1、1第五单元 交变电流注 意 事 项 ：1 答 题 前 ， 先 将 自 己 的 姓 名 、 准 考 证 号 填 写 在 试 题 卷 和 答 题 卡 上 ， 并 将准 考 证 号 条 形 码 粘 贴 在 答 题 卡 上 的 指 定 位 置 。2 选 择 题 的 作 答 ： 每 小 题 选 出 答 案 后 ， 用 2B 铅 笔 把 答 题 卡 上 对 应 题 目的 答 案 标 号 涂 黑 ， 写 在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。3 非 选 择 题 的 作 答 ： 用 签 字 笔 直 接 答 在 答 题 卡 上 对 应 的 答 题 区 域 内
2、。 写在 试 题 卷 、 草 稿 纸 和 答 题 卡 上 的 非 答 题 区 域 均 无 效 。4 考 试 结 束 后 ， 请 将 本 试 题 卷 和 答 题 卡 一 并 上 交 。一、单选题1如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大( )A I0 B +I0 C I0 D02 32022交流发电机在工作时产生的电动势为 e=Emsin t，若将电枢的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为( )A e=Emsin B e=2Emsin C e=Emsin2 t D e=2Emsin2 t2 23小型手摇发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线圈 a
3、bcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴 ，线圈绕 匀速转动，如图所示， 矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )A峰值是 B峰值为 2 C有效值为 D有效值为0 0220204一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势 e 随时间 t 的变化如图所示。下列说法中正确的是( )At 时刻通过线圈的磁通量为零Bt 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大Ct 时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最小Dt 时刻线圈位于中性面5如图所示，三个灯泡是相同的，而且耐压足够，电源内阻忽略当单刀双掷开关 S
4、接 A 时，三个灯亮度相同，那么 S 接 B 时( )A三个灯亮度相同B只有丙灯不亮，乙灯最亮C甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮D甲灯最亮，丙灯不亮26如图，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为 U0的交变电源上。当 S 断开时， L1、 L2、 L3三只灯泡均正常发光；若闭合 S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则( )A灯泡 L1变亮 B灯泡 L2变亮C灯泡 L3亮度不变 D灯泡 L4正常发光7如图甲所示，一理想变压器原线圈接上如图乙所示的正弦交流电，与副线圈相连的两个灯泡规格均为“110V 40W”，电表均为理想电表，原、副线圈匝数比为 2：
5、1，开关 K 闭合前，电路正常工作。则闭合开关 K 后( )A灯泡将烧毁B电流表示数增大C经过灯泡的交流电频率为 25HzD变压器的输入功率增大一倍8如下图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1： n2=5：1，电阻R=20， L1、 L2为规格相同的两只小灯泡， S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示现将 S1接 1、 S2闭合，此时 L2正常发光下列说法正确的是( )A输入电压 u 的表达式 u=20sin（100 t）VB只断开 S2后， L1、 L2均正常发光C只断开 S2后，原线圈的输入功率增大D若 S1换接到 2 后， R 消耗的电
6、功率为 0.8W9图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为 n1、 n2，在原线圈两端接入一电压 u=Umsin t 的交流电源，若输送电功率为 P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )A（ ） B（ ） C4（ ） 2（ ） 2r D4（ ） 2（ ） 2r12 2421 2421 12 10如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是( )A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损
