2020高中物理 第3、4章 交變電流 遠(yuǎn)距離輸電 10單元測試 魯科版選修3-2

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1、第3、4章《交變電流》《遠(yuǎn)距離輸電》單元測試 選擇題部分共10小題，每小題6分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的小題只有一個(gè)選項(xiàng)正確，有的小題有多個(gè)選項(xiàng)正確. 1.如圖所示，處在勻強(qiáng)磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場方向平行于紙面并與ab垂直.在t＝0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合，線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng).若規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線是(　　) 解析：t＝0時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，且電流方向?yàn)閍→b→c→d→a，故選項(xiàng)C正確. 答案：C 2.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n

2、2＝3∶1，在原、副線圈中電路分別接有阻值相同的電阻R1、R2.交變電壓的大小為U，則下列說法正確的是(　　) A.電阻R1、R2兩端的電壓之比為3∶1 B.電阻R1、R2上消耗的電功率之比為1∶1 C.電阻R1、R2兩端的電壓均為 D.電阻R1、R2上消耗的電功率之比為1∶9 解析：通過R1、R2的電流之比I1∶I2＝n2∶n1＝1∶3 故兩電阻上電壓之比U1∶U2＝I1R∶I2R＝1∶3 兩電阻消耗的電功率之比P1∶P2＝1∶9. 答案：D 3.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20∶1，原線圈接正弦交流電源，副線圈接入標(biāo)有“220 V,60 W”字樣燈泡一只

3、，且燈泡正常發(fā)光.則(　　) A.電流表的示數(shù) A B.電源的輸出功率為1200 W C.電流表的示數(shù)為 A D.原線圈端電壓為11 V 解析：由＝，＝知： 電源的輸出電壓U1＝4.4×103 V 電流表的示數(shù)I1＝× A＝ A 電源的輸出功率等于負(fù)載的功率，即P1＝P2＝60 W. 答案：C 4.圖示是日光燈的電路圖，它主要是由燈管、鎮(zhèn)流器和啟動(dòng)器組成的.其中，鎮(zhèn)流器是一個(gè)帶鐵芯的線圈，如圖甲所示，啟動(dòng)器的構(gòu)造如圖乙所示；為了便于啟動(dòng)，常在啟動(dòng)器的兩極并上一紙質(zhì)電容器C.某教室的一盞日光燈總是出現(xiàn)燈管兩端亮而中間不亮的情況，經(jīng)檢查知，燈管是好的，電壓正常，鎮(zhèn)流器無

4、故障，那原因可能是(　　) 甲　　　　　　　　　乙 　　　 A.啟動(dòng)器兩腳與啟動(dòng)器座接觸不良 B.電容器C斷路 C.電容器C被擊穿而短路 D.鎮(zhèn)流器自感系數(shù)L太大 解析：當(dāng)電容器被擊穿而短路時(shí)，電流可通過燈管兩端的燈絲以及電容形成回路，燈管兩端亮中間不亮. 答案：C 5.模僅次于長江三峽，位居全國第二位、世界第三位的金沙江溪洛渡水電站截流成功，標(biāo)志著“西電東送”工程又邁出了堅(jiān)實(shí)的一步.下列有關(guān)發(fā)電與送電的說法中，正確的是(　　) A.水電站截流筑壩有利于儲(chǔ)蓄水的內(nèi)能，提高發(fā)電能力 B.減小輸電線的截面積有利于降低輸電時(shí)的損耗 C.提高輸電電壓有利于減小輸

5、電線中的電流 D.增大發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的直徑有利于提高發(fā)電機(jī)的輸出電壓 解析：筑壩是儲(chǔ)蓄水的勢(shì)能，與內(nèi)能無關(guān)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輸電線截面積越小，電阻越大，越不利于降低輸電時(shí)的損耗，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；在輸送功率一定時(shí)，輸電流線中的電流與輸電電壓成反比，選項(xiàng)C正確；發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e＝nBSωsin ωt，故增大轉(zhuǎn)子直徑從而增大轉(zhuǎn)子線圈的S，有利于提高發(fā)電機(jī)的輸出電壓，選項(xiàng)D正確. 答案：CD 6.照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的.可是我們?cè)谕砩掀摺它c(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開燈，電燈比深夜時(shí)要顯得暗些，這是因?yàn)橛秒姼叻鍟r(shí)(　　) A.用電器的總電阻比深夜時(shí)大，供電線路上的電流小，每盞燈兩端的電壓較低

