高二物理交变电流综合测试题

2020年高二物理交变电流综合测试题 考点：1交变电流、交变电流的图像 2正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值3理想变压器 4远距离输电一、本题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。1一交变电压的表达式为u100sin100t V，由此表达式可知 A用电压表测该电压其示数为100 VB该交变电压的周期为0.02 sC将该电压加在100 的电阻两端，电阻消耗的电功率为50 WDt 1/400 s时，该交流电压的即时值为50 V2矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图1所示，则（ ）At1，t3线圈通过中性面 Ct1，t3图1线圈中磁通量变化率最大Bt2，t4线圈中磁通量最大 Dt2，t4线圈平面与中性面垂直baBl3、在远距离输电时，输送的电功率为，输电电压为，所用输电导线的电阻率为，截面面积为，导线的总长度为输电线上损耗的电功率为，用户得到的电功率为，下列关于和的表达式中正确的是：（ ）A、 B、C、 D、图24、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为L，它在磁感应强度为B、方向如图2的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（ ）A、(2L2nB)2/P ；B、2(L2nB)2/P ；C、(L2nB)2/2P ；D、(L2nB)2/P ；5、如图3所示，平行金属板间有一静止的正电粒子，若两板间加电压u=Umsint，则粒子的（ ）A、位移一定按正弦规律变化； B、速度一定按正弦规律变化；C、加速度一定按正弦规律变化；D、粒子在两板间作简谐运动；6、正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图4所示的方式连接，R=10，交流电压表的示数是10V，图5是交变电源输出电压u随时间t变化的图象.则（ ）V交变电源图4u/Vt/10-2sOUm-Um12图5A、通过R的电流i随时间t变化的规律是i=1.414cos100t (A)B、通过R的电流i随时间t变化的规律是i=1.414cos50t (A)C、R两端的电压u随时间t变化的规律是u=7.07cos100t (V)D、R两端的电压u随时间t变化的规律是u=7.07cos50t (V)7、如图6，四图中的、均为输入端，接交流电源；、均为输出端，则、C、D四图中，输出电压大于输入电压的电路是（ ）图68、图7中是电流互感器使用原理，以下说法正确的是：（ ）A、图中电流表的示数比直接接在ab间时示数小;B、图中电流表的示数就是ab间的电流大小;C、原理图有错误，原线圈匝数应比副线圈匝数少;D、因变压器将电压升高了，所以电流表示数比把电流表直接接到ab间时示数大; 图79如图8为“热得快”热水器电路图和简易图。现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220V，指示灯两端电压为220V。该热水器的问题在于（ ）A连接热水器和电源之间的导线断开B电阻丝熔断，同时指示灯烧毁C连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路D同时发生了以上各种情况10在交变电流电路中，如果电源电动势的最大值不变，频率可以改变，在如图所示电路的a、b两点间逐次将图9中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以观察到下列论述的哪种情况（ ）AA1读数不变，A2增大，A3减小BA1读数减小，A2不变，A3增大CA1读数增大，A2不变，A3减小DA1，A2 ，A3读数均不变二.本题共3小题，共20分。把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答。11(1)（3分）下列学生实验中，哪些实验使用的电源必须是交变电源（ ）A研究匀变速直线运动 B验证机械能守恒定律C测定金属的电阻率 D测定电源的电动势的内阻(2)（3分）用示波器观察交流信号时，为了能在荧光屏上呈现稳定的波形，必须满足的条件是（ ）A扫描电压的周期等于信号电压周期B扫描电压的周期是信号电压周期的奇数倍C扫描电压的周期是信号电压周期的偶数倍D扫描电压的周期是信号电压周期的整数倍12.为了测量和描绘“220 V 40 W”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220 V交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0250 V之间连续变化，图10甲中画出的是调压变压器的电路图符号.实验室内备有交流电压表，交流电流表，滑动变阻器，开关，导线等实验器材.（1）在图10甲中完成实验电路图；（2）说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与电压较低段相比较，哪段的误差更大?为什么?（3）如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如图10乙所示，试根据图线确定：把两个完全相同的“220 V 40 W”白炽电灯串联在220 V交流电源的火线与零线间，这两只电灯消耗的总电功率是多大?图1013、如图11 线圈的面积1102 cm2，共100匝。处在B=0.5T的匀强磁场中，以100/Hz的转速匀速转动，已知线圈电阻为1，外接电阻为9，那么：1）K打开时电压表的读数是多少？2）K合上后电压表的读数是多少？3）K合上后以图示位置为计时零点，写出电流的表达式。4）求线圈从中性面开始转过90角的过程中，通过线圈导线截面的电量。5）K合上后电阻R上消耗的功率是多少？15（13分）如图12甲所示，A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板，板长为L，两板加电压后板间电场可视为匀强电场，图乙表示一周期性的交流电压波形，在t=0时，将图12乙的交变电压加在A、B两板，此时恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度v0射入电场，若此粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出，求（1）A、B两板上所加交变电压的频率应满足的条件。（2）该交变电压U0的取值范围（忽略粒的重力）。图1216（13分）曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图13为其结构示意图。图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点、与ab边平行，它的一端有一半径r01.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图3所示。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动。设线框由N800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S20cm2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B0.010T，自行车车轮的半径R135cm，小齿轮的半径R24.0cm，大齿轮的半径R310.0cm（见图14）。现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U3.2V？（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）图13 图14参考答案一、选择题题号12345678910答案ABADBDBCACCBC11（1）AB （2）D12（1）如下图所示.开关应连接在火线上，电流表外接与内接都可以.（2）如果采用电流表外接法，电压较高段误差更大，因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流而造成的误差越大；如果采用电流表内接法，电压较低段误差更大，因为电压越小，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差越大.（3）47 W1 W13（1）70.7v （2）63.63v （3）i=10cos200t （4）0.05C （5）450J14解：（1）水轮机获得的机械能为75=75，代入数据，得t则发电机的输出电能：80=发电机的输出功率：KW（2）发电机的输出电流为A输电线路损失5=W输电电流由焦耳定律得，得A则升压变压器原副线圈匝数比用户端降压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率W输出电流A所以用户降压变压器原副线圈匝数比15解：（1）粒子在电场中运动时间，为使粒子离开电场时竖直分速度为零，它在电场中运动时间必为交变电压周期的整数倍。（）交变电压的频率应满足：（）（2）粒子在电场中的加速度大小：，设粒子在一个周期内的侧位移为y，则离子刚好打不到板上且水平射出需满足（）所以可得，（）16解：当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生一正弦交流电动势，其最大值0BSN式中0为线框转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度。发电机两端电压的有效值UEm/2设自行车车轮转动的角速度为1，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，有R11R00 小齿轮转动的角速度与自行车轮转动的角速度相同，也为1。设大齿轮转动的角速度为，有R3R21由以上各式解得(U/BSN)(R2r0/R3R1) 代入数据得3.2s1