7、失越小D高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好11如图甲所示，50 匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小 B= T210的水平匀强磁场中，线框电阻不计。线框匀速转动时所产生的正弦交变电压图象如图乙所示。把该交变电压加在图丙中理想变压器的 P、 Q 两端。已知变压器的原3线圈 I 和副线圈的匝数比为 5:1，交变电流表为理想电表，电阻 R= ，其他各1 处电阻不计，以下说法正确的是( )A t=0.1 s 时，电流表的示数为 0B副线圈中交变电流的频率为 5 HzC线框面积为 m215D0.05 s 线圈位于图甲所示位置二、多选题12远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升
8、高为原来的 n 倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( )输电线上的电功率损失是原来的 ；1输电线上的电功率损失是原来的 ；12输电线上的电压损失是原来的 ；1输电线上的电压损失是原来的 n 倍A B C D13某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为 P0，输电电压为 U，输电导线的总电阻为 R。则下列说法正确的是( )A输电线上的电流=B输电线上的电流=0C输电线上损失的功率=(0)2D输电线上损失的功率=214如图所示,边长为 L，匝数为 N，电阻不计的正方形线圈 abcd 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕转轴 OO以恒定角速度 转动，轴 OO垂直
9、于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为 n1和 n2。下列判断正确的有( )A在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势为 NB L2B电压表 V1示数为 NB L2C穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率相等D当可变电阻 R 的滑片 P 向下滑动时，变压器的输入功率变大15（题文）如图甲所示为理想调压变压器，原线圈 A、B 端的输入电压如图乙所示，则当此变压器工作时，以下说法正确的是( )A若滑动触头 P 处于某一确定位置，当变阻器 R 的滑动触头下滑时，电流表示数将变大B若滑动触头 P 处于某一确定位置，当变阻器 R 的滑动触头上滑时，电压表示数增大C若滑动触
10、头 P 和变阻器 R 的滑动触头同时上移，则电流表示数一定变大D若变阻器最大阻值为 ，且变阻器 R 的滑动触头置于最上端，则在滑100动触头 P 滑动的过程中，电流表的电流变化范围为 02 2 A三、解答题416如图所示，匀强磁场 B=1.0T，有一个 N=15 匝的矩形线圈，其 =0.2m，=0.1m，线圈电阻 r=1，在磁场中绕垂直磁场中心轴 OO转动，转速 n=300 转/min，线圈两端接有“6 V、12 W”的灯泡，当线圈通过中性面时开始计时，求：(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)灯泡消耗的实际功率。17如图所示，某水电站发电机的输出功率为 100kW，发电机的电压为250
11、V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为 8，在用户端用降压变压器把电压降为 220V若输电线上损失的功率为 5kW，不计变压器的损耗求：(1)升压变压器的输出电压 U2(2)降压变压器的匝数比(3)若要将输电线上损失的功率降低到原来的 1/100，通过计算得出在其他条件不变的情况下，可将升压变压器的匝数比 n1:n2改为多少？18如图中所示，理想变压器 B 的原线圈跟副线圈的匝数比 n1 n2=21，交流电源电压 U1=220 V， F 为熔断电流为 I0=1.0 A 的保险丝，负载为一可变电阻.(1)电阻两端的电压 U2多大？(2)当电阻 R=100 时，保险丝能否被熔断?5
