粤教版高中物理选修32第二章交变电流单元测试

2019-2019 学年粤教版高中物理选修 3-2 第二章交变
电流单元测试
一、单项选择题
1.经过一阻值 R=100Ω的电阻的交变电流以下图，其周期为 1s．电阻两头电压的有效值为（）
A. 12V
B. 4
V C. 15V D.8 V
2.远距离输电线路的表示图以下：
若发电机的输出电压不变，则以下表达中正确的选项是（）
A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设施耗费的功率没关
B.当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大
C.输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定
D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
3.为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电往常是经过变电所升压后进行远距离输送，再经变电所将高压变成低压．某变电所将电压
的沟通电降为 220 V 供居民小区用电，则变电所变压器( )
A. 原、副线圈匝数比为50∶1
B. 副线圈中电流的频次是100 Hz
C. 原线圈的导线比副线圈的要粗
D. 输入原线圈的电流等于居民小
区各用电器电流的总和
4.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（）
A. t ＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零
B. t＝0.01 s时线框平面与中性面重合
C. 线框产生的交变电动势有效值为311 V
D. 线框产生的交变电动势
频次为 100 Hz
5.以下图，理想变压器的原线圈两头接u=220sin100πt（V）的沟通电源上副线圈两头接 R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表．以下说法正确的选项是（）
A. 原线圈中的输入功率为220W
B. 原线圈中电流表的读数为
1 A
C. 副线圈中电压表的读数为110V
D. 副线圈中输出沟通电的周
期为 0.01s
A. 由公式得，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大
B. 由公式得，输电导线的电阻越大，输电导线上的功率损失越小
C. 由公式得，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大
D. 由公式 P＝IU 得，输电导线上的功率损失与电流强度成正比
7.以下图为理想变压器，原线圈的匝数为 1 000 匝，两个副线圈的匝数分别为50匝和 100 匝， L 1是“6V， 2W”的小灯泡， L2是“12V，4W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时， L 1、L 2都正常发光，那么，原线圈中的电流（）
A.A
B.A
C.A
D.A
8.一个灯泡经过一个粗导线绕成的线圈与一沟通电源相连结，以下图．一铁芯
插进线圈以后，该灯将( )
A. 变亮
B. 变暗
C. 对灯没影
响 D. 以上说法都不正确
二、多项选择题
9.以下图的电路中，当a、b 端加直流电压时， L1灯发光， L2灯不亮；当加同样电压的沟通电源时，L1灯发光但较暗， L2灯发光较亮．那么以下正确的选项是
（）
A. A 中接的是电感线圈， B 中接的是电容器
B. A 中接的是电容器， B 中接的是电感线圈
C. A 中接的是电阻， B 中接的是电容器
D. 若加的沟通电频次增大，电压不变，则L 1灯更改暗， L2灯更改亮
10.某电路的输入电流既有直流成分，又有沟通高、低频成分，若经过如图装置，只把沟通低频成分输送到下一级，那么对于该电路中各元件的作用，说法正确
的是（）
A. L 起到除去沟通成分的作用
B. C1是隔直电容器
C. C2起到除去高频成分的作用
D. 以上说法都不对
11.如图（ a）、（ b）所示的电路中，电阻R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，且小于灯 A 的电阻，接通 S 使电路达到稳固，灯泡 A 发光，则（）
A. 在电路（ a）中，断开 S 后， A 将逐渐变暗
B. 在电路（ a）中，断开 S 后， A 将先变得更亮，而后逐渐变暗
C. 在电路（ b）中，断开 S 后， A 将逐渐变暗
D. 在电路（ b）中，断开 S 后， A 将先变得更亮，而后逐渐变暗
12.我国沟通电的频次为 ________ Hz，那么 1min 内电流的方向改变 ________次．
13.照明用的沟通电电压刹时价表达式为μ=220sin100πt（V），则该沟通电电压的有效值为 ________ V；假如用该照明用的沟通电给手机电池充电（充电电
压约为 4V）．则手机充电器是 ________（填“升压”或“降压”）变压器．
四、解答题
14.某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8 ×104W，电厂输出电压仅 350V，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压高升再输送，在输
送途中，输电线路的总电阻为4Ω，同意损失的功率为输送功率的5%，求：用户所需电压为 220V 时，升压、降压变压器的原副线圈的匝数比各是多少？
五、综合题
15.以下图，三相沟通电的线电压为380V，三相负载为三个完整同样的灯泡；
（1）则图中 a 灯的电压为 ________V；
（2）当沟通电源的 A 相断开时，图中 b 灯的电压为 ________V．
16.以下图，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1=1100，接入电压
U1=220V 的电路中，
（1）要求在两组副线圈上分别获得电压U2=6V ，U3=110V，它们的匝数n2，n3分别为多少？
（2）若在两副线圈上分别接上“6V，20W”、“110V，60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？
答案分析部分
一、单项选择题
1.【答案】 B
【分析】【解答】解：由有效值的定义可得
I12Rt1+I22Rt2=T，
代入数据得（ 0.1）2×2× ××
R 0.8+（0.2）R 0.2=1，
解得 U=4V
应选： B．
【剖析】已知交变电流的周期，一个周期内分为两段，每一段均为恒定电流，
依据焦耳定律即可得一个周期内交变电流产生的热量．
2.【答案】 B
【分析】【剖析】：在输电问题中，总功率保持不变，若发电机组电压不变则
依据变压器的工作特色，所以升压变压器的输出电压也不变，同时输电线上电流变小，所以输电时的电压降以及能耗均减小。

