2019高中物理 第五單元 交變電流單元測試（一）新人教版選修3-2.doc

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第五單元 交變電流 注意事項： 1．答題前，先將自己的姓名、準考證號填寫在試題卷和答題卡上，并將準考證號條形碼粘貼在答題卡上的指定位置。 2．選擇題的作答：每小題選出答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應題目的答案標號涂黑，寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 3．非選擇題的作答：用簽字筆直接答在答題卡上對應的答題區(qū)域內(nèi)。寫在試題卷、草稿紙和答題卡上的非答題區(qū)域均無效。 4．考試結(jié)束后，請將本試題卷和答題卡一并上交。 一、單選題 1．如圖甲所示,一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸O′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動,從線圈平面與磁場方向平行時開始計時,線圈中產(chǎn)生的交變電流按照圖乙所示的余弦規(guī)律變化,在t=π/2ω時刻(　　) A．線圈中的電流最大 B．穿過線圈的磁通量為零 C．線圈所受的安培力為零 D．穿過線圈磁通量的變化率最大 2．阻值為10Ω的電阻接到電壓如圖所示的交流電源上，以下說法中正確的是 (　　) A．電壓的有效值為10V B．通過電阻的電流有效值為22A C．電阻消耗電功率為15W D．電阻每秒種產(chǎn)生的熱量為10J 3．如圖所示，當交流電源的電壓(有效值)U＝220 V，頻率f＝50 Hz，3只燈泡L1、L2、L3的亮度相同(L無直流電阻)，若將交流電源的頻率變?yōu)閒＝100 Hz，電壓有效值不變，則(　　) A．L3燈比原來亮 B．L2燈比原來亮 C．L1燈比原來暗 D．L3燈和原來一樣亮 4．下列說法中正確的是(　　) A．電感線圈對交流的阻礙作用是因為電感線圈存在電阻 B．電容器對交流的阻礙作用是因為電容器的電阻 C．感抗、容抗和電阻一樣，電流通過它們做功時都是電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 D．在交變電路中，電阻、感抗、容抗可以同時存在 5．在下圖中，可以將電壓升高供給電燈的變壓器是(　　) A． B． C． D． 6．采用220 kV高壓電向遠方的城市輸電，輸送功率一定時，當輸電電壓變?yōu)?10 kV，輸電線上損耗的功率變?yōu)樵瓉淼?　　) A．14 B．12 C．2倍 D．4倍 7．如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，保持輸入電壓不變，開始時單刀雙擲開關K接b．S斷開時，小燈泡A發(fā)光較暗，要使小燈泡A亮度增加，下列操作可行的是(　　) A．把滑動變阻器R的滑片向右移動 B．閉合開關S C．把滑動變阻器R的滑片向左移動 D．開關K接a 二、多選題 8．對于如圖所示的電流i隨時間t作周期性變化的圖象，下列說法中正確的是(　　) A．電流大小變化，方向不變，是直流電 B．電流大小、方向都變化，是交流電 C．電流的周期為0.01 s D．電流大小變化，方向不變，不是直流電，是交流電 9．有一交變電流如圖所示，則由此圖象可知(　　) A．它的周期是0.8 s B．它的峰值是4 A C．它的有效值是22 A D．它的頻率是0.8 Hz 10．在如圖所示的電路中,若僅減小交變電流的頻率,3盞電燈亮度的變化是(　　) A．L1將變亮 B．L2將變暗 C．L3將變暗 D．L1、L2、L3將都變亮 11．關于理想變壓器的工作原理，以下說法中正確的是(　　) A．穿過通有正弦交變電流的原線圈的磁通量不變 B．穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等 C．穿過副線圈的磁通量變化使得副線圈產(chǎn)生感應電動勢 D．原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈 12．遠距離輸送一定功率的交變電流，若輸送電壓升高為原來的n倍，則關于輸電線上由電阻造成的電壓損失和功率損失，下列說法中正確的是(　　) A．輸電線上的電功率損失是原來的1n B．輸電線上的電功率損失是原來的1n2 C．