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1、粤教版（2019）选择性必修二第三章交变电流一、单选题I.如图为一交流电的电流随时间变化的图象，则电流的有效值是（）C. V3AD. V6A2 .理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示，M、N端连接一个稳压交流电源，三个相同灯泡Li、L2和L3接入电路中发光，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，下列说法正确的是（）A.灯泡Li变亮，L2变暗B.灯泡Li、L2都变亮C.灯泡L?、L3都变亮D.电源输出功率减小3 .下列关于交变电流的说法中，正确的是（）A.所有交流电压的有效值都满足（7=受的关系B.照明电压220V、动力电压380V均指的都是最大值C.交流电压表和电流表测量的是交流电的有效值D
2、.在一个周期内交变电流的方向只改变一次4 .图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比，“2=5： 1,电阻R=20Q, Li、L2为 规格相同的两只小灯泡，阻值均为10C，Si为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电 源，输入电压随时间，的变化关系如图所示。现将接1、S2闭合，此时L2正常发 光。下列说法正确的是（） =20 夜 sin 100/27( V)A错误；B.将Si接1、S2闭合时，L2正常发光，Lz的电压为副线圈的输出电压U2,当只断开S?时，Li接入电路，与Lz串联，Li、L2的电压都只为副线圈的输出电压的一半，故Li、L2 均不能正常发光，B错误；C.只断开S2后，负载电阻变为原来的2倍
3、，副线圈输出电压不变，由图乙可知原线圈的 输入电压有效值为5 = 20V副线圈输出电压U,=-U =-x20V=4V仆 5由输入功率等于输出功率P、=%=- = - W=0.8W入2R 2x10C正确；D.若S换接到2后，电阻R两端电压有效值为U2 =4VR消耗的电功率为P = - = W=0.8WR 20D错误。故选C。5. C【解析】【详解】A.设电流表的读数为/,通过原线圈的电流为人，由变压比公式可得220V-/,/?! =5IR2由电流关系打得答案第3页，共12页5/尸/ + 国将两式联立并代入数据求解可得R2 =400/, = LOAA错误；B.由以上分析可得流过电阻凡的电流大小为r
4、=4A电阻与两端的电压为Ur、=I、R=20V电阻&两端的电压为Ur、= /a = 40VB错误：C.电源的输出功率为P = UIi =220WC正确：D.电阻用消耗的电功率为4 =八叫=4Gw电阻与消耗的电功率为=Zr2/?5 = 16()W故- 明D错误。故选C。6. A【解析】答案第4页，共12页【详解】A.由于是从中性面开始计时，R?边产生的感应电动势瞬时值表达式为e=5Scsinc3故电 容器两极板间电压随时间变化关系为U=BS(oshvott故A正确；B.线框从实线位置转过90。过程中电容器充电，线框从旋转90。的位置转到虚线位置过程 中电容器放电，上极板始终带正电，故B错误；C.
