人教版高中物理選修32第五章《交變電流》單元檢測(cè)題（解析版）

/?交變電流?單元檢測(cè)題一、單項(xiàng)選擇題1.三個(gè)相同的電阻,分別通過(guò)如圖甲、乙、丙所示的交變電流,三個(gè)圖中的I0和周期T相同．以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．在相同時(shí)間內(nèi)三個(gè)電阻發(fā)熱量相等B．在相同時(shí)間內(nèi),甲、乙發(fā)熱量相等,是丙發(fā)熱量的2倍C．在相同時(shí)間內(nèi),甲、丙發(fā)熱量相等,是乙發(fā)熱量的D．在相同時(shí)間內(nèi),乙發(fā)熱量最大,甲次之,丙的發(fā)熱量最小2.如下圖,N匝矩形導(dǎo)線(xiàn)框以角速度ω繞對(duì)稱(chēng)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線(xiàn)框面積為S,線(xiàn)框電阻、電感均不計(jì),在OO′左側(cè)有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),外電路接有電阻R和理想電流表A,那么可以確定的是()A．從圖示時(shí)刻起,線(xiàn)框產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e＝NBωSsinωtB．電流表的示數(shù)I＝NBSC．R兩端電壓有效值U＝NBSD．一個(gè)周期內(nèi)R的發(fā)熱量Q＝3.如下圖,線(xiàn)圈的自感系數(shù)L和電容器的電容C都很小(如L＝1mH,C＝200pF),此電路的重要作用是()A．阻直流通交流,輸出交流B．阻交流通直流,輸出直流C．阻低頻通高頻,輸出高頻交流D．阻高頻通低頻,輸出低頻交流和直流4.矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為50V,那么該線(xiàn)圈由圖所示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°,線(xiàn)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為()A．50VB．25VC．25VD．10V5.一理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶2,電源電壓u＝220sinωtV,原線(xiàn)圈電路中接入一熔斷電流I0＝1A的保險(xiǎn)絲,副線(xiàn)圈中接入一可變電阻R,如下圖,為了使保險(xiǎn)絲不致熔斷,調(diào)節(jié)R時(shí),其阻值最低不能小于()A．440ΩB．440ΩC．880ΩD．880Ω6.用220V的正弦交流電通過(guò)理想變壓器對(duì)一負(fù)載電阻供電,變壓器輸出電壓是110V,通過(guò)負(fù)載的電流圖象如下圖,那么()A．變壓器輸入功率約為1555WB．交流電的頻率為100HzC．負(fù)載電阻阻值為11ΩD．負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝10sin(100πt)A7.以下關(guān)于交變電流和直流的說(shuō)法中,正確的選項(xiàng)是()A．如果電流的大小做周期性變化,那么一定是交變電流B．直流的大小可以變化,但方向一定不變C．交變電流一定是按正弦或余弦規(guī)律變化的D．以上說(shuō)法都不正確8.中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程．假設(shè)甲、乙兩地原來(lái)用500kV的超高壓輸電,輸電線(xiàn)上損耗的電功率為P.在保持輸送電功率和輸電線(xiàn)電阻都不變的條件下,現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電,假設(shè)不考慮其他因素的影響,那么輸電線(xiàn)上損耗的電功率將變?yōu)?)A．B．C．2PD．4P9.如圖甲所示,調(diào)光臺(tái)燈是通過(guò)雙向可控硅電子器件來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)燈的亮度的．現(xiàn)將某無(wú)級(jí)調(diào)光臺(tái)燈接在220V的正弦交變電流上,經(jīng)過(guò)可控硅調(diào)節(jié)后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示,那么此時(shí)電壓表的示數(shù)是()A．220VB．156VC．110VD．78V10.如下圖,有一矩形線(xiàn)圈的面積為S、匝數(shù)為N、電阻不計(jì),繞OO′軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)．