高中物理-交变电流章末检测

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第五章交变电流章末测试卷三(答案含解析)—人教版高中物理选修3-2

人教版物理选修3-2第五章交变电流章末测试卷三一、单选题(共30分)1．(本题3分)如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大（）A．I0B．32I0C．02+I0D．022．(本题3分)如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（）A．通过线圈的最大电流为1.25A B．线圈的角速度为50rad/sC．电压表的示数为502V D．穿过线圈的最大磁通量为2πWb3．(本题3分)如图所示，矩形闭合导线框abcd处于水平方向的匀强磁场中，线框绕垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接有一只“11V，33W”的灯泡.当灯泡正常发光时，变压器输入电压u=33√2cos10πt(V).下列说法正确的是（）A．图示位置可能是计时起点B．图示位置通过线框的磁通量变化率最小C．变压器原、副线圈匝数之比为3√2:1D．电流表A的示数为√2A4．(本题3分)如图所示，电阻不计面积为S的矩形线圈在匀强磁场B中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，产生e＝2202sin100πtV的正弦交流电，理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，灯泡的电阻R L＝10Ω(不考虑电阻的变化)，C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，刚开始开关S断开，下列说法正确的是()A．线圈从t＝0时刻到转过180°的过程中矩形线圈的磁通量变化量为零B．交流电压表的示数为202VC．闭合开关S后，电阻R上不产生焦耳热D．灯泡的功率小于48.4W5．(本题3分)远距离输电线路的示意图如图所示，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，下列说法错误的是（）A．升压变压器的原线圈中的电流变大B．升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6．(本题3分)如图所示,某小型发电站发电机输出的交变电压为500V,输出的电功率为50kW,用电阻为3Ω的输电线向远处输电,要求输电线上损失的功率为输电功率的0.6% ,则发电站要安装一升压变压器,到达用户再用降压变压器变为220V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个输电过程,下列说法正确的是()A．升压变压器的匝数比为1:100B．输电线上的电流为100AC．输电线上损失的功率为300WD．降压变压器的输入电压为4700V7．(本题3分)当交流发电机的转子线圈平面与磁感线平行时，电流方向如图所示，当转子线圈平面旋转到中性面位置时（）A ．线圈中的感应电流最大，方向将不变B ．线圈中的感应电流最大，方向将改变C ．线圈中的感应电流等于零，方向将不变D ．线圈中的感应电流等于零，方向将改变8．(本题3分)如图所示，边长为L=0.2 m 的正方形线圈abcd ，其匝数n=10，总电阻为r=2Ω，外电路的电阻为R=8Ω，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B=1T ，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω= 2 rad/s 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表达式e=0.8sin 2tB ．从t=0到t=4π 时间内，通过R 的电荷量q=0.02C C ．从t=0到t=4π时间内，电阻R 上产生的热量为Q = 3.2π×10-4J D ．在t=4π时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，此时线圈中的磁通量随时间变化最慢 9．(本题3分)如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈一侧接一输出电压恒为U 1的正弦交流电源，电阻R 1，R 2，R 3，R 4的阻值相等。

章末验收评估(五) 交变电流

章末验收评估(五)交变电流(时间90分钟满分100分)题号一二三四总分111213141516得分第Ⅰ卷(选择题)一、单项选择题(本题共6个小题，每小题4分，共24分。

每小题只有一个选项正确)1．以下说法正确的是()A．交变电流的有效值就是它的平均值B．任何交变电流的有效值都是它最大值的1 2C．如果交变电流接在电阻R上产生的热量为Q，那么该交变电流的有效值为Q RD．以上说法均不正确2．频率为50 Hz的交变电流，其电压u＝120 2 sinωt V，把它加在激发电压、熄灭电压均为85 V的霓虹灯的两端，则在半个周期内霓虹灯点亮的时间是()A.150s B.1100sC.1150s D.1200s3.如图1所示电路，电阻R1与电阻R2阻值相同，都为R，和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看做零，反向电阻可看做无穷大)，在A、B间加一正弦交流电u＝202sin 100πt (V)，则加在R2上的电压有效值为()图1A．10 V B．20 VC．15 V D．510 V4．如图2所示，当交流电源的电压有效值U＝220 V，频率f＝50 Hz时，3只灯L1、L2、L3的亮度相同(L无直流电阻)，若将交流电源的频率变为f＝100 Hz，则()图2A．L1灯比原来亮B．L2灯比原来亮C．L3灯比原来亮D．L3灯比原来暗5．如图3所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流)。

产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器)之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是()图3A．一定是降压变压器，因为P＝I2R，降压后电流减小，导线上损失的电能减少B．一定是降压变压器，因为P＝U2/R，降压后电压降低，导线上损失的电能减少C．一定是升压变压器，因为I＝U/R，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强D．一定是升压变压器，因为P＝UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少6．如图4甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按余弦规律变化。

章末检测1：交变电流

章末检测卷二(第五章)(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分)1．如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsin ωt的图是()答案 A解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，且从中性面开始计时，产生的电动势e＝BSωsin ωt，由此判断，只有A选项符合．2．500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程，我省超高压输电工程正在紧张建设之中．若输送功率为3 200万千瓦，原来采用200千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为P损，则采用500千伏超高压输电后，在输电线上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)()A．0.4P损B．0.16P损C．2.5P损D．6.25P损答案 B解析根据P损＝P2U2r可知：当输电电压由200 kV升高到500 kV时，其线路损耗由P损减小到0.16P损，选项B正确．3．一交流发电机，当转速为n1时，其交变电动势e＝220sin(100πt) V，现有如下的说法，其中正确的是()A．在t＝0时，线圈中的磁通量为0B．该交流发电机线圈的转速为50 r/sC．若加在标有“220 V,100 W”的灯泡的两端，灯泡能正常发光D．若线圈的转速加倍，则交变电压的最大值、有效值增大一倍而频率不变答案 B解析因为交变电流的瞬时表达式为e＝E m sin ωt，其中E m＝nBSω表示最大值，ω＝2πf.当转速用r/s作为单位时，转速与频率的数值相等．最大值为有效值的2倍，则该电动势的最大值为220 V，而灯泡的标注值是有效值，所以选项C、D错误，选项B正确．当t＝0时，e＝0，此时线圈处于中性面的位置，磁通量最大，因此选项A错误．4．如图1所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W ”灯泡一只，且灯泡正常发光，则 ( )图1A ．电流表的示数为32220 AB ．电源输出功率为1200 WC ．电流表的示数为3220 AD ．原线圈两端电压为11 V 答案 C解析副线圈电压U 2＝220 V ，电流I 2＝P U 2＝311 A ，则原线圈两端电压U 1＝201×U 2＝4400 V ，电流I 1＝120×I 2＝3220 A ，所以电流表示数为3220 A ，选项A 、D 错误，C 正确．电源输出功率等于灯泡消耗的功率，为60 W ，选项B 错误，故选C.5．多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速．现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的，如图2所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个12周期中，前面的14被截去，从而改变了电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为 ( )图2A ．U m B.U m2C.U m2 D.U m 4答案 C解析由有效值的定义知U 2R T ＝(U m 2)2R ×T 2得U ＝U m2.C 项正确．6．如图3甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝6∶1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中L 为电感线圈、C 为电容器、R 为定值电阻．当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光．如果加在原线圈两端的交流电的峰值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变后与改变前相比，下列说法中正确的是( )图3A ．副线圈两端的电压有效值均为6 VB ．副线圈两端的电压有效值均为108 2 VC ．灯泡Ⅰ变亮，灯泡Ⅱ变亮D ．灯泡Ⅱ变暗，灯泡Ⅲ变亮答案 D解析由题图乙知，所接电压峰值为36 V ，由U 1U 2＝n 1n 2，则副线圈峰值电压为6 V ，有效值为3 2 V ，A 、B 错误；当频率变为原来的2倍，则电感对交流电阻碍变大，电容对交流电阻碍变小，电阻不变，C 错误，D 正确．二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分．每题至少有两个选项正确，选对得5分，漏选得2分，错选得0分)7．如图4甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a 、b 所示，则( )图4A ．两次t ＝0时刻线圈平面均与中性面重合B ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3C ．曲线a 表示的交变电动势频率为25 HzD ．曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V 答案 AC解析 A ．从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A 正确．B ．从图象可知，曲线a 、b 对应的线圈转动的周期之比为2∶3，则转速之比为3∶2，故B 错误．C ．由图象可知曲线a 的周期T a ＝4×10－2 s ，则曲线a 表示的交变电动势频率f a ＝1T a ＝25 Hz ，故C 正确．D ．交变电动势的最大值E m ＝nBSω，则曲线a 、b 表示的交变电动势的峰值之比为E m a ∶E m b ＝ωa ∶ωb ＝3∶2，即E m b ＝23E m a ＝10 V ，故曲线b 表示的交变电动势的有效值为E 有＝102 V＝5 2 V ，D 错误．8．如图5甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有0.5 A 的保险丝L ，原线圈匝数n 1＝600匝，副线圈匝数n 2＝120匝．当原线圈接在如图乙所示的交变电源上时，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接 ( )图5A ．阻值为14.4 Ω的电阻B ．并联两盏“36 V,40 W ”的灯泡C ．工作频率为10 Hz 的电视D ．耐压值为36 V 的电容器答案 AB解析理想变压器可以变压、变流，但不可以改变功率和频率；由题图乙可知，原线圈中交变电源的周期为0.02 s ，频率为50 Hz ，则副线圈得到的交变电流的频率也为50 Hz ，故接入工作频率为10 Hz 的电视不能正常工作，C 错误；由题图乙可知，原线圈所接电源的电压有效值为180 V ，由理想变压器特点可知，变压比等于匝数比，则U ＝120600×180 V ，得U ＝36V ，B 中两灯泡接入电路时，原线圈中的电流I 1＝49 A ≈0.44 A ＜0.5 A ，B 正确；副线圈两端电压的有效值为36 V ，但其最大值大于电容器的耐压值，故D 错误；由理想变压器特点可知，原、副线圈消耗的功率相等，则(36 V )2R ＝180 V ×0.5 A ，解得R ＝14.4 Ω，A 正确．9．如图6所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合开关S ，下列说法正确的是( )图6A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大答案 BD解析由于理想变压器输入电压U 1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U 2也不变，灯L 亮度不随P 的滑动而改变，故选项A 错误，选项B 正确．P 向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻R 总减小，由I 2＝U 2R 总知，通过副线圈的电流I 2增大，输出功率P 2＝U 2I 2增大，再由I 1I 2＝n 2n 1知输入电流I 1也增大，故选项C 错误，D 正确．10．如图7所示，在远距离输电过程中，若保持升压变压器原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是 ( )图7A ．升高U 1会减小输电电流I 2B ．升高U 1会增大线路的功率损耗C ．升高U 1会增大线路的电压损耗D ．升高U 1会提高电能的利用率答案 AD解析提高输电电压U 1，由于输入功率不变，则I 1将减小，又因为I 2＝n 1n 2I 1，所以I 2将减小，故A 正确；线路功率损耗P 损＝I 22R ，因此功率损耗在减小，电压损失减小，故B 、C 错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，故D 正确．三、填空题(本题共2小题，共12分)11．(6分)一交流电压随时间变化的图象如图8所示，则此交流电的频率是________ Hz ，若将该电压加在10 μF 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于________V ；若将该电压加在一阻值为1 kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于________ A.图8答案 50 200 0.14解析由题图知T ＝0.02 s ，U m ＝200 V 而f ＝1T所以f ＝50 Hz ，电容器耐压值应不小于200 V ， I ＝U m 2·1R ＝10021000A ≈0.14 A.因为保险丝熔断电流指有效值，所以电路中保险丝熔断电流不能低于0.14 A.12．(6分)如图9所示，理想变压器原线圈与一10 V 的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a 和b .小灯泡a 的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，可计算出原、副线圈的匝数比为________，流过灯泡b 的电流为________A.图9答案 10∶3 0.2解析由P ＝U 2R 可知灯泡a 两端电压即副线圈两端电压，U 2＝PR ＝3 V ，故n 1n 2＝U 1U 2＝103，再由理想变压器输入功率等于输出功率可得I 1U 1＝P a ＋I b U 2，故I b ＝0.2 A.四、计算题(本题共4小题，共44分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要解题步骤，有数值计算的要注明单位)13．(10分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n ＝100匝．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图10所示，发电机内阻r ＝5.0 Ω，外电路电阻R ＝95 Ω.已知感应电动势的最大值E m ＝nωΦm ，其中Φm 为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．图10答案 1.4 A解析从Φ－t 图象可以看出 Φm ＝1.0×10－2 Wb ， T ＝3.14×10－2 s ，已知E m ＝nωΦm ，又ω＝2πT，故电路中电流最大值I m ＝E m R ＋r ＝n ·2π·ΦmT (R ＋r )＝100×2×3.14×1.0×10－23.14×10－2×(95＋5.0) A ＝2 A. 交流电流表读数I ＝I m /2≈1.4 A.14．(10分)如图11所示，匝数为100匝、边长为0.2 m 的正方形线圈，在磁感应强度为2 T 的匀强磁场中，从中性面开始以10π rad/s 的角速度绕OO ′轴匀速转动．若线圈自身电阻为2 Ω，负载电阻R ＝6 Ω，π2≈10，则开始转动120s 内在R 上产生的热量为多少焦耳？图11答案 150 J解析电动势最大值为E m ＝nBSω＝100×2×0.2×0.2×10π V ＝80π V 有效值为：E ＝E m /2＝402π V 电流有效值为：I ＝E R ＋r ＝402π6＋2 A ＝52π A 故产生的热量为Q ＝I 2Rt ＝150 J.15．(12分)如图12所示，匀强磁场磁感应强度B ＝0.5 T ，匝数为n ＝50匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴OO ′匀速转动，每匝线圈长为L ＝25 cm ，宽为d ＝20 cm.线圈每分钟转动1 500转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时．图12(1)写出感应电动势e 的瞬时值表达式；(2)若每匝线圈本身电阻r ＝0.02 Ω，外接一阻值为13 Ω的用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出感应电流i 的瞬时值表达式；(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势e ′和感应电流i ′的瞬时值表达式如何？(4)画出(1)(2)中的e －t 、i －t 图象．答案见解析解析 (1)线圈匝数n ＝50，磁场的磁感应强度B ＝0.5 T ，线圈转动的角速度ω＝2πf ＝2π×1 50060 rad /s ＝50π rad/s ，线圈的面积S ＝Ld ＝0.05 m 2所以E m ＝nBSω＝50×0.5×0.05×50π V ≈196 V 从图示位置计时，有e ＝E m cos ωt ＝196cos(50πt ) V . (2)若r ＝0.02 Ω，则r ′＝50 r ＝0.02×50 Ω＝1 Ω R 总＝R ＋r ′＝13 Ω＋1 Ω＝14 Ω I m ＝E m R 总＝19614A ＝14 A 所以i ＝I m cos ωt ＝14cos (50πt ) A(3)若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时，即从中性面开始计时，感应电动势和感应电流的瞬时值表达式分别为e ′＝196sin (50π t ) V ，i ′＝14sin (50πt ) A. (4)因为ω＝50π，所以T ＝2πω＝0.04 s ，E m ＝196 V ，I m ＝14 A(1)(2)中的e －t 、i －t 图象分别如图甲、乙所示．甲乙16．(12分)风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图13所示风车阵中发电机输出功率为100 kW ，输出电压是250 V ，用户需要的电压是220 V ，输电线总电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：图13(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比； (2)用户得到的电功率是多少？答案 (1)1∶20 240∶11 (2)96 kW解析 (1)输电线损失的功率P 线＝100 kW ×4%＝4 kW ，又P 线＝I 22R 线所以输电线电流I 2＝I 3＝P 线R 线＝20 A 原线圈中输入电流I 1＝P U 1＝100 000250 A ＝400 A所以n 1n 2＝I 2I 1＝20 V 400 V ＝120则U 2＝U 1n 2n 1＝250×20 V ＝5 000 VU 3＝U 2－U 线＝5 000 V －20×10 V ＝4 800 V 所以n 3n 4＝U 3U 4＝4 800 V 220 V ＝24011(2) 用户得到的电功率P 出＝100 kW ×96%＝96 kW。

