届人教版第十一章 交变电流 理想变压器单元测试.docx

1、届人教版 第十一章 交变电流 理想变压器 单元测试章末检测(十一)(时间：45分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题6分，共36分。每小题只有一个选项符合题意。)1.(2017南京、盐城二市一模)一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在00.02 s内电阻产生热量最大的是()解析A为正弦式电流，有效值I1ImA，根据焦耳定律得Q1IRT()2RT2RT (J)；B为正弦式电流，有效值I2ImA，根据焦耳定律得Q2IRT()2RT2RT (J)；对C，根据焦耳定律得Q3IRT2.25RT (J)；对D，根据焦耳定律得Q4IRI42R4RT (J)，故

2、选项D正确。答案D2.传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域。如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极板间距离而引起电容变化的是()解析A是通过改变介电常数改变电容，选项A错误；B和D是通过改变正对面积改变电容，选项B、D错误；C是通过改变两极板间距改变电容，选项C正确。答案C3.(2017江苏无锡一模)某电源输出的电流既有交流成分又有直流成分，而我们只需要稳定的直流，下列设计的电路图中，能最大限度使电阻R2获得稳定直流的是()解析由A图电路图可知，电感线圈阻挡低频交流电，使低频交流电通过电阻R1，电容器与电阻R2并联，高

3、频交流电通过电容器，直流通过R2，符合要求，故选项A正确；由B电路图可知，该电路不能有效过滤高频交流电，故选项B错误；由C电路图可知，该电路不能过滤通过R2的低频交流电，故选项C错误；由D电路图可知，该电路不能有效过滤通过R2的低频成分，故选项D错误。答案A4.如图1所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则()图1A.用户端的电压为B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为IrD.输电线路上损失的电功率为I1U解析根据理想变压器的工

4、作原理，得I1U1I2U2，所以用户端的电压U2，选项A正确；输电线上的电压降为UI1rUU1，选项B错误；变压器的输入功率P1I1UIrI1U1，选项C错误；输电线路上损失的功率PIrI1(UU1)，选项D错误。答案A5.(2017苏州一模)用两根足够长的粗糙金属条折成“”形导轨，右端水平，左端竖直，与导轨等宽的粗糙金属细杆ab、cd和导轨垂直且接触良好。已知ab、cd杆的质量、电阻值均相等，导轨电阻不计，整个装置处于竖直向上的匀强磁场中。当ab杆在水平拉力F作用下沿导轨向右匀速运动时，cd杆沿轨道向下运动，下列说法正确的是()图2A.cd杆一定向下做匀速直线运动B.cd杆一定向下做匀加速直

5、线运动C.F做的功等于回路中产生的焦耳热与ab杆克服摩擦做功之和D.F的功率等于ab杆上的焦耳热功率与摩擦热功率之和解析对cd杆受力分析，受重力、向右的安培力、杆的支持力和滑动摩擦力，由于重力和滑动摩擦力大小无法判断，故cd杆运动状态无法确定，选项A、B错误；对ab杆由动能定理有WFW安Wf0，根据安培力做多少功就有多少能量转化为电路中的热量，得出WFW安WfQWf，选项C正确；F的功率等于电路中的焦耳热功率与ab杆克服摩擦热功率之和，选项D错误。答案C6.如图3甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电。当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率为10 W的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为4

6、0 ，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是()图3A.变压器输入电压的瞬时值表达式为u220sin t(V)B.电压表的示数为220 VC.变压器原、副线圈的匝数比为111D.变压器的输入功率为110 W解析由题图乙可知100 rad/s，则变压器输入电压的瞬时值表达式为u220sin 100t(V)，选项A错误；小灯泡的额定功率P10 W，由P可得小灯泡的额定电压U20 V，小灯泡恰好正常发光，电压表的示数为20 V，选项B错误；根据变压器变压比公式U1U2n1n2，可得，选项C正确；根据额定功率为10 W的小灯泡恰好正常发光，理想变压器的输入功率等于输出功率等于输出功率可知选项D错误。答

7、案C二、多项选择题(本题共5小题，每小题共6分，共30分。每小题有多个选项符合题意。)7.(2017江苏省南京市、盐城市、连云港市高三第二次模拟)关于下列器材的原理和用途，下列说法正确的是()A.变压器可以改变交流电压与稳恒直流电压B.扼流圈对变化的电流有阻碍作用C.真空冶炼炉的工作原理是通过线圈发热使炉内金属熔化D.磁电式仪表中用铝框做线圈的骨架能起电磁阻尼的作用解析变压器是利用电磁感应原理来改变交流电压的装置，选项A错误；扼流圈是电感线圈，分为低频扼流圈和高频扼流圈，有抑制电流变化的特性，选项B正确；真空冶炼炉是利用炉外线圈通入反复变化的电流，炉内的金属中产生涡流，涡流产生的热量使金属熔化