矩形線(xiàn)圈通過(guò)滑環(huán)接一理想變壓器,滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓,副線(xiàn)圈接有可調(diào)電阻R,以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．矩形線(xiàn)圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωcosωtB．矩形線(xiàn)圈從圖示位置經(jīng)過(guò)時(shí)間時(shí),通過(guò)電流表的電荷量為零C．當(dāng)P不動(dòng)、R增大時(shí),電壓表讀數(shù)也增大D．當(dāng)P向上移動(dòng)、R不變時(shí),電流表讀數(shù)減小11.如圖甲所示電路中,A1、A2、A3為相同的電流表,C為電容器,電阻R1、R2、R3的阻值相同,線(xiàn)圈L的電阻不計(jì)．在某段時(shí)間內(nèi)理想變壓器原線(xiàn)圈內(nèi)磁場(chǎng)的變化如圖乙所示,那么在t1～t2時(shí)間內(nèi)()A．電流表A1的示數(shù)比A2的小B．電流表A2的示數(shù)比A3的小C．電流表A1和A2的示數(shù)相同D．電流表的示數(shù)都不為零12.關(guān)于減小遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)上的功率損耗,以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．由功率P＝U2/R,應(yīng)降低輸電電壓,增大導(dǎo)線(xiàn)電阻B．由P＝IU,應(yīng)低電壓小電流輸電C．由P＝I2R,應(yīng)減小導(dǎo)線(xiàn)電阻或減小輸電電流D．上述說(shuō)法均不對(duì)二、多項(xiàng)選擇題13.某發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)遠(yuǎn)距離向某學(xué)校輸電,輸送的電功率為P,當(dāng)輸電線(xiàn)的電阻和輸送的電功率不變時(shí),那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．輸送的電壓越高,輸電線(xiàn)路上損失的電壓越大B．輸電線(xiàn)路上損失的電壓與輸送電流成正比C．輸電線(xiàn)路上損失的功率跟輸送電壓的平方成正比D．輸電線(xiàn)路上損失的功率跟輸送電流的平方成正比14.一個(gè)矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電e＝220sin100π·tV,那么()A．頻率是50赫茲B．當(dāng)t＝0時(shí),線(xiàn)圈平面恰好與中性面重合C．當(dāng)t＝秒時(shí),e有最大值D．有效值為220V15.如下圖,有一矩形線(xiàn)圈的面積為S,匝數(shù)為N,繞OO′軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓,副線(xiàn)圈接有定值電阻R,從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),以下判斷正確的選項(xiàng)是()A．電流表測(cè)得的是電流最大值B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSω·sinωtC．P向上移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)變大D．P向上移動(dòng)時(shí),電流表示數(shù)變小16.某發(fā)電廠(chǎng)通過(guò)遠(yuǎn)距離向某學(xué)校輸電,輸送的電功率為P,從發(fā)電廠(chǎng)至學(xué)校的輸電導(dǎo)線(xiàn)總電阻為r,當(dāng)輸電線(xiàn)的電阻和輸送的電功率不變時(shí),那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．輸送的電壓越高,輸電線(xiàn)上的電流越大,輸電線(xiàn)路上損失的電壓越大B．輸電線(xiàn)路上損失的電壓與輸送電流成正比C．輸電線(xiàn)路上損失的功率跟輸送電流的平方成正比D．輸電導(dǎo)線(xiàn)總電阻r兩端的電壓等于輸送的電壓17.一平行板電容器與一自感線(xiàn)圈組成振蕩電路,要使此振蕩電路的周期變大,以下措施中正確的選項(xiàng)是()A．增加電容器兩極間的距離B．增加線(xiàn)圈的匝數(shù)C．增大電容器兩極板間的正對(duì)面積D．增大電容器兩極板間的距離的同時(shí),減少線(xiàn)圈的匝數(shù)三、實(shí)驗(yàn)題18.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(guān)根本相同的線(xiàn)圈A、B,線(xiàn)圈外部還可以繞線(xiàn)．