高中物理选修3-2《交流电》单元测试题

高中物理选修3-2《交流电》单元测试题---高中物理选修3-2《交流电》单元测试题同学们，经过一段时间对《交流电》这一单元的学习，相信大家已经对交变电流的产生、特性以及相关应用有了较为系统的认识。这份测试题旨在帮助大家检验学习成果，巩固所学知识，同时也是对大家分析问题和解决问题能力的一次锻炼。请大家认真审题，仔细作答，充分发挥自己的水平。考试时间：90分钟满分：100分命题范围：高中物理选修3-2《交流电》单元一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的)1.关于交变电流，下列说法正确的是（）A.大小随时间做周期性变化的电流叫做交变电流B.交变电流的大小和方向都一定随时间做周期性变化C.我国工农业生产和生活中所用的交流电频率为50Hz，其周期为0.2sD.正弦式交变电流是由矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动产生的2.对于正弦式交变电流，下列物理量中与线圈的转动轴位置有关的是（）A.交变电流的周期B.交变电流的频率C.交变电流的最大值D.线圈转动过程中磁通量的最大值3.一个正弦式交变电流的电压u随时间t变化的规律如图所示，则下列说法中正确的是（）A.该交变电流的有效值为UmB.该交变电流的周期为T/2C.该交变电流的瞬时值表达式为u=Umsin(πt/T)D.在t=T/4时刻，电压的瞬时值为Um4.关于电感和电容对交变电流的影响，下列说法中正确的是（）A.电感对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流的变化引起了电磁感应现象B.电容对交变电流有阻碍作用，是因为电容两极板间的电压不能突变C.电感对高频交变电流的阻碍作用较小，对低频交变电流的阻碍作用较大D.电容对高频交变电流的阻碍作用较大，对低频交变电流的阻碍作用较小5.理想变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2，原线圈接在电压为U1的交流电源上，副线圈接有电阻为R的负载。则下列说法中正确的是（）A.副线圈两端的电压U2=U1n1/n2B.原线圈中的电流I1与副线圈中的电流I2之比为n1:n2C.变压器的输入功率P1等于输出功率P2D.若仅增加副线圈的匝数，则变压器的输入功率将减小6.在远距离输电过程中，若输送的电功率一定，为了减小输电线上的电能损失，下列措施可行的是（）A.减小输电线的电阻B.减小输电电流C.提高输电电压D.以上说法都正确二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分。在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求。全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)7.关于交变电流的有效值，下列说法中正确的是（）A.有效值是根据电流的热效应来定义的B.对于正弦式交变电流，其有效值是最大值的√2/2倍C.交变电流的有效值就是它的平均值D.用交流电压表和交流电流表测量的读数通常都是有效值8.某正弦式交变电流的图像如图所示，则由图像可知（）A.该交变电流的周期为0.02sB.该交变电流的频率为50HzC.该交变电流的最大值为ImD.该交变电流在0.01s时刻的瞬时值为零9.关于理想变压器，下列说法中正确的是（）A.穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等B.原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大C.原线圈两端的电压与副线圈两端的电压之比等于原、副线圈的匝数之比D.副线圈的输出电流增大时，原线圈的输入电流一定减小10.如图所示，一理想变压器原线圈接在电压恒定的交流电源上，副线圈接有两个灯泡L1和L2，以及一个滑动变阻器R。初始时开关S闭合，各元件均正常工作。现将滑动变阻器的滑片P向上滑动，则下列说法中正确的是（）A.副线圈两端的电压不变B.灯泡L1的亮度变暗C.灯泡L2的亮度不变D.原线圈中的电流减小三、填空题(本题共4小题，每小题6分，共24分)11.我国工农业生产和生活中所用的交流电，其电压的有效值为______V，频率为______Hz，周期为______s。12.一个按正弦规律变化的交变电流，其最大值为10A，则其有效值为______A。