人教版初中高中物理选修二第三章《交变电流》经典测试题(含答案解析)(2)

一、选择题
1．如图所示，三只完全相同的灯泡L1、L2、L3分别与电感线圈、电容器和电阻串联后接在同一交流电源上，供电电压瞬时值为u1=U m sinω1t，此时三只灯泡亮度相同。

现换另一个电
源供电，供电电压瞬时值为u2=U m sinω2t，ω2=1
2
ω1，U m保持不变，则改换电源后
（）
A．L1灯比原来暗B．L2灯比原来暗
C．L3灯比原来暗D．L1、L2、L3三灯亮度仍然相同
2．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1：n2=3∶1，正弦交流电压有效值为U0恒定，电路中四个电阻R1=R2=R3=R4，理想电压表示数为U，则下列说法正确的是（）
A．R1与R2的电流之比为1∶1
B．R1与R2的电压之比为3∶1
C．R1与R2的功率之比为1∶3
D．R1与R2的功率之比为1∶9
3．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R。

开始时，开关S断开。

当开关S接通时，以下说法中不正确的是（）
A．副线圈两端M、N的输出电压减小
B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大
C．通过灯泡L1的电流减小
D．原线圈中的电流增大
4．如图所示，在以水平线段AD为直径的半圆形区域内有磁感应强度大小为B、方向垂直
纸面向里的有界匀强磁场。

现有一个闭合导线框ACD（由细软弹性电阻丝制成），端点A、D固定。

在竖直面内，将导线与圆周接触的C点以恒定角速度ω（相对圆心O）从A 点沿圆弧移动至D点，使导线框上产生感应电流。

设导线框的电阻恒为r，圆的半径为R，从A点开始计时，下列说法正确的是（）
A．导线CD始终受到指向圆心O的安培力
B．C到达圆弧最高点时导线框中感应电动势的最大
C．导线框中感应电动势的最大值为2
2BRω
D．C点从A转至D过程中导线框中产生的焦耳热为
24
2
B R
r πω
5．小明分别按图1和图2电路探究远距离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的自感作用。

其中T1为理想升压变压器，T2为理想降压变压器，两次实验中使用的灯泡相同，灯泡的电压相等两次实验中（）
A．都接直流电源B．A两端的电压相等
C．A损耗的功率相等D．图1中A的电流较大
6．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。

转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表。

当变压器副线圈电压值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。

则下列说法正确的是
（）
A．开关闭合后，电压表示数为5V
B．转换器产生的交流电在1s时间内电流变化5次
C．若原、副线圈匝数比至少满足1:1000才能使钢针放电
D．若原、副线圈匝数比为1:2000，在一个周期内钢针放电时间为0.1s
7．如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流)．产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器)之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是()
A．一定是降压变压器，因为P＝I2R，降压后电流减少，导线上损失的电能减少
B．一定是降压变压器，因为
2
U
P
R
=，降压后电压降低，导线上损失的电能减少
C．一定是升压变压器，因为
U
I
R
=，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强
D．一定是升压变压器，因为P＝UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少
8．如图所示，理想变压器原线圈接交流电源和理想交流电流表，副线圈接热水器和抽油烟机，原副线圈的匝数比为4:1，副线圈上电源的瞬时值2202sin100(V)
u tπ
=，开关S断开时，电流表示数是1A，开关S闭合时，电流表示数是1.25A，下列说法正确的是
A．交流电源输出电压的最大值是55V
B．交流电源输出电压的最大值是880V
C ．S 闭合时，抽油烟机消耗的功率是1100W
D ．S 闭合时，抽油烟机消耗的功率是220V
9．图为远距离输电的电路原理图，则下列判断正确的是（ ）
A ．U 1>U 2
B ．U 2=U 3
C ．I 4<I 2
D ．I 1>I 2 10．如图所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭
合开关S ，下列说法正确的是（ ）
A ．P 向下滑动时，灯L 变亮
B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压变大
C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小
D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大 11．电压互感器和电流互感器是利用变压器原理对高压电路或是高电流电路进行测量的工具，钳形电流表就是电流互感器的一种（如图），它可以在不改变被测电路结构的情况下直接测出电路电流，它的测量过程如图a 所示，此时正在测量一台正常工作电动机的电缆线的电流，其内部变压器可以视为理想变压器，内部结构如图a 右侧所示（电流表表盘上刻度值已经转换成被测电流值）。

图a 中电流表的读数为0.9A 。

图b 中用同一电动机电缆线绕了3匝，则（ ）
A ．这种电流表也能测交流电压
B ．这种电流表能测交流电流，图b 的读数为0.3A
C ．这种电流表能测交流电流，图b 的读数为2.7A
D ．这种电流表能测交流电流，图b 的中电流表指针周期性摆动
12．某交变电流的图像如图所示，则该交变电流的有效值为（ ）
A ．2
B ．4A
C ．2A
D ．6A
13．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1n n ，原线圈接入电压
()
=的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻u tπ
2202sin100V
器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（）
A．副线圈中交变电流的频率为100Hz
B．t=0.02s时，电压表的示数为0
C．电流表的示数先变小后变大
D．定值电阻R消耗的功率先变大后变小
14．如图所示，在用可拆变压器“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，下列说法正确的是（）
A．可以用多节干电池串联起来作为电源
B．若铁芯不闭合，通过正确的操作可以得到结论：在误差允许的范围内原副线圈的匝数比等于电压之比
C．原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、4接线柱，副线圈电压大于原线圈电压
D．保持原线圈匝数和电压不变，改变副线圈的匝数，可以研究副线圈匝数对输出电压的影响
15．如图所示，理想变压器原线圈接在输出电压不变的交流电源上，图中各电表均为理想电表。