交变电流章末检测

交变电流单元测试一、选择题(本题共8小题，每小题5分，共40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，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．根据交变电流瞬时表达式i＝5sin500t(A)可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是( )A．2 ms B．1 msC．6.28 ms D．3.14 ms2．边长为L的正方形闭合线圈共n匝，在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω绕垂直于磁感线并在线圈平面内的轴匀速转动，要使线圈中的感应电流增大1倍，下列措施可采用的是( )A．只将角速度ω增大1倍B．只将线圈边长L增大至2LC．只将线圈匝数增加至2nD．只将磁感应强度增至2B3．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈内的感应电动势e随时间t的变化如图所示，则下列说法中正确的是( )A．t1时刻通过线圈平面的磁通量为零B．t2时刻通过线圈平面的磁通量最大C．t4时刻通过线圈平面的磁通量的变化率的绝对值最大D．每当感应电动势e变换方向时，通过线圈平面的磁通量的绝对值都为最大4．两只相同的电阻，分别通以正弦波形的交流电和方波形的交流电，两种交流电的最大值相等，且周期相等．在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形的交流电在电阻上产生的焦耳热为Q1，其与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比Q1∶Q2等于( )A．1∶1B．2∶1C．1∶2D．4∶35．(2010年高考山东卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图5－5甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是()A．副线圈输出电压的频率为50 HzB ．副线圈输出电压的有效值为31 VC ．P 向右移动时，原、副线圈的电流比减小D ．P 向右移动时，变压器的输出功率增加6.如图5－3所示，变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节，在某一频率时，A 1、A 2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是( )A ．如果将频率增大，A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强B ．如果将频率增大，A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱C ．如果将频率减小，A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强D ．如果将频率减小，A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱7.下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是( )A.因为热功率RU P 2，所以应降低输电电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗B.因为热功率P =UI ，所以应采用低电压，小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗C.因为热功率P =R I 2，所以可采用减小输电线电阻或减小输电电流的方法来减小输电导线上的热损耗 D.以上说法均不正确8.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，随用电器功率的增加将导致（）A.升压变压器初级线圈中的电流变小B.升压变压器次级线圈两端的电压变小C.高压输电线路的电压损失变大D.降压变压器次级线圈两端的电压变小二、计算题(本题共4小题，共60分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)9.(15分)如图所示，线圈abcd 的面积是0.05m 2，共100匝；线圈总电阻为1Ω，外接电阻R =9Ω，匀强磁场的磁感应强度为1B π=T ，当线圈以300r/min 的转速匀速旋转时，求： (1)线圈中感应电动势的峰值E m ．(2)若线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式．(3)线圈转过130s 时电动势的瞬时值多大？(4)在右图中画出电动势随时间变化的图象．10．(15分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n ＝100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图5－10甲所示．发电机内阻r ＝5.0 Ω，外电路电阻R ＝95 Ω.已知感应电动势的最大值E max ＝n ωΦmax ，其中Φmax 为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．图5－10ROO 'abc d熔断器霓虹灯11．（15分）如图所示，一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的交流电上，向额定电压为1.80×104V 的霓虹灯供电，使它正常发光。

