第十章綜合測試題

1、第十章綜合測試題本卷分第卷(選擇題)和第卷(非選擇題)兩部分。滿分100分，考試時間90分鐘。第卷(選擇題共40分)一、選擇題(共10小題，每小題4分，共40分。在每小題給出的四個選項中，第16題只有一項符合題目要求，第710題有多項符合題目要求。全部選對的得4分，選對但不全的得2分，有選錯的得0分。)1. 一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2115，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時間t的變化規(guī)律如圖所示，副線圈僅接入一個10的電阻，則()A流過電阻的最大電流是20AB與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是141VC變壓器的輸入功率是1×103WD在交變電流變化的一個周期內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦

2、耳熱是2×103J答案C解析由交流電壓u隨時間t的變化規(guī)律可知，輸入的最大電壓為220V，由電壓關(guān)系，可得輸出電壓的最大值為100V，電壓的有效值為100V，輸出的最大電流為10A，電流的有效值為10A，選項A錯誤；電壓表示數(shù)應(yīng)為輸出電壓的有效值，因此選項B錯誤；變壓器的輸出、輸入功率相等，可得PU2I21×103W，選項C正確；在交變電流變化的一個周期內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱為QIRt20J，選項D錯誤。2如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器且都有一個線圈可調(diào)，發(fā)電廠的輸出電壓及輸電線的電阻均不變。在用電高峰期，隨著用戶耗電量的增大導(dǎo)致實際用戶電

3、壓偏低，為使用戶電壓達(dá)到正常，下列說法中正確的是()AP1上調(diào)一點可使用戶電壓升高，線路損失減小BP1下調(diào)一點可使用戶電壓升高，線路損失減小CP2上調(diào)一點可使用戶電壓升高，線路損失增大DP2下調(diào)一點可使用戶電壓升高，線路損失減小答案C解析根據(jù)變壓器原理，P1上調(diào)，n1增大，由可知U2減小，導(dǎo)致U3、U4都減小，故A錯誤；P1下調(diào)，n1減小，U4增大，I4增大，I3增大即輸電電流增大，則由PI2R可知，線路損失增大，故B錯誤；P2下調(diào)，U4減小，D錯誤；P2上調(diào)，U4增大，線路損失增大，C正確。3(2014·石家莊質(zhì)檢)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

4、110V，通過負(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12D負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i0.05sin100t(A)答案D解析本題考查正弦交流電的圖象、理想變壓器的規(guī)律等知識點，意在考查考生的邏輯推理能力。由題設(shè)條件可知，理想變壓器原線圈的輸入電壓為220V，副線圈輸出電壓為110V，根據(jù)理想變壓器的規(guī)律，電壓比等于匝數(shù)比，故理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為21，選項C錯誤；理想變壓器輸出電壓的最大值為110V，選項B錯誤；理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，PUI110×W，選項A錯誤；根據(jù)題圖可知，交流電的周期T0.0

5、2s，則100rad/s，負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i0.05sin100t(A)，選項D正確。4(2014·湖北七市二模)如圖所示，一個匝數(shù)為N100匝的線圈以固定轉(zhuǎn)速50r/s在勻強(qiáng)磁場中旋轉(zhuǎn)，其產(chǎn)生的交流電通過一匝數(shù)比為n1n2101的變壓器給阻值R20的電阻供電，已知交流電壓表的示數(shù)為20V，從圖示位置開始計時，則下列說法正確的是()At0.0025s時刻穿過線圈平面的磁通量為WbB穿過線圈平面的最大磁通量為WbCt0時刻流過線圈的電流不為零D電阻R消耗的電功率為10W答案A解析電阻R消耗的電功率P20W，D錯誤；變壓器的匝數(shù)比為n1n2101，故輸入電壓為200V，最大值為200