5、线框从实线位置转过90。过程中电容器充电，电流方向是由。流向。；线框从旋转9()。 的位置转到虚线位置过程中电容器放电，电流方向是由c流向m故C错误；D.移动过程中，出，边切割磁感线产生感应电动势，而“边切割磁感线的有效长度小于时 边，故乃边产生的感应电动势大，从而对电容器充电，故D错误。故选Ao7. C【解析】【详解】线圈从中性面转动180。过程中，感应电动势的平均值为：=z ki2BS 2NBSsE = /V =N=Z 冗 兀CD感应电动势的最大值Elti=NBSco感应电动势的有效值FE = -= 72 感应电动势的有效值和平均值之比E _叵冗E 4故选C。8. D【解析】【详解】设交流
6、电的有效值为U,将交流电与直流电分别通过相同电阻R,分析一个周期内所产生 的热量，利用有效值的定义得答案第5页，共12页m噜产解得u=2ABC错误，D正确。故选D。9. B【解析】【详解】 根据焦耳定律知热量与方波中的电流方向的变化无关，故方波一个周期产生的热量 正弦交流电的电压有效值等于峰值的美，则一个周期产生的热量故B正确，ACD错误。故选Bo10. B【解析】【详解】由于送电线圈中通入正弦式交变甩流，根据电磁感应原理可知，因送电线圈中电流产生的 磁场呈周期性变化，所以受电线圈中感应电流仍是同频率的正弦交流电，即受电线圈（副线圈）中的感应电动势周期性变化。故选Bo11. C【解析】【详解】
7、答案第6页，共12页CD.原线圈接220V家庭用交流电，副线圈两端电压因二极管的作用由一半时间电压为0, 则有岛曰加解得=10V故C正确，D错误；AB.副线圈两端电压的有效值。啜解得Uy =5x/2V则原副线圈匝数之比为区=季=22收I% 5V2AB错误。故选C。12. C【解析】【详解】感应电动势的方向即感应电流的方向。当线圈在匀强磁场中转动产生交变电流时，线圈平 面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次，线圈转动一周，线圈平 面两次经过中性面，感应电流和感应电动势方向都要改变两次。故选C。13. A【解析】【详解】根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数关系得如=2% 公答案第
8、7页，共12页解得U, =4.4VA正确，BCD错误。故选Ao14. D【解析】【详解】A.由图知，=0时，线圈的磁通量最大，磁通品的变化率为零，所以感应电动势为零, 故A错误；B.线圈感应电动势的最大值为 = NBS（om有效值为F _ E、. _ NBSs电流表的示数等于电路中电流的有效值，为r E NBSs-R+r y/2（R+r）电压表的示数等于R两端电压的有效值，为U = IR= * -RV2（/?+r）故B错误；C.滑片尸向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值R增大，根据, E NBSco-R+r y/2（R+r）所以，电流表的读数变小，故C错误；D.根据/NBS a（R+r）线圈匀
9、速转动的角速度。变大时，电流表的读数变大，故D正确。故选D。答案第8页，共12页15. A【解析】【详解】输送功率与输送电压及输送电流的关系为P=UI线路上损耗的功率为kP=FR=UU2可知损耗的功率与电压的平方成反比，即AP/ ： 2=4 : Ip所以输电线上损耗的功率为?，A正确。4故选A. P p2r p p2r a ,16. 4 . 1U U2 2U 4Z/2【解析】【详解】略17. 正比反比【解析】【详解】略18. 100 乃10【解析】【详解】1由图乙可知交流电的周期为T = 2x10-2s则线圈转动的角速度为/2A答案笫9页，共12贝由于电流表的示数为有效值，故示数为/ = A.
10、 = ioaV219. (1)4(X)A, 2()A； (2)200V, 5(X)0V； (3)l：20 , 240：l 1【解析】【分析】【详解】(1)升压变压器输入的电流为,4 lOOxlO3 A 人Z. = -=A = 400 A1 U1 250由品二人吹解得输电线上通过的电流是“序倍A(2)输电线损失的电压为U 损=/=20 x10V = 200V由夕=巴=心乙可得升压变压器输出的电压是巴二吐里3000V2 7,20(3)升压变压器的匝数比为- _ G _ 250 . 1n2 U2 5000 20降压变压器输入电压为U3 = U2 U投=5000V-200V = 4800V降压变压器的
11、匝数比为=1= 4800 _ 240* U iT20. t/= 31()72 cos(l()()(V)【解析】【详解】答案第10页，共12页依题意，由于电阻R与电感线圈L,二者串联，根据串联电路电压特点，则总电压为U = Ui+U2= 9(x/2 cos(l OO/rr) + 22O/2 cos(l 00m) 可得t/ = 310/2cos(100/)(V)1221. (1) 1 650 匝；(2) -A； (3) -A【解析】【详解】(I)由变压器电压与匝数的关系可得区=屋勺21则 nl= 650 匝。(2)当开关S断开时，有U3=uj?（3）当开关S断开时，有R =牛=44。当开关S闭合时
