1、人教版高中物理選修 3-2第五章 交變電流單元測試題（解析版）第五章交變電流單元測試題一、單選題（每小題只有一個正確答案 ）1.某變壓器原、副線圈匝數比為 55 ： 9,原線圈所接電源電壓按如圖所示規律變化，副線圈接有負 載.下列判斷正確的是（）A .輸出電壓的最大值為 36 VB.原、副線圈中電流之比為 55 ： 9C.變壓器輸入、輸出功率之比為55： 9D.交流電源有效值為 220 V,頻率為50 Hz2.用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負載供電，變壓器輸出電壓是110 V,通過負載的電流圖象如圖所示，則（）A.輸出電壓的最大值是 110 VB.變壓器輸入功率約為 3.9 WC.

2、變壓器原、副線圈匝數比是1 ： 2D,負載電流的函數表達式 i = 0.05sin （100 t+u冗）A23.如圖為理想變壓器原線圈所接電源電壓波形，原、副線圈匝數比為n1 : n2=10 ： 1,串聯在原線圈電路中的電流表示數為1 A,下列說法正確的是（）A.變壓器輸出端所接電壓表的示數為20和VB.變壓器輸出功率為100 WC.變壓器輸出的交流電的頻率為100 HzD,若n1= 100匝，則副線圈處穿過每匝線圈的磁通量變化率的最大值為2點Wb/s4.某水電站，用總電阻為5 Q的輸電線給 940 km外的用戶送電，其輸出電功率是500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是（）A .輸電線上輸送

3、的電流大小為1 M05AB.輸電線上損失電壓為 30 kVC.該輸電系統的車電效率為 95%D.若改用10 kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為4.5 108kW5.如圖所示，Li和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知ni : n2=1 0003 M06kW.現用:1, n3 ： n4=()A. 2.2 103W2B. 2.2 10 WC. 2.2 108W_4D. 2.2 10 W6 .在遠距離輸電中，輸電線電阻一定，輸送電功率一定，如果將輸電電壓提高到原來的 輸電線上消耗的功率減小到原來的（）A. 10 倍B.C. 100倍10倍，則7 .在圖中L為電感線圈，C為電容，A、B為兩只

4、相同的燈泡，將它們接在電壓為u兩只燈泡的亮度一樣.若保持電源電壓不變，而將電源頻率增大，下列說法中正確的是的交流電源上,（）1 ： 100,圖中電壓表示數為 220 V、電流表示數為10 A,則高壓輸電線的送電功率為14 / 15A.兩燈泡的亮度不變B . A燈泡鳧度不變，B燈泡變鳧C. A燈泡變暗，B燈泡變亮D. A燈泡變亮，B燈泡變暗8.如圖所示，在 A、B間接入正弦交流電 Ui=220 V,通過理想變壓器和二極管Di、D2給阻值R=20 的純電阻負載供電，已知Di、D2為相同的理想二極管，正向電阻為 0,反向電阻無窮大，變壓器原線圈ni=110匝，副線圈n2=20匝，Q為副線圈正中央抽頭

5、，為保證安全，二極管的反向 耐壓值至少為Uo,設電阻R上消耗熱功率為 P,則有（）A. Uo=40皿V, P= 80 WB u0= 40 V, P= 80 WC. U0=40噌V, P= 20 WD. U0=40 V, P=20 W9.一正弦交流電的電流隨時間變化規律圖象如圖所示，由圖可知 （）A.用電流表測該電流其示數為14.1 AB.該交流電流的頻率為100 HzC.該交流電流通過10 帥阻時，電阻消耗的電功率為1 000 WD.該交流電流瞬時值表達式為i=106sin 628t（A）10 .一臺發電機的結構示意圖如圖所示，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀.M是圓柱

6、形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯 M中心的固定轉軸勻速轉動.磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場.若從圖示位置開始計時電動勢為正值，下列圖象中能正確反映線圈中感應電動勢e隨時間t變化規律的是（）D.11 .隨著社會經濟的發展，人們對能源的需求也日益擴大，節能變得越來越重要.某發電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電，用戶通過降壓變壓器用電，若發電廠輸出電壓為Ui,輸電導線總電阻為R,在某一時段用戶需求的電功率為Po,用戶的用電器正常工作的電壓為U2,在滿足用戶正常用電的情況下，下列說法正確的是（）p2vA.輸電線上損耗的功率為言B.輸電線上損耗的功率為鬻C.若要減少輸電線上損耗

