人教版高中物理選修32第五章《交變電流》單元檢測題（解析版）

第五章 交變電流單元檢測題一、單選題(每小題只有一個(gè)正確答案) 1.一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，由圖可知()A 該交流電的電壓的有效值為100 VB 該交流電的頻率為25 HzC 該交流電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u100sin (25t) VD 并聯(lián)在該電壓兩端的電壓表指針不停擺動(dòng)2.一正弦交流電的電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示由圖可知()A 該交流電的電流瞬時(shí)值的表達(dá)式為i2sin (100t)AB 該交流電的頻率是50 HzC 該交流電的電流有效值為2AD 若該交流電流通過R10 的電阻，則電阻消耗的功率是20 W3.如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示，設(shè)沿abcda方向?yàn)殡娏髡较?，則下列說法正確的是()A 乙圖中Oa時(shí)間段對(duì)應(yīng)甲圖中至圖的過程B 乙圖中c時(shí)刻對(duì)應(yīng)甲圖中的圖C 若乙圖中d等于0.02 s，則1 s內(nèi)電流的方向改變50次D 若乙圖中b等于0.02 s，則交流電的頻率為50 Hz4.先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電，第一次燈泡兩端的電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化(如圖甲所示)；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說法正確的是()A 第一次，燈泡兩端的電壓有效值是B 第二次，燈泡兩端的電壓有效值是C 第一、第二次，燈泡的電功率之比是29D 第一、第二次，燈泡的電功率之比是155.兩矩形線圈分別在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間t的變化關(guān)系分別如圖中甲、乙所示，則下列說法正確的是()A 兩交變電流的頻率之比f甲f乙12B 兩交變電流的電動(dòng)勢有效值之比E甲E乙31Ct1 s時(shí)，兩線圈中的磁通量的變化率均為零Dt1 s時(shí)，兩線圈均處在與中性面垂直的位置上6.下列關(guān)于交變電流的說法正確的是()A 若交變電流的峰值為5 A，則它的最小值為5 AB 用交流電流表測交變電流時(shí)，指針來回?cái)[動(dòng)C 我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流頻率為50 Hz，故電流方向每秒改變100次D 正弦交變電流i20sin 10tA的峰值為20 A，頻率為100 Hz7.閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為iImsint.保持其他條件不變，使線圈的匝數(shù)及轉(zhuǎn)速都增加1倍，則電流的變化規(guī)律為()Ai2Imsin 2t Bi4Imsin 2tCi2Imsint Di4Imsint8.如圖所示，三個(gè)燈泡相同，而且足夠耐壓，電源內(nèi)阻忽略單刀雙擲開關(guān)S接A時(shí)，三個(gè)燈亮度相同，那么S接B時(shí)()A 三個(gè)燈亮度相同B 甲燈最亮，丙燈不亮C 甲燈和乙燈亮度相同，丙燈不亮D 只有丙燈不亮，乙燈最亮9.如圖甲所示的電路中，S為單刀雙擲開關(guān)，電表為理想電表，Rt為熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，理想變壓器原線圈接圖乙所示的正弦交流電，則()A 變壓器原線圈中交流電壓u的表達(dá)式u110sin 100t(V)B S接在a端，Rt溫度升高時(shí)，變壓器的輸入功率變小C S接在a端，Rt溫度升高時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變大D S由a切換到b，Rt消耗的功率變大10.如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為31，L1、L2、L3為三只規(guī)格均為“9 V,6 W”的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，輸入端接入如圖乙所示的交變電壓，則以下說法中正確的是()A 電流表的示數(shù)為6 AB 電壓表的示數(shù)為27 VC 副線圈兩端接入耐壓值為9 V的電容器恰能正常工作D 變壓器副線圈中交變電流的頻率為100 Hz11.矩形線框繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交流電，電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為e220sin 100t(V)，下列說法正確的是()At0時(shí)刻穿過線框的磁通量為最大B 電動(dòng)勢的有效值220VC 交流電的周期為0.01 sD 若轉(zhuǎn)速增大1倍，其它條件不變，則電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式為e440sin 100t(V)12.如圖所示，兩個(gè)同學(xué)利用圖示裝置做實(shí)驗(yàn)，第一位同學(xué)使導(dǎo)體桿ab在導(dǎo)軌上勻速運(yùn)動(dòng)，第二位同學(xué)使桿ab在導(dǎo)軌上做變速運(yùn)動(dòng)，但兩位同學(xué)對(duì)ab桿做的功一樣多，第一位同學(xué)的方法使小燈泡消耗的電能為W1，第二位同學(xué)的方法使小燈泡消耗的電能為W2，它們相比較()AW1W2 BW1W2 CW1W2 D 不能比較13.圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光下列說法正確的是()A 輸入電壓u的表達(dá)式u20sin (50t) VB 只斷開S1后，L1、L2均正常發(fā)光C 只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D 若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W14.一電阻接一直流電源，通過4 A的電流時(shí)熱功率為P，若換接一正弦交流電源，它的熱功率變?yōu)椋瑒t該交流電電流的最大值為()A 4 A B 6 A C 2 A D 4A15.如圖所示，已知交流電源的電動(dòng)勢為e220sin 100tV，電阻R2 200 ，則電路中交流電流表和電壓表的示數(shù)分別為()A 0.1A,220VB 0.1 A,220VC 0.1A,220 VD 0.1 A,220 V二、多選題(每小題至少有兩個(gè)正確答案) 16.(多選)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想交流電表，從某時(shí)刻開始在原線圈兩端加上交變電壓u，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin (100t) V，現(xiàn)把單刀雙擲開關(guān)與a連接，則()A 電壓表的示數(shù)為22 VB 流過滑動(dòng)變阻器的電流的方向每秒改變100次C 在滑動(dòng)變阻器的觸頭P向上移動(dòng)的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變大D 若把單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，保持滑動(dòng)變阻器的觸頭P不動(dòng)，電壓表示數(shù)變大，電流表的示數(shù)變小17.(多選)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101，一正弦交流電經(jīng)變壓器對(duì)電阻R供電電路如圖甲所示圖乙是R兩端電壓u隨時(shí)間t變化的圖象，R的阻值為10 .下列說法正確的是()A 交流電的頻率為0.02 HzB 交流電流表A的讀數(shù)為2 AC 電阻R上的熱功率為4 000 WD 交流電壓表V的讀數(shù)為200V18.(多選)由交流電源的電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式e10sin 4t(V)可知，此交變電流()A 頻率是4 HzB 將“10 V,10 W”的燈泡接在該電源上，燈泡能正常發(fā)光C 當(dāng)t0.5 s時(shí)，電動(dòng)勢有最大值D 當(dāng)t0時(shí)，線圈平面與中性面重合19.(多選)如圖所示，矩形線框置于豎直向下的磁場中，通過導(dǎo)線與靈敏電流表相連，線框在磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)下述說法正確的是()A 因?yàn)榫€框中產(chǎn)生的是交變電流，所以電流表示數(shù)始終為零B 線框通過圖中位置瞬間，穿過線框的磁通量最大C 線框通過圖中位置瞬間，通過電流表的電流瞬時(shí)值最大D 若使線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，那么通過電流表電流的有效值也增大一倍20.(多選)如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光. 要使燈泡變亮，可以采取的方法有()A 向下滑動(dòng)PB 減小電容器C的電容C 增大交流電源的頻率D 增大交流電源的電壓三、填空題 21.一交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u15sin 100tV，將該交流電加在一電阻上時(shí)，產(chǎn)生的電功率為25 W，那么這個(gè)電阻的阻值為_.22.如圖所示，使單匝閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在線圈中就會(huì)產(chǎn)生交流電已知磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈abcd面積為S，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖位置時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為_；當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為_23.(多選)如圖所示，某變電站用10 kV的高壓向10 km外的小區(qū)供電，輸送的電功率為200 kW.現(xiàn)要求在輸電線路上損耗的功率不超過輸送電功率的2%，下列不同規(guī)格的輸電線中，符合要求的是24.如圖所示，理想變壓器原線圈與一10 V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個(gè)小燈泡a和b，小燈泡a的額定功率為0.3 W，正常發(fā)光時(shí)電阻為30 ，已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09 A，可計(jì)算出原、副線圈的匝數(shù)比為_，流過燈泡b的電流為_A.25.