第三章 交变电流 单元测试 一、选择题 I（本题共 13 小题，每小题 3 分，共 39 分。每小题列出的四个备选顶中 只有一个是符合题目要求的，不选、多选、错选均不得分） 1．两人在赤道上站立，各自手握金属绳 OPO′的一端，绕东西方向的水平轴沿顺时针 方向匀速摇动，周期为 T，将金属绳连入电路，闭合回路如图所示，取金属绳在图示 的最高位置时为 t=0 时刻，则下列说法正确的是（　　） A．电路中存在周期为 T 的变化电流 B．t=0 时刻，回路磁通量最大，电路中电流最大 C．t= T 时刻，电流向左通过灵敏电流计 4 D．t= T 时刻，回路磁通量最大电路中电流最大 2 2．如图所示线圈匀速转动或匀速直线运动，能产生交变电流的是（　　） A． B． C． D． 3．如图所示是一交变电流的 i-t 图象，则该交变电流的有效值为（　　） A． 4A 8 A C． 3 2 30 A B． 3 D． 2 2A 4．图（a）为电视机电脑板供电电路图，图中变压器可视为理想变压器，原、副线圈 的匝数比为 44：1，R 为用电器件的等效电阻，阻值为 5Ω，A 为理想电流表。已知 ab 两点间的电压如图（b）所示，下列说法正确的是（　　） A．通过 R 电流的表达式为 i  2 sin(100 t ) B．电流表的示数约为 1.41A C．原线圈中磁通量的变化率大于副线圈中磁通量的变化率 D．原线圈两端的电压为 220 5．在如图所示的电路中， L1 2 、 V L2 、 L3 为三盏完全相同的灯泡，L 是一个自感系数很大、 直流电阻为零的自感线圈，E 为电源，S 为开关，C 是电容很大的电容器。关于三盏灯 泡，下列说法正确的是（　　） A．合上开关时， L2 不亮， L1 、 L3 同时亮 B．合上开关时，三盏灯泡同时亮 C．开关合上足够长时间后， L3 最亮， D．开关合上一段时间后再断开， L1 、 L1 L2 、 L2 一样亮 亮一下后一起缓慢熄灭， L3 立即熄灭 6．图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁 转动，转速与风速成正比。某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则（ ） A．磁铁的转速为 10r/s B．每秒钟交变电流方向变化 5 次 C．风速加倍时电流的表达式为 i＝1.2sin10πt（A） D．风速加倍时线圈中电流的有效值加倍 7．如图所示，P 为理想自耦变压器滑动端，原线圈匝数为 4000，原线圈两端的瞬时电 压为 220 2 sin50πt（V），电阻 R1=200Ω，R2=300Ω，D 为理想二极管，电容器的电容 为 2000μF，则下列说法中正确的是（　　） A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为 0.22Wb/s B．滑动端 P 从 b 向 a 滑动的过程中，电容器两端的电压逐渐降低 C．滑动端 P 从 a 向 b 滑动的过程中，副线圈两端电压减小 D．当滑动端 P 移动到 ab 的中点时，R2 的电功率与 R1 的电功率之比为 3︰2 8．如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b 端接电压稳定的正弦交流电源， 理想变压器的原、副线圈匝数比为 k 且 k 1 ，定值电阻 R1  R2 理想电表，其示数分别用 I 和 U 表示。当向上调节滑动变阻器 ，电流表、电压表均为 R3 的滑片 P 时，电流表、 电压表示数变化量分别用 ΔI 和 ΔU 表示。则以下说法正确的是（　　） A． R2  C．电阻 ΔU ΔI R2 B． 消耗的功率 P2  UI R1  1Δ U k 2 ΔI D．电源的输出功率一定增大 9．一个含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻 R  10Ω 。当输入电压 U  4V 时， 原线圈中电流为 1.6A ，则变压器原、副线圈匝数比为（　　） A．2：1 B．1：2 C．4：1 D．1：4 10．某发电站用11kV 的交变电压向远处送电，输送功率为110kW ，输电线的总电阻为 5Ω 。若改用 （　　） 55kV 的交变电压送电，保持输送功率不变，则输电线上节约的电功率为 B． 480W A． 20W C． 490W D． 500W 11．远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副 线圈匝数比 n1 : n2  1:1000 ，在 T 的原线圈的两端接入一有效值 U=1000V 的正弦交流 4 电压，若原线圈的输入电功率 P  1�10 kW ，输电线的总电阻为 20Ω。不考虑其他因 素的影响，则输电线上损失的电功率为（　　） A．2kW B．5kW C．10kW D．20kW 12．小型手摇发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线圈 abcd，磁极间的磁场视为匀 强磁场，方向垂直于线圈中心轴 OO′，线圈绕 OO′匀速转动，如图所示，单匝矩形线 圈的 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，不计线圈电阻，则发电机输出电 压（　　） A．峰值是 e0 B．峰值是 2e0 2 C．有效值是 2 e0 D．有效值是 2 Ne0 13．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 4：1，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），R0 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 V2 的示数为 9 2 V B．