物理章末測(cè)評(píng)第五章交變電流B

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第五章測(cè)評(píng)B（高考體驗(yàn)卷)一、選擇題(本題共10小題，每小題5分，共50分；其中第1～7題為單選題;第8~10題為多選題,全部選對(duì)得5分，選不全得2分，有選錯(cuò)或不答的得0分)1．（2013·福建理綜，15）如圖,實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r＝1。0Ω，外接R＝9.0Ω的電阻。閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e＝10sin(10πt)V，則（）A．該交變電流的頻率為10HzB．該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10VC．外接電阻R所消耗的電功率為10WD．電路中理想交流電流表A的示數(shù)為1.0A2．（2013·海南單科，2)通過(guò)一阻值R＝100Ω的電阻的交變電流如圖所示,其周期為1s。電阻兩端電壓的有效值為(）A．12V B．4V C．15V D．8V3．(2013·天津理綜，4）普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流，通常要通過(guò)電流互感器來(lái)連接，圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則（)A．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，Iab〈IcdB．a(chǎn)b接MN、cd接PQ，Iab〉IcdC．a(chǎn)b接PQ、cd接MN,Iab<IcdD．a(chǎn)b接PQ、cd接MN，Iab>Icd4．（2013·廣東理綜，16）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，V和A均為理想電表，燈泡電阻RL＝6Ω，AB端電壓u1＝12sin（100πt）V。下列說(shuō)法正確的是(）A．電流頻率為100HzB．V的讀數(shù)為24VC．A的讀數(shù)為0.5AD．變壓器輸入功率為6W5．（2013·四川理綜,2）用220V的正弦交變電流通過(guò)理想變壓器對(duì)一負(fù)載供電,變壓器輸出電壓是110V，通過(guò)負(fù)載的電流圖象如圖所示,則(）A．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、副線圈匝數(shù)比是1∶2D．負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝0.05sin(100πt＋）A6．（2013·四川涼山模擬)某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500V，輸出的電功率為50kW，用總電阻為3Ω的輸電線向遠(yuǎn)處送電,要求輸電線上的損失功率為輸電功率的0。6％,則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器,用戶再用降壓變壓器變?yōu)?20V(兩個(gè)變壓器均為理想變壓器）。對(duì)整個(gè)送電過(guò)程，下列說(shuō)法正確的是（）A．輸電線上的損失功率為300WB．升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶100C．輸電線上的電流為100AD．降壓變壓器的輸入電壓為4700V7．(2013·山東聊城模擬）如圖所示理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2，兩端分別接有四個(gè)阻值相同的燈泡,已知4盞燈均能發(fā)光，則L1和L2的功率之比為()A．1∶1 B．1∶3 C．9∶1 D．3∶18．(2013·山東理綜，17）圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng),A為交流電流表。線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO′沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。以下判斷正確的是（)A．電流表的示數(shù)為10AB．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50πrad/sC．0。01s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D．0.02s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左9．（2013·江蘇單科,8)如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源,當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí)，燈泡L能發(fā)光。要使燈泡變亮,可以采取的方法有（）A．向下滑動(dòng)P B．增大交流電源的電壓C．增大交流電源的頻率 D．減小電容器C的電容10．（2013·江西景德鎮(zhèn)模擬)如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1＝1000，副線圈匝數(shù)為n2＝200，將原線圈接在u＝200sin100πt(V）的交流電壓上,副線圈上電阻R和理想交流電壓表并聯(lián)接入電路，現(xiàn)在A、B兩點(diǎn)間接入不同的電子元件，則下列說(shuō)法正確的是(）A．在A、B兩點(diǎn)間串聯(lián)一只電阻R，穿過(guò)鐵芯的磁通量的最大變化率為0.2Wb/sB．在A、B兩點(diǎn)間接入理想二極管，電壓表讀數(shù)為40VC．在A、B兩點(diǎn)間接入一只電容器,只提高交變電流頻率，電壓表讀數(shù)增大D．在A、B兩點(diǎn)間接入一只電感線圈，只提高交變電流頻率,電阻R消耗電功率減小二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，共16分。把答案填在題中的橫線上）11．(8分)(2011·安徽理綜，19改編)如圖所示的區(qū)域內(nèi)有垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。