如下圖所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，匝數(shù)分別為n1和n2，所接負(fù)載4R1R2.當(dāng)只閉合S1時(shí)，電流表示數(shù)為1 A，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為2 A，則n1：n2為_四、計(jì)算題 26.如圖所示，一邊長為l的正方形線圈abcd繞對(duì)稱軸OO在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n120 r/min，若已知邊長l20 cm，匝數(shù)N20，磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T，求：(1)轉(zhuǎn)動(dòng)中的最大電動(dòng)勢及達(dá)到最大電動(dòng)勢時(shí)線圈所處的位置；(2)從中性面開始計(jì)時(shí)的電動(dòng)勢瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)從圖所示位置轉(zhuǎn)過90過程中的平均電動(dòng)勢27.電熱毯、電飯鍋等是人們常用的電熱式家用電器，它們一般具有加熱和保溫功能，其工作原理大致相同圖為某種電熱式電器的簡化電路圖，主要元件有電阻絲R1、R2和自動(dòng)開關(guān)S.(1)當(dāng)自動(dòng)開關(guān)S閉合和斷開時(shí)，用電器分別處于什么狀態(tài)？(2)用電器由照明電路供電(U220 V)，設(shè)加熱時(shí)用電器的電功率為400 W，保溫時(shí)用電器的電功率為40 W，則R1和R2分別為多大？(3)若將圖中的自動(dòng)開關(guān)S換成理想的晶體二極管D，如圖所示，其他條件不變，求該用電器工作1小時(shí)消耗的電能答案解析1.【答案】B【解析】根據(jù)題圖可知該交變電流電壓的最大值為100 V，周期為4102s，所以頻率為25 Hz，A錯(cuò)，B對(duì)；而2f50 rad/s，所以u(píng)100sin (50t) V，C錯(cuò)；交流電壓表的示數(shù)為交流電的有效值而不是瞬時(shí)值，不隨時(shí)間變化，D錯(cuò)2.【答案】D【解析】由圖象可知，交流電的最大值為2 A，電流的周期為0.04 s，交流電的角速度rad/s50 rad/s，所以交流電的電流瞬時(shí)值的表達(dá)式為i2sin (50t)(A)，所以A錯(cuò)誤；交流電的頻率為fHz25 Hz，所以B錯(cuò)誤；交流電的電流有效值為AA，所以C錯(cuò)誤；交流電的電流有效值為A，所以電阻消耗的功率PI2R()210 W20 W，所以D正確3.【答案】A【解析】甲圖中由到，感應(yīng)電流為正方向，且感應(yīng)電流由0增到最大值，與乙圖中Oa對(duì)應(yīng)，A正確；乙圖中c時(shí)刻感應(yīng)電流為最大值，但甲圖中圖中感應(yīng)電流為零，B錯(cuò)誤；若電流變化周期T0.02 s，則f50 Hz，每周期電流方向改變兩次，則1 s內(nèi)電流方向改變100次，C、D錯(cuò)誤4.【答案】D【解析】第一次，燈泡兩端電壓的有效值為U1，功率P1.第二次，設(shè)燈泡兩端電壓的有效值為U2，則T，解得U2U0，功率P2，則P1P215，故A、B、C錯(cuò)誤，D正確5.【答案】C【解析】由圖象知甲的周期為1 s，乙的周期為2 s，所以，故A錯(cuò)誤；甲的有效值為E甲VV，乙的有效值為E乙V3V，所以E甲E乙13，故B錯(cuò)誤；t1 s時(shí)，甲、乙瞬時(shí)電壓為零，磁通量的變化率為零，此時(shí)線圈處于中性面位置，故C正確，D錯(cuò)誤6.【答案】C【解析】電流的負(fù)值表示電流方向與原來方向相反，不表示大小，A項(xiàng)錯(cuò)誤；交流電流表測交變電流時(shí)，指針不會(huì)來回?cái)[動(dòng)，B項(xiàng)錯(cuò)誤；我國工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流，周期為0.02 s，交流電方向一個(gè)周期改變兩次，所以每秒改變100次，C項(xiàng)正確；由2f得正弦交變電流i20sin 10tA的頻率為5 Hz，D項(xiàng)錯(cuò)7.【答案】A【解析】根據(jù)EmNBS，2n可得當(dāng)線圈的匝數(shù)及轉(zhuǎn)速都增加1倍時(shí)，該交流電的最大值變?yōu)?Em，線圈的電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，所以電流的最大值變?yōu)镮m2Im，故電流變化表達(dá)式為i2Imsin 2t，故選A.8.【答案】D【解析】開關(guān)S接A時(shí)，甲、乙、丙三個(gè)支路均有交流電通過，開關(guān)S接B時(shí)，電路處于直流工作狀態(tài)，電容C“隔直、通交”；電感L“阻交、通直”；R對(duì)交流、直流有相同的阻抗可判斷此時(shí)電路中I丙0，I甲不變，I乙增大；又因?yàn)闊襞萘炼扰c功率(PI2R)成正比，所以只有丙燈不亮，乙燈最亮9.【答案】A【解析】由交變電流圖象，可知電壓最大值為110V，周期為0.02 s，所以100 rad/s，A項(xiàng)正確；副線圈輸出電壓由變壓器匝數(shù)比和輸入電壓決定，故溫度升高時(shí)，Rt電阻阻值減小，兩端電壓不變，C項(xiàng)錯(cuò)；由P可知，變壓器輸出功率增大，故其輸入功率也隨之增大，B項(xiàng)錯(cuò)；S由a切換到b，副線圈匝數(shù)減小，故輸出電壓減小，Rt電阻不變，由P知，消耗功率減小，D項(xiàng)錯(cuò)10.