第五章 交变电流（能力提升）-2020-2021学年高二物理单元测试定心卷（人教版选修3-2）（解析版）

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《交变电流》能力提升
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一、单选题（本大题共 8小题，共 32 分）
1. 在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速运动，产生如图甲所示的正
弦交流电，把该交流电在图乙中理想变压器的 A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，
Rt
为热敏电阻
¿
温度升高时其电阻减小
¿
，R为定值电阻。下列说法正确的是
¿

¿
A.在
t=0.01 s
时，穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零
B.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为
u=36❑
√
2 sin 50 πt (V)
C.
处温度升高时，由于变压器线圈匝数比不变，所以电压表
V1
、
V2
示数的比值不变
D.
Rt
处温度升高时，电流表的示数变小，变压器输入功率变小
1.【答案】A
【解析】
A.当
t=0.01 s
时，
u=0
，此时穿过该线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率为零。
故A正确；
B.原线圈接的图甲所示的正弦交流电，由图知最大电压
36 ❑
√
2V
，周期
0.02 s
，故角速度是
ω=100 π
，
u=36❑
√
2 sin 100 πt (V)
，故 B错误；
C.
Rt
温度升高时，原线圈的电压不变；原副线圈电压比不变，但是
V2
不是测量副线圈电压，
Rt
温度升高时，阻值减小，电流增大，则 R电压增大，所以
V2
示数减小，则电压表
V1
、
V2
示数的比值增大，故 C错误；
D.
Rt
温度升高时，阻值减小，电流增大，而输出电压不变，所以变压器输出功率增大，而
输入功率等于输出功率，所以输入功率增大，故 D错误。
故选 A。
2. 甲、乙两矩形单匝金属线圈分别绕与磁感线垂直的轴在同一匀强磁场中匀速转动，输出交
流电的感应电动势图象如图中甲、乙所示，则
()
A.甲的频率是乙的 2倍
B.甲线圈的面积是乙的 6倍
C.
t=1s
时，两线圈中的磁通量均为零
D.
t=2s
时，两线圈均与磁感线平行
2.【答案】B
【解析】
A.由图知，甲的周期为 2s，乙的周期为 1s，则甲的频率是乙的
1
2
，故 A错误；
B.由
Em=NBSω
，
ω=2π
T
，可得：
6
2=S1
S2
×T2
T1
，解得：
S1
S2
=6
1
，故 B正确；
C.感应电动势为正弦图象，说明线圈从中性面开始计时，
t=1s
时，甲转过了半周，乙转过
了一周，所以两线圈仍位于中性面位置，磁通量均为最大值，故 C错误；
D.
t=2s
时，甲和乙都经历了整数倍周期，重新回到中性面位置，所以两线圈均与磁感线垂
直，故 D错误。
故选 B。
3. 2020 年3月28 日消息，随着复产复工有序推进，全国发电量、用电量出现明显回升．如图
所示，甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针匀速转动，产生的交变电流随时
间按正弦规律变化，其
i−t
图象如图乙所示，以下说法正确的是
A.线圈转动两周，电流的方向改变 2次
B.从线圈经过图示位置开始计时，则电动势 e随时间变化的规律为
e=Esinωt (V)
C.在
t=0.05 s
到
t=0.1 s
时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大
D.若只将线圈的转速变为原来的 2倍，则周期变为
0.1 s
3.【答案】D
【解析】
A.交变电流的方向在一个周期内方向改变两次；线圈转动两圈，电流的方向改变 4次，故 A
错误；
B.若从题图甲所示位置开始计时，即从垂直中性面位置开始计时，电动势 e随时间变化的
规律为
e=Ecosωt (V)
，故 B错误；
C.在
t=0.05 s
到
t=0.1 s
时间内，电流逐渐增大，穿过线圈的磁通量逐渐减小，根据法拉第
电磁感应定律可知磁通量变化加快，故 C错误；
D.由题图乙所示
i−t
图象可知电流的瞬时表达式可表示为
i=Imcosωt A
，则峰值为
10 A
，
周期为
0.2 s
，转速
n=5r/s
，当转速变 2倍，则角速度变为原来的 2倍，周期变为原来的
一半，即周期变为
0.1 s
，故 D正确。
故选 D。
4. 一交变电流 i随时间 t变化的图像如图所示，电流的周期为 1s，则电流的有效值为
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