章末检测卷三 交交电流-【勤径学升】2024-2025学年高中物理选择性必修第二册同步练测素能提升训练（人教版2019）

I?=長圈内产生的感应电流大小为 ,代入数据得I?= 50 A。 (2)当电梯达到最大速度时，电梯所受重力与安培力平 Im=2nR衡，有mg=2nBIL,又有 ,联立得 vm= 4mBL,,代入数据得 vm=7.5 m/s。 (3)在电梯下落过程中，电梯所受安培力不断变化，取 △t为时间间隔，则△t 无限趋近于0时，该时刻安培力 可视为恒力，由动量定理，得mg△t—2nBIL△t=m△v, 而I=2mRL?,代入上式，有mg△t-4”2BR= mg△t-4nBRh=m△v。m△v,即 。将电梯下落的各 mgt-4RLh=mu,解得t=段时间累加，可得 4mgRh+,而v=4om=6 m/s,代入数据得t= 1.2s。 答案(1)50 A(2)7.5m/s (3)1.2 s 章末检测卷三 交变电流 1.A 由题图知，只有 A、B图中线圈在切割磁感线，穿过 线圈的磁通量在变化，从而产生感应电流。但B图中在 t=0时产生的感应电动势最大，不按正弦规律变化，故 只有 A图中产生正弦式交流电动势e= BSwsin wt, A正确。 2.B 要使电吹风正常工作，所需变压器的原、副线圈匝数 比=u,=20=号,故 A错误；标准电压220 V指的 -可是交流电的有效值，故 B正确，C错误；根据- 知，匝数少的线圈电流大，则变压器中匝数少的线圈导 线较粗，匝数多的线圈导线较细，故 D错误。 )x+×2-×33.D 由焦耳定律得- ,即电压 有效值U=6 V,电压表读数为有效值，故 A、B错误；热 量根据有效值进行计算，则Q=长T=9JJ,故C错误；电 I=景=0.5 A,故D正确。流表读数为有效值，则1 4.C 设灯泡正常发光时，流过它的电流为I,则该变压器 原线圈中电流 I?=I,副线圈中电流 I?=2I,则原、副线 n=I=2:1;所以原线图两端的电压圈匝数之比 U?="U?=2U,则AB端输入电压为3U。故 A、B、D 错误，C正确。 E=n可得感应电动势最大值不相等，有效5.B 根据I p=R可知，两电阻的电功率也不相值也不相等；根据 等，选项 A、D错误。因两线圈放在同一个旋转磁铁的 旁边，则两线圈产生的交变电流的频率相等，选项 B正 确。当磁铁的磁极到达一线圈附近时，这个线圈的磁通 量最大，感应电动势为0,另一个线圈通过的磁通量最 小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不 可能同时达到最大值，选项C错误。 6.D 变压器不能改变直流电电压，A错误；两次灯泡电 n=工压相等，电流也一定相等，因为 所以图1流过 A 的电流大于图 2 流过 A的电流，P=I2R,图1线圈 A消 耗的功率大于图 2 线圈 A消耗的功率，C错误，D正确； 由U=IR可知图1 A两端的电压大，B错误。 7.C 以线圈平面与磁场夹角θ=45°时为计时起点，由楞 次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a,则瞬时电流 的表达式i=-Isin(wt+4),C正确。 8.CD 线框位于中性面时，线框平面与磁感线垂直，穿过 线框的磁通量最大，但此时切割磁感线的两条边的速度 方向与磁感线平行，即不切割磁感线，所以电动势等于 零，此时穿过线框的磁通量的变化率等于零，感应电动 势或感应电流的方向也就在此位置改变。线框垂直于 中性面时，穿过线框的磁通量为零，但切割磁感线的两 边都垂直切割，有效切割速度最大，所以感应电动势最 大，此时穿过线框的磁通量的变化率最大。故 C、D 正确。 9.AC 原线圈串联在输电线路上，测量的是输电电流，因 此该互感器为电流互感器，A正确，B、D错误；火线中的 I,c电流为 I,根据变流公式，通过电表的电流为 正确。 10.AD 无线充电技术是利用变化的电流产生变化的磁 场，使穿过受电线圈的磁通量变化，从而在受电线圈中 产生变化的电流，即与变压器的工作原理相同，故 A 正确；若输入端 ab接380 V直流电，由于供电线圈中 电流产生的磁场不变，则受电线圈中不会产生感应电 流，则不能进行充电，故 B错误；设供电线圈和受电线 =n=k,即I?=k=20kA,由元?圈匝数比为k,有 -×-4,m解-一效品，=n可得 C错误；副线圈的功率为P=U?I?=12 kW,供电线路 导线的等效电阻也消耗功率，则ab端的输入功率大于 12 kW,故D正确。 11.解析 (1)“探究变压器电压与线圈匝数的关系”的实 验，需要的器材有学生电源，提供低压交流电，同时还 需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线；故 选B、E、G。 