2025年高二物理下學(xué)期交變電流單元測(cè)試一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共40分）關(guān)于交變電流的產(chǎn)生，下列說(shuō)法正確的是（）A.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，一定會(huì)產(chǎn)生正弦式交變電流B.線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度越大，產(chǎn)生的交變電流的最大值一定越大C.當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大D.交變電流的周期與線圈的轉(zhuǎn)速成正比某正弦式交變電流的表達(dá)式為(i=10\sin(100\pit)A)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.該交變電流的頻率為100HzB.該交變電流的有效值為10AC.當(dāng)(t=0.01s)時(shí)，電流的瞬時(shí)值為0D.該交變電流的周期為0.02s關(guān)于理想變壓器的工作原理，下列說(shuō)法正確的是（）A.變壓器只對(duì)交變電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用B.變壓器不僅能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率C.理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，輸入電流等于輸出電流D.理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比等于原、副線圈的電壓比的倒數(shù)如圖所示，理想變壓器的原線圈接在電壓為(U_1)的交變電源上，副線圈接有電阻(R)和理想交流電壓表、電流表。若將原線圈的匝數(shù)增加一倍，其他條件不變，則下列說(shuō)法正確的是（）A.電壓表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的2倍B.電流表的示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的1/2C.電阻(R)消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的1/4D.變壓器的輸入功率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為(e=220\sqrt{2}\sin(100\pit)V)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.該交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為220VB.該交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為100HzC.當(dāng)(t=0.01s)時(shí)，電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為220VD.該交流發(fā)電機(jī)的線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100rad/s關(guān)于電感和電容對(duì)交變電流的影響，下列說(shuō)法正確的是（）A.電感對(duì)交變電流的阻礙作用與交變電流的頻率無(wú)關(guān)B.電容對(duì)交變電流的阻礙作用與交變電流的頻率無(wú)關(guān)C.電感對(duì)高頻交變電流的阻礙作用較大，對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較小D.電容對(duì)高頻交變電流的阻礙作用較大，對(duì)低頻交變電流的阻礙作用較小如圖所示，一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)為(n)，面積為(S)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為(B)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為(\omega)。則線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為（）A.(nBS\omega)B.(nBS)C.(BS\omega)D.(n\omegaS)某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為(5:1)，原線圈接在電壓為220V的交變電源上，副線圈接有一個(gè)電阻為11Ω的用電器。則副線圈兩端的電壓和通過(guò)用電器的電流分別為（）A.44V，4AB.44V，20AC.1100V，100AD.1100V，2A關(guān)于交變電流的有效值，下列說(shuō)法正確的是（）A.交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)定義的B.交變電流的有效值一定大于其最大值C.對(duì)于正弦式交變電流，其有效值等于最大值的(\sqrt{2})倍D.對(duì)于非正弦式交變電流，無(wú)法確定其有效值如圖所示，理想變壓器的原線圈接在電壓為(U)的交變電源上，副線圈有兩個(gè)匝數(shù)分別為(n_2)和(n_3)的線圈，分別接有電阻(R_2)和(R_3)。若原線圈的匝數(shù)為(n_1)，則下列說(shuō)法正確的是（）A.副線圈(n_2)兩端的電壓為(\frac{n_2}{n_1}U)B.副線圈(n_3)兩端的電壓為(\frac{n_1}{n_3}U)C.通過(guò)電阻(R_2)的電流為(\frac{n_1U}{n_2R_2})D.變壓器的輸入功率等于電阻(R_2)和(R_3)消耗的功率之和二、多項(xiàng)選擇題（每題5分，共20分，選對(duì)但不全得3分，選錯(cuò)或不答得0分）關(guān)于交變電流的圖像，下列說(shuō)法正確的是（）A.正弦式交變電流的圖像是一條正弦曲線B.交變電流的圖像可以直觀地反映出電流隨時(shí)間的變化規(guī)律C.從交變電流的圖像中可以求出電流的最大值和周期D.