交变电流单元测试质量分析调查

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交变电流单元测试质量分析调查(一)
交变电流 单元测试精练

第5章 交变电流 单元测试

1.一矩形线圈，绕垂直匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示，下列说法中正确的是（ ）

A. t1时刻通过线圈的磁通量为零

B. t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大

C. t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大

D.每当e改变方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大

2.在变电所里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，如图所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是( )

3.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流

电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，

以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 ( )

A．在图中t = 0时刻穿过线圈的磁通量均为零

B．线圈先后两次转速之比为3:2

C．交流电a的瞬时值为u10sin5tV

D．交流电b的最大值为20V 3

4.现在家用电器内部大多配有交流稳压器，而不再需要单独

的交流稳压器。某电器内部的交流稳压器构造如图所示，其主要

元件是一个变压器，变压器的原、副线圈都带有滑动头，当变压

器输入电压发生变化时，可上下自动调节P1、P2的位置，使输出

电压稳定在220 V上。现发现输出电压低于220 V，下列自动调节可能出现的是 ( )

A．P1不动，将P2向下移

B．P2不动，将P1向上移

C．将P1向上移，同时P2向下移

D．将P1向下移，同时P2向上移

5.在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和

降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线

的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中

正确的有（ ）

A．升压变压器的输出电压减小

B．降压变压器的输出电压减小

C．输电线上损耗的功率减小

D．输电线上损耗的功率占总功率的比例减小

6．一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5︰l，原线圈接入电压为220V

的正弦交流电，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示。电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是（ ）

A．原、副线圈电流之比为1︰5

B．电压表的读数为44V

C．若滑动变阻器接入电路的阻值为20，则1min内产生的热量为2904J

D．若将滑动变阻器滑片向上滑动，两电表读数均减小

7.中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为__________。

8.如图所示，理想变压器原副线圈匝数比为n1:n2=4:1，原线圈回路中的电

阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等，a、b端加一定交变电压后，两

电阻的电功率之比PA:PB=_______，两电阻两端电压之比UA:UB=____________。

9.一个直流电动机的内电阻r2，与R=8的电阻串联接在线圈上，如图所示。已知线圈面积为222m，共100匝，线圈的电阻为2Ω，线圈在BT的匀强磁场中绕OO'20

以转速n=600r/min匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作时，电压表的示数为100V，

求电动机正常工作时的输出功率。

10. “十一五”期间，我国将加快建设节约型社会，其中一项措施就是大力推进能源节约.远距离输电时尤其要注意电能的节约问题，假设某电站输送电压为U＝6 000 V，输送功率为P＝500 kW，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜里读数相差4 800 kW·h，试求：

(1)使用该输送电压输电时的输电效率和输电线的电阻；

(2)若要使输电损失的功率降到输送功率的2%，试论述电站应该采用什么输电办法？

11.交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：

⑴通过R的电荷量q为多少？

⑵R上产生电热QR为多少？

⑶外力做的功W为多少？

参考答案

1.D 2.A 3.BCD 4. D 5.B 6.C

7.解析：由PUI可知当输出电压由500KV升高到1000KV时，电路中的电流将减为原来的一半；由P损IR线可知电路中损耗的功率变为原来的

8. 解析：根据理想变压器的变流公式IAB

A率公式PB21。 4In2n1，设A、B的电阻均为R，再根据电功4P2IAR2IBR；电阻A两端的电压也并非原线圈的输入电压，电阻A、B两端电压之16

A比为BUIARIBR1。

9.解析：线圈转动时产生的电动势的最大值为：EmNBS2002V ，有效值为：EEm

2200V 。设线圈的电阻为r'，则电路中的电流I为：IEU10A ，电动Rr'

机正常工作时的输出功率为：PUII2r800W 。

10.解析：(1)依题意输电电线上的功率损失为：P损＝W/t＝(4 800/24)kW＝200 kW，则输电效率：η＝(P－P损)/P＝(500－200)/500＝60%，因为P损＝I2R线，且P＝IU，所以I＝

PP250A，所以R线＝损＝28.8 Ω U3I2

(2)应该采用高压输电的办法。设升压至U′可满足要求，则输送电流：I′＝P/U′＝500 000/U′ A ，输电线上损失的功率为P损′＝I′2R损＝P×2%＝10 000 W ，则有：(500 000/U′)2×R线＝10 000

