第三章 交变电流【A卷 达标卷】-2024-2025学年高二物理单元速记·巧练（人教版2019选择性必修第二册）

2024-2025学年高二物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第二册） 第三章 交变电流 （A卷•达标卷） 一、单选题 1．如图所示为一小型交流发电机示意图，线圈与电阻R构成闭合回路，将两磁极间的磁场视为匀强磁场，图示时刻线圈平面恰与磁场方向垂直。当线圈绕轴按图示方向匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．图示时刻通过电阻R的电流最大 B．图示时刻电阻R中的电流方向由a指向b C．从图示时刻开始，线圈转过90°时，电阻R中的电流方向由a指向b D．从图示时刻开始，线圈转过90°时，电阻R中的电流方向将发生改变 2．某矩形闭合金属线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t按如图所示正弦规律变化。则时刻（    ） A．穿过该线圈的磁通量最小 B．穿过该线圈的磁通量最大 C．该线圈中的电流最大 D．该线圈中的电流不为零 3．如图所示为发电机简化模型，内部是匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴匀速转动产生交流电。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。下列说法正确的是（    ） A．当线圈转到图示位置时处于中性面 B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的最大磁通量为 4．无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大 B．t=0.01s时两线圈之间的相互作用力为零 C．受电线圈中电流的有效值一定为20A D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 5．如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，是其左边界，一个面积为S的N匝矩形线圈垂直磁场放置，AD边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕AD边以角速度绕图示方向匀速转动，线圈的总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A．线圈中产生按正弦规律变化的交流电 B．线圈每次转到图示位置时瞬时电流最大 C．线圈中产生的交流电的电动势有效值为 D．线圈转动一周产生的热量为 6．如图为电吹风电路图，a、b为两个固定触点，c、d为可动扇形金属触片P上的两个触点，触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，已知小风扇额定电压为50V，下列说法正确的是（　　） A．停机时c与b接触 B．吹热风时c与a接触，d与b接触 C．吹冷风时d与a接触 D．n1∶n2=11∶2 7．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接的正弦交流电源，副线圈接有电阻和两个小灯泡，开关保持闭合状态，电流表和电压表均可视为理想电表。下列选项正确的是（　　） A．副线圈中交流电的频率为 B．电流表的示数之比为 C．电压表的示数之比为 D．开关断开后电压表的示数增大 8．某理想变压器的原线圈和副线圈的匝数比，当原线圈接入图中的正弦交流电后，副线圈中电流的有效值为100A。下列说法正确的是（    ） A．通过原线圈电流的有效值为 B．副线圈的电流方向每秒改变50次 C．副线圈两端电压的有效值为 D．原线圈的输出功率为88kW 9．图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度。当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（　　） A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化 B．热敏电阻两端电压升高 C．原线圈输入功率不变 D．滑片上移一点可以提高报警温度 10．家庭用电一般由国家电网交变电流供电，下列相关说法正确的是（　　） A．大小随时间变化的电流就是交变电流 B．交流电压表测量的是交流电的峰值 C．远距离输电时使用高压输电，目的是为了减小输电线的电流来降低输电损耗 D．理想变压器原、副线圈中的功率之比等于原、副线圈的匝数之比 二、多选题 11．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是（    ） A．时刻，线圈处在中性面 B．时刻，的变化率为0 C．时刻，感应电动势为0 D．从时间内，线圈转过的角度是 12．（2024·新疆河南·高考真题）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（　　） A．电流最小 B．电流最大 C．电流方向由P指向Q D．电流方向由Q指向P 13．（2024·海南·高考真题）电动汽车充电站变压器输入电压为10kV，输出电压为220V，每个充电桩输入电流16A，设原副线圈匝数分别为、，输入正弦交流的频率为50Hz，则下列说法正确的是（　　） A．交流电的周期为0.02s B．原副线圈匝数比 C．输出的最大电压为220V D．若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW 三、解答题 14．特高压输电是中国高效远距离输电的一种重要方式。在某段特高压输电网络中，发电机组输出电压为10kV，利用理想升压变压器将电压升至1000kV的特高压后输送，到达用电区后，经过降压处理再输送给工厂或用户。