【名師一號(hào)】2020-2021學(xué)年新課標(biāo)版物理選修3-2-第五章-交變電流-測(cè)試

第五章測(cè)試時(shí)間：60分鐘滿分：100分第Ⅰ卷(選擇題，共60分)一、選擇題(本題共10小題，每小題6分，共60分，每小題的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求．把正確的選項(xiàng)前的符號(hào)填在括號(hào)內(nèi))1．下列提到的溝通電，哪個(gè)指的不是溝通電的有效值()A．溝通電壓表的讀數(shù)B．保險(xiǎn)絲的熔斷電流C．電容器的擊穿電壓D．電動(dòng)機(jī)銘牌上的額定電壓解析溝通電壓表測(cè)量的為溝通電的有效電壓，保險(xiǎn)絲的熔斷電流指有效電流，電動(dòng)機(jī)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，故選項(xiàng)C正確．答案C2．一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)里轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電壓e＝220eq\r(2)sin100πtV，以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是()A．頻率是50HzB.t＝0時(shí)，線圈平面與中性面垂直C.t＝eq\f(1,200)s時(shí)，e有最大值D．交變電壓有效值為220V解析由e＝220eq\r(2)sin100πtV可知，ω＝100π，則f＝50Hz，A選項(xiàng)說(shuō)法正確；當(dāng)t＝0時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為零，故t＝0時(shí)線圈在中性面，B選項(xiàng)說(shuō)法錯(cuò)誤；當(dāng)t＝eq\f(1,200)s時(shí)，e＝220eq\r(2)V為最大值，C選項(xiàng)說(shuō)法正確；該交變電壓的有效值為220V，D選項(xiàng)說(shuō)法正確．答案B3．如圖所示為汽油機(jī)中點(diǎn)火裝置示意圖，它使用的是12V直流電源，在變壓器的輸出端卻可得到高達(dá)10000V的高壓，開(kāi)關(guān)是自動(dòng)把握的，假如我們?cè)诟本€圈兩端要得到一個(gè)高壓，應(yīng)當(dāng)使()A．開(kāi)關(guān)總處于接通狀態(tài)B．開(kāi)關(guān)由接通時(shí)斷開(kāi)C．開(kāi)關(guān)由斷開(kāi)時(shí)接通D．開(kāi)關(guān)總處于斷開(kāi)狀態(tài)解析變壓器也同樣能轉(zhuǎn)變變化直流電的電壓，由于變化的電流通過(guò)原線圈，才能在副線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)．答案BC4．一個(gè)電熱器接在10V直流電源上消耗的電功率是P，當(dāng)把它接到一正弦交變電壓上時(shí)消耗的電功率為P/4，則該溝通電壓的最大值為()A．5V B．7.1VC．10V D．12V解析依據(jù)P＝eq\f(U2,R)，eq\f(P,4)＝eq\f(U′2,R)，則U′＝eq\f(U,2)＝5V，溝通電的最大電壓U′m＝eq\r(2)U′＝7.1V．故B選項(xiàng)正確．答案B5．將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的溝通電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示．下列說(shuō)法正確的是()A．電路中交變電流的頻率為0.25HzB．通過(guò)電阻的電流為eq\r(2)AC．電阻消耗的電功率為2.5WD．用溝通電壓表測(cè)得電阻兩端電壓為5V解析由題意可知此溝通電為正弦式溝通電，其有效電動(dòng)勢(shì)E＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(5,\r(2))V，電阻消耗的功率P＝eq\f(E2,R)＝2.5W，C選項(xiàng)正確；通過(guò)R的電流I＝eq\f(E,R)＝eq\f(\r(2),2)A，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤；此溝通電的頻率f＝25Hz，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；電壓表所測(cè)電壓為有效電壓，應(yīng)為eq\f(5,\r(2))V，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案C6．