(1)某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測(cè)量了A、B線(xiàn)圈的電阻值,指針?lè)謩e對(duì)應(yīng)圖乙中的A、B位置,由此可推斷________線(xiàn)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(cè)定A線(xiàn)圈的匝數(shù),提供的器材有：一根足夠長(zhǎng)的絕緣導(dǎo)線(xiàn)、一只多用電表和低壓交流電源,請(qǐng)簡(jiǎn)要表達(dá)實(shí)驗(yàn)的步驟(寫(xiě)出要測(cè)的物理量,并用字母表示)________A線(xiàn)圈的匝數(shù)為nA＝________.(用所測(cè)物理量符號(hào)表示)四、計(jì)算題19.馬鞍山市擁有長(zhǎng)江黃金水道而具有得天獨(dú)厚的電力資源,在2019年上海世博會(huì)之前分兩期興建了總裝機(jī)容量為11萬(wàn)千瓦的發(fā)電廠(chǎng)．建成后,假設(shè)采用110kV電壓向上海輸電．從馬鞍山到上海的輸電線(xiàn)總電阻為10Ω.(1)求輸電導(dǎo)線(xiàn)損耗的功率；(2)假設(shè)為了降低損耗,把輸電電壓提高為220kV,求提高輸電電壓后比原來(lái)少損耗的功率．20.如下圖,一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)有n＝100匝矩形線(xiàn)圈,線(xiàn)圈面積S＝0.1m2,線(xiàn)圈電阻可忽略不計(jì)．在外力作用下矩形線(xiàn)圈在B＝0.1T勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,以恒定的角速度ω＝100πrad/s繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈兩端與R＝100Ω的電阻構(gòu)成閉合回路．求：(1)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)從線(xiàn)圈平面通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始,線(xiàn)圈轉(zhuǎn)過(guò)90°角的過(guò)程中,通過(guò)電阻R橫截面的電荷量．答案解析1.【答案】C【解析】根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt求解熱量,其中I是有效值．對(duì)于方波,有效值I＝Im,對(duì)于正弦式電流有效值I＝Im.三種交變電流的最大值為I0.根據(jù)焦耳定律得：Q甲＝2RT,Q乙＝IRT,Q丙＝IR×,那么三者之比為1∶1∶2,應(yīng)選：C.2.【答案】B【解析】線(xiàn)框始終只有一半面積在磁場(chǎng)中,故瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e＝sinωt,電壓有效值為U＝NBS,電流表的示數(shù)I＝＝NBS,A、C錯(cuò)誤,B正確．Q＝T＝,D錯(cuò)誤．3.【答案】D【解析】線(xiàn)圈的作用是：“通直流,阻交流；通低頻,阻高頻〞．電容的作用：“通交流,隔直流；通高頻,阻低頻〞．因線(xiàn)圈自感系數(shù)L很小,所以對(duì)低頻成分的阻礙作用很小,這樣,直流和低頻成分能順利通過(guò)線(xiàn)圈；電容器并聯(lián)在電路中,起旁路作用,因電容器電容C很小,對(duì)低頻成分的阻礙作用很大,而對(duì)局部通過(guò)線(xiàn)圈的高頻成分阻礙作用很小,被它旁路掉,最終輸出的是低頻交流和直流．應(yīng)選項(xiàng)D正確．4.【答案】B【解析】由題給條件知：交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝50cosωtV＝50cosθV,當(dāng)θ＝30°時(shí),e＝25V,B對(duì)．5.【答案】C【解析】當(dāng)原線(xiàn)圈電流為I1＝I0＝1A時(shí),副線(xiàn)圈中電流I2＝I1＝A,原線(xiàn)圈兩端電壓U1＝＝220V,那么副線(xiàn)圈兩端電壓U2＝U1＝×220V＝440V,因此負(fù)載電阻的最小值Rmin＝＝880Ω,故C正確．6.【答案】C【解析】負(fù)載中電流的有效值為I2＝＝A＝10A,故負(fù)載消耗的功率為P＝U2I2＝110×10W＝1100W,故A錯(cuò)誤；由圖象可知,周期T＝0.02s,故頻率f＝＝Hz＝50Hz,故B錯(cuò)誤；負(fù)載的電阻為R＝＝Ω＝11Ω,故C正確；負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝10sin(100πt)A,故D錯(cuò)誤．7.【答案】B【解析】直流的方向不發(fā)生改變,而大小可以改變,課本中假設(shè)沒(méi)有特別說(shuō)明,所說(shuō)的直流一般是指大小和方向均不發(fā)生變化的恒定電流．