粤教版高中物理选修(3-2)第二章《交变电流》章末测试含教学反思教学设计案例说课稿学案

章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分)1．如图1所示为交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是( )．图1A ．5 2 AB ．5 A C.722 A D ．3.5 A解析题图所示图象中的交变电流在一个周期内产生的热量：Q ＝I 21R T 2＋I 22R T 2＝(42)2R T 2＋(32)2R T 2＝25RT . 令此交变电流的有效值为I ，应有Q ＝I 2RT ，故I 2RT ＝25RT ，解得I ＝5 A ．B 项正确．答案 B2．(2010·三亚模拟)如图2所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n ，原线圈接正弦交流电压U ，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R ，当输入端接通电源后，电流表读数为I ，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是( )．图2A ．原线圈中的电流为nIB．变压器的输入功率为UI nC．电动机输出的总功率为I2R D．电动机两端电压为IR解析电流表的读数为副线圈电流，所以原线圈电流为In，故A错误；原线圈的输入功率则为U In，故B对；电动机上的热功率为I2R，电动机消耗功率为U In，两端电压为Un，故C、D错误．答案 B3．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图3甲所示，则下列说法正确的是()．图3A．t＝0时刻，线圈平面位于中性面位置B．t＝0.01 s时刻，Φ的变化率最小C．t＝0.02 s时刻，交流电动势达到最大D．该线圈相应产生的交流电动势的图象如图4乙所示解析由Φ-t图知，t＝0时，Φ最大，即线圈处于中性面位置，此时e＝0，故A项正确、D项错误；由图知T＝0.04 s，在t＝0.01 s时，Φ＝0，ΔΦΔt最大，e最大，则B项错误；在t＝0.02 s时，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e＝0，则C项错误．答案 A4．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题．经检查，电源总开关中漏电保护器动作切断了电源．漏电保护器电路如图4所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中的电流经放大器放大后便推动断电器切断电源．造成漏电保护器动作切断电源的原因判断为磁卡机用电端()．图4A．零线与火线之间漏电B．火线与地之间漏电或零线直接接地C．只有火线与地之间漏电才会产生D．刷卡机装得过多，造成电流太大解析由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电．答案 B5．图5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()．图5A．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) VD．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1 10解析因图象的纵坐标上电压的正负表示电压的方向，因此两图均为交流电，A项错；对于正弦交流电才有U有效＝U m2，虽然两图的峰值相同，但图乙非正弦(余弦)交流电不适用上式有效值的求法，故B错；正弦交流电电压瞬时值的表达式为U＝U m sin ωt，由图象可知U m＝311 V，T＝2×10－2s，可得ω＝2πT＝100π，代入上式得U＝311sin(100πt)，故C项对；由变压器原理可知变压器只能根据匝数比改变电压和电流，它不会改变周期和频率，故D错．答案 C二、双项选择题(本题共5小题，每小题8分，共40分)6．一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速度转动，产生交变电动势的瞬时值表达式为e＝102sin(4πt ) V，则()．A．该交变电动势的频率为2 HzB．零时刻线圈平面与磁场垂直C．t＝0.25 s时，e达到最大值D．在1 s时间内，线圈中电流方向改变100次解析由题中给出的电动势的表达式可以得到该交变电动势的角速度是4π，由角速度和周期、频率的关系ω＝2πT＝2πf得到此交变电动势的频率为2 Hz，周期是0.5 s，所以选项A正确．周期是0.5 s，所以1 s内线圈中的电流方向改变4次，选项D错误．代入表达式t＝0.25 s，得到e＝0，选项C错误．零时刻，电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，选项B正确．综上所述，本题的正确选项为A、B.答案AB7．如图6所示，2008年1月10日开始的低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损毁严重．此次灾害牵动亿万人的心．为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的融冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为U ，电流为I ，热耗功率为ΔP ；除冰时，输电线上的热耗功率需变为9ΔP ，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )．图6A ．输电电流为3IB ．输电电流为9IC ．输电电压为3UD ．输电电压为13U解析高压线上的热耗功率ΔP ＝I 2·R 线①若热耗功率变为9ΔP ，则9ΔP ＝I ′2·R 线②由①②得I ′＝3I ，A 对．又输送功率不变，由P ＝UI ＝U ′I ′得U ′＝13U ，所以D 对．答案 AD8．如图7所示，T 为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab 和cd 的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键S 闭合时( )．图7A ．交流电压表V 1和V 2的示数一定都变小B ．交流电压表只有V 2的示数变小C ．交流电流表A 1、A 2和A 3的示数一定都变大D．电流表A1、A2的示数变大解析闭合S时，输出电路电阻减小，副线圈中电流增大，V1示数不变，V2示数变小，A2示数变大，则A1示数也变大，由于V1示数不变，A2示数变大，V2示数变小，则A3示数变小．B、D项正确．答案BD9．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的．但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图8所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10 000 V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了．下列说法中正确的是()．图8A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的B．汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压C．接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压D．汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数解析汽车柴油机压缩汽缸内空气，实际上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度升高到一定温度时，柴油着火燃烧．汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压12 V断电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压10 000 V，而达到产生火花的目的，所以电源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A、D正确．答案AD10．(2010·徐州模拟)我国“西电东送”采用高压输电，继三峡至常州500 k V直流输电工程后，又实现了三峡至广东的500 k V直流输电工程．采用高压直流输电有利于不同发电机为同一电网供电和不同电网的互联．关于高压直流输电，下列说法正确的是()．A．高压输电可以减小输电电流，从而减少输电导线的能量损失B．恒定的直流输电可以有效消除交流高压输电中感抗和容抗的影响C．可以加快输电的速度D．为实现高压直流输电，可以用变压器直接改变恒定电流的电压解析在功率一定时，采用高压输电，根据P＝UI，可以通过减小电流，从而减少输电导线的能量损失，A项正确；交流电由于感抗和容抗的作用，不能无限升压，而利用直流输电可以有效弥补这个缺陷，B项正确；两种输电方式都不能改变输电的速度，C项错误；变压器只能改变交变电流的电压，D项错误．答案AB三、非选择题(本题共2小题，共30分．计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)11．(15分)如图9甲所示，在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只R＝1 Ω的电阻，导轨间距L＝0.2 m，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.8 T．一根电阻r＝0.3 Ω的导体棒ab置于导轨上，且始终与导轨良好接触，若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ和MN之间运动，其速度图象如图9乙所示(正弦曲线)．求：图9(1)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式；(2)整个电路在1分钟内产生的热量．解析(1)由速度图象得，某时刻导体棒运动速度表达式v＝10sin(10πt) m/s导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝BL v＝10BL sin(10πt)＝1.6sin(10πt) V (2)感应电动势的最大值为E m＝10BL＝1.6 V感应电动势的有效值为E＝E m2＝452V回路中的总电阻为R′＝r＋R2＝0.8 Ω电流I＝ER′＝ 2 A整个电路在1分钟内产生的热量为Q＝I2R′t＝96 J.答案(1)e＝1.6sin(10πt) V(2)96 J12．(15分)三峡水利枢纽工程是长江流域治理开发的关键工程，是中国规模最大的水利工程．枢纽控制流域面积为1.0×106 km2，占长江流域面积的56%，坝址处年平均流量为Q＝4.51×1011 m3.水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面．在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量(指26台发电机组同时工作的总发电功率)为P＝1.82×107 kW，年平均发电量约为W＝8.40×1010 kW·h.该工程已全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面．阅读上述资料，解答下列问题(水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)：(1)若三峡电站上、下游水位差按h＝100 m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率η的公式，并计算出效率η的数值．(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天？(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为P1＝4.5×105 kW，采用超高压输电，输电电压为U＝500 kV，而发电机输出的电压约为U0＝18 kV.若输电线上损耗的功率为输电功率的5%，求发电站的升压变压器原、副线圈的匝数比和输电线路的总电阻．解析(1)一年水流做功(即减少的势能)W′＝Qρg h.水流的势能转化为电能的效率η＝WW′＝WQρgh，将数据代入上式得η≈67%.(2)设每台发电机组平均年发电n天，则W＝Pt，即P×n×24＝W.所以n＝W24P＝8.40×10101.82×107×24天≈192.3天．(3)升压变压器原、副线圈的匝数比n1n2＝U0U＝18500＝9250，输电线上的电流I＝P1U＝900 A.损失功率P损＝5%P1＝I2r，所以r≈27.8 Ω.答案(1)η＝WQρgh67%(2)192.3天(3)925027．8 Ω。

交变电流流电章末检测A4

交流电章末检测1．(多选)关于交变电流和直流电的说法中，正确的是()A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．交变电流的最大特征就是电流的方向发生周期性的变化2．下图所示的四种随时间变化的电流图像，其中属于交变电流的是()3．如图甲所示，Ⅰ、Ⅱ两个并排放置的共轴线圈，Ⅰ中通有如图乙所示的交变电流，下列判断错误的是()A．在t1到t2时间内，Ⅰ、Ⅱ相吸B．在t2到t3时间内，Ⅰ、Ⅱ相斥C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间吸引力最大4．如右图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上如下图所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的是()5．(多选)矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面内的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是()A．当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大B．当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零C．每当线框经过中性面时，感应电动势或感应电流方向就改变一次D．线框经过中性面时，各边不切割磁感线6．(多选)关于交变电流的周期和频率，下列说法中正确的是()A．交变电流最大值连续出现两次的时间间隔等于周期的一半B．1 s内交变电流出现最大值的次数等于频率C．交变电流方向变化的频率为交变电流频率的2倍D．50 Hz的交变电流，其周期等于0.05 s7．(多选)在交流电路中，下列说法正确的是()A．影响电流与电压的关系的不仅有电阻，还有电感和电容B．电感对交变电流有阻碍作用，是因为交变电流通过电感线圈时，线圈中产生自感电动势阻碍电流的变化C．交变电流能通过电容器，是因为交变电压的最大值大于击穿电压，电容器被击穿了D．电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗就越大8．(多选)关于变压器的构造和工作原理，下列说法中正确的是()A．原、副线圈缠绕在一个闭合铁芯上，是为了减少磁场能的损失，有效地传送电能B．铁芯不用整块金属做成，是为了防止将原、副线圈短路，造成危险C．变压器不改变交变电流的频率，只改变电压大小D．当原线圈接入大小不断变化的直流电时，副线圈也有电压输出9．如图所示，三个灯泡相同，而且足够耐压，电源内阻忽略。

人教版高中物理选修3-2交变电流章末检测.docx

高中物理学习材料桑水制作交变电流章末检测一、选择题1．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈内的感应电动势e随时间t的变化如图所示，则下列说法中正确的是 ( )A．t1时刻通过线圈平面的磁通量为零B．t2时刻通过线圈平面的磁通量最大C．t4时刻通过线圈平面的磁通量的变化率的绝对值最大D．每当感应电动势e变换方向时，通过线圈平面的磁通量的绝对值都为最大2．有一电子器件，当其两端电压高于100V时则导电，等于或低于100V时则不导电，若把这个电子器件接到“100V，50Hz”的正弦交流电源上，这个电子器件将（）A．不导电 B．每秒钟导电50次C．每秒钟导电100次 D．每次导电时间为0.005s3．下列提到的交流电，哪一个不是指有效值（）A．交流电压表读数 B．保险丝的熔断电流C．电容器的击穿电压 D．220V交流电压4．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动1800角过程中，平均感应电动势和最大电动势之比为（）A．π/2 B．2/π C．2π D．π5．矩形线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动产生的交流电，穿过线圈平面的磁通量Φ与产生的感应电动势e的大小关系正确的是（）A．Φ最大，e最大B．Φ最小，e最小 C．Φ最大，e最小D．Φ最小，e 最大6．在匀强磁场中的矩形线圈从中性面开始匀速转动，穿过线圈平面的磁通量Φ与时间t 的图象可能是下图中的哪一个（） 7．如图所示(a)、(b)两电路中，当a 、b 两端和e 、f 两端分别加上220V 的交流电压时，测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110V 。

若分别在c 、d 与g 、h 两端加上110V 的交流电压，则a 、b 间与e 、f 间的电压分别（）A ．220V 、220VB ．220V 、 110VC ．110V 、110VD ．220V 、08．如图所示为一理想变压器，S 为一单刀双掷开关，P 为滑动变阻器的滑动片，U 1为加在原线圈两端的电压，I 1为原线圈中的电流。