12、，设副线圈总电阻为斤，有R 兽=22 C2副线圈中的总电流为/= = I0A2 R由UJ： =UJ；可知22. (1) 5 ： 1； (2) 0.2A； (3) 250【解析】答案第11页，共12页【详解】(1)由变压比公式得(2)由得(3)由代入数值解得Ui : U2=ni : n2nt ： 2=100 V ： 20 V=5 ： 1P=UI,P P2 5x4WUiIin=nP 灯n=IQOVxlOA4W=0.2 A=250答案第12页，共12页A.输入电压”的表达式 =20拒sin50m(V)B.只断开S2后，Li、L2均正常发光C.只断开S2后，原线圈的输入功率为0.8WD.若Si换接到2
13、后，R消耗的电功率为0.4W5.如图所示，理想变压器原线圈接电压有效值为220V的正弦式交流电源，原、副线圈的匝数比为5:1,鸟=24=20C,理想电流表的示数为LOA,则下列判断正确的是B.电阻飞和&两端电压相同C.电源的输出功率为22OWD.电阻凡消耗的电功率是电阻R?消耗电功率的2倍6.如图所示，磁感应强度为8的磁场均匀分布，一单匝线框Hcd面积为S,在边 上接有一电容器，现把线框以为轴，从上往下看沿顺时针方向以角速度s旋转18()。到虚线位置，在此过程中，下列说法正确的是()XXXXXA.电容器两极板间电压随时间变化关系为U=BS(osin(otB.电容器上极板先带正电，后带负电C.电
14、流方向始终是由。流向cD.若把线框匀速平移到虚线处，过程中电容器不带电7. N匝圆形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的转轴匀速转动，从中性面开始转过180。过程中，感应电动势的有效值和平均值之比为（）A. -B.叵C. 7：D.收2乃48 .现在市场上的调光台灯、调速风扇是用可控硅电子元件来实现调节的。如图，这是 一个经过元件调节后加在电灯上的电压，在正弦交流电的每半个周期中都会截去前面 的四分之一、现在加在电灯上的电压是（）9 .如图所示，方波电压最大值为勺，正弦波电压最大值为人，方波和正弦波的周期相等。同电阻分别接到方波、正弦交流电源上时，-个周期所产生的热量后者是前者的:，则”的值为（
15、）9%10.手机无线充电是比较新颖的充电方式.如图所示电磁感应式无线充电的原理与变 压器类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递 能量.当充电基座上的送电线圈（原线圈）两端接上正弦式交变电压后，就会在邻近 的受电线圈（副线圈）中产生感应电动势，最终实现为手机电池充电.则受电线圈A.恒定不变C.大小不变、极性不断变化受电线圈送电线圈B.周期性变化D.极性不变、大小不断变化11.理想变压器的原线圈接220V家庭用交流电,副线圈接一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）和一额定电压为5V的灯泡。灯泡正常发光，下列A.原线圈和副线圈的匝数比为44:1B.原
16、线圈和副线圈的匝数比为22:1C.副线圈两端电压的最大值为10VD.副线圈两端电压的最大值为10及V12.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是（）A.线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次B.线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变C.线圈平面每经过中性面一次，感应电流和感应电动势方向都要改变一次D.线圈转动一周，感应电流和感应电动势方向都要改变一次13 .某种型号手机充电器中的变压器可认为是理想变压器，它的原、副线圈匝数比为50:1,若在原线圈上加有交流电压220V,则在副线圈上可获得电压（）A. 4.4 VB. 220 VC. 11000V
17、D. IV14 .如图所示，电阻为八匝数为N、面积为S的矩形线圈在磁感应强度为8的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度。匀速转动，变阻器接入电路中的阻值为R。1 = 0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则（）A. / = 0时，线圈中的感应电动势E= N8S。B.电压表的示数为誓RC.滑片。向下滑动时，电流表的读数变大D.线圈匀速转动的角速度切变大时，电流表的读数变大15.假设甲、乙两地原来用50() kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。保持输 送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1000 kV特高压输电，若不考虑其他因素 的影响，则输电线上损耗的电功率将变为(
