教科版選修3-2課時(shí)作業(yè)與單元檢測(cè)：第二章交變電流章末檢測(cè)卷Word版含解析

1、章末檢測(cè)卷(二)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1如圖所示，面積均為S的線圈均繞其對(duì)稱軸或中心軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，下列選項(xiàng)中能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)eBSsin t的圖是()答案A解析線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，且從中性面開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)eBSsin t，由此判斷，只有A選項(xiàng)符合2500千伏超高壓輸電是我國(guó)目前正在實(shí)施的一項(xiàng)重大工程，我省超高壓輸電工程正在緊張建設(shè)之中若輸送功率為3200萬千瓦，原來采用200千伏輸電，由于輸電線有電阻而損耗的電功率為P，則采用500千伏超高壓輸電后，在輸電線上損耗的

2、電功率為(設(shè)輸電線的電阻未變)()A0.4P B0.16PC2.5P D6.25P答案B解析根據(jù)P損r可知，當(dāng)輸電電壓由200千伏升高到500千伏時(shí)，其線路損耗的電功率由P減小到0.16P，選項(xiàng)B正確3一交流發(fā)電機(jī)，當(dāng)轉(zhuǎn)速為n1時(shí)，其交變電動(dòng)勢(shì)e220sin (100t) V，則下列說法正確的是 ()A在t0時(shí)，線圈中的磁通量為0B該交流發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速為50 r/sC若加在標(biāo)有“220 V100 W”的燈泡的兩端，燈泡能正常發(fā)光D若線圈的轉(zhuǎn)速加倍，則交變電壓的最大值、有效值增大一倍而頻率不變答案B解析因?yàn)榻蛔冸娏鞯乃矔r(shí)表達(dá)式為eEmsin t，其中EmNBS表示最大值，2f.當(dāng)轉(zhuǎn)速用r/s作

3、為單位時(shí)，轉(zhuǎn)速與頻率的數(shù)值相等正弦交變電流的最大值為有效值的倍，則該電動(dòng)勢(shì)的最大值為220 V，而燈泡的標(biāo)注值是有效值，所以選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤，B正確當(dāng)t0時(shí)，e0，此時(shí)線圈處于中性面的位置，磁通量最大，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤4如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為201，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“220 V60 W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光，則 ()圖1A電流表的示數(shù)為 AB電源輸出功率為1200 WC電流表的示數(shù)為 AD原線圈兩端電壓為11 V答案C解析副線圈電壓U2220 V，電流I2 A，則原線圈兩端電壓U1×U24400 V，電流I1×I2 A，所以電流表示數(shù)為

4、A，選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤，C正確電源輸出功率等于燈泡消耗的功率，為60 W，選項(xiàng)B錯(cuò)誤5多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇，過去是用變壓器來實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的，缺點(diǎn)是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的，如圖2所示為一個(gè)經(jīng)過雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，即在正弦交流電的每一個(gè)周期中，前面的被截去，從而改變了電燈上的電壓，那么現(xiàn)在電燈上的電壓為 ()圖2AUm B. C. D.答案C解析由有效值的定義知T×，得U，C項(xiàng)正確6如圖3甲所示，一個(gè)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n261，副線圈兩端接三條支路，

5、每條支路上都接有一只燈泡，電路中L為電感線圈、C為電容器、R為定值電阻當(dāng)原線圈兩端接有如圖乙所示的交流電時(shí)，三只燈泡都能發(fā)光如果加在原線圈兩端的交流電的峰值保持不變，而將其頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，則對(duì)于交流電的頻率改變之后與改變前相比，下列說法中正確的是()圖3A副線圈兩端電壓的有效值均為6 VB副線圈兩端電壓的有效值均為108 VC燈泡變亮，燈泡變亮D燈泡變暗，燈泡變亮答案D解析由題圖乙知，所接電壓的峰值為36 V，由知，副線圈電壓的峰值為6 V，A、B錯(cuò)誤當(dāng)頻率變?yōu)樵瓉淼?倍，則電感對(duì)交流電阻礙變大，電容對(duì)交流電阻礙變小，電阻對(duì)交流電阻礙不變，C錯(cuò)誤，D正確二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題

