2019學(xué)年高二物理課后訓(xùn)練(人教版選修3-2)：第5章交變電流綜合檢測(cè)A

1、第五章綜合檢測(cè)（A 卷）一、選擇題（本題共 12 小題，每小題 4 分，共 48 分。在每題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只 有一項(xiàng)符合題目要求，有的有多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得4 分，選對(duì)但不全的得 2 分,有選錯(cuò)的不得分）1.（多選）我國(guó)“西電東送”采用高壓輸電，繼三峽至常州 500 kV 直流輸電工程后，又實(shí) 現(xiàn)了三峽至廣東的 500 kV 直流輸電工程。采用高壓直流輸電有利于不同發(fā)電機(jī)為同一電網(wǎng)供 電和不同電網(wǎng)的互聯(lián)。關(guān)于高壓直流輸電，下列說(shuō)法正確的是（）A 高壓輸電可以減小輸電電流，從而減少輸電導(dǎo)線的能量損失B .恒定的直流輸電可以有效消除交流高壓輸電中感抗和容抗的影響C.可以加快輸電的

2、速度D .為實(shí)現(xiàn)高壓直流輸電，可以用變壓器直接改變恒定電流的電壓答案 AB解析 在功率一定時(shí)，采用高壓輸電，根據(jù)P= UI，可以通過(guò)減小電流，從而減少輸電導(dǎo)線的能量損失，A 項(xiàng)正確；交流電由于感抗和容抗的作用， 不能無(wú)限升壓，而利用直流輸電可 以有效彌補(bǔ)這個(gè)缺陷，B 項(xiàng)正確；兩種輸電方式都不能改變輸電的速度，C 項(xiàng)錯(cuò)誤；變壓器只能改變交變電流的電壓，D 項(xiàng)錯(cuò)誤。2 .（多選）2019 葫蘆島五校協(xié)作體高二聯(lián)考 一個(gè)探究性學(xué)習(xí)小組利用示波器，繪制出了 一個(gè)原、副線圈匝數(shù)比為 2 : 1 的理想變壓器的副線圈兩端輸出電壓 u 隨時(shí)間 t 變化的圖象， 如圖所示（圖線為正弦曲線）。則下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是

3、（）A .該變壓器原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u = 20sin100 tn/B .接在副線圈兩端的交流電壓表的示數(shù)為7.1 VC.該變壓器原線圈輸入頻率為50 HzD .接在副線圈兩端阻值為20Q的白熾燈，消耗的功率為 2.5 W答案 AC解析 由圖象知，輸出電壓的峰值為 10 V，周期為 0.04 s，由電壓與匝數(shù)比關(guān)系知，輸入12n電壓峰值為 20 V，交變電壓的頻率為 f= = 25 Hz，角頻率3=50nrad/s,輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為 u = 20sin50nV，選項(xiàng) A、C 錯(cuò)誤；輸出電壓的有效值為 V，選項(xiàng) B 正確；電燈的功率為 P =曽=2.5 W，選項(xiàng) D 正確。3

4、. 一個(gè)阻值為 2Q的線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為e= 10 2sin20 tuV，當(dāng)該線圈與一阻值為 8Q的電阻組成閉合回路時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）A . t= 0 時(shí)，線圈平面位于中性面B . t= 0 時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為 0C.電阻的熱功率為 16 WD 用電壓表測(cè)路端電壓時(shí)讀數(shù)為11.3 V答案 A解析 由產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式可知，t=0 時(shí)，電動(dòng)勢(shì)為零，線圈平面位于中性面，磁通量最大，故 A 對(duì) B 錯(cuò)；電動(dòng)勢(shì)的有效值 E = 10 V ,電阻兩端的電壓 U = R= 8 V , D 錯(cuò);R+ r由 P= 得 P= 8 W, C 錯(cuò)誤。4. 2019 課標(biāo)全國(guó)卷I一理想變