輸電線上的電壓損失是原來的1n D．輸電線上的電壓損失是原來的n倍 三、解答題 13．在磁感應強度為1T的勻強磁場中有一匝數(shù)為10匝的矩形線圈ABCD,如圖所示,其繞OO′軸以線圈的轉(zhuǎn)速n=50/π r/s勻速轉(zhuǎn)動.AB=20cm，BC=25cm，線框總電阻為r=1Ω，定值電阻阻值為R=9Ω，從圖示位置開始計時。 (1)寫出t時刻整個線圈中的感應電動勢e的表達式. (2)線框轉(zhuǎn)過30°，R上流過的電荷量為多少? (3)當轉(zhuǎn)過30°時，電流表的示數(shù)為多少? 14．如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為L1= 10 cm和L2=20 cm，內(nèi)阻為 r=5Ω，在磁感應強度B=0.5 T的勻強磁場中繞OO′軸以ω=502rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動開始時線圈平面與磁場方向平行,線圈通過電刷和外部的電阻R=20Ω相接.求電鍵S合上后， （1）寫出線圈內(nèi)產(chǎn)生的交變電動勢瞬時值的表達式 （2）電壓表和電流表示數(shù)； （3）電阻R上所消耗的電功率是多少？ 15．某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢與時間的關系如圖所示，該發(fā)電機線圈的內(nèi)阻為r＝2 Ω. (1)現(xiàn)將R＝98 Ω的用電器接在此交流電路上，它消耗的功率是多大？ (2)如果某一電容器接在電路上，則電容器的耐壓值至少應為多大？ 16．如圖所示，理想變壓器原線圈Ⅰ接到220V的交流電源上，副線圈Ⅱ的匝數(shù)為30，與一標有“12V，12W”的燈泡連接，燈泡正常發(fā)光。副線圈Ⅲ的輸出電壓為110V，電流為0.4A．求： （1）副線圈Ⅲ的匝數(shù)； （2）通過原線圈的電流。 2018-2019學年高二下學期第五單元訓練卷 物 理（一）答 案 一、單選題 1．【答案】C 【解析】由圖象知，在t=π2ω=T4時刻，感應電流為零，故A錯誤；感應電流為零時刻，線圈平面與磁場方向垂直，穿過線圈的磁通量最大，故B錯誤；感應電流為零，則線圈所受的安培力為零，故C正確；感應電流為零時刻，線圈平面與磁場方向垂直，穿過線圈的磁通量最大，穿過線圈磁通量的變化率為零，故D錯誤。所以C正確，ABD錯誤。 2．【答案】B 【解析】由U-t圖象，交流電壓最大值為10V，有效值U=Um2=52V，故A錯誤；通過電阻的電流I=UR=5210A=22A，故B正確；根據(jù)P=I2R，知電阻消耗的電功率P=(22)210W=5W，故C錯誤；電阻每秒產(chǎn)生熱量Q=Pt=51=5J，故D錯誤。故應選：B。 3．【答案】D 【解析】三個支路電壓相同，當交流電頻率變大時，電感的感抗增大，電容的容抗減小，電阻所在支路對電流的阻礙作用不變，所以流過L1的電流變大，流過L2的電流變小，流過L3的電流不變。由上分析可知，L1燈比原來亮，L2燈比原來暗，L3燈和原來一樣亮，故ABC錯誤，D正確；故選D。 4．【答案】D 【解析】交流電通過電感線圈時，在線圈上產(chǎn)生自感電動勢，對電流的變化起到阻礙作用，選項A錯誤。交流電通過電容器時，電容器兩極板間的電壓與電源電壓相反，阻礙了電流的流動，選項B錯誤。在交變電路中，電阻、感抗和容抗可以同時存在.電流通過它們做功時，只在電阻上產(chǎn)生熱，在電感線圈上產(chǎn)生磁場能，在電容器上產(chǎn)生電場能，選項C錯誤，選項D正確。故選D。 5．【答案】C 【解析】A圖中原線圈接入恒定電流，變壓器不能工作，故A錯誤；B圖中，原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)多，所以是降壓變壓器，故B錯誤；C圖中，原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)少，所以是升壓變壓器，故C正確；D圖中，原線圈接入恒定電流，變壓器不能工作，故D錯誤；故選C。 6．【答案】D 【解析】由公式ΔP=I2R=(PU)2R可知，當輸送功率一定，輸電電壓變?yōu)樵瓉淼囊话耄斔碗娏髯優(yōu)樵瓉淼膬杀?，所以輸電線上損耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故D正確。 7．