第三章 交变电流 单元基础夯实综合检测训练（A卷）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

第三章 交变电流 单元基础夯实综合检测训练（A卷） 一、单选题 1．下列图中，线圈都在匀强磁场中匀速转动，不能产生交变电流的是(　　) A．   B．   C．   D．   2．如图所示为一交流电电流随时间变化的图像，此交流电电流的有效值为（　　） A．7 A B．5 A C． D．3.5 A 3．如图所示，灯泡L1接在变压器初级电路中，灯泡L2、L3接在变压器次级电路中．变压器为理想变压器，交变电流电源电压为U，L1、L2、L3都是额定电压为U0的同种型号灯泡，若三个灯泡都能正常发光，则（    ） A．，U=3U0 B．，U=3U0 C．，U=2U0 D． ，U=2U0 4．实验室中有一台小型发电机，它的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴做匀速转动时，产生的交变电流的图像如图所示，根据图像判断下列说法正确的是（　　） A．在A和C时刻线圈处于中性面位置 B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零 C．从A到D时刻线圈转过的角度为 D．若从0到D时刻历时，则在1s内交变电流的方向改变100次 5．我国新能源汽车产业的高速增长使得市场对充电桩的需求越来越大，解决充电难题已经刻不容缓。无线充电的建设成本更低，并且不受场地限制等因素的影响，是解决充电难的途径之一、如图所示是某无线充电接收端电流经电路初步处理后的I-t图象，其中负半轴两段图像为正弦函数图像的一部分，则该交变电流的有效值为（　　） A．3A B． C． D． 6．如图为一理想变压器，原线圈接在电压有效值恒定的交流电源两端。为定值电阻，交流电流表、电压表为理想电表，导线电阻不计。现使滑动变阻器的滑动触头向下滑动，则下列说法中正确的是（　　）    A．V1的示数变小 B．V2的示数变大 C．A的示数变小 D．变压器的输入功率变大 7．“三农”问题是关系我国国计民生的根本问题，为减少远距离输电的损耗从而降低电费，减轻农民负担，近年来对农村电网进行了改造升级，可采取最有效的措施是（　　） A．提高输送的电功率 B．增大输电的电流 C．提高高压输电的电压 D．增大输电导线的横截面积 8．手摇式交流发电机结构如图所示，灯泡L与交流电流表A串联后通过电刷、滑环与矩形线圈相连。摇动手柄，使线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴OO'逆时针匀速转动，从时刻开始，线圈中的磁通量变化如图乙所示，下列说法正确的是（  ）    A．时刻线圈中电流最大 B．时刻通过电流表的电流改变方向 C．时刻线圈所在平面和磁场平行 D．线圈转速变快，交流电周期将变大 9．电阻为R的单匝闭合金属线框，在匀强磁场中绕着与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势的图像如图所示。下列判断正确的是（　　） A．时刻线框平面与中性面平行 B．穿过线框的磁通量最大为 C．线框转动一周做的功为 D．从到的过程中，线框的平均感应电动势为 10．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=22Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为5:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）    A．原线圈的输入功率为 B．电流表的读数为10A C．电压表的读数为 D．副线圈输出交流电的周期为0.04s 二、多选题 11．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是（　　） A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次 D．线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零 12．如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径为轴匀速转动，转速为n，的左侧有垂直纸面向里（与垂直）的匀强磁场，磁感应强度为B。M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计。则下列说法中正确的是（　　） A．感应电动势的最大值为 B．从图示位置起转过1圈的时间内负载电阻R上产生的热量为 C．从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量为 D．电流表的示数为 13．如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=2：1，电压表V和电流表A均为理想交流电表，灯泡电阻RL=6 Ω，AB端电压（V），下列说法正确的是（　　） A．电流频率为100 Hz B．电压表V的读数为V C．电流表A的读数为1A D．变压器输入功率为6 W 14．北京冬奥会期间，3大赛区26个场馆将全部使用绿电，这意味着奥运历史上将首次实现全部场馆100%绿色电能供应，其中延庆赛区全部用电是通过张北柔直工程将张北坝上的太阳能和风能进行转化而来的。如图所示为张北坝上风力发电后电能输送的简易模型，假设风力发电输送的功率恒定不变，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，且图中已经标出了各部分的电流和电压，输电线的总电阻为R，则下列关系式正确的是（　　） A． B． C．输电线上损失的功率为 D．输电线上损失的功率为 15．下列图象描述的电流属于交变电流的是（　　） A． B． C． D． 