電阻為R、半徑為L(zhǎng)、圓心角為45°的扇形閉合導(dǎo)線框繞垂直于紙面的O軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)（O軸位于磁場(chǎng)邊界）。則線框內(nèi)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為________。12．（8分)(2011·海南單科，11）如圖，理想變壓器原線圈與一10V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個(gè)小燈泡a和b。小燈泡a的額定功率為0.3W,正常發(fā)光時(shí)電阻為30Ω。已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過(guò)原線圈的電流為0。09A，可計(jì)算出原、副線圈的匝數(shù)比為______，流過(guò)燈泡b的電流為______A。三、解答題（本題共3小題，共34分。解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要的演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．（10分)(2013·北京門頭溝區(qū)模擬）有人為汽車設(shè)計(jì)的一個(gè)“再生能源裝置"原理簡(jiǎn)圖，如圖甲所示，當(dāng)汽車減速時(shí)，線圈受到磁場(chǎng)的阻尼作用幫助汽車減速，同時(shí)產(chǎn)生電能儲(chǔ)存?zhèn)溆?。線圈的匝數(shù)為n，ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1，bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2。圖乙是此裝置的側(cè)視圖，有理想邊界的兩個(gè)扇形磁場(chǎng)區(qū)夾角都是90°，切割處磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小恒為B。某次測(cè)試時(shí),外力使線圈以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),電刷M端和N端接電流傳感器，電流傳感器記錄的it圖象如圖丙所示（I為已知量)，取ab邊剛開始進(jìn)入左側(cè)的扇形磁場(chǎng)時(shí)刻t＝0.不計(jì)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)軸處的摩擦,則（1）求線圈在圖乙所示位置時(shí)，產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)E的大小，并指明電刷M和N哪個(gè)接電源正極。（2）求閉合電路的總電阻R和外力做功的平均功率P。（3）為了能夠獲得更多的電能,依據(jù)所學(xué)的物理知識(shí)，請(qǐng)你提出改進(jìn)該裝置的三條建議.14．（10分)(2012·江蘇單科,13）某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示.在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角α均為π，磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l。線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過(guò)處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直.線圈的總電阻為r，外接電阻為R.求：（1)線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em。(2）線圈切割磁感線時(shí)，bc邊所受安培力的大小F。（3）外接電阻上電流的有效值I.15．(14分）(2013·北京通州模擬）十三陵抽水蓄能電站的工作原理是，在用電低谷時(shí)，電站利用電網(wǎng)多余電能把水抽到高處蓄水池中，到用電高峰時(shí)，再利用蓄水池中的水發(fā)電。電站利用十三陵水庫(kù)為下游水庫(kù),在蟒山后上寺溝頭修建上游水庫(kù).電站的年發(fā)電量約為10億kW·h，年抽水用電量約為14億kW·h。如圖所示，上游水庫(kù)近似視為長(zhǎng)方體,可用于發(fā)電的庫(kù)容量為V,蓄水后上游水庫(kù)的平均水深為d，水位高出下游水面高度為H。已知下游水庫(kù)的庫(kù)容量遠(yuǎn)大于上游水庫(kù)的庫(kù)容量。（1)求十三陵抽水蓄能電站的總效率η。(2）求能用于發(fā)電的水的最大重力勢(shì)能EP。（3）若把抽水蓄能電站產(chǎn)生的電能輸送到北京城區(qū).已知輸電功率為P，輸電線路的總阻值為R。要使輸電線路上損耗的功率小于ΔP，a．求輸電電壓的最小值U。b．在輸電功率P一定的情況下,請(qǐng)?zhí)岢鰞煞N能夠降低輸電過(guò)程中功率損耗的方法，并加以評(píng)述。參考答案1．解析：根據(jù)題意知，轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝10π，又ω＝2πf，則該交流電的頻率f＝5Hz，A項(xiàng)錯(cuò)誤；該交變電流電動(dòng)勢(shì)最大值Em＝10V，則有效值E＝＝10V,B項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律可得，電路中電流I＝＝1。0A，即電流表的示數(shù)為1.0A，電阻R消耗的電功率P＝I2R＝9。0W,C項(xiàng)錯(cuò)誤，D項(xiàng)正確。答案：D2．解析：設(shè)該交變電流的有效值為I,根據(jù)電流的有效值的規(guī)律和焦耳定律可得,I2RT＝2（Rt1＋Rt2）,根據(jù)圖象可知，T＝1s,t1＝0。4s，t2＝0。1s，解得,I＝0。04A，電阻兩端電壓的有效值U＝IR＝4V，B項(xiàng)正確。答案：B3．解析：根據(jù)變壓器原、副線圈中電流與匝數(shù)間的關(guān)系可知，Iab>Icd，所以ab接MN、cd接PQ，選項(xiàng)B正確。答案：B4．