选择性必修第第二册第三章测试
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．有一台理想变压器及所接负载如下图所示，在原线圈c、d两端加上正弦交流电，已知b是原线圈的抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的耐压值足够大，下列说法正确的是（ ）
A．开关接a，当滑片P向下滑动时，电压表示数不变，电压表示数变小
B．开关接a，当滑片P向下滑动时，电流表示数不变，电流表示数变小
C．保持滑片P的位置不变，将开关由a改接b，电容器所带电荷量的最大值将变小
D．保持滑片P的位置不变，将开关由a改接b，电容器所带电荷量的最大值将变大
2．甲、乙图分别表示两种电压的波形，其中甲图所示的电压按正弦规律变化．下列说法正 确的是
A．甲图表示交流电，乙图表示直流电
B．甲图电压的有效值为220 V,乙图电压的有效值小于220 V
C．乙图电压的瞬时值表达式为
D．甲图电压经过匝数比为1 : 10的变压器变压后，频率变为原来的10倍
3．教学用发电机能够产生正弦式交变电流．利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示．理想交流电流表A和交流电压表V的读数分别为I、U , R 消耗的功率为P．若将发电机线圈的匝数变为原来的4倍，其它条件均不变，下列说法正确的是
A．R消耗的功率变为2P
B．电压表的读数为4U
C．电流表的读数为2I
D．通过R的交变电流频率变大
4．一台发电机的结构示意图如图所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图所示位置开始计时，此时电动势为正值，图中能正确反映线圈中的感应电动势e随时间t的变化规律的是（ ）
A． B．
C． D．
5．关于电容对交变电流的影响，下列说法正确的是（ ）
A．对一只给定的电容器来说它对任何频率的交变电流的阻碍作用都相同
B．同一只电容器对高频交变电流的容抗大于对低频交变电流的容抗
C．同一只电容器对高频交变电流的容抗小于对低频交变电流的容抗
D．同一只电容器对高频交变电流的容抗等于对低频交变电流的容抗
6．如图所示，单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为，闭合回路中两只相同灯泡恰好正常发光。则（ ）
A．若抽去电感器L的铁芯，灯泡亮度不变
B．若增大线圈转动角速度，则灯泡将比更亮
C．若增大电容器C两极板间的正对面积，则灯泡变暗
D．从图示位置开始计时，线圈上产生的感应电动势大小
7．如图所示，发电机两磁极N、S间的磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B。线圈绕垂直磁场的水平轴OO′匀速转动，线圈电阻不计，匝数为n，面积为s。发电机与理想变压器原线圈连接，V为理想交流电压表。变压器的副线圈接有三条支路，每条支路接有相同规格的小灯泡L1、L2和L3，L1串有电阻R，L2串有电感L，L3串有电容器C。当线圈以ω0匀速转动时，三盏灯恰好亮度相同。下列判断正确的是（ ）
A．当ω＜ω0时，L2比L1亮
B．当ω＞ω0时，三盏灯的亮度仍然相同
C．当转速不变，增大变压器原线圈的匝数，三盏灯均变亮
D．当线圈以ω0匀速转动到在图示位置时，电压表的示数为nBsω0
二、多选题
8．如图甲所示，匝数为100匝、总电阻为的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动。阻值为，、阻值均为，电表均理想电表。穿过线圈的磁通量随时间t的变化如图乙所示，取3.14（ ）
A．时感应电动势的瞬时值为
B．开关S闭合前，电压表的示数为
C．闭合开关S，电流表A示数减小
D．闭合开关S，电压表V示数增大
9．在图示电路中，交流电源电动势的瞬时值表达式为，T为理想变压器，五盏灯泡上均标有“”的字样，五盏灯泡均正常发光。下列说法正确的是（ ）
A．正常发光时，灯泡的电阻为 B．变压器原、副线圈的匝数之比为
C．副线圈通过的电流的频率为 D．交流电源的内阻为
10．中学生科技节上，李明制作了一个风力发电机模型如图1所示。空气流动带动风叶转动,带动磁铁旋转,引起线圈中磁通量发生变化，产生交变电流。某风速环境下,电压传感器上得到的发电机电动势u随时间t变化的关系如图2所示，则（ ）
A．该交流电的频率为2.5Hz
B．风力发电机电动势的有效值为6V
C．若仅增大风速,使磁铁转速加倍,此时交变电流的电动势表达式为u=24sin10πt V
D．将一击穿电压为13V的电容器接到电压传感器两端,在各种风速环境下电容器均可以安全工作