6、5分，共20分每題至少有兩個(gè)選項(xiàng)正確，選對(duì)得5分，漏選得2分，錯(cuò)選得0分)7如圖4所示，在遠(yuǎn)距離輸電過程中，若保持升壓變壓器原線圈的輸入功率不變，下列說法正確的是 ()圖4A升高U1會(huì)減小輸電電流I2B升高U1會(huì)增大線路的功率損耗C升高U1會(huì)增大線路的電壓損耗D升高U1會(huì)提高電能的利用率答案AD解析提高輸電電壓U1，由于輸入功率不變，則I1將減小，又因?yàn)镮2I1，所以I2將減小，故A對(duì)；線路功率損耗P損IR，線路電壓損失U損I2R，因此功率損耗在減小，電壓損失減小，故B、C錯(cuò)誤；因線路損耗功率減小，因此電能的利用率將升高，故D對(duì)8如圖5甲所示，理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5 A的保險(xiǎn)絲L，

7、原線圈匝數(shù)n1600匝，副線圈匝數(shù)n2120匝當(dāng)原線圈接在如圖乙所示的交變電源上時(shí)，要使整個(gè)電路和用電器正常工作，則副線圈兩端可以接 ()圖5A阻值為14.4 的電阻B并聯(lián)兩盞“36 V40 W”的燈泡C工作頻率為10 Hz的電視D耐壓值為36 V的電容器答案AB解析理想變壓器可以變壓、變流，但不可以改變功率和頻率，由題圖乙可知，原線圈中交變電源電壓的周期為0.02 s，頻率為50 Hz，則副線圈得到的交變電壓的頻率也為50 Hz，故接入工作頻率為10 Hz的電視不能正常工作，C錯(cuò)誤；由題圖乙可知，原線圈所接電源的電壓有效值為180 V，由理想變壓器特點(diǎn)可知，變壓比等于匝數(shù)比，則U2×

8、;180 V，得U236 V，B中兩燈泡接入電路時(shí)，燈泡能正常工作，原線圈中的電流I1 A0.44 A0.5 A，B正確；副線圈兩端電壓的有效值為36 V，但其最大值大于電容器的耐壓值，故D錯(cuò)誤；由理想變壓器特點(diǎn)可知，原、副線圈消耗的功率相等，則180 V×0.5 A，解得R14.4 ，A正確9如圖6甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖像如圖乙中曲線a、b所示，則()圖6A兩次t0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23C曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10

9、 V答案AC解析從題圖乙可知，兩次轉(zhuǎn)動(dòng)都是從中性面開始計(jì)時(shí)的，故A正確從題圖乙可知，曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期之比為23，則轉(zhuǎn)速之比為32，故B錯(cuò)誤由題圖乙可知曲線a的周期Ta4×102 s，則曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率fa25 Hz，故C正確交變電動(dòng)勢(shì)的最大值EmNBS，則曲線a、b表示的交變電動(dòng)勢(shì)的峰值之比為EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為E有 V5 V，D錯(cuò)誤10如圖7甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化

10、關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光下列說法正確的是()圖7A輸入電壓u的表達(dá)式u20sin (100t) VB只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D若將S1換接到2，R消耗的電功率為0.8 W答案AD解析由題圖乙可知，Um20 V，T0.02 s，則100 rad/s，輸入電壓u20sin (100t) V，故A正確；由變壓器的變壓規(guī)律知，故U2 V4 V，由題中將S1接1、S2閉合時(shí)，燈泡L2正常發(fā)光可得，燈泡L2的額定電壓為4 V，當(dāng)只斷開S2后，副線圈兩端電壓不變，此時(shí)副線圈的負(fù)載為L(zhǎng)1、L2串聯(lián)，故L1、L2均不能正常發(fā)光，B錯(cuò)誤；

11、此時(shí)P出，副線圈負(fù)載R總增大，故P出減小，又P入P出，故原線圈的輸入功率減小，C錯(cuò)誤；當(dāng)S1換接到2后，副線圈的負(fù)載僅是電阻R，故P W0.8 W，D正確三、填空題(本題共2小題，共10分)11(6分)一交流電壓隨時(shí)間變化的圖像如圖8所示，則此交流電的頻率是_ Hz，若將該電壓加在10 F的電容器上，則電容器的耐壓值不應(yīng)小于_V；若將該電壓加在一阻值為1 k的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，電路中保險(xiǎn)絲的額定電流不能低于_ A.圖8答案502000.14解析由題圖知T0.02 s，Um200 V，而f，所以f50 Hz，電容器耐壓值應(yīng)不小于200 V，I A0.14

12、A.因?yàn)楸ｋU(xiǎn)絲熔斷電流指有效值，所以電路中保險(xiǎn)絲熔斷電流不能低于0.14 A.12(4分)如圖9所示，理想變壓器原線圈與一10 V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個(gè)小燈泡a和b，小燈泡a的額定功率為0.3 W，正常發(fā)光時(shí)電阻為30 ，已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09 A，可計(jì)算出原、副線圈的匝數(shù)比為_，流過燈泡b的電流為_A.圖9答案1030.2解析副線圈兩端電壓U2等于小燈泡a兩端電壓Ua，由Pa，得Ua3 V，則原、副線圈的匝數(shù)比；流過小燈泡a的電流Ia0.1 A又，得I20.3 A，流過小燈泡b的電流IbI2Ia0.3 A0.1 A0.2 A.四、計(jì)算題(本題共4小題，共46

13、分)13(10分)一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n100匝穿過每匝線圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖10所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r5 ，外電路電阻R95 .已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emnm，其中m為穿過每匝線圈磁通量的最大值求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計(jì))的讀數(shù)圖10答案1.4 A解析從t圖像可以看出m1.0×102 Wb，T3.14×102 s，已知Emnm，又，故電路中電流的最大值Im A2 A.交流電流表的讀數(shù)I1.4 A.14(10分)如圖11所示，匝數(shù)為100匝、邊長(zhǎng)為0.2 m的正方形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度

14、為2 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從中性面開始以10 rad/s的角速度繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)若線圈自身電阻為2 ，負(fù)載電阻R6 ，取210，則開始轉(zhuǎn)動(dòng) s內(nèi)在R上產(chǎn)生的熱量為多少？圖11答案150 J解析感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmNBS100×2×0.2×0.2×10 V80 V有效值為E40 V電流的有效值為I A5 A故產(chǎn)生的熱量為QI2Rt150 J.15. (13分)如圖12所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T，匝數(shù)為n50匝的矩形線圈，繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，每匝線圈長(zhǎng)為L(zhǎng)25 cm，寬為d20 cm.線圈每分鐘轉(zhuǎn)動(dòng)1 500轉(zhuǎn)，在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過程中，

15、從線圈平面經(jīng)過圖示位置時(shí)開始計(jì)時(shí)圖12(1)寫出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)若每匝線圈本身電阻r0.02 ，外接一阻值為13 的用電器，使線圈與外電路組成閉合電路，寫出感應(yīng)電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)若從線圈平面垂直于磁感線的位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e和感應(yīng)電流i的瞬時(shí)值表達(dá)式如何？(4)畫出(1)(2)中的et、it圖像答案見解析解析(1)線圈匝數(shù)n50，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.5 T，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度2f2× rad/s50 rad/s，線圈的面積SLd0.05 m2所以EmnBS50×0.5×0.05×50 V196 V從圖示位置計(jì)時(shí)，有eEm

16、cos t196cos (50t) V.(2)若r0.02 ，則r50r0.02×50 1 R總Rr13 1 14 Im A14 A所以iImcos t14cos (50t) A(3)若從線圈平面與磁感線垂直的位置開始計(jì)時(shí)，即從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式分別為e196sin (50t) V，i14sin (50t) A.(4)因?yàn)?0，所以T0.04 s，Em196 V，Im14 A(1)(2)中的et、it圖像分別如圖甲、乙所示甲乙16(13分)風(fēng)力發(fā)電作為新型環(huán)保新能源，近幾年來得到了快速發(fā)展，如圖13所示風(fēng)車陣中發(fā)電機(jī)輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線電阻為10 .若輸電線因發(fā)熱而損失的功率為輸送功率的4%，試求：圖13(1)在輸電線路中設(shè)置的升、降壓變壓器原、副線圈