（浙江专版）2022-2023学年高中物理 章末过关检测（二）交变电流（含解析）新人教版选修3-2

（浙江专版）2022-2023学年高中物理 章末过关检测（二）交变电流（含解析）新人教版选修3-2一、单项选择题(本题共6个小题，每小题6分，共36分。每小题只有一个选项正确)1(2016浙师大附中高二检测)如图甲至丁是交流电发电过程的示意图，图中只画出了一匝线圈，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。线圈沿逆时针方向以角速度匀速转动，线圈的面积为S，磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度为B，电路的总电阻为R。以下说法中正确的是()A由甲转到乙的过程中，线圈中的电流方向为ABCDAB由丙转到丁的过程中，线圈中的电流方向为ABCDAC转到丙位置时，穿过线圈的磁通量为零D转动一圈的过程中，线圈产生的电能为解析：选B由甲转到乙的过程中，穿过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为ADCBA；故A错误；当线圈由丙转到丁的过程中，通过线圈的磁通量变小，根据楞次定律，可以判断电流方向为ABCDA；故B正确；转到丙位置时，线圈处于中性面上，穿过线圈的磁通量最大，故C错误；转动一圈过程中，线圈中产生的能量QT，故D错误。2.线框在匀强磁场中绕OO轴匀速转动(由上向下看是逆时针方向)，当转到如图所示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是()A磁通量和感应电动势都在变大B磁通量和感应电动势都在变小C磁通量在变小，感应电动势在变大D磁通量在变大，感应电动势在变小解析：选D由题图可知，设线框平面与中性面的夹角为，mcos ，eEmsin ，所以磁通量变大，感应电动势变小。故D正确。3如图所示，面积均为S的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度匀速转动，能产生正弦交变电动势eBSsin t的图是()解析：选A线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为eBSsin t，由这一原理可判断，A图中感应电动势为eBSsin t；B图中的转动轴不在线圈所在平面内；C、D图转动轴与磁场方向平行。4.一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。由图可知该交变电流()A周期为0.125 sB电压的有效值为10 VC电压的最大值为20 VD电压瞬时值的表达式为u10sin 8t V解析：选B由题图可知，交变电流的周期为0.250 s，A错误；电压的有效值U V10 V，B正确；电压的最大值为20 V，C错误；电压瞬时值的表达式为u20sin 8t V，D错误。5.用一理想变压器向一负载R供电，如图所示，当增大负载电阻R时，原线圈中的电流I1和副线圈中的电流I2之间的变化关系是()AI2增大，I1也增大BI2增大，I1却减小CI2减小，I1也减小DI2减小，I1却增大解析：选C因为原线圈电压U1及原、副线圈匝数不变，故U2不变，当R增大时，电流I2减小，由知I1也减小，选项C正确。6.如图所示是“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验示意图，a线圈接交流电源，b线圈接交流电压表，在实验过程中( )A只增加b线圈的匝数，电压表的示数一定增大B只增加a线圈的匝数，电压表的示数一定增大C同时增加a、b两线圈的匝数，电压表的示数一定增大D只改变a线圈两端的电压，电压表的示数不变答案：A二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分。选对但不全的得3分，错选不得分)7某小型发电机产生的交变电动势为e50sin 100t V。对此电动势，下列表述正确的是()A最大值是50 VB频率是100 HzC有效值是25 VD周期是0.02 s解析：选CD从中性面开始计时，交变电动势的表达式为eEmsin t，因e50sin 100t V，所以最大值Em50 V，A错误；由2f100 rad/s得f50 Hz，B错误；有效值E25 V，C正确；T0.02 s，D正确。8.如图所示，是一个匝数n10的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴转动时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图象。关于线圈中的感应电动势，以下说法正确的是()A在t10.1 s时，线圈中的感应电动势最大B在t20.2 s时，线圈中的感应电动势最大C在t30.3 s时，线圈中的感应电动势改变方向D在t40.4 s时，线圈中的感应电动势改变方向解析：选BC由题图可知，在t10.1 s时，线圈中的磁通量最大，线圈转到中性面，感应电动势为零，A错；在t20.2 s时，线圈中的磁通量为零，线圈平面跟磁场平行，感应电动势最大，B对；在t30.3 s时，线圈中磁通量又达到最大值，感应电动势为零，方向发生改变，C对；t40.4 s前后，线圈中的感应电动势的方向不变，D错。9.如图所示，输入端ab的输入电压既有直流成分，又有交流成分，以下说法中正确的是(L的直流电阻与R相同)()A直流成分只能从L通过B交流成分只能从R通过C通过R的既有直流成分又有交流成分D通过L的交流成分比通过R的交流成分必定要少解析：选CD线圈具有通直流阻交流的作用，所以大部分交流成分通过R，故选C、D。10.如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是()A把电介质插入电容器，灯泡变亮B增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D使交变电流频率减小，灯泡变暗解析：选ACD电容器的电容与介电常数成正比，与两板间正对面积成正比，与两板间距离成反比。而容抗与电容成反比，与交变电流频率成反比。把电介质插入电容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮，A正确；电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，B错误；减小电容器两极正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，C正确；交变电流的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，D正确。三、非选择题(本题共2小题，共40分)11(20分)如图所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻R9 ，匀强磁场的磁感应强度B T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，问：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；(2)线圈转过 s时电动势的瞬时值多大？(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经 s通过电阻R的电荷量是多少？解析：(1)eEmsin tnBS2fsin 2ft1000.052sin(2t) V50sin 10t V。(2)当t s时，e50sin (10) V43.3 V。(3)电动势的有效值为E V35.4 V，电流表示数I A3.54 A，电压表示数UIR3.549 V31.86 V。(4) s内线圈转过的角度t2。该过程中，BSBScos BS，由，qt，得q C C。答案：(1)e50sin 10t V(2)43.3 V(3)31.86 V3.54 A(4) C12.(20分)如图所示，降压变压器的变压系数是3，即初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比是31。初级线圈的输入电压是660 V，次级线圈的电阻为0.2 ，用这台变压器供给100盏标有“220 V,60 W”的电灯用电。求：(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率；(2)接通电路时次级线圈的端电压；(3)每盏灯的实际功率。解析：(1)将变压器视为理想变压器。设空载时次级线圈的输出电压为U2，由，得到U2U1220 V，因为空载，次级线圈的负载电阻R2，次级线圈中的电流为零，所以I20，PI2U20。(2)接通电路后，100盏灯并联的总电阻为R外8.07 ，次级线圈中的电流I2 A A，端电压：U2I2R外214.68 V。(3)每盏灯的实际功率PU2 W57.1 W。答案：(1)220 V0(2)214.68 V(3)57.1 W