2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：?jiǎn)卧獪y(cè)評(píng)2含答案.doc

2019-2020年高二人教版物理選修3-2練習(xí)冊(cè)：?jiǎn)卧獪y(cè)評(píng)2含答案一、選擇題(本題共10小題，每小題4分，共40分在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有的只有一個(gè)選項(xiàng)符合題意，有的有多個(gè)選項(xiàng)符合題意，全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，選錯(cuò)或不答的得0分)1某正弦式交變電流的電流i隨時(shí)間t變化的圖像如圖C21所示由圖可知()圖C21A電流的最大值為10 AB電流的有效值為10 AC該交流電的周期為0.03 sD該交流電的頻率為0.02 Hz2當(dāng)交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)子線圈平面與磁感線平行時(shí)，電流方向如圖C22所示，當(dāng)轉(zhuǎn)子線圈旋轉(zhuǎn)到中性面位置時(shí)()圖C22A線圈中的感應(yīng)電流最大，方向?qū)⒉蛔傿線圈中的感應(yīng)電流最大，方向?qū)⒏淖僀線圈中的感應(yīng)電流等于零，方向?qū)⒉蛔僁線圈中的感應(yīng)電流等于零，方向?qū)⒏淖?一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e10 sin 20t (V)，則下列說(shuō)法正確的是()At0時(shí)，線圈位于中性面Bt0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零Ct0時(shí)，線圈切割磁感線的有效速度最大Dt0.4 s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)第一次出現(xiàn)最大值4一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上，消耗電功率為P；若把它接在某個(gè)正弦式交流電源上，其消耗的電功率為.如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為()A5 V B52 VC10 V D102 V5圖C23為某小型水電站的電能輸送示意圖，A為升壓變壓器，其輸入功率為P1，輸出功率為P2，輸出電壓為U2；B為降壓變壓器，其輸入功率為P3，輸入電壓為U3.A、B均為理想變壓器，輸電線總電阻為r，則下列關(guān)系式中正確的是()圖C23AP1>P2 BP2P3CU2>U3 DU2U36(多選)圖C24甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與阻值為R10 的電阻連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，示數(shù)是10 V圖乙是穿過(guò)矩形線圈的磁通量隨時(shí)間t變化的圖像，線圈電阻忽略不計(jì)，則下列說(shuō)法正確的是( )甲乙圖C24A電阻R上的電功率為10 WB0.02 s時(shí)R兩端的電壓瞬時(shí)值為零CR兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u14.1cos 100t(V)D通過(guò)R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是icos 100t(A)7如圖C25所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為101，R120 ，R210 ，C為電容器，原線圈所加電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220 sin 100t(V)下列說(shuō)法正確的是()圖C25A通過(guò)電阻R3的電流始終為零B副線圈兩端交變電壓的頻率為5 HzC電阻R2的電功率為48.4 WD原、副線圈鐵芯中磁通量的變化率之比為1018(多選)如圖C26所示，理想變壓器的副線圈上通過(guò)輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R. 開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，當(dāng)S接通后()圖C26A變壓器的輸出電壓減小B輸電線等效電阻R兩端的電壓增大C通過(guò)燈泡L1的電流減小D原線圈中的電流減小9(多選)圖C27甲為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)的示意圖，其中R0為定值電阻，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為51，副線圈輸出電壓如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()圖C27A原線圈輸入電壓的有效值為220 VB副線圈輸出電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u44 cos 100t(V)CR處出現(xiàn)火情時(shí)，原線圈中的電流增大DR處出現(xiàn)火情時(shí)，電阻R0的電功率減小10(多選)圖C28為某小型水電站的電能輸送示意圖，發(fā)電機(jī)通過(guò)升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電已知輸電線的總電阻R10 ，降壓變壓器T2原、副線圈的匝數(shù)之比為41，副線圈與用電器R0組成閉合電路若T1、T2均為理想變壓器，T2的副線圈的輸出電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220 sin 100t(V)，用電器的電阻R011 ，則()圖C28A通過(guò)用電器R0的電流的有效值是20 AB升壓變壓器的輸入功率為4650 WC發(fā)電機(jī)中的交變電流的頻率為100 HzD當(dāng)用電器的電阻R0減小時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率減小 