6、 B.用電器的總電阻比深夜時(shí)大，供電線路上的電流小，通過每盞燈的電流較小 C.用電器的總電阻比深夜時(shí)小，供電線路上的電流大，輸電線上損失的電壓較大 D.供電線路上的電流恒定，但開的燈比深夜時(shí)多，通過每盞燈的電流較小 解析：用戶電燈兩端的電壓等于供電線路的路端電壓減去供電線上的損失的電壓，即： U用＝U0－I線R線 又因?yàn)橛秒娖骺偸遣⒙?lián)的，用電高峰時(shí)用電器的總電阻小，供電線上的電流增大，燈泡兩端的電壓減小. 答案：C 7.一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的產(chǎn)生的交變電流的電動(dòng)勢(shì)為e＝220 sin 100πt V，那么(　　) A.該交變電流的頻率是100 Hz B.當(dāng)t＝0時(shí)

7、，通過線圈的磁通量恰好為零 C.當(dāng)t＝ s時(shí)，e有最大值 D.該交流電電動(dòng)勢(shì)的有效值是220 V 解析：該交變電流的頻率f＝＝50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題意知：t＝0時(shí)， e＝0，此時(shí)線圈處于中性面，磁通量最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)t＝ s時(shí)，e＝220 V為電動(dòng)勢(shì)的最大值，故有效值U＝＝220 V，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤. 答案：C 8.一臺(tái)理想變壓器的原線圈接220 V正弦交變電壓時(shí)，副線圈上僅接有阻值為10 Ω的電阻，電阻兩端的電壓為44 V.若將副線圈的匝數(shù)增加100匝，則通過副線圈上此電阻的電流增加1.1 A.由此可知該變壓器原線圈的匝數(shù)為(　　) A.200　　　　　　　　　B.

8、2000 C.50 D.500 解析：由題意知，當(dāng)副線圈匝數(shù)增大100匝時(shí)，電阻器上的電壓U2′＝U2＋ΔIR＝44 V＋1.1×100 V＝55 V 又由＝，可得：＝，＝ 解得：n1＝2000，n2＝400. 答案：B 9.多數(shù)同學(xué)家里都有調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇.過去是用變壓器來實(shí)現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的，缺點(diǎn)是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或風(fēng)扇的轉(zhuǎn)速.現(xiàn)在的調(diào)光臺(tái)燈、調(diào)速電風(fēng)扇是用可控硅電子元件來實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)的.圖示為一個(gè)經(jīng)過雙向可控硅電子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓，即在正弦交變電流的每一個(gè)周期中前面的周期被截去，從而改變了電燈上的電壓.則現(xiàn)在電燈上的電壓為(　　) A

9、.Um B. C. D. 解析：由～及 T～T時(shí)間段內(nèi)電壓的有效值為，在0～T內(nèi)交變電流通過電阻R時(shí)做的功 WT＝·＝·T 解得：電壓的有效值U＝. 答案：C 10.在家庭電路中，為了安全，一般在電能表后面的電路中安裝一個(gè)漏電保護(hù)器，如圖所示.其原線圈是進(jìn)戶線的火線和零線并在一起的雙線繞成的.當(dāng)漏電保護(hù)器的e、f兩端沒有電壓時(shí)，脫扣開關(guān)S能始終保持接通；當(dāng)e、f兩端一旦有電壓時(shí)，脫扣開關(guān)立即斷開，切斷電路以起到保護(hù)作用.關(guān)于這個(gè)電路的工作原理，下列說法正確的是(　　) A.當(dāng)用戶的電流超過一定值時(shí)，脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開 B.當(dāng)火線和零線之間電壓太高時(shí)，脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開

