1、第二章 交变电流 单元测试（粤教版选修3-2）(时间：90分钟 满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1图1为某种交变电流的波形，每半个周期按各自的正弦规律变化，其有效值为( )A7A B5 A C3 A D4 A2一电饭煲和一台洗衣机同时并入u311sin 314t V的交流电源上，均正常工作，用电流表分别测得电饭煲的电流是5 A，洗衣机的电流是0.5 A下列说法正确的是( )A电饭煲的电阻是44 ，洗衣机电动机线圈电阻是440 B电饭煲消耗的功率为1 555 W，洗衣机电动机消耗的功率为155.5 WC1 min内电饭煲消耗的电能为6.6104 J，洗衣机电动
2、机消耗的电能为6.6103 JD电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍3如图2甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度给该台灯接220 V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( )A220 V B110 V C. V D. V 图1 图2 图34如图3所示，M为理想变压器，电表均可视为理想电表，接线柱a、b接电压u311sin 314t V的正弦交流电源当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，示数发生变化的电表是( )AA1、A2 BA2、V2 CA1、A2、V2 DA1、A2、V1、V25在变电站里，经常要用交流电表去监测电
3、网上的强电流，所用的器材叫电流互感器下图所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是( ) 6. 汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如图4所示的点火装置，这个装置的核心是一个变压器，它的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械进行自动控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花了，下列说法中正确的是( )图4A该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压B该设计方案可行，因为变压器能将直流电改变为交变电流C该设计方案可行，因为通过变压器
4、原线圈的是变化的电流，可以通过变压器发生互感现象D该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器二、双项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分)7图5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t1t2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的大C电流表A1和A2的示数相同 D电流表的示数都不为零8如图6是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )A周期是0.01 s B最大值是311 VC有效值是220 V D表达式为u220sin 10
5、0t V 图5 图6 图79有一交变电流如图7所示，则由此图象可知( )A它的周期是0.8 s B它的峰值是4 AC它的有效值是2 A D它的频率是0.8 Hz10图8中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，Q为滑动头现令Q从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，P2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值)下列四个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )图8题 号12345678910答 案三、填空题(本题共2小题，共
6、12分)11. (6分)如图9所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I_.线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q_.图912(6分)某发电厂用2.2 kV的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV的电压，在原有输电线路上输送同样的电功率前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为_要将2.2 kV的电压升高至22 kV，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是_匝姓名：_ 班级：_ 学号：_ 得分：_ 四、解答题(本题共4小题，共40
7、分)13. (8分)如图10所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为l1，宽度为l2，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R的定值电阻，线圈以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO匀速运动，沿转轴OO方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t0时刻线圈平面与磁感线垂直图10(1)表示出线圈经过图示位置时通过电阻R的感应电流的方向(2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式(3)求线圈从t0位置开始到转过90的过程中的平均电动势(4)求线圈从t0位置开始到转过60时的瞬时电流14. (8分)黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，
8、它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”如图11所示是高压电网的工作电路高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6 220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的原、副线圈匝数比不得超过多少？图1115.(12分) 如图12所示，变压器原线圈输入电压为220 V，副线圈输出电压为36 V，两只灯泡的额定电压均为36 V，L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W试求：图12(1)该变压器的原副线圈匝数比(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L1工作时原线圈中的
9、电流16. (12分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW，输出电压为500 V，输电导线的总电阻为10 ，导线上损耗的电功率为4 kW，该村的用电电压是220 V.图13(1)输电电路如图13所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW，则该村还可以装“220 V 40 W”的电灯多少盏？答案1B 根据有效值的定义得Q2R2RI2RT，解得I5 A，故B正确2C3B 本题考查电压的有效值的计算设电压的有效值为U，根据有效值定义有T，解得B项正确4A 由变压器特点，可知，只要n1、n2的比值不变，U1不变，那么U2也不变
10、；由知：原线圈中电流因副线圈中电流的改变而改变，因滑动变阻器的电阻变化，A2的示数变化，所以A1的示数也会发生变化，故应选A.5A 电流互感器串联在电路中，且连电流表的线圈电流小，由知：电流小的线圈匝数多，故A正确6C 变压器只能改变交变电流的原因是如果在原线圈上接恒定电压，则线圈的磁通量保持不变，从而不能产生感应电动势，副线圈中也就没有输出电压了在本装置中，开关的闭合、断开，导致电流不断地变化，从而使得磁通量不断地变化，能够使变压器工作7BC 理想变压器原、副线圈的磁场变化情况相同，由图乙知原线圈的磁场均匀变化，据法拉第电磁感应定律ES知副线圈中产生恒定电流，线圈对直流电无阻碍作用，直流电不
11、能通过电容器，所以电流表A1、A2的示数相同，A3的示数为0，B、C选项符合题意8BC 本题考查正弦交变电流的基础知识，考查考生对正弦交流电基本知识及图象的掌握由图象可知，该交变电压周期为0.02 s，最大值为311 V，瞬时值表达式为u311sin 100t V，A、D项错误，B项正确；有效值为 V220 V，C项正确9AB 由图象可读得T0.8 s，f1.25 Hz，故A对，D错；又可由图象读得Im4 A，故B对；因为电流并非正弦交流电，故其有效值I2 A，C错10BC 滑动头向上匀速滑动，副线圈匝数均匀增加，与时间t成正比，由得：U2，故U2与t也成正比，选项C正确；随着白炽灯变亮，其本
12、身电阻也逐渐增大，灯泡的It图线斜率逐渐减小，B项正确；由于副线圈输出功率增大，原线圈的输入功率也增大，由PUI知，输入电流也要增大，故A错；灯泡消耗的功率n2，所以n2与U2不成正比，即Pt图象不满足正比例函数关系，故D错11. 解析 线框转动产生交变电流EmaxBS，ImaxBS/R，有效值I；线框转过的过程中，BS，qt.121001 1800解析 消耗在输电线上的电功率P损I2R线()2R线，所以P损，()2()21001.由于变压器原、副线圈的电压比等于匝数比得，n2匝1800匝13(1)自下而上 (2)enBl1l2sin t(3) (4)解析 (1)根据右手定则或楞次定律判断可知
13、，线圈中的电流方向是badcb，故流过R的电流是自下而上(2)从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势EmnBl1l2，所以感应电动势的瞬时值表达式为enBl1l2sin t.(3)nn(4)线圈从t0开始转过60时，瞬间电流为i14.解析 电网两极间电场可看做匀强电场UmEmd，由题意，空气被击穿时Em6 220 V/cm，Um6 2200.5 V3110 V由理想变压器电压关系：由峰值与有效值关系：UmU2由以上各式，得所以原、副线圈匝数比不得超过110.15(1)559 (2)0.082 A 0.055 A解析 (1)由变压比公式得代入数据，得(2)两灯均工作时，由能量守恒得P1P2U1I1I1 A0.082 A只有L1灯工作时，由能量守恒得P1U1I1解得I1 A0.055 A16(1)110 24011 (2)900盏解析 (1)因为P损IR线所以I2 A20 AI1 A200 A则U3U2I2R线(500102010) V4 800 V则(2)设还可装灯n盏，据降压变压器输入功率等于输出功率有P3P4其中P4(n4060103) WP4P3(1004) kW96 kW所以n900.