5、壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為 3 :1,在原、畐 U 線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在 電壓為 220 V 的正弦交流電源上，如圖所示。設(shè)副線圈回路中電阻兩端 的電壓為 U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k,則（）1A . U = 66 V, k= 91B . U = 22 V, k= 91D . U = 22 V , k= 3答案 A111式有，嚴(yán)=1,由歐姆定律可得，副線圈回路中電阻兩端電壓U = I2R,聯(lián)立解得 U = 66 V。電I23U2=衆(zhòng)=5,2 V = 7.1解析 設(shè)原線圈中電流為 h,由變壓器變壓公式可得220 V I1RUm苕 3，由變壓器變流公n

6、2 2P2答案解析U2I2得:的轉(zhuǎn)速,P2(u;)rD . 4(E)2(U-)2rn1Um因?yàn)?u= Umsint所以有 U1=當(dāng)，根據(jù)變壓器變壓規(guī)律有:n2U1s 丄口U2=肓，根據(jù)P=I2=P=,線路損失的功率為AP= 2l2r =里1（2,所以 C 項(xiàng)正確，ABD 項(xiàng)錯(cuò)誤。U2n2Umn2Um（多選）2019 天津高考如圖 1 所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同 繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖2 中曲線 a、b 所示，則A .兩次t=0 時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B .曲線a、b 對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為C.曲線a 表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25 HzD .曲

7、線b 表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10 V答案 AC解析 t=0 時(shí)刻，兩次產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值均為零，因此線圈平面均與中性面重1 1合，A 項(xiàng)正確；圖中 a、b 對(duì)應(yīng)的周期之比為 23,因此線圈轉(zhuǎn)速之比 na：b=y=32,BIaIb項(xiàng)錯(cuò)誤；a 線表示的交流電動(dòng)勢(shì)的頻率為11fa=2Hz = 25 Hz , C 項(xiàng)正確；a 線對(duì)應(yīng)線Ia4X1022n圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值Eam= NBS ,由圖象知 Eam= 15 V, b 線對(duì)應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值 Ebm= NBS 務(wù)因此學(xué)1=學(xué)=3,IbEamIb34 AEbm= 10 V，有效值 Eb= (2 V = 52 V , D 項(xiàng)錯(cuò)誤

8、。7.2019 三亞模擬如圖所示，有一理想變壓器，原、畐 U 線圈的匝數(shù)比為弦交流電壓 U，輸出端接有一個(gè)交流電流表和一個(gè)電動(dòng)機(jī)。電動(dòng)機(jī)線圈電阻為通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動(dòng)機(jī)帶動(dòng)一重物勻速上升，下列判斷正確的是（）A 原線圈中的電流為 nlB .變壓器的輸入功率為羋C.電動(dòng)機(jī)輸出的總功率為I2RD 電動(dòng)機(jī)兩端電壓為 IR答案 B解析 電流表的讀數(shù)為副線圈電流，所以原線圈電流為丄，故 A 錯(cuò)誤；原線圈的輸入功率n則為 U|，故 B 對(duì)；電動(dòng)機(jī)上的熱功率為 I2R,電動(dòng)機(jī)消耗功率為 U*，兩端電壓為半，故 C、 D 錯(cuò)誤。8.（多選）為了減少輸電線路中的電力損失，發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過(guò)升壓變

9、電站升壓后通過(guò)遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)過(guò)降壓變電站將高壓變?yōu)榈蛪?。某降壓變電站將電壓Uo= 11000 , 2sin 100 t（V）的交流電降為 220 V 供居民小區(qū)用電，則變電站變壓器（）A .原、副線圈匝數(shù)比為 50 : 1B 畐 U 線圈中電流的頻率是50 HzC.原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D 輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和答案 AB解析 原電壓的有效值為 U1= 11000 V，由當(dāng)=得，n1=器，選項(xiàng) A 正確；變壓器不改U2n2n21變交流電的頻率，故選項(xiàng)B 正確；由山=得，副線圈的電流大，要想導(dǎo)線發(fā)熱少，導(dǎo)線要粗n211一些（使電阻較?。?，故選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；居民小區(qū)各