R 处温度升高时，变压器原线圈的输入功率增大 C．R 处温度降低时，电流表的示数变大，电压表 V2 的示数变小 D．原线圈两端电压的瞬时值表达式为 u  36 2 sin 50 t (V) 二、选择题Ⅱ（本题共 3 小题，每小题 2 分，共 6 分。每小题列出的四个 备选项中至少有一个是符合题目要求的。全部选对的得 2 分。选对但不 全的得 1 分。有选错的得 0 分） 14．如图所示，矩形线圈 abcd 与可变电容器 C、理想电流表 A 组成闭合电路。线圈在 有界匀强磁场中绕垂直于磁场的 bc 边匀速转动，转动角速度 ω=100πrad/s。线圈匝数 N=100 匝，边长 ab=0.2m、ad=0.4m，电阻不计。磁场只分布在 bc 边的左侧，磁感应强 2 度大小 B= 16 T。电容器放电时间不计。下列说法正确的是（　　） A．该线圈产生的交流电动势有效值为 25 B．该线圈产生的交流电动势峰值为 50 V C．电容器的耐压值至少为 50V 2 V D．电容器的耐压值至少为 50 2 V 15．如图是远距离输电的原理图，其中升压变压器原、副线圈两端的电压分别为 U1、U2，降压变压器原、副线圈两端的电压分别为 U3、U4，假设发电厂输出电压 U1 恒 定不变，输电线的电阻不可忽略，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　 　） A．保持输送功率不变，增大输送电压 U2，输电线上损耗的功率减小 B．用电高峰时用户负载增加，U2 增大 C．用电高峰时用户负载增加，U3 增大 D．用电高峰时用户负载增加，U4 减小 16．如图，发动机的矩形线圈长为 2L 、宽为 L ，匝数为 N ，放置在磁感应强度大小为 B 的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为 接有电阻 R1 和 R2 n0 、 n1 和 n2 ，两个副线圈分别 ，当发电机线圈以角速度  匀速转动时，理想电流表读数为 I ，不计 线圈电阻，下列说法正确的是（　　） n1 I R A．通过电阻 2 的电流为 n2 n2 IR1 R B．电阻 2 两端的电压为 n1 2NBL2 C． n0 与 n1 的比值为 IR1 2N 2 B 2 L4 2 D．发电机的功率为 R1  R2 三、实验题 17．（7 分）在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，操作步骤如下： ① 将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上； ② 闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压； ③ 将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接 上小灯泡； ④ 将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。 （1）以上操作的合理顺序是________（只填步骤前的数字序号）。 （2）如图所示，在实验中，两线圈的匝数分别为 1600、400，当原线圈匝数较多，且 原线圈两端电压为 12V 时，副线圈两端电压为 3V；原线圈与副线圈对调后，当原线圈 两端电压为 2V 时，副线圈两端电压为 8V。那么可初步确定，变压器原、副线圈的电 压 U1、U2 与原、副线圈匝数 n1、n2 的关系是________。 18．（7 分）理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场 被束缚在铁芯内不外漏的变压器．现有一个理想变压器、一个原线圈（匝数为 n1）和 一个副线圈（匝数为 n2）。甲、乙两位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端 的电压与线圈匝数的关系。 （1）甲同学的猜想是 U1∶U2＝n1∶n2；乙同学的猜想是 U1∶U2＝n2∶n1.你认为猜想合理的 同学是________，你做出上述判断所依据的物理规律是_________。 （2）为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究。为保证实验安全、有效地进 行，应选用________电源。 （3）在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于________挡，并选用 ________量程进行试测，大致确定被测数据后，再先用适当的量程进行测量。 四、解答题 19．（12 分）如图所示，正方形线圈 abcd 谢绕对称轴 OO′在匀强磁场中匀速转动，转 50 速为  r/s，已知 ab=ad=20cm，匝数 N=100，磁感应强度 B=1T，图示位置线圈平面 与磁感线平行．闭合回路中线圈的电阻 r=4Ω，外电阻 R=12Ω．求： （1）线圈转动过程中感应电动势的最大值； （2）从图示位置开始计时，写出感应电流的瞬时表达式； （3）交流电压表的示数； （4）从图示位置转过 90°过程中的平均电动势； （5）从图示位置转过 90°过程中的通过线圈截面的电荷量 q。 20．（13 分）查史料可知，1882 年珍珠街电站采用 6 台直流发电机，输出总功率为 661.5kW，电能输送的最远距离为 1.6km，给用户提供 110V 的直流电压，最多可满足 6000 盏 16W 的爱迪生灯泡使用。 （1）电流在输电线路上损耗的功率占发电机输出功率的百分比是多少？ （2）估算直流发电机的输出电压； （3