高中物理選修3-2章末檢測-第五章交變電流

高中物理選修3-2章末檢測-第五章交變電流高中物理選修3-2章末檢測-第五章交變電流高中物理選修3-2章末檢測-第五章交變電流高中物理選修3-2章末檢測交變電流學校：____________姓名：____________班級：____________考號：____________一、選擇題1．在勻強磁場中||，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉動軸勻速轉動||，如圖甲所示||。產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示||。則以下說法正確的選項是()A．t＝0.01s時穿過線框的磁通量最小B．該交變電動勢的有效值為112VC．該交變電動勢的剎時價表達式為e＝222cos100t(V)πD．電動勢剎時價為22V時，線框平面與中性面的夾角為45°||2．以下圖||，甲為一臺小型發(fā)電機結構表示圖||，線圈逆時針轉動||，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律如圖乙所示。發(fā)電機線圈內(nèi)阻為1，外接燈泡的電阻為9Ω恒定不||Ω||變||，則以下說法中正確的為()A．電壓表的示數(shù)為6VB．發(fā)電機的輸出功率為4WC．在l.010×-2s時刻||，穿過線圈的磁通量最大D．在1.0×10-2s時刻，穿過線圈的磁通量變化率最大||3．以下圖的電路中||，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝22∶5||，電阻R1＝R2＝25，為理想二極管，原線圈接＝2sin100t(V)π的交變電流，則)Ω||D||u220||(A．交變電流的頻次為100HzB．經(jīng)過R2的電流為1AC．經(jīng)過R2的電流為2AD．變壓器的輸入功率為200W4．如圖||，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓同樣的燈泡a和b||。當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。以下說法正確的選項是||||A.原、副線圈匝數(shù)之比為9:1B.原、副線圈匝數(shù)之比為1:9C.此時a和b的電功率之比為9:1D.此時a和b的電功率之比為1:9第1頁/共8頁．以下圖，接在照明電路中的自耦變壓器的副線圈上經(jīng)過輸電線接有三個燈泡L1、L25||和，輸電線的等效電阻為，輸入的交變電壓有效值恒定。當滑動觸頭向下挪動一P||R||||段距離后||，以下說法正確的選項是( )A.等效電阻R上耗費的功率變大B.三個燈泡都變暗C.原線圈兩頭的輸入電壓增大D.原線圈中電流表示數(shù)增大6．一般的溝通電流表不可以直接接在高壓輸電線路上丈量電流||，往常要經(jīng)過電流互感器來連接，圖中電流互感器ab一側線圈的匝數(shù)較少，工作時電流為Iab，一側線圈的匝數(shù)較cd||多||，工作時電流為Icd||，則||，為了使電流表能正常工作A.ab接MN、cd接PQ||，Iab<IcdB.ab接MN、cd接PQ||，Iab>IcdC.ab接PQ、cd接MN||，Iab<IcdD.ab接PQ、cd接MN||，abcdI>I7．如圖是自耦變壓器的表示圖||，負載變化時輸入電壓不會有大的顛簸||，輸電線的電阻用0表示，假如變壓器上的能量損失能夠忽視，以下說法正確的選項是RA．開關S1接B．開關S1接C．斷開開關則I1>I2

a||，閉合開關S后||，電壓表V示數(shù)減小||，電流表A示數(shù)增大a||，閉合開關S后||，原線圈輸入功率減小，開關S1接a時電流表的示數(shù)為I1，開關1接b時電流表的示數(shù)為I2，S||||S||D．斷開開關，開關1接a時原線圈輸入功率為P1，開關1接b時原線圈輸入功率為S||S||SP2||，則P1<P28．某同學設計的家庭電路保護裝置以下圖||，鐵芯左邊線圈L1由火線和零線并行繞成.當右邊線圈L2中產(chǎn)生電流時||，電流經(jīng)放大器放大后||，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關K||，進而切斷家庭電路.僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場||，以下說法正確的有（）A．家庭電路正常工作時，中的磁通量為零||L2B．家庭電路中使用的電器增加時||，L中的磁通量不變2C．家庭電路發(fā)生短路時，開關K將被電磁鐵吸起||D．