7、的功率，可以采用更高的電壓輸電D .采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率12 .某矩形線圈在勻強磁場中勻速轉動，產生的感應電動勢為e=Emsincot若將線圈的轉速增加 1倍,保持其他條件不變，則產生的感應電動勢為（）A. e= Emsin 2cotB. e=2Emsin 2« tC. e=2EmSin 4co tD. e=4EmSin 2« tR和兩個小燈泡L1、13 .如圖所示，理想變壓器原線圈接一交流電源，副線圈回路中有一定值電阻L2,最初電鍵S是斷開的，現閉合電鍵 S,則（）A.副線圈兩端電壓變大B.燈泡Li變亮C.電流表Ai示數變大D.電阻R中的電流變小14.如圖所

8、示，一線圈在勻強磁場中勻速轉動，經過圖示位置時（）A.穿過線圈的磁通量最小，磁通量變化率最大B.穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率最大C.穿過線圈的磁通量最大，磁通量變化率最小e= 1072 sinD .穿過線圈的磁通量最小，磁通量變化率最小15.（多選）一個矩形線圈在勻強磁場中勻角速轉動，產生交變電動勢的瞬時表達式為4大V,則（）A .該交變電動勢的頻率為 2 HzB.零時刻線圈平面與磁場方向垂直C. t=0.25 s時，e達到最大值D.在1 s時間內，線圈中電流方向改變100次二、多選題16 .（多選）如圖所示，甲、乙兩圖中用交流電源，丙、丁兩圖中用直流電源，各電路圖中燈泡、電容 器、電壓

9、表示數都相同，則下列說法正確的是（）A.燈Li比燈L2亮B.燈L3也能發光，但亮度最暗C.燈L2和L4亮度相同D.燈L4比燈Li亮Ui不變，閉合17 .（多選）如圖所示的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓A. P向下滑動時,燈 L變亮開關S,下列說法正確的是（）B. P向下滑動時,變壓器的輸出電壓不變C. P向上滑動時,變壓器的輸入電流變小D. P向上滑動時,變壓器的輸出功率變大18.（多選）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為11 ： 2,原線圈兩端的輸入電壓u=22短A.()B.sin 100 t（V）,電表均為理想電表，滑動變阻器R接入電路部分的阻值為10 下列敘

10、述中正確的是C.電流表的讀數為4A該交流電的頻率為 50 Hz 電壓表的讀數為42VD.若滑動變阻器的滑片 P向a端移動，電流表的讀數變大19.（多選）線圈在勻強磁場中轉動產生的交變電流電動勢e=1岫sin 20 &V）,則下列說法正確的是（）A. t=0時，線圈平面位于中性面B. t=0時，穿過線圈的磁通量最大C. t=0.1 s時，交變電流將改變方向D. t=0.4 s時，e有最大值10V20 .（多選）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為10 ： 1,電阻R= 22 Q,各電表均為理想電表，副線圈輸出電壓的變化規律如圖乙所示.下列說法正確的是（）A.輸入電壓的頻率為 100

11、 HzB.電壓表的示數為 220 VC.電流表的示數為1 AD.電阻R消耗的電功率是22 W三、實驗題A、B,線圈外部還可21 .有一個教學用的可拆變壓器，如圖甲所示，它有兩個外觀基本相同的線圈 以繞線.（1）某同學用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對應圖乙中的A、B位置，由此可推斷 線圈的匝數較多（選填"A或“B”.）（2）如果把它看成理想變壓器，現要測定A線圈的匝數，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導線、一只多用電表和 低壓交流電 源，請簡要 敘述實驗的 步驟（寫出要測 的物理量，并用字母 表示）A線圈的匝數為nA =.（用所測物理量符號表示）四、計算題