6、V，轉(zhuǎn)速50r/s，故角速度2n100rad/s；根據(jù)公式EmNBSNm，穿過線圈平面的最大磁通量mWbWb，B錯誤；圖示時刻為中性面位置，故感應(yīng)電動勢為零，故感應(yīng)電流為零，C錯誤；從中性面開始計時，磁通量的表達(dá)式為mcostcosWb，A正確。5.如圖所示，以300r/min繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動的線圈abdc的面積是0.05m2，線圈共100匝，線圈電阻r1，定值電阻R9，勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小BT，從如圖所示的線圈位置開始計時，則()A電路中電壓表的示數(shù)約為32VB線圈轉(zhuǎn)動s時，磁通量的變化量大小為WbC線圈轉(zhuǎn)動s時，通過電阻R的電流為AD線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中通過電阻R的電荷量為

7、C答案D解析線圈勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢為enBScost100cos10t(V)，所以電壓表示數(shù)為U64V，A錯；線圈轉(zhuǎn)動s，即線圈轉(zhuǎn)過的角度為t，磁通量的變化量大小為BSsinWb，B錯；線圈轉(zhuǎn)動s時，通過電阻R的電流為icos(A)5A，C錯；由qtC，D對。6(2014·濰坊聯(lián)考)如圖甲所示的電路中，S為單刀雙擲開關(guān)，電表為理想電表，Rt為熱敏電阻(阻值隨溫度的升高而減小)，理想變壓器原線圈接圖乙所示的正弦交流電。則()A變壓器原線圈中交流電壓u的表達(dá)式u110sin100t(V)BS接在a端，Rt溫度升高時，變壓器的輸入功率變小CS接在a端，Rt溫度升高時，電壓表和電流表的示數(shù)

8、均變大DS由a切換到b，Rt消耗的功率變大答案A解析由交變電流圖象，可知電壓最大值為100V，周期為0.02s，所以100rad/s，A項正確；副線圈輸出電壓由變壓器變壓比和輸入電壓決定，故溫度升高時，Rt電阻阻值減小，兩端電壓不變，C項錯；由P可知，變壓器輸出功率增大，故其輸入功率也隨之增大，B項錯；S由a切換到b，副線圈匝數(shù)減小，故輸出電壓減小，Rt電阻不變，由P知，消耗功率減小，D項錯。7如圖所示為小彩燈(2.2V,0.2W)及其供電電路。其中P為電路控制器(兩端電壓大于4V時電路導(dǎo)通)，L為線圈。如果某時刻一小彩燈燒斷，對應(yīng)的P將導(dǎo)通電路，線圈L將取代小彩燈工作，使串聯(lián)的其他小彩燈仍正

9、常工作。對上述描述，下列有關(guān)認(rèn)識正確的是()A這里4V指的是瞬時值BL工作時相當(dāng)于導(dǎo)線C正常情況下小彩燈與線圈可以同時工作D如果有10個小彩燈串聯(lián)起來，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為101答案AD解析P為依賴瞬間電壓激活的儀器，故激活電壓為瞬時值，A對；由題意可知，L是作為一個與小彩燈工作等價的電感元件，B錯；正常工作時小彩燈兩端的最大電壓為2.2×V3.1V<4V，故P不能導(dǎo)通，C錯；10個小彩燈串聯(lián)時，需要總電壓22V，則有，D對。8(2015·蘇北調(diào)研)如圖所示，一個小型的理想變壓器為額定電壓均為220V的電動機(jī)和電爐子供電。當(dāng)變壓器輸入端接u550sin100

10、t(V)的交流電時，電動機(jī)恰好以額定功率工作，電流表A1、A2的讀數(shù)是9.16A和5.16A，則下列說法正確的是()A變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是52B電動機(jī)的內(nèi)阻是55C電爐子中電流方向每秒改變100次D原線圈的輸入功率約是2 015.2W答案CD解析原線圈的電壓有效值是U1275V，電動機(jī)正常工作，副線圈的電壓有效值是U2220V，故n1n2U1U254，選項A錯誤；電動機(jī)不是純電阻，不能直接用兩端電壓與電流的比值求得內(nèi)阻，選項B錯誤；由輸入電壓的瞬時值表達(dá)式知，輸入電流的頻率是50Hz，一個周期內(nèi)電流方向變化兩次，故副線圈中電流方向每秒改變100次，選項C正確；原線圈的輸入功率等于副線圈的

