交流电单元测试题
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2014-2015学年度湄潭求是高级中学考卷
交流电单元测试题
考试范围：考试时间：100分钟；命题人：xxx
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：__ _
第I卷（选择题）
评卷人
得
分
一、选择题（题型注释）
1．在图甲所示电路中，流过二极管D的电流i D如图乙所示，该电流可以看作是一个恒定电流和一个交变电流的叠加，流过电感和电容的电流分别为i L、i C．下列关于i L、i C随时间t变化的图象中，可能正确的是
2．电磁波与机械波相比较有( )
A.电磁波传播不需要介质,机械波传播需要介质
B.电磁波在任何介质中的传播速率都相同,机械波在同一介质中的传播速率都相同
C.电磁波与机械波都不能产生干涉现象
D.电磁波与机械波都能产生衍射现象
3．一个交流随时间t的变化关系如图所示．则该交流的有效值
为：
A ．6×10
－5
A B ．2×10－5
A
C ．
D ．
4．有一正弦交流电，它的电流瞬时值的表达式为i= A 。那么它的电流有效值是
5．交流发电机正常工作时产生的电动势e =E m sin ωt ，若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍，其他条件不变，则产生的电动势的表达式为（ ）
A ．e′=E m sin ωt
B ．e′=E m sin2ωt
C ．e′=2E m sin ωt
D ． e′=2
E m sin2ωt
6．如图所示，为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压， 即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期 被截去．调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为（ ）
A.m
U B.2
2m
U C. 2m U D. 4m U
7．某校高三同学春游参观新安江水电站时，听导游介绍水电站共有9台相同的发电机组，每台发电机组的装机容量为万千瓦，工作时每台发电机组均以每分钟150转的转速稳定运行，每台发电机组输出电压为千伏，并用高压输电线路并入华东电网。同学
们对此议论纷纷，下面看法中你认为正确的是 （ ）
A ．新安江水电站发出的交流电频率应为赫兹
B ．新安江水电站发出的交流电频率应为50赫兹
C ．每台发电机输出的最大瞬时电流约为7千安培
D ．每台发电机输出的最大瞬时电流约为1万安培
8．有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220 V ”的字样，这“220 V ”是指 ( )
A ．交流电电压的瞬时值
B ．交流电电压的最大值
C ．交流电电压的平均值
D ．交流电电压的有效值
O
t
U
m
U
9．下图是某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系图象。如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的二倍，则交流电动势的最大值和周期分别变为
A．400V，0．02s B．200V，0．02s
C．400V，0．08s D．200V，0．08s
10．理想变压器原线圈两端输入的交变电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为11：2，如图乙所示，定值电阻Ｒ0＝10Ω，滑动变阻器R的阻值变化范围为0～20Ω，下列说法中正确的是
A、变压器输出电压的频率为100Hz
B、电压表的示数为
C、当滑动的变阻器阻值减小时，变压器输入功率变大
D、当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为16W
11．在变电所，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，下列图中能正确反映其工作原理的是（）
12．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5︰l，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统 (报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小。下列说法中正确的是（）
R 0
R
V
t /s
u /V
2220
甲 乙
A．图乙中电压的有效值为1102V
B．R处出现火警时电流表示数增大
C．电压表的示数为44V
D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率减小
13．一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示．如果负载电阻的滑动片向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是(均为理想电表)( )
A．V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大
B．V1、V2不变，A1、A2增大，P增大
C．V1、V2不变，A1、A2减小，P减小
D．V1不变，V2增大，A1减小，A2减小，P减小
14．如图所示是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像，可以
判定( )。
A．此交变电流的周期为
B．此交变电流的频率为5Hz
C．将标有“12V，3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光
D．与图像上a点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至中性面
15．下列说法正确的是( )
A．当处于电谐振时，所有的电磁波仍能在接收电路中产生感应电流
B．当处于电谐振时，只有被接收的电磁波才能在接收电路中产生感应电流
C．由调谐电路接收的感应电流，再经过耳机就可以听到声音了
D．由调谐电路接收的感应电流，再经过检波、放大，通过耳机才可以听到声音
