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第十二章 交变电流
质量检测卷
（时间：90分钟 分值：100分）
一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。每个题目只有一个选项
符合要求，选对得4分，选错得0分。
1．（2022·广东·珠海市一中高三模拟）如图是某一线圈通过的交流电的电流—时间关系图
像（前半个周期为正弦波形的 ），则一个周期内该电流的有效值为（ ）
A． B． C． D．
2.（2022·山东泰安·三模）同一线圈在同一匀强磁场中以不同的转速匀速转动，转轴均垂直
于磁场，产生了a、b两个不同的正弦交流电，电动势随时间变化的关系如图所示，则（
）
A．在转动过程中线圈两次对应的最大磁通量不同
B．线圈两次都是从平行于磁感线的位置开始转动的
C．b对应的电动势瞬时值表达式为
D．用交流电压表测量a的电动势，电表的示数为15V
3．（2022·山东日照·二模）图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁
感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 匀速转动，线圈的两端经集
流环和电刷与阻值 的电阻连接，图甲中的交流电压表为理想电表，忽略线圈、电刷
以及导线的电阻。图乙是通过电阻R的电流i随时间t变化的图像。下列判断正确的是（
）A．电阻R消耗的电功率为1.25W
B．线圈转动的角速度为
C．电压表的示数跟线框转动的角速度 大小无关
D．电阻R两端电压 随时间t变化的规律
4.（2022·山西大附中三模）图1中，单匝矩形闭合线圈abcd在匀强磁场B中绕垂直磁场的
轴OO′匀速转动。当线圈的转速为 和 时，穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中甲、
乙的正弦规律变化，已知线圈的电阻为5.0Ω，则（ ）
A．0.2s时，甲、乙对应的线圈平面均垂直于磁感线
B．0.05s时，乙对应的线圈中产生的感应电动势最大
C．甲、乙对应的线圈的转速之比
D．甲对应的线圈中交变电流的最大值为πA
5．（2022·北京东城·三模）远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器
均可视为理想变压器，图中标示了电压和电流，其中输电线总电阻为R，则（ ）
A．
B．输电线损失的电功率为
C．提高输送电压 ，则输电线电流 增大
D．电厂输送电功率为
6．（2022·广东·华南师大附中三模）如图所示为某小型发电站高压输电示意图。发电站输
出的电压 不变；升压变压器输出电压为 ， 降压变压器原、副线圈两端的电压分别为
和 。为了测高压电路的电压和电流，在输电线路的起始端接入电压互感器和电流互
感器，若不考虑变压器和互感器自身的能量损耗，所有的电表均为理想电表，则（ ）
A．①为电流表，②为电压表B．
C．仅将滑片Q下移，则输电线损耗功率减少
D．凌晨时分，用户家的灯将变得更暗
7．（2022·湖北·荆州中学三模）电压互感器能将高电压变成低电压、电流互感器能将大电
流变成小电流，用于测量或保护系统。如图所示， 、 是监测交流高压输电参数的互感
器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为220kV， 的原、副线圈匝
数比为1︰100，交流电压表的示数为200V，交流电流表的示数为2A，则（ ）
A．a是交流电压表，b是交流电流表 B． 的原、副线圈匝数比为1000︰1
C．高压线路输送的电流为200A D．高压线路输送的电功率为
8．（2022·天津市新华中学一模）如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流
电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原副线圈的匝数比为n∶n=10∶1，电阻
1 2
R=10Ω，图乙是R两端电压U随时间变化的图像，U = V。则下列说法中正确的是（
m
）
A．通过R的电流IR随时间t变化的规律是
B．变压器的输入功率为10W
C．电压表V的读数为
D．电流表A的读数为
二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。每小题有多个选项符合
题目要求。全部选对得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
9.（2022·山东日照·三模）如图所示为一小型交流发电的示意图，两磁极N、S间的磁场可
视为匀强磁场，磁感应强度大小B= T。矩形线框ABCD匝数n=100，面积S=0.02m²，线
圈内阻r=5Ω，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'逆时针匀速转动，角速度 =100rad/s。矩形
线框通过滑环与R=15Ω的电阻相连，电压表为理想电表。则（ ）A．线圈从图示位置开始计时，产生感应电动势的表达式 （V）
B．线圈从图示位置开始转过90°时，电压表示数为零
C．该交流电可以直接加在击穿电压为200V的电容器上
D．在0.5s的时间内电阻R上产生的热量为750J
10.（2022·山东济宁·三模）电阻为R的单匝闭合金属线框，在匀强磁场中绕着与磁感线垂
直的轴匀速转动，产生交变电流，电动势随时间变化的图像如图所示。下列说法正确的是
（ ）
A． 时刻线框平面与中性面平行
B．穿过线框的磁通量最大为
C．线框转一周产生的热量为
D．从 到 的过程中，线框的平均感应电动势为
11.11．（2022·湖北·华中师大一附中模拟）在图甲所示的交流电路中，电源电压的有效值
为24V，理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，电阻R、R、R 阻值相同。已知通过理
1 2 3
想安培表的电流随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．交流电的方向每秒钟改变25次
B．电流表的示数为2A
C．R 的阻值为4Ω
1
D．电源的输出功率为32W