三、实验题
11．在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，变压器两个线圈接如图所示的匝数，多用电表选择开关如图所示，用多用电表测量两个线圈的电压，中途不换挡，结果如图所，则图丙所示电压值为__________（填“5.7V”或“1.37V”），则连接电源的是__________线圈（填“左边的”或“右边的”）。
12．有一个教学用的可拆变压器，它由线圈A和线圈B组成，如图甲所示。
(1)张飞同学用多用电表倍率为“”的欧姆挡测量了线圈A的电阻值，指针位置如图乙所示，则线圈A的阻值为___________。（结果保留2位有效数字）
(2)李华同学用一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和一个低压交流电源来测量线圈A的匝数。
实验步骤如下：
①把低压电源接B线圈，让它的输出电压恒为6V；多用电表选择交流电压挡，接在A线圈两端，测得它的电压；
②断开电源，用长导线在变压器线圈A外部绕一个匝数的线圈C；
③接通电源，让低压电源的输出电压仍为6V；多用电表选择交流电压挡，接在线圈C两端，测得它的电压。
将变压器视为理想变压器，则线圈A的匝数为___________。
四、解答题
13．某理想变压器原线圈a和副线圈b的匝数比为，原线圈接在交流电源上，交流电源的电压随时间的变化规律如图中余弦图线所示，副线圈中“12V，6W”的灯泡L恰好正常发光，电阻。求：
（1）流过电阻的电流；
（2）电阻R的阻值。
14．我国交变电流的周期和频率各是多少 家用交变电流电压的有效值、最大值又是多少
15．如图所示为交流发电机的示意图。线圈绕垂直于磁场的轴逆时针方向匀速转动，角速度。已知产生的交流电电动势的最大值为，线圈电阻为，小灯泡电阻为，其他电阻忽略不计。求：
（1）线圈在图示位置时，线圈中的感应电流是多少？
（2）若在灯泡两端并联交流电压表，则电压表示数？
（3）外力驱动线圈转动一周所做的功？
16．如图所示，为实验室使用的旋转磁极式发电机模型，线圈abcd的匝数N=1000，内阻r=4 Ω，输出端与理想变压器的原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=4∶1，副线圈外接电阻R=1 Ω。转动磁极，线圈abcd内磁场的磁通量的变化规律为。闭合S，求：
（1） 线圈产生电动势的有效值E；
（2） 电阻R中的电流强度I2。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．D
【详解】AB．开关接a，当滑片P向下滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值R增大，电路中的电流减小，即A2的示数减小；理想变压器原副线圈所在电路的功率相等，所以A1示数也减小；由于原副线圈的匝数比没有变化，故电压表V1的示数不变；由串联分压的规律可知，滑动变阻器两端的电压要增大，即电压表V2的示数要增大； 故A、B错误；
CD．保持滑片P的位置不变，将开关由a改接b，则原线圈的匝数变少了，所以副线圈两端的输出电压将增大；随着滑片的移动，滑动变阻器的两端将能获得更高的电压，由可知电容器所带电荷量的最大值将变大，故C错误、D正确。
故选D。
2．B
【详解】由于两图中表示的电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；B、由于对应相同时刻，图甲电压比图乙电压大，根据有效值的定义可知，图甲有效值要比图乙有效值大，图甲是正弦式交流电，所以有效值，故乙小于220V，则B正确；C、图乙不是正弦式交流电，所以表达式不是正弦函数，故C错误；理想变压器变压后，频率不发生变化，故D错误．
3．C
【分析】根据交流电的产生以及最大值的表达式，分析交流电的最大值的变化，结合有效值与最大值之间的关系分析有效值的变化；结合变压器的特点分析副线圈上的电压的变化、功率的变化以及频率的变化．
【详解】线圈在匀强磁场中匀速转动，设线圈的最大横截面积为S，磁场的磁感应强度为B，线圈转动的角速度为ω，则产生的最大电动势为： Em=nBSω
A、B项：原线圈两端的电压等于电动势的有效值，为：
设原副线圈的匝数比为k，则副线圈两端的电压为：
当发电机线圈的转速变为原来的2倍时，有
副线圈两端的电压为：
所以，电压表的示数变为原来的2倍，故B错误；
由公式可知，即R消耗的功率变为4倍，故A错误；
C项：由于电压表的示数变为原来的两倍，由欧姆定律可知，电流表的示数变为原来的两倍，故C正确；
D项：变压器不能改变交流电的频率，故D错误．