10、用電器電流總和應(yīng)該等于副線圈的電流，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤。9.如圖甲所示電路中， A1 A?、 A3為相冋的電流表，C 為電容器， 電阻 R1、R2、R3的阻值相同，線圈 L 的電阻不計(jì)。在某段時(shí)間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場(chǎng)的變化如圖乙所示，n,原線圈接正R,當(dāng)輸入端接則在 tit2時(shí)間內(nèi)（）A .電流表的示數(shù)比的小B 電流表的示數(shù)比的小C.電流表和的示數(shù)相同D .電流表的示數(shù)都不為零答案 C解析理想變壓器原線圈中的磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間均勻增加，穿過(guò)副線圈的磁通量也將隨時(shí) 間均勻增加，畐 y 線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，畐 y 線圈中的電流為恒定電流，電感線圈對(duì)恒定電流無(wú)阻礙作用，因而電流表、 的示數(shù)相同

11、，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 的示數(shù)為零，B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。10. 2019 安徽高考圖示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b 接在電壓有效值不變的交流電源兩端，Ro為定值電阻，R 為滑動(dòng)變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置，觀察到電流表OAi的示數(shù)增大了 0.2 A，電流表OA2的示數(shù)增大了 0.8 A，則下列說(shuō)法正確的是（）A 電壓表OVi示數(shù)增大B .電壓表OV2、OV3示數(shù)均增大C.該變壓器起升壓作用D 變阻器滑片是沿CTd 的方向滑動(dòng)答案 D解析 由于變壓器原線圈的電壓不變，因此電壓表Ov、OV的讀數(shù)均不變，選項(xiàng) AB 均錯(cuò)誤。由題意可知，該變壓

12、器起降壓作用，選項(xiàng)C 錯(cuò)誤。由于副線圈的電壓不變，電流表OA2的示數(shù)增大，根據(jù)歐姆定律可知負(fù)載的電阻變小，所以滑動(dòng)變阻器連入電路的阻值變小，選 項(xiàng) D 正確。肌R2治乙副線圈并聯(lián)兩個(gè)小燈泡a 和 b,小燈泡 a 的額定功率為 0.3 W，正11. 一個(gè)邊長(zhǎng)為 6 cm 的正方形金屬線框置于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框平面與磁場(chǎng)垂直，電阻為0.36Q。磁感應(yīng)強(qiáng)度 B 隨時(shí)間 t 的變化關(guān)系如圖所示，則線框中感應(yīng)電流的有效值為A. ,2X105A；2-5C芬X10 A答案 B AB r解析 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) E=書，線圈電阻 R= 0.36Q,則感應(yīng)電流為:3 s 內(nèi)：AB35AB35At 2X10-3T/s, I

13、1 2X10-5A,3 5 s 內(nèi)：A 3X10-3T/s, I2 3X10-5A。設(shè)線框中感應(yīng)電流的有效值為I，由電流有效值的定義得：3l1R+ 2I；R= 5I2R,解得：I = . 6X10-5A,故選項(xiàng) B 正確。12.（多選） 如右圖所示， 在兩平行金屬板中央有一個(gè)靜止的電子（不計(jì)重力），當(dāng)兩板間加上如下圖所示的交變電壓后，能使電子有可能做往返運(yùn)動(dòng)的是（）答案 ABCD.321 2X105A解析 對(duì) A 圖象可知，電子先做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng),1 1 11T時(shí)刻速度最大，由;T到刁做ATf2 T _iO-t/l,常發(fā)光時(shí)電阻為 30Q,已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過(guò)原線圈的電流為Rin3

14、14t A 0.645sin314t A ,電流表、電壓表示數(shù)均為有效值I =0.6：5A0.456 A, U” 110 V ,電爐的功率 P = UI 50 W。三、計(jì)算題（共 44 分。 解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、證明過(guò)程或演算步驟16. （10 分）如圖所示，理想變壓器的原、畐 U 線圈匝數(shù)之比m0.09 A，可計(jì)算出原、副線圈的匝數(shù)比為，流過(guò)燈泡 b 的電流為答案 10 : 30.2 A解析 副線圈電壓 U2= Ua= PaRa= 3 Vn1U11011y, Ub= Ua= 3 Vn2U2由能量守恒定律得：U1l1= Pa+ UbIb代入數(shù)據(jù)得：Ib= 0.2 A14. 一個(gè)面積為 S