高中物理第五章交变电流章末检测新人教选修

第五章交变电流章末检测时间：90 分钟分值： 100 分第Ⅰ卷 ( 选择题共48分)一、选择题 ( 此题有 12 小题，每题 4 分，共48 分．此中1～ 9 题为单项选择题，10～ 12 题为多项选择题 )1.关于如下图的电流i 随时间 t 做周期性变化的图象，以下说法中正确的选项是() 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，是沟通电C．电流的周期是0.02 s ，最大值是0.2 AD．电流做周期性变化，是沟通电【分析】方向随时间做周期性变化是交变电流最重要的特点．因为在此坐标系中电流的方向用正负表示，所以此电流的方向没有改变，是直流电， A 正确，B、D错；由图象能够看出电流的周期是0.01 s，而不是0.02 s，C 错误．【答案】A2．图甲、乙分别表示两种电压的波形，此中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分，以下说法错误的选项是()A．图甲、图乙均表示沟通电B．图甲所示电压的刹时价表达式为u＝20sin(100π t ) VC．图乙所示电压的有效值为20 VD．图乙所示电压的有效值为10 V【分析】依据交变电流定义，图甲、图乙均表示沟通电，图甲所示电压的刹时价表达式为 u＝20sin(100π t ) V，选项A、B正确．由有效值定义，22U2 R×0.02 ＝0.04 ×R，解得题图乙所示电压的有效值为10 V ，选项 D 正确， C错误．【答案】 C3.如右图所示是一调压变压器原理图，如将它作为升压变压器使用，则() A．将沟通电源接在a、 b 端，用电器接在c、 d 端B．将沟通电源接在c、 d 端，用电器接在a、 b 端C．将沟通电源接在a、 c 端，用电器接在b、 d 端D．若要进一步升压，应使P逆时针方向旋转【分析】依据变压器电压关系U1n1＝可知，要升压就一定增添副线圈的匝数，即要保证U2n2输出端的匝数多于输入端的匝数，故 B 正确．【答案】B4．如下图甲、乙两电路中，当a、 b 两头与 e、f 两头分别加上220 V 的沟通电压时，测得 c、d 间与 g、 h 间的电压均为110 V．若分别在c、d两头与g、h两头加上 110 V 的沟通电压，则 a、 b 间与 e、 f 间的电压分别为()A．220 V,220 V B．220 V,110 VC．110 V,110 V D．220 V,0 V【分析】第一要搞清楚变压器和分压器在改变电压原理上的实质不一样．关于变压器，a、b 间与c、d 间的电压比老是等于它们间线圈的匝数比，与哪一个是原线圈没关，故a、b 间接220 V的沟通电压，c、 d 间的电压为110 V ，c、d间改接110 V的沟通电压，则a、 b 间应输出电压为220 V ；而关于分压器，当e、 f间接220 V的电压时，电阻的e、 g 与f 、 g 部分串联， g、h 间电压仅是 f 、g 部分电阻的电压，当g、 h 间接110 V 的电压时，因为e、 g 部分无电流， e、 g 两点等电势，故e、 f间的电压等于g、 h 间的电压，故只有选项 B 正确．【答案】B5.交变电流电压的有效值为 6 V ，它和电阻R1、 R2及电容器C、电压表一同连结成如下图的电路，图中电压表的读数为U1，为了保证电容器 C 不被击穿，电容器的耐压值为U2，电容器在电路中正常工作，则()A．1＝6 2V2＝6 VU UB．U1＝ 6 V U2＝3 2 VC．1＝6 2V2≥6 VU UD．U＝6 V U≥62V12【分析】电压表读数为沟通电压的有效值，所以电压表读数U1＝6 V，电容器耐压值应大于沟通电压的最大值，U2≥62 V.【答案】D6．某电源输出的电流既有沟通成分又有直流成分，而我们只要要稳固的直流，以下设计的电路图中，能最大限度使电阻R2获取稳固直流的是()【答案】A7．在如下图的沟通电路中，保持电源电压必定，当交变电流的频次增大时，各电压表的示数将 ()A．V1、 V3增大，V2减小B．V1不变， V2减小，C．V1不变， V2增大，D．V1、 V2、 V3都不变V3增大V3减小【分析】电感线圈对沟通电的阻挡作用跟着频次的增大而增大，所以电压表V2示数增大，电容器对沟通电的阻挡作用跟着频次的增大而减小，电压表V3减小，电压表V1不变，故选C.【答案】C8．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1 ： n 2＝： 1，电阻 R ＝ 20 Ω ，L 1、 L 2为规格同样的两只小灯泡， S 1 为单刀双掷开关．原线圈接正弦交变电流，输入电压 u 随时间 t的变化关系如图乙所示．现将S 接 1，S 闭合，此时 L 正常发光．以下说法正确的选项是 ()122A ．输入电压 u 的表达式 u ＝ 20 2sin(50 π t ) VB ．只断开 21 2S 后， L 、L 均正常发光C ．只断开 S 后，原线圈的输入功率增大2D ．若 S 1 换接到 2 后， R 耗费的电功率为 0.8 W2π【分析】由题图知， U m ＝ 20 2 V ， T ＝ 0.02 s ，则 ω＝ T ＝ 100π rad/s ，输入电压 u＝ 20 2sin(100 π ) V ，故 A 错；由变压器的变压规律知： U 1 n 1 U 1n 2 20×1＝，故 2＝＝ V ＝4 V ，tU nU n 52 2 1由题中将 S 1 接 1， S 2 闭合时，灯泡 L 2 正常发光可得，灯泡 L 2 的额定电压为 4 V ，当只断开 S 2后，副线圈两头电压不变，此时副线圈的负载为1、 2 串连，故1 、 2均不可以正常发光， B错；LLLL2U 2R 总增大，故 P 出减小，又 P 入＝P 出，故原线圈的输入功率减小， C此时 P 出＝，副线圈负载R总24 22U错误；当 S 1 换接到 2 后，副线圈的负载仅是电阻R ，故 P ＝ R ＝ 20 W ＝0.8 W ， D 正确．【答案】 D9.如右图所示，电路中有四个完整同样的灯泡，额定电压均为U ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n ： n 和电源电压U 分别为 ()121A ．1 ： 2 2UB ．1 ： 2 4UC ．2 ： 1 4UD ．2： 1 2Un I 2n2 U n 1【分析】设灯泡正常发光时的电流为 I ，则 I 1＝I ，I 2＝2I .由1 ＝得 1由 1′＝n 2 I n 2 ＝ . U 2 得1 1 n 2n 1 U 1′＝U 2＝ 2U . 故 U 1＝ 4U ， C 正确．n 2【答案】 C10.如下图，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电往常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变成低压．某变电所将电压u0＝11 0002sin100π t V的沟通电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器()A．原、副线圈匝数比为：1B．副线圈中电流的频次是50 HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和11 000【分析】u0＝11 0002sin100π t V 中的 11 000 2指的是电压的峰值，有效值为V，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即：1，A 正确；由ω＝ 100π可得频次为50 Hz ，变压器不改变电流的频次，所以，副线圈的频次也是50 Hz ，B 正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，所以，副线圈的导线要比原线圈粗，C 错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流，故D错误．【答案】AB11．如下图，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形死心之间的径向磁场中，两半边间的过渡地区宽度很小，可忽视不计．线圈的总匝数为N、总电阻为r ，每匝线圈的面积为S，线圈所在地点的磁感觉强度大小为B.当线圈以角速度ω 匀速转动时，额定电压为U、电阻为R 的小灯泡在电路中恰能正常发光，则发电机产生的感觉电动势的有效值是()2A．NBSω B. 2 NBSωrC．U D ．1＋R U【分析】依据题述线圈处于磁铁和圆柱形死心之间的径向磁场中，当线圈以角速度ω匀速转动时，产生的交变电流为矩形波，发电机产生的感觉电动势的有效值是NBSω，选项AUr r正确， B 错误．由闭合电路欧姆定律，E＝ U＋R＝1＋ RU，选项C错误，D正确．【答案】AD12．如下图，为研究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦沟通电源上，副线圈连结同样的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想沟通电压表V1、 V2和理想沟通电流表A1、 A2，导线电阻不计，如下图．当开关S 闭合后 ()A．A1示数变大，B．A1示数变大，C．V2示数变小，D．V2示数不变，A1与 A2示数的比值不变A1与 A2示数的比值变大V1与 V2示数的比值变大V1与 V2示数的比值不变【分析】U1n1由＝n知，开关 S 闭合后， V2示数不变， V1与 V2示数的比值不变，应选项 C U22U错误，选项 D 正确；开关 S 闭合后，副线圈闭合回路的总电阻R减小，由 I2变大，＝R知，I22由I 1＝n2A 正确．I 2知， A1示数变大，且 A1与 A2示数的比值不变，应选项n1【答案】AD第Ⅱ卷 ( 非选择题共 52分 )二、实验题 ( 此题有 2 小题，共 15 分，请将答案写在题中的横线上)13．(6 分)为了测定和描述“ 220 V40 W”白炽电灯灯丝的伏安特征曲线，能够利用调压变压器供电．调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L，绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220 V 沟通电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，挪动它的地点，就能够使输出电压在 0～250 V 之间连续变化，图中画出的是调压变压器的电路图符号．实验室内备有沟通电压表、沟通电流表、滑动变阻器、开关、导线等实验器械．(1)在图中达成实验电路图．(2)说明按你的实验电路图进行丈量，假如电表内阻的影响不可以忽视，在电压较高段与电压较低段对比较， ________段的偏差更大，因为 ________．【分析】(1)如下图．开关应何在火线一边．(2)假如采纳电流表外接法，电压较高段偏差更大，因为电压越高，灯丝电阻越大，因为电压表分流而造成的偏差越大；假如采纳电流表内接法，电压较低段偏差更大，因为电压越小，灯丝电阻越小，因为电流表分压造成的偏差越大．【答案】看法析14． (9 分 ) 有一个教课用的可拆变压器，如图甲所示．它有两个外观基真同样的线圈A、B，线圈外面还能够绕线．(1) 某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后丈量了、B 线圈的电阻值，指针分别对应图A乙中的 a、 b 地点，由此可推测________线圈的匝数许多( 选填“A”或“B”) ．(2)假如把它当作理想变压器，现要丈量A 线圈的匝数，供给的器械有，一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压沟通电源．请简要表达实验的步骤( 写出要测的物理量，并用字母表示)．________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________A 线圈的匝数为n A＝________.(用所测物理量符号表示)【分析】(1) 由图乙可知 a 地点的阻值大于 b 地点的阻值，由电阻定律可得 A 线圈的匝数多于 B 线圈的匝数．(2)①用长导线绕一个 n 匝线圈，作为副线圈代替 A 线圈．②把低压电源接 B 线圈，测得线圈的输出电压 U.AA UA③用 A线圈换下绕制的线圈测得 A 线圈输出电压U. n ＝U nU A【答案】(1)A(2) 步骤看法析n A＝U n三、计算题 ( 此题有 3 小题，共37 分，解答应写出必需的文字说明﹑方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不可以得分，有数值计算的题，答案中一定明确写出数值和单位) 15．(10 分 ) 如图甲所示，在周期性变化的匀强磁场地区内有垂直于磁场的半径为r ＝1 m、电阻为 R＝3.14Ω的金属圆形线框，当磁场按图乙所示规律变化时，线框中有感觉电流产生．(1) 在图丙中画出感觉电流随时间变化的i － t 图象(以逆时针方向为正) ；(2)求出线框中感觉电流的有效值．【分析】 (1) 如下图．(2) 设电流的有效值为I ，则有T2 2T22I RT＝i 1R·3＋ i 2R3得I＝2A【答案】(1)看法析(2) 2A16.(13 分 ) 如下图，匀强磁场磁感觉强度B＝0.5 T，匝数为 n＝50匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动，每匝线圈长为L＝25 cm，宽为 d＝20 cm.线圈每分钟转动1 500 转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示地点时开始计时．(1)写出感觉电动势 e 的刹时价表达式；(2)若每匝线圈自己电阻r ＝0.02Ω，外接一阻值为13Ω 的用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出感觉电流i 的刹时价表达式；(3)若从线圈平面垂直于磁感线的地点开始计时，感觉电动势e′和感觉电流 i ′的刹时值表达式怎样？(4)画出 (1)(2) 中的e－t、i－t图象．【分析】(1) 线圈匝数n＝50，磁场的磁感觉强度B＝0.5T，线圈转动的角速度ω＝ 2πf1 500rad/s ＝ 50π rad/s ，线圈的面积S＝Ld＝ 0.05 m 2＝ 2π ×60所以 E m＝ nBSω＝50×0.5×0.05×50πV≈196 V从图示地点计时，有 e＝ E cosω t ＝196cos(50π t ) V.m(2) 若r＝ 0.02 Ω，则r′＝ 50 r＝0.02 ×50 Ω＝1 ΩR总＝ R＋ r ′＝13Ω＋1Ω＝14ΩE m196I m＝总＝14 A＝14 AR所以 i ＝ I m cosωt ＝14cos(50π t ) A(3)若从线圈平面与磁感线垂直的地点开始计时，即从中性面开始计时，感觉电动势和感应电流的刹时价表达式分别为e′＝196sin(50π t ) V， i ′＝14sin(50πt ) A.(4)因为ω＝50π，2π所以 T＝＝0.04 s，E m＝196 V，I m＝14 Aω(1)(2)中的e－t、i－t图象分别如图甲、乙所示．【答案】看法析17． (14 分 ) 一台小型发电机的最大输出功率为100 kW ，输出电压恒为 500 V ，现用电阻率为 1.8 ×10 －8 Ω ·m ，横截面积为 10－5 m 2 的输电线向 4×10 3 m 远处的用户输电，要使发电机满负荷运转时，输电线上的损失功率不超出发电机总功率的4%，求：(1) 所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2) 假如用户用电器的额定电压为 220 V ，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(3) 想想，当深夜接入电路的用电器减少时，用电器两头的电压是大于、小于仍是等于220 V ？若用电器电路中电流为100 A ，求此时用电器两头的电压数值．【分析】(1) 输电要用两根导线，则输电线的电阻为r ＝ ρ2l－ 82×4×10 3＝1.8 ×10×10－ 5ΩS＝ 14.4 Ω由题意知 P 损＝ ×4%＝ P 2rP U25105 210 ×0.04＝ ×14.4U22＝6 000 VU升压变压器原、副线圈匝数比n 1 U 1 500 1n ＝＝ 6 000 ＝ .2 U122(2) I 2＝ P ＝ 105 50U 3 A ＝ A6×10 3250U 损＝ I 2·r ＝ 3 ×14.4 V ＝ 240 V而 U 3＝U 2－ U 损＝ 6 000 V －240 V ＝5 760 Vn 3 U 3 5 760 288n ＝ U ＝＝ 4 220114降压变压器原、副线圈匝数比为(3) 用电器总数减少时，用电器两头电压将增大由题知 I I 4′＝ n 3 2884′＝ 100 A 则由3′ ＝ 11I4n1 100所以 I 3′＝ 288U 损′＝ I 3′· r ＝1 100×14.4 V ＝ 55 V288而 1、 2不变U UU 3′＝ U 2－ U 损′＝ (6 000 － 55) V ＝ 5 945 V高中物理第五章交变电流章末检测新人教选修U 3′ ＝ n 34′ n ，4 UU 4′＝ n 4 11 n × U 3′＝ ×5 945 V ≈227 V.3 288【答案】： 12 ： 11 (3) 大于 220 V 227 V。

