第 3 章 交变电流与远距离输电 单元优选综合卷 一、单选题 1．（2020·天津市红桥区教师发展中心高二期末）交流发电机在工作时电动势为 e  Em sint ，若将发电机 的转速提高一倍，同时将线圈所围面积减少一半，其它条件不变，则电动势为（　　） t A． e  Em sin（） 2 B． e  2 Emsin( C． t ) 2 e  Emsin（） 2t D． e  Em 2sin（） 2t 2．（2022·河北·高三学业考试）在如图所示的电路中，理想变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，该 电路输入端接在有效值为 U 的交流电源上。当滑动变阻器 R2 的滑片向下滑动时，变压器输出端的功率与 电源输入端的功率之比的变化情况是（　　） A．变小 B．不变 C．变大 D．不确定 3．（2022·广东·模拟预测）如图所示，有一台交流发电机 E。通过理想升压变压器 T1 和理想降压变压器 T2 向远处用户供电，输电线的总电阻为 R。T1 的输入电压和输入功率分别为 U1 和 P1，它的输出电压和输 出功率分别为 U2 和 P2；T2 的输入电压和输入功率分别为 U3 和 P3，它的输出电压和输出功率分别为 U4 和 P4，设 T1 的输入电压 U1 一定，当用户消耗的电功率变大时，有（　　） A．P2 变大，P3 变大 B．P1 变小，P2 变小 C．U2 变小，U3 变小 D．U2 变小，U4 变大 4．（2022·河北·模拟预测）如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有阻值 R0＝24Ω 和 R1＝5Ω、R2＝4Ω 的定值电阻，原线圈左侧接一正弦交流电源，开关闭合前后副线圈的输出功率不变，则原、副线圈的匝 数的比值为（　　） A．2 B．4 C．6 D．8 5．（2022·辽宁·丹东市教师进修学院高二期末）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为 3： 1，RT 为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，R1 为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。原线圈所接 电压 u 随时间 t 按正弦规律变化，如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．理想变压器输入、输出功率之比为 3：1 B．理想变压器原、副线圈中的电流之比为 3：1 C．u 随 t 变化的规律为 u  54sin100 t (V) D．若热敏电阻 RT 的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大 6．（2022·河南·郑州四中高二阶段练习）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为 220V，理 想变压器原、副线圈的匝数比为 10∶1，R1、R2、R3 均为固定电阻，R2=10  ，R3=20  ，各电表均为理想 电表。已知电阻 R2 中电流 i2 随时间 t 变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（　　） A．原线圈输入的交变电流频率为 500Hz B．电压表的示数为 120V C．电流表的示数为 1.0A D．变压器传输的电功率为 18W 7．（2022·江苏省天一中学高二期末）某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机的输出电压变 化规律如图乙所示。输电线总电阻为 r ，升压变压器原、副线圈匝数分别为 圈匝数分别为 n3 、 n4 （变压器均为理想变压器）。要使额定电压为 A．图乙中电压的瞬时值表达式为 220V n1 、 n2 。降压变压器原、副线 的用电器正常工作，则（　　） u  220 2 sin  100 t  V n1 n4  n B．图乙中电压的有效值和用电器的额定电压都是 220V ，所以 2 n3 C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大 D．升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率 8．（2022·辽宁·高三期末）如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴 OO� 匀速转动， 从某时刻开始计时，产生的感应电动势 e 随时间 t 的变化曲线如图乙所示，若外接电阻 R  100 ，线圈电 阻 r  10 ，电压表为理想交流电表，则下列说法正确的是（　　） B． 0.01s 时线圈平面与磁场方向平行 A．线圈的转速为 50r/s C．通过电阻 R 的电流有效值为 2A D．电压表的示数为 200V 9．（2021·全国·高三专题练习）一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的 磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是（　　） A．t＝0 时刻，线圈平面与中性面垂直 B．t＝0.01 s 时刻  的变化率最大 C．t＝0.02 s 时刻，交流电动势达到最大 D．该线圈产生的交流电动势的图象如图乙所示 10．（2021·黑龙江·大庆实验中学高三阶段练习）单匝闭合矩形线框电阻为 R，在匀强磁场中绕与磁感线 垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量 Ф 与时间 t 的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是 （　　） A． T 时刻线框平面与中性面垂直 2 B．线框的感应电动势有效值为 2 m T 2 2  m 2 C．线框转一周外力所做的功为 RT D．从 t＝0 到 t＝ T  m 过程中线框的平均感应电动势为 T 4 11．（2021·河南·开封高中模拟预测）如图（a），在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线框绕竖 直轴 OO� 逆时针匀速转动，已知线框的匝数为 100 匝，通过线圈的磁通量  随时间 t 变化的关系如图 （b）所示。下列说法正确的是（　　） A．线框转动的角速度为 50 rad / s B． 0 : 0.01s 内线圈的平均感应电动势为 20V C． 0.005s 时线圈的瞬时感应电动势为 20 V D．一个周期内线圈中感应电动势的有效值为 50 2 V 二、填空题 12．（2021·山西·保德县中学校高二期中）理想变压器，它的初级线圈（原线圈）接在交流电源上，次级 线圈（副线圈）接一个标有“10V、90W”的灯泡，已知变压器初、次级线圈的匝数比 18 :1 ，那么小灯泡正 常工作时，图中的电压表的读数为___________V，电流表的读数为___________A。 13．（2021·甘肃·武威十八中高二期中）一矩形线圈在匀强磁场中以角速度 4 rad/s 匀速转动，产生的交 变电动势的图像如图所示。当 t  0 时，线圈平面与磁感线___________，当 t  0.5s 时，e 为 ___________V。 14．（2021·陕西·永寿县中学高二阶段练习）如图所示，在某一输电线路的起始端和终点端各接入一个理 想变压器，原、副线圈的匝数比分别为 n1∶n2=100∶1 和 n3∶n4=1∶50，图中 a、b 表示电流表或电压表，已知 电压表的示数为 22 V，电流表的示数为 1 A，每根输电线的电阻为 1Ω，则____ （选填“a”或“b”）为电流 表 ，输电线上损失的电功率为______， 线路输送的电功率为___________。 三、解答题 15．（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。 16．（2022·山东·及第中学模拟预测）如图所示，在 xOy 平面内，阻值为 R 的金属丝弯折成 y   A sin 2 x  形，两端点通过圆滑卡扣与 x 轴上的光滑金属杆紧密接触，长直杆的电阻不计。在 x 轴正 半轴上，0≤x≤  的区间内存在方向垂直于 xOy 平面、磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。在外力控制下使 2 金属丝以大小为 v 的速度匀速通过该区域，t=0 时刻，端刚好从 O 点进入磁场区域，求： （1）金属丝进入磁场的过程中，感应电动势的瞬时值表达式； （2）在金属丝全部穿过磁场的过程中，外力所做的功。 17．（2021·全国·高二课时练习）在用电高峰，我们会发现家庭电路中的白炽灯比正常发光时暗一些。某 物理兴趣小组对这一现象进行了调查研究。如图所示，供电电源的电压始终是 220V ，当用户的总功率是 8.6kW 时，该小组测得用户端实际得到的电压是 215V 。 请对上述调查结果进行分析。 参考答案： 1．C 2．A 3．A 4．A 5．D 6．B 7．A 8．B 9．B 10．C 11．C 12． 180 0.5 13． 垂直 14． b 0 5000 W 110 kW 7 15．（1）0.25A；（2）1：4；（3）21W； A 3 3B 2 A2 v 16． 2 R