如圖所示，兩個(gè)相同的燈泡，分別接在抱負(fù)變壓器的原副線圈上，(燈泡電阻不隨溫度變化)已知原、副線圈的匝數(shù)比n1:n2＝2:1，電源電壓為U，則()A．通過(guò)A、B燈的電流之比IA:IB＝2:1B．燈泡A、B兩端的電壓之比UA:UB＝1:2C．燈泡A、B兩端的電壓分別是UA＝eq\f(1,5)U，UB＝eq\f(2,5)UD．燈泡A、B消耗的功率之比PA:PB＝1:1解析eq\f(n1,n2)＝eq\f(IB,IA)＝eq\f(2,1)，故A選項(xiàng)錯(cuò)誤；兩個(gè)完全相同的燈泡，電阻相同，則UA:UB＝IAR:IBR＝1:2，故B選項(xiàng)正確；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝2，U＝U1＋UA，U2＝UB＝eq\f(U1,2)，得U＝eq\f(UB,2)＋2UB＝eq\f(5,2)UB，故UB＝eq\f(2,5)U，UA＝eq\f(1,5)U，故C選項(xiàng)正確；兩燈泡中電流不等，故D選項(xiàng)錯(cuò)誤．答案BC7．一個(gè)燈泡通過(guò)一個(gè)粗導(dǎo)線的線圈與一溝通電源相連接，如圖所示．一鐵塊插進(jìn)線圈之后，該燈將()A．變亮B.變暗C.對(duì)燈沒(méi)影響D．無(wú)法推斷解析加入鐵芯，轉(zhuǎn)變了線圈的自感系數(shù)，自感系數(shù)增大，感抗增大，所以燈泡變暗．答案B8．在變電站里，經(jīng)常要監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，用到的器材有電流互感器．如圖所示的四種有關(guān)電流互感器的連接方法中，能正確反映其工作原理的是()解析電流互感器是測(cè)量大的交變電流的器材，其工作原理是變壓器，而且是升壓變壓器，原線圈串聯(lián)在溝通線路中，故A選項(xiàng)正確．答案A9．在下圖中L為電感線圈，C為電容，A、B為兩只相同的燈泡，將它們接在電壓為U的溝通電源上，兩只燈泡的亮度一樣．若保持電源電壓不變，而將電源頻率增大，下列說(shuō)法中正確的是()A．兩燈泡的亮度不變B．A燈泡亮度不變，B燈泡變亮C．A燈泡變暗，B燈泡變亮D．A燈泡變亮，B燈泡變暗解析將電源的頻率增大，電感線圈的感抗增大，燈泡A變暗；頻率增大，電容的容抗減小，燈泡B變亮，故C選項(xiàng)正確．答案C10．如圖，一抱負(fù)變壓器原線圈接入一交變電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開(kāi)關(guān)S是閉合的．V1和V2為抱負(fù)電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；A1、A2和A3為抱負(fù)電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3.現(xiàn)斷開(kāi)S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是()A．U2變小，I3變小 B．U2不變，I3變大C．I1變小，I2變小 D．I1變大，I2變大解析斷開(kāi)開(kāi)關(guān)S，副線圈電路中電路結(jié)構(gòu)如圖，總電阻R總增大；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得U2＝eq\f(n2,n1)U1，可見(jiàn)U2不變．由于I2＝eq\f(U2,R總)，R總增大，I2削減．輸出功率(P出＝I2U2)減小，對(duì)抱負(fù)變壓器P入＝P出，P入＝I1U1，因而推斷得出I1減?。捎贗2減小，R1上的電壓UR1＝I2R1減小，R2、R3兩端電壓U23增大，通過(guò)R3的電流I3＝eq\f(U23,R3)增大，因而正確選項(xiàng)為BC.答案BC第Ⅱ卷(非選擇題，共40分)二、填空題(本題共2小題，每小題6分，共12分．將正確結(jié)果填在題中橫線上)11．如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流的有效值I＝____________.線框從中性面開(kāi)頭轉(zhuǎn)過(guò)eq\f(π,2)的過(guò)程中，通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝____________.