第3章《交变电流》单元测试19（鲁科版选修3-2）

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1、金太阳新课标资源网 第3章 交变电流单元测试YCY本试卷分第卷（选择题）和第卷（非选择题）两部分.满分100分，考试用时90分钟.第卷（选择题，共40分）一、选择题（每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，至少有一个选项是正确的，全部选对得4分，对而不全得2分。）1一个按正弦规律变化的交变电流的 i-t 图象如图所示.根据 图象可以断定（ ）A交变电流的频率 f=0.2 HzB交变电流的有效值I=14.1 AC交变电流瞬时值表达式 i=20sin0.02t AD在t=时刻，电流的大小与其有效值相等2某交变发电机的感应电动势与时间的关系如图所示，如果其他条件不变，仅使线圈的转速加倍，则交

2、流电动势的最大值和周期将分别变为（ ）A400V，0.02sB200V，0.02sC400V，0.08sD200V，0.08s3如图所示的理想变匝器，n1=1100匝，n2=60匝，n3=45匝，电源电压为220 V.如需要向用电器R供应3 V的电压，则A.a应接到d，b接到c B.a应接到bC.a应接到c，b接到d D.以上接法都不行4在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂。已知线圈1、2的匝数之比n1n2=21，在不接负载的情况下A当线圈1输入电压 220 V时，线圈2输出电压

3、为 110 VB当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为55 VC当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 VD当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 V5如图所示，某同学设计了下列四种电路以调节风扇的转动快慢，你认为这四个电路中哪个可行并最省电（C图中为理想变压器）6图甲中的直导线AB通以交变电流i，i的变化规律如乙图。若电流的正方向对应着电流从A到B，导线AB的右方向有不闭合的线圈，如甲图，则线圈的C端比D端电势高而且有最大电势差的时刻是At1时刻Bt2时刻Ct3时刻Dt4时刻7如图所示，ab和cd分别是放在变压器两侧光滑水平导轨上的导体，cd静止，通电导线

4、与ab在同一平面内Aab向右匀速运动时，cd一定向左运动Bab向右匀速运动时，cd不可能运动Cab向右加速运动时，cd一定向左运动Dab向右加速运动时，cd可能不动8为了监测变电站向外输电情况，要在变电站安装互感器，其接线如图所示.两变压器匝数分别为n1、n2和n3、n4，a和b是交流电表.则An1n2Bn3n4Ca为交流电流表，b为交流电压表Da为交流电压表，b为交流电流表9如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线ab和cd（匝数都为n1）、ef和gh（匝数都为n2）组成.用I1和U1表示输入电流和电压，用I2和U2表示输出电流和电压.在下列四种接法中，符合关系、的有 Ab与c相连，以a

5、、d为输入端，f与g相连，以e、h为输出端Bb与c相连，以a、d为输入端，e与g相连，f与h相连作为输出端Ca与c相连，b与d相连作为输入端，f与g相连，以e、h作为输出端Da与c相连，b与d相连作为输入端，e与g相连，f与h相连作为输出端10如图所示电路中，理想变压器初级加一个固定的交变电压，那么下列情况正确的是A当R1的滑动头上移时，灯泡L变亮B当R1的滑动头上移时，电流表A1读数变大C当R1的滑动头上移时，电压表 V读数变大D若闭合开关K时，则电流表A1读数变大， 而A2读数变小第卷（非选择题，共60分）二、填空题（每小题6分，共24分。把正确答案填写在题中的横线上，或按题目要求作答。）

6、11一交变电流的电压瞬时值表达式为u=311sin314tV，则： （1）该交变电流的电压有效值为 V，频率为 Hz，周期为 s. （2）将该交变电流的电压加在电阻R=20的两端，通过电阻R的电流瞬时值表达式为i= A12在交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图所示电路的a、b两点。间逐次将图中的电路元件（1）、（2）、（3）单独接入，当使交变频率增加时，可以观察到A1读数_，A2读数_，A3读数_.（以上各空填“不变”“增大”或“减小”）13如图所示，在理想变压器的原线圈两端接上交变电压，原、副线圈 的匝数比为101，电流表的读数为2A，已知R的阻值为10，则电压表的读