15、 的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以某一邊為軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與軸垂直。線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖所示。則磁感應(yīng)強(qiáng)度 B=。在 t=吉時(shí)刻，線圈平面與磁感線的夾角等于EmaxTn答案2ns 6解析 線圈在磁場(chǎng)中勻速旋轉(zhuǎn)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為:Emax=BSw則磁感應(yīng)強(qiáng)度 B =EmaxEmaxT因?yàn)轭}圖乙中計(jì)時(shí)的起點(diǎn)為線圈平面與磁感線平行的位置，所以在t=吉時(shí)刻，線圈平面與磁感線的夾角即為線圈平面經(jīng)過(guò)t=寺轉(zhuǎn)過(guò)的角度，其大小為:15. 一個(gè)標(biāo)有“ 220 V 200 W”的電爐接入 u= 156sin314t V的電路，通過(guò)電爐的電流瞬時(shí)值表達(dá)式是iA;與其串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為A,并聯(lián)的交流電壓

16、表示數(shù)是V,電爐消耗功率 P 為答案0.645si n314t0.45611050解析2 2由R= P=220“242。知e 與時(shí)間 t 的關(guān)系=4 : 1,原線圈回路中的電阻 A 與副線圈回路中的負(fù)載電阻 B 的阻值相等。a、b 兩端加一定 交流電壓后，求兩電阻消耗的電功率之比和兩電阻兩端電壓之比。答案161解析 變壓器原、副線圈電流比11 n2112 ni4設(shè)流過(guò) A 電阻電流 Ii= I，則流過(guò) B 電阻電流 12= 4I所以兩電阻功率之比2 2PA=IiR= I R =丄PB=i!R= 16I2R= 1617. (11 分)如圖甲所示，固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡

17、，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)。已知線圈的匝數(shù) n= 100 匝，總電阻r = 1.0Q,所圍成矩形的面積 S= 0.040 m2，小燈泡的電阻 R= 9.0Q,磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如 圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e= nBmSTCos2,其中 Bm為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T 為磁場(chǎng)變化的周期，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化，求：(1) 線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2) 小燈泡消耗的電功率；(3) 在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的 0丁時(shí)間內(nèi)，通過(guò)小燈泡的電荷量。答案(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0X103C解析 由圖象知，線圈中產(chǎn)生的交變電

18、流的周期T= 3.14X10-2s,所以 Em= nBmS=2nTmS=8.0V。EI2 J 2電流的最大值 Im=仁廣=0.80A,有效值 1 = 2 = * A,小燈泡消耗的電功率P= I2R=2.88 W。兩電阻兩端電壓之比UA=I1R_ 1UBI2R 4平均電流丁 =nSABR+r (R+rA流過(guò)燈炮的電荷量 Q= IAt = nSE = 4.0X10-3C。R+ r18. (11 分)如圖所示，將單匝正方形線圈ABCD 的一半放入強(qiáng)磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B = 1 T,讓它以邊界 00 為軸以速度3=100 rad/s 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，在 AB、CD 邊的中點(diǎn)用電樞將電流 送給小燈泡，線

19、圈邊長(zhǎng) L = 0.2 m，總電阻 r = 4Q,燈泡電阻 R= 2Q,不計(jì) P、Q 接觸電阻及導(dǎo)線電阻，求:(1)理想電壓表的讀數(shù);從圖示位置開(kāi)始，在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)90。的過(guò)程中燈泡上產(chǎn)生的熱量是多少？(3)從圖示位置開(kāi)始，在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)180。的過(guò)程中，通過(guò)燈絲的電荷量是多少?答案(1)0.47 V(2)1.7X103J(3)6.7X103C解析(1)因電壓表的讀數(shù)為有效值，電源電動(dòng)勢(shì)的有效值R2由電路結(jié)構(gòu)可知Uv= E=X2 V宀0.47 V。r + R 4 + 2燈泡產(chǎn)生的熱量為 QL=岸扌=URV|3=1.7X10-3J。_ 廠(3)平均電流 I =-R+ rABS通過(guò)燈泡的電荷量 q= IAt = = 6.7X10-3C。R+