人教版高中物理选修3-2高二年级单元测试卷（交变电流）.docx

高中物理学习材料

（鼎尚**整理制作）

高二年级物理单元测试卷(交变电流)

本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共100分。考试时间90分钟。

第Ⅰ卷（选择题部分 42分）

一 选择题（每小题3分，共42分。下列每小题所给选项至少有一项符合题意，请将正确答案的序号填涂在答题卡上。全对得3分，对而不全得1分）

1、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动，当线圈通过中性面时，下列说法中正确的是（　 　）

A．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势最大

B．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势最大

C．穿过线圈的磁通量最大，线圈中的感应电动势等于零

D．穿过线圈的磁通量等于零，线圈中的感应电动势等于零

2、小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示．此线圈与一个R = 9Ω的电阻构成闭合电路，线圈自身的电阻r = 1Ω，下列说法正确的是（ ）

A．交变电流的周期为0.2 s     

B．交变电流的频率为2.5Hz

C．发电机输出的电压有效值为V

D．发电机输出的电功率为18W

3、如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO＇轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R．在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（      ）
A． 磁通量的变化量　　　　　
B． 通过电阻R的电量
C．电阻R产生的焦耳热Q= (NBSω)2/2R　　
D．电阻R产生的焦耳热Q= (NBS)2ωRπ/4(R+r)2
4、如图所示，处在磁感应强度为B的匀强磁场中的单匝矩线圈abcd，以恒定的角速度 绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R，t=0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在离开纸面向外运动。则                     （    ）

A．时刻t线圈中电流的瞬时值i=

B．线圈中电流的有效值
C．线圈中电流的有效值
D．线圈消耗的电功率
5、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 （ ） 
Ａ．(2πl2nB)2/P   Ｂ．2(πl2nB)2/P    Ｃ．(l2nB)2/2P   Ｄ．(l2nB)2/P
6、如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是                                            （     ）

A．在图中t=0时刻穿过线圈的磁爱量均为零

B．线圈先后两次转速之比为3：2

C．交流电a的瞬时值为

 D．交流电b的最大值为

7、电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电动势大小的规律）、安培定律（磁场对电流作用的规律）都是一些重要的规律，右图为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的电器是电动机），下列选项中正确的是　　（　　）

A．发电机能发电的主要原理是库仑定律  变压器能变压的主要原理是欧姆定律  电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律
B．发电机能发电的主要原理是安培定律  变压器能变压的主要原理是欧姆定律  电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律
C．发电机能发电的主要原理是欧姆定律  变压器能变压的主要原理是库仑定律  电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律
D．发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律  变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律  电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律

8、电阻R1、R2交流电源按照图1所示方式连接，R1=10，R2=20。合上开关后S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则（ ）　

A、通过R1的电流的有效值是1.2A      

B、R1两端的电压有效值是6V

C、通过R2的电流的有效值是1.2A   

D、R2两端的电压有效值是6V

9、将一个半径为10cm的100匝圆形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直，线框总电阻为3.14Ω，磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示。则线框中感应电流的有效值为                                 （    ）
A．×10－2A         B．2×10－2A
C．2×10－2A       D．×10－2A
10、“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、音低频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器.音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动.图为音箱的电路图，高、低频混合电流电a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则：（ ）

A．甲扬声器是高音扬声器        

B．C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器

C．L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器

D．L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流

11、在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成份，又有低频成份，经放大后送到下一级，需要把低频成份和高频成份分开，只让低频成份输送到再下一级，我们可以采用如图所示电路，其中a、b应选择的元件是（     ）

A．a是电容较大的电容器，b是低频扼流圈

B．a是电容较大的电容器，b是高频扼流圈

C．a是电容较小的电容器，b是低频扼流圈

D．a是电容较小的电容器，b是高频扼流圈

12、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin100πt（V），则（ ）

A. 当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22V

B. 当t＝s时，c、d间的电压瞬时值为110V

C. 单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小

D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小

13、如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动．输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法中错误的是（ ）

A．相当于在增加用电器的数目

B．变压器的输入功率在增大

C．A1表的示数随A2表的示数的增大而增大

D．V1表的示数随V2表的示数的增大而增大

14、如图所示为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2分别为理想交流电压表，R1、R2、R3为电阻，原线圈两端接电压一定的正弦交流电源，当开关S闭合时，各交流电表的示数变化情况应是（ ）

A．交流电流表Al读数变大；

B．交流电流表A2读数变大；

C．交流电压表V1读数变小；

D．交流电压表V2读数变小。

第Ⅱ卷 客观题部分（58分）

2、实验题（10分）

15、有一个教学用的可拆变压器，如下图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．

(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，则A线圈的电阻为________Ω，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．

