第三章 交变电流 单元检测（A卷）
一、单选题
1．某高压输电线路，用的高压送电，输送的电功率是100kW，则输电线通过的电流应是（ ）
A． B．1×104A C．10A D．0.1A
2．如图所示，交流电流表A1、A2、A3分别与电阻R、线圈L、电容器C串联后接在同一个交流电源上，供电电压的瞬时值为，三个电流表各有不同的读数。现换成另一个交流电源，供电电压的瞬时值为，其中。则改换电源后，三个电流表的读数变化情况是（ ）
A．A1变大、A2变大、A3变大 B．A1不变、A2变大、A3变小
C．A1不变、A2变小、A3变大 D．A1不变、A2变小、A3变小
3．某水电站，用总电阻为5Ω的输电线给940km外的用户送电，其输出电功率是3×106kW．现用500kV电压输电，则下列说法正确的是( )
A．输电线上输送的电流大小为1×105A
B．输电线上损失电压为30kV
C．该输电系统的输电效率为95%
D．若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率为4.5×108kW
4．如图所示是远距离输电的示意图，变压器均为理想变压器，发电机的输出电压恒定，输电线上损耗的功率为PR，变压器原副线圈的电压以及电流用图中的量表示．则当用户用电处于高峰期时，下列说法正确的是（ ）
A．U2变大 B．PR增大 C．U4变大 D．I1变小
5．图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交变电流图像，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端．已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻，其他各处电阻不计，以下说法中正确的是（ ）
A．在、时，穿过线圈的磁通量最大
B．电流表的示数为
C．线圈转动的角速度为
D．电压表的示数为
6．如图所示电路，一理想变压器的原线圈ab间接交流电源，为定值电阻，为滑动变阻器，副线圈匝数可调节，L为灯泡，则（ ）
A．保持P位置不变，将R的滑片向下滑稍许，变压器的输入功率变小
B．保持P位置不变，将R的滑片向下滑稍许，灯泡L的亮度变亮
C．保持R的滑片位置不变，将P向下移动少许，变压器的输入功率变小
D．保持R的滑片位置不变，将P向下移动少许，灯泡L的亮度变亮
7．如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220sin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶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220W B．电流表的读数为2A
C．电压表的读数为110V D．副线圈输出交流电的周期为0.02s
8．无线充电技术已应用于智能手机。手机无线充电器的基本原理类似于变压器，由发射器和接收器组成，分别有发射线圈和接收线圈，其简化模型如图所示（视为理想变压器）。已知发射、接收线圈匝数比为，端输入电流为，则（ ）
A．接收线圈的输出电流的有效值为
B．接收线圈的输出功率是发射线圈的输入功率的
C．接收线圈中输出电流方向每秒变化100次
D．发射线圈和接收线圈的频率不相同
二、多选题
9．如图所示，一理想变压器接在正弦交变电源上，变压器原、副线圈匝数比为1：2，A为理想交流电流表，副线圈电路中标有“36V，360W”电动机正常工作，若电动机线圈电阻r=0.6Ω，则
A．电流表的示数为5A
B．原线圈所加交变电压的有效值为18V
C．电动机正常工作时的输出功率为300W
D．若在电动机正常工作时，转子突然卡住，则电动机的发热功率为60W
10．图甲、图乙分别两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分．下列说法正确的是（ ）
A．图甲、图乙均表示交流电
B．图甲所示电压的有效值是
C．图乙所示电压的有效值20 V
D．图乙所示电压的有效值10 V
11．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数分别为2200匝和110匝，将原线圈接在输出电压u=220sin100πt（V）的交流电源两端．副线圈上只接有一个电阻R，与原线圈串联的理想交流电流表的示数为0.20A．下列说法中正确的是
A．变压器副线圈中电流的有效值为0.01A
B．电阻R两端电压的有效值为11V
C．电阻R的电功率为22 W
D．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为Wb/s
12．关于交变电流，下列说法中正确的是（ ）。
A．使用交变电流的电器设备上所标的电压值和电流值是所用交变电流的峰值
B．用交流电流表和电压表测定的读数值是交变电流的瞬时值
C．给出的交变电流的电压值和电流值，在没有特别说明的情况下都是指有效值
D．跟交变电流有相同热效应的恒定电流的有关数值就是交变电流的有效值
三、实验题
13．在探究变压器线圈两端的电压与匝数之间的关系实验中，某同学利用如图所示可拆式变压器进行研究。
（1）实验还需要的器材是____________
A．直流电压表 B．小灯泡 C．多用电表 D．条形磁铁
（2）正确选择器材后，将图中变压器的原线圈接线柱0、4与电源输出端相连，选择开关置于5.0V挡（如图），副线圈0、8接线柱所接电表的示数是____________。
A．20.0V B．10.0V C．5.0V D．0
14．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示。它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线。
（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，则A线圈的电阻为___________ Ω，由此可推断___________（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多。
（2）如果把它看成理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤（写出要测的物理量，并用字母表示）___________；___________；___________。A线圈的匝数为___________。（用所测物理量符号表示）
四、解答题
15．发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户，如果升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器．发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，输电导线中的电功率损失为输入功率的4%.
