物理3-2第五章章末过关检测.doc

一、单项选择题(本题共 7 小题，每小题 4 分，共 28 分在每小题给出的四个选项中， 只有一项符合题目要求) 1如图所示为一交流电的电流随时间变化的图象，此交流电的有效值是( )A2 A B. A23 22C. A D3 A6解析：选 C.根据正弦交流电的最大值和有效值的关系，可知，在 t101 s 内，此交流电的有效值 I1 A A；在 t213 s 内，此交流电的有效值 I2 A2 Im12222Im22422A；再根据焦耳定律，在一个周期 T3 s 内此交流电通过一个电阻 R 产生的热量为： QI Rt1I Rt2()2×R×1(2)2×R×218R J，假设有恒定电流 I 通过此电阻 R，则2 12 222在同一周期内产生的热量为：QI2RT，则使 QQ 的恒定电流 I 的大小为：I 18RR × 3A A所以此交流电的有效值为 A，故正确答案为 C.662如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 101，R120 ，R230 ，C 为 电容器已知通过 R1的正弦式交变电流如图乙所示，则( )A交变电流的频率为 0.02 Hz B原线圈输入电压的最大值为 200 V2C电阻 R2的电功率约为 6.67 W D通过 R3的电流始终为零 解析：选 C.根据变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同，周期为 0.02 s、频率为 50 Hz，A 错；由题图乙可知通过 R1的电流最大值为 Im1 A，根据欧姆定律可知其 最大电压为 Um20 V，再根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最 大值为 200 V，B 错；因为电容器有通交流的作用，则有电流通过 R3和电容器，D 错；根据 正弦式交变电流的峰值和有效值关系、并联电路特点可知通过电阻 R2的电流有效值为 I、电压有效值为 U，电阻 R2的电功率为 P2UI W，C 对ImR12R2Um2203 3一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动在转动过程中， 线框中的最大磁通量为 m，最大感应电动势为 Em，下列说法中正确的是( ) A当线框磁通量为零时，感应电动势也为零B线框转动的角速度 等于Emm C当线框内磁通量增大时，感应电动势也在增大 D当线框内磁通量等于 0.5m时，感应电动势等于 0.5Em 解析：选 B.感应电动势是磁通量的变化率，线框磁通量为零时，感应电动势最大，A 错； 由正弦式交流电的瞬时值表达式 eEmsin tBSsin tmsin t，B 对 D 错；根据线圈 从与磁场平行的位置转到中性面的过程中，磁通量越来越大，磁通量的变化率越来越小，产 生的感应电动势越来越小，C 错故选 B. 4在电路的 MN 间加一如图所示的正弦交流电，负载电阻为 100 ，若不考虑电表内阻 对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为( )A220 V,2.20 A B311 V,2.20 A C220 V,3.11 A D311 V,3.11 A 解析：选 A.电压表和电流表表示的都是有效值，根据图象得出电压的有效值是 220 V， 根据欧姆定律得出电流的有效值是 2.20 A. 5如图所示，L1和 L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知 n1n21 0001，n3n41100，图中电压表示数为 220 V，电流表示数为 10 A，则高压输电线的 送电功率为( )A2.2×103 W B2.2×102 W C2.2×108 W D2.2×104 W 解析：选 C.由电流互感器知高压输电线中电流 I1 000 A，由电压互感器知高压 U220×103 V，则高压输电线送电功率 PUI2.2×108 W. 6输电导线的电阻为 R，输送电功率为 P.现分别用 U1和 U2两种电压来输电，则两次输 电线上损失的功率之比为( ) AU1U2 BU U2 12 2CU U DU2U12 22 1解析：选 C.由 PUI 得输电线中的电流 I ，输电线上损失的功率 P损I2R2RPU(PU)，即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比所P2RU2 以两次输电线上损失的功率之比 P损 1P损 2U U ，选项 C 正确2 22 17(2014·日照高二检测)如图所示，T 为理想变压器，副线圈回路中的输电线 ab 和 cd 的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，当开关 S 闭合时( )A交流电压表 V1和 V2的示数一定都变小 B交流电压表只有 V2的示数变小 C交流电流表 A1、A2和 A3的示数都变大 D交流电流表 A1、A2和 A3的示数都变小 解析：选 B.