16．如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的e—t图像分别如图乙中曲线a、b所示，则（　　）    A．两次时刻穿过线圈的磁通量均最大 B．曲线a表示的交变电动势的有效值为30V C．曲线b表示的交变电动势最大值为20V D．曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3 三、填空题 17．我们的家庭用电是__________电（填“交流”或“直流”）。 18．矩形金属线圈绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示。此交流电的频率为________Hz。交流电的瞬时值表达式为________V。 19．如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和。当输入电压为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。则原、副线圈匝数之比______，此时a、b两灯泡功率之比______。 20．变压器线圈中的电流较大，所用的导线应当较粗。升压变压器的原线圈的漆包线比副线圈的漆包线________（填“粗”或“细”）。远距离输电时，采用升压变压器使输送电压升高为原来的n倍，当输送电功率一定时，输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的_________。 四、解答题 21．如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕OO′轴顺时针（沿OO′方向看）匀速转动时，线圈中产生正弦交流电。从线圈转过图示位置开始计时，设沿abcda方向为电流正方向，则线圈中产生的交流电图像是图中的哪一个？说明判断的理由。 22．如图所示，理想变压器的原线圈与两个阻值相同的定值电阻、连接，副线圈接一个小灯泡，两定值电阻的阻值是灯泡电阻的2倍，当灯泡正常发光时，消耗的功率是灯泡功率的8倍。 (1)求理想变压器原副线圈的匝数比。 (2)小灯泡正常发光时，A、B端输入的电压是小灯泡两端电压的多少倍？ 23．图甲所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数n=50匝，电阻r=2Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，阻值R=8Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。（取π=3.14）求： （1）交流发电机产生的电动势的最大值； （2）电路中交流电压表的示数； （3）从图示位置转过，通过线圈的电荷量和整个回路的焦耳热。 24．某发电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给用户，发电机输出功率是100kW，输出电压是250V，升压变压器原副线圈的匝数之比为1∶20输电线上功率损失为4%，用户所需要电压为220V，则输电线的电阻和降压变压器原、副的匝数比是多少？ 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 《第三章 交变电流 单元基础夯实综合检测训练（A卷）》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 A B A D C D C B B D 题号 11 12 13 14 15 16 答案 CD BC CD BC AD AC 1．A 【详解】当线圈绕着垂直于磁场方向的转轴转动时，会产生交变电流，沿着磁场方向的轴转动不会产生交流电．故A不能产生交变电流，B、C、D能产生交变电流．本题选不能产生交变电流的，答案是A． 2．B 【详解】设该电流的有效值为I，根据有效值的定义有 解得 I=5 A 故B正确，ACD错误。 故选B。 3．A 【详解】设灯泡正常发光时电流为，所以原线圈电流，副线圈两灯泡并联：，根据电流关系：，根据电压关系：，解得：，BCD错误A正确 4．D 【详解】A．在A、C时刻电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零，A错误； B．在B和D时刻电流为零，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，B错误； C．从A到D时刻，线圈旋转周，转过的角度为，C错误； D．如果从0到D时刻历时，恰好为一个周期，则1s内线圈运动50个周期，100次经过中性面，电流方向改变100次，D正确。 故选D。 5．C 【详解】根据有效值的概念可知 解得 故选C。 6．D 【详解】A．由于原线圈接在有效值恒定的交流电源两端，交流电流表、电压表为理想电表，导线电阻不计，所以V1的示数不变。故A错误； B．副线圈输出电压由原线圈输入电压和原、副线圈匝数比决定，由于原线圈输入电压和原、副线圈匝数比不变，副线圈输出电压也不变，V2的示数不变。故B错误； C．滑动变阻器R的滑动触头P向下滑动，滑动变阻器接入电路的电阻变小，副线圈中的总电阻减小，由欧姆定律可知，副线圈中的电流增大，由于电流与线圈匝数成反比，所以原线圈中电流也增大，即A的示数增大。故C错误； D．由于原线圈中电流增大，电压不变，根据可知，输入功率变大，故D正确。 故选D。 7．C 【详解】根据P=UI知，输电电流 则输电线上损失的功率 P损= 则有： A．如果提高输送功率，会增大电能的损耗，同时输送功率是由用户消耗功率决定的，并不能单纯提高输送的功率，故A错误； B．增大输电的电流，会增大功率损耗，故B错误； C．提高输电电压，可知输电线上功率损失减小，故C正确。 D．增大输电导线的横截面积，由可知，电阻减小，则会减小电能的损耗，但并非最有效的措施，故D错误； 故选C。 