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第三章 交变电流
基础达标卷
班级___________ 姓名___________ 学号____________ 分数____________
（考试时间：60分钟 试卷满分：100分）
注意事项：
1．本试卷分第I卷（选择题）和第II卷（非选择题）两部分。答卷前，考生务必将自己的班级、姓名、
学号填写在试卷上。
2．回答第I卷时，选出每小题答案后，将答案填在选择题上方的答题表中。
3．回答第II卷时，将答案直接写在试卷上。
第Ⅰ卷（选择题 共 48 分）
一、选择题（共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，第1～8题只有一项符合题
目要求，第9～12题有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0
分。）
1．（2021·辽源市田家炳高级中学校高二期中）甲、乙两电路中电流随时间的变化关系分别如图甲、乙所
示，则属于交流电的是（ ）
A．甲、乙都是 B．只有甲 C．只有乙 D．甲、乙都不是
【答案】B
【解析】电流方向随时间变化的电流为交变电流，故由题图可知，甲是交流电，乙不是交流电。故选B。
2．（2021·重庆市朝阳中学高二月考）一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的中心轴匀速转动，产生的
交流电动势e=10sin（4πt）伏特。以下说法正确的是（ ）
A．交流电的周期是0.5秒
B．当t=0时，线圈平面跟中性面垂直
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C．当t=0.5秒时，e有最大值
D．交流电的频率是4π赫兹
【答案】A
【解析】AD．交流电动势 ，故角速度 ，周期 ，频率
，故A正确，D错误；B．当t=0时感应电动势为零，线圈平面跟磁感线垂直，磁通量最大，
磁通量变化率为0，线圈处于中性面，故B错误；C．当t=0.5s时，电动势e=0，故C错误。故选A。
3．（2020·北京海淀·人大附中）如图所示，在铁芯P上绕着上下两个线圈a和b，匝数分别为n=800和
1
n=200，上线圈a两端与u=100 sin314tV的交流电源相连，将下线圈b两端接交流电压表，考虑到漏磁，
2
则（ ）
A．若上线圈输入正弦交变电流，下线圈可输出恒定电流
B．若上线圈输入恒定电流，穿过下线圈的磁通量为零
C．电压表读数不可能为25V
D．电压表读数可能为25 V
【答案】C
【解析】A．根据电磁感应原理，若上线圈输入正弦交变电流，下线圈可输出正弦交变电流，A错误；B．
若上线圈输入恒定电流，穿过下线圈的磁通量不变，但不为零，B错误；CD．输入交流电的有效值为
U=100V，则若不考虑漏磁，则次级电压有效值 ，考虑到漏磁影响，则次级电
1
压小于25V，即电压表读数小于25V，C正确，D错误。故选C。
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂4．（2021·云南高二期末）远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、
副线圈匝数比 ，在T的原线圈的两端接入一有效值U=1000V的正弦交流电压，若原线圈的
输入电功率 ，输电线的总电阻为20Ω。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为
（ ）
A．2kW B．5kW C．10kW D．20kW
【答案】A
【解析】由 ，解得升压变压器T原线圈中的电流 ，根据理想变压器的电流规律 ，
解得输电线中电流 ，输电线上损失的电功率 ，选项A正确。
5．（2021·北碚·重庆市朝阳中学高二月考）如图图线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，其在同一磁场中匀速转动过程中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最大
B．线圈先后两次转速之比为2:3
C．交流电a的瞬时值为
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂D．交流电b电压的最大值为
【答案】A
【解析】A．由图可知，t=0时刻线圈均在中性面，穿过线圈的磁通量最大，故A正确；B．由图象可知
，故 ，故B错误；C．由图象可知，交流电a的最大值为10V，角速度为
，所以交流电a的瞬时值为 ，故C错误；D．交流电最大值 ，故
，故D错误。故选A。
6．（2021·浙江高三开学考试）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n：n=5：1，原线圈输入交变
1 2
电压U=311sin100πt（V），在原线圈中接有理想交流电流表，其示数为I，在副线圈接阻值为22Ω的定值
1
电阻R。下列说法中正确的是（ ）
A．电阻R中电流方向1s内变化50次
B．电阻R消耗的电功率为88W
C．电流表示数I=0.8A
1
D．若电阻R可变，则随着R的增加，副线圈的输出电压不断增加
【答案】B
【解析】A．原线圈交变电流的频率 ，电流一个周期方向改变2次，故电流方向1s
内变化100次；变压器不改变交变电流频率，所以电阻R中电流方向1s内也变化100次，故A错误；B．
原线圈的电压有效值 ，由 ，得副线圈的电压有效值U=44V，电阻R消耗的电功
2
率 ，故B正确；C．变压器输入功率也为88W，则初级电流表的示数为
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂，故C错误； D．根据 ，可知，副线圈电压由匝数比和初级电压决定，则随
着R的增加，副线圈的输出电压不变，故D错误。故选B。
7．（2021·山东烟台·高二期末）如图所示是交流发电机模型示意图。在匀强磁场中，有一匝数为10的矩
形线圈 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 以恒定角速度 逆时针转动，由线圈引出的