第卷(非選擇題共60分)二、實(shí)驗(yàn)題(本題共2小題，11題7分，12題8分，共15分)11圖C29是一種觸電保安器的電路圖，變壓器A處用相線和零線雙股平行繞制成線圈，然后接上用電器B處有一個(gè)輸出線圈，一旦線圈中有電流，經(jīng)放大后便能推動(dòng)繼電器J切斷電源，試說(shuō)明：圖C29(1)多開(kāi)燈不會(huì)使保安器切斷電源的原因是_；(2)有人“手地”觸電時(shí)，觸電保安器會(huì)切斷電源的原因是_；(3)該保安器_(選填“能”或“不能”)為雙手“相線零線”觸電時(shí)提供保安，因?yàn)開(kāi)12利用DIS(數(shù)字化信息處理系統(tǒng))探究手搖發(fā)電機(jī)(如圖C210所示)的線圈產(chǎn)生的交變電流圖C210實(shí)驗(yàn)步驟如下：將電壓傳感器接入數(shù)據(jù)采集器；電壓傳感器的測(cè)量夾與發(fā)電機(jī)的輸出端并聯(lián)；點(diǎn)擊“數(shù)據(jù)采集設(shè)置”設(shè)定“采樣點(diǎn)時(shí)間間隔”；緩慢搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的手柄，觀察工作界面上的信號(hào)圖C211(1)屏上出現(xiàn)的電壓波形如圖C211所示，從圖中可以看出，手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電壓波形不是正弦波，其原因可能是_(寫出一條即可)(2)研究交變電流的波形，發(fā)現(xiàn)在用手搖動(dòng)發(fā)電機(jī)手柄的2 min內(nèi)屏上出現(xiàn)了61個(gè)向上的“尖峰”，則交變電流的平均周期為_(kāi)如果發(fā)電機(jī)手搖大輪的半徑是轉(zhuǎn)子小輪半徑的2倍，則手搖大輪轉(zhuǎn)動(dòng)的平均角速度為_(kāi)三、計(jì)算題(本題共3小題，13題12分，14題15分，15題18分，共45分解答應(yīng)寫出必要的文字說(shuō)明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分)13如圖C212甲所示，固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一個(gè)小燈泡，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)n100匝，總電阻r1.0 ，所圍成的矩形的面積S0.040 m2，小燈泡的電阻R9.0 ，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為enBmScost，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)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在0時(shí)間內(nèi)，通過(guò)小燈泡的電荷量甲乙圖C21214如圖C213所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向與轉(zhuǎn)軸垂直，線圈匝數(shù)n40匝，內(nèi)阻r0.1 ，長(zhǎng)l10.05 m，寬l20.04 m，轉(zhuǎn)速為3000 r/min，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.2 T，線圈兩端接有阻值為R9.9 的用電器和一個(gè)交流電流表求：(結(jié)果保留兩位有效數(shù)字)(1)線圈中產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)；(2)從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，t s時(shí)刻電流表的讀數(shù)；(3)從圖示位置開(kāi)始，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60和120，通過(guò)用電器的電荷量之比；(4)1 min內(nèi)外力需要提供的能量圖C21315某發(fā)電廠的發(fā)電機(jī)的輸出功率P100 kW，發(fā)電機(jī)端電壓U250 V，向遠(yuǎn)處送電的輸電線的總電阻R8 .已知輸電線上損失的功率為輸送功率的5%，用戶得到的電壓是220 V.(1)應(yīng)該怎樣安裝變壓器？畫出輸電線路的示意圖(2)求出所用的變壓器的原、副線圈的匝數(shù)之比參考答案單元測(cè)評(píng)(二)1B解析 由圖知電流的最大值為10 A，有效值為I A10 A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確；周期為0.02 s，則頻率為f50 Hz，選項(xiàng)C、D錯(cuò)誤2D解析 線圈旋轉(zhuǎn)到中性面位置，磁感線與切割速度方向平行，根據(jù)公式EBLvsin 可知，線圈中的感應(yīng)電流等于零，轉(zhuǎn)過(guò)中性面之后，電路中就又產(chǎn)生了感應(yīng)電流，但是電流方向與之前線圈中的感應(yīng)電流的方向相反，選項(xiàng)D正確3A解析 由電動(dòng)勢(shì)e10 sin 20t (V)知，計(jì)時(shí)從線圈位于中性面時(shí)開(kāi)始，所以t0時(shí)，線圈位于中性面，磁通量最大，但此時(shí)線圈切割磁感線的線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速度為零，A正確，B、C錯(cuò)誤當(dāng)t0.4 s時(shí)，e10 sin(200.4) V0，D錯(cuò)誤4C解析 根據(jù)P，對(duì)直流電有P，對(duì)正弦式交流電有，所以正弦式交流電的有效值為U V，故交流電源輸出電壓的最大值UmU10 V，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤5C解析 根據(jù)遠(yuǎn)距離輸電和理想變壓器的工作原理可知，P1P2、P2>P3、U2>U3，故選項(xiàng)C正確6AC解析 根據(jù)公式P，得P10 W，故選項(xiàng)A正確；由圖乙可知，0.02 s時(shí)通過(guò)線圈的磁通量為零，電動(dòng)勢(shì)最大，R兩端的電壓瞬時(shí)值為10 V，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由圖乙可知，T0.02 s，電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmU10 V，100，又因?yàn)榇私蛔冸娏魇菑拇怪庇谥行悦骈_(kāi)始計(jì)時(shí)的，所以R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u14.1cos 