第三章交变电流基础练习 2021-2022 学年高二下学期物理粤教版 （2019）选择性必修第二册 一、单选题 1．电磁感应现象的发现，标志着人类从蒸汽机时代步入了电气化时代，下列设备利用电流热效应原理的是（　 　） A． B． C． D． 电风扇 电熨斗 发电机 电磁起重机 2．如图 A、B、C 为三相交流发电机的 3 组线圈，a、b、c 为三盏电阻不同的灯泡，已知发电机的相电压为 220V，则下列说法中正确的是（　　） A．灯泡两端的电压为 220 3 V B．灯泡两端的电压为 220V C．灯泡两端的电压为 220 2 V D．因三盏灯的电阻不同，灯泡两端的电压无法判断 3．在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随 时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为 2Ω ，则（　　） A． t  0 时，线圈平面位于与中性面垂直的位置 B． t  1s 时，线圈中的电流改变方向 C． t  1.5s 时，线圈中的感应电动势最大 D． t  2s 时，线圈中的电流为 0 4．家庭电路中交流电压随时间变化的规律为 u  220 2 sin100 t (V) A．最大值是 220V B．有效值是 220V C．周期是 100s D．频率是 100Hz 5．图乙是降压变压器图甲给用户供电的电路示意图， R0 ，则该电压的（　　） 表示输电线的总电阻、假设用户端为纯电阻用电器，总电 阻为 R。若变压器视为理想变压器、输入电压恒定，电表视为理想电表，当用户使用的用电器减少时，则（　　） A．用户总电阻 R 减少 B．电压表 C．用电器 R 两端电压升高 D．电流表 V2 A1 示数增大 示数保持不变 6．正弦电流和方波电流随时间变化的关系图像如图所示，四图中电流的最大值均为 5A ，下列说法正确的是（　 ） A．图甲为交流电，频率为 0.5Hz ，电流有效值为 2 2A B．图乙为直流电，频率为 0.5Hz ，电流有效值为 2 2A C．图丙为直流电，频率为 D．图丁为交流电，频率为 0.5Hz 0.5Hz ，电流有效值为 ，电流有效值为 2A 17A 7．如图所示为一台手摇发电机，它的大轮半径是小轮半径的十倍，小轮和线圈同轴转动，线圈的匝数为 100 匝， 线圈的面积为 50 cm2，磁铁产生的匀强磁场的磁感应强度为 0.1 T。现在该发电机两端接一个特殊的灯泡，灯泡两 端电压超过 2 V 时灯泡开始发光，但两端电压超过 6 V 时灯泡就会烧断。已知皮带不打滑，发电机线圈电阻可忽略 不计。某同学摇动手柄点亮灯泡，下列说法正确的是（ A．题目当中的“2 V”和“6 V”是指灯泡两端的最大电压 B．当大轮匀速转动时发电机输出方波交变电流 ） C．若要灯泡能够安全发光，该同学摇手柄的最小角速度为 D．若要灯泡能够安全发光，该同学摇手柄的最大角速度为 4 2 8 2 rad/s rad/s 8．某发电站向远方供电，将 U  10kV 的电压直接加在输送线路的输入端，且输送的电功率为 P  600kW ；输送线 路的终端获得的电功率为 500kW 。若要将此输送线路的效率提升为 98.5%，则输送线路的输入端需要接入的如图 n1 所示升压变压器的匝数比 n2 为（　　） A．3：20 B．3：10 C．2：5 D．1：10 9．如图所示，在理想自耦变压器原线圈的两端加上正弦式交变电压 线圈两端连接一个电动机 M 和电阻 R。已知电动机的额定电压 u1  10 2 sin100 t (V) U e  25V 、额定功率 ，总匝数 Pe  10W n2  200 匝的副 、内部线圈电阻 r  2.5 ，定值电阻 R  25 。现调节自耦变压器的滑片 P，使电动机恰好正常工作。电流表为理想电表，则以下 说法中正确的是（　　） A．电流表的示数为 1.4A B．接入电路的原线圈的匝数为 40 匝 C．变压器的输入功率为 35W D．电动机的输出功率为 7.5W 10．如图所示，两根间距为 20 2cm 的无限长光滑金属导轨，电阻不计，其左端连接一阻值为 10 的定值电阻，两 导轨之间存在着磁感应强度为 1T 的匀强磁场，磁场边界虚线为正弦曲线的一部分，一阻值为 10 的光滑导体棒， 在外力作用下以 10m/s 的速度匀速向右运动（接触电阻不计），交流电压表和交流电流表均为理想电表，则（　 　） A．电流表示数是 0.1 2A B．导体棒上消耗的热功率为 0.1W C．导体棒运动到图示虚线位置时，电流表示数为零 D．电压表的示数是 2V 11．手摇式发电机的简化图如图所示：发电机线圈内阻 1 ，产生的电动势随时间变化的规律为 e  10 2 sin10 t (V) 。