地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時||，開關K將被電磁鐵吸起．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，電壓表和電流表均為理想電表9||4∶1||，原線圈接如圖乙所示的正弦溝通電，圖中為熱敏電阻(溫度高升時其電阻減小)||，R||||R′為定值電阻．以下說法正確的選項是()第2頁/共8頁A．電壓表的示數(shù)為9VB．原線圈兩頭電壓的剎時價表達式為u＝362sin50tπVC．R′處溫度高升時||，電流表的示數(shù)變大||，電壓表的示數(shù)變大D．變壓器原線圈的輸入功率和副線圈的輸出功率之比為1∶4．以下圖，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n12＝4∶1||，原線圈a、b間接一10||∶n電壓為u＝2202sin100t(V)π的電源||，燈泡L標有“36V18W”字樣||，當滑動變阻器R的滑動觸頭處在某地點時||，電流表示數(shù)為0.25A||，燈泡L恰好正常發(fā)光||，則()A．流經(jīng)燈泡L的交變電流的頻次為100HzB．定值電阻0的阻值為19ΩRC．滑動變阻器R耗費的功率為36WD．若將滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑動||，則燈泡L的亮度變暗11．如圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10∶11||，L是自感系數(shù)較大的線圈||，在變壓器的原線圈兩頭加上如圖乙所示的交變電壓時||，燈泡正常發(fā)光||，則以下說法中正確的是()A．圖乙所示電壓的剎時價表達式為＝t(V)πu200sin100B．變壓器副線圈兩頭的電壓為220VC．若僅將變阻器的滑片P向下滑動||，燈泡將變亮D．若僅圖乙中交變電壓的周期變大||，燈泡將變暗12．以下圖||，邊長為L、匝數(shù)為N||，電阻不計的正方形線圈abcd在磁感覺強度為B的勻強磁場中繞轉軸OO′轉動||，軸OO′垂直于磁感線||，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2保持線圈以恒定角速度ω轉動，以下判斷正確||.||的是()A．兩電壓表的示數(shù)之比為U1∶U2＝n2∶n12B．電壓表的示數(shù)等于NBωLC．當滑動變阻器R的滑片P向上滑動時||，電壓表的示數(shù)變大D．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1∶1第3頁/共8頁．以下圖，一矩形線圈的面積為，匝數(shù)為，內(nèi)阻不計，繞軸在水平方向的13||S||N||||OO′磁感覺強度為B的勻強磁場中以角速度ω做勻速轉動，從圖示地點開始計時．矩形線圈通||過滑環(huán)接一理想變壓器||，滑動觸頭P上下挪動時可改變輸出電壓||，副線圈接有可調(diào)電阻R||，以下判斷正確的選項是()A．矩形線圈產(chǎn)生的感覺電動勢的剎時價表達式為e＝NBSωcosωtπB．矩形線圈從圖示地點經(jīng)過2ω時間內(nèi)||，經(jīng)過電流表的電荷量為零C．當P地點不動||，R增大時||，電壓表讀數(shù)也增大D．當P地點向上挪動、R不變時||，電流表讀數(shù)變大二、計算題14．以下圖||，匝數(shù)為N1的原線圈和匝數(shù)為N2的副線圈繞在同一閉合鐵芯上||，副線圈兩端與電阻R相連，原線圈兩頭與平行金屬導軌相連。兩軌之間的距離為，其電阻可不||||L||計。在虛線的左邊，存在方向與導軌所在平面垂直的勻強磁場，磁場的磁感覺強度大小||||||為B||，pq是一質(zhì)量為m電阻為r與導軌垂直擱置的金屬桿||，它可在導軌上沿與導軌平行的方向無摩擦地滑動||。假定在任何同一時刻經(jīng)過線圈每一匝的磁通量同樣||，兩個線圈的電阻、鐵芯中包含渦流在內(nèi)的各樣消耗都忽視不計||，且變壓器中的電磁場完整限制在變壓器鐵芯中||。現(xiàn)于t0時刻開始施一外力||，使桿從靜止出發(fā)以恒定的加快度a向左運動||。不考慮連結導線的自感。若已知在某時刻t時原線圈電流的大小為I1，||1）求此時刻外力的功率；2）此功率轉變?yōu)槟男┢溆嘈问降墓β驶蚰芰孔兓?？試分別求出它們的大小||。15．某發(fā)電廠發(fā)電機的輸出功率為P＝100kW||，發(fā)電機端電壓為U＝250V||，向遠處送電的輸電線的總電阻R＝8Ω||，要使輸電線上的功率損失不超出輸送功率的5%||，用戶獲得的電壓又正好是220V||，則：應當如何安裝變壓器？畫出輸電線路的表示圖．所用的變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是多少？