解得：U′＝720106V＝2.68×104 V 。

11.解析：⑴按照电流的定义I=q/t，计算电荷量q应该用电流的平均值：即 qIt,而IEnnBS RrtRrtRrqnBS Rr

⑵求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热QR。

E2QI(Rr)tRr2， 2222nBSnBS2Rr24Rr2

Rn2B2S2R。 QRQ2Rr4Rr⑶根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电

222nBS。 能转化为内能，即放出电热。因此W=Q 4Rr

交变电流单元测试质量分析调查(二)
高二物理交变电流单元测试题及答案

高二物理交变电流单元测试题

一、 选择题(每道小题 3分 共 39分 )

1、 对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是

A、电流大小变化，方向不变，是直流电

B、电流大小、方向都变化，是交流电

C、电流最大值为0.2A，周期为0.01s

D、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电

2、 对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是

A、变压器是利用互感现象制成的

B、变压器可以改变各种电源的额定功率

C、变压器不仅能改变电压，还同时改变电流

D、变压器的初级电流随次级电流的增大而增大

3、 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=1:3，

次级回路中联入三个均标有“36V，40W”的灯泡, 且均正常

发光，那么, 标有“36V、40W”的灯泡A

A、也正常发光 B、将被烧毁

C、比另三个灯暗 D、无法确定

4、 面积为S的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，从中性面起以角速度ω匀速转动，在t时刻线圈磁通量的瞬时值为

A、BS B、BScosωt C、BSsinωt D、BS/sinωt

5、 如图所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁感线的轴匀速转动，已

知线圈在转动中产生的感应电动势最大值为Em (V)，转动的角速度为ω

(rad/s)。若线圈转到图示位置开始计时，那么下列四个式子中正确表达了该线

圈上产生的电动势e随时间变化的函数式是

A、e=Emsinωt(V) B、e=Emcosωt(V)

C、e=Emsin(ωt+90°)(V) D、e=Emcos(ωt+90°)(V)

6、两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形

交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻

的热功率之比是

A、1：4 B、1：2 C、1：2 D、1：

1

7、 交流电源电压u=20sin(100 ωt)V，电路中电阻R=10Ω。

则如右图电路中电流表和电压表的读数分别为

A、1.41A，14.1V B、1.41A，20V

C、2A，20V D、2A，14.1V

8、 如图所示，理想变压器原线圈匝数为n1，两个副线圈匝数分别

为n2和n3，且n1:n2:n3=4:2:1，输入电压U1=16V，R1=R2=10Ω，则输

入的电流I1大小是

A、0.4A B、0.1A C、0.5A D、以上答案都不对

9、在某交流电电路中，有一个正在工作的变压器，它的原线圈匝数n1600匝，电源电压为U1220V，原线圈串联一个0.2A的保险丝，副线圈n2120匝，为保证保险丝不被烧断，则：（ ）

A、负载功率不能超过44W； B、副线圈电流最大值不能超过1A；

C、副线圈电流有效值不能超过1A； D、副线圈电流有效值不能超过0.2A．

10、 图是一个理想变压器，K为双向电键，P是滑动变阻器滑动触头，U1为加在原线圈两端电压，I1为原线圈上电流，则

A、保持U1及P的位置不变，K由a合向b时，I1将增大

B、保持P的位置及U1不变，K由a向b时，R消耗的功率减小

C、保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大

D、保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将减小

11、一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流

电的图象如图所示，由图可以知道:

A、0.01s时刻线圈处于中性面位置

B、0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零

C、该交流电流有效值为2A

D、该交流电流频率为50Hz

12、有一负载电阻R，当它接到30V直流的电流时，消耗的功率为P，现有一台理想变压

13.如图所示的交流电路中，如果电源电动势的最大值不变，交

流电的频率增大时，可以观察到三盏电灯亮度的变化情况是

A.L1、L2、L3亮度都不变 B.L2变暗，L2不变、L3变亮

C.L1变暗、L2变亮、L3不变 D.L1变亮、L2变暗、L3不变

二、 填空题(每题 4分, 共 24分)

14、 一个电热器接到55V的直流电源上所产生的热功率刚好是接到某交流电源上产生的热功率的1/16，那么，这个交流电源的路端电压是________V；先后两次通过电热器的电流之比为________。