故应选：C．
【点睛】本题考查了交流电的产生以及变压器的构造和原理，对交流电来说，当线圈的角速度减小时，不仅仅交流电的频率发生变化，交流电的最大值、有效值都会产生变化．
4．D
【详解】在辐向磁场中，线圈转动的圆周所在位置磁感线分布的密集程度相同，则圆周上的磁感应强度大小相等，根据
可知匀速转动过程中，感应电动势的大小一定，根据左手定则可知，线圈每次经过与图示位置垂直的平面时，感应电流方向发生改变，则感应电动势的方向发生改变，即感应电动势大小一定，方向发生周期性变化，可知第四个图像正确。
故选D。
5．C
【详解】电容器对交流电有阻碍作用，根据知频率越高，容抗越小，对交变电流的阻碍作用就越小。
故选C。
6．B
【详解】A．若抽去L的铁芯，感抗减小，灯泡A2亮度变亮，A错误；
B．若增大线圈转动角速度，则交流电频率增大，C容抗减小，L感抗增大，A1将比A2更亮，B正确；
C．若增大C两极板间的正对面积，容抗减小，灯泡A1变亮，C错误；
D．线圈在图示中位置为中性面，所以线圈上产生的感应电动势大小为，D错误。
故选B。
7．A
【详解】A．当ω＜ω0时，由
可知，交流电的频率f减小，L1与L2两支路的电压相等，电阻R不变，电感L的感抗减小，故L2比L1亮，A正确；
B．当ω＞ω0时，电阻R不变，电感L的感抗增大，电容C的容抗减小，故三盏灯的亮度不相同，B错误；
C．当转速不变，增大变压器原线圈的匝数，则副线圈的电压减小，三盏灯均变暗，C错误；
D．当线圈以ω0匀速转动时，产生正弦交流电，电动势的有效值为
由于线圈内阻不计，故电压表的示数
D错误。
故选A。
8．AC
【详解】由图乙可知
，
感应电动势为
A．时感应电动势的瞬时值为
A正确；
B．开关S闭合前，电压表测量的是的电压，根据电压的分配规律得
B错误；
CD．闭合开关S，外电阻减小，干路电流增大，内电压增大，外电压减小。的电压增大，所以电压表示数减小，电流表A示数减小。C正确，D错误。
故选AC。
9．AD
【详解】A．灯泡正常工作时的电流为0.5A，电压为2V，电阻为4Ω，A正确；
B．变压器原线圈的电流为0.5A，副线圈的电流为2A，原副线圈匝数比等于电流的反比，故变压器原、副线圈的匝数之比为4：1，B错误；
C．交流电源电动势的瞬时值表达式为，由公式，可得f=5 ，C错误；
D．原线圈的电流为0.5A，变压器原、副线圈的匝数之比为4:1，变压器的副线圈电压为2V，可得变压器的输入电压为8V，可知交流电源内电压为1V，交流电源的内阻为2Ω，D正确。
故选AD。
10．AC
【详解】A．由图像可得交流电的周期是 ，则根据
可得该交流电的频率为2.5Hz，A正确；
B．由图像可得交流电的电动势的最大值，根据
可得风力发电机电动势的有效值为，B错误；
C．转动的角速度
则电动势的瞬时表达式为
使磁铁转速加倍时，转动的角速度加倍，产生的电动势的最大值加倍，则
C正确；
D．因为风速增大，磁铁转速加大，则产生的交流电的电动势就会增大，有可能电动势大于13V，所以击穿电压为13V的电容器接到电压传感器两端,在各种风速环境下电容器不一定安全工作，D错误。
故选AC。
11． 5.7 左边的
【详解】[1][2]根据图乙可知，万用电表所接是交流10V的量程，根据指针的示数可知电压为5.7V；根据图丁可知，电源电压为3V，电压变大，变压器左边的匝数少，右边的匝数多，所以连接电源的是左边的线圈；
12． 50 500
【详解】(1)[1]多用电表欧姆挡读数=指针指示值×倍率。图乙的读数为50，倍率为“”，所以电阻为。
(2)③[2]设B线圈的匝数，A线圈的匝数。由理想变压器原理有
，
得
代入数据得
13．（1）；（2）
【详解】（1）灯泡正常发光，则有
原副线圈中电流关系有
解得
，
（2）交流电的有效电压为
设原线圈电压为,副线圈上电压为，则有
，
原副线圈电压与匝数的关系为
解得
14．0.02s；50Hz；220V；311V
【详解】我国交变电流的周期是0.02s，频率是50Hz；家用交变电流电压的有效值是220V、最大值是311V。
15．（1）；（2）；（3）
【详解】（1）线圈在图示位置时，线圈平面与磁场方向平行，线圈中的感应电流最大，所以线圈中的感应电流为
（2）若在灯泡两端并联交流电压表，则电压表示数是路端电压的有效值，所以电压表示数为
（3）外力驱动线圈转动一周所做的功
16．（1）200V；（2）40A
【详解】（1）由可知
Φm=，
转动磁极，线圈产生感应电动势最大值为
Em=NBSω=NΦmω
则有效值为
（2）对原线圈电路有
E=I1r＋U1
根据理想变压器规律
，
对副线圈回路有
U2=I2R
联立解得
I2=40A
答案第1页，共2页
答案第1页，共2页