【答案】A 【解析】把滑動變阻器滑片向右移動，副線圈回路總電阻變小，總電流變大，燈泡A兩端的電壓變大，燈泡A變亮，故A正確；閉合開關S，副線圈回路電阻變小，電流變大，滑動變阻器上的分壓增大，并聯(lián)部分的電壓變小，燈泡A變暗，故B錯誤；把滑動變阻器滑片向左移動，副線圈回路總電阻變大，總電流變小，燈泡A兩端的電壓變小，燈泡A變暗，故C錯誤；開關k接a，根據(jù)U1n1＝U2n2，副線圈兩端的電壓減小，燈泡A中電流變小，燈泡A變暗，故D錯誤；故選A。 二、多選題 8．【答案】AC 【解析】電流的大小和方向都隨時間成周期性變化的電流為交流電，由圖象可知：電流的大小變化，方向始終為正，不發(fā)生變化變，所以是直流電，電流周期為0.01s，AC正確。 9．【答案】AB 【解析】由此圖象可知它的周期是0.8 s，故A正確；它的峰值是4 A，故B正確；它不是正弦式電流，因此峰值不是有效值的2倍關系，故C錯誤； D、它的周期是0.8 s，頻率為f=1T=10.8=1.25Hz，故D錯誤；故選AB。 10．【答案】AB 【解析】感抗為XL=2πfL，容抗為xC=12πfC.當頻率f減小時，感抗XL變小，容抗XC變大。感抗XL變小，對交流電的阻礙作用變小，所以L1變亮，故A正確；容抗XC變大，對交流電的阻礙作用變大，所以L2變暗，故B正確；電阻器對交流電的阻礙作用不隨頻率改變，所以L3亮度不變，故C錯誤，所以L1變亮、L2變暗、L3不變。故D錯誤。故選：AB。 11．【答案】BC 【解析】通有正弦交變電流的原線圈產(chǎn)生的磁通量是按照正弦規(guī)律周期性變化的，故A錯誤；由于是理想變壓器，穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等，故B正確；穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產(chǎn)生感應電動勢，符合法拉第電磁感應定律，故C正確；變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，原、副線圈并沒有直接相連，故D錯誤。故選：BC。 12．【答案】BC 【解析】設輸送的電功率一定為P，輸送電壓為U，輸電線上功率損失為△P，電壓損失為△P，電流為I，輸電線總電阻為R。 由P=UI知，I=PU 則得△P=I2R=P2U2R ΔU=IR=PUR 由題P、R一定，則得ΔP∝1U2 ΔU∝1U 所以輸電線上的電功率損失是原來的1n2倍，電壓損失是原來的1n倍，故BC正確，AD錯誤。故選：BC。 三、解答題 13．【答案】（1）50cos100t（V）(2)0.025C（3）3.54A 【解析】（1）線圈轉(zhuǎn)動的角速度ω=2πn=100rad/s 產(chǎn)生的最大感應電動勢Em=nBSω=1010.20.25100V=50V 故t時刻感應電動勢e═50cos100t(V) 轉(zhuǎn)動過程中產(chǎn)生的平均感應電動勢E=nΔΦΔt=50πV 形成的感應電流：I=ER+r=5πA 故流過的電荷量q=It=0.025C （3）電動勢的有效值為E有=Em2=502V 電流表的示數(shù)為: I=E有R+r=50102A=3.54A 14．【答案】（1）e=502sin502t；（2）40V；（3）80W 【解析】（1）感應電動勢最大值：Em=nBSω=1000.50.10.2502=502V 故表達式為：e=Emsinωt=502sin502t （2）有效值：E=Em2 E=50V 電鍵S合上后，由閉合電路歐姆定律得：I=ER+r=5020+5=2.0A， U=IR=220=40V （3）電阻R上所消耗的電功率為：P=IU=240=80W 15．【答案】（1）49W （2）100V 【解析】(1)據(jù)圖得：此交流電電動勢的最大值Em=100V 則電動勢的有效值E=Em2=502V 由閉合電路歐姆定律知電路中電流的有效值I=Er+R=5022+98A=22A 電阻消耗的功率P=I2R=(22)298W=49W (2)電容器接入此電路，要求耐壓值至少等于電動勢的最大值，即電容器的耐壓值至少應為100V。 16．【答案】（1）275匝（2）0.25A 【解析】（1）已知：U2=12 V，n2=30，U3=110V， 由變壓器的變壓比：n2n3=U2U3， 代入數(shù)據(jù)解得：n3=275匝 （2）理想變壓器輸入功率與輸出功率相等， 即：P1=U1I1=P2+P3=P2+I3U3=12+1100.4=56W， 代入數(shù)據(jù)解得：I1≈0.25A