【答案】B【解析】由輸入端交變電壓u的圖象，可求出有效值27 V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得副線圈兩端的電壓為：U227 V9 V，四只燈泡均能正常發(fā)光由PUI得每只燈泡通過的電流為：I1A，電流表的讀數(shù)為：I3I12 A，故A錯(cuò)誤電壓表的示數(shù)為有效值27 V，故B正確；副線圈兩端電壓的最大值為9V，故C錯(cuò)誤由變壓器輸入端交變電壓u的圖象可知周期為：T0.02 s變壓器副線圈兩端交變電流的頻率為：f2f1Hz50 Hz，故D錯(cuò)誤11.【答案】A【解析】線框中電動(dòng)勢為正弦規(guī)律變化，t0時(shí)刻線框中感應(yīng)電動(dòng)勢為零，故此時(shí)線框處于中性面上，磁通量最大，A對(duì)；電動(dòng)勢的有效值為U220 V，B錯(cuò)；交流電的周期為：T0.02 s，C錯(cuò)；若轉(zhuǎn)速增大1倍，則最大值增大1倍，角速度也增加1倍；故表達(dá)式為：e440sin 200t，D錯(cuò)12.【答案】B【解析】當(dāng)ab勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是穩(wěn)定的，感應(yīng)電流也是恒定的，因此在線圈上不會(huì)產(chǎn)生感抗，所以通過小燈泡的電流大，消耗的電能多；當(dāng)ab變速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢是變化的，感應(yīng)電流也是變化的，在線圈上產(chǎn)生感抗，使通過小燈泡的電流減小，因此消耗的電能少故B正確13.【答案】D【解析】由輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系圖象可知，交變電流周期為0.02 s，輸入電壓u的表達(dá)式u20sin (100t) V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；只斷開S1后，L1、L2均不能發(fā)光，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；只斷開S2后，燈泡L1、L2串聯(lián)后接入電路，變壓器輸出電流減小，原線圈的輸入功率減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若S1換接到2后，變壓器輸出電壓U4 V，R中電流為I0.2 A，R消耗的電功率為PUI0.8 W，選項(xiàng)D正確14.【答案】A【解析】由PI2R得R，接交流電時(shí)，I2，2I216.I2A，所以ImI4 A應(yīng)選A.15.【答案】D【解析】交流電流表、電壓表的讀數(shù)都為有效值，所以UV220 V，IA0.1 A，所以選D.16.【答案】AB【解析】理想變壓器不改變功率和頻率；由交變電壓的表達(dá)式可知，該交變電壓的頻率為50 Hz，而產(chǎn)生交變電壓的線圈每轉(zhuǎn)一圈，其電流變向兩次，故B正確；電壓表的讀數(shù)是有效值，根據(jù)理想變壓器的變壓比等于匝數(shù)比可知，該電壓表的讀數(shù)為22 V，A正確；滑動(dòng)變阻器的觸頭P向上移動(dòng)，其接入電路的阻值減小，而變壓器兩端的電壓不變，則電壓表的讀數(shù)不變，副線圈中的電流變大，則電流表的讀數(shù)變大，C錯(cuò)誤；單刀雙擲開關(guān)由a扳向b，變壓器的原線圈的有效匝數(shù)減小，由可知，U變大，變壓器的輸出功率和輸入功率變大，故電壓表和電流表的讀數(shù)都變大，D錯(cuò)誤17.【答案】BC【解析】由題圖知交流電的周期為0.02 s，所以頻率為50 Hz，故A錯(cuò)誤；副線圈電壓有效值為200 V即為電壓表的讀數(shù)，電流為20 A，交流電流表A的讀數(shù)為2 A故B正確，D錯(cuò)誤；輸出功率等于P4 000 W，C正確18.【答案】BD【解析】由表達(dá)式可知角速度4 rad/s，頻率f2 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電動(dòng)勢的有效值EV10 V，等于燈泡的額定電壓，選項(xiàng)B正確；當(dāng)t0.5 s時(shí)，電動(dòng)勢為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)t0時(shí)，電動(dòng)勢為零，線圈平面與中性面重合，選項(xiàng)D正確19.【答案】CD【解析】線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在中性面即線框與磁感線垂直時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢最小，而在題中圖示位置線框與磁感線平行時(shí)，磁通量最小，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，A、B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)對(duì)；電流的有效值I，角速度增大一倍后，電流也增大一倍，D正確20.【答案】CD【解析】向下滑動(dòng)P，副線圈匝數(shù)減少，電壓減小，燈泡變暗，A錯(cuò)誤；減小電容器電容，增大了容抗，通過燈泡的電流減小，燈泡變暗，B錯(cuò)誤；增大交流電源的頻率減小了容抗，通過電容器的電流更大，燈泡變亮，C正確；增大交流電源的電壓，副線圈兩端電壓也增大，燈泡變亮，D正確21.【答案】4.5【解析】根據(jù)P，U得：R4.5 .22.【答案】0BS【解析】當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖位置時(shí)，磁通量最大，但磁通