下列说法正确的是（）
A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，通过电阻R1的电流变大
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小
C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小
D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大
二、填空题
16．如图，在理想变压器原副线圈的回路中分别接有三个阻值相同的电阻1R、2R、3R。

A、B两端接在输出电压恒为U的正弦交流发电机上，此时三个电阻消耗的功率相同。

则变压器原、副线圈的匝数比为___________;电阻1R两端的电压为________。

17．一交流电流的图像如图所示，由图可知，该交变电流周期为______s ，用电流表测该电流示数为______A ，若该交流电流通过10Ω的电阻时，电阻消耗的电功率为______W 。

18．如图所示的交变电流的有效值I =___________A （其中每个周期的后半周期的图像为半个周期的正弦曲线）。

若将此电流接在阻值R =50Ω的电热丝两端，1s 内产生的热量为___________J 。

19．如图所示。

L 1和L 2是输电线，甲、乙是两个互感器，通过观测接在甲、乙中的电表读数，可以间接得到输电线两端电压和通过输电线的电流。

若已知图中12:100:1n n =，34:1:10n n =，V 表示数为220V ，A 表示数为10A ，则甲是__________，输电线两端电压是________；乙是______，输电线两端电流是__________。

20．如图所示是常用电器中电源的滤波装置，当输入端含有直流分、交流高频成分和低频交流成分的电流时，则输出端应是___________ ．
21．把标有“36V ，40W”的灯泡，接在交流电源上，若它的实际功率只有20W ，则交流电源电压的最大值U m =_______V.
22．如图所示,理想变压器初级线圈接在220V 正弦交流电源上,负载是一阻值为R =10Ω的电
阻,次级线圈b 、c 间匝数为10匝,当把电键K 从b 掷向c,通过R 的电流增加了0.2A,则此变压器铁芯中磁通量的最大变化率为________wb/s
23．如图所示为远距离输电示意图．已知升压变压器原、幅线圈的匝数比n 1∶n 2=1∶10，原线圈的输入电压为U 1，输入功率为P 1，输电线上的电阻为r ，变压器为理想变压器．则升压变压器原线圈的输出电压为_________，输电线上的损耗功率为_________．
24．如图，该电流的有效值为______A 。

25．某发电站的输出功率为 104 kW ，输出电压为 4 kV ，通过理想变压器升压后向125 km 远
处用户供电．已知输电线的电阻率为 ρ＝2.4×10－8Ω·m ，导线横截面积为1.5×10－4 m 2，输电
线路损失的功率为输出功率的4%，求：所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是______，如果用户用电器的额定电压为 220 V ，所用理想降压变压器原、副线圈匝数比是______.
26．如图1所示，匝数100n =，边长0.1m l =的正方形线框置于匀强磁场中，从图示位置开始计时，让线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动，通过线框的磁通量随时间变化的图象如图2所示。

(1)匀强磁场的磁感应强度为___________T ；
(2)线框中感应电动势的有效值为___________V ；
(3)线框中感应电动势的瞬时值表达式为___________。

三、解答题
27．在某偏僻山区建设了一个小型水电站，通过升压变压器将电能输送到镇上．已知发电机组输出电压为400V ，输出功率为l03kW ，输电线的总电阻为1000Ω，镇上用户得到的最大功率为900kW ，求：
（1）升压变压器原线圈和副线圈的匝数之比；
（2）用户端降压变压器原线圈两端的电压。

28．如图所示是一个交流发电机的示意图。

线框abcd 处于匀强磁场中，已知ab=bc =20cm ，B =2
πT ，线圈匝数n =50，线圈电阻r =5Ω，外电路负载电阻R =5Ω，线圈以
1200r/min 的转速匀速转动。

求：（1）若从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，感应电动势的瞬时表达式； （2）由图示位置转过30°角的过程中产生的平均感应电动势；
（3）由图示位置转过90°角的过程中线圈上产生的热量。

29．如图所示，理想变压器有两个副线圈，1L 、2L 是两盏规格为“220W U ”的灯泡，3L 、4L 是两盏规格为“313W U ”的灯泡，当变压器的输入电压为1220V U =时，四盏灯泡恰好都能正常发光，如果原线圈的匝数11100n =匝，副线圈的匝数240n =匝、360n =匝，求：
（1）2U 、3U 各是多少？
（2）电流表的读数？
30．发电机的端电压为220V ，输出电功率为44kW ，输电线路的电阻为0.2Ω，先用初、次级匝数之比为1:10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户。

(1)画出全过程的线路图；
(2)求用户得到的电压和功率。