已知输送总功率为400万千瓦，输电线上损耗的功率占总功率的4%。求： (1)升压变压器原、副线圈的匝数比； (2)输电线的电阻。 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$ 2024-2025学年高二物理单元速记·巧练 （人教版2019选择性必修第二册） 第三章 交变电流 （A卷•达标卷） 一、单选题 1．如图所示为一小型交流发电机示意图，线圈与电阻R构成闭合回路，将两磁极间的磁场视为匀强磁场，图示时刻线圈平面恰与磁场方向垂直。当线圈绕轴按图示方向匀速转动时，下列说法正确的是（　　） A．图示时刻通过电阻R的电流最大 B．图示时刻电阻R中的电流方向由a指向b C．从图示时刻开始，线圈转过90°时，电阻R中的电流方向由a指向b D．从图示时刻开始，线圈转过90°时，电阻R中的电流方向将发生改变 【答案】C 【详解】AB．图示时刻线圈位于中性面，通过电阻R的电流为零，故AB错误； CD．线圈转过90°时，由右手定则知电阻R中的电流方向由a指向b，此时通过电阻R的电流最大，电流方向不发生改变，故C正确，D错误。 故选C。 2．某矩形闭合金属线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间t按如图所示正弦规律变化。则时刻（    ） A．穿过该线圈的磁通量最小 B．穿过该线圈的磁通量最大 C．该线圈中的电流最大 D．该线圈中的电流不为零 【答案】B 【详解】AB．由图像易知，时刻穿过该线圈的磁通量最大，A错误B正确； CD．由图像易知，时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，产生的感应电动势为零，线圈中的电流为零，CD均错误。 故选B。 3．如图所示为发电机简化模型，内部是匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中，以角速度绕垂直于磁场的水平转轴匀速转动产生交流电。已知N匝线圈产生的感应电动势的最大值为。下列说法正确的是（    ） A．当线圈转到图示位置时处于中性面 B．当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零 C．当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大 D．穿过线圈的最大磁通量为 【答案】C 【详解】A．图示的位置与中性面垂直，A错误； B．电流表的示数显示的有效值，不为零，B错误； C．图示的位置磁通量变化率最大，C正确； D．最大磁通量为；D错误。 故选C。 4．无线充电技术在新能源汽车领域应用前景广阔。如图甲所示，与蓄电池相连的受电线圈置于地面供电线圈正上方，供电线圈输入如图乙所示的正弦式交变电流，下列说法正确的是（　　） A．t=0.01s时受电线圈中感应电流最大 B．t=0.01s时两线圈之间的相互作用力为零 C．受电线圈中电流的有效值一定为20A D．受电线圈中的电流方向每秒钟改变50次 【答案】B 【详解】A．根据图乙可知，0.01s时，电流随时间的变化率为0，即线圈之中磁通量的变化率为0，此时，线圈之中的感应电动势为0，可知，该时刻受电线圈中感应电流为零，故A错误； B．结合上述，0.01s时受电线圈中的感应电流为0，没电流安培力为零，可知，0.01s时两线圈之间的相互作用力为0，故B正确； C．供电线圈的电流有效值为20A，受电线圈中的电流由受电线圈产生的电动势及其所在回路决定，不一定是20A，故C错误； D．交流电的周期；一个周期内电流方向改变两次，则受电线圈中的电流方向每秒钟改变次数为；故D错误。 故选B。 5．如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，是其左边界，一个面积为S的N匝矩形线圈垂直磁场放置，AD边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕AD边以角速度绕图示方向匀速转动，线圈的总电阻为R，下列说法正确的是（　　） A．线圈中产生按正弦规律变化的交流电 B．线圈每次转到图示位置时瞬时电流最大 C．线圈中产生的交流电的电动势有效值为 D．线圈转动一周产生的热量为 【答案】D 【详解】A．线圈中产生如图所示规律变化的交流电 故A错误； B．线圈每次转到题图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，但变化率最小，瞬时电流为零，故B错误； C．线圈中产生的交流电的电动势的最大值；设电动势有效值为E，则有；解得；故C错误； D．线圈转动一周产生的热量为；故D正确。 故选D。 6．如图为电吹风电路图，a、b为两个固定触点，c、d为可动扇形金属触片P上的两个触点，触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。n1和n2分别是理想变压器原、副线圈的匝数，已知小风扇额定电压为50V，下列说法正确的是（　　） A．停机时c与b接触 B．吹热风时c与a接触，d与b接触 C．吹冷风时d与a接触 D．n1∶n2=11∶2 【答案】B 【详解】ABC．当c与b接触时，电热丝没有接通，小风扇电路接通，则电吹风处于吹冷风状态；当c与a接触，d与b接触时，电热丝与小风扇都接入电路，吹热风；当触片P处于c、d时，电热丝与小风扇都未接入电路，电吹风处于停机，故AC错误，B正确； D．根据原副线圈两端的电压之比与匝数之比的关系得；故D错误。 故选B。 7．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，原线圈接的正弦交流电源，副线圈接有电阻和两个小灯泡，开关保持闭合状态，电流表和电压表均可视为理想电表。下列选项正确的是（　　） A．