8、，利用涡流冶炼金属的优点是能在真空中进行，这样就能防止空气中的杂质进入金属，可以冶炼高质量的合金，选项C错误；磁电式仪表用于测量直流电流和直流电压，与整流元件配合，可以测量交流电流和交流电压，当可动线圈通以电流以后，在永久磁铁的磁场作用下，产生转动力矩使线圈转动，阻尼力矩由绕制线圈的铝框产生，当铝框在磁场中运动时，闭合的铝框产生的感应电流所受的安培力阻碍铝框运动，因此能使指针较快停在读数位置，选项D正确。答案BD8.(2017江苏省南通市、泰州市高三第一次模拟考试)如图4所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为51，原线圈接在频率为50 H 的正弦交流电源上，电流表A为理想电表，副线圈两端接入一只

9、“220 V40 W”的灯泡，此时灯泡正常发光。则()图4A.电流表的示数为0.18 AB.电源的输出功率为40 WC.电源的输出电压为1 100 VD.副线圈中交变电流的频率为10 H 解析副线圈两端电压为220 V，原线圈两端电压为1 100 V，选项C正确；电源的输出功率等于小灯泡消耗的功率40 W，选项B正确；根据PUI得出IA0.036 A，选项A错误；变压器不改变交变电流的频率，选项D错误。答案BC9.如图5是温度自动报警器的工作原理图，图中1是电磁铁、2是衔铁、3是触点、4是水银温度计。则下列说法正确的是()图5A.温度低于警戒温度时，电铃报警B.温度高于警戒温度时，电铃报警C.

10、温度低于警戒温度时，电铃控制电路处于通路状态指示灯亮D.温度高于警戒温度时，电铃控制电路处于通路状态指示灯亮解析当温度低于警戒温度时，控制电路处于开路状态，电磁铁线圈没有电流通过，电磁铁没有磁性。此时指示灯通过常闭触点与工作电源接通，指示灯亮，选项C正确，D错误；温度升高，水银面上升，因水银是导体，当温度上升到金属丝下端所指温度时，控制电路被接通，电磁铁线圈就有电流通过，电磁铁产生磁性吸引衔铁，使触点开关闭合，工作电路形成回路，电铃就响起来，发出报警信号，选项A错误，B正确。答案BC10.(2017苏北四市徐州、淮安、连云港、宿迁联考)如图6所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可

11、以通过滑动触头P调节。RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小。下列说法正确的有()图6A.P向下滑动时，电压表读数变大B.P向下滑动时，电流表读数变小C.若环境温度升高，变压器的输入功率变大D.若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小解析根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，电压表读数变小，故选项A错误；根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，副线圈电流减小，输出功率变小，根据输入功率等于输出功率，知原线圈电流也减小，所以电流表读数变小，故选项B正确；当环境温度升高时，RT的阻值会

12、变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，原线圈的电流也会变大，变压器的输入功率变大，故选项C正确；当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，根据PI2R，灯泡消耗的功率变大，故选项D错误。答案BC11.(2016全国卷，21)如图7，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()图7A.两导线框中均会产生正弦

13、交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在t时，两导线框中产生的感应电动势相等D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等解析当线框进入磁场过程中，根据EBR2可得，感应电动势恒定，感应电流恒定，不是正弦式交流电，选项A错误，C正确；当线框进入磁场时，根据楞次定律可得，两线框中的感应电流方向为逆时针，当线框穿出磁场时，根据楞次定律可得，线框中产生的感应电流为顺时针，所以感应电流的周期和线框运动周期相等，选项B正确；线框N在完全进入磁场后有时间内穿过线框的磁通量不变化，没有感应电动势产生，即线框N在0和内有感应电流，其余时间内没有；而线框M在整个过程中都有感应电流，即便两导线

14、框电阻相等，两者的电流有效值不相等，选项D错误。答案BC三、计算题(本题共2小题，共34分。)12.(17分)如图8甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的ut图象如图乙所示。若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W。图8(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比。解析(1)由题图乙知200 rad/s，Um400 V电压瞬时值的表达式为uab400sin 200t (

15、V)。(2)电压有效值U1200 V理想变压器P1P2原线圈中的电流I1，解得I10.28 A。(3)设ab间匝数为n1，同理由题意知，解得代入数据得。答案(1)Uab400sin 200t(V)(2)0.28 A(或A)(3) 13.(17分)2017苏锡常镇四市高三教学情况调研(二)在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理如图9甲所示。浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置圆形线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，上下运动的速度v0.4 sin (t) m/s，且始终处于辐射磁场中，该线圈与阻值R15 的灯泡相连；浮桶下部由内、外两密封圆筒构成(图乙中阴影部分)，其内部为产生磁场的磁体；

16、线圈匝数N200匝，线圈所在处磁场的磁感应强度大小B0.2 T，线圈直径D0.4 m，电阻r1 。计算时取2的值为10。图9(1)求线圈中产生感应电动势的最大值Em；(2)求灯泡工作时消耗的电功率P; (3)若此灯塔的发电效率为90 ，求3 min内海浪提供给发电灯塔的能量。解析(1)线圈中产生的感应电动势的最大值EmEmNBLvm代入数据得 Em64 V(2)线圈中产生感应电动势的有效值E代入数据得E32 V由闭合电路欧姆定律I代入数据得I2 A灯泡消耗的电功率PI2R代入数据得P120 W(3)3 min内电路中消耗的总电能E电t代入数据得E电23 040 J3 min内海浪提供给灯塔的能量E浪代入数据得E浪25 600 J。答案(1)64 V(2)120 W(3)25 600 J