49 (2)实验时，为了人身安全，原线圈两端只能使用低压 交流电源，所用电压不超过12 V,故 A正确；实验通电 时，用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，这样无 形之中，将人体并联在电路中，导致所测数据不准确， 故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试 测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。 答案(1)BEG (2)A 12.解析(1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实 验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将 匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端 上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；闭合电源开关、用 多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端 的电压，最后将原线圈和副线圈对调，重复以上步骤。 (2)n?=1 600,n?=400,U?=16 V,U?=4 V;原线圈与 副线圈对调后，当U?'=8 V时，U?′=32 V,n′=400 时，n?′=1 600,可以看出U?:U?=n?:n2。 答案(1)①③②④ (2)U?:U?=n?:n? 13.解析 (1)电压表测量的是交流电压的有效值， 从图乙可知，最大值为5 V, u=-2 v=3.54V,因此交流电压的有效值为U 因此开关闭合时，电压表的示数为3.54 V。 (2)副线圈电压最大值为5 000 V, n,=U=5000=1000,则 ”>1000时才能因此当变压器原、副线圈的匝数满足 实现点火。 (2)n>1000答案(1)3.54 V (1)0~4 E?=A时间内，感应电动势为14.解析 =r, 0~4时间内，感应电流为I?=卡=k, 2~4时间内，感应电动势、感应电流大小与(0~T 内相同， T~雲及T~r时间内感应电动势、感应电流为0, 一个周期内产生的热量为2I?2R4=RT。 IRT=kT,(2)由有效值的定义可知 I=2T。有效值为 (3)由于一个周期 T 内穿过金属环的磁通量变化△Φ =0,通过金属环某一横截面的电荷量也为零。 (2)2RT(3)0答案(1RT 15.解析 (1)由条件可知 NBSw=√2U?,w=50π rad/s, 所以n=2元=25r/s。 (2)如图所示， I? ? R 用电户 v?3 {U?U? 降压变压器 I=导=50 A,用户电流 因为ng:n?=5:1,U?=220 V,I?=50 A, 所以U?=5U?=1100V,Ia=号=10A, 输电线损失电压 △U=I?·R=200 V。 (3)升压变压器电压关系U?=△U+U?=1300 V, n?:n?=U?:U?=5:26。 (4)发电机输出功率P?=△P+P用户=I?2R+P用户= 13 kW。 答案(1)25r/s (2)200V(3)5:26 (4)13 kW 章末检测卷四 电磁振荡与电磁波 1.C 真空中所有电磁波的速度都等于光速，与电磁波的 频率、能量无关，A、B错误；电磁波由真空进入介质，其 频率不变，波速变小，C正确；发射电路的电磁振荡停 止，不再发射电磁波，但已发射的电磁波不会立即消失， 还要继续传播一段时间，D错误。 2.B 所有物体都发射红外线，因而“红外夜视仪”可以看 清黑暗中的物体。 3.D 电容器放电一次经历四分之一个周期，而周期 T= 2π√LC,周期T是由振荡电路的电容C和电感系数L 决定的，与充电电压、带电荷量、放电电流等无关。 4.A 医院里的 B超是利用超声波的物理特性进行分析 和治疗的，故选 A。 5.D γ射线是电磁波谱中能量最高的，故 A 错误；蓝牙 的频段为 2.4 GHz的无线电波，低于紫外线的频段，其 波长较紫外线长些，比紫外线更容易观察到明显衍射现 象，故 B错误；3×10?m/s是电磁波在真空中的传播速 度，也是最大的速度，电磁波在介质中的传播速度会变 小，故C错误；智能手机利用蓝牙技术进行信息交换，可 以判定智能手机中集成的蓝牙模块有发射和接收电磁 波的功能，故 D正确。 