12、(3)要使保险丝不被熔断，电阻 R 的阻值应不小于多少?12018-2019 学 年 高 二 下 学 期 第 五 单 元 训 练 卷物 理 （ 二 ） 答 案一、单选题1【答案】C【解析】设交流电电流的有效值为 I，周期为 T，电阻为 R则有：，解得： ，故选 C.2=( 220)22+202 =3202【答案】C【解析】在未改变前 ，改变后 ，其电=122=动势瞬时值为 ，选 C。=23【答案】D【解析】由题意可知，线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为 2e0，又因为发电机线圈共 N 匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为 2Ne0，根
13、据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为 2Ne0，故选项 A、B 错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U ，即 U ，故选项 C 错误；选项 D 正确。【名师点睛】熟知并理解教材中正弦式交变电流的产生原理，能自己熟练推导该交变电流的瞬时值表达式。4【答案】C【解析】由图可知，t 1时刻线圈的感应电动势最小（零），则磁通量的变化率也为零，所以通过线圈的磁通量为最大，故 A 错误；由图可知，t 2时刻线圈的感应电动势最大，则磁通量的变化率也为最大，所以通过线圈的磁通量为零，故B
14、 错误；由图可知，t 3时刻线圈的感应电动势最小（零），则磁通量的变化率也为零，所以 C 正确； t 4时刻感应电动势最大，磁通量为零时，磁通量变化率最大，故线圈垂直中性面。故 D 错误；故选 C。点睛：学会通过瞬时感应电动势来判定在什么时刻，线圈处于什么位置；同时还能画出磁通量随着时间变化的图象及线圈中的电流随着时间变化的规律5【答案】B【解析】由题，当单刀双掷开关 S 接 A 时，三个灯亮度相同，说明电感 L 的感抗与电阻 R 相同，当 S 接 B 时，电感 L 没有感抗，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻 R 没有影响，所以丙灯不亮，灯甲亮度不变，乙灯亮度增加，乙灯最亮。故选
15、B。6【答案】A【解析】当 S 接通后，副线圈回路电阻变小，输出功率变大，输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡 L1的电压增大，L 1变亮；原线圈电压减小，匝数比不变故副线圈电压减小，所以灯泡 L 2、L 3两端的电压变小，灯泡 L2、L 3亮度变暗；L 2、L 3 、L 4电压相等比S 断开时电压小，S 断开时灯泡正常发光，S 闭合时 L4不能正常发光，故 A 正确，BCD 错误；故选 A。7【答案】D【解析】由理想变压器 ，可知副线圈两端电压 U2=110V，则 K 闭合前12=12灯泡正常工作，当 K 闭合后，U 2保持不变，故两灯泡均
16、能正常发光，不会烧毁，所以电流表示数不变，消耗功率增大一倍，则输入功率增大一倍；经过变压器后频率不发生变化，仍为 50Hz，故 ABC 错误，D 正确；故选 D。8【答案】D【解析】周期是 0.02s，= =100，所以输入电压 u 的表达式应为 u=2020.02sin（100t ）V，A 错误；当 S1接 1，断开 S2时，负载电阻变大为原来的 2 倍，2电压不变，副线圈电流变小为原来的一半，L 1、L 2的功率均变为额定功率的四分之一，负线圈的功率减小，则原线圈的输入功率等于副线圈的功率都减小，选项2BC 错误；若 S1换接到 2 后，电阻 R 电压有效值为 4V，R 消耗的电功率为 =
17、0.8W，D 正确。故选 D。29【答案】D【解析】交流电源的电压的有效值为 ，根据公式 可得输送电1=2 12=12压为 ，因为输送功率为 P，则输送电流为 ，输电线上损失的电功2=211 =2率为 ，联立解得 ，C 正确。=2(2)=4(12)2()210【答案】ABD【解析】在导线材料、长度一定的情况下，导线的横截面积越大，导线电阻越小，导线损失的功率越小，故 A 正确；由 P 损 =I2R 可知，在输电导线电阻一定的情况下，输电电流越小损失的功率越小，减小输电电流，可以减少电路的发热损耗，故 B 正确；由 可知，输电电压一定，输送功率越大，输电损损 =(输输 )2失功率越大，损失的电能
18、越多，故 C 错误在高压输电的过程中，电压过高时，感抗和容抗影响较大，所以不一定是电压越高越好，故 D 正确本题选错误的；故选 C。11【答案】BC【解析】原线圈中电压的有效值 ，根据 ，解得 U2=2V，1 2 10 12 12故副线圈中的电流 ，电流表的电流为 I1，则 ，解得2 2 21 2 12 21I1=0.4A，故 A 错误；交流电的周期 T=0.2s，故交流电的频率 f= 5 Hz，故 B 正1确；根据 Em=nBS 可知 ，故 C 正确；0.05s 时 1025021020.22 152线圈产生的感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，故 D 错误；故选 BC。二、多选题12【答