解析：交流電的瞬時(shí)值的表達(dá)式為U＝Umsinωt＝Umsin2πft，可見電流頻率為50Hz,U1＝＝12V，電壓表示數(shù)U2＝＝6V，電流表示數(shù)I2＝＝1A，變壓器輸入功率與輸出功率相等，P1＝P2＝I2U2＝6W,選項(xiàng)D正確。答案：D5．解析：由圖象知，副線圈電流的有效值I2＝0。05×A,副線圈的輸出功率是P2＝U2×I2＝110×0。05×W＝3。9W，A正確；輸出電壓的有效值是110V，B錯(cuò);根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系，C錯(cuò)；從圖象可以看出,交變電流的周期是0.02s，角速度是100πrad/s，負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝0.05sin100πtA,D錯(cuò).答案：A6．解析：輸電線上的損失功率為ΔP＝50kW×0.6%＝300W，選項(xiàng)A正確;由ΔP＝I2R可得輸電線上的電流I＝10A，升壓變壓器的副線圈電壓為U＝＝5000V,故升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶10，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤；輸電線上損失電壓為ΔU＝IR＝30V，則降壓變壓器的輸入電壓為4970V,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：A7．解析：根據(jù)變壓器變壓公式可知，L2的電壓與L3的電壓相等，功率相等。變壓器原線圈中輸入電流為副線圈中輸出電流的2倍，L1中的電流為副線圈中輸出電流的3倍，亦即為L(zhǎng)2中電流的3倍,由P＝I2R知，L1的功率為L(zhǎng)2的功率的9倍。選項(xiàng)C正確。答案：C8．解析：電流表顯示的是交變電流的有效值,即I＝＝10A，選項(xiàng)A正確;從圖象可知周期T＝2×10－2s，則ω＝＝100πrad/s，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；0.01s時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)了半個(gè)周期，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，選項(xiàng)C正確；0.02s時(shí)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到圖示位置，AB邊向下切割磁感線，根據(jù)右手定則可判斷電流方向從B指向A,即電阻R中電流的方向自左向右，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案：AC9．解析:向下滑動(dòng)滑片P,副線圈匝數(shù)減少，輸出電壓U2減小，經(jīng)過(guò)燈泡的電流減小,燈泡變暗,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;增大交流電源的電壓，則原線圈兩端電壓U1變大,副線圈的輸出電壓U2變大,經(jīng)過(guò)燈泡的電流增大，燈泡變亮，選項(xiàng)B正確；增大交流電的頻率，電容器對(duì)交流電的阻礙作用減小，經(jīng)過(guò)燈泡的電流增大，燈泡變亮，選項(xiàng)C正確；減小電容器的電容，電容器對(duì)交流電的阻礙作用增大，經(jīng)過(guò)燈泡的電流減小，燈泡變暗，選項(xiàng)D錯(cuò)誤.答案:BC10．解析:由E＝n、E＝U可得在A、B兩點(diǎn)間串聯(lián)一只電阻R,穿過(guò)鐵芯的磁通量的最大變化率為0.2Wb/s，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在A、B兩點(diǎn)間接入理想二極管,電壓表讀數(shù)小于40V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在A、B兩點(diǎn)間接入一只電容器，只提高交變電流的頻率，容抗減小，電壓表讀數(shù)增大，選項(xiàng)C正確；在A、B兩點(diǎn)間接入一只電感線圈，只提高交變電流的頻率，感抗增大，電阻R中電流減小,消耗電功率減小，選項(xiàng)D正確。答案：CD11．解析：切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E＝BL2ω，一個(gè)周期內(nèi)有電動(dòng)勢(shì)的時(shí)間是，故根據(jù)有效值定義有()2R＝I2RT，解得I＝。答案：12．解析：小燈泡a的額定電壓UA＝＝V＝3V，原、副線圈的匝數(shù)比＝＝.由功率關(guān)系可得UI＝PA＋UAIb，則Ib＝0。2A.答案：10∶30.213．解析:（1)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝2nBL1V又V＝ωL2得E＝nBL1L2ω根據(jù)右手定則，可知M端是電源正極。(2)由電流I＝得R＝線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一個(gè)周期時(shí)間內(nèi),產(chǎn)生電流的時(shí)間是半個(gè)周期外力平均功率P＝I2R即P＝。（3）增加磁感應(yīng)強(qiáng)度；增加線圈匝數(shù);增加磁場(chǎng)區(qū)域面積；適當(dāng)增減線圈面積;變成多組線圈等。答案：(1）nBL1L2ωM端是電源正極（2）（3）增加磁感應(yīng)強(qiáng)度；增加線圈匝數(shù)；增加磁場(chǎng)區(qū)域面積；適當(dāng)增減線圈面積；變成多組線圈等.14．解析：（1）bc、ad邊的運(yùn)動(dòng)速度v＝ω感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em＝4NBlv解得Em＝2NBl2ω（2)電流Im＝安培力F＝2NBIml解得F＝（3)一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間t＝TR上消耗的電能W＝Rt且W＝I2RT解得I＝答案：(1）2NBl2ω（2)(3）15．解析:（1)總效率η＝×100％＝×100％＝71%。（2）能用于發(fā)電的水的總質(zhì)量:m＝ρV能用于發(fā)電的水的平均下落高度：h＝(H－)所