第三章交變電流章末檢測(cè)【B卷】

（考試時(shí)間：75分鐘試卷滿分：100分命題范圍：第三章交變電流）

第I卷（選擇題共43分）

單選題（本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求）

1.（2022?廣東?高三專題練習(xí)）如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20:1,圖中電表均為理想

電表，R為光敏電阻（其阻值隨光強(qiáng)增大而減?。?，Li和L2是兩個(gè)完全相同的燈泡。原線圈接入如圖乙所示的正

弦交流電壓"，下列說(shuō)法正確的是（）

A.若Li的燈絲燒斷后，電壓表的示數(shù)會(huì)變小

B.電壓表的示數(shù)為5V

C.交流電壓的頻率為100Hz

D.當(dāng)照射R的光強(qiáng)增大時(shí)，電流表的示數(shù)變大

【答案】D

【解析】A.當(dāng)Li的燈絲燒斷后，變壓器的輸入電壓不變，根據(jù)變壓比公式，輸出電壓也不變，故電壓表讀數(shù)不

變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；

B.原線圈接入電壓的最大值是220立V,所以原線圈接入電壓的有效值是。=220V

理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20：1,所以副線圈電壓是11V,所以V的示數(shù)為11V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.由圖乙知T=0.02s,所以頻率為/=3=0蔣=50Hz,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.R阻值隨光強(qiáng)增大而減小，根據(jù)/=烏知副線圈電流增加，根據(jù)P=S知副線圈輸出功率增加，根據(jù)能量關(guān)

系，原線圈輸入功率也增加，則原線圈電流增加，所以電流表A的示數(shù)變大，選項(xiàng)D正確。故選D。

2.（2022?廣東?模擬預(yù)測(cè)）為做好疫情防控供電準(zhǔn)備，防控指揮中心為醫(yī)院設(shè)計(jì)的備用供電系統(tǒng)輸電電路簡(jiǎn)圖如

圖甲所示，矩形交流發(fā)電機(jī)匝數(shù)為"=50,線圈、導(dǎo)線的電阻均不計(jì)，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以矩形線圈中軸線為軸

勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量①隨時(shí)間r的變化圖像如圖乙所示，①并與變壓器的原線圈相連,

71

變壓器的副線圈接入到醫(yī)院為醫(yī)療設(shè)備供電，變壓器為理想變壓器，假設(shè)額定電壓為220V的醫(yī)療設(shè)備恰能正常

工作。下列說(shuō)法正確的有（）

A.電壓表的示數(shù)為500V

B.假如給變壓器輸入端接入電壓U=50V的直流電，醫(yī)療設(shè)備能正常工作

C,變壓器的匝數(shù)比為5：22

D.從U0開始計(jì)時(shí)，變壓器的原線圈兩端的電壓"=5O0sinlOOR（V）

【答案】C

【解析】AC.根據(jù)圖像可得T=0.02s

27r

線圈的角速度a）=—=100OTad/s

線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)，根據(jù)E=7山=〃①m0=5O夜V

E

則電壓表的示數(shù)為％=&=50V

變壓器的匝數(shù)比區(qū)=#=K，A錯(cuò)誤，C正確；

n2U222

B.根據(jù)變壓器的原理，變壓器輸入端接入電壓為50V的直流電，變壓器不工作，醫(yī)療設(shè)備不能正常工作，B錯(cuò)

誤；

D.當(dāng)/=0此時(shí)磁通量為0,則變壓器的原線圈兩端的電壓為"=5O0coslO（MV）,D錯(cuò)誤。故選C。

3.（2021?湖北高考真題）如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R

的滑動(dòng)變阻器和阻值為R的定值電阻。在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動(dòng)的過(guò)程中（）

A.電流表Ai示數(shù)減小B.電流表A2示數(shù)增大

C.原線圈輸入功率先增大后減小D.定值電阻R消耗的功率先減小后增大

【答案】A

【分析】

本題考查含理想變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析。

【解析】

AB.由于原線圈所接電壓恒定，匝數(shù)比恒定，故變壓器副線圈的輸出電壓恒定，變阻器的滑片從。端向b端緩

慢移動(dòng)的過(guò)程中，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知，變壓器副線圈所接的電阻值逐漸增大，則由歐姆定律得