交變電流一般是指大小、方向都發(fā)生周期性變化的電流,可以是鋸齒波形、矩形波形、尖脈沖波形以及正弦波形等,這些都屬于交變電流．其中矩形交變電流的電流方向改變,但大小可能不變．8.【答案】A【解析】在超高壓輸電中,設(shè)輸送電功率為P′,輸電電壓為U,輸電線(xiàn)電阻為R,那么輸電線(xiàn)上損耗的電功率為P＝()2R,當(dāng)輸電電壓升為原來(lái)的2倍時(shí),輸電線(xiàn)損耗的電功率變?yōu)樵瓉?lái)的,應(yīng)選A.9.【答案】B【解析】雖然圖示電流不是正弦交變電流,根據(jù)正弦式交變電流的圖象對(duì)稱(chēng)性可知,只要有T的圖線(xiàn)就滿(mǎn)足最大值是有效值的倍,根據(jù)交變電流有效值定義有：T＝·.解得U＝110V＝156V,故B對(duì),A、C、D錯(cuò)．10.【答案】A【解析】矩形線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電流為正弦式交變電流,圖示時(shí)刻線(xiàn)圈切割磁感線(xiàn)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,最大值為Em＝NBSω,那么其瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωcosωt,選項(xiàng)A正確；矩形線(xiàn)圈從圖示位置經(jīng)過(guò)時(shí)間,剛好為周期,磁通量的變化量不為零,通過(guò)電流表的電荷量不為零,選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電壓表讀數(shù)為電壓的有效值,矩形線(xiàn)圈的電阻不計(jì),故電壓表的示數(shù)為交變電壓的有效值,恒定不變,選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)P向上移動(dòng)、R不變時(shí),原線(xiàn)圈的電壓不變,原線(xiàn)圈匝數(shù)減少,副線(xiàn)圈的電壓增大,輸出功率變大,故原線(xiàn)圈中的電流增大,選項(xiàng)D錯(cuò)誤．11.【答案】C【解析】理想變壓器原線(xiàn)圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加,穿過(guò)副線(xiàn)圈的磁通量也將隨時(shí)間均勻增加,副線(xiàn)圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),副線(xiàn)圈中的電流為恒定電流,電感線(xiàn)圈對(duì)恒定電流無(wú)阻礙作用,因而電流表A1和A2的示數(shù)相同,C項(xiàng)正確,A項(xiàng)錯(cuò)誤；恒定電流不能通過(guò)電容器,因而電流表A3的示數(shù)為零,B、D項(xiàng)錯(cuò)誤．12.【答案】C【解析】輸電時(shí)導(dǎo)線(xiàn)上損失的電壓ΔU＝IR,它不同于輸電電壓,P＝或P＝IU中的U應(yīng)為導(dǎo)線(xiàn)上損失的電壓,故A、B錯(cuò),導(dǎo)線(xiàn)上功率的損失為發(fā)熱損失,即P＝I2R,故C正確．13.【答案】BD【解析】由P＝UI知P不變,U越大,那么I越小,由歐姆定律ΔU＝IR線(xiàn)可得ΔU越小,A錯(cuò),B正確；再根據(jù)P損＝I2R線(xiàn)可知C錯(cuò),D對(duì)．14.【答案】ABC【解析】由交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式知,ω＝100π＝2πf,得f＝50Hz,A正確；當(dāng)t＝0時(shí),e＝0,那么線(xiàn)圈平面恰好與中性面重合,B正確；當(dāng)t＝s時(shí),sin100πt＝1,所以e有最大值,故C正確；有效值U＝＝V＝220V,D錯(cuò)誤．15.【答案】BD【解析】電流表測(cè)得的是電流有效值,選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSω·sinωt,選項(xiàng)B正確；P向上移動(dòng)時(shí),輸出電壓降低,電流表示數(shù)變小,選項(xiàng)C錯(cuò)誤,D正確．16.【答案】BC【解析】當(dāng)輸電線(xiàn)的電阻和輸送的電功率不變時(shí),根據(jù)P＝UI,知輸送電壓越高,輸電線(xiàn)上的電流越小,根據(jù)U損＝IR,輸電線(xiàn)上損失的電壓越?。蔄錯(cuò)誤．根據(jù)U損＝IR,知輸電線(xiàn)路上損失的電壓與輸送電流成正比．故B正確．根據(jù)P損＝I2R,I＝,得P損＝,輸電線(xiàn)路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比．故C正確．根據(jù)U損＝IR知,輸電導(dǎo)線(xiàn)總電阻R兩端的電壓等于損失的電壓．故D錯(cuò)誤．應(yīng)選BC.17.【答案】BC【解析】振蕩電路的周期T＝2π,所以要想增大周期可以增