2020高中物理 第五章 交變電流章末質(zhì)量評估 新人教版必備3-2

1、第五章交變電流章末質(zhì)量評估(二)(時(shí)間：90分鐘分值：100分)一、單項(xiàng)選擇題(本題共10小題，每小題3分，共30分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求)1下列關(guān)于交變電流的說法正確的是()A交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值都是峰值B用交流電流表和電壓表測定的數(shù)值都是瞬時(shí)值C給定的交流數(shù)值，在沒有特別說明的情況下是指有效值D跟交變電流有相同的熱效應(yīng)的恒定電流的數(shù)值是交變電流的平均值解析：對于交變電流的數(shù)值，在沒有特別說明的情況下是指有效值，交流電流表和電壓表測定的數(shù)值都是交變電流的有效值，交流電氣設(shè)備的銘牌上所標(biāo)的電壓和電流值也都是有效值，只有選項(xiàng)C正確答案：C2如圖所示是一交變電流

2、的it圖象，則該交流電電流的有效值為()B.230A4A3A38C.AD22A則I2RT4R42RT解得IA故選B.解析：設(shè)交流電電流的有效值為I，周期為T，電阻為R.22T22332303答案：B3在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的圖象如圖乙所示，則()1圖甲圖乙At0.005s時(shí)線框的磁通量變化率為零Bt0.01s時(shí)線框平面與中性面重合C線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢有效值為311VD線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢頻率為100Hz解析：由圖象知，該交變電流電動(dòng)勢峰值為311V，交變電動(dòng)勢的頻率為f50Hz，C、D錯(cuò)；t0.005時(shí)，e311V，磁通量變化最

3、快，t0.01s時(shí)e0，磁通量最大，線圈處于中性面位置，A錯(cuò)，B對答案：B4超導(dǎo)是當(dāng)今高科技研究的熱點(diǎn)，利用超導(dǎo)材料可實(shí)現(xiàn)無損耗輸電現(xiàn)有一直流電路，輸電總電阻為0.4，它提供給用電器的電功率為40kW，電壓為800V若用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜代替原來的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為()A1kWC1.6kWB1.6103kWD10kWP40103800解析：節(jié)約的電功率即為普通電路輸電時(shí)損耗的電功率，IUA50AP線I2R5020.4W1000W，故節(jié)約的電功率為1kW，A項(xiàng)正確答案：A5用220V的正弦交流電通過理想變壓器對一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110V，通過

4、負(fù)載的電流圖象如圖所示，則()D負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i0.05sin100tAA變壓器輸入功率約為3.9WB輸出電壓的最大值是110VC變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是122解析：通過負(fù)載的電流有效值為0.0252A，變壓器輸入功率約為PUI21100.0252W3.9W，選項(xiàng)A正確變壓器輸出電壓的最大值是1102V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤由變壓公式，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是21，選項(xiàng)C錯(cuò)誤負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i0.05sin100t(A)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：A6.如圖所示電路中，L為電感線圈，R為燈泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻無限大，交流電源的電壓u2202sin100tV，若保持電壓的有效值不變，只將電源

5、頻率改為100Hz，下列說法正確的是()A電流表示數(shù)增大C燈泡變暗B電壓表示數(shù)減小D燈泡變亮解析：由u2202sin100tV可得電源原來的頻率為fHz50Hz.當(dāng)電源1002頻率由原來的50Hz增為100Hz時(shí)，線圈的感抗增大；線圈兩端電壓有效值增大，電壓表示數(shù)增大，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在總電壓的有效值不變的情況下，電路中的電流減小，選項(xiàng)A錯(cuò)燈泡R的電阻是一定的，電流減小時(shí)，實(shí)際消耗的電功率減小，燈泡變暗，選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)答案：C7如圖甲、乙所示的電路中，當(dāng)A、B接有效值為10V的交流電壓時(shí)，C、D間電壓的有效值為4V；當(dāng)M、N接10V直流電壓時(shí)，P、Q間的電壓也為4V現(xiàn)把C、D接4V交流電壓，P

6、、Q接4V直流電壓，下列表示A、B間和M、N間電壓的是()A10V，10VC4V，10V圖甲圖乙B10V，4VD10V，0解析：題圖甲是一個(gè)自耦變壓器，當(dāng)A、B作為輸入端，C、D作為輸出端時(shí)，是一個(gè)降壓變壓器，兩邊的電壓之比等于兩邊線圈的匝數(shù)之比當(dāng)C、D作為輸入端，A、B作為輸出端時(shí)，是一個(gè)升壓變壓器，電壓比也等于匝數(shù)比，所以C、D接4V交流電壓時(shí)，A、B間將得到10V交流電壓題圖乙是一個(gè)分壓電路，當(dāng)M、N作為輸入端時(shí)，上下兩個(gè)電阻上的電壓跟它們電阻的大小成正比但是當(dāng)把電壓加在P、Q兩端時(shí)，電流只經(jīng)過下面那個(gè)電阻，3上面的電阻中沒有電流通過，M、P兩端也就沒有電勢差，即M、P兩點(diǎn)的電勢相等所以