16．為了提升自行車夜間行駛的安全性||，小明同學設計了一種“閃耀”裝置||。以下圖||，自行車后輪由半徑r1-2=5.0×10m的金屬內(nèi)圈、半徑2的金屬外圈和絕緣幅條組成。r=0.40m||后輪的內(nèi)、外圈之間等間隔地接有4根金屬條||，每根金屬條的中間均串連有一電阻值為R的小燈泡||。在支架上裝有磁鐵||，形成了磁感覺強度B=0.10T、方向垂直紙面向外的“扇形”勻強磁場，其內(nèi)半徑為、外半徑為、張角。后輪以角速度相關于轉||r1r2θ=π/6||ω=2πrad/s第4頁/共8頁軸轉動||。若不計其余電阻||，忽視磁場的邊沿效應||。1）當金屬條ab進入“扇形”磁場時||，求感覺電動勢E||，并指出ab上的電流方向；2）當金屬條ab進入“扇形”磁場時||，畫出“閃耀”裝置的電路圖；（）從金屬條ab進入扇形磁場時開始，經(jīng)計算畫出輪子一圈過程中，內(nèi)圈與外圈之間3“”||||電勢差Uab隨時間t變化的Uab圖象；-t（）若選擇的是、的小燈泡，該閃耀裝置可否正常工作？有同學提出，經(jīng)過4“1.5V0.3A”||“”||改變磁感覺強度B、后輪外圈半徑r2、角速度ω和張角θ等物理量的大小||，優(yōu)化前同學的設計方案||，請給出你的評論||。2πxy．以下圖，在xOy平面內(nèi)有兩根金屬絲MN和，其形狀分別知足＝λ和17||PQ||yasin2πx＝－asinλ||，在兩根金屬絲端點M、P和N、Q之間分別接一根阻值為R的電阻絲||，兩根金屬絲中間三個訂交處均有絕緣表面層相隔||，金屬絲電阻不計．x＜0的地區(qū)內(nèi)存在垂直于xOy平面向里的磁感覺強度大小為B且較寬的勻強磁場||，兩金屬絲在沿x軸負方向的外力作用下||，以速度v勻速進入磁場．求金屬絲進入磁場的過程中感覺電流的最大值；求將兩根金屬絲所有拉入磁場中所產(chǎn)生的熱量；λxOyB的地區(qū)內(nèi)存在垂直于平面向里的磁感覺強度大小為的勻強磁場(3)假定僅在－2≤x≤0||，求將兩根金屬絲以速度v勻速拉過磁場過程中外力的最大功率．【參照答案】一、選擇題題12345678910111213號答DACDCADADBADABDABDADDAD案二、計算題14．．在t時刻||，桿運動產(chǎn)生的電動勢EBLat（4）令E1、E2分別表示原、副線圈兩頭的電動勢||，并有E1E||，U1、U2分別表示原、副線圈第5頁/共8頁兩頭的電壓，I1表示副線圈中的電流，由歐姆定律，有||||||E1EU1I1r（5）E2U2I2R（6）依據(jù)題的假定||，利用法拉第電磁感覺定律||，有E1N1（7）E2N2由（4）、（5）、（6）、（7）式可得為U1BLatI1r（8）U2N2(BLatI1r)（9）N1I2N2(BLatI1r)（10）N1R外力的功率轉變?yōu)椋簵U的動能的變化率PEkma2t（11）電阻r上耗費的功率為PrI12r（12）電阻R上耗費的功率為PR2N22I1r)2（13）I2R2(BLatN1R變壓器內(nèi)場能的變化率為WBU1I1U2I2(BLI1atI12r)N22(BLatI1r)2（14）N12R15．(1)只需安裝一臺升壓變壓器和一臺降壓變壓器||，輸電線路表示圖以下圖：因此對升壓變壓器有n1U12501n2＝U2＝4000＝16輸電線上損失的電壓為U線＝IR＝200V因此降壓變壓器原線圈兩頭的電壓為U3＝U2－U線＝3800V即對降壓變壓器有第6頁/共8頁n3U33800190n4＝U4＝220＝11.因此升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1∶16.降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為190∶11.．（1）當金屬條ab在磁場中切割磁感線時所組成的回路的磁通量變化。設經(jīng)過時間△t||，16||磁通量變化量為△Φ||，由法拉第電磁感覺定律||，E=△Φ/△t||。△Φ=B△S=B(121r22r2△θ-1△θ)||，2△θ/△t=ω||，聯(lián)立解得：E=4.9×10-2V||。依據(jù)右手定章可判斷出感覺電流方向為b→a||。（2）當金屬條ab進入“扇形”磁場時||，“閃耀”裝置的電路圖如圖||。（3）設電路中的總電阻為R總，依據(jù)電路圖可知||，R總。||=4R/3||ab兩頭電勢差：ab-2V||。U=E-IR=E/4=1.210×設ab走開磁場地區(qū)的時刻為t1，下一根金屬條進入磁場地區(qū)的時刻為2，||t||t1=1，t2=21，124設輪子轉一圈的時間為T||，T=2=1s||。在T=1s內(nèi)||，金屬條有四次出入磁場地區(qū)||，后