15、 交变电压u=20sin50πt(V)，加在阻值为10Ω的电阻两端，

该交流的周期是____________，电阻消耗的电功率是

________________。

16、 某正弦交流电电流随时间变化的图象如图所示,该交流电

的频率为__ Hz，角速度ω=_____ rad/s。t=3ms时线圈平面和

磁感线__________。

17、 分别用10000V和110000V的电压输电，若输送的功率和距离都相同，输电线材料也相同，且要求两种情况下在输电线上损失的功率相同，则所用输电线的横截面积之比是___________。

18、 电站向某地输送5000kW的电功率，若将输送电压提高10倍，同时将输电线截面积减为原来的一半，若变化前输电线上电功率损失是100kW。那么，变化后输电线上损失的电功率为______________。

19、 某交流发电机正常工作时，电动势E=Emsinωt，当磁感应强度增大到原来的2倍，转速变为原来的1/3，其它条件不变时，感应电动势的表达式为

四、 计算题(37分)

20、在远距离输电时，如果输送一定的功率，当输电电压为220 V时，在输电线上损失的功率为75 kW；若输电电压提高到6000 V时，在输电线上损耗的功率又是多少?

21、有一个负载电阻值为R，当将它接在20 V的直流电源上时，消

耗的电功率为P，若将R接在图17-5中的变压器的次级电路中消耗的电

功率是P/2。已知变压器的输入电压的最大值为200 V

，求此变压器的原、

图17-5

副线圈的匝数之比。

22、交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R。当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：

⑴通过R的电荷量q为多少？

⑵R上产生电热Q为多少？

⑶外力做的功W为多少？

23、用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd，线框每边长为8cm，每边的电阻值为0.01Ω,把线框放在磁感应强度为B=0.05T的匀强磁场中，并使它绕轴OO’以转速n=(50/π)r/s匀速旋转，旋转方向如图所示，轴OO’⊥B且在线框平面内。已知线框的Ob=3Oa，O’c=3O’d.当线框平面转至与B平行的瞬间，每条边产生的感应电动势的大小各是多少？感应电流大小是多少？在图中标出感应电流的方向。

参考答案

一、 选择题

1、AC 根据交流电的定义、及图像可以判断

2、B 根据变压器的原理与电压、电流、功率关系可判断

3、A 由电压关系知原线圈两端电压为36V，所以A正常发光

4、B 根据磁通量的定义可以求解

5、BC 用交变电流的瞬时值表达式，注意时间就可得出

6、B 根据有效值的概念可以判断

7、A 电流表与电压表测量的是有效值

8、C 利用电压、电流、功率关系可以求得

9、AC 保险丝是否被烧断，考虑电流的有效值

10、A k由a合向b时，由电压关系知R两端电压变大，电流变大输出功率变大，所以I1变大。

11、B 把图像与转动的实物图联系起来

12、A 利用交流电的有效值与功率定义求解

13、C

二、 填空题

UUU2U114、220；1:4 由P得＝2，所以U1P2＝220V P1P1P2R

由PIR得2222I1

I22＝2P1I1,所以1＝ P2I24

22U 15、 0.04s；20W 解析T＝＝0.04s P＝m20W 2R

16、 50；100；平行 提示：由图像可以判断

17、 121:1

18、 2×103W

19、 e2Emsint 提示：根据交变电流的瞬时值表达式推断。 33

三、 计算题

20、0、1 kw 解析：输电线路损失的功率为P＝I2R(

所以输电电压提高后损失的功率为P(P额U)2R U22202)P）75＝100W U6000

交变电流单元测试质量分析调查(三)
交变电流单元测试(一)

交变电流单元测试（一）

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11.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直导轨上，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减小

3、如图4所示，处在磁感应强度为B的匀强磁场中的单匝距线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向垂直纸面向里，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

B、线圈中电流的有效值IBScost RBS R

C、线圈中电流的有效值I2BS 2R

B2S22

D、线圈消耗的电功率P R

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的划片，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则 （ ）

A、保持U1和P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大【交变电流单元测试质量分析调查】

B、保持U1和P的位置不变，S由b合到a时，R消耗的功率将减小

C、保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大

D、保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大

5、在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数为别为n1=600匝，n2=120匝，电源的电压为U311sin100tV，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R0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【交变电流单元测试质量分析调查】