所以可知降压变压器的
输入电压应小于升压变压器的输出电压， D 错。

依据方才剖析，输电线中的电流应当由升压变压器原副线圈的匝数比、输电功率共同决定， C 错。

当用户用电器的总电阻减少时，因为输出电压为220V，所以电流变大，依据变压器电流之比为线圈匝数反比可知，输出电流变大，输入电流也变大，所以输电线上电流
变大，即能耗增添， B 正确 A 错误。

【评论】：此题经过远距离输电问题观察了变压器的综合应用，这种问题在分
析时一般是先剖析输出电压，而后依据输出端电流，联合功率保持不变剖析输
入电流。

3.【答案】 A
【分析】【解答】由变电所电压得原线圈电压为U1＝11 000 V ，居民小区用电U2＝220 V，由得，A正确；
变压器不改变交变电流的频次，ω＝2πf＝100πrad/s 得： f ＝50 Hz，故 B 错误；居民小区各用电器电流的总和为副线圈的电流I2，而原线圈电流，故D错误；
原线圈的电流小，应用细导线绕制，故原线圈的导线比副线圈的要细，C 错误。

应选 A
【剖析】此题主要观察变压器原理的有关计算。

4.【答案】 B
【分析】【解答】由图可知t=0.005s 时辰感觉电动势最大，此时线圈所在平面
与中性面垂直，所以穿过线框回路的磁通量的变化率最大， A 不切合题意；t=0.01s 时辰感觉电动势等于零，穿过线框回路的磁通量最大，此时线框平面与中性面
重合， B 切合题意；产生的有效值为：，C不切合题意；
周期为，故频次为，D不切合题意.
故答案为： B
【剖析】沟通电的一个周期，线框经过两次中性面，经过中性面时，此时的电
动势为零。

5.【答案】 B
【分析】【解答】解： A、由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率
为=220W，故 A 错误；
B、由刹时价的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，依据电压与匝数成
正比可得，副线圈的电压为110V，再由输入功率和输出功率相等可得220I1=，所以原线圈的电流的大小为1A 由输入功率和输出功率相等可得原线圈中
的输入功率为=220W，故 B 正确；
C、电压表的读数为电压的有效值，由 A 的剖析可知，副线圈的有效值为110V，所以电压表的读数为 110V，故 C 错误；
D、变压器不会改变沟通电的周期和频次，所以副线圈中输出沟通电的周期为
T==0.02s，故 D 错误．
应选： B
【剖析】依据刹时价的表达式能够求得输出电压的有效值、周期和频次等，再
依据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，即可求得结论．
6.【答案】 C
【分析】【解答】当输电线的电阻和输送的电功率不变时，依据，知输送电压越高，输电线上的电流越小，依据，输电线上损失的电压越小．A 不切合题意．依据，得输电导线的电阻越大，输电电流越大，输电导
线上的功率损失越大， B 不切合题意． C 切合题意；依据，输电导线上的功率损失与电流强度的平方成正比， D 不切合题意 .
故答案为： C
【剖析】功率固准时，采纳高压输电原由是能够减小电流，进而减小电能消耗。

7.【答案】 C
【分析】【解答】解：灯泡正常发光，可知副线圈 2 的电压为 6V，
依据电压与匝数成正比知原线圈两头电压为：U1=×6=120V，
依据输入功率等于输出功率知：120I=2+4可得：I=A，故 C 正确， ABD 错误；
应选： C
【剖析】变压器的电流比为：原副线圈电流与匝数成反比，电压比为：原副线
圈电压与匝数成正比，输入功率等于输出功率．
8.【答案】 B
【分析】【解答】加入铁芯改变了电感的自感系数，自感系数增大，感抗增大，
下降的电压增大，灯上的电压减小，所以灯变暗。