12、22 .如圖甲左側的調壓裝置可視為理想變壓器，負載電路中R= 55 Q,兩電表為理想電流表和電壓表，變壓器原、副線圈匝數比為ni ：血=2： 1,若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓.求（1）交流電壓的函數表達式；（2）電流表的示數I.五、填空題23 .鉗型電流表的工作原理如圖所示.當通有交流電的導線從環形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯 上的線圈相連的電表指針會發生偏轉.由于通過環形鐵芯的磁通量與導線中的電流成正比，所以通過偏轉角度的大小可以測量導線中的電流.日常所用交流電的頻率在中國和英國分別為50 Hz和60 Hz.現用一鉗型電流表在中國測量某一電流，電表讀數為 10 A;若用同一電表在英國

13、測量同樣大 小的電流，則讀數將是 A,此表在中國的測量值是準確的，且量程為 30 A；為使其在英國 的測量值變為準確，應重新將其量程標定為 A.24 .如圖所示電路，當在 a, b兩端加上直流電壓時，L1正常發光，L2不亮；當a, b兩端加上同樣 電壓的交變電流時，L1發光亮度變暗，而 L2正常發光.則 A, B分別為 和.（可選擇：電阻、電容器、電感線圈）25 .某發電廠用2.2 kV的電壓將電能輸送到遠處的用戶，后改用 22 kV的電壓，在既有輸電線路上 輸送同樣的電功率，前后兩種輸電方式消耗在輸電線上的電功率之比為 ,要將2.2 kV的 電壓升高到22 kV,若變壓器原線圈的匝數為180

14、匝，則副線圈匝數應該是 匝.26 .（多選）如圖所示，某變電站用 10 kV的高壓向10 km外的小區供電，輸送的電功率為200 kW.現要求在輸電線路上損耗的功率不超過輸送電功率的2%,下列不同規格的輸電線中，符合要求的是聲5曲：1受標吟d 姆 t .r-. = -m , “工工-f -Jt-選項戶型號#千米電阻（QteiAA*3DYMO心取DYD5O00.6*5DYDIOO/C03-DYD150rt0.2。27 .有一正弦交流電源，如圖所示，電壓有效值U=120 V,頻率為f=50 Hz,向一霓虹燈供電，若霓虹燈的激發電壓和熄滅電壓均為U0 = 60V，試估算在一個小時內，霓虹燈發光時間為

15、s.六、簡答題28 .如圖所示，把兩個沒有導線相連的線圈套在同一個閉合鐵芯上，一個線圈（原線圈）通過開關可以連接到交流電源或直流電源的兩端，另一個線圈（副線圈）連到小燈泡上.連接電路，接通電源，小燈泡能發光.(1)兩個線圈并沒有連接，小燈泡為什么會發光？(2)小燈泡兩端的電壓與學生電源的輸出電壓相等嗎?人教版高中物理選修 3-2第五章 交變電流單元測試題(解析版)16 / 15答案解析1 .【答案】D【解析】由 界=曹得，輸出電壓的最大值為36J5V, A選項錯誤；原、副線圈中電流之比 , 小，故B選項錯誤；理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，C錯誤；由圖象易知 D選項正確.2 .【答案】B00

16、5【解析】輸出電壓的最大值是 110V,故A錯誤；負載的功率 P= UI=110X- W3.9 W ,輸入 功率等于輸出功率，故 B正確；變壓器原、副線圈匝數比等于電壓之比220 ： 110= 2 ： 1,故C錯誤；負載電流的函數表達式 i=0.05sin 100 tA,故D錯誤.3 .【答案】D【解析】由u t圖象可知，變壓器原線圈所加交變電壓的有效值5= 200 V,將此值代入決=?和鋁解得變壓器輸出端電壓和電流分別為 U2 =祟5 =轉舉00 V = 20 V, I2摟I14 M A =10 A,故變壓器輸出端所接電壓表的示數為 20 V,輸出功率為 P2=U2l2= 20X10 W =