当开关 S 闭合时，整个电路电阻变小，电压表 V1的示数不变，A2的示数变 大，输电线 ab 和 cd 的电压增大，所以 V2的示数变小，A3的示数变小由于输出功率增大， 所以输入功率增大，A1的示数增大，故只有选项 B 正确 二、多项选择题(本题共 5 小题，每小题 6 分，共 30 分在每小题给出的四个选项中， 有多项符合题目要求全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错的得 0 分)8矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势 et 图象如图所示，则( ) At1、 t3时刻线圈通过中性面 Bt2、 t4时刻线圈中磁通量最大 Ct1、 t3时刻线圈中磁通量变化率最大 Dt2、 t4时刻线圈平面与中性面垂直 解析：选 AD.t1、 t3时刻，电动势为零，线圈处在中性面位置，此时磁通量最大，磁通 量变化率最小，A 对 C 错，t2、 t4时刻，电动势最大，线圈平面与中性面垂直，磁通量为零， B 错，D 对9如图所示，匀强磁场的磁感应强度 B T单匝矩形线圈面积 S1 m2，电阻不计，25 绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，A 为交流电 流表调整副线圈的滑动触头 P，当变压器原、副线圈匝数之比为 12 时，副线圈电路中标 有“36 V,36 W”的灯泡正常发光以下判断正确的是( )A电流表的示数为 1 A B矩形线圈产生电动势的有效值为 18 V C从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律 e18sin 2 90t V D若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将 P 适当下移解析：选 BC.由灯泡正常发光可得副线圈两端电压 U236 V，I2 A1 A，因为P2U23636原副线圈匝数比为 12，此时原线圈两端电压 U1n136× V18 V，电流 I12 U2n212n2I2n1 A，故 A 错误，由于线圈内阻不计，所以矩形线圈产生电动势的有效值 EU118 V，故 B正确矩形线圈产生电动势的最大值 EmE18 V，由 EmBS 得：90 22EmBS rad/s，若从中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律 e18sin 90t V，故 C 正2确；若矩形线圈转速增大，则 U1增大，若保持 U2不变，由 U2n2得：n2减小，应将 PU1n1 适当上移，故 D 选项错误 10(2013·高考山东卷) 如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视 为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO沿逆时针方向 匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断 正确的是( )A电流表的示数为 10 A B线圈转动的角速度为 50 rad/s C0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行 D0.02 s 时电阻 R 中电流的方向自右向左解析：选 AC.根据 i­t 图象可知，电流最大值 Im10 A，有效值 I10 A，A 选项2Im2正确；交变电流的周期 T2×102 s，角速度 100 rad/s.从图示位置开始转动时，经2T 0.01 s 线圈回到水平状态，线圈平面与磁场方向平行根据右手定则，在 0.02 s 时，线圈经 过一个周期，即在图示位置，电阻 R 中的电流方向自左向右，因此选项 A、C 正确11如图所示，在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为 n1600，n2120，电源电压 U1220 V，原线圈中串联一个 0.2 A 的保险丝，为保证保险丝 不被烧毁，则( ) A负载功率不能超过 44 W B副线圈电流最大值不能超过 1 A C副线圈电流有效值不能超过 1 A D副线圈电流有效值不能超过 0.2 A解析：选 AC.由 P入P出可知 P入U1I144 W又因，故 U244 V，故 I2不能U1U2n1n2 大于 1 A，负载功率不能超过 44 W. 12某种型号柴油发电机说明书的部分内容如下表所示现在用一台该型号的柴油发电 机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是 400 m，输电线路中的火线和零线均为 GBCZ60 型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为 2.5×104 /m.安置区家用电器的总功 率为 44 kW，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是( ) 型号AED6500S 最大输出功率60 kW 输出电压范围220 V300 V A.