19、案】C【解析】设输送的电功率一定为 P，输送电压为 U，输电线上功率损失为 ，电压损失为 ，电流为 I，输电线总电阻为 R,由 知， ,则得 =， ，由题 P、 R 一定，则得 ， ,所以输=2=22 = 12 1电线上的电功率损失是原来的 倍，电压损失是原来的 倍，故 BC 正确，AD 错误。12 1点睛：解决本题的关键掌握输送电功率公式 ，以及输电线上损失的电=功率 及欧姆定律，要注意公式中各量应对应于同一段导体。=213【答案】BC【解析】AB. 根据 P=UI 得，输电线上的电流 I=P0/U，而电流 I=U/R，当 U 是导线上损失的电压才算正确，然而输电电压为 U，故 A 错误，B
20、 正确； C. 则输电线上损耗的功率 P 损 =I2R= .故 C 正确，D 错误。故选：BC。(0)214【答案】ACD【解析】从线圈所处平面与磁场方向平行时开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为 ，在图示位置时穿过正方形线圈中的磁=通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电动势为 ，故 A 正2确；交流电压的最大值等于 ，电压表 示数为有效值 ，故 B 错误；2 122根据理想变压器的工作原理得出：穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率相等，故 C 正确；当 P 位置向下移动，R 减小，根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表 的示数不变，输出功率为： ，故输出功率变大
21、，变压器的输入2=223与输出功率相等，故当可变电阻 R 的滑片 P 向下滑动时，变压器的输入功率变大，故 D 正确；故选 ACD。15【答案】AD【解析】滑动触头 P 处于某一确定位置，则变压器的输出电压不变；当变阻器 R 的滑动触头下滑时，接入电路的有效电阻减小，电流表示数将变大故 A B错误；若滑动触头 P 和变阻器 R 的滑动触头同时上移，则变压器的输出电压增大，负载的电阻也增大，所以电流表示数不一定变大故 C 错误；由乙图可得变压器的输入电压的最大值是 220 V，有效值是 220V，当滑动触头 P 的上下移动，R 上2只能获得 0220V 之间的任意的电压若变阻器最大阻值为 100
22、，而 R 上只能获得 0220V 之间的任意的电压，则电流表的电流变化范围为 02.2A故 D 正确故选点睛：变压器只能改变交流电的电压和电流，不会改变交流电的周期和频率，利用动态分析的方法去判断电压、电流和功率的变化。三、解答题16【答案】(1) e=3sin10 t（V） (2) P=8.4W【解析】（1）感应电动势的最大值，因为从中性面时开始计时，=151.00.20.1300260 =3线圈中感应电动势的瞬时值表达式 e=3sin10t（V）；（2）灯泡的电阻： =2=6212=3根据闭合电路欧姆定律，流过灯泡电流的有效值： = 2(+)=342灯泡消耗的实际功率为=2=(342)23
23、=8.417【答案】(1) U2=4000V (2) (3)34=1901112=1160【解析】（1）由 知输电线上的电流：损 =2 =损=51038 =25升压变压器的输出电压：2=10010325 =4000即：升压变压器的输出电压 为 4000V2（2）降压变压器的输入电压： 3=2=4000258=3800降压变压器的匝数比：34=3800220=19011即：降压变压器的匝数比 190:11（3）由 可知： 变为原来的 ，则 变为原来的 10 倍，即损 =(2)2 损 1100 22=40000则：12=12=25040000=1160即：将升压变压器的匝数比 改为 1:160。1
24、:2【点睛】本题考查了远距离输电；解决本题的关键知道原副线圈的电压比与匝数比的关系，知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系。18【答案】(1) (2)不会熔断 (3) R 不小于 552=110【解析】（1）根据 ，得： ，即 为 电 阻 两 端 的12=12 2=121=2202 =110电 压（2）当电阻 R=100 时，副线圈中电流：2=110100=1.1由输入功率等于输出功率，得原线圈电流：1=221=1102201.1=0.551故保险丝不会熔断（3）设电阻 R 为 r 时，原线圈中电流刚好达到熔断电流，即 1=1根据12=214则副线圈的电流：2=112=2根据欧姆定律得：=22=55即 R 不小于 55【点睛】本题考查了变压器的变压原理，知道电压、电流与匝数的关系，结合输入功率等于输出功率即可求解
