R

12.如图，匝数为N的矩形线圈向cd放置在匀强磁场中，当线圈以角速度，。绕垂直磁场方向的轴匀速转动

时，理想电流表的不数为/,不计线圈的电阻，外电路电阻为R。下列说法正确的是（）

A.当线圈转至图示位置时，线圈中感应电流最大

]R

B.线圈转动过程中，穿过线圈的磁通量最大值为二

Neo

C.若线圈的转轴与4边重合，则电流表的示数变为2/

D.若线圈转动的角速度变为2。，则电流表的示数变为2/

二、实验题（本题一共2小题，每空2分，共16分）

13.（1）探究限流式接法中滑动变阻器的选择依据，采用图甲所示的电路，探究滑片从下往上滑动过程中，

负载电阻凡两端的电压变化。已知滑动变阻器的最大阻值为R=I0Q,选择负载电阻凡=10C,以此两端

电压6与总电压的比值与为纵轴，W为横轴（凡为滑动变阻器接入电路部分电阻，R为滑动变阻器的最

U1\

大阻值），得到与-与分压特性曲线为图乙中的“4”；当R=10CQ,分压特性曲线对应图乙中的_____（选

UA

填“8”或"CD；则限流式接法中滑动变阻器最大阻值的选择依据是0

11

•

1

o0

o・6

o•0

o•7

6

o•

•5

o

•4

o3

o•2

O・1

・0

0.10.20.30.40.50.60.70.8C

乙

（2）某实验小组用如图丙所示的实验装置探究“变压器的电压与匝数的关系”;

T

某次实验中，用匝数〃“二200匝和%=400匝的线圈进行实验，测得数据如图丁所示，则原线圈的匝数为一

（选填“露”或“见”）,电压比和匝数比不严格相等，原因有o

14.一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。题图I为实

验电路图，其中L和力为变压器的原、副线圈，Si和S2为开关，P为滑动变阻器品的滑片，R为电阻箱,

E为止弦式交流电源（能输出电压峰值小变、频率可调的交流电）。

（1）闭合Si,用多用电表交流电压挡测量线圈L/两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表

的示数（选填“变大、不变”“变小

（2）保持S2断开状态，调整上输出的交流电频率为50Hz,滑动滑片P,用多用电表交流电压挡测得线圈

L两端的电压为2500mV时，用示波器测得线圈上两端电压〃随时间/的变化曲线如图所示，则线圈L两

端与力两端的电压比值为（保留3位有效数字）。

（3）闭合S2,滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为5。Hz、1000Hz的条件下，

改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈上两端的电压U,得到U-R关系曲线如图3所示。用•个

阻值恒为20C的负载岛替换电阻箱R,由图可知，当频率为1000Hz时，廊两端的电压为mV；当

频率为50Hz时，为保持R。两端的电压不变，需要将Ro与一个阻值为C的电阻串联。（均保留3位

有效数字）

u/mV

四、解答题本题一共3小题，共36分）

15.（8分）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，202（）年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种

风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动，已知磁体间的磁

场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T,线圈的匝数为100、面积为05一,电阻为0.6C,若磁体转动

的角速度为90rad/s,线圈中产生的感应电流为50A。求:

（1）线圈中感应电动势的有效值E;

（2）线圈的输出功率P。

接外电路

16.（1（）分）图1是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abed可绕线

圈平面内垂直于磁感线的轴。0'%动，由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕转动的金

属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外

电路电阻R形成闭合电路.图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度

为L”be长度为L2,线圈以恒定角速度必逆时针转动.（只考虑单匝线圈）

（1）线圈平面处手中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势。的表达式；

（2）线圈平面处于与中性面成物夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动

势e2的表达式；

（3）若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.（其它电阻均不计）

O

图1

图2图3

17.（18分）如图甲所示，在X。），水平面内，固定放置着间距为/的两平行金属直