输电线路中的电流为 200 A B输电线路损失的电功率为 8 000 WC发电机实际输出电压是 300 V D如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压最大值是 300 V解析：选 AB.I线I0 A200 A；线路损失电功率 P线IR线8 000 P0U04.4 × 1042202 线W，线路两端电压 UI线R线40 V，所以发电机输出电压为 260 V；如果该柴油发电机发 的电是正弦交流电，则输出电压最大值是 260 V.2三、非选择题(本题共 4 小题，共 42 分解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要 的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单 位) 13(10 分)如图甲所示，在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只 R1 的电阻， 导轨间距 L0.2 m，导轨的电阻忽略不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强 度 B0.8 T一根电阻 r0.3 的导体棒 ab 置于导轨上，且始终与导轨良好接触，若导体 棒沿平行于导轨的方向在 PQ 和 MN 之间运动，其速度图象如图乙所示(正弦曲线)求：(1)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式； (2)整个电路在 1 分钟内产生的热量 解析：(1)由速度图象得，某时刻导体棒运动速度表达式 v10sin(10t) m/s(2 分) 导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式为 eBLv10BLsin(10t)1.6sin(10t) V(2 分) (2)感应电动势的最大值为 Em10BL1.6 V(1 分)感应电动势的有效值为 E V(1 分)Em245 2回路中的总电阻为 Rr 0.8 (1 分)R2电流 I A(1 分)ER2 整个电路在 1 分钟内产生的热量为 QI2Rt96 J(2 分) 答案：(1)e1.6sin(10t) V (2)96 J14(10 分)如图所示，一理想变压器上绕有 A、B、C 三个线圈，匝数比 nAnBnC421，在副线圈 B 和 C 的两端各接一个相同的电阻 R，当原线圈 A 与交变 电源连接时，交变电流表 A2的示数为 I0，则交变电流表 A1的示数为多少？解析：由2(1 分)UBUCnBnC可得 UC UB，IC I0(2 分)1212 对于理想变压器有 P1P2P3，(2 分) 即 IAUAI0UBICUC(1 分)所以 IAI0ICI0× I0(2 分)UBUAUCUAnBnAnCnA12解得 IA5I0/8.(2 分) 答案：5I0/8 15(10 分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO匀 速转动一小型发电机的线圈共 220 匝，线圈面积 S0.05 m2，线圈转动的频率为 50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度 B T如果用此发电机带动两个标有“220 V,11 kW”的2 电机正常工作，需在发电机的输出端 a、b 与电机之间接一个理想变压器，电路如图所 示求：(1)发电机的输出电压为多少？ (2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？ (3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？ 解析：(1)根据 EmNBS1 100 V(2 分)2得输出电压的有效值为 U11 100 V(1 分)Em2(2)根据得 .(3 分)U1U2n1n2n1n251 (3)根据 P入P出2.2×104 W(1 分) 再根据 P入U1I1，解得 I120 A(3 分) 答案：(1)1 100 V (2)51 (3)20 A 16(12 分)发电机输出功率为 40 kW，输出电压为 400 V，用变压比(原、副线圈匝数比) 为 15 的变压器升压后向远处供电，输电线的总电阻为 5 ，到达用户后再用变压器降为 220 V，求： (1)输电线上损失的电功率是多少？ (2)降压变压器的变压比是多少？ 解析：输电线路如图所示(1)发电机输出的电压为 400 V，经升压变压器后电压为U ×400 V2×103 V(2 分)51 由 PUI 得输电线上的电流I A20 A(2 分)PU40 × 1032 × 103 输电线上损失的功率 PI2R202×5 W2×103 W(2 分) (2)输电线上的电压损失 UIR20×5 V100 V(2 分) 加在降压变压器原线圈两端的电压 U1UU2×103 V100 V1.9×103 V(2 分) 降压变压器副线圈两端的电压(用户所需的电压)U2220 V，故降压变压器的变压比.(2 分)n1n2U1U21.9 × 103 V220 V9511 答案：(1)2×103 W (2)9511