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交变电流一章末检测一、选择题（共8小题,每小题 6分,共 48分）1. 某山区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 , 然后通过高压输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器, 经降低电压后再输送至村寨中各用户. 设变压器都是理想的, 那么随着村寨中接入电路的用电器消耗的总功率的增加 , 则（）A. 通过升压变压器初级线圈中的电流变大B. 升压变压器次级线圈两端的电压变小C.高压输电线路上的电压损失变大D. 降压变压器次级线圈两端的电压变小2. 过量的电磁辐射对人体是有害的, 按照规定单位面积的电磁辐射能量 ) 不得超过某一临界值, 工作场所受到的电磁辐射强度( 单位时间垂直W0. 已知某一种手机的电磁辐射功率为P, 若手机的电磁辐射在各个方向上是均匀的, 则符合规定的安全区域到手机的距离至少为 ( )W W0 P pA. 0B.C.D.P P πW0 4 πW0π 4 π3.如图所示为一台发电机的结构示意图 , 其中 N、 S 是永久磁铁的两个磁极 , 它们的表面呈半圆柱面形状 .M 是圆柱形铁芯 , 它与磁极的柱面共轴 , 铁芯上有一矩形线框 , 可绕与铁芯 M 共轴的固定转轴旋转 . 磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场 . 若从图示位置开始计时 , 当线框绕固定轴匀速转动时 , 下列说法正确的是（）A.穿过线圈的磁通量始终为零B.穿过线圈的磁通量的变化率不为零C.线圈中将产生恒定电流D.线圈中将产生交变电流, 大小不变 , 方向每转一周改变两次4.如图所示 , 理想变压器初级线圈的匝数为n1, 次级线圈的匝数为 n2, 初级线圈的两端 a、 b接正弦交流电源 , 电压表 V 的示数为 220 V, 负载电阻 R=44Ω , 电流表 A1的示数为 0.20 A.下列判断中正确的是（）A. 初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶ 1B. 初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶ 1C.电流表 A2的示数为 1.0 AD.电流表A2的示数为0.4 A5. 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示. 如果其他条件不变, 仅使线圈的转速变为原来的一半, 则交流电动势的最大值和周期分别变为（）A.200 V,0.08 sB.25 V,0.04 sC.50 V,0.08 sD.50 V,0.04 s6. 如图所示, 一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度转动 , 当线圈平面与磁场方向平行时开始计时, 线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化,在t= π 时刻（）2A.线圈中的电流最大B.B.穿过线圈的磁通量为零C.线圈所受的安培力为零D. 穿过线圈磁通量的变化率最大7. 某理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶ 9, 原线圈所接电源电压按图所示规律变化线圈接有一灯泡,此时灯泡消耗的功率为40 W,则下列判断正确A. 副线圈两端输出的电压为36 2 VB. 原线圈中电流表的示数约为0.18 AC. 变压器的输入、输出功率之比为55∶ 9D. 原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin 100πt V, 副的是二、计算论述题（共4小题,共52 分, 其中9、 10 小题各12 分 ,11 、 12 小题各14 分）8. 一正弦交流电压u=220 2 sin 314t V, 加在一个标有“220 V,40 W ”的白炽灯上. 问 :（1）这个灯泡能正常发光吗 ?（2）如果用交流电流表测量通过这个灯泡的电流, 其读数是多少 ?（3）写出电流瞬时值的表达式 .9. 如图甲所示, 一固定的矩形导体线圈水平放置, 线圈的两端接一只小灯泡, 在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场. 已知线圈的匝数n=100 匝 , 电阻r =1.0 Ω , 所围成的矩形的面积S=0.040 m 2, 小灯泡的电阻R=9.0 Ω , 磁场的磁感应强度随时间变化的规律如图乙所示 , 线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为m2π2πt, 其中m为磁e=nB STcosTB感应强度的最大值 ,T 为磁场变化的周期 . 不计灯丝电阻值随温度的变化, 求 :（1）线圈中产生感应电动势的最大值.（2）小灯泡消耗的电功率 .（ 3）在磁感应强度变化的 0～T时间内 , 通过小灯泡的电荷量 . 410. 如图所示 , 左侧的圆形导电环半径为r=1.0 cm, 导电环与一个理想变压器的原线圈相连, 变压器的副线圈两端与一个电容为C=100 pF 的电容器相接 , 导电环的电阻不计 . 环中有垂直于圆环平面的变化磁场 , 磁场磁感应强度 B 的变化率为 B 100 2 πsin t .若电容器C所带T电荷量的最大值为 1.41 × 10-9 C,则所用理想变压器的原副线圈的匝数之比为多少?（取π2=10）选做（ 20 分）11.如图甲所示 , 边长为 l 1和 l 2的矩形线圈共有 N匝 , 其可绕中心轴 OO′转动 , 将线圈的始端和终端分别接在两个滑环上 , 再通过电刷与阻值为 R的电阻连接 . 线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中, 且磁场的左半边的方向沿半径方向指向圆心, 右半边的方向沿半径背向圆心, 两半边间的过渡区域宽度很小, 可忽略不计. 边长为l 1的边所处磁场的磁感应强度大小为B, 线圈导线单位长度的电阻为R0, 当线圈以角速度ω 顺时针匀速转动时.（ 1）从图示位置开始计时, 请在乙图中定性画出两个周期内R 两端电压随时间变化的u— t 图象 .（2）求此线圈正常转动时产生感应电动势的有效值.（3）求线圈正常转动时电阻 R 消耗的电功率 P.。

第3章：交变电流章末测试

第3章：交变电流章末测试(时间60分钟满分100分)一、选择题(本题包括9小题，每小题6分，共54分。

在每小题给出的四个选项中，只有一个选项是正确的)1．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的对称轴做匀速转动，当线圈通过中性面时，则以下说法错误的是()A．线圈平面与磁场方向垂直B．线圈中的感应电动势的方向将发生变化C．通过线圈的磁通量达到最大值D．通过线圈的磁通量的变化率达到最大值2．如图1所示，白炽灯和电容器串联后接在交流电源的两端，当交流电源的频率增加时()A．电容器电容增加图1B．电容器电容减少C．电灯变暗D．电灯变亮3．某个正弦式交变电流的瞬时值表达式是i＝44sin(20t) A，与这个表达式相符的交流电的图象是图2中的()图24．欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率，下面措施中不能采用的是() A．增大转速B．增大磁感应强度C．增加线圈匝数D．增大线圈的包围面积5．如图3所示为电子技术中常用的电路之一。

“～”表示低频交流，“—”表示高频交流，“－”表示直流，则下列叙述正确的是()图3①图a 中后级输入只有交流成分 ②图b 中后级输入只有交流成分 ③图c 中后级输入只有低频交流成分 ④图c 中后级输入只有高频交流成分A ．①③B ．①④C ．②③D ．②④6．（2012·北京高考）一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P ；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为P2。

如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为( )A ．5 VB ．5 2 VC ．10 VD ．10 2 V7．在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈adcd ，线圈cd 边沿竖直方向且与磁场的右边界重合。

线圈平面与磁场方向垂直。

从t ＝0时刻起，线圈以恒定角速度ω＝2πT 绕cd 边图4所示方向转动，规定线圈中电流沿abcda 方向为正方向，则从t ＝0到t ＝T 时间内，线圈中的电流随时间t 变化的关系图像为( )图4图58．如图6所示，图甲、乙分别表示两种电压的波形，下列说法正确的是( )图6A ．图甲表示交流电，图乙表示直流电B ．两种电压最大值都是311 VC ．两种电压的有效值相同D ．两种电压都是交流电压，但周期、频率、有效值都不同 9．如图7所示，一导体圆环位于纸面内，O 点为圆心。

