第三章 交变电流 单元过关测试 一、单选题 1．（2022·黑龙江·哈尔滨三中高三阶段练习）一个单匝总电阻为 2Ω 的闭合矩形金属线框位于匀强磁场中， 绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，该线圈产生的电动势 e 随时间按如图所示的余弦规律变化。下列说 法正确的是（　　） A．线框产生电流峰值为 200A B．线框产生电动势有效值为 100 2V C．线框的热功率为 20000W D．t=0.01s 时，线框的磁通量最大 2．（2022·福建师大附中高三开学考试）如图所示，电阻为 r 的单匝矩形线圈面积为 S，在匀强磁场中绕 垂直于磁场的轴以角速度  匀速转动。匀强磁场的磁感应强度为 B， t  0 时刻线圈平面与磁场垂直，各 电表均为理想交流电表，则（　　） A．滑片 P 下滑时，电压表的读数不变 B．图示位置线圈中的感应电动势最大 C．线圈从图示位置转过 180°的过程中，流过电阻 R 的电荷量为 2BS Rr 2 D．1s 内流过 R 的电流方向改变  次 3．（2022·辽宁·沈阳市第一二〇中学高三开学考试）如图甲所示的电路，理想变压器的原、副线圈匝数 之比 n1 : n2  2 :1 ，定值电阻 R1 和 R2 的阻值分别为 5 和 3 ，电表均为理想交流电表，电源输的交流电如 图乙所示，图中的前半周期是正弦交流电的一部分，后半周期是直流电的一部分，则（　　） A．电流表示数为 C． R1 2 3A B．电压表示数为 的功率为10W D． R2 6 3V 的功率为 12W 4．（2022·河南信阳·二模）如图为日常生活中常见的电子打火灶点火装置原理图。将 3V 直流电压通过转 换器转换为正弦交变电压 u  9sin100 t (V) ，再将其加在匝数比 n2 : n1  1000 : 1 的理想变压器的原线圈上， 副线圈两端就可获得高压引发电火花点燃燃气。下列说法正确的是（　　） A．原线圈两端所接交流电压表的读数为 9V B．原线圈两端所接交流电压表的读数为 9 2V C．放电针之间电压最高可达 9000V D．放电针之间电压最高可达 9000 2V 5．（2021·山东·济南市天桥区黄河双语实验学校高二阶段练习）如图所示，理想变压器的原线圈与输出 电压有效值恒定的正弦交流电源相连，副线圈通过导线与灯泡 L 和滑动变阻器 R 相连，若将滑动变阻器 滑片上滑，则滑动过程中，下列说法正确的是（　） A．副线圈两端电压变大 B．原线圈中电流增大 C．电源的输出功率不变 D．灯泡 L 亮度变亮 6．（2022·江西·九江一中高二开学考试）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 1：5，原线圈两 端的交变电压为 u  20 2 sin100 t V 氖泡在两端电压达到 110V 时开始发光，下列说法中正确的有（　 　） A．开关接通后，氖泡不发光 B．开关接通后，电压表的示数为 100V C．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 7．（2022·安徽·合肥市第八中学高二期末）如图甲所示电路中， L3 为两只标有“8V L1 为标有“4V 2W”字样的小灯泡， 6W”字样的相同灯泡，变压器为理想变压器，各电表为理想电表，当 所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　） ab L2 、 端接如图乙 U m  28V A．电流表的示数为 0.75A B．交变电压的最大值 C．变压器原、副线圈的匝数之比为 3∶1 D．电压表的示数为 16V 8．（2022·全国·高三专题练习）某兴趣小组自制一小型发电机，使线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向 的固定轴转动，穿过线圈的磁通量 Φ 随时间 t 按正弦规律变化的图象如图所示，线圈转动周期为 T，线圈 产生的电动势的最大值为 Em。则（　　） A．在 t＝ T 时，磁场方向与线圈平面平行 4 B．在 t＝ T 时，线圈中的磁通量变化率最大 2 C．线圈中电动势的瞬时值 e＝Emsin ( 2 t ) T D．若线圈转速增大为原来的 2 倍，则线圈中最大电动势变为原来的 4 倍 9．（2022·黑龙江·哈师大青冈实验中学高二开学考试）一个 10Ω 的电阻，它两端的电压 u 随时间 t 的变化 规律如图所示，则（　　） A．流过电阻的最大电流是 22A B．用交流电压表测量电阻两端的电压，其示数为 311V C．电阻消耗的功率为 4840W D．在交流电变化的半个周期内，电阻产生的焦耳热是 96.8J 10．（2022·全国·高三课时练习）如图所示，磁感应强度为 B 的磁场均匀分布，一单匝线框 abcd 面积为 S，在 cd 边上接有一电容器，现把线框以 cd 为轴，从上往下看沿顺时针方向以角速度 ω 旋转 180°到虚线 位置，在此过程中，下列说法正确的是（　　） A．