高二 第二章交变电流单元测试题
1．有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为4:1。
原线圈接
在一个交流电源上，交流电的变化规律如图1所示。
副线圈所接的负载电阻是11Ω。
则 （ ） A ．原线圈交流电的频率为50Hz B ．副线圈输出电压为55V
C ．流过副线圈的电流是5A
D ．变压器输入、输出功率之比为4:1
2. 如图2所示，电流恒定的通电直导线MN ，垂
直平放在两条相互平行的水平光滑长导轨上，
电流方向由M 指向N ，在两轨间存在着竖直方
向的匀强磁场，取垂直纸面向里的方向为磁感应强度的正方向，当t =0时导线恰静止，若B
按如图3所示的正弦规律变化，则下列说法中
正确的是（ ）
A . 在最初的一个周期内，导线在导轨上做往复 运动
B . 在最初的一个周期内，导线一直向右运动
C . 在最初的半个周期内，导线的加速度先增大后减小
D . 在最初的半个周期内，导线的速度先增大后 关小
3．如图4所示，处在磁感应强度为B 的匀强磁场中的单匝矩线圈abcd ，以恒定的角速
度ω 绕ab 边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S ，线圈导线的总电阻为R 。
t =0时刻线圈平面与纸面重合，且cd 边正在离开纸面向外运动。
则（） A ．时刻t 线圈中电流的瞬时值i =t R
BS ωωcos
B ．线圈中电流的有效值R
BS I ω
= C ．线圈中电流的有效值R
BS I 22ω
=
D ．线圈消耗的电功率R
S B P 2
22ω=
4．如图所示，为一理想变压器，S 为单刀双掷开关，
P 为滑动变阻器R 的滑片，U 1为加在原线圈两端的电压，I 1为原线圈中的电流，则（） A .保持U 1和P 的位置不变，S 由a 合到b 时，I 1将增大
B .保持U 1和P 的位置不变，S 由b 合到a 时，R 消耗的功率将减小
图3
a b
c
B
d
图4 -
311 0
图1
C .保持U 1不变，S 合在a 处，使P 上滑，I 1将增大
D .保持P 的位置不变，S 合在a 处，若U 1增大，I 1将增大
5.在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数分别为n 1=600匝、n 2=120匝，电源的电压为U ＝311sin 100πt V ，原线圈中串联一个0.2A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则
A ．负载功率不能超过44W
B ．副线圈电流的最大值不能超过1A
C ．副线圈电流的有效值不能超过1A
D ．副线圈电流的有效值不能超过0.2A
6.图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。
变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动。
输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R 0表示，变阻器R 表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P 向下移时 A ．相当于在增加用电器的数目
B ．V 1表的示数随V 2表的示数的增大而增大
C ．A 1表的示数随A 2 表的示数的增大而增大
D ．变压器的输入功率在增大
7．如图10所示，把电阻R 、电感线圈L 、电容器C 并联，三个支路中分别接有一灯泡。
接入交流电源后，三盏灯亮度相同。
若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是
Ａ．与线圈L 连接的灯泡L 1将变暗
Ｂ．与电容器C 连接的灯泡L 2将变暗
Ｃ．与电阻R 连接的灯泡L 3将变暗
Ｄ．三盏灯泡的亮度都不会改变 8．远距离输电线路的示意图如图5所示，若发电机的输出电压不变，那么当用户用电的总功率增大时
A ．升压变压器的原线圈中的电流保持不变
B ．降压变压器的输出电压升高
C ．降压变压器的输出电压降低
D ．输电线上损失的功率增大
9．高压电网产生高压的关键器件是一个升压变压器，电路图8所示．由电子电路提供电
压U 1=20V 的高频正弦交流电输入到变压器的原线圈，副线圈产生高压输送到电网，已知变压器原、副线圈的匝数比n 1/n 2 =1/100，变压器是理想的，求电网上相邻电极间的电压最大时可达到多少？