高考物理第1章交变电流传感器章末综合检测

取夺市安慰阳光实验学校第10章末综合检测一、选择题(本题共11小题，每小题4分，共44分．在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有错选的得0分)1．交流发电机在工作时的电动势为E ＝E 0sin ωt ，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为( )A ．E 0sin2ωtB ．2E 0sin2ωtC ．E 0sinωt2D ．2E 0sinωt2解析：交变电压瞬时值表达式为E ＝E 0sin ωt ，而E 0＝NBSω，电枢的转速提高1倍即ω加倍，其他条件不变时E 0加倍，应选B 项．答案：B2．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流电动势e ＝2202sin ωt ，则( )A ．交流的频率是50 HzB ．交流电的有效值是220 VC ．当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面重合D ．当t ＝1200s 时，e 有最大值220 2 V解析：由题设知，电动势最大值为220 2 V ，故有效值是220 V ；t ＝0时，e ＝0，故B 、C 正确．ω未知， f 无法确定，t ＝1200 s 时，电压瞬时值无法确定，A 、D 错．答案：BC3．如图1所示为一台发电机的结构示意图，其中N 、S 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状．M 是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M 共轴的固定转轴旋转．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场．若从图示位置开始计时，当线框绕固定轴匀速转动时，下列说法正确的是( )图1A ．穿过线圈的磁通量始终为零B ．穿过线圈的磁通量的变化率不为零C ．线圈中将产生恒定电流D ．线圈中将产生交变电流，大小不变，方向每转一周改变两次解析：由题图可知，穿过线圈的磁通量显然不为零，且变化率不为零，据右手定则，线圈中将产生交变电流，大小不变，方向每转一周改变两次，B 、D对答案：BD图24．如图2所示，理想变压器初级线圈的匝数为n 1，次级线圈的匝数为n 2，初级线圈的两端a 、b 接正弦交流电源，电压表V 的示数为220 V ，负载电阻R ＝44 Ω，电流表A 1的示数为0.20 A ．下列判断中正确的是( )A ．初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B ．初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C ．电流表A 2的示数为1.0 AD ．电流表A 2的示数为0.4 A 解析：对于理想变压器，P 1＝U 1I 1＝220×0.20 W ＝44 W ，则负载电阻消耗的功率P 2＝P 1＝44 W ，据P 2＝U 22R ，得U 2＝P 2R ＝44×44V ＝44 V ，则n 1n 2＝U 1U 2＝22044＝5，故B 正确．A 2的读数I 2＝U 2R ＝4444A ＝1 A ，故C 正确．答案：BC5．某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图3所示．如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则交流电动势的最大值和周期分别变为( )图3A ．200 V,0.08 sB ．25 V,0.04 sC ．50 V,0.08 sD ．50 V,0.04 s解析：据交流电电动势最大值表达式E m ＝nBSω可知，若转速减半，则ω减半，最大值减半，为50 V ，原周期为4×10－2s ，转速减半，周期加倍为8×10－2s ，故C 正确．答案：C6．全自动洗衣机中的排水阀是由程序控制器控制其动作的，当进行排水和脱水工序时，控制铁芯1的线圈通电，使铁芯2运动，从而牵引排水阀的阀门，排除污水(如图4所示)．以下说法中正确的是( ) 图4A ．若输入的控制电流由a 流入，由b 流出，则铁芯2中A 端为N 极，B 端为S 极B ．若输入的控制电流由a 流入，由b 流出，则铁芯2中A 端为S 极，B 端为N 极C ．若a 、b 处输入交变电流，铁芯2不能被吸入线圈中D ．若a 、b 处输入交变电流，铁芯2仍能被吸入线圈中解析：通交流电时，铁芯2仍被磁化而被吸入线圈中，故D 项对．易知其它选项中B 对．答案：BD7．某理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图5所示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为40 W ，则下列判断正确的是( ) 图5A ．副线圈两端输出的电压为36 2 VB ．原线圈中电流表的示数约为0.18 AC ．变压器的输入、输出功率之比为55∶9D ．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝220sin100πt V解析：根据变压器的原、副线圈的电压之比等于匝数之比，故副线圈两端输出的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝36 V ，A 错；根据理想变压器知P 1＝P 2，故有I 1＝P 1U 1≈0.18A ，B 选项正确，C 错；原线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝2202sin100πt V ，D 错．答案：B8．在如图6所示的(a)(b)两电路中，当a 、b 端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时，测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V ，若分别在c 、d 和g 、h 两端加上110 V 的交流电压，则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为( )A ．220 V,220 VB ．220 V,110 VC ．110 V,110 VD ．220 V,0 V 图6解析：本题关键在于区分变压器和滑动变阻器的变压原理．变压器变压依靠电磁感应，原、副线圈匝数比与电压比总相等，因n ab n cd ＝U ab U cd＝220 V 110 V ＝21故cd 接110 V 时，U ab ＝n abn cd×110 V ＝220 V.滑动变阻器变压时关键看电阻上的电压分配关系，ef 通电时，R eg 和R gh 属串联关系，U gh 为总电压U ef 的一部分，当gh 通电时，R eg 中无电流，则U eg ＝0，故U ef ＝U gh ＝110 V ，故选B.答案：B9．面积为S 的两个完全相同的单匝金属线圈分别放置在如图7甲、乙所示的磁场中．甲图中有磁感应强度为B 0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴做匀速转动；乙图中的磁场的变化规律为B ＝B 0cos 2πTt ，从图示时刻(t ＝0时刻)起计时，则( )A ．两线圈中的磁通量变化规律均为Φ＝B 0S cos 2πTtB ．两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C ．两线圈中产生的交变电流的有效值不同D ．从此刻起，T /4时间内流过线圈截面的电荷量相同图7解析：由于线圈在磁场中以周期T 绕OO ′轴做匀速转动，所以其角速度为2πT ，在面积相同的情况下两者的磁通量变化规律均为Φ＝B 0S cos 2πTt ，那么二者实际产生的交变电流是相同的，因此感应电动势达到最大值的时刻、交变电流的有效值、T /4时间内流过线圈截面的电荷量都是相同的．故AD 正确．答案：AD10．如图8所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的．○V 1和○V 2为理想电压表，读数分别为U 1和U 2；○A 1、○A 2和○A 3为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3，现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是( ) 图8A ．U 2变小、I 3变小B ．U 2不变、I 3变大C ．I 1变小、I 2变小D ．I 1变大、I 2变大解析：因为变压器的匝数与U 1不变，所以U 2不变，故两电压表的示数均不变．当S 断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I 2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I 1也将减小，C 正确；因为R 1的电压减小，故R 2、R 3两端的电压将增大，I 3变大，B 正确．答案：BC11．一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E 0，周期为T 0，外力提供的功率为P 0.若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E ，周期为T ，外力提供的功率为P .则E 、T 和P 的大小为( )A ．E ＝2E 0，T ＝12T 0，P ＝2P 0B ．E ＝E 0，T ＝12T 0，P ＝2P 0C ．E ＝2E 0，T ＝T 0，P ＝2P 0D ．E ＝2E 0，T ＝12T 0，P ＝4P 0解析：设线圈为n 匝，面积为S ，所在区域磁感应强度为B ，当角速度为ω时产生的最大感应电动势E 0＝NBSω，周期T 0＝2πω，外力提供的功率P 0＝E 2有R＝NBSω222R＝N 2B 2S 2ω22R .当角速度为2ω时产生的最大感应电动势E ＝2NBSω＝2E 0，周期T ＝2π2ω＝πω＝12T 0，外力提供的功率p ＝NBS 2ω222R ＝4N 2B 2S 2ω22R ＝4P 0.故选项D 对．答案：D二、填空、实验题(2小题，共计15分)图912．(天津卷)如图9所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I ＝__________.线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q ＝__________.解析：电流的最大值I m ＝ωBS R ，电流的有效值I ＝I m 2＝2ωBS2R .穿过导体某横截面的电荷量Q ＝ΔΦR ＝BSR.答案：2BSω2R BSR13．(山东卷)为了节能和环保，一些公共场所使用光控开关控制照明系统．光控开关可采用光敏电阻来控制，光敏电阻是阻值随着光的照度而发生变化的元件(照度可以反映光的强弱，光越强照度越大，照度单位为lx)．某光敏电阻R p 在不同照度下的阻值如下表：照度(lx) 0.2 0.4 0.6 0.8 1.0 1.2 电阻(kΩ)7540[28232018说明阻值随照度变化的特点．图10②如图10所示，当1、2两端所加电压上升至2 V 时，控制开关自动启动照明系统，请利用下列器材设计一个简单电路，给1、2两端提供电压，要求当天色渐暗照度降低至1.0(lx)时启动照明系统，在虚线框内完成电路原理图．(不考虑控制开关对所设计电路的影响)提供的器材如下：光敏电阻R p (符号，阻值见上表)；直流电源E (电动势3 V ，内阻不计)；定值电阻：R 1＝10 kΩ，R 2＝20 kΩ，R 3＝40 kΩ(限选其中之一并在图中标出)；开关S 及导线若干．解析：①光敏电阻随光照度变化的曲线如图11甲所示，其特点是：光敏电阻的阻值随光照度的增大非线性减小．图11②当光照度降至1.0(lx)时，光敏电阻的阻值为R P ＝20 kΩ，设计原理图如图11乙所示．根据欧姆定律与串联电阻的分压．U 12R P ＝E －U 12R ，即 2 V 20 kΩ＝3 V －2 V R R ＝10 kΩ即与R P 串联的电阻应选R 1＝10 kΩ.答案：①图象如图11甲所示阻值随光照度的增大非线性减小 ②电路如图11乙所示14．如图12所示，圆形线圈共100匝，半径为r ＝0.1 m ，在匀强磁场中绕过直径的轴OO ′匀速转动，磁感应强度B ＝0.1 T ，角速度为ω＝300πrad/s ，电阻为R ＝10 Ω，求：图12(1)线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图12所示，图示位置为t ＝0时刻)．解析：(1)当从图示位置转过90°时，线圈中有最大感应电流，E m ＝NBSω＝30 V ，则I m ＝E mR＝3 A.(2)由题意知：i ＝I m sin ωt ，而I m ＝3 A ．ω＝300π rad/s ，所以：i ＝3sin 300πt A.答案：(1)3 A (2)i ＝3sin 300πt A15．如图13所示是一种自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮．电枢线圈绕在固定的U 形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦交变电流，给车头灯供电．已知自行车车轮半径r ＝35 cm ，摩擦小轮半径r 0＝1.00 cm ，线圈有n ＝800匝，线圈框横截面积S ＝20 cm 2，总电阻R 1＝40Ω.旋转磁极的磁感应强度B ＝0.010 T ，车头灯电阻R 2＝10 Ω.当车轮转动的线速度ω＝8 rad/s 时求：(1)发电机磁极转动的角速度 (2)车头灯中电流的有效值．图13解析：(1)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有：ω0r 0＝ωr ，ω0＝ωr r 0＝8×0.350.01rad/s ＝280 rad/s①(2)摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生的感应电动势的最大值为E m＝nBω0S＝800×0.010×280×20×10－4 V＝4.48 V②感应电动势的有效值：E＝E m2＝4.483V＝3.2 V③通过灯泡的电流有效值I＝ER1＋R2＝3.240＋10A＝64 mA④答案：(1)280 rad/s (2)64 mA16．某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9 kW，输出电压为500 V，输电线的总电阻为10 Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%，求：(1)村民和村办小企业需要220 V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？解析：建立如图14所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比．图14本题可以从线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流I线，再根据输出功率求出U2，然后再求出U3.(1)由线路损耗的功率P线＝I2线R线可得I线＝P线R线＝9000×4%10A＝6 A又因为P输出＝U2I线，所以U2＝P输出I线＝90006V＝1500 VU3＝U2－I线R线＝(1500－6×10) V＝1440 V根据理想变压器规律n1n2＝U1U2＝500 V1500 V＝13，n3n4＝U3U4＝1440 V220 V＝7211所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.图15(2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图15所示)，由P输出＝UI线′可得I线′＝P输出U＝9000500A＝18 A所以线路损耗的功率P线＝I2线R线＝182×10 W＝3240 W用户得到的电压U用户＝U－I线R＝(500－18×10) V＝320 V用户得到的功率P用户＝P输出－P线＝(9000－3240) W＝5760 W.答案：(1)1∶372∶11(2)320 V 5760 W17．传感器有很多种，包括力学传感器、电学传感器等．它们在我们日常生活中的用途越来越大，越来越重要．某老师想制作一个电子控制电路，找到了一个旧传感器，如图16所示为检测该传感器的电路图．传感器上标有“3 V 0.9 W”的字样(传感器可看做一个纯电阻)，滑动变阻器R0上标有“10 Ω 1 A”的字样，电流表的量程为0.6 A，电压表的量程为3 V.图16(1)根据传感器上的标注图16，计算该传感器的电阻和额定电流．(2)若电路各元件均完好，检测时，为了确保电路各部分的安全，在a、b 之间所加的电源电压最大值是多少？(3)根据技术资料可知，如果传感器的电阻变化超过1 Ω，则该传感器就失去了作用．实际检测时，将一个电压恒定的电源加在图中a、b之间(该电源电压小于上述所求电压的最大值)，闭合开关S，通过调节R0来改变电路中的电流和R0两端的电压．检测记录如下：电压表示数U/V电流表示数I/A第一次 1.480.16第二次0.910.22是否仍可使用？此时a、b间所加的电压是多少？解析：(1)传感器的电阻R传＝U2传P传＝320.9Ω＝10 Ω传感器的额定电流I传＝P传U传＝0.93A＝0.3 A.[(2)要求电路各部分安全，则要求电路的最大电流I＝I传＝0.3 A此时电源电压的最大值U m＝U传＋U0U传为传感器的额定电压，U0为R0调至最大值R0m＝10 Ω时R0两端的电压，即U0＝I传R0m＝0.3×10 V＝3 V∴电源电压最大值U m＝U传＋U0＝3 V＋3 V＝6 V.(3)设实际检测时加在a、b间的电压为U，传感器的实际电阻为R传′.根据第一次实验记录数据有：U＝I1R传′＋U1，即U＝0.16×R传′＋1.48根据第二次实验记录数据有：U＝I2R传′＋U2即U＝0.22×R传′＋0.91解得R传′＝9.5 ΩU＝3 V传感器的电阻变化为ΔR＝R传－R传′＝10 Ω－9.5 Ω<0.5 Ω∴此传感器仍可使用．答案：(1)10 Ω0.3 A (2)6 V (3)仍可使用，3 V。

高考物理总复习第十一章交变电流传感器章末质量检测

避躲市安闲阳光实验学校第十一章交变电流传感器章末质量检测(十一)(时间：45分钟满分：90分)一、选择题(本题共13小题，每小题6分，共78分。

1～8 题为单项选择题，9～13题为多项选择题)1.关于家庭照明电路所用的交流电，下列说法正确的是( )A.电流方向每秒钟改变50次B.电压表达式为u＝220sin 50πt(V)C.额定电压为220 V的灯泡可以直接接入使用D.耐压为220 V的电容器可以直接接入使用解析家庭照明电路所用的交流电电流方向每秒钟改变100次，选项A错误；电压表达式为u＝2202sin 100πt(V)，选项B错误；照明电路电压有效值为220 V，所以额定电压为220 V的灯泡可以直接接入使用，选项C正确；耐压为220 V 的电容器接入照明电路会被击穿，选项D错误。