6.B 由题意可知，IC卡的能量来源于读卡机发射的电磁 波，选项A错误；LC振荡电路接收到与其固有频率相 同的电磁波，才能得到最优的充电效果，使电容器电压 达到预定值，才能进行数据传输，选项B正确；如果发射 其他频率的电磁波，根据法拉第电磁感应定律，穿过线 圈的磁通量发生了改变，依然会产生感应电流，选项C 错误；据题意知，电容器达到一定电压之后，驱动卡内芯 50 》高中物理·选择性必修第二册（人教版 章末检测卷三 交变电流 (满分：100分，时间：75分钟) 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小： B.该交变电流的电压有效值为4,3V 题给出的四个选项中，第1~7题只有一项 C.电阻R一个周期内产生的热量一定大 符合题目要求，每小题4分：第8~10题有 于9J 多项符合题目要求，每小题6分，全部选对 D.电流表的示数为0.5A 的得6分，选对但不全的得3分，有选错的4，如图所示，理想变压器 得0分。 原、副线圈接有三个完全 B 1.如图所示，面积均为S的单匝线圈绕轴在 相同的灯泡，其额定电压 磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω 均为U,且三个灯泡均能正常发光。下列说 匀速转动。从图中所示位置开始计时，下图 法正确的是 ( ) 中能产生正弦式交流电动势e=BSwsin ot A.原、副线圈匝数之比为3：1 的是 B.原、副线圈匝数之比为1：3 C.AB端的输入电压为3U D.AB端的输入电压为4U 11 5.下图是简化的某种旋转磁极式发电机原理 2.美国使用的电吹风在120V的电压下正常 图。定子是仅匝数n不同的两线圈，> 工作，现将它在标准电压为220V的中国使 2,二者轴线在同一平面内且相互垂直，两 用，则下列说法正确的是 线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连 A.要使电吹风正常工作，所需变压器的原、 接阻值为R的电阻。转子是中心在O点的 副线圈匝数比应为6：11 条形磁体，绕O点在该平面内匀速转动时， B.标准电压220V指的是交流电的有效值 两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电 C.标准电压220V指的是交流电的峰值 阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法 D.变压器中匝数少的线圈导线较细，匝数 正确的是 多的线圈导线较粗 A.两线圈产生的电动 3.在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变 势的有效值相等 -- 电流，此交变电流的每个周期内，前三分 B.两线圈产生的交变 之一周期电压按正弦规律变化，后三分之 电流的频率相等 二周期电压恒定。电阻R的阻值为 C.两线圈产生的电动 12Ω，电表均为理想电表。下列判断正 势同时达到最大值 确的是 D.两电阻消耗的电功率相等 6,小明分别按照图1和图2电路探究远距 6v2 离输电的输电损耗，将长导线卷成相同的 两卷A、B来模拟输电线路，忽略导线的 自感作用。其中T,为理想升压变压器， A.电压表的示数为62V 62 T:为理想降压变压器，两次实验中使用：9.在变电站里，常用电压互感线 线 的灯泡相同，灯泡的电压相等。两次实 器或电流互感器监测电网 验中 上的高电压或强电流。如 图所示为某互感器的示意 电表 电源BO 图，上、下线圈的匝数分别 B 图1 图2 为1、2，火线和零线之间的电压为U,火线 A.都接直流电源 中的电流为I。若将该互感器视为理想变 B.A两端的电压相等 压器，则下列说法正确的是 C.A损耗的功率相等 A.该互感器为电流互感器 D.图1中A的电流较大 B.该互感器为电压互感器 7.如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁 C.流过电表的电流为”1 场中，并绕过ab、d中点的轴OO'以角速度 ,逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场 D.电表两端的电压为U 夹角0=45时为计时起点，并规定当电流自： 10.图甲是电动公交车无线充电装置，供电线 a流向b时电流方向为正，则下列四幅图像 圈埋在地下，受电线圈和电池系统置于车 中正确的是 内。工作原理图如图乙所示，供电线路导 线的等效电阻R=32,当输入端ab接入 380V正弦交流电时，电池系统cd两端的 00) 电压为600V,通过电池系统的电流为 20A。若不计其他电阻，忽略线圈中的能量 损失，下列说法正确的是 受电线圈 +↑↑1 供电线掏 甲 B 8.矩形线框绕垂直于匀强磁场的轴（轴在线框 受电线圈 平面内)匀速转动时产生了交变电流，下列 池系统 说法正确的是 ( A.