现将发电机与阻值为 9 的灯泡组成闭合电路，则（　　） A．电压表的示数为10V B．线框转动到图示位置时，灯泡中电流瞬时值为零 C．线框由图示位置转 1 圈，回路中消耗的电能 1J 4 1 2 C D．线框由图示位置转 4 圈，通过灯泡的电荷量为 10 12．如图是用电区通过理想变压器降压给用户供电的示意图，假设用户负载均为纯电阻，分别为 压器的原副线圈的匝数分别为 ） n1 、 n2 、 n3 ，将如图所示虚线框内部分等效为电阻 RAB R1 和 R2 ，降压变 ，则下列关系式正确的是（ 2 A． RAB 2 �n � �n �  � 1 �� R1  �1 �� R2 �n2 � �n3 � 2 2 �n � 1 �n � 1 1  � 1 ��  � 1 �� C． RAB �n2 � R1 �n3 � R2 2 B． RAB 2 �n � �n �  � 2 �� R1  � 3 �� R2 �n1 � �n1 � 2 2 �n � 1 �n � 1 1  � 2 ��  �3 �� D． RAB �n1 � R1 �n1 � R2 二、填空题 13．有一台使用交流电的洗衣机上标有额定电压为“220 V"的字样，这“220 V”指交电电压的_____(选填“瞬时值”“有 效值”或“最大值”) ；洗衣机工作时消耗的电能_______ (选填“大于”“等于”或“小于”)洗衣机发热产生的内能。 14．经济：指输电线路建造和运行的费用______，电能损耗______。 15．在输送一定功率的电能时，为减少输电导线因发热而损失的电能，有效的方法是______(填“提高”成“降低”)送 电的电压：若变压器副线圈两端的电压大于原线圈两端的电压，则副线圈的匝数_______(填“大于”“小于“或“等于”) 原线圈的匝数。 16．如图所示是我国居民生活用电的电压随时间变化的关系图像，请写出该电压瞬时值的表达式________．若将 该电压加到阻值为110Ω 的定值电阻两端，则在10s 内产生的热量是________ J ． 17．风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量，目前处于世界领先地位，图甲为风力发电的简 易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁体转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时， 传感器显示如图乙所示，该交变电流的线圈两端电压瞬时值表达式为______V，线圈两端电压的有效值为 ______V。 三、解答题 18．有些机床为了安全，照明电灯用的电压是 36V，这个电压是把 380V 的电压降压得到的。如果变压器的原线圈 是 1140 匝，副线圈是多少匝？ 19．如图甲为某中小型水力发电站远距离输送单相交流电示意图，每根导线电阻为 4 Ω，远距离输电线的输送电流 为 100 A，若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为 960 kW，在用户端起点接有交流电压表，求： (1)升压变压器原副线圈匝数比； (2)设降压变压器原副线圈匝数比 40∶1，求用户端交流电压表的示数； (3)若用户端全是照明用电，能使多少盏“220 V、20 W”的节能灯正常发光？ 20．如图所示，N=50 匝的矩形线圈 abcd，ab 边长 l1=20cm，ad 边长 l2=25cm，放在磁感应强度 B=0.4T 的匀强磁场 中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的 OO′轴以 n=3000r/min 的转速匀速转动，线圈电阻 r=1Ω，外电 路电阻 R=9Ω，t=0 时线圈平面与磁感线平行，ab 边正转出纸外、cd 边转入纸里。求： （1）t=0 时感应电流的方向； （2）感应电动势的瞬时值表达式； （3）线圈转一圈外力做的功； （4）从图示位置转过 90°的过程中流过电阻 R 的电荷量。 参考答案： 1．B 2．B 3．A 4．B 5．C 6．D 7．C 8．B 9．C 10．B 11．D 12．D 13． 有效值 14． 低 15． 提高 16． 17． 大于 少 大于 u  220 2 sin100 t (V) 12sin(5 t ) 4400 6 2 18．108 1 4 19．(1) 40 ；(2)220V；(3) 4.4 �10 20．（1）线圈感应电流方向为 adcba。；（2）314cos100πt (V)；（3）98.6 J；（4）0.1 C