(1)求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流．
(2)求输电导线的总电阻和降压变压器原线圈两端的电压．
(3)计算降压变压器的输出功率．
16．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r =1Ω。线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度ω=2πrad/s，设电路电阻R=4Ω。求：
①转动过程中感应电动势的最大值为多少？
②交流电表的示数为多少？
17．能不能用电动机带动发电机，再用发电机输出的电能驱动该电动机而实现发电机和电动机的连续运转？
18．如图所示，某发电站通过燃烧煤来发电。发电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户，发电机输出功率是120 kW ，输出电压是240V，升压器原、副线圈的匝数之比为1∶25，输电线的总电阻为10Ω ，用户需要的电压为220V。则：
(1) 输电线上损失的电功率为多少？
(2) 降压器原、副线圈的匝数比为多少？
参考答案：
1．C
【分析】本题考查输电基本知识。
【详解】输电电流
故选C。
2．C
【详解】根据，换电源后，交变电流频率增大，则线圈L感抗变大，电容容抗减小，因为交流电最大值没有变，即有效值不变，所以通过R所在支路的电流不变，通过线圈所在支路的电流减小，通过电容所在支路电流增大。
故选C。
3．B
【详解】AB．输电电流
输电线损失的电压
U=IR=30kV
所以A错误B正确；
C．损失的功率
输电效率
所以C错误；
D．若改用10kV电压输电，则输电线上损失的功率为
故D错误。
故选B。
4．B
【详解】A．因为输入电压不变，升压变压器原副线圈匝数不变，所以U2不变，故A错误；
B．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，输电线上的电流增大，可知输电线上的功率损失增大，故B正确；
C．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，可知输电线上的电压损失增大，发电机的输出电压U1不变，则U2不变，可知降压变压器的输入电压减小，所以用户得到的电压U4减小，故C错误；
D．当用电器增多时，功率增大，降压变压器的输出电流增大，则输电线上的电流增大，根据n1I1=n2I2，可知I1变大，故D错误．。
故选B。
5．B
【详解】A．由图像可知，在、时，电压最大，此时磁通量的变化率最大，此时穿过线圈的磁通量为零，A错误；
BD．根据原副线圈电压比等于匝数比，可得副线圈输出电压为
副线圈电流为
根据电流与匝数关系可得
所以电流表读数为，电压表的示数为，B正确，D错误；
C．由图像可知，周期为，线圈转动的角速度为
C错误。
故选B。
6．D
【详解】AB．保持P位置不变，变压器的匝数不变，则原、副线圈的电压和均不变，的滑片下滑时，接入电阻减小，总电阻减小，总电流增大，由
可知，变压器的输入功率变大；两端的电压因总电流增大而增大，则并联部分电压减小，则L两端的电压减小，故L的亮度变暗，故AB错误；
CD．当P向下移动，即增大，而不变，由
可得变大，副线圈的电阻不变，则变大，由
可得输入功率变大，灯泡和滑动变阻器的总电流变大，使得灯泡所分得电流变大，故亮度变亮，故C错误，D正确。
故选D。
7．D
【详解】AC．副线圈电压为
即电压表读数为110V，根据能量守恒，原线圈的输入功率与副线圈的输出功率相等，即
AC错误；
B．根据功率公式得
B错误；
D．原线圈交流电周期为
因为变压器不改变周期，所以副线圈输出交流电的周期为0.02s。
D正确。
故选D。
8．A
【详解】A．根据
可得端输入电流为
端输出电流为
故A正确；
B．接收线圈的输出功率等于发射线圈的输入功率，故B错误；
C．接收线圈中的频率
1个周期内电流方向变化2次，故1秒内变化200次，故C错误；
D．接收线圈中的频率等于发射线圈的频率，故D错误。
故选A。
9．BC
【详解】A．电动机正常工作，则副线圈中的电流
根据公式