应选 B
【剖析】加入铁芯改变了电感的自感系数，自感系数增大，感抗增大，下降的
电压增大，灯上的电压会减小。

二、多项选择题
9.【答案】 A,D
【分析】【解答】 A、当 a、b 端加直流电压时， L 1灯发光， L 2灯不亮；当加同样电压的沟通电源时，L1灯发光但较暗， L2灯发光较亮．知虚线框 A 中为电感线圈，因为电感线圈对沟通电有阻挡作用，对直流电无阻挡作用．虚线框 B 中是电容，因为电容隔直通交．故 A 正确，B、C 错误．D、若增大沟通电的频次，则电感的阻挡作用更强，电容的导能作用更强；故L 1灯更改暗， L2灯更改亮；故D正确；
应选：AD ．
【剖析】电感器对沟通电有阻挡作用，对直流电没有阻挡作用．沟通电能“经过” 电容器，直流电不可以经过电容器，依据该特色判断虚线框中的元件．
10.【答案】 B,C
【分析】【解答】解：A、L 在此的功能为通直流、阻沟通，通低频，阻高频，
将低频的沟通成分送到下一级．故 A 错误．
B、C1在此的功能为通沟通，隔直流，使直流不可以抵达下一级电路．故 B 正确．
C、C2与输出电路并联，起到通高频，阻低频，使调频成分能经过，低频成分到
达下一级， C2又叫高频旁路电容．故 C 正确；
D、由上剖析可知， D 错误．
应选： BC．
【剖析】电路的输入端输入的电流既有直流成份，又有沟通低频成分和沟通高
频成分，要只把沟通的低频成分输送到下一级，该电路要隔掉直流，通高频，
阻低频，依据电感和电容的特征进行判断．
11.【答案】 A,D
【分析】【解答】解： A、在电路甲中，断开S，因为线圈产生自电动势，阻挡
电流变小，致使 A 灯的电流只好逐渐变小，所以 A 灯将逐渐变暗．故 A 正确；B、C、D、在电路乙中，因为电阻R 和自感线圈 L 的电阻值都很小，所以经过
灯泡的电流比线圈的电流小，断开S 时，因为线圈阻挡电流变小，致使 A 灯将
变得更亮，而后逐渐变暗．故BC 错误， D 正确；
应选： AD ．
【剖析】当经过线圈的电流发生变化时，将产生自感电动势，而自感电动势总
是阻挡电流的变化．线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向更原电流的方
向相反，克制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方
向同样，克制减小，并与灯泡 A 构成电路回路．
三、填空题
12.【答案】 50；6000
【分析】【解答】解：沟通电是电流方向周期性改变的电流，我国使用的是正
弦式沟通电，在一个周期以内电流方向变化两次，频次为50Hz，周期为 0.02s，即在 1min 内电流方向改变6000 次．
故答案为： 50，6000．
【剖析】沟通电达成一次周期性变化需要的时间叫周期，单位时间内达成周期
性变化的次数叫频次．
13.【答案】 220；降压
【分析】【解答】解：该沟通电电压的有效值，
充电电压约为 4V，而沟通电压为220V，所以手机充电器是降压变压器．
故答案为： 220；降压．
【剖析】依据最大值和有效值的关系求出有效值的大小，要给手机充电，则必
须压把电压降低．
四、解答题
14.【答案】解：同意耗费的功率P1=5%×9.8 ×104W=4.9×103W；
由 P1=I2R 可知，输电线上的电流I==A=35A ；
则由 P=UI 得：
输电电压应为 U= ==2800V；
则升压变压器的匝数之比为：===；
输电线上损失的电压U′=IR=35×4V=140V；
故降压变压器上获得的电压为U3=U2﹣U′=2800﹣140=2660V；
则降压变压器匝数之比；==；
答：升压变压器匝数之比为；降压变压器匝数之比为
【分析】【剖析】变压器匝数之比等于电压之比；由输电线上功率的损失可求
得高压输电中的电流，由功率公式可求得升压变压器输出电压，则可求得升压
变压器的匝数比；
由电压损失可求得降压变压器原线圈端的电压，则可求得降压变压器的匝数之
比．
五、综合题
15.【答案】（ 1）220
（2）190
【分析】【解答】由题意可知：三相沟通电线电压为380V，而每根火线与地线的电压为 220V，又因为三个完整同样的灯泡．
所以图中 a 灯的电压为 220V．当沟通电源的 A 相断开时，图中 b 灯的电压为 380V 的一半．即为 190V．
故答案为： 220；190
【剖析】三相沟通电是由三个频次同样、电势振幅相等、相位差互差120°角的沟通电路构成的电力系统．当前，我国生产、配送的都是三相沟通电．每根火
线与地线间的电压叫相电压，其有效值用U A、U B、U C表示（ A、B、C 为下标）相电压为 220V；火线间的电压叫线电压，其有效值用U AB、U BC、U CA表示（A 、B、C 为下标）线电压为380V．
16.【答案】（1）解：变压器电压比等于匝数比，有
所以 n2=30 匝， n3=550 匝．
答：两个副线圈的匝数分别为n2=30 匝， n3=550 匝．
（2）解：两组副线圈上电压分别为 U2=6V ，U3=110V ，在两副线圈上分别接上
“ 6V，20W”、“110V ，60W”的两个用电器时，这两个用电器都能正常工作，所以这两个用电器实质耗费的功率就为20W 和 60W．
又因为理想变压器的输入功率等于输出功率，所以P1=P2+P3．
即 I1?U1=20W+60W=80W ，因为 U1=220V，所以 I 1=0.36A
【分析】【剖析】依据电压与匝数成正比，能够求得线圈n2、n3的匝数，在根据变压器的输入的功率和输出的功率相等能够求得原线圈Ⅰ中的电流强度 I1．。