导线 和 分别与两个跟线圈一起绕 转动的金属环相连接，金属环分别与两个固定的电刷保持滑动
接触，矩形线圈在转动中保持和外电路 的电阻形成闭合电路。当线圈处在中性面时，穿过矩形线圈
的磁通量 。若线圈电阻 ，其他电阻不计，则下列说法中正确的是（ ）
A．电流表的示数为
B． 时间内电阻R上产生的热量为
C．线圈由中性面位置开始转过30°时，电流表的示数为
D．线圈从中性面位置开始转过90°过程中，通过电阻R的电荷量为
【答案】B
【解析】A．交流电动势的最大值 ，电动势的有效值
，电流的有效值 ，即电流表读数为2.83A，选项
A错误； B． 时间内电阻R上产生的热量为 ，选项B正确；C．电流表
的读数为交流电的有效值，则线圈由中性面位置开始转过30°时，电流表的示数仍为2.83A，选项C错误；
D．线圈从中性面位置开始转过90°过程中，通过电阻R的电荷量为
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂，选项D错误。故选B。
8．（2021·北京高三模拟预测）如图所示，P为理想自耦变压器滑动端，原线圈匝数为4000，原线圈两端
的瞬时电压为220 sin50πt（V），电阻R=200Ω，R=300Ω，D为理想二极管，电容器的电容为
1 2
2000μF，则下列说法中正确的是（ ）
A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为0.22Wb/s
B．滑动端P从b向a滑动的过程中，电容器两端的电压逐渐降低
C．滑动端P从a向b滑动的过程中，副线圈两端电压减小
D．当滑动端P移动到ab的中点时，R 的电功率与R 的电功率之比为3︰2
2 1
【答案】D
【解析】A．穿过线圈的磁通量的变化率最大为 ，故A错误；B．滑动
端P从b向a滑动的过程中，二极管不导通，电容器没有放电的通路，所带电荷量不变，电容器两端的电
压不变，故B错误；C．滑动端P从a向b滑动的过程中，原、副线圈匝数比变大，副线圈两端电压升高，
故C错误；D．R、R 中电流相等，由 ，可得R 的电功率与R 的电功率之比为 ，
1 2 2 1
故D正确。故选D。
9．（2020·西夏·宁夏大学附属中学高二期中）下列图像中属于交流电的有（ ）
A． B．
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂C． D．
【答案】ACD
【解析】交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有影响，故ACD正确，B错
误。故选ACD。
10．（2021·扬州市江都区大桥高级中学高三开学考试）如图（a）所示，理想变压器原、副线圈匝数比为
n：n=1：5，定值电阻R 的阻值为10 ，滑动变阻器R 的最大阻值为50 ，定值电阻R 的阻值为10 ，
1 2 1 2 3
图中电表均为理想电表。原线圈输入如图（b）所示的交变电流，其有效值不随负载变化。当滑动变阻器
接入电路的阻值由50 减小到0的过程中（ ）
A．电流表的示数为5A B．通过R 的电流增大
2
C．电压表的示数减小 D．R 和R 的总电功率先增大后减小
2 3
【答案】ABC
【解析】A．由图(b)所示的交变电流，根据有效值定义可得 ，则输入电
流的有效值为I=5A，即电流表的示数为5A。故A正确；BC．原副线圈两端的总电流不变，当滑动变阻
0
器接入电路的阻值由50Ω减小到0，此时副线圈的总电阻减小，则副线圈两端的电压减小，即电压表的示
数减小。根据并联电路的电压特点可知R 两端的电压减小，则通过R 的电流减小，根据并联分流可知，通
1 1
过R 和R 的电流增大。故BC正确；D．设通过R 和R 的电流为I，则根据并联电路的电流特点可得
2 3 2 3 2
，则R 和R 的总电功率为 ，可得R 和R 的总电功率
2 3 2 3
随R 减小而增大。故D错误。故选ABC。
2
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂11．（2021·长春北师大附属学校高三开学考试）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场
可视为水平方向的匀强磁场，A为理想交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转
动，产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示．已知发电机线圈电阻为10 Ω，外接一只阻值为90 Ω的
电阻，不计电路的其他电阻，则（ ）
A．电流表的示数为0.31 A
B．线圈转动的角速度为100π rad/s
C．0.01 s时线圈平面与磁场方向平行
D．在线圈转动一周过程中，外电阻发热约为0.087 J
【答案】BD
【解析】A．在交流电路中电流表的示数为有效值 ，电流表的示数 ，A
错误；B．从图像可知线圈转动的周期为0.02s，则线圈转动的角速度 ，B正确；C．
0.01s时线圈的感应电动势为0，因此线圈在中性面处，选项C错误；D．线圈发热应用电流的有效值进行
计算，则发热量 ，D正确。故选BD。
12．（2021·云南昆明一中高三月考）在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值为 ，理想变压器
的匝数比为 ， 、 、 为三个定值电阻， 、 ，电阻 两端的电压随时间变化的
正弦曲线如图乙所示，电压表为理想电压表，下列说法正确的是（ ）
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂A．电流表的示数为 B．电流表的示数为
C．电压表的示数为 D．电压表的示数为
【答案】AD
【解析】电流表与电压表的示数为有效值，由R 上两端电压变化情况可知R 两端电压有效值为U =20V，
2 2 R2
则 ，由理想变压器的特点可得 ，得 ，副线圈电压 ，由
理想变压器的电压与匝数的关系 ，得 ，所以电压表示数 ，故AD正
确，BC错误。故选AD。
第 II 卷（非选择题 共 52 分）
二、填空题（满分15分）