16．图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为1:100，降压变压器原副线圈匝数比为100:1，远距离输电线的总电阻为100Ω．若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kw．下列说法中正确的有（）
A.用户端交流电的频率为50Hz
B.用户端电压为250V
C.输电线中的电流为30A
D.输电线路损耗功率为180kW
17．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈与副线圈的匝数之比1:10:21=n n ，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电压，两个20Ω的定值电阻串联接在副线围两端，电压表为理想电表。则
A.原线圈上电压的有效值为100V
B.原线圈上电压的有效值约为 V
C.交变电流的周期为50Hz
D.电压表的读数约为25V
18．如图所示，一个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴oo′匀角速转动，转动周期为T 0 。线圈产生的电动势的最大值为E m ，则
A ．线圈产生的电动势的有效值为m E 2
B ．线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为π
20
T E m C ．线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为E m
D ．经过2T 0的时间，通过线圈电流的方向改变2次
第II 卷（非选择题）
评卷人 得分
三、计算题（题型注释）
19．如图所示，一理想变压器原副线圈匝数比为n 1∶n 2＝4∶1，原线圈ab 间接一
t /10
乙
甲
电压为u ＝2202sin 100πt(V)的交流电源，灯炮L 标有“36 V,18 W”，当滑动变阻器R 的滑片处在某位置时，电流表示数为 A ，灯泡L 刚好正常发光，
求：（1）定值电阻R 0的电阻值 （2）滑动变阻器R 消耗的功率
20．(12分)发电机转子是100匝，边长为20cm 的正方形线圈，将它置于B=的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以πω100= rad/s 的角速度转动，转动开始时线圈平面与磁场方向垂直，已知线圈的电阻为2Ω，外电路的电阻为8Ω，试求： （1）交变电流的瞬时表达式 （2）外电路上所消耗的功率
（3）从计时开始，线圈转过2/π的过程中，通过外电阻的电量
21．发电机转子是n 匝边长为L 的正方形线圈，将它置于磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴以角速度ω做匀速转动，转动开始时线圈平面与磁场方向平行，已知线圈的总电阻为r ，外电路的电阻为R 。求：
(1)电流的瞬时值表达式；(2)外电路上消耗的功率。
22．降压变压器的变压系数是3，即初级线圈匝数与次级线圈的匝数之比是3：1
初级线圈的输入电压是660V，次级线圈的电阻为Ω，这台变压器供给100盏“220V 60W”的电灯用电。求：
（l）空载时次级线圈的端电压和输出功率；
（2）接通时次级线圈的端电压；
（3）每盏灯的实际功率
参考答案
1．BC
【解析】电容通高频，阻低频，；电感通低频，阻高频，根据题意可知通过电容的是交流电，通过电感的为恒定电流，BC 正确。 2．AD
【解析】电磁波传播不需要介质,且在不同介质中,传播速度不同,即v=;故A 正确,B 错误.电磁波和机械波都能产生干涉和衍射现象,故C 错,D 正确. 3．A 【解析】
试题分析：将交流与直流通过阻值相同的电阻，在相同时间内，产生的热量相同，交流电的电流有效值等于直流电的电流．根据定义列式求解有效值．
将交流与直流通过阻值都为R 的电阻，设直流电流为I ，则根据有效值的定义有
52252
222210R3310R2I R5--?+?=（）（），解得，I=6×10－5 A 。
故选：D 。
考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系．
点评：对于非正弦式电流可根据有效值的定义求解有效值．常见题型，要熟练掌握． 4．A 【解析】
试题分析：由表达式可知峰值为，由A A I I m 1002
4.1412
==
=
，A 对；
考点：考查交变电流的有效值
点评：难度较小，对交变电流的瞬时值表达式要熟记，知道峰值和有效值的关系 5．B 【解析】
试题分析：由m E NBS ω=知若线圈匝数减为原来的一半，而转速增为原来的2倍时m
E
不变；转速变为2ω，由e EmSin ω=t 知电动势的表达式为2m e E sin t ω=，B 正确； 故选：B
考点：本题考查了交流电的电压瞬时值表达式，
点评:根据m E NBS ω=判断电动势的峰值，由e EmSin ω=知电动势的表达式判断新产生的电动势的表达式． 6．C
7．BD
【解析】我国交变电流的频率为50Hz ，远距离输电也不会改变频率的大小，所以B 对；
由输出电压为千伏，电流有效值
A 107.04
?，电流的峰值
为
D 对；
8．D 【解析】
试题分析：用电器铭牌上的数字表示的有效数值，所以220V 指的是交流电的有效值，D 考点：考查了有效值的理解
点评：本题是常识题，需要理解和记忆 9．B 【解析】
试题分析：根据感应电动势最大值的表达式m E NBS ω=得知，m E 与ω成正比，又知道2n ωπ=，所以可得'2400m m E E V ==,B
考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．
点评：由图读出原来交流电动势的最大值和周期．原来根据感应电动势最大值的表达式
E m=NBSω
10．C
【解析】
试题分析：根据瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论．
A、变压器不改变交变电流的频率，由图象可知，交流电的周期为，所以交流电的频率为50Hz；错误
B、电压表的示数为副线圈输出电压的有效值，由图甲可知，原线圈输入电压的有效值
C、当滑动的变阻器阻值减小时，副线圈的电压不变，所以电路消耗的功率将变大，变压器的输出功率增加，输入功率增加；正确
D
故选C
考点：变压器的构造和原理
点评：注意变压器不改变交变电流的频率，交流电压读数为有效值，理想变压器有P P
=
。
入出
11．C
【解析】