7、當(dāng)P、Q接4V直流電壓時(shí)，M、N兩端的電壓也是4V如果M、N或P、Q換成接交流電壓，上述關(guān)系仍然成立，因?yàn)榻涣麟娫诩冸娮桦娐分袣W姆定律仍然適用答案：B8如圖所示，有一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)E.通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4，設(shè)T1的輸入電壓U1一定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時(shí)，有()AP2變大，P3變大CU2變小，U3變小BP1變小，P2變小DU2變小，U4變大n1解析：P1P2PP3，且P3P4，

8、由于P4增大，所以P3及P1、P2均變大，A對，B錯(cuò)；nU22U1，U1一定，所以U2不變，C、D錯(cuò)答案：A9在如圖所示的電路中，理想變壓器的變壓比為21，四個(gè)燈泡完全相同，若已知燈泡L3和L4恰能正常工作，那么()AL1和L2都能正常工作BL1和L2都不能正常工作CL1和L2只有一個(gè)能正常工作D條件不足，無法判斷解析：由于副線圈兩端并聯(lián)著兩個(gè)相同的燈泡L3、L4.每個(gè)燈泡正常工作時(shí)的實(shí)際電流都等于額定電流，因此副線圈中的電流等于一個(gè)燈泡額定電流的兩倍根據(jù)原、副線圈的電1流與匝數(shù)成反比，可知原線圈中的電流等于副線圈中電流的2，即恰好等于燈泡L1、L2的額定電流，從而可以得出L1和L2都能正常工

9、作答案：A10如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2，則()4解析：根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1I2U2，所以用戶端的電壓U2I1U1I2和周期、頻率的關(guān)系2f得到此交變電動(dòng)勢的頻率為2Hz，周期是0.5s，所以A用戶端的電壓為I1U1I2B輸電線上的電壓降為U1C理想變壓器的輸入功率為I2rD輸電線路上損失的電功率為I1U，選項(xiàng)A11正確；輸電線上的電壓降UI1rUU1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率P1I1UI2rI1U1，選項(xiàng)C

10、錯(cuò)誤，輸電線路上損失的功率PI2rI1(UU1)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：A二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對得6分，漏選得3分，錯(cuò)選或不選得0分)11一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e102sin4t(V)，則()A該交變電動(dòng)勢的頻率為2HzB零時(shí)刻線圈平面與磁場垂直Ct0.25s時(shí)，e達(dá)到最大值D在1s時(shí)間內(nèi)，線圈中電流方向改變100次解析：由題中給出的電動(dòng)勢的表達(dá)式可以得到該交變電動(dòng)勢的角速度是4，由角速度2T選項(xiàng)A正確周期是0.5s，所以1s內(nèi)線圈中的電流方向改變4次，選項(xiàng)D錯(cuò)誤代入表達(dá)式t

11、0.25s，得到e0，選項(xiàng)C錯(cuò)誤零時(shí)刻，電動(dòng)勢為零，此時(shí)穿過線圈的磁通量最大，選項(xiàng)B正確綜上所述，本題的正確選項(xiàng)為A、B.答案：AB12.如圖所示矩形線框置于豎直向下的磁場中，通過導(dǎo)線與靈敏電流表相連，線框在磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)下述說法正確的是()5A因?yàn)榫€框中產(chǎn)生的是交變電流，所以電流表示數(shù)始終為零B線框通過圖中位置瞬間，穿過線框的磁通量最大C線框通過圖中位置瞬間，通過電流表的電流瞬時(shí)值最大D若使線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，那么通過電流表電流的有效值也增大一倍解析：線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在中性面即線框與磁感線垂直時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢最小，而

12、在題中圖示位置線框與磁感線平行時(shí)磁通量最小，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，nBSA、B項(xiàng)錯(cuò)，C項(xiàng)對；電流的有效值I，現(xiàn)在其余的量都不變，角速度增大一倍后，2R電流也增大一倍，D正確答案：CD13為了減少輸電線路中的電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過升壓變電站升壓后通過遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)過降壓變電站將高壓變?yōu)榈蛪耗辰祲鹤冸娬緦㈦妷篣0110002sin100t(V)的交流電降為220V供居民小區(qū)用電，則變電站變壓器()A原、副線圈匝數(shù)比為501B副線圈中電流的頻率是50HzC原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和U2n2n21Unn50解析：原電壓的有效值為U111000V由