13．（2021·青海海南·高二期中）图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传
感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂（1）研究此交变电流的波形，发现屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的
时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为___________。
（2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图象，此电流的瞬时值表达式
为___________，电流的有效值为___________。
【答案】（1） （2）
【解析】（1）由题可得手摇发电机周期
因此角速度
（2）由图像可知电流的瞬时值表达式为
电流的有效值
14．（2021·四川成都七中高二月考）（1）在研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系实验
（见图（a））中，得到 图线如图（b）所示。
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂①在实验中需保
持不变的是_________。
A．挡光片的宽度
B．小车的释放位置
C．导轨倾斜的角度
D．光电门的位置
②线圈匝数增加一倍后重做该实验，请在图（b）中画出新的实验图线_______。
（2）为完成探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系的实验，必须要选用的是_______。
A．有闭合铁芯的原副线圈
B．无铁芯的原副线圈
C．交流电源
D．直流电源
E.多用电表（交流电压档）
F.多用电表（交流电流档）
用匝数 匝和 匝的变压器，实验测量数据如下表：
1.80 2.80 3.80 4.90
4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接电源的线圈是_______（填 或 ）。
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂【答案】（1）AD （2）ACE n
b
【解析】（1）①由法拉第电磁感应定律 ，因为改变倾角或者小车释放的位置可以改变小车的速
度，进而改变时间，保证光电门的位置不变才能保证磁通量的变化量相同，同时挡光片的宽度也应该不变。
故选AD。
②根据 ，线圈匝数增加一倍后，感应电动势增加一倍，电压传感器读数增加一倍,点（3，2）变为
（3，4），点（10，6）变为（10，12），连接（3，4）和（10，12）两点即可得到新的图线，如图
（2）为了完成变压器的探究，需要使用交流电源变压，多用电表交流电压档；为了让变压效果明显需要
含有闭合铁芯的原副线圈。
故选ACE。
由于有漏磁，所以副线圈测量电压应该小于理论变压值，即n 为输入端，n 为输出端，故连接电源的线圈
b a
是n。
b
三、解答题（满分37分，其中15题10分，16题12分，17题15分，每小题需写出必要的解题步骤，只
有答案不得分）
15．（2021·辽源市田家炳高级中学校）交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂匀速转动。一台小型发电机的线圈共220匝，线圈面积 ，线圈转动的频率为 ，线圈内
阻不计，磁场的磁感应强度 （T）。为了用此发电机产生的交变电流带动两个标有“ ，
”字样的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所
示。求：
（1）变压器原、副线圈的匝数比；
（2）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。
【答案】（1） ；（2）10A
【解析】（1）线圈产生的感应电动势最大值
变压器初级电压有效值
变压器的匝数比
（2）由 得副线圈的总电流为
由
得
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂16．（2021·长春市第二十九中学）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为10kW，输出电压为
400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW的
电力，求：
（1）水电站升压变压器原、副线圈的匝数比 ；
（2）用户降压变压器原、副线圈的匝数比 。
【答案】（1） ；（2）
【解析】（1）升压变压器原、副线圈的匝数比为
（2）输电线上损失的电功率与导线电阻R和输送电流有关，即
而输送电流又取决于输电电压及输送功率，有
所以
降压变压器原线圈上的电压为
所以降压变压器原、副线圈匝数比为
17．（2021·庆阳第六中学高二期中）如图所示，有一单匝矩形线圈 在磁感应强度为B的匀强磁场中
更多资料添加微信号：hiknow_007 淘宝搜索店铺：乐知课堂绕垂直于磁场方向的轴 以角速度 匀速转动，边 、 的长度分别为 和 ，轴 分别通
过ad和bc的中点，线圈的总电阻为r，线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环e、f（集流环）焊接在
一起，并通过电刷与阻值为R的定值电阻连接。求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；
（2）线圈平面由如图所示位置开始计时，写出t时刻感应电动势瞬时值的表达式；
（3）感应电流的有效值；
（4）电阻R的功率。
【答案】（1） ；（2） ；（3） ；（4）
【解析】（1）根据正弦式交变电流的产生规律可知，线圈感应电动势最大值
（2）则线圈平面由如图所示位置开始计时， t时刻感应电动势瞬时值的表达式
（3）电动势的有效值为
根据欧姆定律，电流为
（4）电阻R的功率
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