可得原线圈中的电流为20A，A错误；
B．副线圈两端的电压为36V，根据公式
可得原线圈中的电压，即有效值为18V，B正确；
C．电动机正常工作时的输出功率为
C正确；
D．电动机由于机械故障被卡住，则副线圈回路可视为纯电阻电路，则电流为
所以电动机的发热功率为
故D错误；
故选BC。
【点睛】理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，其值就是刚才的有效值
10．ABD
【详解】A. 电流方向随着时间周期性变化的电流就是交流电，故图甲、图乙均表示交流电，选项A正确；
B. 图甲为完整的正弦式交流电，电压的最大值为20V，故有效值为
选项B正确；
C D. 图乙所示电压的最大值为20V，根据有效值的定义，有效值为
解得
选项C错误，D正确；
故选ABD。
11．BD
【详解】A．根据电流与匝数成反比，有
I1：I2=n2：n1
代入数据解得
I2=4.0A
故A错误；
B．原线圈电压的有效值
U1= =220V
根据电压与匝数成正比，有
U1：U2=n1：n2
代入数据解得
U2=11V
故B正确；
C．电阻R的功率
R=U2×I2=11×4.0=44W
故C错误；
D． 根据法拉第电磁感应定律
代入数据得，磁通量变化率的最大值为Wb/s，故D正确.
故选BD.
12．CD
【详解】A．交流电器设备上所标的电压值和电流值是交流电的有效值，故A错误；
B．用交流电流表和电压表测定的数值是交流的有效值，故B错误；
C．给定的交流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值，故C正确；
D．根据交流的有效值的定义可知，跟交变电流有相同的热效应的直流数值是交流的有效值，故D正确。
故选CD。
13． C D
【详解】（1）[1]变压器的原理是互感现象，实验中需要测量交流电压的仪器，故选择多用电表。
故选C。
（2）[2]依题意，原线圈连接的电压为直流电压，因此副线圈两端电压为0。
故选D。
14． 22 A 用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈 将A线圈与低压交流电源相连接 用多用电表的交流电压挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U
【详解】（1）[1][2]由图乙可知，多用电表测的是电阻指向“×1挡”，故A线圈的电阻为22 Ω。由图乙可知，B线圈电阻小于A线圈电阻，此可推断A的线圈匝数较多。
（2）[3][4][5][6]①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；
②将A线圈与低压交流电源相连接；
③用多用电表的交流电压挡分别测量A线圈的输入电压和绕制线圈的输出电压U。A线圈的匝数为
15．(1)6 250 V 16 A (2)15.625 Ω 6 000 V(3)96 000 W
【详解】根据题意，画出输电线路图．
(1)对升压变压器，根据公式，有，根据功率方程：
(2)损失功率：，代入数据解得：R＝15.625 Ω，根据电压关系：ΔU＝U2－U3＝I2R，所以：U3＝U2－I2R＝(6 250－16×15.625) V＝6 000 V.
(3)根据功率关系：P4＝P1－ΔP＝0.96P1＝0.96×100 000 W＝96 000 W.
16．①3.14V；②1.78V
【详解】①感应电动势的最大值
②电动势的有效值为
电流
电压表示数
17．不能，见解析
【详解】不能，电动机、发电机工作过程中会存在摩擦、电流的热效应等能量损耗，电机不能100%将电能转换为机械能，发电机也不能100%将机械能转换电能，因此这个孤立的系统中，在没有外界输入电能时，很快就会停止转动，故不能实现连续运转。
18．(1)4000W；(2)290:11
【详解】(1)根据得，升压变压器的输出电压
U2==25×240=6000V
则输电电流
I2===20A
则输电线上损耗的功率
P损==400×10=4000W
(2)降压变压器的输入电压
U3=U2-I2R=6000-200=5800V
则降压变压器原副线圈的匝数比
=290:11