副线圈中交流电的频率为 B．电流表的示数之比为 C．电压表的示数之比为 D．开关断开后电压表的示数增大 【答案】D 【详解】A．副线圈中交流电的频率为；选项A错误； B．电流表的示数之比为；选项B错误； C．根据变压器电压与匝数关系可知；因电压表V2示数小于变压器次级电压，可知电压表的示数之比不等于，选项C错误； D．开关断开后，次级电阻变大，次级电流减小，则电阻R上电压减小，而变压器次级电压不变，可知电压表的示数增大，选项D正确。 故选D。 8．某理想变压器的原线圈和副线圈的匝数比，当原线圈接入图中的正弦交流电后，副线圈中电流的有效值为100A。下列说法正确的是（    ） A．通过原线圈电流的有效值为 B．副线圈的电流方向每秒改变50次 C．副线圈两端电压的有效值为 D．原线圈的输出功率为88kW 【答案】D 【详解】A．副线圈中电流的有效值为100A，根据变流比可知，副线圈两端电压的有效值； 故A错误； B．由图可知，周期为，一个周期内电流方向改变两次，则副线圈的电流方向每秒改变100次，故B错误； C．原线圈电压有效值为；根据电压与匝数关系可知；故C错误； D．原线圈的输出功率；故D正确。 故选D。 9．图甲为某感温式火灾报警器，其简化电路如图乙所示。理想变压器原线圈接入电压有效值不变的正弦交流电源，副线圈连接报警系统，为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为定值电阻，滑动变阻器用于设定报警温度。当流过的电流大于设定临界值时就会触发报警。那么出现火情时（　　） A．副线圈两端电压会随着副线圈电路端温度的变化而变化 B．热敏电阻两端电压升高 C．原线圈输入功率不变 D．滑片上移一点可以提高报警温度 【答案】D 【详解】A．副线圈两端电压由变压器原线圈电压和匝数比决定，与副线圈电阻变化无关，即与副线圈电路端温度的变化无关，选项A错误； B．当出现火情时，热敏电阻阻值减小，因次级电压一定，则次级电流变大，R0和R1两端电压升高，可知热敏电阻两端电压降低，选项B错误； C．当出现火情时，次级电流变大，则次级功率变大，则原线圈输入功率变大，选项C错误； D．滑片上移一点，则R0阻值变大，则要想报警，需减小热敏电阻，即温度要升高，即可以提高报警温度，选项D正确。 故选D。 10．家庭用电一般由国家电网交变电流供电，下列相关说法正确的是（　　） A．大小随时间变化的电流就是交变电流 B．交流电压表测量的是交流电的峰值 C．远距离输电时使用高压输电，目的是为了减小输电线的电流来降低输电损耗 D．理想变压器原、副线圈中的功率之比等于原、副线圈的匝数之比 【答案】C 【详解】A．根据交变电流的定义可知，交变电流的方向随时间周期性变化，故A错误； B．交流电压表测量的是交流电的有效值，故B错误； C．根据；可知远距离输电时使用高压输电，由于输电功率不变，目的是为了减小输电线的电流来降低输电损耗，故C正确； D．理想变压器原、副线圈中的功率相等，故D错误。 故选C。 二、多选题 11．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图所示．则下列说法中正确的是（    ） A．时刻，线圈处在中性面 B．时刻，的变化率为0 C．时刻，感应电动势为0 D．从时间内，线圈转过的角度是 【答案】ACD 【详解】AC．由图像可知t＝0、t＝0.02s、t＝0.04s时刻线圈平面位于中性面位置，最大；故E＝0；故AC正确； B．t＝0.01s时刻线圈平面与磁感线平行，最小，最大，故E最大，故B错误； D．从图像可知，从t＝0.01s时刻至t＝0.04s时刻线圈旋转周，转过的角度为，故D正确。 故选ACD。 12．（2024·新疆河南·高考真题）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（　　） A．电流最小 B．电流最大 C．电流方向由P指向Q D．电流方向由Q指向P 【答案】BD 【详解】如图开始线圈处于中性面位置，当磁极再转过90°时，此时穿过线圈的磁通量为0，故可知电流最大；在磁极转动的过程中，穿过线圈的磁通量在减小，根据楞次定律可知，此时感应电流方向由Q指向P。 故选BD。 13．（2024·海南·高考真题）电动汽车充电站变压器输入电压为10kV，输出电压为220V，每个充电桩输入电流16A，设原副线圈匝数分别为、，输入正弦交流的频率为50Hz，则下列说法正确的是（　　） A．交流电的周期为0.02s B．原副线圈匝数比 C．输出的最大电压为220V D．若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW 【答案】AD 【详解】A．交流电的周期为；故A正确； B．根据理想变压器原副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原副线圈匝数比为；故B错误； C．输出的最大电压为；故C错误； D．若10台充电桩同时使用，输出功率为；变压器不改变功率，故输入功率为；故D正确。 故选AD。 三、解答题 14．特高压输电是中国高效远距离输电的一种重要方式。在某段特高压输电网络中，发电机组输出电压为10kV，利用理想升压变压器将电压升至1000kV的特高压后输送，到达用电区后，经过降压处理再输送给工厂或用户。已知输送总功率为400万千瓦，输电线上损耗的功率占总功率的4%。求： (1)升压变压器原、副线圈的匝数比； (2)输电线的电阻。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）升压变压器原、副线圈的匝数比 （2）输电线上损耗的功率为 输电线上的电流为 由知输电线的电阻为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！1 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $$