人教版高中物理选修3-2配套练习，同步检测题：第五章 交变电流（(7)

象，如图所示(图线为正弦曲线)。则下列说法错误的是( )

A．该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt V B．接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1 V C．该变压器原线圈输入频率为50 Hz

D．接在副线圈两端阻值为20 Ω的白炽灯，消耗的功率为2.5 W 答案 AC

解析 由图象知，输出电压的峰值为10 V，周期为0.04 s，由电压与匝数比关系知，输12π

入电压峰值为20 V，交变电压的频率为f＝＝25 Hz，角频率ω＝＝50π rad/s，输入电压

TTU2m的瞬时值表达式为u＝20sin50πt V，选项A、C错误；输出电压的有效值为U2＝＝52 V

2

2U2＝7.1 V，选项B正确；电灯的功率为P＝＝2.5 W，选项D正确。

R

3．一个阻值为2 Ω的线圈在匀强磁场中转动，产生的电动势为e＝102sin20πt V，当该线圈与一阻值为8 Ω的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是( )

A．t＝0时，线圈平面位于中性面 B．t＝0时，穿过线圈的磁通量为0 C．电阻的热功率为16 W

D．用电压表测路端电压时读数为11.3 V 答案 A

解析 由产生的电动势的表达式可知，t＝0时，电动势为零，线圈平面位于中性面，磁E

通量最大，故A对B错；电动势的有效值E＝10 V，电阻两端的电压U＝R＝8 V，D

R＋rU2

错；由P＝得P＝8 W，C错误。

R

4．[2015·课标全国卷Ⅰ]一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( )

1A．U＝66 V，k＝ 91

C．U＝66 V，k＝

3

31

1

B．U＝22 V，k＝

91

D．U＝22 V，k＝

3

答案 A

220 V－I1Rn1解析 设原线圈中电流为I1，由变压器变压公式可得＝＝3，由变压器变流

Un2

I11

公式有，＝，由欧姆定律可得，副线圈回路中电阻两端电压U＝I2R，联立解得U＝66 V。

I23I111

电阻消耗功率P＝I2R，由于＝，所以原、副线圈回路中电阻消耗功率的比值为，选项A

I239正确。

5．[2015·福建高考]下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T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )

n1U2mA．() n24rn1PC．4()2()2r

n2Um答案 C

Umn2U1

解析 因为u＝Umsinωt，所以有U1＝，根据变压器变压规律有：U2＝，根据P

n12

22

P2Pn14n1Pr2

＝U2I2得：I2＝＝，线路损失的功率为ΔP＝2I2r＝22，所以C项正确，ABD项

U2n2Umn2Um

n2U2mB．() n14rn2PD．4()2()2r

n1Um

错误。

6．(多选)[2014·天津高考]如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a、b所示，则( )

A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz

32

D．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V 答案 AC

解析 t＝0时刻，两次产生的交流电的电动势瞬时值均为零，因此线圈平面均与中性面11重合，A项正确；图中a、b对应的周期之比为2∶3，因此线圈转速之比na∶nb＝∶＝3∶

TaTb11

2，B项错误；a线表示的交流电动势的频率为fa＝＝ Hz＝25 Hz，C项正确；a

Ta4×10－22π

线对应线圈相应的电动势的最大值Eam＝NBS·，由图象知Eam＝15 V，b线对应线圈相应

Ta2πEbmTa210

的电动势的最大值Ebm＝NBS·，因此＝＝，Ebm＝10 V，有效值Eb＝ V＝52 V，

TbEamTb32D项错误。

7．[2015·三亚模拟]如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是( )

A．原线圈中的电流为nI UI

B．变压器的输入功率为

nC．电动机输出的总功率为I2R D．电动机两端电压为IR 答案 B

I

解析 电流表的读数为副线圈电流，所以原线圈电流为，故A错误；原线圈的输入功

nIIU

率则为U，故B对；电动机上的热功率为I2R，电动机消耗功率为U，两端电压为，故nnnC、D错误。

8．(多选)为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压。某降压变电站将电压U0＝110002sin100πt(V)的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电站变压器( )

A．原、副线圈匝数比为50∶1 B．副线圈中电流的频率是50 Hz C．原线圈的导线比副线圈的要粗

D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 答案 AB

33

U1n1n150

解析 原电压的有效值为U1＝11000 V，由＝得，＝，选项A正确；变压器不

U2n2n21n1I2改变交流电的频率，故选项B正确；由＝得，副线圈的电流大，要想导线发热少，导线

n2I1要粗一些(使电阻较小)，故选项C错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D错误。

9．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．电流表的示数比的小 B．电流表的示数比的小 C．电流表和的示数相同 D．电流表的示数都不为零 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、的示数相同，C项正确，A项错误；恒定电流不能通过电容器，因而电流表的示数为零，B、D项错误。

10．[2015·安徽高考]图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表○A1的示数增大了0.2 A，电流表○A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是( )

A．电压表○V1示数增大 B．电压表○V2、○V3示数均增大 C．该变压器起升压作用

D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动 答案 D

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解析 由于变压器原线圈的电压不变，因此电压表○V1、○V2的读数均不变，选项AB均错误。由题意可知，该变压器起降压作用，选项C错误。由于副线圈的电压不变，电流表○A2的示数增大，根据欧姆定律可知负载的电阻变小，所以滑动变阻器连入电路的阻值变小，选项D正确。

11．一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 Ω。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.2×105 A

－

B.6×105 A

－

C.2－

×105 A 232－

D．×105 A

2

答案 B

ΔΦΔB2El2ΔB

解析 感应电动势E＝＝·l，线圈电阻R＝0.36 Ω，则感应电流为：I＝＝·，

ΔtΔtRRΔtΔBΔB－－－－

0～3 s内：＝2×103 T/s，I1＝2×105 A,3～5 s内：＝3×103 T/s，I2＝3×105 A。

ΔtΔt

22

设线框中感应电流的有效值为I，由电流有效值的定义得：3I1R＋2I2R＝5I2R，解得：I＝6×10

－5

A，故选项B正确。

12．(多选)如右图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重

力)，当两板间加上如下图所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的是( )

答案 ABC

111

解析 对A图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T

442113

做加速度增加的减速运动，T时刻速度为零。从T到T电子反向做加速度减小的加速运动，

22433

T时刻速度最大，由T到T做加速度增大的减速运动，T时刻速度为零，回到原位置，即44

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