高三物理交變電流綜合測(cè)試題

1、2019年10月13日整理高三物理交變電流綜合測(cè)試題廣東省乳源高級(jí)中學(xué)張彪（郵編512700）考點(diǎn)：1 .交變電流、交變電流的圖像.正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值.理想變壓器.遠(yuǎn)距離輸電一、本題共10小題；每小題4分，共40分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有 的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確。全部選對(duì)的得 4分，選不全的得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分。. 一交變電壓的表達(dá)式為u=100 J2sin100 nt V,由此表達(dá)式可知A.用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為100 VB.該交變電壓的周期為0.02 sC.將該電壓加在 100 的電阻兩端，電阻消耗的電功率為 50 WD. t =

2、 1/400 s時(shí)，該交流電壓的即時(shí)值為 50 V.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e-t圖像如圖1 TOC o 1-5 h z 所示，則（）. t1, t 3線圈通過中性面 C . t1, t3線圈中磁通量變化率最大圖1. t2, t4線圈中磁通量最大D . t2, t4線圈平面與中性面垂直3、在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，輸送的電功率為P ,輸電電壓為U ,所用輸電導(dǎo)線的電阻率為 P ,截面面積為S,導(dǎo)線的總長度為L.輸電線上損耗的電功率為P1 ,用戶得到的電功率為P2 ,卜列關(guān)于已和P2的表達(dá)式中正確的是：（）A、U2SB、U 2SC、P2 = PU 2sP：LD、P2 =P。- PL) U

3、S4、將硬導(dǎo)線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為L,它在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 日方向如圖2的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為 n,導(dǎo)線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路有 額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計(jì)，燈泡的電 阻應(yīng)為（）第1頁/共6頁2019年10月13日整理A、(2 % L2nB)2/P ; B 2(兀 L2nB)2/P ; C (L2nB)2/2P ; D、(L 2nB)2/P ;5、如圖3所示，平行金屬板間有一靜止的正電粒子，若兩板間加電壓 u=Usin cot,則粒子的()A、位移一定按正弦規(guī)律變化；B、速度一定按正弦規(guī)律變化；C、加速度一定按正弦規(guī)律

4、變化；H粒子在兩板間作簡諧運(yùn)動(dòng)；6、正弦交變電源與電阻R交流電壓表按照?qǐng)D4所示的方式連接，R=10Q ,交流電壓表的示數(shù)是10V,圖5是交變電源出電壓 u隨時(shí)間t變化的圖象.則()A、通過R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i=1.414cos100兀t (A)B、通過R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i=1.414cos50兀t (A)C、R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是 u=7.07cos100 Tit (V)D、R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是 u=7.07cos50兀t (V)(Q TOC o 1-5 h z 7、如圖6,四圖中的a、b均為輸入端，接交流電源；c、d均為輸出端， 則A、B、C

5、 D四圖中，輸出電壓大于輸入電壓的電路是()圖6工：；8、圖7中是電流互感器使用原理，以下說法正確的是：(A、圖中電流表的示數(shù)比直接接在ab間時(shí)示數(shù)??；B、圖中電流表的示數(shù)就是 ab間的電流大??；C、原理圖有錯(cuò)誤，原線圈匝數(shù)應(yīng)比副線圈匝數(shù)少；D、因變壓器將電壓升高了，所以電流表示數(shù)比把電流表直接接到.如圖8為“熱得快”熱水器電路圖和簡易圖?，F(xiàn)接通電源，發(fā)現(xiàn)該熱水器沒有發(fā)熱，并且熱水器上的指示燈也不亮，現(xiàn)用交流電壓表測(cè)得熱水器A、B兩端的電壓為220V,指示燈兩端電壓為 220V。該熱水器的問題在于( )A.連接熱水器和電源之間的導(dǎo)線斷開B.電阻絲熔斷，同時(shí)指示燈燒毀C.連接電阻絲與指示燈的導(dǎo)線