7、数为 V，变压器输入功率为 W.14如图所示，在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中，有一个正方形金属线圈abcd，边长L=0.2 m，线圈ad边跟磁场左侧边界重合，线圈的电阻R=0.4.用外力使线圈从磁场中运动出来：一次是用力使线圈从左侧边界匀速平动移出磁场；另一次是用力使线圈以ad边为轴匀速转动出磁场，两次所用时间都是0.1 s.则两次外力对线圈做功之差为_.三、计算题（共36分。要求写出必要的文字说明、主要方程式和重要演算步骤，有数值计算的要明确写出数值和单位，只有最终结果的不得分。）15（10分）如图是变压器电路，若变压器功率损失不计，加在原线圈上的电压U1=3300 V，输出电压U2

8、=220 V，绕过铁芯的导线所接电压表示数为2 V，则： （1）原、副线圈匝数n1、，n2分别为多少？ （2）当S断开时，电流表A2的示数I2=5 A，则电流表A1的示数I1多大。 （3）当S闭合时，电流表A1示数如何变化是？16（19分）如图所示，匀强磁场磁感应强度B=0.5 T，匝数为 n = 50 匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴OO匀速转动，每匝线圈长为L= 25 cm，宽为d= 20 cm.线圈每分钟转动 1500 rad，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时. （1）写出交流感应电动势e的瞬时值表达式； （2）若每匝线圈本身电阻 r=0.02，外接一阻值为 13的

9、用电器， 使线圈与外电路组成闭合电路，写出交流感应电流i的瞬时值表达式； （3）若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势 e和感应电流i的瞬 时表达式如何？ （4）画出（1）（2）中的 e-t、i-t 图象.17（7分）在真空中速度 v=6.4107 m/s的电子束连续不断地射入两平行板之间，极板长度L=8.010-2 m，间距为 d=5.0103 m.两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过，在两极板上加 50 Hz的交变电，压U=U0sint，如果所加电压的最大值U0超过某一值UC时，将开始出现以下现象，电子束有时能通过两极板，有时不能通过。求UC的大小参考答案1BD；从图

10、中可以看出，交变电流的最大值为 Im=20 A，交变电流的周期为 T=0.02 s，所 以 f=50 Hz。交变电流的瞬时值表达式为i=Imsint=Imsin2ft=20sin314t A；在 t= 时，交变电流的瞬时值为 i=Imsint=Imsin=Im/ A.2B；因 ，当转速加倍时，3C；由题中的条件和变压器的变压原理可知a、b两端的电压U2=220 V=12 V， 同理可得c、d间电压U3=9 V。要使R只需3 V电压，将两副线圈中的一部分线圈中磁通 量的变化率与另一部分线圈中磁通量的变化率相抵消（即一正一负），两副线圈中的电压 之差恰好为3 V，只需将这两组副线圈的各端相连：a接

11、c，b接d.4BD；变压器的变压原理是当线圈中通有交变电流时，在闭合铁芯中产生交变的磁通量， 由于闭合铁芯中交变的磁通量处处相同，所以在线圈中产生的感应电动势与线圈的匝数 成正比（这是由法拉第电磁感应定律所确定）.而本题中的闭合铁芯中多了中间的一个臂， 导致原线圈中产生的交变磁通量只有一半通过另一个线圈，而另一半通过中间的臂，这 就导致线圈中的感应电动势只有全部通过时的一半。5C；图A、B中，虽能调节电扇转速，但不仅电扇要消耗电能，滑动变阻器也要消耗电能；图D中滑动变阻器与电扇并联，不能调节电扇转速，却需消耗电能；而图C中为理想变压器，不消耗电能，仅有电扇消耗电能.故既可以调节风扇转动的快慢，

