2019-2020年高中物理 第5章 交變電流 章末綜合檢測 新人教版選修3-2.doc
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2019-2020年高中物理 第5章 交變電流 章末綜合檢測 新人教版選修3-2 一、選擇題(本題共12小題,每小題5分,共60分.在每小題給出的四個選項中,有的小題只有一個選項正確,有的小題有多個選項正確,全部選對的得5分,選對但不全的得2分,有選錯或不答的得0分) 1.根據(jù)交變電流瞬時表達式i=5sin500t(A)可知,從開始計時起,第一次出現(xiàn)電流峰值所需要的時間是( ) A.2 ms B.1 ms C.6.28 ms D.3.14 ms 解析:選D.法一:由已知條件有=ω=500 rad/s,則T=2π/500.從中性面開始計時,第一次出現(xiàn)電流峰值需Δt=T/4=2π/500 s= s=3.1410-3s. 法二:由交流電瞬時值表達式,令i為最大值時有sin(ωt)=1,即(500t)=π/2,則 t=π/1000=3.1410-3(s).選D. 2.(xx年海淀高二檢測)邊長為L的正方形閉合線圈共n匝,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度ω繞垂直于磁感線并在線圈平面內(nèi)的軸勻速轉(zhuǎn)動,要使線圈中的感應(yīng)電流增大1倍,下列措施可采用的是( ) A.只將角速度ω增大1倍 B.只將線圈邊長L增大至2L C.只將線圈匝數(shù)增加至2n D.只將磁感應(yīng)強度增至2B 解析:選ABD.由公式I===可推得A、D正確.邊長為2L時,S′=4S,R′=2R,故B正確,若匝數(shù)n′=2n,則R′=2R,I不變,故C項錯誤. 3.一個矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=220sin100πt V,則( ) A.交流電的頻率是100π Hz B.t=0時,線圈位于中性面 C.交流電的周期是0.02 s D.t=0.05 s時,e有最大值 解析:選BC.由瞬時值表達式可知:角速度ω=100π rad/s.感應(yīng)電動勢是按正弦規(guī)律變化的,所以t=0時,線圈平面位于中性面. 因ω=2πf,所以f== Hz=50 Hz 由T=得T= s=0.02 s 當(dāng)t=0.05 s時,e=220sin5π V=0,故B、C選項正確. 4.如圖5-3所示,變頻交變電源的頻率可在20 Hz到20 kHz之間調(diào)節(jié),在某一頻率時,A1、A2兩只燈泡的熾熱程度相同.則下列說法中正確的是( ) 圖5-3 A.如果將頻率增大,A1熾熱程度減弱、A2熾熱程度加強 B.如果將頻率增大,A1熾熱程度加強、A2熾熱程度減弱 C.如果將頻率減小,A1熾熱程度減弱、A2熾熱程度加強 D.如果將頻率減小,A1熾熱程度加強、A2熾熱程度減弱 解析:選BC.某一頻率時,兩只燈泡熾熱程度相同,應(yīng)有兩燈泡消耗的功率相同,頻率增大時,感抗增大,而容抗減小,故通過A1的電流增大,通過A2的電流減小,故B項正確;同理可得C項正確,故選B、C. 5.發(fā)電機的路端電壓為U,經(jīng)電阻為r的輸電線向遠處的用戶供電,發(fā)電機的輸出功率為P,則( ) A.輸電線上的電流為 B.輸電線上的功率損失為 C.用戶得到的功率為P-()2r D.用戶得到的電壓為 解析: 選AC.由題知,其供電原理如圖所示,由P=UI得輸電線上的電流為,A正確;輸電線上的功率損失為ΔP=I2r=()2r,B錯誤;用戶得到的功率為P-()2r,C正確;用戶得到的電壓為U-ΔU=U-Ir=U-()r,D錯誤. 6.有一交變電流如圖5-4所示,則由此圖象可知( ) 圖5-4 A.它的周期是0.8 s B.它的峰值是4 A C.它的有效值是2 A D.它的頻率是0.8 Hz 解析:選AB.由圖象可讀得其T=0.8 s,f==1.25 Hz,故A對,D錯;又由圖象讀得Im=4 A,故B對;因為電流為非正弦式交流電,故有效值I ≠ =2 A,C錯. 7.(xx年高考山東卷)一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖5-5甲所示,副線圈所接電路如圖乙所示,P為滑動變阻器的觸頭.下列說法正確的是( ) 圖5-5 A.副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz B.副線圈輸出電壓的有效值為31 V C.P向右移動時,原、副線圈的電流比減小 D.P向右移動時,變壓器的輸出功率增加 解析:選AD.副線圈輸出電壓的頻率等于輸入電壓的頻率f==50 Hz,故選項A正確;原線圈輸入電壓的有效值U1=V=220 V,由=知,U2=22 V,故選項B錯誤;原、副線圈的電流比==,故選項C錯誤;變壓器的輸出功率P=,P向右移動時,RP減小,所以P變大,故選項D正確. 8.如圖5-6所示的電路圖中,變壓器是理想變壓器,原線圈匝數(shù)n1=600匝,裝有0.5 A的保險絲,副線圈的匝數(shù)n2=120匝.要使整個電路正常工作,當(dāng)原線圈接在180 V的交流電源上時,則副線圈( ) 圖5-6 A.可接耐壓值為36 V的電容器 B.可接“36 V 40 W”的安全燈兩盞 C.可接電阻為14 Ω的電烙鐵 D.可串聯(lián)量程為3 A的電流表測量其電路的總電流 答案:B 9.有兩個輸出電壓相同的交流電源,第一個電源外接一個電阻R1,第二個電源外接一個變壓器,變壓器的初級線圈匝數(shù)為n1,次級線圈的匝數(shù)為n2,變壓器的負載為一個電阻R2,測得兩個電源的輸出功率相等.則此兩電阻大小之比R1∶R2為( ) A.n1∶n2 B.n∶n C.n2∶n1 D.n∶n 答案:B 10.如圖5-7所示,在遠距離輸電過程中,若保持原線圈的輸入功率不變,下列說法正確的是( ) 圖5-7 A.升高U1會減小輸電電流I2 B.升高U1會增大線路的功率損耗 C.升高U1會增大線路的電壓損耗 D.升高U1會提高電能的利用率 解析:選AD.