当线框位于中性面时，线框中的感应电 供电线樱 动势最大 B.当穿过线框的磁通量为零时，线框中的 A.无线充电技术与变压器的工作原理 感应电动势也为零 相同 C.每当线框经过中性面时，感应电动势或 B.若输入端ab接380V直流电，也能进行 感应电流的方向就改变一次 充电 D.线框经过中性面时，各边切割磁感线的 C.供电线圈和受电线圈匝数比为19：30 速度为零 D.ab端的输人功率大于12kW 63 ◆高中物理·选择性必修第二册（人教版 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 副线圈两端电压U,=4V:原线圈与副线 11.(6分)在“探究变压器电压与线圈匝数的 圈对调后，当U'=8V时，U,'=32V,那 关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆 么可初步确定，变压器两个线圈的电压 变压器”进行探究。 U1U2与线圈匝数n1、n2的关系是 (1)下列器材中，实验需要的器材是 。(填字母) 13.(12分)图甲是某燃气灶点火装置的原理 A.干电池 图。转换器将干电池提供的直流电压转换 B.低压交流电源 为如图乙所示的正弦交流电压，并加在理 C.220V交流电源 想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的 D.条形磁体 匝数分别为n12,电压表为交流电表。当 E.可拆变压器和导线 变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V F.直流电压表 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进 G.多用电表 而点燃气体。求： (2)关于实验操作，下列说法正确的是 。(填字母)》 A,为了人身安全，原线圈两端只能使用低 金网板 压交流电源，所用电压不要超过12V 甲 乙 B.实验通电时，可用手接触裸露的导线、 (1)图中开关闭合时电压表的示数是多少？ 接线柱等检查电路 (2)变压器原、副线圈的匝数满足怎样的关 C.使用多用电表测电压时，先用中等量程 系才能实现点火？ 挡试测，再选用恰当的挡位进行测量 12.(8分)在“探究变压器两个线圈的电压关 系”的实验中，操作步骤如下： ①将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上： ②闭合电源开关、用多用电表的交流电压 挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压； ③将匝数较多的一组线圈接到学生电源的 交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接 上小灯泡： ①将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。 学非电高 (1)以上操作的合理顺序是 (只填 步骤前数字序号)。 (2)在实验中，两线圈的匝数n=1600, 2=400,当将n1做原线圈时，U,=16V, 64 14.(14分)如图甲所示，一个电阻为R的金属：15.(14分)风力发电机的工作原理可以简化 圆环放在磁场中，磁场与圆环所在的平面 为如图所示的模型：风轮通过齿轮箱带动 垂直。穿过圆环的磁通量随时间变化的图 矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交变 像如图乙所示，图乙中的最大磁通量中，和 电流，并通过变压器和远距离输电线路给 变化的周期T都是已知量。求： 用户供电。若发电机的矩形线圈处于磁感 ↑p/W 应强度大小为B=及T的水平匀强磁场 20元 中，线圈面积S=0.5m2、匝数N=200匝、 13T 电阻不计。线圈绕垂直于磁场的水平轴匀 甲 速转动，其输出端通过电刷与升压变压器的 (1)在一个周期T内金属环中产生的 原线圈相连，提供电压U1=250V,降压变压 热量。 器原、副线圈的匝数比为5：1，降压变压器的 (2)交变电流的有效值。 副线圈连接用电户，两变压器间的输电线总 (3)在一个周期T内通过金属环某一横截 电阻R=202,两变压器均为理想变压器。 面的电荷量。 若用这个供电设备给某学校供电，该校需要 工作电压220V、电功率11kW。求： (1)矩形线圈绕轴的转速n; (2)输电线上损失的电压△U; (3)升压变压器原、副线圈匝数比m2: (4)发电机的输出功率P。 风力发电机 升压变压器 降压变压器 (n 用电户 齿轮箱翻 B 65