10、 C.當(dāng)站在地面上的人觸及b線時(shí)，脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開 D.當(dāng)站在絕緣物上的人雙手分別接觸b線和d線時(shí)，脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開 解析：火線、零線中的電流相等時(shí)變壓器鐵芯中的磁通量始終為零，故無論電流多大都不能在副線圈的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使脫扣開關(guān)斷開.故A、B、D錯(cuò)誤. 當(dāng)站在地面上的人觸及b線時(shí)，火線中的部分電流通過人體導(dǎo)入大地，火線中的電流大于零線中的電流，變壓器鐵芯中的磁通量發(fā)生變化，故能在副線圈的兩端產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)使脫扣開關(guān)斷開. 答案：C 非選擇題部分共3小題，共40分. 11.(13分)如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率為10 kW，輸出電壓為400 V，向距離較遠(yuǎn)的用戶

11、供電時(shí)，為了減少電能損失，使用2 kV的高壓輸電，最后用戶得到220 V、9.5 kW 的電力.所用變壓器可認(rèn)為是理想變壓器.求： (1)水電站升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比. (2)輸電線路的導(dǎo)線電阻R. (3)用戶降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比. 解析：(1)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為： ＝＝＝. (2)導(dǎo)線電阻R與輸送電流和輸電線上損失的電功率有關(guān)，有P損＝I2R，而輸送電流又決定于輸電電壓及輸送功率，故有：I＝＝ A＝5 A 所以R＝＝ Ω＝20 Ω. (3)設(shè)降壓變壓器原線圈兩端的電壓為U3，則有： U3＝U2－IR＝2000 V－5×20 V＝1900 V

12、 所以降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為： ＝＝＝. 答案：(1)1∶5　(2)20 Ω　(3)95∶11 12.(13分)在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.5 T的勻強(qiáng)磁場中，有一個(gè)正方形金屬線圈abcd，邊長L＝0.2 m，線圈的ad邊與磁場的左側(cè)邊界重合(如圖所示)，線圈的電阻R＝0.4 Ω.用外力把線圈從磁場中移出有兩種方法：一種是用外力把線圈從左側(cè)邊界勻速平動(dòng)移出磁場；另一種是以ad邊為軸，用力使線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場，兩種方法所用的時(shí)間都是t＝0.1 s.求： (1)線圈勻速平動(dòng)移出磁場的過程中，外力對(duì)線圈所做的功. (2)線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場的過程中，外力對(duì)線圈所做的功. 解析：(1

13、)使線圈勻速平動(dòng)移出磁場時(shí)，bc邊切割磁感線而產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv，而v＝ 外力對(duì)線圈所做的功等于線圈中消耗的電能，即： W1＝t＝＝0.01 J. (2)線圈以ad邊為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)移出磁場時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流都是按正弦規(guī)律變化的，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為： Em＝BSω 又ω＝ 外力對(duì)線圈所做的功等于線圈中消耗的電能，即： W2＝t＝＝0.012 J. 答案：(1)0.01 J　(2)0.012 J 　　13.(14分)圖示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場方向與轉(zhuǎn)軸垂直.矩形線圈的面積S＝2.0×10－2 m2，匝數(shù)N＝40，線圈電阻r＝1.0 Ω，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.20 T.線圈繞OO′軸以ω＝100 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng).線圈兩端外接電阻R＝9.0 Ω 的小燈泡和一個(gè)理想交流電流表.求： (1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值. (2)電流表的示數(shù). (3)小燈泡消耗的電功率. 解析：(1)由Em＝NBSω 得：Em＝16 V. (2)由Im＝ ，得：Im＝1.6 A 由I＝ ，得：I＝1.13 A 即電流表的示數(shù)為1.13 A. (3)由P＝I2R，得：P＝11.5 W. 答案：(1)16 V　(2)1.13 A　(3)11.5 W