C、A1表的示数随A2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。电容器处并联，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L1将变暗

B、与电容器C连接的灯泡L2将变暗

C、与电阻R连接的灯泡L3将变暗

D、三盏灯的亮度都不会改变

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U1=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n11，n2100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？

10、如图所示，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Em；

（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P出。

（5）从图示位置开始，线圈转过60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，放在磁感应强度吧=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中的线的OO’轴匀速转动，转动角速度=50rad/s，线圈的总电阻r=1，外电路电阻R=9。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。

（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v1=3m/s的速度流入水轮机后以v2=1m/s的速度流出，流出水位比流入水位低10m，水流量为Q10m3

，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19.5，那么所需升降变压器的原副线圈匝数比分别是多少？

交变电流单元测试（一）参考答案

交变电流单元测试质量分析调查(四)
交变电流单元测试

厦门外国语学校高二物理《交变电流》单元测试 班级 座号 姓名 .

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11。则 （ ABC ）

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 -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 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（C）

A．时刻t线圈中电流的瞬时值i=B．线圈中电流的有效值IC．线圈中电流的有效值I

BS

cost R

BS

R

BS

2R

加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流，则（ABD） A.保持U1和P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大 B.保持U1和P的位置不变，S由b合到a时，R消耗

的功率将减小 C.保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大 D.保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大

B2S22

D．线圈消耗的电功率P

R

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，U1为【交变电流单元测试质量分析调查】

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n1=600匝、n2=120

匝，电源的电压为U＝311sin100πtV，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AC

A．负载功率不能超过44W B．负线圈电流的最大值不能超过1A C．负线圈电流的有效值不能超过1A D．负线圈电流的有效值不能超过0.2A 6.图1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R0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ACD A．相当于在增加用电器的数目 B．V1表的示数随V2表的示数的增大而增大

C．A1表的示数随A2 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

L1u

图10

变，使交变电流的频率增大，则以下判断正确的是A

Ａ．与线圈L连接的灯泡L1将变暗 Ｂ．与电容器C连接的灯泡L2将变暗 Ｃ．与电阻R连接的灯泡L3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ＣＤ

AB．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，电路如图8所示．由电子电路提

供电压U1=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n1/n2 =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？

解：变压器的输出电压为U2

n2

U12.0103V n1

电网上相邻电极间的电压最大时可达到U2m2U22.8103V

10. 如图所示，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EM；

（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P出。

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：EMnBS

enBS

cost RrRr

（2）电动势的瞬时值：eEMcost ∴感应电流函数表达式为：i （3）电动势有效值：E 电流的有效值为：I

EM2

E2nBS

 Rr2(Rr)

R2REnBS Rr2Rr

R

n2B2S22 （4）发电机的输出功率为：P出IU2

2(Rr)

电压的有效值为：U

13．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v1=3m/s的速度流入水轮机后以v2=1m/s的速度 流出，流出水位比流入的水位低10m，水流量为Q=10m3/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？

解：（1）设时间t内水流质量为m，mQt①

水轮机获得的机械能为Ek[mgh

122

m(v1v2)]×75﹪ ② 2

则发电机的输出电能：E电Ek80﹪ ③ 发电机的输出功率：P0

E电t

④

代入数据，解得P0=624KW⑤ （2）发电机的输出电流为I1=P0/U1 ⑥ 输电线路损失PP0×5﹪ ⑦

输电电流由焦耳定律得，I2P/R，⑧ 得I2=40A

则升压变压器原副线圈匝数比 n1:n2I2:I11:65 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PP0P592.8103W ⑩

3

输出电流I3P592.8102694.5A

U2220

2

所以用户降压变压器原副线圈匝数比 n3:n4I3:I25389:80 （约 67：1）

1．一交变电压的表达式为u＝1002sin100πt V，由此表达式可知 [ ] A．用电压表测该电压其示数为100 V B．该交变电压的周期为0.02 s

C．将该电压加在100 Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为50 W D．t ＝1/400 s时，该交流电压的即时值为50 V