提高輸電電壓U1,由于輸入功率不變,則I1將減小,又因為I2=I1,所以I2將減小,故A對,線路功率損耗P損=IR,因此功率損耗在減小,電壓損失減小,故B、C錯誤,因線路損耗功率減小,因此利用率將升高. 11.如圖5-8所示中A、B、C、D是四種亮度可調(diào)的臺燈的電路示意圖,它們所用的白熾燈泡相同,且都是“220 V 40 W”,當(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)到20 W時,哪種臺燈消耗的功率最小( ) 圖5-8 解析:選C.利用變阻器調(diào)節(jié)到20 W時,除電燈消耗電能外,變阻器由于熱效應(yīng)也要消耗一部分電能,使臺燈消耗的功率大于20 W,利用變壓器調(diào)節(jié)時,變壓器的輸入功率等于輸出功率,本身不消耗電能,所以C中臺燈消耗的功率最?。? 12.如圖5-9所示,理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比n1∶n2=2∶1,原線圈接正弦式交流電,副線圈接電動機,電動機線圈電阻為R,當(dāng)輸入端接通電源后,電流表讀數(shù)為I,電動機帶動一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升,若電動機因摩擦造成的能量損失不計,則圖中電壓表的讀數(shù)為( ) 圖5-9 A.4IR+ B. C.4IR D.IR+ 解析:選A.根據(jù)電流與匝數(shù)的關(guān)系知變壓器的輸出電流為2I,電動機消耗的總功率為P2=mgv+4IR,又變壓器的輸入功率P1=UI=P2=mgv+4I2R,則U=+4IR故A項正確. 二、計算題(本題共4小題,共40分.解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟,只寫出最后答案的不得分,有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位) 13.(8分)一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動,線圈匝數(shù)n=100.穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間按正弦規(guī)律變化,如圖5-10甲所示.發(fā)電機內(nèi)阻r=5.0 Ω,外電路電阻R=95 Ω.已知感應(yīng)電動勢的最大值Emax=nωΦmax,其中Φmax為穿過每匝線圈磁通量的最大值.求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計)的讀數(shù). 圖5-10 解析:從Φ-t圖線看出 Φmax=1.010-2Wb,T=3.1410-2s.(1分) 已知感應(yīng)電動勢的最大值 Emax=nωΦmax,又ω=.(1分) 故電路中電流最大值 Imax== =A=2 A(4分) 交流電流表讀數(shù)是交變電流的有效值,即 I==1.4 A.(2分) 答案:1.4 A 14.(8分)有一個電子元件,當(dāng)它兩端的電壓的瞬時值高于u=110 V時則導(dǎo)電,低于u=110 V時不導(dǎo)電,若把這個電子元件接到220 V,50 Hz的正弦式交變電流的兩端,則它在1 s內(nèi)導(dǎo)電多少次?每個周期內(nèi)的導(dǎo)電時間為多少? 解析:由題意知,加在電子元件兩端電壓隨時間變化的圖象如圖所示, 表達式為 u=220sinωt V.(2分) 其中ω=2πf,f=50 Hz,T==0.02 s,得 u=220sin100πt V.(2分) 把u′=110 V代入上述表達式得到 t1= s,t2= s(1分) 所以每個周期內(nèi)的通電時間為 Δt=2(t2-t1)= s= s.(2分) 由所畫的u-t圖象知,一個周期內(nèi)導(dǎo)電兩次,所以1 s內(nèi)導(dǎo)電的次數(shù)為n=2=100.(1分) 答案:100 s 15.(12分)如圖5-11所示,變壓器原線圈輸入電壓為220 V,副線圈輸出電壓為36 V,兩只燈泡的額定電壓均為36 V,L1額定功率為12 W,L2額定功率為6 W.試求: 圖5-11 (1)該變壓器的原副線圈匝數(shù)比. (2)兩燈均工作時原線圈的電流以及只有L1工作時原線圈中的電流. 解析:(1)由變壓比公式得 =(2分) ==.(2分) (2)兩燈均工作時,由能量守恒得 P1+P2=U1I1(2分) I1==A =0.082 A(2分) 只有L1燈工作時,由能量守恒得 P1=U1I′1(2分) 解得I′1== A=0.055 A.(2分) 答案:(1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A 16.(12分)某村在較遠的地方建立了一座小型水電站,發(fā)電機的輸出功率為100 kW,輸出電壓為500 V,輸電導(dǎo)線的總電阻為10 Ω,導(dǎo)線上損耗的電功率為4 kW,該村的用電電壓是220 V. 圖5-12 (1)輸電電路如圖5-12所示,求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比; (2)如果該村某工廠用電功率為60 kW,則該村還可以裝“220 V 40 W”的電燈多少盞? 解析:(1)因為P損=IR線(1分) 所以I2==A=20 A(2分) I1==A=200 A(1分) 則===(1分) U3=U2-I2R線=(50010-2010)V=4800 V(1分) 則===.(1分) (2)設(shè)還可裝燈n盞,據(jù)功率相等有P3=P4(2分) 其中P4=(n40+60103)W(1分) P3=(100-4)kW=96 kW(1分) 所以n=900.(1分) 答案:(1)1∶10 240∶11 (2)900盞- 1.請仔細閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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