可知副線圈的電流逐漸減小，由以=?可知變壓器原線圈的電流/1也逐漸減小，故A正確，B錯(cuò)誤；

C.原線圈的輸入功率為以="/由于/1逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故c錯(cuò)誤；

D.由于副線圈的電流逐漸減小，則定值電阻與變阻器右半部分并聯(lián)的總電流減小，又與定值電阻并聯(lián)的變阻器

右半部分的電阻值減小，則由并聯(lián)分流規(guī)律可知，流過(guò)定值電阻的電流逐漸減小，則由公式

PR=I2R

可知，定值電阻月消耗的電功率逐漸減小，故D錯(cuò)誤。故選A。

4.如圖所示，閉合開關(guān)后，R=5C的電阻兩端的交流電壓為M=50底sinlORV，電壓表和電流表均為理想交流

A.該交流電周期為0.02sB.電壓表的讀數(shù)為100V

C.電流表的讀數(shù)為10AD.電阻的電功率為IkW

【答案】C

【解析】

2兀24

A.該交流電的周期T='=S：s=Q2s

a)10〃

電壓表的讀數(shù)為交流電的有效值，即。=邛丫=50丫，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;

B.

V2

C.電流表的讀數(shù)為/===乎A=10A,選項(xiàng)C正確；

R5

D.電阻的電功率為尸=/U=10x50W=500W,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。

5.（2021?北京高考真題）一正弦式交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說(shuō)法正確的是（）

B.該交變電流的周期為0.5s

D.該交變電流的有效值為日A

【答案】C

【解析】

A.由圖可知t=0.4s時(shí)電流為正方向最大,電流方向沒有發(fā)生變化，故A錯(cuò)誤;

B.由圖可知，該交變電流的周期為T=0.4s,故B錯(cuò)誤;

C.由圖可知，電流的最大值為Max=2A,角速度為0=k=5乃rad/s

故該交變電流的表達(dá)式為，=4^1cos血=2cos5?tfA,故C正確；

D.該交變電流的有效值為i=*=應(yīng)A,故D錯(cuò)誤。故選C。

6.某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)充電裝置，如圖所示，假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電，周期為

0.2s,電壓最大值為0.05V,理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1：60,下列

說(shuō)法正確的是（）

永磁鐵

充電電路

螺線管

A.交流電的頻率為10Hz

B.副線圈兩端電壓最大值為3V

C.變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)弱無(wú)關(guān)

D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率

【答案】B

【解析】

A.周期是T=0.2s,頻率是/=：=5Hz,故A錯(cuò)誤；

B.由理想變壓器原理可知*=區(qū)解得，副線兩端的最大電壓為6=^G=3V,故B正確；

C.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，永磁鐵磁場(chǎng)強(qiáng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)越大，變壓器的輸入電壓會(huì)越大,

故c錯(cuò)誤；

D.由理想變壓器原理可知，充電電路的輸入功率等于變壓器的輸入功率，故D錯(cuò)誤。故選B。

7.（2021?天津一模）如圖所示為某實(shí)驗(yàn)室研究遠(yuǎn)距離輸電的模擬裝置。理想變壓器的匝數(shù)比4：%=%：4，交

變電源的電動(dòng)勢(shì)e=5O&sinlO7tf（V）,r為輸電線的電阻，則（）

A.閉合開關(guān)后，燈泡兩端的電壓為50V

B.閉合開關(guān)后，通過(guò)燈泡電流的頻率為10Hz

C.依次閉合開關(guān)a、s2,s3,輸電線消耗的電功率越來(lái)越大

D.依次閉合開關(guān)S-S2,S3,在此過(guò)程中燈泡乙越來(lái)越亮

【答案】C

【解析】A.升壓變壓器的輸出電壓為5=忠4

%

降壓變壓器的輸入電壓為。3=6-6

降壓變壓器的輸出電壓為鞏=

n3

解得〃=區(qū)。3=區(qū)。2-。,）=區(qū)（乂4-4）=?！竻^(qū)/<5

%幾3幾34幾3

而。1=里/V=50V,A錯(cuò)誤；

A/2

B.交變電源的頻率為/=學(xué)Hz=5Hz,B錯(cuò)誤；

2萬(wàn)

