人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元检测题(解析版).doc

人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元检测题（解析版）
《交变电流》单元检测题
一、单选题
1.三个相同的电阻，分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同．下列说法中正确的是(　　)

A． 在相同时间内三个电阻发热量相等
B． 在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍
C． 在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的
D． 在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小
2.如图所示，N匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO′左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R和理想电流表A，那么可以确定的是(　　)

A． 从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为e＝NBωSsinωt
B． 电流表的示数I＝NBS
C．R两端电压有效值U＝NBS
D． 一个周期内R的发热量Q＝
3.如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L＝1 mH，C＝200 pF)，此电路的重要作用是(　　)

A． 阻直流通交流，输出交流
B． 阻交流通直流，输出直流
C． 阻低频通高频，输出高频交流
D． 阻高频通低频，输出低频交流和直流
4.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的感应电动势最大值为50 V，那么该线圈由图所示位置转过30°，线圈中的感应电动势大小为(　　)

A． 50 V B． 25V C． 25 V D． 10 V
5.一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝1∶2，电源电压u＝220sinωtV，原线圈电路中接入一熔断电流I0＝1 A的保险丝，副线圈中接入一可变电阻R，如图所示，为了使保险丝不致熔断，调节R时，其阻值最低不能小于(　　)

A． 440 Ω B． 440Ω C． 880 Ω D． 880Ω
6.用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载电阻供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则(　　)

A． 变压器输入功率约为1 555 W
B． 交流电的频率为100 Hz
C． 负载电阻阻值为11 Ω
D． 负载电流的函数表达式i＝10sin (100πt)A
7.下列关于交变电流和直流的说法中，正确的是(　　)
A． 如果电流的大小做周期性变化，则一定是交变电流
B． 直流的大小可以变化，但方向一定不变
C． 交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的
D． 以上说法都不正确
8.中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程．假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 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(　　)
A． B． C． 2P D． 4P
9.如图甲所示，调光台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节灯的亮度的．现将某无级调光台灯接在220 V的正弦交变电流上，经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表的示数是(　　)

A． 220 V B． 156 V C． 110 V D． 78 V
10.如图所示，有一矩形线圈的面积为S、匝数为N、电阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是(　　)

A． 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt
B． 矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量为零
C． 当P不动、R增大时，电压表读数也增大
D． 当P向上移动、R不变时，电流表读数减小
11.如图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内(　　)

A． 电流表A1的示数比A2的小
B． 电流表A2的示数比A3的小
C． 电流表A1和A2的示数相同
D． 电流表的示数都不为零
12.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是(　　)
A． 由功率P＝U2/R，应降低输电电压，增大导线电阻
B． 由P＝IU，应低电压小电流输电
C． 由P＝I2R，应减小导线电阻或减小输电电流
D． 上述说法均不对
二、多选题
13. 某发电厂通过远距离向某学校输电，输送的电功率为P，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，则下列说法正确的是(　　)
A． 输送的电压越高，输电线路上损失的电压越大
B． 输电线路上损失的电压与输送电流成正比
C． 输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成正比
D． 输电线路上损失的功率跟输送电流的平方成正比
14. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电e＝220sin 100π·tV，那么(　　)
A． 频率是50赫兹
B． 当t＝0时，线圈平面恰好与中性面重合
C． 当t＝秒时，e有最大值
D． 有效值为220V
15. 如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动．滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开始计时，下列判断正确的是(　　)