交變電流的圖像與線圈在磁場(chǎng)中的轉(zhuǎn)動(dòng)方向無(wú)關(guān)某理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為(2:1)，原線圈接在電壓為(U_1)的交變電源上，副線圈接有一個(gè)滑動(dòng)變阻器(R)。若將滑動(dòng)變阻器的滑片向下移動(dòng)，其他條件不變，則下列說(shuō)法正確的是（）A.副線圈兩端的電壓不變B.通過(guò)副線圈的電流增大C.原線圈中的電流增大D.變壓器的輸入功率減小關(guān)于電感線圈和電容器在交流電路中的作用，下列說(shuō)法正確的是（）A.電感線圈在交流電路中具有“通直流、阻交流”的作用B.電容器在交流電路中具有“通交流、隔直流”的作用C.電感線圈在交流電路中具有“通低頻、阻高頻”的作用D.電容器在交流電路中具有“通高頻、阻低頻”的作用如圖所示，理想變壓器的原線圈接在電壓為(U)的交變電源上，副線圈接有電阻(R)、理想二極管和理想交流電流表。已知二極管具有單向?qū)щ娦?，即只允許電流從正極流向負(fù)極。則下列說(shuō)法正確的是（）A.電流表的示數(shù)為(\frac{U_2}{R})（(U_2)為副線圈兩端的電壓）B.電阻(R)消耗的功率為(\frac{U_2^2}{R})C.若將原線圈的匝數(shù)增加，電流表的示數(shù)減小D.若將副線圈的匝數(shù)增加，電阻(R)消耗的功率增大三、實(shí)驗(yàn)題（共16分）（8分）某同學(xué)用如圖所示的裝置探究交變電流的產(chǎn)生規(guī)律。實(shí)驗(yàn)器材有：矩形線圈、勻強(qiáng)磁場(chǎng)、導(dǎo)線、交流電壓表、示波器等。（1）實(shí)驗(yàn)中，為了觀察到正弦式交變電流的波形，應(yīng)將線圈與________（選填“交流電壓表”或“示波器”）連接。（2）若線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大，則示波器顯示的波形的周期將________（選填“增大”“減小”或“不變”），最大值將________（選填“增大”“減小”或“不變”）。（3）若線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)開始計(jì)時(shí)，則線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為(e=)________（用線圈的匝數(shù)(n)、面積(S)、磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度(B)、角速度(\omega)和時(shí)間(t)表示）。（8分）某同學(xué)要測(cè)量一個(gè)未知電阻(R_x)的阻值，實(shí)驗(yàn)室提供的器材有：理想變壓器（原、副線圈的匝數(shù)比為(1:2)）、電壓為6V的直流電源、電壓為6V的交變電源、滑動(dòng)變阻器、電流表、電壓表、開關(guān)和導(dǎo)線若干。（1）該同學(xué)________（選填“能”或“不能”）用直流電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，原因是________。（2）若用交變電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，原線圈接交變電源，副線圈接未知電阻(R_x)和電流表、電壓表。若電壓表的示數(shù)為4V，電流表的示數(shù)為0.2A，則未知電阻(R_x)的阻值為________Ω。（3）若要減小實(shí)驗(yàn)誤差，電流表應(yīng)采用________（選填“內(nèi)接法”或“外接法”）。四、計(jì)算題（共64分）（12分）某正弦式交變電流的表達(dá)式為(i=5\sin(100\pit)A)，求：（1）該交變電流的頻率和周期；（2）該交變電流的有效值；（3）在(t=0.005s)時(shí)，電流的瞬時(shí)值。（14分）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在電壓為220V的交變電源上，副線圈有兩個(gè)匝數(shù)分別為(n_2=100)匝和(n_3=200)匝的線圈，分別接有電阻(R_2=10Ω)和(R_3=20Ω)。已知原線圈的匝數(shù)(n_1=1000)匝，求：（1）副線圈(n_2)和(n_3)兩端的電壓；（2）通過(guò)電阻(R_2)和(R_3)的電流；（3）原線圈中的電流和變壓器的輸入功率。（14分）某交流發(fā)電機(jī)的線圈共50匝，面積為0.02m2，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100πrad/s。求：（1）線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值；（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期和頻率；（3）若將該發(fā)電機(jī)與一個(gè)電阻為110Ω的用電器串聯(lián)組成閉合電路，求通過(guò)用電器的電流和用電器消耗的功率。（12分）理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為(3:1)，原線圈接在電壓為(U_1=220\sqrt{2}\sin(100\pit)V)的交變電源上，副線圈接有一個(gè)電阻為(R=10Ω)的用電器。求：（1）副線圈兩端的電壓的有效值；（2）通過(guò)用電器的電流；（3）變壓器的輸入功率。（12分）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在電壓為(U=220V)的交變電源上，副線圈接有電阻(R_1=20Ω)和(R_2=30Ω)的兩個(gè)電阻，且(R_1)和(R_2)并聯(lián)。已知原線圈的匝數(shù)(n_1=1100)匝，副線圈的匝數(shù)(n_2=100)匝，求：（1）副線圈兩端的電壓；（2）通過(guò)電阻(R_1)和(R_2)的電流；（3）原線圈中的電流。五、綜合題（共22分）（22分）如圖所示，矩形線圈(abcd)共(n)匝，面積為(S)，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為(B)的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸(OO')勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為(\omega)。已知線圈的電阻為(r)，外電路的電阻為(R)。