11、輸出功率，PU2I220×9.16W2 015.2W，選項D正確。9(2014·廣東揭陽一模)某發(fā)電站采用高壓輸電向外輸送電能。若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U，輸電導(dǎo)線的總電阻為R，則下列說法正確的是()A輸電線上的電流為B輸電線上的電流為C輸電線上損失的功率為D輸電線上損失的功率為答案BD解析根據(jù)PUI得，輸電線上的電流I，只有當(dāng)U是導(dǎo)線上損失的電壓，可以用電流I得出輸電線上的電流，然而此處U為輸電電壓，故A錯誤，B正確；輸電線上損耗的功率PI2R，故C錯誤，D正確。10(2014·課標(biāo)全國)如圖，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。原線圈通過一理

12、想電流表接正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端。假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大。用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則()AUabUcdn1n2B增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍答案BD解析本題考查理想變壓器在實際電路中的應(yīng)用及交流電壓表的讀數(shù)，解題關(guān)鍵理想變壓器的原副線圈的功率關(guān)系，電壓關(guān)系應(yīng)明確，二極管的單向?qū)щ娦允菇涣麟娭挥幸话霑r間通電，電壓的有效值與交流電壓的正常有效值不相等，副線圈兩端電壓的有效值為U2，由于二極管的單向?qū)щ娦裕涣麟?/p>

13、壓表的讀數(shù)為電壓的有效值，由有效值的定義，有T，UcdU2。對于理想變壓器，則，所以A錯誤。負(fù)載電阻R增大時，副線圈輸出的功率減小，則原線圈輸入的功率減小，B正確；cd間電壓的大小決定于原線圈輸入的電壓大小，與負(fù)載電阻及阻值的大小無關(guān)，C錯誤；二極管短路后，輸出功率加倍，則輸入功率加倍P入IU1，因為U1不變，所以I1加倍，電流表的示數(shù)加倍，D正確。易錯提醒：誤認(rèn)為c、d兩端電壓的有效值等于副線圈兩端電壓的有效值。從而得出而錯選A。第卷(非選擇題共60分)二、填空題(共3小題，每小題6分，共18分。把答案直接填在橫線上)11(6分)如圖甲、乙、丙、丁所示是四種常見的電容式傳感器示意圖。電容器的

14、電容C決定于極板正對面積S、極板間距離d以及極板間的電介質(zhì)這幾個因素。如果某一物理量變化能引起上述某個因素的變化，從而引起電容的變化。那么，通過測定電容器的電容就可以確定該物理量的變化。(1)圖甲可用來測定角度，當(dāng)動片與定片之間的角度變大時，可使電容C_(填“變大”“變小”或“不變”)。(2)圖乙可用來測定液面高度h。在導(dǎo)線芯的外面涂上一層絕緣物質(zhì)，放入導(dǎo)電液體中，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體構(gòu)成電容器的_，導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)就是_。液面高度h變大時，可使電容C_(填“變大”“變小”或“不變”)。(3)圖丙可以測定_。它是通過改變_而使電容C發(fā)生變化的。(4)圖丁可以測定位移x。它是通過改變極板間的_，