18、)PPA. -B. -C. 2PD. 4P42-填空题16 .输电线的总电阻为/?,输送电功率为P。现用电压U来输电，输电线上的电流为，输电线上损失的功率为 o如果用2U电压来输电，则输电线上的电流为,输电线上损失的功率为。两次损失的功率之比为 o17 .当原线圈电压、原线圈匝数不变时，副线圈电压与副线圈匝数成 比。当原线圈电压、副线圈匝数不变时，副线圈电压与原线圈匝数成 比。18 .如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀 强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴0。沿逆时针方向匀速转动， 从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。则
19、线圈转动的三、解答题19 .某个小型水电站发电机的输出功率为H=100kW,发电机的输出电压为U/=250V,通过升压变压器升压后向远处输电，输电线的双线总电阻为R=10Q,在用户端用降压变压器把电压降为3=22()V,要求在输电线上损失的功率控制在4kW,请 你设计两个变压器的匝数比。为此，请你计算：(1)升压变压器输入的电流为多少？输电线上通过的电流是多少?(2)输电线损失的电压为多少？升压变压器输出的电压是多少？(3)两个变压器的匝数比各应等于多少？20 . 一微型日光灯电路如图所示。灯管相当一个电阻R,镇流器是一个电感线圈乙二 者串联。电路属于交流电路，其中的电流、电压都是按正弦或余弦
20、规律变化的。若灯管两端电压和镇流器两端电压分别为a =90应coslOOm(V),(72=220/2cos100(V),试求总电压U的表达式。OILi21 .如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U/=3 300 V,副线圈两端电压叨=220V,输出端连有完全相同的两个灯泡L和力，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2V,求：(1)原线圈/等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表A2的示数=5A.则电流表Ai的示数为多少？(3)在(2)中情况下，当开关S闭合时，电流表Ai的示数等于多少？22 .如图所示,理想变压器的原线圈通过熔断器接在输出电压为100 V的交流电源上，副线圈接有只标有“20
21、V,4 W”的相同灯泡，且灯泡均正常发光，熔断器允许通过的最大电 流为10 A,熔断器电阻忽略不计，求: （1）变压器原、副线圈的匝数比；（2） =5时通过熔断器的电流大小;（3）电路允许接入的灯泡的个数。参考答案:1. c【解析】【详解】由图可知，交流电的周期为0.04S,设有效值为4，根据电流的热效应有阂R尹吗=，即解得故ABD错误C正确。故选C。2. B【解析】【分析】【详解】ABC.设M、N两端稳压交流电源的电压有效值为U,原线圈两端的电压为S,电流为 h，副线圈两端的电压为S,电流为，原副线圈的匝数比小:n2=k灯泡的电阻都为R，根据欧姆定律，可得副线圈两端的电压为U2 = I2(R
22、+R)根据工工k% %得原线圈两端的电压为U=kU2=kI2(R+R)1 , 1根据7k = ： = 了，解得4 % K根据欧姆定律，可得Li两端的电压答案第1页，共12页则稳压交流电源的电压为RU=U/+U=I2- + k（R + R）k当滑动变阻器的滑片。向上移动时，其电阻减小，则R并电阻减小，所以总电阻减小，而稳压交流电源的电压U不变，所以电流变大，则L2变亮；原线圈的电流也增大，所以L变亮，其两端的甩压变大，所以原线圈两端的电压减小，则副线圈两端的 电压减小，而L2的电压变大，所以L3与滑动变阻器并联部分的电压减小，所以L3变暗， 故B正确，AC错误：D.因为原线圈的电流增大，稳压交流电源的电压不变，根据P=U/1，可知电源输出功率 增大，故D错误。故选B。3. C【解析】【详解】A.只有正余弦交流电压的有效值满足的关系，故A错误；BC.照明电压220V、动力电压380V、交流电压表和电流表测量的均指的都是有效值，故 C正确，B错误；D.在一个周期内交变电流的方向改变两次，故D错误。故选C。4. C【解析】【详解】A.由图乙可知周期为7 = 0.02s所以输入电压”的表达式应为答案第2页，共12页