100t(V)，故選項(xiàng)C正確；Im1.41 A，通過(guò)R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i1.41cos 100t(A)，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤7C解析 電容器能夠通交流，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器能夠改變交流電的電壓，但是不能改變交流電的頻率，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)得U222 V，所以電阻R2的電功率為P248.4 W，選項(xiàng)C正確；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，原、副線圈鐵芯中磁通量的變化率之比為11，選項(xiàng)D錯(cuò)誤8BC解析 當(dāng)S接通后，變壓器的輸出電壓不變，副線圈負(fù)載電阻減小，引起總電流增大，因此輸電線的等效電阻兩端的電壓增大，燈泡L1兩端的電壓減小，通過(guò)燈泡L1的電流減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B、C正確；S接通后，變壓器輸出功率增大，輸入功率增大，原線圈中的電流增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤9BC解析 根據(jù)圖乙可知，副線圈輸出電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u44 cos 100t(V)，故選項(xiàng)B正確；其峰值為U2m44 V，根據(jù)理想變壓器輸入、輸出電壓與原、副線圈匝數(shù)的關(guān)系可知，原線圈輸入電壓的峰值為U1m220 V，其有效值為U1220 V，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；R處出現(xiàn)火情時(shí)，溫度升高，R的阻值減小，副線圈上的總電阻減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知，副線圈中的總電流增大，故原線圈中的電流增大，選項(xiàng)C正確；由焦耳定律可知，R0的電功率增大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤10AB解析 由T2的副線圈的輸出電壓的表達(dá)式可知，副線圈的輸出電壓的有效值為220 V，電流的有效值為I A20 A，選項(xiàng)A正確；通過(guò)輸電線的電流I A5 A，所以升壓變壓器的輸入功率為PI2RI2R05210 W20211 W4650 W，選項(xiàng)B正確；發(fā)電機(jī)中的交變電流的頻率與T2的輸出電壓的頻率相同，也為50 Hz，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)用電器的電阻R0減小時(shí)，其消耗的功率變大，發(fā)電機(jī)的輸出功率變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤11見(jiàn)解析解析 (1)變壓器A處的線圈因雙股繞制，正向電流與反向電流產(chǎn)生的磁場(chǎng)相互抵消，多開(kāi)燈、少開(kāi)燈都如此，所以B處的線圈中無(wú)感應(yīng)電流，保安器的控制開(kāi)關(guān)J不工作，不會(huì)自動(dòng)切斷電源；(2)當(dāng)人“手地”觸電時(shí)，相線中的電流有一部分直接通過(guò)人體流入大地，不從A處的線圈中回流，保安器鐵芯中的磁通量發(fā)生變化，B處的線圈有電流輸出，保安器開(kāi)關(guān)J工作，自動(dòng)切斷電源；(3)“相線零線”觸電時(shí)，與多開(kāi)幾盞電燈的情況相似，A處的線圈中正、反向電流總是相等，不會(huì)引起磁通量的變化，保安器不能自動(dòng)切斷電源，不起保安作用12(1)轉(zhuǎn)子不是在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)或手搖動(dòng)發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速不均勻(2)2 s0.5 rad/s解析 只有線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流才是標(biāo)準(zhǔn)的正弦式電流，手搖發(fā)電機(jī)的磁場(chǎng)是由條形磁鐵產(chǎn)生的，所以不是勻強(qiáng)磁場(chǎng)，由于是手搖轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速難以保證恒定屏上每出現(xiàn)一次向上的尖峰，就代表經(jīng)過(guò)了一個(gè)周期，2 min內(nèi)屏上出現(xiàn)了61個(gè)向上的尖峰，表明周期T s2 s，大輪的角速度等于小輪的角速度的一半，所以大輪的角速度0.5 rad/s.13(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4.0103 C解析 (1)由圖像知，線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T3.14102 s，所以EmnBmS8.0 V.(2)電流的最大值Im0.80 A，有效值I A，小燈泡消耗的電功率PI2R2.88 W.(3)在0時(shí)間內(nèi)，電動(dòng)勢(shì)的平均值，平均電流，通過(guò)小燈泡的電荷量Qt4.0103 C.14(1)5.0 V(2)0.35 A(3)(4)74 J解析 (1)EmnBS5.0 V.(2)I0.35 A.(3)由 qtt可得.(4)由能量守恒定律得EQI2(Rr)t74 J.15見(jiàn)解析解析 (1)需要安裝一臺(tái)升壓變壓器和一臺(tái)降壓變壓器，輸電線路的示意圖如圖所示(2)按題意，P損5%P0.05100103 W5103 W設(shè)輸電線路中的電流為I，P損I2RI A25 A輸送電壓U2 V4000 V對(duì)升壓變壓器，輸電線路上損失的電壓U損IR258 V200 V降壓變壓器原線圈兩端的電壓U3U2U損(4000200) V3800 V用戶在副線圈兩端得到的電壓U4220 V所以即升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為116，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為19011.