CD.設(shè)燈泡總電阻為R,流過(guò)燈泡的總電流為/,流過(guò)輸電線的電流為根據(jù)電流關(guān)系有/'=區(qū)/

幾3

根據(jù)選項(xiàng)A的推導(dǎo)有a=q

n3

即/R=q-區(qū)〃

n3

化簡(jiǎn)為R=5r=-（&）2廠

1n311n3

依次閉合開關(guān)a、s>S3,則燈泡的總電阻月減小，則流過(guò)燈泡的總電流/增大，根據(jù)電流關(guān)系可知流過(guò)輸電

線的電流也增大，則輸電線消耗的電功率在增大。在輸電線路上，輸電線損耗的電壓升高，則降壓變壓器的輸入

電壓減小，輸出電壓也減小，所以燈泡電壓降低，亮度降低。C正確，D錯(cuò)誤。故選C。

二.多選題（本題共3小題，每小題5分，共15分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求。全部

選對(duì)的得5分，選對(duì)但不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。）

8.（2021?河北邯鄲高三開學(xué)考試）圖甲是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極之間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬線圈

A3CD繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。A為電流傳感器（與計(jì)算機(jī)相連），R為定值電阻，線圈電阻為廠，其余電阻不計(jì)。

圖乙為計(jì)算機(jī)上顯示的電流數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的圖像，下列說(shuō)法中正確的是（）

乙

A.金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0,對(duì)應(yīng)圖乙中「或％時(shí)刻

B.金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，對(duì)應(yīng)圖乙中々或右時(shí)刻

C.%、匕時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最小，磁通量變化率最大

D.G、〃時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最小，磁通量變化率最大

【答案】AD

【解析】

ABC.金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)，磁通量最大，AB,8邊均不切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0,電流

為0,對(duì)應(yīng)圖乙中?；?時(shí)刻，由法拉第電磁感應(yīng)定律知，磁通量變化率為0,BC錯(cuò)誤A正確；

D.勻、〃時(shí)刻感應(yīng)電流最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由法拉第電磁感應(yīng)定律知，磁通量變化率也最大，AB,CD邊

垂直切割磁感線，線圈平面與磁感線平行，磁通量最小，D正確。

故選ADo

9.某交流發(fā)電機(jī)工作的示意圖如圖所示，單匝矩形線框仍cd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO'逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若從圖示位

置（線框平面與磁場(chǎng)方向垂直）開始計(jì)時(shí)，則在線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90。的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）

A.通過(guò)線框的電流方向由c到bB.通過(guò)線框的電流方向由6至IJc

C.通過(guò)線框的電流的最大值與平均值的比值為5D.通過(guò)線框的電流的最大值與平均值的比值為收

【答案】BC

【解析】

AB.根據(jù)楞次定律，在線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90。的過(guò)程中，通過(guò)線框的電流方向?yàn)榍６?，故A錯(cuò)誤，B正確；

CD.該過(guò)程中通過(guò)線框的電流的最大值為g=第

-△①BSIBSco

P-------------------------

線框中產(chǎn)生的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Ar2711兀

co4

感應(yīng)電流的平均值為7=￡=竺細(xì)

RTIR

I兀

解得與=1

故C正確，D錯(cuò)誤。故選BC。

10.（2022?山東?高三專題練習(xí)）如圖（甲）所示，理想變壓器原副線圈匝數(shù)比如：/2=55：4,原線圈接有交流

電流表Ai,副線圈電路接有交流電壓表V、交流電流表A2滑動(dòng)變阻器R等，所有電表都是理想電表，二極管D

正向電阻為零，反向電阻無(wú)窮大，燈泡L的阻值恒定。原線圈接入的交流電壓的變化規(guī)律如圖（乙）所示，則下

列說(shuō)法正確的是（）

甲

-M/V

44072

~~0^5TC-L5-Ar/(xW-2s)