12、又最省电的是C.6B；不闭合的线圈回路中磁通量的变化与导线AB中电流的变化规律一样，由安培定则知道，当直导线中电流由A流向B时，回路中磁场方向垂直纸面向外.根据法拉第电磁感应定律，t2和t4时刻，磁通量变化率最大，由楞次定律可知，C端比D端电势高为t2时刻。7AD；直导线周围的磁场是非均匀磁场，且离导线越远磁场越弱，故ab匀速运动时产生减 小的电流，ab加速运动时产生的电流可能是恒定的.再根据楞次定律判断出A、D选项正确.8AD；由电路连接方式可知，左图是电压互感器，把高电压经过变压器降压后测量，所以 n1n2，a为交流电压表.右图为电流互感器，把大电流经过变压器减为小电流再测量，所 以n3n

13、4，b为交流电流表.9AD；b与c相连，以a、d为输入端，把两个原线圈串联起来了，总匝数为2n1；a与c 相连，b与d相连作为输入端，把两个原线圈并联起来了，总匝数仍为n1.副线圈连接方 式也同上理.因此只有当原、副线圈中的两个线圈连接方式相同时，题目中的比例式才成 立.10C。在输出端工作电路中，副线圈相当于内阻为零的理想电源.当滑动头上移时，电路总电阻增大，副线圈中电流I2减小，干路上的灯泡L变暗，原线圈中电流I1 也随之减小，A1读数变小，而副线圈端电压不变，灯两端电压减小，电压表V读数变大。当开关K闭合后，变压器输出功率增大，A1读数变大，但副线圈原工作电路端电压并不变，A2读数应不变

14、.11（1）220、50、0.02 （2）11sin314t； 12增大 、不变 、减小；1320、40 ；142.3103 J15（10分）解：（1）在题示图中，穿过原、副线圈的磁通量变化率是相同的，在每一匝上感应出数值相同的感应电动势。电压表（绕组为1匝）示数为2 V， （1分）所以原线圈匝数 n1=1650（匝）， （2分）副线圈匝数为 n2=110(匝). （2分） （2）断开S时，A2示数为5 A， 根据 可得 （1分）I1= A=0.33 A. （2分） （3）S接通后，副线圈负载变大，输出功率变大，输入功率也变大，U1不变，所以I1变大。 （2分）16（19分）解：（1）线圈匝数

15、 n=50，磁场的磁感应强度B= 0.5 T. 线圈转动的角速度=2f=2 rad/s=50 rad/s， （2分）线圈的面积 S = Ld = 0.05 m2. （1分）所以Em = nBS = 500.50.0550 V = 196 V （1分）从图示位置计时，有e = Emcost = 196cos(50t) V. （2分） （2）若 r = 0.02，则r= 50r = 0.0250=1.0 （2分）R总= R + r= 13 +1=14 Im= A= 14 A （2分）所以 i= Im cost= 14cos(50t) A. （1分）（3）若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时，即从

16、中性面开始计时，感应电动势和电流的瞬时值分别为e=196sin(50t) V，i=14sin(50t) A. （2分） （4）因为=50， 所以T=0.4 s （6分）Em= 196 V， Im= 14 A e-t、i-t 图象如图所示. 17（7分）解：依题意画出示意图，如图所示，电子通过平行极板所用时间10-9 s，而交变电压的周期 T=10-2 s，由于T，所以对于通过平行极板的电子来说，板间的电压及场强是稳定不变的，每个电子均做类平抛运动，水平方向匀速。设电子经过平行极板的时间为t，所受电场力为F，则a= （2分） t=L/v， （1分）电子束不能通过两极板间时有=y （2分）由以上三式得：UC V=91 V. （2分）第 6 页 共 6 页 金太阳新课标资源网