粵教高中物理選修(3-2)第二章《交變電流》章末檢測卷

1、2019最新粵教版高中物理選修（3-2）第二章交變電流章末檢測卷（時間：90分鐘滿分：100分）一、單項選擇題（本題共5小題,每小題4分，共20分）1 .下列提到的交流電，哪個指的不是交流電的有效值（）A.交流電壓表的讀數(shù)B.保險絲的熔斷電流C.電容器的擊穿電壓D.電動機銘牌上的額定電壓答案 C解析 交流電壓表測量的是交流電的有效電壓，保險絲的熔斷電流指有效電流，電動機銘牌上的額定電壓也是指有效電壓 ，電容器的擊穿電壓，指最大電壓，故選C.2 .照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，可是我們在晚上七八點鐘用電高峰開燈時電燈比深夜時要顯得暗，這是因為此時（）A .總電阻比深夜時大，干路電流小

2、，每盞燈分到的電壓就小B.總電阻比深夜時大，干路電流小，每一支路的電流就小C.總電阻比深夜時小，干路電流大，輸電線上損失的電壓大D.干路電流一定，支路比深夜時多，分去了一部分電流答案 C解析 總電阻減小，總電流增大，輸電線電阻造成的電壓損失AU=IR線增大，電燈得到的電壓減小，所以燈泡在七八點鐘時顯得要暗些.3.一交流發(fā)電機，當(dāng)轉(zhuǎn)速為n1時,其交變電動勢 e= 220sin 100 71V，現(xiàn)有如下的說法，其中正 確的是（）A.在t=0時，線圈中的磁通量為 0B.該交流發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速為50 r/sC.若加在標(biāo)有 “220 V00 W'的燈泡白兩端，燈泡能正常發(fā)光D.若線圈的轉(zhuǎn)速加倍，

3、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 因為交變電流的瞬時表達(dá)式為e= Emsin cot其中Em = nBSxo表布最大值，G3= 2兀鐺轉(zhuǎn)速用r/s作為單位時，轉(zhuǎn)速與頻率的數(shù)值相等.最大值為有效值的V2倍，則該電動勢的最大值為220 V,而燈泡的標(biāo)注值是有效值，所以選項C、D錯誤，選項B正確.當(dāng)t=0時,e= 0此時 線圈處于中性面的位置，磁通量最大，因此選項A錯誤.4.如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20 ： 1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入“220 V,60 W燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光，則（）圖132A.電流表的示數(shù)為322 AB.電源輸出功率為 120

4、0 W 3c.電流表的本數(shù)為220 aD.原線圈兩端電壓為 11 V答案 C解析 副線圈電壓 U2=220 V,電流I2=7P = ；3 A,則原線圈兩端電壓 U1="XU2 = 4400 V, U2 11113 3電流I1 =2qXI2 = 22q A,所以電流表本數(shù)為220 A,選項A、D錯誤,C正確.電源輸出功率等于燈泡消耗的功率，為60 W,選項B錯誤，故選C.5 .多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺燈、調(diào)速電風(fēng)扇，過去是用變壓器來實現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的，缺點是成本高、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)光臺燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實現(xiàn)調(diào)節(jié)的，如圖加在電燈上的電

5、壓，即在正弦式電流的每一個2所示為一個經(jīng)過雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后111周期中，前面的:被截去，從而改變了電燈上的）電壓，那么現(xiàn)在電燈上的電壓的有效值為-V.圖2UmB. -'2Umc-2- 答案 CUm dr解析由有效值的定義知U2RT =Um,2 R£ T/日一勺得 Um 土 石U = .C項正確.10 / 8二、雙項選擇題（本題共4小題,每小題5分，共20分.每題只有兩個選項正確 ，全部選對得5 分,漏選得2分,錯選得。分）6 .如圖3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3A.開 B.升 C.升 D.開 答案同J同J同J

6、同JU1U1U1U1會減小輸電電流12 會增大線路的功率損耗 會增大線路的電壓損耗 會提高電能的利用率AD5n1解析提圖輸電電壓 U1,由于輸入功率不變，則11將減小，又因為I2 = n2l1，所以12將減小，故A對;線路功率損耗 P損=I2R,因此功率損耗減小，電壓損失減小，故B、C錯誤；因線路損耗功率減小，因此利用率將升高,D對.7.如圖4甲所示，理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5 A的保險絲L,原線圈匝數(shù)n1= 600匝,副線圈匝數(shù)n2=120匝.當(dāng)原線圈接在如圖乙所示的交變電源上時，要使整個電路和用電器正常工作，則副線圈兩端可以接（）二18072現(xiàn) xIO、）-IKOJ2乙甲圖4A.阻

7、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 電源的周期為0.02 s,頻率為50 Hz,則副線圈得到的交變電流的頻率也為50 Hz,故接入工作頻率為10 Hz的電視不能正常工作，C錯誤；由題圖乙可知，原線圈所接電源的電壓有效值為 、_一一. 120180 V,由理想變壓器特點可知，變壓比等于匝數(shù)比，則U2 = 600><180 V,得U2=36 V,B中兩燈泡接入電路時，原線圈中的電流I1=4A= 0.44 AV

8、0.5 A,B正確；副線圈兩端電壓的有效值為936 V,但其最大值大于電容器的耐壓值，故D錯誤；由理想變壓器特點可知，原、副線圈消耗X V '的功率相等，則 川R-=180 VX0.5 A,解得R=14.4 "AE確.8. 如圖5甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1 ： n2 = 5： 1，電阻R=20 ,L 1 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隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光.下列說法正確的是（）甲乙圖5A.輸入電壓 u的表達(dá)式u=20j2sin （100兀t） V9. 只斷開S2后,L

9、1、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S1換接到2后,R消耗的電功率為0.8 W答案 AD解析 由題圖可知，Um = 202 V,T=0.02 s,則 «= 2= 100兀 rad/s,輸入電壓 u=2042sin（100兀V,故A正確；由變壓器的變壓規(guī)律知：U7 = ；1> U2=U-n2 = 20r1 V = 4 V,由題中U212II 5將S1接1、S2閉合時，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，此時副線圈的負(fù)載為L1、L2串聯(lián)，故L1、L2均不能正常發(fā)光，B錯；此時p出=O，副線圈負(fù)載 R總增大

10、，故P出減小，又P入=P出，故原線圈的輸入功率減小，C錯誤；當(dāng)S1換接到2后，副線圈的負(fù)載僅是電阻R,故P=Uf = 42 W=0.8 W,D正確.R 2010. 一理想變壓器的原線圈連接一只交流電流表，副線圈接入電路的匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q調(diào)節(jié)，如圖6所示，在副線圈兩輸出端連接了定值電阻R0和滑動變阻器 R,在原線圈上加一電壓為U的交流電，則（）A.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大 B.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表的讀數(shù)變小 答案 BC一一 , 、,

11、U1 n1 ,1解析 保持Q的位置不動，副線圈匝數(shù)不變，由mn1知U2不變，當(dāng)P向上滑動時，R變大，由U2I2= RU2R知I2減小，11減小,故電流表的讀數(shù)變小,A錯誤,B正確；保持P的位置不動，將Q 向上滑動時，副線圈的匝數(shù)增多，由"=n1知U2增大，由I2 = -U2-知I2增大,11增大,故電流U2 n2R+ R0表的讀數(shù)變大，C正確，D錯誤.三、填空題體題共2小題,共14分）11. （6分）一交流電壓隨時間變化的圖象如圖7所示,則此交流電的頻率是 Hz,若將該電壓加在10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 kQ的純電阻用電器上，用電器恰能正常

12、工作，為避免意外事故的發(fā)生，電路中保險絲 的額定電流不能低于 A.答案 50 200 0.14 1解析由題圖知 T= 0.02 s,Um = 200 V而f =不所以f = 50 Hz,電容器耐壓值應(yīng)不小于 200 V, Um 1 100.2上被 R= 1000 內(nèi) 0.14 A.因為保險絲熔斷電流指有效值，所以電路中保險絲熔斷電流不能低于0.14 A.12. （8分）有一個教學(xué)用的可拆變壓器，如圖8甲所示，它有兩個用相同的導(dǎo)線繞制的線圈A、B,線圈外部還可以繞線.甲乙圖8（1）某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對應(yīng)圖乙中的a、b位置，則A線圈的電阻為，由此可

13、推斷 線圈的匝數(shù)較多（選項“A”或 “B”.）（2）如果把它看做理想變壓器，現(xiàn)要測量 A線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源，請簡要敘述實驗的步驟（寫出要測的物理量，并用字母表示）： ,A線圈的匝數(shù)為nA =.（用所測物理量符號表示）答案 （1）24 A（2）用絕緣導(dǎo)線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制n匝線圈；將A線圈與低壓交流電源相連接；用多用電表的交流電壓擋分別測量A線圈的輸入電壓 UA和繞制線圈的輸出電壓 UUAn（其他方法只要合理即可）四、計算題（本大題共4小題，共46分）13. （9分）一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度繞垂直于磁

14、場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n = 100匝.穿過每匝線圈的磁通量隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖9所示，發(fā)電機內(nèi)阻r= 5.0 外電路電阻 R= 95 已知感應(yīng)電動勢的最大值Em=ncom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）的讀數(shù).答案 1.4 A解析從一t圖象可以看出m = 1.0 102 Wb,T=3.14 10-2 s,已知Em = neom,乂 3= T ,故電路中電流最大值Em n 2 兀mIm京=t R+rA=2 A.100 >2X3.14 1.0 10-23.14 102.x 95 + 5.0交流電流表讀數(shù)I = Im/J2= 1.4 A

15、.14. (9分)如圖10所示，匝數(shù)為100匝、邊長為0.2 m的正方形線圈，在磁感應(yīng)弓雖度為 2 T的勻強磁場中，從中性面開始以10兀rad/s的角速度繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動.若線圈自身電阻為2 Q,1負(fù)載電阻R=6 取兀2= 10,則開始轉(zhuǎn)動20 s內(nèi)在R上產(chǎn)生的熱量為多少焦耳?圖10答案 150 J解析電動勢最大值為Em=nBSco=100X 2X 0.2 X 0.2 XT0J0tiVV有效值為：E = Em/，2= 4042兀V 電流有效值為：I = R+r6+ 2A= 5 v27t故產(chǎn)生的熱量為 Q= I2Rt=150 J.15. (14分)如圖11所示，勻強磁場磁感應(yīng)強度 B=0.5 T

16、,匝數(shù)為n=50匝的矩形線圈繞垂直 于勻強磁場的轉(zhuǎn)軸 。勻速轉(zhuǎn)動，每匝線圈長為L = 25 cm,寬為d=20 cm.線圈每分鐘轉(zhuǎn)動1 500轉(zhuǎn)，在勻速轉(zhuǎn)動過程中，從線圈平面經(jīng)過圖示位置時開始計時.圖11(1)寫出感應(yīng)電動勢e的瞬時值表達(dá)式；(2)若每匝線圈本身電阻r=0.02 就'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的瞬時值表達(dá)式；(3)若從線圈平面垂直于磁感線的位置開始計時，感應(yīng)電動勢e和感應(yīng)電流i的瞬時值表達(dá)式而何？(4)畫出(1)(2)中的et、i t圖象.答案見解析解析 (1)線圈匝數(shù)n= 50，磁場的磁感應(yīng)強度B=0.5 T,線圈轉(zhuǎn)動的角速

17、度3= 2兀上2兀嚕°rad/s=50 兀 rad/線圈的面積 S=Ld = 0.05 m2所以 Em= nBSw = 50X0.5 X0.05 X50 兀 V = 196 V從圖示位置計時,有e= Emcos w t= 196cos (50兀t) V(2)若 r= 0.02 則 r = 50 r= 0.02 x 50 =Q| QR總=r+ r =13 0+ 1 0= 14 QEm 196Im = RiT= 74 A = 14 A所以 i= Imcos 3 芒 14cos (50 兀 t) A(3)若從線圈平面與磁感線垂直的位置開始計時，即從中性面開始計時，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的瞬時

18、值表達(dá)式分別為e'= 196sin (50兀t),V= 14sin (50兀t) A.(4)因為w= 50兀,所以 T = 2-= 0.04 s,Em= 196 V,Im = 14 A CO(1)(2)中的et、i t圖象分別如圖甲、乙所示.500 V,現(xiàn)用電阻率為 ，要使發(fā)電機滿負(fù)荷運16. (14分)一臺小型發(fā)電機的最大輸出功率為100 kW,輸出電壓恒為1.8 10 8 木m截面積為105 m2的輸電線向4 M03 m遠(yuǎn)處的輸電行時，輸電線上的損失功率不超過發(fā)電機總功率的4%,求：(1)所用的理想升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？(2)如果用戶用電器的額定電壓為220 V,那么所用的理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？(3)想一想，