人教版高中物理《選修3-2》第五章交變電流單元測(cè)試卷(含解析)

《人教版高中物理《選修3-2》第五章交變電流單元測(cè)試卷(含解析)》由會(huì)員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《人教版高中物理《選修3-2》第五章交變電流單元測(cè)試卷(含解析)（13頁(yè)珍藏版）》請(qǐng)?jiān)谘b配圖網(wǎng)上搜索。

1、 高中物理《選修3-2》第五章交變電流單元測(cè)試卷 一、單選題 1．如圖所示，三個(gè)燈泡相同，而且足夠耐壓，電源內(nèi)阻忽略．單刀雙擲開(kāi)關(guān)S接A時(shí)，三個(gè)燈亮度相同，那么S接B時(shí) A.三個(gè)燈亮度相同 B.甲燈最亮，丙燈不亮 C.甲燈和乙燈亮度相同，丙燈不亮 D.只有丙燈不亮，乙燈最亮 2．下列說(shuō)法中，正確的是 A.電感對(duì)交流的阻礙作用是因?yàn)殡姼衅鞔嬖陔娮? B.電容對(duì)交流的阻礙作用是因?yàn)殡娙萜鞯碾娮? C.感抗、容抗和電阻一樣，電流通過(guò)它們做功時(shí)都是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D.在交變電路中，電阻、感抗、容抗可以同時(shí)存在 3．用U1=U和U2=kU兩種電壓來(lái)輸送電能,若輸送的功率相同

2、,在輸電線上損失的功率相同,導(dǎo)線的長(zhǎng)度和材料也相同,則在兩種情況下導(dǎo)線的橫截面積之比S1∶S2為 (　　) A.k ∶1 B.1∶k C.k2∶1 D.1∶k2 4．下圖所示電路中,已知交流電源電壓u=200sin 100πt V,電阻R=100 Ω,則交流電流表和電壓表的示數(shù)分別為(　　) A.1.41 A,200 V B.1.41 A,141 V C.2 A,200 V D.2 A,141 V 5．有兩個(gè)輸出電壓相同的交流電源，第一個(gè)電源外接一個(gè)電阻R1，第二個(gè)電源外接一個(gè)變壓器，變壓器的初級(jí)線圈匝數(shù)為n1，次級(jí)線圈的匝數(shù)為n2，變壓器的負(fù)載為一個(gè)電阻R2，測(cè)得兩個(gè)

3、電源的輸出功率相等．則此兩電阻大小之比R1∶R2為 A.n1∶n2 B. n12∶n22 C.n2∶n1 D. n22∶n12 6．下列四幅圖是交流電的圖象，其中能正確反映我國(guó)居民日常生活所用交流電的是 7．如圖所示，一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為3∶1，圖中四只燈泡完全相同，在L1、L2、L3正常發(fā)光的條件下，若斷開(kāi)L4，則 A.L1、L2、L3變亮 B.L1、L2、L3變暗 C.L1變亮，L2、L3變暗 D.L1變暗，L2、L3變亮 8．如圖所示，變壓器線圈匝數(shù)分別為n1＝1100匝，n2＝60匝，n3＝45匝．現(xiàn)將220 V的交流電加在線圈n1兩端，若需對(duì)

4、用電器R供3 V的電壓，則應(yīng) A.將a接到d，b接到c B.將a接到b C.將a接到c，b接到d D.以上均不對(duì) 9．根據(jù)交變電流瞬時(shí)表達(dá)式i＝5sin500t(A)可知，從開(kāi)始計(jì)時(shí)起，第一次出現(xiàn)電流峰值所需要的時(shí)間是 A.2 ms B.1 ms C.6.28 ms D.3.14 ms 10．矩形金屬線圈共10匝,繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的情況如下圖所示.下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.該交流電動(dòng)勢(shì)的頻率為0.2 Hz B.該交流電動(dòng)勢(shì)的有效值為1 V C.t=0.1 s時(shí),線圈平面與磁場(chǎng)方向平行 D.線

5、圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的最大磁通量為 1100πWb 二、多選題 11．某小型水電站的電能輸送示意圖如下圖所示,發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電.已知輸電線的總電阻為R,降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1,降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u=2202sin 100πt (V),降壓變壓器的副線圈與阻值R0=11 Ω的電阻組成閉合電路.若將變壓器視為理想變壓器,則下列說(shuō)法中正確的是(　　) A.通過(guò)R0的電流的有效值為20 A B.降壓變壓器T2原、副線圈兩端電壓之比為 4∶1 C.升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓 D.升壓變壓器T1