(2)如果把它看做理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)：________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；

A线圈的匝数为nA＝________.(用所测物理量符号表示)

二、计算题．本题共4小题，每题12分，共48分．解答应写出文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能给分．有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位．

16、如下图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100、电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按下图乙所示正弦规律变化．求：

(1)交流发电机产生的电动势最大值；

(2)电路中交流电压表的示数．

17、如下图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0.10 m、匝数n＝20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如下图乙所示)．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝T，线圈的电阻为R1＝0.50 Ω，它的引出线接有R2＝9.5 Ω的小电珠L.外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠．当线圈运动速度v随时间t变化的规律如下图丙所示时(摩擦等损耗不计)．求：

(1)小电珠中电流的最大值；

(2)电压表的示数；

(3)t＝0.1 s时外力F的大小；

(4)在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高双倍，可采取什么办法(至少说出两种方法)?

18、如图所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场．已知线圈的匝数n＝100匝，总电阻r＝1.0 Ω，所围成矩形的面积S＝0.040 m2，小灯泡的电阻R＝9.0 Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e＝nBmScos t，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：

(1)线圈中产生感应电动势的最大值；

(2)小灯泡消耗的电功率；

(3)在磁感应强度变化的0～时间内，通过小灯泡的电荷量．

19、某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V，输出电功率为50 kW，如果用电阻为3 Ω的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？

高二年级物理单元测试卷(交变电流)

参考答案

1、选择题

1、C 2、BD 3、D 4、C 5、B 6、A 7、D 8、B 9、B 10、BD 11、D 12、A 13、D 14、ABD

2、实验题

15、【答案】　(1)24　A

(2)①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；

②将A线圈与低压交流电源相连接；

③用多用电表的交流电压挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U

n(其他方法，只要合理即可)

3、计算题

16、【解析】　(1)交流发电机产生电动势的最大值

Em＝nBSω

而Φm＝BS，ω＝，所以Em＝

由Φ－t图线可知：Φm＝2.0×10－2 Wb，

T＝6.28×10－2s

所以Em＝200 V.

(2)电动势的有效值

E＝Em＝100 V

由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为

I＝＝A

交流电压表的示数为

U＝IR＝90 V＝127 V.

【答案】　(1)200 V　(2)127 V

17、【解析】　(1)由题意及法拉第电磁感应定律知道，由于线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的最大值为：Em＝nBLvm＝nB2πrvm，电路总电阻为：R1＋R2，那么小电珠中电流的最大值为

Im＝＝＝0.16 A.

(2)电压表示数为有效值

U＝＝ImR2＝×0.16×9.5 V＝0.76 V≈1.07 V.

(3)当t＝0.1 s也就是T/4时，外力F的大小为

F＝nB2πrIm＝vm＝0.128 N.

(4)提高vm用变压器

【答案】　(1)0.16 A　(2)1.07 V　(3)0.128 N　(4)提高vm 用变压器

18、【解析】　(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期

T＝3.14×10－2 s，所以Em＝nBmSω＝＝8.0 V.

(2)电流的最大值Im＝＝0.80 A，

有效值I＝＝A，

小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88 W.

(3)在0～时间内，电动势的平均值＝，

平均电流＝＝

流过灯泡的电荷量Q＝Δt＝＝4.0×10－3 C.

【答案】　(1)8.0 V　(2)2.88 W　(3)4.0×10－3 C

19、【解析】　

用500 V电压送电时示意图如右图所示，50 kW的电功率在输电线上的电流

I0＝P/U0＝50×103/500 A＝100 A.

用户获得电压

U1＝U0－I0R＝(500－100×3) V＝200 V，

用户获得的功率P1＝I0U1＝2×104 W.

改用高压输送时，示意图如下图所示，要求P损＝0.6%P，即P损＝50×103×0.6% W＝300 W.

输电电流I＝＝A＝10 A.

发电站升压后输电电压U＝＝V＝5 000 V，

升压变压器匝数比n1/n2＝U0/U＝500/5 000＝1/10，

输电线上损失的电压U′＝I·R＝10×3 V＝30 V.

到达用户输入变压器电压

U2＝U－U′＝(5 000－30) V＝4 970 V，

降压变化器的匝数比＝＝＝.

【答案】　200 V　2×104 W　1∶10　497∶22

本文来源：https://www.2haoxitong.net/k/doc/cabf47d4e97101f69e3143323968011ca200f79f.html