答案C2.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图1所示。

此线圈与一个R＝10 Ω的电阻构成闭合电路，电路中的其他电阻不计。

下列说法正确的是( )图1A.交变电流的周期为0.125 sB.交变电流的频率为8 HzC.交变电流的有效值为 2 AD.交变电流的最大值为4 A解析由题图可直接获取的信息是：交变电流的周期是0.250 s，选项A错误；感应电动势的最大值为20 V，线圈中产生的交变电流为正弦式交变电流，从而可推出交变电流的频率f＝1T＝10.250Hz＝4 Hz，选项B错误；交变电流的最大值I m＝E mR＝2010A＝2 A，选项D错误；交变电流的有效值I＝I m2＝22A＝ 2 A。

所以选项C正确。

答案C3.如图2所示为一交变电流随时间变化的图象，从t＝0时刻开始，每半个周期时间内的图象均为正弦曲线，求此交变电流的有效值( )图2A. 2 AB.2 2 AC. 5 AD.3 A解析选择一个周期的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻所产生的热量相同，由焦耳定律求得I2RT＝I21RT2＋I22RT2，其中I1＝ 2 A，I2＝2 2 A，解得I ＝ 5 A。

高中物理第3章交变电流章末检测鲁科版选修32

【创新设计】2014-2015学年高中物理第3章交变电流章末检测鲁科版选修3-2(时间：90分钟满分：100分)一、单项选择题(本题共6小题，每小题4分，共24分．)1．某同学做三种导电元件的导电性能实验，他根据所测量数据分别绘制了三种元件的I－U图像，如图1(甲、乙、丙)所示，则下述判断正确的是 ( )图1A．只有乙图正确B．甲、丙图的曲线肯定是偶然误差太大C．甲、丙不遵从欧姆定律，肯定不可能D．甲、乙、丙三个图都可能正确，并不一定有较大误差答案 D解析金属的电阻率随温度的升高而增大，丙图可能为金属导体；半导体材料的电阻率随温度升高而减小，如甲图；某些线性元件电阻率不随温度变化，如乙图．因此，甲、乙、丙三个图都可能正确，并不一定因误差引起．2．关于导体的电阻，下列说法正确的是( )A．导体的电阻仅由导体两端的电压决定B．导体的电阻在一定温度下仅由长度和横截面积决定C．导体的电阻在一定温度下由导体的长度、粗细及材料决定D．导体的电阻与导体所通电流的大小有关答案 C解析导体的电阻由材料的电阻率、长度、横截面积决定，与电压、电流无关，因此A、B、D错误，C正确．3．北京正负电子对撞机的储存环是长240 m的近似圆形轨道．当环中的电流为10 mA时，电子的速率为十分之一光速，则在整个环中运行的电子数目约为( )A ．5×1011(个)B ．5×1019(个)C ．10×10－3(个) D ．10×103(个) 答案 A解析由I ＝neSv ，电子总数N ＝nSL ，得N ＝IL ev ＝10×10－3×2401.6×10－19×3×107个＝5×1011(个)，选A.4．一根均匀导线，现将它均匀拉长，使导线的直径减小为原来的一半，此时它的阻值为64 Ω，则导线原来的电阻值为( )A ．128 ΩB ．32 ΩC ．4 ΩD ．2 Ω答案 C解析由导线的体积π⎝ ⎛⎭⎪⎫d 22l 不变可知，当导线的直径减小为原来的一半时，它的长度增大为原来的4倍，又由R ＝ρl S可知导线的电阻为原来的16倍，故导线原来的电阻值为4 Ω.选C.5．两个小灯泡，分别标有“1 A 4 W ”和“2 A 1 W ”的字样，则它们均正常发光时的电阻阻值之比为 ( )A ．2∶1B ．16∶1C ．4∶1D ．1∶16 答案 B解析由P ＝I 2R 知：R ＝P I 2，所以R 1∶R 2＝41∶14＝16∶16．电压都是110 V ，额定功率P A ＝100 W ，P B ＝40 W 的灯泡两盏，若接在电压为220 V 的电路上，使两盏灯炮均能正常发光，且消耗功率最小的电路是( )答案 C解析判断灯泡能否正常发光，就要判断电压是否是额定电压，或电流是否是额定电流，对灯泡有P ＝UI ＝U 2R，可知R A ＜R B .对于A 电路，由于R A ＜R B ，所以U B ＞U A ，且有U B ＞110 V ，B 灯被烧毁，U A ＜110 V ，A 灯不能正常发光．对于B 电路，由于R B ＞R A ，A 灯又并联变阻器，并联电阻更小于R B ，所以U B ＞U 并，B 灯烧毁．对于C 电路，B 灯与变阻器并联电阻可能等于R A ，所以可能U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．对于D 电路，若变阻器的有效电阻等于A 、B 的并联电阻，则U A ＝U B ＝110 V ，两灯可以正常发光．比较C 、D 两个电路，由于C 电路中变阻器功率为(I A －I B )×110 V ，而D 电路中变阻器功率为(I A ＋I B )×110 V ，所以C 电路消耗电功率最小．二、多项选择题(本题共4小题，每小题5分，共20分，全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有错选的不得分．把正确选项前的字母填在题后的括号内)图27．如图2所示，在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A 、B 间的电阻为R ；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A 、B 间电压为U ，进线电流为I ；经过一段时间t ，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W ，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中正确的是( )A ．P ＝I 2R B ．P ＝U 2R C ．P ＝IU D ．P ＝W t答案 CD解析电路消耗的电功率的计算公式P ＝UI, P ＝Wt是普遍适用的，而A 、B 两选项只适用于纯电阻电路，而电视机、洗衣机、微波炉和排油烟机都不是纯电阻，所以A 、B 错误， C 、D 正确．图38．如图3所示，设电表内阻对电路的影响不计，外电阻R1≠R2≠R3.若把电流表和电压表位置对换，则( )A．电流表读数为零B．电压表读数为零C．电流表读数不为零D．电压表读数不变答案BC解析由于电表均为理想的，故当两表位置对换后，R2、R3均被电流表短路，电压表读数为零，则电路中总电阻减小，总电流增大．电流表读数不为零，即B、C正确．9．实验室中常用滑动变阻器来调节电流的大小，有时用一个不方便，需用两个阻值不同的滑动变阻器，一个作粗调(被调节的电流变化大)，一个作微调(被调节的电流变化小)．使用时连接方式可以是串联，也可以是并联，如图4所示，则( )图4A．串联时，阻值大的变阻器作粗调B．串联时，阻值大的变阻器作微调C．并联时，阻值大的变阻器作微调D．并联时，阻值大的变阻器作粗调答案AC解析在串联时，总电阻等于各个电阻之和，阻值大的电阻起主要作用，调大电阻时变化大，应该作为粗调，小电阻作为细调；在并联时，总电阻的倒数等于各个电阻的倒数之和，所以并联后的阻值比小阻值还要小，小电阻起主要作用，调小阻值的电阻变化大，应该作为粗调，大阻值电阻作为细调．10．下表列出了不同品牌电冰箱和电风扇铭牌上的主要项目.容声冰箱BCD—208 B/HC格力电风扇KYTA—30 A根据铭牌上提供的信息，正确的是( )A ．一天内连续运转的电风扇比正常工作的电冰箱消耗的电能多B ．一天内正常工作的电冰箱比连续运转的电风扇消耗的电能多C ．电风扇额定电流比电冰箱大D ．电风扇额定电流比电冰箱小答案 AD解析由表可知冰箱一天耗电能为1.00 kW ·h ，连续转动的电风扇一天内消耗的电能为E ＝Pt ＝50×10－3×24 kW ·h ＝1.2 kW ·h ，可知A 正确，B 错误．冰箱的额定电流I 1＝P 1U 1＝140220 A ＝0.64 A ．而电风扇的额定电流为I 2＝P 2U 2＝50220A ＝0.23 A ．可知C 错误，D 正确．三、实验题(本题16分)11．(8分)用伏安法测量一个定值电阻的电阻值，现有的器材规格如下： A ．待测电阻R x (大约100 Ω)B ．直流毫安表A 1(量程0～10 mA ，内阻约100 Ω)C ．直流毫安表A 2(量程0～40 mA ，内阻约40 Ω)D ．直流电压表V 1(量程0～3 V ，内阻约5 k Ω)E ．直流电压表V 2(量程0～15 V ，内阻约15 k Ω)F ．直流电源(输出电压4 V ，内阻不计)G ．滑动变阻器R (阻值范围0～50 Ω，允许最大电流1 A) H ．开关一个、导线若干(1)根据器材的规格和实验要求，为使实验结果更加准确，直流毫安表应选________，直流电压表应选________．(2)在方框内画出实验电路图，要求电压和电流的变化范围尽可能大一些． (3)用铅笔按电路图将实物图连线．图5答案 (1)C D (2)电路图见解析 (3)实物图见解析解析 (1)由于直流电源的电动势为4 V ，待测电阻R x 阻值约100 Ω，故通过R x的最大电流约为40 mA ，所以直流毫安表应选C ；直流电压表若选15 V 量程，则读数误差较大，故应选D.(2)由于要求电压和电流的变化范围尽可能大一些，所以滑动变阻器采用分压式接法；由于R V R x ＝5 000100＝50＞R x R A ＝10040＝2.5，故电流表采用外接法．电路图如图：(3)根据电路图，实物图连线如图：12．(8分)小灯泡灯丝的电阻会随温度的升高而变化，一研究性学习小组在实验室通过实验研究这一问题，实验室备有的器材是：电压表(3 V ，3 k Ω)、电流表(0～0.6 A ，0.1 Ω)、电池、开关、滑动变阻器、待测小灯泡、导线若干．实验时，要求小灯泡两端电压从零逐渐增大到额定电压．(1)他们应选用图中图所示的________电路进行实验；(2)根据实验测得数据描绘出如图6所示U－I图像，由图分析可知，小灯泡电阻随温度T变化的关系是________________________________．图6(3)已知实验中使用的小灯泡标有1.5 V字样，请你根据上述实验结果求出小灯泡在1.5 V电压下的实际功率是________ W.答案(1)A(2)电阻的阻值随温度升高而增大(3)0.69解析(1)由题意可知电压从0开始调节，则必选分压式C、D两项排除，又因灯泡的阻值开始时很小，故电流表外接，只有A对．(2)由图6可知电阻的阻值随温度的升高而增大．(3)由图6可知当U1＝1.5 V时I1＝0.46 A，故P L＝U L·I L＝1.5×0.46 W＝0.69 W.四、计算题(本题共4小题，共40分，计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图713．(8分)如图7所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．答案 210 W解析电动机正常工作时，电动机两端的电压U 0＝50 V ，此时通过电路中的电流：I ＝U R ＝E －U 0R＝5 A ，电动机的输出功率P 出＝U 0I －I 2R 0＝210 W.图814．(8分)如图8所示，电源电压恒为U ＝14 V ，小灯泡L 标有“4 V ，8 W ”，电动机的线圈电阻r M ＝1.0 Ω，当变阻器调到2 Ω时，小灯泡与电动机均正常工作，求电动机的机械效率．答案 66.7%解析小灯泡正常工作I ＝PU 1＝2 A 电动机输入功率P 入＝I (U －U 1－IR )＝12 W 线圈电阻消耗功率P 内＝I 2r M ＝4 W 所以电动机的机械效率η＝P 入－P 内P 入×100%＝12－412×100%＝66.7%. 15．(12分)有一个电路，电阻R 和小灯泡L 串联接在电源两端．电源电压为15 V ，内阻不计，已知电阻R ＝3 Ω，且R 在电路中1 s 内产生的电热为27 J ，灯泡L 的额定功率为32 W(假设小灯泡的电阻不随温度而变化)，求：(1)小灯泡的阻值； (2)小灯泡的额定电压； (3)小灯泡在电路中实际电功率．答案 (1)2 Ω (2)8 V (3)18 W解析 (1)由公式Q ＝U 2R t 得到的电阻两端电压：U 1＝9 V因为电阻R 与小灯泡串联在电路中所以，小灯泡两端电压U 2＝U －U 1＝15 V －9 V ＝6 V 根据电压分配关系U 1U 2＝R 1R 2得灯的电阻阻值R 2＝U 2U1R 1＝69×3 Ω＝2 Ω.(2)根据P 额＝U 2额R 2得到U 额＝8 V即小灯泡额定电压为8 V.(3)小灯泡的实际功率为P 2＝U 22R 2＝622W ＝18 W.图916．(12分)如图9所示的电路中，R 1＝3 Ω，R 2＝9 Ω，R 3＝6 Ω，电源电压U ＝24 V 保持不变．当开关S 1、S 2均开启和均闭合时，灯泡L 都同样正常发光．(1)画出两种情况的等效电路图，并标出流经灯泡的电流方向； (2)求灯泡正常发光时的电阻RL 和电压U L . 答案 (1)见解析图 (2)R L ＝3 Ω，U L ＝4.8 V解析 (1)S 1、S 2均断开时，R 1、R 2、L 串联，其等效电路图如图甲所示；S 1、S 2均闭合时，L 、R 1并联再与R 3串联这是一条支路，另一条支路是R 2，其等效电路图如图乙所示．(2)S 1、S 2均断开时，电流处处相等，则有：U L R L ＝U －U L R 1＋R 2① S 1、S 2均闭合时，电路并联部分两端的电压相等，根据题意有：U L R 1R L R 1＋R L＝U －U LR 3② 联立①②并代入已知数据解得：R L ＝3 Ω，U L ＝4.8 V.。