6、的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率 12．邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形閉合線圈共n匝，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω繞垂直于磁感線并在線圈平面內(nèi)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，要使線圈中的感應(yīng)電流增大1倍，下列措施可采用的是 A.只將角速度ω增大1倍 B.只將線圈邊長(zhǎng)L增大至2L C.只將線圈匝數(shù)增加至2n D.只將磁感應(yīng)強(qiáng)度增至2B 13．發(fā)電機(jī)的路端電壓為U，經(jīng)電阻為r的輸電線向遠(yuǎn)處的用戶供電，發(fā)電機(jī)的輸出功率為P，則 A.輸電線上的電流為PU B.輸電線上的功率損失為U2r C.用戶得到的功率為P－(PU)2r D.用戶得到的電壓為PrU 14．如下圖所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)

7、比為1∶5,原線圈兩端的交變電壓為u=202sin 100πt (V).氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開(kāi)始發(fā)光,下列說(shuō)法中正確的有(　　) A.開(kāi)關(guān)接通后,氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz B.開(kāi)關(guān)接通后,電壓表的示數(shù)為100 V C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,電壓表的示數(shù)變大 D.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,變壓器的輸出功率不變 15．如圖所示，一理想變壓器由一個(gè)初級(jí)線圈和兩個(gè)次級(jí)線圈組成，當(dāng)此變壓器工作時(shí)，初級(jí)和次級(jí)線圈的匝數(shù)、電流、電壓均在圖中標(biāo)出，則下列幾組關(guān)系式中正確的是 A. U1U2=n1n2，U1U3=n1n3 B. I1I2=n1n2，I1I3=n3n1 C.n1I1＝n2I2＋n3I

8、3 D. I1I2+I2＝n2+n3n1 三、填空題 16．一電熱器接在最大值為36 V的正弦交流電源上時(shí)產(chǎn)生的熱功率為P,若接到某直流電源上時(shí)產(chǎn)生的熱功率為P2,忽略電阻隨溫度的變化,則所接直流電源的電壓U=　　　　V. 17．如下圖所示,電表均為理想的交流電表,保險(xiǎn)絲P的熔斷電流為2 A,電容器C的擊穿電壓為300 V.若在a、b間加正弦交變電壓,并適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)R接入電路中的阻值,使P恰好不被熔斷,C恰好不被擊穿,則電流表的讀數(shù)為　　　　　A,電壓表的讀數(shù)為　　　　　V. 四、計(jì)算題 18．人們利用發(fā)電機(jī)把天然存在的各種形式的能(水流能、風(fēng)能、煤的化學(xué)能……)轉(zhuǎn)

9、化為電能．為了合理利用這些能源，發(fā)電站要修建在靠近這些天然資源的地方．但是，用電的地方往往很遠(yuǎn)．因此，需要高壓輸送線路把電能輸送到遠(yuǎn)方．如果某發(fā)電站將U＝6 000 V的電壓直接加在高壓輸送線路的入端，向遠(yuǎn)方供電，且輸送的電功率為P＝800 kW.則此時(shí)安裝在高壓輸送線路的入端和終端的電能表一晝夜讀數(shù)就相差ΔE＝9 600 kWh(1 kWh＝1度電)．求： (1)此種情況下，高壓線路的輸電效率． (2)若要使此高壓輸電線路的輸電效率為98%，則在發(fā)電站處應(yīng)安裝一個(gè)變壓比(n1/n2)是多少的變壓器？ 19．某發(fā)電站的輸出電壓u=5 0002sin 314t V,輸出功率為P=5 000

10、 kW,遠(yuǎn)距離輸電導(dǎo)線的電阻R=80 Ω,要求輸電線上的功率損失為輸電功率的4%. (1)求所用升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比. (2)若到達(dá)用戶端使用匝數(shù)比為192∶1的降壓變壓器對(duì)電阻為R0=10 Ω的用電器供電,則最多可接這樣的用電器多少個(gè)? 20．如下圖所示,一理想變壓器上繞有A、B、C三個(gè)線圈,匝數(shù)比nA∶nB∶nC=4∶2∶1,在副線圈B和C的兩端分別接有阻值相同的電阻R,當(dāng)原線圈A與交流電源連接時(shí),交流電流表A2的示數(shù)為I0,則交流電流表A1的示數(shù)為多少? 試卷第5頁(yè)，總5頁(yè) 參考答案 1.D 【解析】本題考查了電感、電容對(duì)交變電流的影響的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生