17、 200 W,選 項A、B錯誤；由ut圖象知交變電流的周期 T= 0.02 s,故其頻率f=)=Hz = 50 Hz,選項A0 一一，、一,C錯誤；由法拉第電磁感應定律可得U2=n后,則副線圈處穿過每匝線圈的磁通量變化率的最大4.【答案】B名73Hl P 3X1常 【斛析】=行=荻而5值為蝕等=蝕 W 噌Wb/s=2&Wb/s,選項D正確.A = 6X103A, A 選項錯誤；U 損=IR= 6X103x5 V = 30 kV , B 選項正確；P 損=I R= 1.8 10 W, rj=X100%=94%, C選項錯誤；D選項，損失的功率大于輸出的功率,顯然是錯誤的.5 .【答案】C

18、【解析】由電流互感器知高壓輸電線中電流I= 1 000 A,由電壓互感器知高壓 U=220X103V,則高壓輸電線功率 P= UI=2.2X08W.6 .【答案】D【解析】設電線上的電阻為r,則設變化前為：P=UI,電線上的消耗功率為 AP= 12r輸送電壓提高10倍，輸送功率不變，所以電流變為fgI,則電線上消耗的功率變為AP'= (j I)2r=o I2r=IS) AP,故選D.7 .【答案】C【解析】頻率越大，電感線圈的感抗越大，電容器的容抗越小，所以，將電源的頻率增大時，A燈變暗，B燈變亮.8 .【答案】C【解析】在A、B間接入正弦交流電Ui = 220 V,有：法=鬲，得有效

19、值U2=40 V.而二極管的反向耐壓值至少為 Uo,它是最大值，所以 Uo=40yf2V, Q為副線圈正中央抽頭，則 R兩端電壓為20 V,所以R消耗的熱功率為W=20 W,故選 C.9 .【答案】C【解析】電表測量的是有效值，故I = % = 10 A,故A錯誤；由圖可知 T=0.02 s,故頻率為f=50 Hz,故B錯誤；消耗的功率為 P= I2R= 102X10 W = 1 000 W ,故C正確；角速度為 «=y= 100兀rad/s該交流電流瞬時值表達式為i=1哂sin 100 t(A),故D錯誤.10 .【答案】D【解析】由于發電機內部相對兩磁極為表面呈半圓柱面形狀，磁極

20、與鐵芯之間的縫隙中形成方向 沿半徑的軸向磁場，所以距轉軸距離相等的各點磁感應強度大小相等，根據法拉第電磁感應定律可知回路中產生大小恒定的感應電動勢，故A、B錯誤；當線圈轉到豎直位置時，回路中感應電動勢反向，所以C錯誤，D正確.11 .【答案】CDip【解析】設發電廠輸出功率為P,則輸電線上損耗的功率AP= P-Po, AP= I2R=, A、B錯誤.在輸送功率一定的情況下，采用更高的電壓輸電，可以減小輸電線上的電流，故可以減少輸電線上損耗的功率，C正確.在輸送功率一定的情況下，采用更高的電壓輸電，輸電線上損耗的功率減少，故可提高輸電的效率，D錯誤.12 .【答案】B【解析】根據公式 Em=NB

21、So可得交流電的最大值變為原來的2倍，根據公式co=2m可得角速度變為原來的2倍，故產生的感應電動勢為：e = 2Emsin 2專故選B.13 .【答案】C【解析】理想變壓器原、副線圈電壓比等于匝數比，即原線圈電源不變，原副線圈匝數不變，所以副線圈電壓不變，選項 A錯.副線圈中，電鍵閉合后，總電阻變小，總電流變大，即 、一一_，一 一._一石地、，一八通過電阻 R中的電流變大，選項 D錯.即電流表 A2本數變大，根據 西=應知Ii變大，選項 C對.副線圈兩端電壓不變，而電阻兩端電壓變大，則Li兩端電壓變小，燈泡 Li變暗，選項B錯.人教版高中物理選修 3-2第五章 交變電流單元測試題（解析版）

22、14 .【答案】A【解析】由圖可知線圈平面與磁感線平行，應處于垂直于中性面的位置，此時穿過線圈的磁通量 最小，磁通量的變化率最大，所以 A正確.15 .【答案】AB【解析】由瞬時表達式為 e= 10靜in 2 ftV得,交變電動勢的頻率為 2 Hz, A正確；零時刻電動 勢為零，磁通量最大，線圈平面與磁場方向垂直，B正確；t= 0.25 s時，e的瞬時值為零，C錯誤;頻率2 Hz,1 s時間內，線圈中電流方向改變 4次，D錯誤.16 .【答案】CD【解析】電壓表示數相同，說明交流電壓的有效值相同.甲圖中電容器與燈L1串聯，電容器對電流有阻礙作用；乙圖中電容器與燈L2并聯，交變電流全部流過燈L2

23、；丙圖中電容器與燈 L3串聯且是直流電源，電容器隔直通交，所以沒有電流流過燈L3,燈L3不亮；丁圖中電容器與燈L4并聯，電流全部流過燈 L4.綜合以上分析，C、D兩項正確.17 .【答案】BD【解析】由于理想變壓器輸入電壓不變，則副線圈電壓U2不變，滑片P滑動時，對燈泡兩端的電壓沒有影響，故燈泡亮度不變，選項 A錯誤；滑片 P下滑，電阻變大，但副線圈電壓由原線圈電 壓決定，則副線圈電壓不變，選項 B正確；滑片P上滑，電阻減小，副線圈輸出電流I2增大，則原線圈輸入電流I1增大，選項C錯誤；此時變壓器輸出功率 P2=U2I2將變大，選項D正確.18 .【答案】AC【解析】根據原線圈兩端輸入電壓的表

24、達式可知，交流電的頻率f黑 =U"Hz = 50 Hz , A正確;上兀 zu原線圈電壓的有效值為Ui=220 V,由Ui ： U2=n1 ： n2,得 6=40 V,電壓表的讀數為 40 V, B錯誤；電流表的讀數為I=與 = 4 A, C正確；若滑動變阻器的滑片P向a端移動，接入電路的電阻增大，而 5不變，電流表示數變小，D錯誤.19 .【答案】ABC【解析】t= 0時刻，e=0,所以此時磁通量變化率最小，磁通量最大，故位于中心面位置，A、B正確，t=0.1 s時，e=0,位于中心面位置，電流方向將發生變化，C正確，t=0.4 s時，帶入可得e=0, D錯誤，故選A、B、C.20

25、 .【答案】BD【解析】由u-t圖象知，電壓的周期 T= 2X102s,則頻率f=*=50 Hz,選項A錯誤；副線圈電 壓的有效值為22 V,故原線圈電壓有效值為 220 V,選項B正確；副線圈的電流有效值I2=1m 一 A，Ii=S?2=0.1 A，選項C錯誤選項D正確.21 .【答案】（1）A （2）用長導線繞一個 n匝線圈，作為副線圈替代 A線圈；把低壓交流電源接 B線圈，測得線圈白輸出電壓為U;用A線圈換下繞制白線圈測得A線圈的輸出電壓為ua窄n【解析】（1）A 由題圖乙可知 A位置的阻值大于 B位置的阻值，由電阻定律可得A線圈的匝數多于B線圈的.（2）用長導線繞一個n匝線圈，作為副線

26、圈替代 A線圈；把低壓交流電源接 B線圈，測得線圈 的輸出電壓為U；用A線圈換下繞制白線圈測得 A線圈的輸出電壓為UA.則nA=皚n.22 .【答案】（1）u=220>/lsin 100 tV% （2）2 A一一一一，2ar【解析】（1）由交流電規律可知 u=Umsincoi； co=y代入圖中數據可得 u=220sin 100 tV.（2）根據理想變壓器特點和歐姆定律有：在=忌，置，聯立得：I=2 A.23 .【答案】12 25【解析】當導線中電流的頻率由50 Hz變為60 Hz時，若導線中電流大小相同，則它在鐵芯中產生的磁場的變化率增大為原來的1.2倍，導線中為10 A電流時示數為12 A ;若電流表指針偏角相同，則線圈中的磁通量變化率相同，導線中電流應為原來的強倍，故頻率為50 Hz時，電流的量程為30 A,而頻率為60 Hz時電流表的量程就成為 25 A 了.24 .【答案】電感線圈電容器【解析】電感線圈的作用是通直流阻交流，