1、高中物理选修3-2第五章交变电流单元测试卷一、单选题1如图所示，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下列说法中，正确的是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U1=U和U2=kU两种电压来输送电能,若输送的功率相同,在输电线上损失的功率相同,导线的长度和材料也相同,则在两种情况下导线的
2、横截面积之比S1S2为 ()A.k 1B.1kC.k21D.1k24下图所示电路中,已知交流电源电压u=200sin 100t V,电阻R=100 ,则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n1，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则此两电阻大小之比R1R2为A.n1n2B.C.n2n1D.6下列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
3、流电的是7如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为31，图中四只灯泡完全相同，在L1、L2、L3正常发光的条件下，若断开L4，则A.L1、L2、L3变亮B.L1、L2、L3变暗C.L1变亮，L2、L3变暗D.L1变暗，L2、L3变亮8如图所示，变压器线圈匝数分别为n11100匝，n260匝，n345匝现将220 V的交流电加在线圈n1两端，若需对用电器R供3 V的电压，则应A.将a接到d，b接到cB.将a接到bC.将a接到c，b接到dD.以上均不对9根据交变电流瞬时表达式i5sin500t(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.
4、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变化的情况如下图所示.下列说法中正确的是() 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 Wb二、多选题11某小型水电站的电能输送示意图如下图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电.已知输电线的总电阻为R,降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为41,降压变压器副线圈两端交变电压u=220sin 100t (V),降压变压器的副线圈与阻值R0=11 的电阻
5、组成闭合电路.若将变压器视为理想变压器,则下列说法中正确的是()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 41C.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的匀强磁场中以角速度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，下列措施可采用的是A.只将角速度增大1倍B.只将线圈边长L增大至2LC.只将线圈匝数增加至2nD.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
6、率为P，则A.输电线上的电流为B.输电线上的功率损失为C.用户得到的功率为P()2rD.用户得到的电压为14如下图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为15,原线圈两端的交变电压为u=20sin 100t (V).氖泡在两端电压达到100 V时开始发光,下列说法中正确的有()A.开关接通后,氖泡的发光频率为100 HzB.开关接通后,电压表的示数为100 VC.开关断开后,电压表的示数变大D.开关断开后,变压器的输出功率不变15如图所示，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，则下列几组关系式中正确的是A.，B.，C.n1I1
7、n2I2n3I3D. 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P,若接到某直流电源上时产生的热功率为,忽略电阻随温度的变化,则所接直流电源的电压U=V.17如下图所示,电表均为理想的交流电表,保险丝P的熔断电流为2 A,电容器C的击穿电压为300 V.若在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,则电流表的读数为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
8、高压输送线路把电能输送到远方如果某发电站将U6 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P800 kW.则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差E9 600 kWh(1 kWh1度电)求：(1)此种情况下，高压线路的输电效率(2)若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则在发电站处应安装一个变压比(n1/n2)是多少的变压器？19某发电站的输出电压u=5 000sin 314t V,输出功率为P=5 000 kW,远距离输电导线的电阻R=80 ,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.(2)若到达用户
9、端使用匝数比为1921的降压变压器对电阻为R0=10 的用电器供电,则最多可接这样的用电器多少个?20如下图所示,一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈,匝数比nAnBnC=421,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I0,则交流电流表A1的示数为多少?参考答案1.D【解析】本题考查了电感、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，I甲不变，I乙增大；
10、又因为灯泡亮度与热功率(PI2R)成正比，所以只有丙灯不亮，乙灯最亮 2.D【解析】本题考查了交变电流的四值、变压器、远距离输电的知识点，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I=,输电线上损失的功率P损=I2R=I2, 故S=,即S,所以S1S2=(kU)2U2=k21,选项C正确. 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,U=100V141 V,I=1.41 A,
11、故选项B正确. 5.B【解析】本题考查了变压器的知识点，意在考查考生的理解能力。根据题意画出示意图，如图(a)和(b)所示,设电源输出电压为U，图(a)中电源输出功率是R1上得到的功率 P1=，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U2=，所以P2=.根据题意 P1=P2，,得到 R1R2=n12n22. 6.C【解析】本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】本
12、题考查了变压器的知识点，意在考查考生的理解能力。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，则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L1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变亮故选D。 8.C【解析】本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，则匝数之比应为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。故选C。 9.D【解析】本题考查了交变电流的四值的知识点，意在考查考生
13、的理解能力。由交流电瞬时值表达式，令i为最大值时有sin(t)1，即(500t)/2，则t/10003.14103(s)选D. 10.D【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=2f=25 rad/s=10 rad/s,由公式Emax=NBS=Nmax 得磁通量的最大值为max=Wb,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
14、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41,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】本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I可推得A、D正确边长为2L时，S4S，R2R，故B正确，若匝数n2n，则R2R，I不变，故C项错误 13.AC【解析】本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，其供电原理如图所示，由PUI得
15、输电线上的电流为，A正确；输电线上的功率损失为PI2r()2r，B错误；用户得到的功率为P()2r，C正确；用户得到的电压为UUUIrU()r，D错误故选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U1=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,故选项B正确;交变电压的频率为f=Hz=50 Hz,一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,
16、故变压器的输出功率减小,选项D错误. 15.AC【解析】本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；故选AC。 16.18【解析】设电热器的电阻为R,接交流电源时,有P=接直流电源时,有=,联立解得U=18 V. 17.2212.1【解析】电阻R0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 V=2
17、12.1 V. 18.(1)50%(2)【解析】本题考查了变压器、远距离输电的知识点，意在考查考生的理解能力。(1)此情况下，终端功率PP800 kW400 kW所以，输电效率100%100%50%(2)设高压输送线路的导线电阻为r，由题意知：原来线路损耗P损1r400 kW，而UI1P现在线路损耗P损2P(198%)r而UI2P，解得 19.(1)输电线上损失的功率P损=4%P=2105 W由P损=R,可得输电线中的电流为I2=A=50 A升压变压器副线圈两端电压为U2=V=105 V发电站输出电压的有效值U1=V=5 000 V故升压变压器原、副线圈的匝数比为=(2)输电线上的电压损失U=I2R=4 000 V降压变压器的输入电压为U3=U2-U=9.6104 V由=得降压变压器的输出电压U4=500 V每个用电器消耗的功率为P0=2.5104 W降压变压器的输出功率P=P-P损=4.8106 W可接用电器的个数为N=192(个).【解析】无 20.由=可得UC=UB,故IC=I0对于理想变压器有P1=P2+P3,即有IAUA=I0UB+ICUC所以IA=I0+IC=I0+(I0)代入数据可得IA=I0.【解析】无