6、發(fā)生了短路D.同時(shí)發(fā)生了以上各種情況10.在交變電流電路中，如果電源電動(dòng)勢(shì)的最大值不變，頻率可以改變，在如圖所示電路的 a、b兩點(diǎn)間逐次將圖9 中的電路元件甲、乙、丙單獨(dú)接入，當(dāng)使交流電頻率增加時(shí)，可以觀察到下列論述的哪種情況()A . Ai讀數(shù)不變，A2增大，A3減小A1讀數(shù)減小，A2不變，A3增大A1讀數(shù)增大，A2不變，A3減小Ai, A2 , A3讀數(shù)均不變第2頁/共6頁2019年10月13日整理圖9二.本題共3小題，共20分。把答案填在題中的橫線上或按題目的要求作答。11. (1) (3分)下列學(xué)生實(shí)驗(yàn)中，哪些實(shí)驗(yàn)使用的電源必須是交變電源()A.研究勻變速直線運(yùn)動(dòng) B.驗(yàn)證機(jī)械能守恒定

7、律 C.測(cè)定金屬的電阻率D.測(cè)定電源的電動(dòng)勢(shì)的內(nèi)阻(2) (3分)用示波器觀察交流信號(hào)時(shí)，為了能在熒光屏上呈現(xiàn)穩(wěn)定的波形，必須滿足的條件 是()A .掃描電壓的周期等于信號(hào)電壓周期B.掃描電壓的周期是信號(hào)電壓周期的奇數(shù)倍C.掃描電壓的周期是信號(hào)電壓周期的偶數(shù)倍D.掃描電壓的周期是信號(hào)電壓周期的整數(shù)倍12.為了測(cè)量和描繪“220 V 40 W ”白熾電燈燈絲的伏安特性曲線，可以利用調(diào)壓變壓器供電.調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器，它只有一組線圈 L繞在閉合的環(huán)形鐵芯上，輸入端接在220 V交流電源的火線與零線間，輸出端有一個(gè)滑動(dòng)觸頭P,移動(dòng)它的位置，就可以使輸出電壓在 0250 V之間連續(xù)變化，圖 1

8、0甲中畫出的是調(diào)壓變壓器的電路圖符 號(hào).實(shí)驗(yàn)室內(nèi)備有交流電壓表，交流電流表，滑動(dòng)變阻器，開關(guān)，導(dǎo)線等實(shí)驗(yàn)器材.(1)在圖10甲中完成實(shí)驗(yàn)電路圖；(2)說明按你的實(shí)驗(yàn)電路圖進(jìn)行測(cè)量，如果電表內(nèi)阻的影響不能忽略，在電壓較高段 與電壓較低段相比較，哪段的誤差更大？為什么？(3)如果根據(jù)測(cè)量結(jié)果作出的伏安特性曲線如圖10乙所示，試根據(jù)圖線確定：把兩個(gè)完全相同的“ 220 V 40 W ”白熾電燈串聯(lián)在 220 V交流電源的火線與零線間，這兩只電燈 消耗的總電功率是多大 ？火線圖1013、如圖11線圈的面積1 x 102cmi,共100匝。處在B=0.5T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,以100/兀Hz的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，已

9、知線圈電阻為1Q ,外接電阻為9a ,那么：K打開時(shí)電壓表的讀數(shù)是多少?K合上后電壓表的讀數(shù)是多少?圖11K合上后以圖示位置為計(jì)時(shí)零點(diǎn)，寫出電流的表達(dá)式。第3頁/共6頁2019年10月13日整理4）求線圈從中性面開始轉(zhuǎn)過 90。角的過程中，通過線圈導(dǎo)線截面的電量。K合上后電阻R上消耗的功率是多少？（13分）為了減少因火電站中煤的燃燒對(duì)大氣的污染而大力發(fā)展水電站。三峽水利工程 中某一水電站發(fā)電機(jī)組設(shè)計(jì)為：水以V1=3m/s的速度流入水輪機(jī)后以 V2=1m/s的速度流出，流出水位比流入的水位低10m,水流量為 Q=10m3/s,水輪機(jī)效率為 75%,發(fā)電機(jī)效率為80% ,求：（1）發(fā)電機(jī)組的輸出電