12．（2022·安徽师范大学附属中学模拟）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为
n、n，且n<n，定值电阻R、R 的阻值相等，图中电流表、电压表均为理想电表。在
1 2 1 2 1 2a、b端输入交变电流，其电流的有效值不随负载变化。当向下调节滑动变阻器R 的滑动端
3
P时，下列说法正确的是（ ）
A．电流表示数一定减少
B．R 消耗的功率一定大于R 消耗的功率
1 2
C．电源的输出功率增大
D．如果把定值电阻R 换成理想二极管，则通过R 的电流方向不变
1 2
三、实验题：本题共2小题，第13题6分，第14题9分，共15分。
13．（2022·湖北·襄阳五中二模）酒驾严重危害了公共交通安全，打击酒驾现象已成为日
常。如题图甲为交警使用的某种酒精检测仪，核心部件为酒精气体传感器，其电阻 与酒
精气体浓度x的关系如图乙所示。
（1）某同学自行设计了简易酒精检测仪，如图丙所示，用到的器材有酒精气体传感器 、
电源（电动势为 ，内阻未知）、电流表（满偏电流为 ，内阻为9.5 ），闭合
开关，周围无酒精气体，发现电流表刚好满偏，则电源内阻为___________ ；用该仪器
___________（选填“能”“不能”）检测酒驾；
驾驶员状态 非酒驾 酒驾
酒精气体浓度标准
小于0.2 大于或者等于0.2
检测器状态 只有绿灯亮 绿灯红灯都亮
（2）另一位同学查阅酒精检测仪说明书时看到题表，他根据自己的理解将酒精检测仪的内
部电路简化为题图丁。只有绿灯亮表示被测试者非酒驾，红绿灯一起亮表示被测试者酒驾。
图丁中电源电动势为 ，内阻不计， 为定值电阻， 为酒精气体传感器， 是
彩色小灯泡，颜色一红一绿，小灯泡电压达到 才会发光，则红灯为___________（选填“ ”），当红灯刚亮时通过其的电流为___________A（保留两位有效数字）。
14.（2022·湖南·长郡中学模拟）半导体薄膜压力传感器是一种常用的传感器，其阻值会随
压力变化而改变。现有一压力传感器：
（1）利用图甲所示的电路测量该传感器在不同压力下的阻值R ，其阻值约几十千欧，实
N
验室提供以下器材：
电源电动势为3V
电流表A（量程250μA，内阻约为50Ω）电压表V（量程3V，内阻约为20kΩ）
滑动变阻器R（阻值0~100Ω）
为了提高测量的准确性，开关S 应该接_________（选填“1”或“2”），开关S 应该接
1 2
__________（选填“3”或“4”）；
（2）通过多次实验测得其阻值RN随压力F变化的关系图像如图乙所示：
（3）由图乙可知，压力越大，阻值____________（选填“越大”或“越小”），且压力小
于2.0N时的灵敏度比压力大于2.0N时的灵敏度（灵敏度指电阻值随压力的变化率）
_______（选填“高”或“低”）；
（4）利用该压力传感器设计了如图丙所示的自动分拣装置，可以将质量不同的物体进行分
拣，图中R 为压力传感器，R'为滑动变阻器，电源电压为6V（内阻不计）。分拣时将质量
N
大小不同的物体用传送带运送到托盘上，OB为一个可绕O转动的杠杆，下端有弹簧，控
制电路两端电压小于3V时，杠杆OB水平，物体水平通过进入通道1，当控制电路两端电
压大于3V时，杠杆的B端就会被吸下，物体下滑进入通道2，从而实现分拣功能。若R'调
为30kΩ，取重力加速度g=10m/s2，该分拣装置可以实现将质量超过______________kg的
物体进行分拣（结果保留2位有效数字），若要将质量超过0.20kg的货物实现分拣，应该
将R'调成______________kΩ（结果保留3位有效数字）。
四、解答题：本题共4小题，第15题8分，第16题9分，第17题12分，第18题
16分，共45分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。
15．（2022·江苏省丹阳高级中学三模）如图甲所示为某一发电机的实物模型，其工作原理
可简化为如图乙所示：强磁场的磁感应强度大小为 矩形线圈的总电阻为0.3Ω、匝数
为50匝、面积为 ，可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。现将该发电机接在理想变压
器的原线圈上，副线圈接有规格均为“220V，110W”的灯泡 、 ，如图丙所示，现在使
发电机匀速转动，使两灯泡均正常发光，已知理想变压器的原副线圈匝数之比为1：10，
电压表为理想交流电表，其余电阻均不计。求：
（1）理想交流电压表的读数；
（2）手摇发电机匀速转动的角速度。
16．（2022·北京·清华附中模拟）正方形线框 在匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴
以角速度 匀速转动，如图所示。线框边长为L，匝数为N，线框的总电阻为r，外电
路的电阻为R，磁感应强度的大小为B。求：
（1）转动过程中产生的感应电动势的最大值E ；
m
（2）线圈转动过程中，图中电压表的示数U；
（3）从图示位置开始，线圈转过90°的过程中通过电阻R的电量q。
17．（2022·广东深圳·二模）图甲和图乙所示是手动式手电筒内振动式发电机的两个截面
图，半径为 、匝数为100的线圈a，所在位置的磁感应强度 。线圈a接原副
线圈匝数比为 的理想变压器，给两个额定电流均为 的灯泡供电。推动手柄使线圈
a沿轴线往复运动，线圈a中电动势随时间按正弦规律变化，如图丙所示。线圈a及导线电
阻不计。求：
（1）图丙中电动势的表达式；
（2）若手动发电的效率为 ，两灯泡正常发光，手动做功的功率；
（3）线圈a往复运动过程中的最大速度。18．（2022·北京丰台模拟）如图所示为一个小型交流发电机的示意图，其线框ABCD匝数
n=100匝，面积为S=0.02m2，总电阻r=10Ω，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，角速度
ω=100rad/s。已知匀强磁场磁感应强度B= T，矩形线框通过滑环与理想变压器相连，副
线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U=180V。从线框转至中性面位置开
始计时，求：
（1）线框中感应电动势的瞬时值表达式；
（2）电流表的示数；
（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R的阻值及消耗的电功率。