-440及-------------

乙

A.交流電壓表V的讀數(shù)為64V

B.燈泡L兩端電壓的有效值為22.6V

C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，電流表A2示數(shù)增大，A1示數(shù)減小

D.由圖乙可知交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度為100mad/s

【答案】BD

【解析】A.由圖乙可知，原線圈輸入電壓有效值為440V,根據(jù)以=今

U2

可得副線圈電壓為32V,交流電壓表V的示數(shù)為有效值，即為32V,A錯(cuò)誤；

B.設(shè)燈泡L兩端電壓的有效值為U',燈泡的阻值為r,交變電流的周期為T,根據(jù)交變電流有效值的定義有二

r2

TT,2

=——T,解得。=22.6V,B正確；

r

C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的觸頭P向下滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器阻值減小，則由歐姆定律可知，電流表A2示數(shù)增大，因?yàn)槔?/p>

想變壓器輸入功率與輸出功率相等，所以電流表Ai示數(shù)也增大，C錯(cuò)誤；

2424

D.根據(jù)0=下=5瓦rad/s=100;rrad/s可知，交流發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度為lOOnrad/s,D正確。故選BD。

第II卷（非選擇題共57分）

三、非選擇題（共57分，解答題應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式或重要演算步驟，只寫出最后答案的不得分。

有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位。）

1L（6分）（2021?北京豐臺(tái)二模）利用如圖所示的裝置可以探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系：

甲可拆變壓器零部件乙組裝后的變壓器

（1）除圖中所示器材外，還需要的器材有;

A.干電池B.低壓交流電源C.直流電壓表D.多用電表

（2）下列說(shuō)法正確的是；

A.變壓器工作時(shí)通過(guò)鐵芯導(dǎo)電把電能由原線圈輸送到副線圈

B.變壓器工作時(shí)在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能，在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”能量的作

用

C.理想變壓器原、副線圈中的磁通量總是相同

D.變壓器副線圈上不接負(fù)載時(shí)，原線圈兩端電壓為零

（3）由于變壓器工作時(shí)有能量損失，實(shí)驗(yàn)測(cè)得的原、副線圈的電壓比9應(yīng)當(dāng)___________（選填"大于"、"等于"

或者"小于"）原、副線圈的匝數(shù)比區(qū)。

n2

【答案】BDBC大于

【解析】（1）⑴實(shí)驗(yàn)中若用干電池變壓器不能互感變壓，必須要有低壓交流電源提供交流電，B需要；需要用多

用表測(cè)量電壓，D需要；綜上所述需要的實(shí)驗(yàn)器材為BD；

（2）[2]A.變壓器是通過(guò)互感工作，而不是通過(guò)鐵芯導(dǎo)電把電能由原線圈輸送到副線圈，故A錯(cuò)誤；

B.變壓器工作時(shí)在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化成磁場(chǎng)能，在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化成電能，鐵芯起到“傳遞”能量的作

用，故B正確；

C.理想變壓器的原副線圈通過(guò)鐵芯共用同一個(gè)磁場(chǎng)，則兩線圈的磁通量總是相同，磁通量的變化率也相同，故

C正確；

D.變壓器的原線圈兩端電壓由發(fā)電機(jī)提供，則副線圈上不接負(fù)載時(shí)，原線圈兩端的電壓不變，故D錯(cuò)誤；

故選BC?