2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图1 所示，则（ ）

A．t1，t3线圈通过中性面 C．t1，t3图1线圈中磁通量变化率最大

B．t2，t4线圈中磁通量最大 D．t2，t4线圈平面与中性面垂直

5、如图3所示，平行金属板间有一静止的正电粒子，若两板间加电压u=Umsinωt，则粒子的（ ）

A、位移一定按正弦规律变化； B、速度一定按正弦规律变化； C、加速度一定按正弦规律变化； D、粒子在两板间作简谐运动；

7、如图6，四图中的a、b均为输入端，接交流电源；c、d均为输出端，则A、

B、C、D四图中，输出电压大于输入电压的电路是（ ）

图6

15．（13分）如图12甲所示，A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板，板长为L，

两板加电压后板间电场可视为匀强电场，图乙表示一周期性的交流电压波形，在t=0时，将图12乙的交变电压加在A、B两板，此时恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度v0射入电场，若此粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出，求（1）A、B两板上所加交变电压的频率应满足的条件。 （2）该交变电压U0的取值范围（忽略粒的重力）。

1、 AB 2、 AD 5、C 7、D

15、15．解：（1）粒子在电场中运动时间tL/v0，为使粒子离开电场时竖直分速度为零，

它在电场中运动时间必为交变电压周期的整数倍。tnT（n1,2,3） 交变电压的频率应满足：f

1nv0

（n1,2,3） 

TL

（2）粒子在电场中的加速度大小：a

qU0

，设粒子在一个周期内的侧位移为y，则md

1T1qU0L2

y

y1y22y12a()2()

224mdnv0

离子刚好打不到板上且水平射出需满足

2

d

ny（n1,2,3） 2

2nd2mv0

所以可得，U0（n1,2,3） 2

qL

9．如图所示为一只三相交流发电机对外供电的线路，已知 每相线圈两端的电压为220V，三只电阻的阻值分别为 R1=100Ω，R2=200Ω，R3=300Ω，他们的耐压值均为200V， 则 （ ）

A．三只电阻都要被烧毁 C．R1和R2被烧毁

B．R2和R3被烧毁 D．R1和R3被烧毁

R3

R2

R1

10．如图所示，理想变压器副线圈两端接有三只灯泡，原线圈与一

只灯泡串联在交流电源上，若四只灯泡完全相同，且都正常发 光，则电源两端电压U与灯泡两端电压U1之比为 （ ） ～U A．1∶1

B．2∶1

U

1

C．3∶1 D．4∶1 14．用1万伏高压输送100kW的电功率，在输电线上损

失2%的电功率，则输电线的电阻是 Ω，如果 把输送电压降低一半，则输电线上损失功率将占输送 功率的 .

15．如图所示，在理想变压器的原线圈两端接上交变电压，原、

副线圈的匝数比为10∶1，电流表的读数为2A，已知R的 阻值为10Ω，则电压表的读数为 V，变压器输入功 率为 W. 19．某村庄在较远的山区修建一座小型水电站，发电机输出功率为50kW，机端电压为200V，

输电距离为6km，若输电线上允许损失的电功率为发电机输出功率的5%.

－

（1）若直接输电，所用输电线的电阻率为ρ=2.5×108Ω·m，输电线的横载面积应多大？

（2）若输电线总电阻为16Ω，用户处获得的电压为220V，采用高压输电，试计算所用

升压变压器和降压变压器原、副线圈匝数比.

9.D 10.D14. 20、8% 15. 20、40 19．（1）P

P0.05IR（1分）

2

p50103

I250(A)（1分）

u200

2

lplplI22.510826103250232

R（1分） S（1分） 7.510m

sRP0.0550103

（2）I

pnP0.0512.51（1分）

12.5(A)（1分）I1250(A) 升压比1

u16n225020

交变电流单元测试质量分析调查(五)
单元检测十：交变电流(含解析)

单元检测十 交变电流

(时间：60分钟 满分：100分)

一、选择题(本题8小题，每小题7分，共56分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错或不答的得0分)

1．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，则外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则(

)

A．电压表的示数为220 V

B．电路中的电流方向每秒钟改变50次

C．灯泡实际消耗的功率为484 W

D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J

2．图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是(

)

A．图甲表示交流电，图乙表示直流电

B．两种电压的有效值相等

C．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin 100πt V

1D．图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的 10

3．如图所示，边长为l的正方形线圈abcd，其匝数为n，总电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B。若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO′轴匀速转动，则以下判断中正确的是( )

A．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式e＝nBlωsin ωt 2

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