高考物理复习第五章交变电流章末检测

高考物理复习第五章交变电流章末检测(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题4分，共40分)1．如图1是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( ) A ．周期是0.01 s B ．最大值是311 VC ．有效值是220 VD ．表达式为u ＝220sin 100πt V 2．有一交变电流如图2所示，则由此图象可知( ) A ．它的周期是0.8 s B ．它的峰值是4 A C ．它的有效值是2 2 A D ．它的频率是0.8 Hz 3．图3为某种交变电流的波形，每半个周期按各自的正弦规律变化，其有效值为( ) A ．7A B ．5 A C ．3 2 A D ．4 2 A图1 图2 图34．一电饭煲和一台洗衣机同时并入u ＝311sin 314t (V)的交流电源上，均正常工作，用电流表分别测得电饭煲的电流是5 A ，洗衣机的电流是0.5 A ．下列说法正确的是( )A ．电饭煲的电阻是44 Ω，洗衣机电动机线圈电阻是440 ΩB ．电饭煲消耗的功率为1 555 W ，洗衣机电动机消耗的功率为155.5 WC ．1 min 内电饭煲消耗的电能为6.6×104 J ，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103 JD ．电饭煲的发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍5．如图4甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度．给该台灯接220 V 的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为( )图4 A ．220 V B ．110 V C.2202 V D.1102V6．图5甲所示电路中，A 1、A 2、A 3为相同的电流表，C 为电容器，电阻R 1、R 2、R 3的阻值相同，线圈L 的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t 1～t 2时间内( )图5A ．电流表A 1的示数比A 2的小B ．电流表A 2的示数比A 3的小C ．电流表A 1和A 2的示数相同D ．电流表的示数都不为零7．图6中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，Q 为滑动头．现令Q从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止．用i1表示流过原线圈的电流，i2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，P2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值)．下列四个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是()图68．图7所示，M为理想变压器，电表均可视为理想电表，接线柱a、b接电压u＝311sin 314t V的正弦交流电源．当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，示数发生变化的电表是()图7A．A1、A2B．A2、V2C．A1、A2、V2D．A1、A2、V1、V29．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如图所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是()10．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如图8所示的点火装置，这个装置的核心是一个变压器，它的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械进行自动控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花了，下列说法中正确的是()图8A．该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压B．该设计方案可行，因为变压器能将直流电改变为交变电流C．该设计方案可行，因为通过变压器原线圈的是变化的电流，可以通过变压器发生互感现象题12345678910 号答案二、填空题(本题共2小题，每小题8分，共16分)11．如图9所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R .线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I ＝______.线框从中性面开始转过π2的过程中，通过导线横截面的电荷量q ＝________.图912．某发电厂用2.2 kV 的电压将电能输送到远处的用户，后改用22 kV 的电压，在原有输电线路上输送同样的电功率．前后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为________．要将2.2 kV 的电压升高至22 kV ，若变压器原线圈的匝数为180匝，则副线圈的匝数应该是________匝．三、计算题(本题共4小题，共44分)13．(10分)如图10所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为l 1，宽度为l 2，共有n 匝，总电阻为r ，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为R 的定值电阻，线圈以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴OO ′匀速运动，沿转轴OO ′方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t ＝0时刻线圈平面与磁感线垂直．图10(1)表示出线圈经过图示位置时通过电阻R 的感应电流的方向． (2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式． (3)求线圈从t ＝0位置开始到转过90°的过程中的平均电动势． (4)求线圈从t ＝0位置开始到转过60°时的瞬时电流．14．(8分)黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．如图11所示是高压电网的工作电路．高压电网是利用变压器将有效值为220 V 的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm ，已知空气在常温常压下的击穿电压为6 220 V/cm ，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的原、副线圈匝数比不得超过多少？图1115．(12分)如图12所示，变压器原线圈输入电压为220 V，副线圈输出电压为36 V，两只灯泡的额定电压均为36 V，L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W．试求：图12(1)该变压器的原副线圈匝数比．(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L1工作时原线圈中的电流．16．(14分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW，输出电压为500 V，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW，该村的用电电压是220 V.(1)输电电路如图13所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；图13(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW，则该村还可以装“220 V40 W”的电灯多少盏？第五章交变电流章末检测答案1．BC [本题考查正弦交变电流的基础知识，考查考生对正弦交流电基本知识及图象的掌握．由图象可知，该交变电压周期为0.02 s ，最大值为311 V ，瞬时值表达式为u ＝311sin100πt V ，A 、D 项错误，B 项正确；有效值为3112 V ＝220 V ，C 项正确．]2．AB [由图象可读得T ＝0.8 s ，f ＝1T＝1.25 Hz ，故A 对，D 错；又可由图象读得I m＝4 A ，故B 对；因为电流并非正弦交流电，故其有效值I ≠I m2＝2 2 A ，C 错．]3．B [根据有效值的定义得Q ＝⎝⎛⎭⎫822R T 2＋⎝⎛⎭⎫622R T2＝I 2RT ，解得I ＝5 A ，故B 正确．] 4．C5．B [本题考查电压的有效值的计算．设电压的有效值为U ，根据有效值定义有⎝⎛⎭⎫22022R ·T2＝U 2RT ，解得B 项正确．] 6．C [理想变压器原、副线圈的磁场变化情况相同，由图乙知原线圈的磁场均匀变化，据法拉第电磁感应定律E ＝n ΔΦΔt ＝n ΔBΔt·S 知副线圈中产生恒定电流，线圈对直流电无阻碍作用，直流电不能通过电容器，所以电流表A 1、A 2的示数相同，A 3的示数为0，C 选项符合题意．]7．BC [滑动头向上匀速滑动，副线圈匝数均匀增加，与时间t 成正比，由U 1U 2＝n 1n 2得：U 2＝n 2U 1n 1，故U 2与t 也成正比，选项C 正确；随着白炽灯变亮，其本身电阻也逐渐增大，灯泡的I －t 图线斜率逐渐减小，B 项正确；由于副线圈输出功率增大，原线圈的输入功率也增大，由P ＝UI 知，输入电流也要增大，故A 错；灯泡消耗的功率n 2＝U 22R，所以n 2与U 2不成正比，即P －t 图象不满足正比例函数关系，故D 错．]8．A [由变压器特点，可知U 1U 2＝n 1n 2，只要n 1、n 2的比值不变，U 1不变，那么U 2也不变；由I 1I 2＝n 2n 1知：原线圈中电流因副线圈中电流的改变而改变，因滑动变阻器的电阻变化，A 2的示数变化，所以A 1的示数也会发生变化，故应选A.]9．A [电流互感器串联在电路中，且连电流表的线圈电流小，由I 1I 2＝n 2n 1知：电流小的线圈匝数多，故A 正确．]10．C [变压器只能改变交变电流的原因是如果在原线圈上接恒定电压，则线圈的磁通量保持不变，从而不能产生感应电动势，副线圈中也就没有输出电压了．在本装置中，开关的闭合、断开，导致电流不断地变化，从而使得磁通量不断地变化，能够使变压器工作．]11.2BSω2R BSR解析线框转动产生交变电流E max ＝BSω，I max ＝E max R ＝BSω/R ，有效值I ＝I max 2＝2BSω2R ；线框转过π2的过程中，ΔΦ＝BS ，E ＝ΔΦΔt ，I ＝ΔΦR ·Δt ，q ＝I Δt ＝ΔΦR ＝BSR .12．100∶1 1800解析消耗在输电线上的电功率P 损＝I 2R 线＝(P 送U 送)2R 线，所以P 损∝1U 2送，P 前P 后＝(U 后U 前)2＝(222.2)2＝100∶1.由于变压器原、副线圈的电压比等于匝数比得 U 1U 2＝n 1n 2，n 2＝U 2n 1U 1＝22×1802.2匝＝1800匝 13．(1)自下而上 (2)e ＝nBl 1l 2ωsin ωt (3)2nBl 1l 2ωπ (4)3nBl 1l 2ω2(R ＋r )解析 (1)根据右手定则或楞次定律判断可知，线圈中的电流方向是badcb ，故流过R 的电流是自下而上．(2)从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势E m ＝nBl 1l 2ω，所以感应电动势的瞬时值表达式为e ＝nBl 1l 2ωsin ωt .(3)E ＝n ΔΦΔt ＝n Bl 1l 2π/(2ω)＝2nBl 1l 2ωπ(4)线圈从t ＝0开始转过60°时，瞬间电流为i ＝e R ＋r ＝nBl 1l 2ωsinπ3R ＋r ＝3nBl 1l 2ω2(R ＋r )14.110解析电网两极间电场可看做匀强电场U m ＝E m d ，由题意，空气被击穿时E m ＝6 220 V/cm ，U m ＝6 220×0.5 V ＝3110 V由理想变压器电压关系：U 1U 2＝n 1n 2由峰值与有效值关系：U m ＝2U 2由以上各式，得n 1n 2＝110所以原、副线圈匝数比不得超过1∶10. 15．(1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A 解析 (1)由变压比公式得 U 1U 2＝n 1n 2代入数据，得 n 1n 2＝22036＝559(2)两灯均工作时，由能量守恒得 P 1＋P 2＝U 1I 1I 1＝P 1＋P 2U 1＝12＋6220 A＝0.082 A只有L 1灯工作时，由能量守恒得 P 1＝U 1I 1′解得I1′＝P1U1＝12220A＝0.055 A 16．(1)1∶10240∶11(2)900盏解析(1)因为P损＝I22R线所以I2＝P损R线＝4×10310A＝20 AI1＝PU1＝100×103500A＝200 A则n1n2＝I2I1＝20200＝110U3＝U2－I2R线＝(500×10－20×10) V＝4 800 V则n3n4＝U3U4＝4 800220＝24011(2)设还可装灯n盏，据降压变压器输入功率等于输出功率有P3＝P4其中P4＝(n×40＋60×103) WP4＝P3＝(100－4) kW＝96 kW所以n＝900.。