若将该电流通过一个阻值为2Ω的电阻，则在1分钟内电阻产生的热量为______J。13.一理想变压器，原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2。若原线圈输入电压的最大值为Um，则副线圈输出电压的有效值为______。若副线圈接一电阻R，那么原线圈的输入功率为______。14.远距离输电时，在输送功率一定的情况下，采用高压输电可以有效减小输电线上的______损失，这是因为输电电流I=______，输电线上损失的电功率P损=______，所以提高输电电压U，能显著减小P损。四、计算题(本题共2小题，第15题10分，第16题18分，共28分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)15.一个匝数N=100的矩形线圈，边长ab=0.2m，bc=0.1m，放在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向垂直。现让线圈绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω=100πrad/s匀速转动。求：（1）线圈中产生的感应电动势的最大值；（2）感应电动势的瞬时值表达式（以线圈平面经过中性面时为计时起点）；（3）若线圈的总电阻r=1Ω，外接一个R=9Ω的电阻，电路中电流的有效值是多少？电阻R消耗的电功率是多少？16.如图所示，一理想变压器原线圈接在电压U1=220V的交流电源上，副线圈有两个抽头，分别接有两个电阻R1和R2。已知原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，n3=110匝。R1=10Ω，R2=5Ω。求：（1）电阻R1两端的电压U2和通过R1的电流I2；（2）电阻R2两端的电压U3和通过R2的电流I3；（3）原线圈中的输入电流I1。（若增加一问，可考虑：若将R2从电路中移除，原线圈的输入电流变为多少？）---参考答案及评分标准（仅供阅卷参考）一、单项选择题1.B2.C3.D4.A5.C6.D（每小题4分，共24分）二、多项选择题7.ABD8.ABCD9.ABC10.AD（每小题5分，全部选对得5分，选对但不全得3分，有选错得0分，共20分）三、填空题11.220，50，0.02（每空2分）12.5√2(或约7.07)，3000（每空3分，第一空未写根号形式但数值正确也可得分）13.(Umn2)/(n1√2)，(Um²n2²)/(2n1²R)（每空3分，表达式正确即可）14.电功率（或电能），P/U，I²R线(或P²R线/U²)（每空2分）（共24分）四、计算题15.解：（1）线圈的面积S=ab·bc=0.2m×0.1m=0.02m²（1分）感应电动势的最大值Em=NBSω（2分）代入数据得Em=100×0.5×0.02×100π=100πV≈314V（1分）（2）以线圈平面经过中性面时为计时起点，感应电动势的瞬时值表达式为e=Emsin(ωt)=100πsin(100πt)V（2分，若用314代替100π也可）（3）电动势的有效值E=Em/√2=100π/√2V（1分）根据闭合电路欧姆定律，电流的有效值I=E/(R+r)=(100π/√2)/(9+1)=10π/√2A≈22.2A（2分）电阻R消耗的电功率P=I²R=(10π/√2)²×9=(100π²/2)×9=450π²W≈4440W（1分，结果保留合理有效数字即可）16.解：（1）对于原线圈和匝数为n2的副线圈，根据变压比U1/U2=n1/n2（2分）所以U2=U1n2/n1=220V×220/1100=44V（2分）通过R1的电流I2=U2/R1=44V/10Ω=4.4A（2分）（2）同理，对于原线圈和匝数为n3的副线圈，U1/U3=n1/n3（2分）U3=U1n3/n1=220V×110/1100=22V（2分）通过R2的电流I3=U3/R2=22V/5Ω=4.4A（2分）（3）副线圈的总输出功率P出=U2I2+U3I3=44V×4.4A+22V×4.4A=(44+22)×4.4W=66×4.4W=290.4W（3分）理想变压器输入功率等于输出功率，P入=P出=290.4W（2分）原线圈中的输入电流I1=P入/U1=290.4W/220V=1.32A（1分）（若增加一问：移除R2后，P出'=U2I2=44×4.4=193.6W，I1'=P出'/U1=193.6/220=0.88A，可酌情给分）---试卷说明：本试卷以高中物理选修3-2《交流电》的核心知识点为