解析線框在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生正弦式溝通電，有效值E＝eq\f(\r(2),2)BSω，由歐姆定律得I＝eq\f(\r(2)BSω,2R)，線框從中性面開(kāi)頭轉(zhuǎn)過(guò)eq\f(π,2)的過(guò)程，通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量由E＝eq\f(ΔΦ,Δt)，ΔΦ＝BS，I＝eq\f(E,R)，q＝IΔt，可得q＝eq\f(BS,R).答案eq\f(\r(2)BSω,2R)eq\f(BS,R)12．如圖所示電路，當(dāng)在a，b兩端加上直流電壓時(shí)，L1正常發(fā)光，L2不亮；當(dāng)a，b兩端加上同樣電壓的交變電流時(shí)，L1發(fā)光亮度變暗而L2正常發(fā)光，則A、B分別為_(kāi)_______、________.答案電感電容器三、計(jì)算題(共2小題，共28分．解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明，方程和重要的演算步驟，只寫出最終答案的不能得分，有數(shù)值計(jì)算的題，在答案中必需明確寫出數(shù)值和單位)13．(13分)一個(gè)“220V,200W”的電爐接入電源電壓u＝121eq\r(2)sin100πtV的電路中，試求下列各物理量．(1)通過(guò)電路中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式；(2)與電路串聯(lián)的溝通電流表和與其電路并聯(lián)的溝通電壓表的讀數(shù)各是多少？(3)電爐的實(shí)際功率是多少？解析(1)電爐電阻R＝eq\f(U\o\al(2,額),P額)＝eq\f(2202,200)Ω＝242Ω，則電流瞬時(shí)值i＝eq\f(u,R)＝eq\f(\r(2),2)sin100πtA.(2)電壓表的讀數(shù)U＝eq\f(Um,\r(2))＝121V，電流表的讀數(shù)I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.5A.(3)電爐實(shí)際功率P實(shí)＝UI＝121×0.5W＝60.5W.答案(1)i＝eq\f(\r(2),2)sin100πtA(2)0.5A121(3)60.5W14．(15分)某發(fā)電廠通過(guò)兩條輸電線向遠(yuǎn)處的用電設(shè)備供電．當(dāng)發(fā)電廠輸出的功率為P0時(shí)，額定電壓為U的用電設(shè)備消耗的功率為P1.若發(fā)電廠用一臺(tái)升壓變壓器T1先把電壓上升，仍通過(guò)原來(lái)的輸電線供電，到達(dá)用電設(shè)備所在地，再通過(guò)一臺(tái)降壓變壓器T2把電壓降到用電設(shè)備的額定電壓，供用電設(shè)備使用，如圖所示．這樣改動(dòng)后，當(dāng)發(fā)電廠輸出的功率仍為P0，用電設(shè)備可獲得的功率增加至P2.試求所用升壓變壓器T1的原線圈與副線圈的匝數(shù)比eq\f(N1,N2)以及降壓變壓器T2的原線圈與副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)各為多少？(變壓器T1、T2可視為抱負(fù)變壓器)解析發(fā)電廠的電能向用戶輸送時(shí)，為了削減線路上的熱損耗而接受高壓輸電．因此，在發(fā)電機(jī)的輸出端要接受升壓變壓器T1升壓，而在輸電終端，即用戶端，又要用降壓變壓器T2進(jìn)行降壓．設(shè)輸電線的電阻為R，當(dāng)發(fā)電廠未經(jīng)變壓器直接向用電設(shè)備供電時(shí)，輸電線中的電流為I1，則有P1＝I1U.①而輸電線上損耗的電功率為P0－P1＝Ieq\o\al(2,1)R.②由①②可解得I1＝eq\f(P1,U)，R＝eq\f(P0－P1,P\o\al(2,1))U2.不論是否使用變壓器輸電，輸電線的電阻R為定值，而每次發(fā)電廠輸出的功率都為P0，發(fā)電機(jī)輸出的電壓也肯定，故不論是否使用變壓器輸電，發(fā)電機(jī)輸出的電流均為I1.但若在發(fā)電廠用一臺(tái)升壓變壓器T1后，輸電線的電流I′2將小于I1.如題圖所示，I′2為升壓變壓器T1的輸出電流，也為降壓變壓器T2的輸入電流．設(shè)T2的輸出電流為I2，對(duì)用電設(shè)備有P2＝I2U.③此時(shí)輸電線損耗的功率P0－P2＝I′eq\o\al(2,2)R.④由③④可得降壓變壓器的輸入和輸出電流分別為I′2＝eq\f(P1,U)eq\r(\f(P0－P2,P0－P1))，I2＝eq\f(P2,U).故