8．B 【详解】A．时刻线圈中磁通量最大，磁通量变化率为0，电流为0，故A错误； BC．时刻线圈位于中性面，线圈所在平面和磁场垂直，通过电流表的电流改变方向，故B正确，C错误； D．线圈转速变快，交流电频率变大，周期变小，故D错误。 故选B。 9．B 【详解】A．由图可知时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与中性面垂直，A错误； B．当感应电动势等于零时，穿过线框回路的磁通量最大，且由得 B正确； C．线圈转一周所做的功为转动一周的发热量 C错误； D．从到时刻的平均感应电动势为 D错误。 故选B。 10．D 【详解】C．原线圈电压有效值为 根据原副线圈电压与匝数的关系 可得，电压表的读数为 故C错误； A．变压器两端功率相等，故原线圈的输入电功率等于输出功率，即 故A错误； B．电流表的读数为 故B错误； D．原、副线圈交流电周期相同，所以副线圈输出交流电的周期为 故D正确。 故选D。 11．CD 【详解】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边的速度与磁感线平行，即不切割磁感线，所以电动势等于零，也应该知道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时变化；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，也可以说此时穿过线框的磁通量的变化率最大； 故选CD。 12．BC 【详解】AB．线圈转动过程中，有一半的时间没有产生感应电动势，其最大值为 有效值满足关系 解得 从图示位置起转过1圈的时间内负载电阻R上产生的热量为 故A错误；B正确； C．从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量满足关系， 联立，可得 故C正确； D．电流表的示数为 故D错误。 故选BC。 13．CD 【详解】A．电流频率为 故A错误； B．根据电压与匝数成正比 可得输出电压的有效值为 电压表的示数为电路的有效电压的大小，所以电压表V的读数为6V，故B错误； C．根据欧姆定律可得电流表的示数为 故C正确； D．根据理想变压器的输入功率和输出功率相等 故D正确。 故选CD。 14．BC 【详解】A．由理想变压器的原、副线圈的电流与匝数成反比关系，可得 A错误；     B．由理想变压器的原、副线圈的电压与匝数成正比关系，可得 B正确； CD．由电功率公式，可得输电线上损失的功率是 C正确，D错误。 故选BC。 15．AD 【详解】电流的大小和方向周期性变化的电流为交变电流，而BC电流的方向没有发生变化，因此不属于交变电流，而AD电流的反向发生周期性变化，属于交变电流。 故选AD。 16．AC 【详解】A．两次时刻线圈产生的感应电动势均为零，可知此时穿过线圈的磁通量均最大，A正确； B．曲线a表示的交变电动势的最大值为30V，有效值为 B错误； C．线圈在磁场中，感应电动势的瞬时值为 则电动势的最大值 则有 曲线a表示的交变电动势最大值是30V，解得 C正确； D．转速n单位为r/s时，本质上就指频率，即有 故两者的转速之比为 D错误。 故选AC。 17．交流 【详解】我们的家庭用电是交流电。 18． 5 【详解】[1]由图可知，交流电的周期为0.2s，则频率 [2]由图可知，交流电的最大值为1V，电动势从0开始，则交流电的瞬时值表达式为 19． 9:1 1:9 【详解】[1]当输入电压为灯泡额定电压的10倍，两灯泡均能正常发光。说明灯泡a的电压为额定电压，原线圈电压为额定电压的9倍；副线圈电压即为灯泡b的电压，为1倍的额定电压。根据变压器电压之比等于匝数之比，可知原、副线圈匝数之比为9:1， [2]a和额定电压相同，再根据变压器电流之比等于匝数反比，可知原、副线圈电流之比为1:9，由功率 可知a、b两灯泡功率之比为1:9。 20． 粗 【详解】[1]电压与匝数成正比，升压变压器副线圈匝数较多，即 电流与匝数成反比，故 因为原线圈电流较大，需要原线圈导线粗一些。 [2]当输送电功率一定时，由可得 所以输电线上损失的功率为 输送电压升高为原来的n倍时 故 所以输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的倍。 21．见解析 【详解】在图示位置，穿过线圈的磁通量达到最大，线圈中产生的感应电流为零，即 ， 当线圈绕OO′轴顺时针（沿OO′方向看）匀速转动时，穿过线圈的磁通量减小，且原磁场方向向上，根据楞次定律可知感应电流的磁场方向和原磁场方向相同，故线圈中的感应电流的方向沿abcda，电流为正方向，故选a。 22．(1)；(2) 【详解】(1)设小灯泡电阻为R，正常发光时的电流为，则两端电压 ， 设变压器原副线圈的匝数比为，由 得原线圈的电压 设灯泡功率为P，消耗的功率为，又的阻值为2R，则由及两端电压与原线圈的电压相等可得 联立解得 (2)设流过定值电阻的电流为，流过原线圈的电流为，流过定值电阻的电流为，由 得，由 联立解得，又 可得，A、B端输入的电压为 则A、B端输入的电压是小灯泡两端电压的倍。 23．（1）100V；（2）；（3）0.1C，7.85J 【详解】（1）由图线可知 Wb， 因为，所以 交流发电机产生的电动势的最大值 （2）电动势的有效值 由闭合电路欧姆定律得，电路中电流的有效值为 I==5A 交流电压表的示数为 （3）从图示位置转过，磁通量变化量为 通过线圈的电荷量 根据焦耳定律可得 24．10Ω； 【详解】根据 得升压变压器副线圈两端电压 U2=U1=5000V 副线圈的电流 I2==20A 输电线电阻R上损失的功率为 则 R==10Ω 降压变压器原线圈的电压为 U1′=U2-I2R=4800V 则降压器上原、副线圈的匝数比 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $