綜合測評(二)

1、綜合測評綜合測評(二二)命題報告知識點簡單中等較難1.交變電流1、2、410、11、12152.電感與電容33.變壓器5、68、9、13144.電能的輸送716(時間：60 分鐘滿分：100 分)一、選擇題(本大題共 10 小題，每小題 5 分，共 50 分在每小題給出的四個選項中，有的只有一個選項符合題目要求，有的有多個選項符合題目要求，全部選對的得 5 分選不全的得 3 分，有選錯或不答的不得分)1根據(jù)交變電流瞬時值表達式 i5sin500t A 可知，從開始計時起，第一次出現(xiàn)電流峰值所需要的時間是()A2 msB1 msC6.28 msD3.14 ms【解析】(方法一)由已知條件有2T5

2、00 rad/s，則 T2/500，由表達式可知，從中性面開始計時，第一次出現(xiàn)電流峰值需tT/42/50014s1 000s3.14103s.(方法二)由交流電瞬時值表達式， 當 i 為最大值時有 sin(t)1， 即 500t/2，則 t/1 0003.14103s故選 D.【答案】D2下圖表示兩種電壓的波形，其中圖 1 甲表示電壓按正弦規(guī)律變化，下列說法正確的是()圖 1A圖 1 甲表示交變電流，圖乙表示直流B兩種電壓的有效值都是 311 VC圖 1 甲所示電壓的瞬時值表達式為 u220sin100t VD以上說法都不對【解析】只要電流的方向發(fā)生變化，該電流就叫作交變電流，所以 A 選項錯

3、誤；兩種電壓的最大值是 311 V，而非有效值，B 選項錯誤；圖甲中交變電流的周期為 2102s，所以2T100 rad/s，但是最大值是 311 V，所以選項 C 錯誤、選項 D 正確【答案】D圖 23(多選)如圖 2 所示，變頻交變電源的頻率可在 20 Hz 到 20 kHz 之間調(diào)節(jié)，在某一頻率時，L1、L2兩只燈泡的熾熱程度相同，則下列說法中正確的是()A如果將頻率增大，L1熾熱程度減弱、L2熾熱程度加強B如果將頻率增大，L1熾熱程度加強、L2熾熱程度減弱C如果將頻率減小，L1熾熱程度減弱、L2熾熱程度加強D如果將頻率減小，L1熾熱程度加強、L2熾熱程度減弱【解析】某一頻率時，兩只燈泡

4、熾熱程度相同，應(yīng)有兩燈泡消耗的功率相同，頻率增大時，感抗增大，而容抗減小，故通過 L1的電流增大，通過 L2的電流減小，故 B 項正確，同理可得 C 項正確故選 B、C.【答案】BC4一正弦式交變電壓隨時間變化的規(guī)律如圖 3 所示，由圖可知()圖 3A該交變電壓的有效值為 100 VB該交變電壓的頻率為 25 HzC該交變電壓瞬時值的表達式為 u100sin 25t VD若將該交變電壓加在阻值為 100 的電阻兩端，該電阻消耗的功率為 50W【解析】 根據(jù)圖象可知該交變電流的最大值為 100 V， A 錯； 周期為 4102s，所以頻率為 25 Hz，B 對；2f50，交變電壓瞬時值表達式為

5、u100sin 50t V，C 錯；若將該交變電壓加在阻值為 100 的電阻兩端，因為電壓有效值為1002V，所以功率為（100/ 2）250W100 W，D 錯【答案】B5(多選)如圖 4 所示的電路中要使電流表讀數(shù)變大，可采用的方法有()圖 4A將 R 上的滑片向上移動B將 R 上的滑片向下移動C將開關(guān) S 由 1 擲向 2D將開關(guān) S 由 1 擲向 3【解析】在輸入電壓和原、副線圈匝數(shù)比n1n2一定的情況下，輸出電壓 U2是一定的，當 R 減小時，由 I2U2R可知電流表讀數(shù)變大，故應(yīng)將 R 上的滑片向下移動，選項 B 正確在輸入電壓 U1一定的條件下，減小原、副線圈匝數(shù)比n1n2，則輸

6、出電壓 U2U2n2n1U1增大，故 I2U2R增大，開關(guān) S 應(yīng)擲向 2，選項 C 正確【答案】BC圖 56(2013天津高考)普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流， 通常要通過電流互感器來連接， 圖 5 中電流互感器 ab 一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時電流為 Iab，cd 一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時電流為 Icd，為了使電流表能正常工作，則()Aab 接 MN、cd 接 PQ，IabIcdCab 接 PQ、cd 接 MN，IabIcd【解析】根據(jù)變壓器的工作原理I1I2n2n1解決問題高壓輸電線上的電流較大，測量時需把電流變小，根據(jù)I1I2n2n1，MN 應(yīng)接匝數(shù)少的線圈，故

7、ab 接 MN，cd 接 PQ，且 IabIcd，選項 B 正確【答案】B7(多選)如圖 6 所示，在遠距離輸電過程中，若保持原線圈的輸入功率不變，下列說法正確的是()圖 6A升高 U1會減小輸電電流 I2B升高 U1會增大線路的功率損耗C升高 U1會增大線路的電壓損耗D升高 U1會提高電能的利用率【解析】提高輸電電壓 U1，由于輸入功率不變，則 I1將減小，又因為 I2n1n2I1，所以 I2將減小，故 A 正確；線路功率損耗 P損I22R，因此功率損耗也減小，由UI2R 可知電壓損耗減小，故 B、C 錯誤；因線路損耗功率減小，因此利用率將升高，D 正確【答案】AD8(2012福建高考)如圖

8、 7，理想變壓器原線圈輸入電壓 UUmsint，副線圈電路中 R0為定值電阻，R 是滑動變阻器V1和 V2是理想交流電壓表，示數(shù)分別用 U1和 U2表示；A1和 A2是理想交流電流表，示數(shù)分別用 I1和 I2表示下列說法正確的是()圖 7AI1和 I2表示電流的瞬間值BU1和 U2表示電壓的最大值C滑片 P 向下滑動過程中，U2不變、I1變大D滑片 P 向下滑動過程中，U2變小、I1變小【解析】電壓表 V1和 V2分別測量的變壓器原、副線圈的輸入、輸出電壓的有效值，電流表 A1和 A2分別測量的原、副線圈電路中電流的有效值，A、B項錯誤；滑動變阻器向下滑動時，接入電路的電阻變小，原副線圈輸入、

9、輸出電壓不變，由歐姆定律 IURR0可知，副線圈電路中的電流變大，副線圈輸出功率變大，由 P入P出，得原線圈的輸入功率變大，由 PIU 可知，原線圈電路中的電流變大，C 項正確，D 項錯誤【答案】C9.圖 8如圖 8 所示的電路圖中，變壓器是理想變壓器，原線圈匝數(shù) n1600 匝，裝有熔斷電流為 0.5A 的保險絲，副線圈的匝數(shù) n2120 匝要使整個電路正常工作，當原線圈接在 180 V 的交流電源上時，副線圈()A可接耐壓值為 36 V 的電容器B可接“36 V40 W”的安全燈兩盞C可接電阻為 14 的電烙鐵D可串聯(lián)量程為 0.6A 的電流表測量其電路的總電流【解析】根據(jù)U1U2n1n2

10、得 U2n2n1U136 V，又由I1I2n2n1，在保險絲安全的條件下，副線圈中允許通過的最大電流為 I2n1n2I16001200.5 A2.5 A，最大輸出功率 PmI2U22.536 W90 W， B 選項正確 而交流電壓的最大值為 36 2 V，所以 A 選項錯誤接 14 的電阻時，流過電阻的電流將達到 I23614A2.5 A,C 選項錯誤若副線圈串聯(lián)量程為 0.6 A 的電流表，則電流表可能會被燒壞，D選項錯誤【答案】B10 (多選)在一阻值為 R10 的定值電阻中通入如圖 9 所示的交流電， 則()圖 9A此交流電的頻率為 0.5 HzB此交流電的有效值約為 3. 5AC在 2

11、4 s 內(nèi)通過該電阻的電荷量為 1 CD在 02 s 內(nèi)電阻產(chǎn)生的焦耳熱為 25 J【解析】由圖知，交流電的周期為 2 s，故頻率 f1T0.5 Hz，A 正確；根據(jù)有效值的定義，由 I2RTI21RT2I22RT2250 J 得，I3.5 A，B 正確，D 錯誤；.在 24 s 內(nèi)通過該電阻的電荷量為 QI1T2I2T21 C，C 正確故選 ABC.【答案】ABC二、填空題(本大題共 3 小題，共 20 分，把答案填在題中的橫線上)11(6 分)如圖 10 所示，匝數(shù)為 100 匝的圓形線圈繞與磁場垂直的軸 OO，以 50 r/s 的轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的最大磁通量為 0.01 Wb，從圖示的

12、位置開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式_圖 10【解析】本題圖示位置為線圈平面與磁場方向平行的位置，感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式 eEmcost，而 EmNBS，2n，mBS0.01 Wb.所以 Em1000.0123.1450 V314 V，2n23.1450 rad/s314rad/s.故感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為：eEmcost314cos 314t V.【答案】e314cos 314t V圖 1112(6 分)一個面積為 S 的矩形線圈在勻強磁場中以其一條邊為軸做勻速轉(zhuǎn)動，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直，線圈中感應(yīng)電動勢 e 與時間 t 的關(guān)系如圖 11 所示，感應(yīng)電動勢的最大值和周期可由圖

13、中讀出， 則磁場的磁感應(yīng)強度 B_ 在tT/12 時刻，線圈平面與磁感應(yīng)強度的夾角_【解析】由于線圈在勻強磁場中以其一條邊為軸做勻速轉(zhuǎn)動時，交變電流的公式仍然適用由圖可以直接讀出交變電流的最大值 Em和周期 T.感應(yīng)電動勢為最大值時，線圈平面與磁場方向平行，感應(yīng)電動勢的最大值為 EmNBS，式中的 N1，2T，由此可求得 BEmT2S.從圖象可以看出，線圈開始轉(zhuǎn)動時為最大值，這時線圈平面與磁場 B 方向平行，從開始時刻起線圈轉(zhuǎn)過的角度，也就是線圈平面與 B 的夾角，設(shè)這個夾角為，則t，在 tT/12 時刻，t2TT126.【答案】EmT2S6圖 1213(8 分)如圖 12 所示，一理想變壓器

14、上繞有 A、B、C 三個線圈，匝數(shù)比nAnBnC421，在副線圈 B 和 C 的兩端各接一個相同的電阻 R，當原線圈 A 與交變電源連接時，交變電流表 A2的示數(shù)為 I0，則交變電流表 A1的示數(shù)為_【解析】由UBUCnBnC2 可得 UC12UB，IC12I0.對于理想變壓器有 P1P2P3.即 IAUAI0UBICUC.所以 IAUBUAI0UCUAICnBnAI0nCnA12I0，解得 IA5I0/8.【答案】5I0/8三、計算題(本題共 3 小題，共 30 分解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)圖 1314(8 分)如圖 13 所示，變壓器副線圈電路中

15、有電阻 R7.26 ，消耗的功率為 6 W 另有一匝線圈接有電壓表， 讀數(shù) U050 mV.原線圈兩端電壓為 u311sin 100t V求原、副線圈的匝數(shù)和鐵芯內(nèi)的磁通量變化率表達式【解析】由題中條件可知該變壓器每匝線圈感應(yīng)電壓有效值為 50 mV.由P2U22R可得 U26.6 V，即可得 n26.60.05132(匝)由原線圈兩端電壓表達式可知交變電壓的有效值為 U1220 V，再由U1U2n1n2得原線圈匝數(shù) n14 400(匝)鐵芯內(nèi)磁通量的變化率即單匝線圈的感應(yīng)電動勢， 其最大值為 0.05 2 V， 表達式為t0.05 2 sin 100t Wb/s.【答案】4 400 匝132

16、 匝0.05 2 sin 100t Wb/s圖 1415(10 分)如圖 14 所示，圓形線圈共 100 匝，半徑為 r0.1 m，在勻強磁場中繞過直徑的軸 OO勻速轉(zhuǎn)動， 磁感應(yīng)強度 B0.1 T， 角速度為300rad/s，電阻為 R10 ，求：(1)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過 90時，線圈中的感應(yīng)電流為多大？(2)寫出線圈中電流的表達式(磁場方向如圖所示，圖示位置為 t0 時刻)(3)線圈轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的熱功率多大【解析】(1)當從圖示位置轉(zhuǎn)過 90時，線圈中有最大感應(yīng)電流最大感應(yīng)電動勢為 EmNBS1000.10.12300V30 VImEmR3A.(2)由題意知 iImsint，即 i3si

17、n300t A.(3)感應(yīng)電流的有效值IIm232A.發(fā)熱功率 PI2R32210 W45 W.【答案】(1)3 A(2)i3sin300tA(3)45 W16(12 分)一居民小區(qū)有 440 戶，以前每戶平均消耗電功率為 100 W，使用的區(qū)間變壓器匝數(shù)比為 1656，恰好能使額定電壓為 220 V 的用電器正常工作，現(xiàn)在因家用電器增加，每戶平均消耗的電功率為 250 W，若變壓器輸入電壓仍為6 600 V，區(qū)間輸電線路不變，為了使家用電器正常工作，需換用區(qū)間變壓器，則此變壓器的匝數(shù)比為多少？【解析】未換時輸電電流：IP總U用200A輸送電壓 U2n2n1U1240 V由UU2U用IR線，得 R線0.1 換變壓器后 IP總U用500A線路電壓損失UIR線50 V變壓器輸出電壓 U2U用U270 V變壓器匝數(shù)比 n1n2U1U22209.【答案】2209附加題(本題供學(xué)生拓展學(xué)習(xí)，不計入試卷總分)17(2012江蘇高考)某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置，如圖 15 所示在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為49.磁場均沿半徑方向匝數(shù)為 N 的矩形線圈 abcd 的邊長 abcdl、bcad2l.線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，bc 和 ad 邊同時進入磁場在磁場中兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小