13、11得，1，選項(xiàng)A正確；變壓器不n2I1nI改變交流電的頻率，故選項(xiàng)B正確；由12得，副線圈的電流大，要想導(dǎo)線發(fā)熱少，導(dǎo)線要粗一些(使電阻較小)，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；居民小區(qū)各用電器電流總和應(yīng)該等于副線圈的電流，選項(xiàng)D錯(cuò)誤答案：AB14如圖所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3、R4均為定值電阻，開關(guān)S是閉合的V1和Veqoac(,2)為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和Ueqoac(,2)；A1、Aeqoac(,2)和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是()AU2變小、I3變小BU2不變、I3變大CI1變小、I2變小6I2

14、n1DI1變大、I2變大解析：因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與U1不變，所以U2與兩電壓表的示數(shù)均不變，當(dāng)S斷開時(shí)，In因?yàn)樨?fù)載電阻增大，故副線圈中的電流I2減小，12知I1也將減小，C正確；因?yàn)镽1兩端的電壓減小，故R2、R3兩端的電壓將增大，I3變大，B正確正確選項(xiàng)為B、C.答案：BC三、填空題(本題共2小題，共14分)15(6分)鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖甲所示圖甲中電流表的讀數(shù)為1.2A圖乙中用同一電纜線繞了3匝，則這種電流表能測_(選填“交流”或“直流”)電流，圖乙的讀數(shù)為_A.圖甲圖乙解析：鉗形電流表是根據(jù)變壓器變流原理設(shè)計(jì)的，這種電流表能測交流電流，不能測直流電流圖甲電纜線繞1匝，電流表的讀數(shù)

15、為I21.2A，則I11I2n；用同一電纜線繞了3匝，流過電纜線的電流I1不變，則I13I2n，I23.6A.答案：交流3.616(8分)有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器，如圖甲所示，它有兩個(gè)外觀基本相同的線圈A、B，線圈外部還可以繞線圖甲圖乙(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，由此可推斷_線圈的匝數(shù)較多(選填“A”或“B”)(2)如果把它看成理想變壓器，現(xiàn)要測定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(shí)驗(yàn)的步驟(寫出要測的物理量，并7用字母表示)：_.(3)A線圈的匝數(shù)為nA_(用所測物理量符

16、號(hào)表示)解析：(1)由題圖乙可知a位置的阻值大于b位置的阻值，由電阻定律可得A線圈的匝數(shù)多于B線圈的(2)用長導(dǎo)線繞一個(gè)n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；把低壓交流電源接B線圈，測得B線圈的輸出電壓為U；UA用A線圈換下繞制的線圈測得A線圈的輸出電壓為UA.則nAUn.答案：(1)A(2)用長導(dǎo)線繞一個(gè)n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；把低壓交流電源接B線圈，測得B線圈的輸出電壓U；用A線圈換下繞制的線圈測得A線圈的輸出電UA壓UA(3)Un四、計(jì)算題(本題共3小題，共32分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)17(10分)如圖甲所示，矩形線圈匝數(shù)N100匝，a

17、b30cm，ad20cm，勻強(qiáng)磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.8T，繞軸OO從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度100rad/s，試求：圖甲圖乙(1)穿過線圈的磁通量最大值m為多大？線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值？(2)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大值Em為多大？線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值？(3)寫出感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間變化的表達(dá)式，并在圖乙中作出圖象解析：(1)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至與磁感線垂直時(shí)，磁通量有最大值mBS0.80.30.2Wb0.048Wb.(2)線圈與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢有最大值EmNBS480V.(3)表達(dá)式eEmcost480cos(100t)V.圖象如圖所示8升壓變壓器副線圈中電流I2I線，又I2線R線4%

18、P，得I23I2n1n212因?yàn)檩敵鲭妷篣4220V，由33，得3UU4n4n41118(10分)一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為100kW，輸出電壓恒為500V，現(xiàn)用電阻率為1.8108m，橫截面積為105m2的輸電線向4103m遠(yuǎn)處的用電單位輸電，要使發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，輸電線上的損失功率為發(fā)電機(jī)總功率的4%，則：(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220V，那么所用的理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？2l解析：(1)導(dǎo)線電阻R線S得R線14.4，升壓變壓器原線圈中電流I1滿足PU1I1，得I1200A，50Inn1A，由12，得1.(2)降壓變壓器的輸入電壓U3滿足P4%PU3I線，得U35760V，nn288.19(12分)如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n