专题十综合检测

(满分110分考试时间60分钟)

一、选择题(本题共8小题，每小题6分，在每小题给出的四个选项中，第1～5题只有一项符合题目要求，第6～8题有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)

1．一个矩形线圈的匝数为N 匝，线圈面积为S ，在磁感应强度为B 的匀强磁场中以ω的角速度绕垂直磁感线的轴匀速转动，开始时，线圈平面与磁场平行，对于它产生的交流电动势，下列判断正确的是( )

A ．瞬时表达式为e ＝NBSωsin ωt

B ．有效值为12

NBSω C ．平均值为2π

NBωS D ．频率为2πω

2．如图10-1所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V ，输出的电功率为100 kW ，用总电阻为10 Ω的输电线向远处送电．为提高输电效率，发电站安装一变压比为1∶20的升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V 供用户使用(两个变压器均为理想变压器)．对整个送电过程，下列说法正确的是( )

图10-1

A ．输电线上的电流为200 A

B ．降压变压器的输入电压为10 kV

C ．降压变压器的变压比为11∶495

D ．输电线上损失功率为输电功率的1% 3．(2017年黑龙江哈尔滨第九中学高三二模)将图10-2甲所示的正弦交流电压输入理想变压器的原线圈，变压器副线圈上接入阻值为10 Ω的白炽灯(认为其电阻恒定)，如图乙所示．若变压器原副线圈匝数比为10∶1，则下列说法正确的是( )

甲乙

图10-2

A ．该交变电流的频率为50 Hz

B ．灯泡消耗的功率为250 W

C ．变压器原线圈中电流表的读数为0.5 A

D ．流过灯泡的电流方向每秒钟改变50次 4．(2017年湖北黄冈高三质检)如图10-3所示，n 匝矩形闭合导线框ABCD 处于磁感应强度大小为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO ′以角速度ω匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U

的灯泡，灯泡正常发光．从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是( )

图10-3

A ．图示位置穿过线框的磁通量变化率最大

B ．灯泡中的电流方向每秒改变ω2n

次 C ．线框中产生感应电动势的表达式为e ＝nBSωsin ωt

D ．变压器原、副线圈匝数之比为nBSa U 5．(2017年吉林长春质检)如图10-4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 (电阻忽略不计)，原线圈匝数n 1＝600，副线圈匝数n 2＝120.当原线圈接在如图乙所示的交流电源上，要使整个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接( )

甲乙

图10-4

A ．阻值为12 Ω的电阻

B ．并联两盏的“36 V 40 W ”灯泡

C ．工作频率为10 Hz 的用电设备

D ．耐压值为36 V 的电容器 6．(2016年陕西西安一中模拟)如图10-5所示，理想变压器原副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R 以外其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈两端加上交流电压，其瞬时值表达式为u 1＝220 2sin 100πt V ．下列说中正确的是( )

图10-5

A ．t ＝1600

s 时，电压表的示数为22 V B ．t ＝1600

s 时，ac 两点电压瞬时值为110 V C ．滑动变阻器滑片向上移，电压表和电流表的示数均变大

D ．单刀双掷开关由a 扳向b ，电压表和电流表的示数均变大

7．(2017年江西师范大学附属中学高三月考)如图10-6甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为5∶1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R 0为定值电阻，R 为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法正确的是( )

甲乙

图10-6

A ．图乙中电压的有效值为110 V

B ．电压表的示数为44 V

C ．R 处出现火警时电流表示数增大

D ．R 处出现火警时电阻R 0消耗的电功率增大

8．(2017年湖南衡阳高三大联考)某同学在实验室中研究远距离输电．由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的电磁感应)．在输送功率相同时，第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为P 1，第二次采用如图10-7所示的电路输电，其中理想变压器T 1与电源相连，其原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2，理想变压器T 2与用电器相连，测得输电线上损失的功率为P 2.下列说法正确的是( )

图10-7

A ．前后二次实验都可用于研究远距离直流输电

B ．实验可以证明，采用升压变压器(匝数比为n 2n 1>1)能减小远距离输电的能量损失

C ．若输送功率一定，则P 1∶P 2＝n 21∶n 22

D ．若输送功率一定，则P 1∶P 2＝n 22∶n 21

二、非选择题(本大题共4小题，共62分)

9．(15分)图10-8所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd 的边长ab ＝cd ＝50 cm ，bc ＝ad ＝20 cm ，匝数n ＝200，线圈的总电阻r ＝0.20 Ω，线圈在磁感强度B ＝0.05 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO ′匀速转动，角速度ω＝300 rad/s.线圈两端通过电刷E 、F 与阻值R ＝4.8 Ω的定值电阻连接．

(1)从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的表达式．

(2)发电机的输出功率．

(3)求从线圈经过中性面开始计时，经过14周期时间通过电阻R 的电荷量．

图10-8

10．(15分)如图10-9所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3300 V，副线圈两端电压U2为220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V 的示数U＝2 V．求：

(1)原线圈n1等于多少匝？

(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2＝5 A．则电流表A1的示数I1为多少？

(3)当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？

图10-9

11．(16分)(2017年湖南长沙雅礼中学高三月考)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10-10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：

(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．

图10-10

12．(16分)有条河流，流量为Q＝2 m3/s，落差h＝5 m，现在用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R＝30 Ω，允许损失功率为发电机输出功率的6%，为满足用电的要求，使用户获得220 V电压，则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V100 W”的电灯正常发光？(已知水的密度ρ＝1.0×103 kg/m3，g取10 N/kg)