11、的理解能力。開(kāi)關(guān)S接A時(shí)，甲、乙、丙三個(gè)支路均有交流電通過(guò)，開(kāi)關(guān)S接B時(shí)，電路處于直流工作狀態(tài)，電容C“隔直、通交”；電感L“阻交、通直”；R對(duì)交、直流有相同的阻抗．可判斷此時(shí)電路中I丙＝0，I甲不變，I乙增大；又因?yàn)闊襞萘炼扰c熱功率(P＝I2R)成正比，所以只有丙燈不亮，乙燈最亮． 2.D 【解析】本題考查了交變電流的四值、變壓器、遠(yuǎn)距離輸電的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。電感對(duì)交流的阻礙作用是因?yàn)殡姼衅鞔嬖诟锌?故A錯(cuò)誤; 電容對(duì)交流的阻礙作用是因?yàn)殡娙萜鞯娜菘?故B錯(cuò)誤; 電流通過(guò)它們做功時(shí)．只有在電阻上產(chǎn)生熱，在線圈上產(chǎn)生磁場(chǎng)能，在電容器上產(chǎn)生電場(chǎng)能，C錯(cuò)，故D正確.

12、 3.C 【解析】輸電電流I=PU送,輸電線上損失的功率P損=I2R=I2ρlS, 故S=I2ρlP損=P2ρlP損U送2,即S∝1U送2,所以S1∶S2=U22∶U12=(kU)2∶U2=k2∶1,選項(xiàng)C正確. 4.B 【解析】交流電流表和電壓表測(cè)量的是交變電流的有效值,U=Um2=1002V≈141 V,I=UR=1.41 A,故選項(xiàng)B正確. 5.B 【解析】本題考查了變壓器的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。根據(jù)題意畫出示意圖，如圖(a)和(b)所示, 設(shè)電源輸出電壓為U，圖(a)中電源輸出功率是R1上得到的功率 P1= U2R，圖(b

13、)中電源的輸出功率等于原線圈的輸入功率，也等于副線圈的輸出功率，即電阻R2上得到的功率P2，變壓器的副線圈兩端電壓 U2= n2n1=n22U2n12R2，所以P2= U22R2=n22U2n12R2.根據(jù)題意 P1=P2，U2R1=n22U2n12R,得到 R1∶R2=n12∶n22. 6.C 【解析】本題考查了交變電流四值的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。我國(guó)居民日常生活所用的是正弦式交流電，其電壓的有效值是220 V，最大值約為311 V，周期為0.02 s，所以只有C正確． 7.D 【解析】本題考查了變壓器的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。當(dāng)斷開(kāi)L4時(shí)

14、，燈泡L2、L3的并聯(lián)電阻比L2、L3、L4的并聯(lián)電阻大，所以副線圈中的電流減小，副線圈的輸出功率減小，則原線圈的輸入功率也減小，所以通過(guò)原線圈的電流將減小，所以L1變暗，而原、副線圈兩端電壓變大，L2、L3兩端的電壓變大，因此L2、L3變亮．故選D。 8.C 【解析】本題考查了變壓器的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，由題意知需要向用電器加220V的電壓，則匝數(shù)之比應(yīng)為220:3=1100:15，所以需要把副線圈反串聯(lián)，a與c相接，b與d相接。故選C。 9.D 【解析】本題考查了交變電流的四值的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。由交流電瞬

15、時(shí)值表達(dá)式，令i為最大值時(shí)有sin(ωt)＝1，即(500t)＝π/2，則 t＝π/1000＝3.1410－3(s)．選D. 10.D 【解析】由題圖知該交流電動(dòng)勢(shì)的周期為0.2 s,所以頻率為f=1T=5 Hz,該交流電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=Emax2=22V,選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤;t=0.1 s時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,即該時(shí)刻線圈中的磁通量的變化率為零,故此時(shí)線圈中的磁通量最大,即線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;因?yàn)棣?2πf=2π5 rad/s=10π rad/s,由公式Emax=NBSω=NΦmaxω 得磁通量的最大值為Φmax=EmaxNω=1100πWb,選項(xiàng)D正確

16、. 11.ABD 【解析】降壓變壓器T2副線圈兩端電壓的有效值為U=220 V,通過(guò)R0的電流的有效值為I=UR0=22011A=20 A,選項(xiàng)A正確;由變壓器的電壓關(guān)系可知,降壓變壓器T2原、副線圈兩端的電壓之比為4∶1,選項(xiàng)B正確;因?yàn)檩旊妼?dǎo)線上有電壓損失和功率損失,所以升壓變壓器T1的輸出電壓大于降壓變壓器T2的輸入電壓,升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確. 12.ABD 【解析】本題考查了交變電流的四值的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。由公式I＝UR＝Um2R＝nBSω2R可推得A、D正確．邊長(zhǎng)為2L時(shí)，S′＝4S，