试题分析：原理是依据电磁感应原理的．电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成．它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路．由理想变压器的原副线圈的电流之比可知，电流与匝数成反比．则电流互感器应串连接入匝数较多的线圈上．同时一次绕组匝数很少，且串在需要测量的电流的线路中．故
C正确；
考点：变压器的构造和原理．
点评：电流互感器的接线应遵守串联原则；按被测电流大小，选择合适的变化，否则误差将增大．
12．AB
【解析】
考点：变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率。
分析：求有效值方法是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值。
由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比，半导体热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的电阻，R处温度升高时，阻值减小，根据负载电阻的变化，可知电流、电压变化。
解答：
A、设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为U m，电压的有效值为U，代入数据得图乙中电压的有效值为1102V，故A正确．
B、R处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈增大，即电流表示数增大，故B正确。
C、变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5：l，所以电压表的示数为222v，故C错误。
D、R处出现火警时通过R0的电流增大，所以电阻R0消耗的电功率增大，故D错误。
故选AB。
点评：根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握。根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。
13．C
U不变，而变压器原副线圈的匝数比是固定的，【解析】因为变压器输入电压不变即
1
所以2U 不变即 V 2不变。当负载电阻的滑片向上滑动时，
则负载电路的电流减小，即A 2
A 1减小，理想变压器两端电功率是相等的，根据P UI =，得输入功率减小。选C 。 14．
B 【解析】
试题分析：由图读出，周期为T=，频率为 1
5Hz
f T =
=；B 正确 此交变电压的最大值为12V m U =
，有效值12V m U =
=＜，灯泡的额定电压有效值为12V ，所以灯泡不能正常发光；C 错误
与图像上a 点对应的时刻发电机中的线圈刚好转至与中性面垂直的位置；D 错误 故选B
考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理
点评：由交变电流的图象读出周期，求出频率；由图读出电压的最大值，求出有效值，判断灯泡能否正常发光；注意线圈转至中性面时电压为零。 15．AD
【解析】谐振电路对所有的电磁波产生感应电流，对谐振频率的电流最大，高于或低于谐振频率的电流都很小，因此答案A 正确；调谐电路接收的感应电流是高频电流，作为音频信号的载体，而且电流很小，需经过检波分离出音频信号，再放大、通过耳机才能听到声音。因此答案D 正确。 16．AC 【解析】
试题分析：由图乙知交流电的周期为，故频率为50He ，所以A 正确；升压变压器原线圈电压U 1=250V ，根据变压规律得副线圈电压U 2=25000V ，又输入功率为750kw ，输电线中电
C 正确；输电线上损耗电压U=IR=3000V ，降压变压器原线圈电压U 3=U 2-U=22000V ，根据变压规律可得：用户端电压U 4=220V ，故B 错误；输电线损耗的功率
kw R I P 902=='，故D 错误。
考点：本题考查交流电、变压器 17．B 【解析】
试题分析：原线圈中的有效值为：1U =
=
=,A 错误，B 正确，交流
电的周期为2410T s -=?，C 错误，根据公式
1122U n U n =可得，副线圈两端的电压为1122
U n
U n =，电压表测量的是副线圈中R
两端的电压，所以读数为2
2U U R R
=
=错误， 考点：考查了交流电图像以及变压器两线圈电压的计算
点评：掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题． 18．BC 【解析】
试题分析：矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀角速转动时，将产生正弦交流电，电动势的有效值2
m E E =
，A 错误；线圈转动过程中电动势的最大值为：
2T BS BS Em πω==,所以最大磁通量π20T E BS m m
==Φ,B 正确；磁通量变化率的最大值即电动势的最大值，C 正确；线圈转动两个周期，通过线圈电流的方向改变4次，D 错误。
考点：本题考查了交流电的产生、交流电最大值、有效值和他们之间的关系 22．（1
2）=18R W W 【解析】（1）根据题中信息可得原线圈中电压为220V,
为55V ，因为灯泡正常发光，所以电阻0R 两端电压为55-36=19V ，
中总电流为1A
（2）变压器两端的电功率是相等的，原线圈中电功率为
1112200.2555P U I W W ==?=,副线圈中电功率为2
220R P
I R W W =++灯,可得=18R W W
本题考查了变压器电路，交流电路中的电表示数为交流电的有效值，变压器原副线圈两端的电功率是相等的，
23．（1）i=πt （A ）（2）P 外=158W （3） 【解析】
试题分析：（1）Em=NBL 2
ω 电流的最大值为Im= Em /(R+r) i=Imsin ωt i=πt （A ） （2）P 外=I 2
R
P 外=158W
（3）通过外电阻的电荷量
△Φ/△t
△Φ= BL 2
q=
考点：考查交流电的形成
点评：难度较小，明确电动势峰值，熟记瞬时值表达式，通过导体横截面的电荷量由平均感应电动势求得
24．（12
【解析】
试题分析：(1)E m＝nBL2ω，（1分）
根据闭合回路欧姆定律可得：I m（1分）
故交流电的表达式为：i＝I m c（2分）
(2)交流电的有效值为：I（1分）
故功率为P外＝I2R（3分）
考点：考查了交流电表达式，电功率的计算
25．（1）U=220V p=0
（2）215V
（3）57 W
【解析】略