（3）⑶根據(jù)變壓器原理可知原副線圈兩端電壓之比等于原副線圈兩端電壓之比，即變壓器原、副線圈電壓應(yīng)與

其匝數(shù)成正比，實(shí)驗(yàn)中由于變壓器的銅損、磁損和鐵損，導(dǎo)致變壓器的鐵芯損失一部分的磁通量，所以副線圈上

的電壓的實(shí)際值一般略小于理論值，所以原線圈與副線圈的電壓之比一般大于原線圈與副線圈的匝數(shù)之比。

12.（9分）在“探究變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系"實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)利用"教學(xué)用的可拆變壓器”進(jìn)行探究。

（1）下列器材中，實(shí)驗(yàn)需要的器材是;

A.干電池B.低壓交流電源

C.220V交流電源D.條形磁體

E.可拆變壓器和導(dǎo)線F.直流電壓表

G.多用電表

（2）該同學(xué)認(rèn)真檢查電路無(wú)誤后，先保證原線圈匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)；再保證副線圈匝數(shù)不變，改變?cè)?/p>

線圈匝數(shù)。分別測(cè)出相應(yīng)的原、副線圈兩端的電壓值。由于交變電流的電壓是變化的，所以，我們實(shí)際上測(cè)量的

是電壓的（選填"有效"或"最大"）值。其中一次操作后副線圈所接多用電表讀數(shù)如圖所示，此時(shí)電表讀

數(shù)為;

（3）理想變壓器原、副線圈電壓應(yīng)與其匝數(shù)成（選填"正比"或"反比"），實(shí)驗(yàn)中由于變壓器的銅損和鐵

損導(dǎo)致原線圈與副線圈的電壓之比一般（選填"大于""小于"或"等于"）原線圈與副線圈的匝數(shù)之比。

【答案】BEG有效7.2正比大于

【解析】

（1）口]"探究變壓器原、副線圈的電壓與匝數(shù)的關(guān)系〃要用低壓交流電源和交流電壓表，所以只需要多用電表、

低壓交流電源以及可拆變壓器和導(dǎo)線，故選B、E、G；

（2）⑵⑶多用電表測(cè)量的是交流電壓的有效值。題圖多用電表選用的擋位是交流電壓10V擋，由題圖可得電表

讀數(shù)為7.2V；

U、n

（3）⑷⑸根據(jù)/二’x

U2n2

可知，理想變壓器原、副線圈電壓應(yīng)與其匝數(shù)成正比；實(shí)驗(yàn)中由于變壓器的銅損和鐵損導(dǎo)致副線圈的電壓。2較

小，所以導(dǎo)致?

U2n2

13.（12分）（2021?江蘇省前黃高級(jí)中學(xué)高三模擬）如圖所示，N=50匝的矩形線圈abed,ab邊長(zhǎng)/i=20cm,ad

邊長(zhǎng)/2=25cm,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過(guò)線圈中線的00,軸以

"=3000r/mM的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈電阻r=lQ,外電路電阻R=9Q,t=0時(shí)線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出

紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里。求：

（1）線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功；

（2）從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90。的過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量。

【答案】（1）98.6J；（2）0.1C

【解析】

（1）n=3000r/min=50r/s,所以由角速度與轉(zhuǎn)速關(guān)系0=2%〃=lOCVzTad/s

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為Em=NBSco=50x0.4x0.2x0.25x100/V合314V

F

電動(dòng)勢(shì)有效值后有=關(guān)

27r

線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T=—=0.02s

co

線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，外力做功大小等于電功的大小，即嗎卜=/2（R+?T=G￡T

R+r

代入數(shù)據(jù)，解得可卜=98.6J

（2）從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90。的過(guò)程中流過(guò)電阻R的電荷量4=&=萼占=0.1C

（R+r）加R+r

14.（12分）如圖（甲）為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的

固定軸。0'按如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)"=100、電阻r=10Q,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，電

阻R=90Q,與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。在t=0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線圈的磁通量

①隨時(shí)間t按圖（乙）所示正弦規(guī)律變化。（取兀=3.14）求：

⑴交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值；

（2）從t=0時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60。時(shí)線圈中感應(yīng)電流瞬時(shí)值及回路中的電流方向；

⑶從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90。時(shí)電路中交流電壓表的示數(shù)。

(甲)1

【答案】⑴200V；(2)1A,電流方向abccto；⑶90匹V

【解析】

(1)由中一/圖線可知①=2.0x10-?wb,T=6.28xicr2s

因?yàn)棰佟?3S,所以及“=〃①〃=200V

(2)因?yàn)閑=2008sl00r

有，=------=2cos100/