17、R′＝2R，故B正確，若匝數(shù)n′＝2n，則R′＝2R，I不變，故C項(xiàng)錯(cuò)誤． 13.AC 【解析】本題考查了遠(yuǎn)距離輸電的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。由題知，其供電原理如圖所示，由P＝UI得輸電線上的電流為PU，A正確；輸電線上的功率損失為ΔP＝I2r＝(PU)2r，B錯(cuò)誤；用戶得到的功率為P－(PU)2r，C正確；用戶得到的電壓為U－ΔU＝U－Ir＝U－(PU)r，D錯(cuò)誤．故選AC. 14.AB 【解析】由交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式知,原線圈兩端的電壓的有效值為U1=2022V=20 V,由n1n2=U1U2得副線圈兩端的電壓為U2=100 V,電壓表的示數(shù)為交變

18、電壓的有效值,故選項(xiàng)B正確;交變電壓的頻率為f=100π2πHz=50 Hz,一個(gè)周期內(nèi)電壓兩次大于 100 V,即一個(gè)周期內(nèi)氖泡能發(fā)光兩次,所以氖泡的發(fā)光頻率為 100 Hz,選項(xiàng)A正確;開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前后,輸入電壓不變,變壓器的變壓比不變,故輸出電壓不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,電路消耗的功率減小,故變壓器的輸出功率減小,選項(xiàng)D錯(cuò)誤. 15.AC 【解析】本題考查了變壓器的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。據(jù)變壓器的電壓分配規(guī)律知A正確;據(jù)變壓器的輸出功率等于輸入功率知,B、D錯(cuò)誤，C正確；故選AC。 16.18 【解析】設(shè)電熱器的電阻為R,接交流電源時(shí),有P=(U

19、m2)2R 接直流電源時(shí),有P2=U2R,聯(lián)立解得U=18 V. 17.2　212.1 【解析】電阻R0和R串聯(lián)接入交流電路中,通過(guò)保險(xiǎn)絲的電流與通過(guò)電流表的電流相等;電容器與電阻R并聯(lián),故電容器兩端的電壓與R兩端的電壓相同.電壓表的讀數(shù)是電阻R兩端電壓的有效值,而電容器的擊穿電壓是加在電容器兩端的交變電壓的最大值,故電流表的讀數(shù)為2 A,電壓表的讀數(shù)為 3002V=212.1 V. 18.(1)50%　(2) 15 【解析】本題考查了變壓器、遠(yuǎn)距離輸電的知識(shí)點(diǎn)，意在考查考生的理解能力。(1)此情況下，終端功率 P′＝P－△ET＝800 kW－960024＝

20、400 kW 所以，輸電效率 η＝PP100%＝400800100%＝50% (2)設(shè)高壓輸送線路的導(dǎo)線電阻為r，由題意知： 原來(lái)線路損耗P損1＝I12r＝400 kW， 而UI1＝P 現(xiàn)在線路損耗P損2＝P(1－98%)＝I22r 而UI2＝P，UU=n1n2，解得n1n2=15 19.(1)輸電線上損失的功率P損=4%P=2105 W 由P損=I22R,可得輸電線中的電流為 I2=P損R=210580A=50 A 升壓變壓器副線圈兩端電壓為U2=PI2=510650V=105 V 發(fā)電站輸出電壓的有效值U1=5 00022V=5 000 V 故升壓變壓

21、器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2=U1U2=120 (2)輸電線上的電壓損失ΔU=I2R=4 000 V 降壓變壓器的輸入電壓為U3=U2-ΔU=9.6104 V 由U3U4=n3n4得降壓變壓器的輸出電壓U4=500 V 每個(gè)用電器消耗的功率為P0=U42R0=2.5104 W 降壓變壓器的輸出功率P=P-P損=4.8106 W 可接用電器的個(gè)數(shù)為N=PP0=192(個(gè)). 【解析】無(wú) 20.由UBUC=nBnC=21可得UC=12UB,故IC=UCR=UB2R=12I0 對(duì)于理想變壓器有P1=P2+P3,即有IAUA=I0UB+ICUC 所以IA=UBUAI0+UCUAIC=nBnAI0+nCnA(12I0) 代入數(shù)據(jù)可得IA=58I0. 【解析】無(wú) 13