A． 电流表测得的是电流最大值
B． 感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSω·sinωt
C．P向上移动时，电流表示数变大
D．P向上移动时，电流表示数变小
16. 某发电厂通过远距离向某学校输电，输送的电功率为P，从发电厂至学校的输电导线总电阻为r，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，则下列说法正确的是(　　)
A． 输送的电压越高，输电线上的电流越大，输电线路上损失的电压越大
B． 输电线路上损失的电压与输送电流成正比
C． 输电线路上损失的功率跟输送电流的平方成正比
D． 输电导线总电阻r两端的电压等于输送的电压
17. 一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路，要使此振荡电路的周期变大，以下措施中正确的是(　　)
A． 增加电容器两极间的距离
B． 增加线圈的匝数
C． 增大电容器两极板间的正对面积
D． 增大电容器两极板间的距离的同时，减少线圈的匝数
三、实验题
18.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，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，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．
(2)如果把它看成理想变压器，现要测定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)
四、计算题
19.马鞍山市拥有长江黄金水道而具有得天独厚的电力资源，在2010年上海世博会之前分两期兴建了总装机容量为11万千瓦的发电厂．建成后，若采用110 kV电压向上海输电．已知从马鞍山到上海的输电线总电阻为10 Ω.
(1)求输电导线损耗的功率；
(2)若为了降低损耗，把输电电压提高为220 kV，求提高输电电压后比原来少损耗的功率．
20.如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积S＝0.1 m2，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B＝0.1 T匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝100 Ω的电阻构成闭合回路．求：

(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；
(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中，通过电阻R横截面的电荷量．