电容器两极板间电压随时间变化关系为 U=BSωsinωt B．电容器上极板先带正电，后带负电 C．电流方向始终是由 a 流向 c D．若把线框匀速平移到虚线处，过程中电容器不带电 11．（2022·全国·高三课时练习）如图甲所示，标有“220V　40W”的灯泡和标有“20μF　360V”的电容器并 联到交流电源上，电压表为理想交流电压表，交流电源的输出电压如图乙中正弦曲线所示。闭合开关 S， 下列判断正确的是（　　） A．电容器会被击穿 B．交流电源的输出电压的有效值为 220 C．t= T 时刻，电压表的示数为零 2 D．t= T 时刻，通过灯泡的电流为零 2 2 V 二、填空题 12．（2022·福建·模拟预测）如图所示，单匝矩形闭合导线框 abcd 处于磁感应强度大小为 B、方向垂直纸 面向里的水平匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为 R。线框绕与 cd 边重合的竖直固定转轴以角速度 ω 从 中性面开始匀速转动， （1）线框中感应电流的有效值 I=___________。 （2）线框从中性面开始转过  过程，通过导线横截面的电荷量 q=___________。 2 13．（2022·陕西·宝鸡市金台区教育体育局教研室高二期末）图甲为交流发电机示意图，磁场可视为水平 方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO'沿逆时针方向匀速转动，电阻 R=4Ω，线圈电阻 r=1Ω。 从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图象如图乙所示。则电动势瞬时值的表达式为_____ _V；若只将线圈转动的角速度变为原来 2 倍时，电动势的最大值为______V，有效值为________V。 14．（2021·福建省连城县第一中学高二阶段练习）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降 低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从 A 处采用 550kV 的超高压向 B 处输电，输电 线上损耗的电功率为∆P，到达 B 处时电压下降了∆U。在保持 A 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条 件下，改用 1100kV 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为∆P′，到达 B 处时电压下降了∆U′。不考虑其 他因素的影响，∆P′=______，∆U′=______（∆P 和∆U 已知） 三、解答题 15．（2022·吉林·抚松县第一中学高二开学考试）如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B  0.5T ，边长 L  10cm 的正方形线圈 abcd 共 100 匝，线圈电阻 角速度   2 rad/s ，设电路电阻 R  4 。求： r  1 。线圈绕垂直于磁感线的对称轴 OO� 匀速转动， （1）转动过程中感应电动势的最大值和交变电压表的示数； （2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过 60°角时的瞬时感应电动势； （3）由图示位置转过 90°角的过程中产生的平均感应电动势； （4）由图示位置转过 90°角的过程中通过 R 的电荷量； （5）线圈转动一周外力所做的功。 16．（2022·河南省信阳市教育局高二期末）如图甲所示为一小发电机的示意图，共有 10 匝的矩形线圈在 匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中的磁通量随时间变化的规律为  如线圈的电阻为 2Ω，外接电阻 R 的阻值为 8Ω，交流电压表 V 为理想电表。求： （1）线圈中感应电动势的最大值； （2）电压表的示数。 2 sin 20πWb t 10π  。已 17．（2022·陕西·周至县第四中学高二开学考试）如图所示，理想变压器的原线圈上接有理想电流表，副 线圈上接有“36V，9W”的灯泡 L1 和“36V，12W”的灯泡 L2，开关 S 断开时，L1 正常发光，电流表的读数为 1A。求： （1）S 断开时，通过副线圈的电流； （2）原副线圈的匝数比； （3）S 闭合后变压器的输入功率和电流表的读数。 参考答案： 1．B 2．C 3．D 4．C 5．B 6．B 7．C 8．B 9．C 10．A 11．D 12． 13． 14． 2 BS 2R BS R e  12.5 2cos100 t 1 ∆P 4 1 2 25 2 25 ∆U 15．（1）3.14V，1.78V；（2）1.57V；（3）2.0V；（4）0.1C；（5）1J 16．（1） 20 2V ；（2） 16V 7 A 17．（1）0.25A；（2）1：4；（3）21W； 3