L 1u
图10
班别：_____ 姓名：____________ 学号：______ 成绩：__________
答案
10. 如上图11所示，abcd 为交流发电机的矩形线圈，其面积为S ，匝数为n ，线圈电阻为
r ，外电阻为R 。
线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO’匀速转动，角速度为 。
若图中的电压表、电流表均为理想交流电表，求：（1）此交流发电机产生感应电动势的最大值M E ； （2）若从图示位置开始计时，写出感应电流随时间变化的函数表达式； （3）交流电压表和交流电流表的示数； （4）此交流发电机的输出功率出P 。
（5)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R 的电量是多少？
11．如图所示， n =50匝的矩形线圈abcd ，边长ab =20cm ，bc =25cm ，放 在磁感强度B =0.4T 的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO’轴匀速转动，转动角速度ω=50rad/s ，线圈的总电阻r =1Ω，外电路电阻R =9Ω。
试求：
（1）线圈在图示位置（线圈平面与磁感线平行）时，感应电动势的大小。
图11
第9题
（2）线圈从图示位置转动90°过程中通过电阻R 的电量。
（3）1min 时间内电阻R 上产生的热量。
12．为了减少因火电站中煤的燃烧对大气的污染而大力发展水电站。
三峡水利工程 中某一水电站发电机组设计为：水以v 1=3m/s 的速度流入水轮机后以v 2=1m/s 的速度 流出，流出水位比流入的水位低10m ，水流量为Q =10m 3/s ，水轮机效率为75﹪，发 电机效率为80﹪，求：
（1）发电机组的输出电功率是多少？
（2）如果发电机输出电压为240V ，用户需电压220V ，输电线路中能量损失为5﹪， 输电线电阻为19.5Ω，那么所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是多少？
R
答案
9、解：变压器的输出电压为V U n U 311
2
2100.2⨯==
电网上相邻电极间的电压最大时可达到V U U m 322108.22⨯==
10解：（1）在图示位置时，电动势有最大值，所以此发电机电动势最大值为：ωnBS E M = （2）电动势的瞬时值：t E e M ωcos =
∴感应电流函数表达式为：t r
R nBS r R e i ωω
cos +=+= （3）电动势有效值：2
M E E =
)
(22r R nBS r R E I +=+=
∴ω
·电流的有效值为： ωnBS r
R R
E r R R U +=+=
∴··电压的有效值为：22 （4）发电机的输出功率为：22222
)
(2ωS B n r R R
IU P +==出
11解：（1）（4分）线圈在图示位置产生的感应电动势最大，其大小为E m =nBωS ＝nBωa b ·bc ①
代入数据解得： E m =50V ② （2）（5分）转动过程中平均感应电动势t
n E φ∆= ③ E
I R r =+ ④
转动90°过程中
BS =∆φ ⑤ 电量It q = ⑥
代入数据，解得q ＝0.1C ⑦
（3）（3分）线圈中产生的为余弦交流电，通过R 的电流为：
I =
⑧
1min 时间内产生的热量为： Rt I Q 2
= ⑨
代入数据得： Q =6.75×103
J ⑩
12解：（1）设时间t 内水流质量为m ，Qt m ρ=① 水轮机获得的机械能为)](2
1[2
221v v m mgh E k -+
=×75﹪ ② 则发电机的输出电能：⨯=k E E 电80﹪ ③
发电机的输出功率：t
E P 电=
0④
代入数据，解得P 0=624KW ⑤ （2）发电机的输出电流为I 1=P 0/U 1 ⑥ 输电线路损失0P P =∆×5﹪ ⑦
输电电流由焦耳定律得，R P I /2
2∆=，⑧ 得I 2=40A
则升压变压器原副线圈匝数比 65:1::1221==I I n n ⑨
用户端降压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率30108.592⨯=∆-=P P P W ⑩
输出电流5.2694220
108.5923
23=⨯==U P I A 所以用户降压变压器原副线圈匝数比 80:5389::2343==I I n n （约 67：1）。