求：（1）線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值；（2）通過(guò)電阻(R)的電流的有效值；（3）電阻(R)消耗的電功率；（4）從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，寫出線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式；（5）在一個(gè)周期內(nèi)，外力對(duì)線圈做的功。參考答案及評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)一、單項(xiàng)選擇題（每題4分，共40分）A2.D3.A4.C5.A6.C7.A8.A9.A10.AD二、多項(xiàng)選擇題（每題5分，共20分）ABC12.ABC13.BCD14.CD三、實(shí)驗(yàn)題（共16分）（8分）（1）示波器（2分）（2）減?。?分），增大（2分）（3）(nBS\omega\sin\omegat)（2分）（8分）（1）不能（2分），變壓器對(duì)恒定電流不起作用（2分）（2）20（2分）（3）外接法（2分）四、計(jì)算題（共64分）（12分）解：（1）由(i=5\sin(100\pit)A)可知，(\omega=100\pirad/s)（1分）頻率(f=\frac{\omega}{2\pi}=\frac{100\pi}{2\pi}=50Hz)（2分）周期(T=\frac{1}{f}=\frac{1}{50}=0.02s)（2分）（2）該交變電流的有效值(I=\frac{I_m}{\sqrt{2}}=\frac{5}{\sqrt{2}}=\frac{5\sqrt{2}}{2}A\approx3.54A)（3分）（3）當(dāng)(t=0.005s)時(shí)，(i=5\sin(100\pi\times0.005)=5\sin(0.5\pi)=5\times1=5A)（4分）（14分）解：（1）根據(jù)理想變壓器的電壓比公式(\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2})，可得副線圈(n_2)兩端的電壓(U_2=\frac{n_2}{n_1}U_1=\frac{100}{1000}\times220=22V)（2分）同理，副線圈(n_3)兩端的電壓(U_3=\frac{n_3}{n_1}U_1=\frac{200}{1000}\times220=44V)（2分）（2）通過(guò)電阻(R_2)的電流(I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{22}{10}=2.2A)（2分）通過(guò)電阻(R_3)的電流(I_3=\frac{U_3}{R_3}=\frac{44}{20}=2.2A)（2分）（3）副線圈的總功率(P_2=U_2I_2+U_3I_3=22\times2.2+44\times2.2=52.8+96.8=149.6W)（3分）根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，可得原線圈中的電流(I_1=\frac{P_1}{U_1}=\frac{149.6}{220}\approx0.68A)（3分）（14分）解：（1）線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值(E_m=nBS\omega=50\times0.5\times0.02\times100\pi=50\piV\approx157V)（3分）有效值(E=\frac{E_m}{\sqrt{2}}=\frac{50\pi}{\sqrt{2}}\approx\frac{157}{1.414}\approx111V)（3分）（2）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期(T=\frac{2\pi}{\omega}=\frac{2\pi}{100\pi}=0.02s)（2分）頻率(f=\frac{1}{T}=\frac{1}{0.02}=50Hz)（2分）（3）通過(guò)用電器的電流(I=\frac{E}{R}=\frac{111}{110}\approx1.01A)（2分）用電器消耗的功率(P=I^2R=(1.01)^2\times110\approx112W)（2分）（12分）解：（1）原線圈電壓的有效值(U_1=\frac{U_{1m}}{\sqrt{2}}=\frac{220\sqrt{2}}{\sqrt{2}}=220V)（2分）根據(jù)理想變壓器的電壓比公式(\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2})，可得副線圈兩端的電壓(U_2=\frac{n_2}{n_1}U_1=\frac{1}{3}\times220\approx73.3V)（3分）（2）通過(guò)用電器的電流(I_2=\frac{U_2}{R}=\frac{73.3}{10}\approx7.33A)（3分）（3）變壓器的輸入功率(P_1=P_2=U_2I_2=73.3\times7.33\approx537W)（4分）（12分）解：（1）根據(jù)理想變壓器的電壓比公式(\frac{U_1}{U_2}=\frac{n_1}{n_2})，可得副線圈兩端的電壓(U_2=\frac{n_2}{n_1}U_1=\frac{100}{1100}\times220=20V)（3分）（2）通過(guò)電阻(R_1)的電流(I_1=\frac{U_2}{R_1}=\frac{20}{20}=1A)（2分）通過(guò)電阻(R_2)的電流(I_2=\frac{U_2}{R_2}=\frac{20}{30}\approx0.67A)（2分）（3）副線圈中的總電流(I_2=I_1+I_2=1+0.67=1.67A)（2分）根據(jù)理想變壓器的電流比公式(\frac{I_1}{I_2}=\frac{n_2}{n_1})，可得原線圈中的電流(I_1=\frac{n_2}{n_1}I_2=\frac{100}{1100}\times1.67\approx0.15A)（3分）五、綜合題（共22分）解：（1）線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的最大值(E_m=nBS\omega)（2分）有效值(E=\frac{E_m}{\sqrt{2}}=\frac{nBS\omega}{\sqrt{2}})（2分）（2）根據(jù)閉合電路歐姆定律，通過(guò)電阻(R)的電流的有效值(I=\frac{E}{R+r}=\frac{nBS\omega}{\sqrt{2}(R+r)})（3分）（3