章末综合测评 3 交变电流与远距离输电—2020-2021学年新教材鲁科版（2019）高中物理选择性必修第二册同步检测

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章末综合测评(三)　交变电流与远距离输

电

(时间：90 分钟　分值：100 分)

1．(4 分)下列关于变压器的说法正确的是(　　)

A．变压器工作的基础是自感现象

B．在原线圈中，电能转化为磁场能

C．电能能够从原线圈传递到副线圈，是因为原、副线圈通过导线连在一起

D．变压器对恒定电流也能变压

B　[变压器工作的基础是原副线圈的互相感应，并不是自感现象，在原线圈中电

能转化为磁场能，副线圈中磁场能转化成电能，电能是通过磁场从原线圈传递到副线

圈的，变压器只能对变化的电流有变压作用，综上所述，只有 B正确。]

2．(4 分)小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附

近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，

经降低电压后再输送至各用户。设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器

总功率的增加将导致(　　)

A．发电机的输出电流变小

B．高压输电线路的功率损失变大

C．升压变压器次级线圈两端的电压变小

D．降压变压器次级线圈两端的电压变大

B　[随着用电器总功率的增加，负载电流增大，导致线路上损耗加大，降压变压

器初级电压减小，其次级电压也随之减小；由于发电机输出电压稳定，所以升压变压

器初级电压不变，其次级电压也不变。]

3．(4 分)对在电能远距离输送中所造成的电压、功率损失，下列说法中正确的是 (

)

A．只有输电线的电阻才造成电压损失

B．只有输电线的电抗才造成电压损失

C．只有变压器的铜损和铁损才造成了输送中的功率损失

D．若用高压直流电输送，可以减小因电抗造成的电压、功率损失

D　[远距离高压输电过程中，不仅线路上的电阻会损失电压，电抗也会损失电压，

故A、B错误；输电过程中的功率损失是指输电线上的功率损失，故 C错误；若用高

压直流电输送，则只有电阻的影响，无电抗的影响，故 D正确。]

4．(4 分)一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的波形如图所示，由图

可以知道(　　)

A．0.01 s 时刻线圈处于中性面位置

B．0.01 s 时刻穿过线圈的磁通量为零

C．该交流电流有效值为 2 A

D．该交流电流频率为 50 Hz

B　[0.01 s 时刻电流最大，电动势最大，处于与磁感线平行的位置，故 A错，B对；

Im＝6.28 A，所以有效值 I＝ A≈4.44 A，故 C错；由题图知 T＝0.04 s，f＝ Hz＝25

Hz，故 D错。]

5．(4 分)超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电。现有

一直流电路，输电总电阻为 0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为 40 kW，电压为 800

V。若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不

变，那么节约的电功率为(　　)

A．1 kW B．1.6×103 kW

C．1.6 kW D．10 kW

A　[节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，I＝＝ A＝50 A，P线＝I2R

＝502×0.4 W＝1 000 W，故节约的电功率为 1 kW，A正确。]

6．(4 分)如图甲所示为理想变压器，原、副线圈的匝数比为 3∶2，在原线圈上通

入正弦交流电如图乙所示，设电流从原线圈 a端流入 b端流出时为电流正方向，副线

圈中电流由 c端流出 d端流入时为副线圈中电流正方向，那么副线圈中电流的有效值以

及在一个周期内副线圈电流达到正方向最大值对应于乙图中的时刻应是(　　)

甲　　　　　　　　　乙

A．1 A　0 B．1.5 A　0.5×10－2s

C．1.5 A　1×10－2s D.A 　1×10－2 s

C　[由题图乙知，原线圈中电流有效值 I1＝ A＝1 A，所以由＝得副线圈中电流的

有效值 I2＝＝×1 A＝1.5 A。副线圈中电流达最大值时，即为铁芯中磁通量变化最快的

时刻，对应题图乙所示，it 图像斜率最大的时刻，因此，只有 t＝0，t＝1×10－2 s 和t＝

2×10－2 s 三个时刻，综上所述正确的选项只可能是 C项。]

7.(4 分)如图所示，矩形线圈的面积为 S，匝数为 N，线圈电阻为 r，在磁感应强度

为B的匀强磁场中绕 OO′轴以角速度 ω匀速转动，外电路的电阻为 R。在线圈由图示

位置转过 90°的过程中，下列说法中正确的是(　　)

A．磁通量的变化量 ΔΦ＝NBS

B．通过电阻 R的电荷量 q＝

C．电阻 R上产生的焦耳热 Q＝

D．电阻 R上产生的焦耳热 Q＝

D　[线圈由图示位置转过 90°，磁通量变化量 ΔΦ＝BS，故选项 A错误；通过电阻

R的电荷量 q＝，故选项 B错误；感应电动势最大值 Em＝NBSω，转动时间 t＝＝，所

以Q＝I2Rt＝·Rt＝，故选项 C错误，选项 D正确。]

8．(12 分)发电机的转子是匝数为 100 匝、边长为 20 cm 的正方形线圈，将它置于

磁感应强度 B＝0.05 T 的匀强磁场中，绕着垂直于磁感线方向的轴以 ω＝100π rad/s 的

角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时，线圈和外电路的总电阻 R＝10

Ω。

(1)写出交变电流瞬时值表达式；

(2)线圈从计时开始，转过过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？

[解析]　(1)感应电动势的最大值为 Em＝nBSω＝20π V，Im＝＝2π A，

由于从线圈平面与磁场方向垂直位置开始计时，因此瞬时值用正弦表示，i＝2πsin

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