15、而使電容C發(fā)生變化的。答案(1)變小(2)兩個極電介質(zhì)變大(3)待測壓力F極板間距離(4)電介質(zhì)解析(1)圖甲，是通過動片的旋進(jìn)和旋出來改變電極之間的正對面積使電容C變化的。角度變大，電極之間的正對面積減小，故電容C變小。(2)圖乙，導(dǎo)線芯和導(dǎo)電液體相當(dāng)于電容器的兩個極板，導(dǎo)線芯外面的絕緣物質(zhì)相當(dāng)于電介質(zhì)，液面高度h變大時，相當(dāng)于增大了兩板的正對面積，使電容C變大。(3)圖丙用來測定待測壓力F。壓力F的變化引起極間距離的變化，從而改變電容C。(4)圖丁是通過改變電介質(zhì)插入板間的多少，即改變電介質(zhì)而使電容C發(fā)生變化的。12(6分)如圖所示，L1和L2是高壓輸電導(dǎo)線，甲是電壓互感器(將高電壓轉(zhuǎn)化為

16、便于測量的低電壓)，乙是電流互感器(將大電流轉(zhuǎn)化為便于測量的小電流)。若已知變壓比為1001，變流比為160，并且知道電壓表示數(shù)為220V，電流表示數(shù)為2.5A，則輸電線的輸送功率為_W。答案3.3×106解析電壓互感器的變壓比即為原、副線圈匝數(shù)比，解得，U1U22.2×104V電流互感器的變流比即為原、副線圈匝數(shù)的反比，解得，I1I2150A輸電線的輸電功率PU1I23.3×106W。13(6分)有一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為1 320匝、144匝，將原線圈接在220V的交流電壓上，副線圈上電壓為_V，穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為_Wb/s。答案24解析由

17、得U224V，穿過鐵芯的磁通量的最大變化率等于每一匝線圈中產(chǎn)生的自感電動勢的最大值，即mWb/sWb/s。三、論述計算題(共4小題，共42分。解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)14(10分)交流發(fā)電機(jī)的原理如圖(甲)所示，閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場中，繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動，在線圈中產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖(乙)所示，已知線圈的電阻為R2.0，求：(1)通過線圈導(dǎo)線的任一個橫截面的電流的最大值是多少？(2)矩形線圈轉(zhuǎn)動的周期是多少？(3)線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率是多少？(4)保持線圈勻速轉(zhuǎn)動，1min內(nèi)外力

18、對線圈做的功是多少？答案(1)2A(2)4×103s(3)4W(4)240J解析(1)由題圖知，Im2A(2)T4×103s(3)電流有效值IIm/電阻上產(chǎn)生的電熱功率PI2RR4W(4)外力對線圈做功，其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能再轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，1min內(nèi)外力對線圈做的功WPt240J15(10分)一正弦交變電壓的電壓u隨時間t變化的規(guī)律如圖所示。(1)寫出該交變電壓的瞬時值表達(dá)式；(2)求出該交變電壓的有效值；(3)將該交變電壓接在匝數(shù)比為12的理想變壓器原線圈上，副線圈給R16的小燈泡供電，求燈泡消耗的功率。答案(1)u10sin(50t)V(2)7.1V(3)12.5W解析

19、(1)由題中圖象知電壓最大值為10V，周期為0.04s，其角頻率50 rad/s所以瞬時值表達(dá)式為u10sin(50t)V。(2)有效值為U5V7.1V。(3)副線圈輸出電壓U2U110V。小燈泡的功率為P12.5W。16(11分)如圖所示，一臺模型發(fā)電機(jī)的電樞是矩形導(dǎo)線框abcd，其ab和cd邊長L10.4m，ad和bc邊長L20.2m，匝數(shù)n100匝，它在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2T的勻強(qiáng)磁場中繞通過線框?qū)ΨQ中心線且垂直于磁場方向的軸OO勻速轉(zhuǎn)動。當(dāng)開關(guān)S斷開時，電壓表的示數(shù)為10V，開關(guān)S閉合時，外電路上標(biāo)有“10V10W”的燈泡恰好正常發(fā)光。求：(1)導(dǎo)線框abcd在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度。(2)S閉合后，當(dāng)導(dǎo)線框從圖示位置轉(zhuǎn)過60