10、功率是多少？（2）如果發(fā)電機(jī)輸出電壓為240V,用戶需電壓220V,輸電線路中能量損失為5%,輸電. 50線電阻為 一 Q ,那么所需升降變壓器的原副線圈匝數(shù)比分別是多少？3（13分）如圖12甲所示，A、B表示真空中水平放置的相距為d的平行金屬板，板長為 L,兩板加電壓后板間電場(chǎng)可視為勻強(qiáng)電場(chǎng)，圖乙表示一周期性的交流電壓波形，在t=0時(shí)，將圖12乙的交變電壓加在 A、B兩板，此時(shí)恰有一質(zhì)量為 m、電量為q的粒子在板間中央沿 水平方向以速度 V0射入電場(chǎng)，若此粒子在離開電場(chǎng)時(shí)恰能以平行A、B兩板的速度飛出， 求A、B兩板上所加交變電壓的頻率應(yīng)滿足的條件。（2）該交變電壓 Uo的取值范圍（忽略粒子

11、的重力）。-甲圖12（13分）曾經(jīng)流行過一種向自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī)，圖 13為其結(jié)構(gòu)示意 圖。圖中N、S是一對(duì)固定的磁極，abcd為固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過 bc邊中 點(diǎn)、與ab邊平行，它的一端有一半徑ro= 1.0cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖3所示。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線框由N = 800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積 S= 20cm2,磁極間的磁場(chǎng)可視 作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度 B=0.010T,自行車車輪的半徑 R1= 35cm,小齒輪的半徑 R2 = 4.0cm,大齒輪的半徑 R3= 10.0cm （見圖14）

12、?，F(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，問大 齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值U = 3.2V ?（假定摩擦小輪與自行車輪之間無相對(duì)滑動(dòng)）第4頁/共6頁2019年10月13日整理火線調(diào)壓變壓器參考答案一、選擇題題號(hào)12345678910答案ABADBDBCACCBC11 . (1) AB (2) D12. (1)如下圖所示.開關(guān)應(yīng)連接在火線上，電流表外接與內(nèi)接都可以(2)如果采用電流表外接法，電壓較高段誤差更大，因?yàn)殡妷涸礁?，燈絲電阻越大,由于電壓表分流而造成的誤差越大；如果采用電流表內(nèi)接法， 電壓較低段誤差更大， 因?yàn)殡妷涸叫。瑹艚z電阻越小，由于電流表分壓造成的誤差越大(3) 47 W

13、 1 W13. (1) 70.7v(2) 63.63v(3) i=10cos200t(4)0.05C(5) 450J2、_-V2 ) X75 %1, 214.解：(1)水輪機(jī)狄得的機(jī)械能為 Ek =mgh 萬m(v1122 . _= QtPgh +-QtP(v1 -v2 )X75%,代入數(shù)據(jù)，得Ek = 78 104t則發(fā)電機(jī)的輸出電能：E電=Ek父80%=624M103t發(fā)電機(jī)的輸出功率：P0 =E電/t =624kw3(2)發(fā)電機(jī)的輸出電流為I1 =旦=624父10 = 2600aUi 240輸電線路損失AP =P0X5% =31.2M103W輸電電流由焦耳定律得，I22 =AP/R,得I

14、2 =43.3A則升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比n1 : n2 = 12 : I1 = 433: 26000用戶端降壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率P =P0 -AP =592.8M103W3輸出電流 i3=E=592.”10 =2694.5AU2220第5頁/共6頁2019年10月13日整理所以用戶降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比n3 ： n4 = 13 ： 12 = 26945 : 433343215.解：(1)粒子在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間 t = L/v,為使粒子離開電場(chǎng)時(shí)豎直分速度為零，它在電場(chǎng)中運(yùn)動(dòng)時(shí)間必為交變電壓周期的整數(shù)倍。t = nT ( n = 1,2,3)交變電壓的頻率應(yīng)滿足：f =二(n =1,2,3)T L(2)粒子在電場(chǎng)中的加速度大?。篴 = qU9,設(shè)粒子在一個(gè)周期內(nèi)的側(cè)位移為v,則md一 一 1 T 2 1 qUo L 2v=y1 v2=2y1 =2 a()()2 24 md nv0離子剛好打不到板上且水平射出需滿足-ny ( n =1,2,3)22 一 22nd mv0所以可得，U0 2-0- (n =1,2,3一)qL16.解：當(dāng)自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過摩擦小輪使發(fā)電機(jī)的線框在勻強(qiáng)