答案解析
1.【答案】C
【解析】根据焦耳定律Q＝I2Rt求解热量，其中I是有效值．对于方波，有效值I＝Im，对于正弦式电流有效值I＝Im.三种交变电流的最大值为I0.根据焦耳定律得：Q甲＝2RT，Q乙＝IRT，Q丙＝IR×，则三者之比为1∶1∶2，故选：C.
2.【答案】B
【解析】线框始终只有一半面积在磁场中，故瞬时电动势为e＝sinωt，电压有效值为U＝NBS，电流表的示数I＝＝NBS，A、C错误，B正确．Q＝T＝，
D错误．
3.【答案】D
【解析】线圈的作用是：“通直流，阻交流；通低频，阻高频”．电容的作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”．因线圈自感系数L很小，所以对低频成分的阻碍作用很小，这样，直流和低频成分能顺利通过线圈；电容器并联在电路中，起旁路作用，因电容器电容C很小，对低频成分的阻碍作用很大，而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小，被它旁路掉，最终输出的是低频交流和直流．故选项D正确．
4.【答案】B
【解析】由题给条件知：交变电流瞬时值表达式为e＝50cosωtV＝50cosθV，当θ＝30°时，e＝25V，B对．
5.【答案】C
【解析】当原线圈电流为I1＝I0＝1 A时，副线圈中电流I2＝I1＝A，原线圈两端电压U1＝＝220 V，则副线圈两端电压U2＝U1＝×220 V＝440 V，因此负载电阻的最小值Rmin＝＝880 Ω，故C正确．
6.【答案】C
【解析】负载中电流的有效值为I2＝＝A＝10 A，故负载消耗的功率为P＝U2I2＝110×10 W＝1 100 W，故A错误；由图象可知，周期T＝0.02 s，故频率f＝＝Hz＝50 Hz，故B错误；负载的电阻为R＝＝Ω＝11 Ω，故C正确；负载电流的函数表达式i＝10sin (100πt)A，故D错误．
7.【答案】B
【解析】直流的方向不发生改变，而大小可以改变，课本中若没有特别说明，所说的直流一般是指大小和方向均不发生变化的恒定电流．交变电流一般是指大小、方向都发生周期性变化的电流，可以是锯齿波形、矩形波形、尖脉冲波形以及正弦波形等，这些都属于交变电流．其中矩形交变电流的电流方向改变，但大小可能不变．
8.【答案】A
【解析】在超高压输电中，设输送电功率为P′，输电电压为U，输电线电阻为R，则输电线上损耗的电功率为P＝()2R，当输电电压升为原来的2倍时，输电线损耗的电功率变为原来的，故选A.
9.【答案】B
【解析】虽然图示电流不是正弦交变电流，根据正弦式交变电流的图象对称性可知，只要有T的图线就满足最大值是有效值的倍，根据交变电流有效值定义有：T＝·.
解得U＝110V＝156 V，故B对，A、C、D错．
10.【答案】A
【解析】矩形线圈切割磁感线产生的感应电流为正弦式交变电流，图示时刻线圈切割磁感线产生的感应电动势最大，最大值为Em＝NBSω，则其瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，选项A正确；矩形线圈从图示位置经过时间，刚好为周期，磁通量的变化量不为零，通过电流表的电荷量不为零，选项B错误；电压表读数为电压的有效值，矩形线圈的电阻不计，故电压表的示数为交变电压的有效值，恒定不变，选项C错误；当P向上移动、R不变时，原线圈的电压不变，原线圈匝数减少，副线圈的电压增大，输出功率变大，故原线圈中的电流增大，选项D错误．
11.【答案】C
【解析】理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间均匀增加，穿过副线圈的磁通量也将随时间均匀增加，副线圈中产生恒定的感应电动势，副线圈中的电流为恒定电流，电感线圈对恒定电流无阻碍作用，因而电流表A1和A2的示数相同，C项正确，A项错误；恒定电流不能通过电容器，因而电流表A3的示数为零，B、D项错误．
12.【答案】C
【解析】输电时导线上损失的电压ΔU＝IR，它不同于输电电压，P＝或P＝IU中的U应为导线上损失的电压，故A、B错，导线上功率的损失为发热损失，即P＝I2R，故C正确．
13.【答案】BD
【解析】由P＝UI知P不变，U越大，则I越小，由欧姆定律ΔU＝IR线可得ΔU越小，A错，B正确；再根据P损＝I2R线可知C错，D对．
14.【答案】ABC
【解析】由交流电的瞬时值表达式知，ω＝100π＝2πf，得f＝50 Hz，A正确；
当t＝0时，e＝0，则线圈平面恰好与中性面重合，B正确；
当t＝s时，sin 100πt＝1，所以e有最大值，故C正确；
有效值U＝＝V＝220 V，D错误．
15.【答案】BD
【解析】电流表测得的是电流有效值，选项A错误；从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSω·sinωt，选项B正确；P向上移动时，输出电压降低，电流表示数变小，选项C错误，D正确．
16.【答案】BC
【解析】当输电线的电阻和输送的电功率不变时，根据P＝UI，知输送电压越高，输电线上的电流越小，根据U损＝IR，输电线上损失的电压越小．故A错误．根据U损＝IR，知输电线路上损失的电压与输送电流成正比．故B正确．根据P损＝I2R，I＝，得P损＝，输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比．故C正确．根据U损＝IR知，输电导线总电阻R两端的电压等于损失的电压．故D错误．故选BC.
17.【答案】BC
【解析】振荡电路的周期T＝2π，所以要想增大周期可以增大电容和自感系数，增加电容器两极间的距离会减小电容，则周期变小，A错．增加线圈的匝数可增大自感系数，则周期变大，B对．增大电容器两极板间的正对面积会增大电容，则周期变大，C对．增大电容器两极板间的距离的同时，减少线圈的匝数．C和L都减小，则周期间小，D错．
18.【答案】(1)A　(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA　n
【解析】(1)A　由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．
(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA＝n.
19.【答案】(1)1×107W　(2)7.5×106W
【解析】(1)由公式P＝UI得
I＝＝A＝1×103A
则P损＝I2R＝1×107W.
(2)由公式
I′＝＝A＝5×102A
则P损′＝I′2R＝2.5×106W
则ΔP＝P损－P损′＝7.5×106W.
20.【答案】(1)3.1×102V　(2)1.0×10－2C
【解析】(1)线圈中感应电动势的最大值
Em＝nBSω＝3.1×102V.
(2)设从线圈平面通过中性面时开始，线圈通过90°角所用时间为Δt，线圈中的平均感应电动势＝
通过电阻R的平均电流＝＝
在Δt时间内通过电阻横截面的电荷量
q＝Δt＝＝1.0×10－2C.
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