高中物理 单元测评（二）交变电流 新人教版选修3-2

单元测评(二)交变电流(时间：90分钟满分：100分)第卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分)1在下图中，不能产生交变电流的是()ABCD解析：矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交流电，而A图中的转轴与磁场方向平行，线圈中无电流产生，所以选A.答案：A2闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流iImsin t.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为()AiImsin tBiImsin 2tCi2Imsin t Di2Imsin 2t解析：由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为4Em，匝数加倍后，其电阻也应该加倍，此时线圈的电阻为2R，根据欧姆定律可得电流的最大值为Im2Im，因此，电流的变化规律为i2Imsin 2t.答案：D3. (多选题)如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的 ()A周期是0.01 sB最大值是311 VC有效值是220 VD表达式为u220sin 100t(V)解析：由波形图可知：周期T0.02 s，电压最大值Um311 V，所以有效值U220 V，表达式为uUmsint(V)311sin100t(V)，故选项B、C正确，选项A、D错误答案：BC4. (多选题)如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，L1、L2两只灯泡的炽热程度相同则下列说法中正确的是 ()A如果将频率增大，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强B如果将频率增大，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱C如果将频率减小，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强D如果将频率减小，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱解析：某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确，故选B、C.答案：BC5(多选题)如图所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是()A升高U1会减小输电电流I2B升高U1会增大线路的功率损耗C升高U1会增大线路的电压损耗D升高U1会提高电能的利用率解析：提高输电电压U1，由于输入功率不变，则I1将减小，又因为I2I1，所以I2将减小，故A项对；线路功率损耗P损IR，因此功率损耗在减小，电压损失减小，故B项、C项错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，D项正确答案：AD6如图甲所示，a、b为两个并排放置的共轴线圈，a中通有如图乙所示的交变电流，则下列判断错误的是()甲乙A在t1到t2时间内，a、b相吸B在t2到t3时间内，a、b相斥Ct1时刻两线圈间作用力为零Dt2时刻两线圈间吸引力最大解析： t1到t2时间内，a中电流减小，a中的磁场穿过b且减小，因此b中产生与a同向的磁场，故a、b相吸，A选项正确；同理B选项正确；t1时刻a中电流最大，但变化率为零，b中无感应电流，故两线圈的作用力为零，故C选项正确；t2时刻a中电流为零，但此时电流的变化率最大，b中的感应电流最大，但相互作用力为零，故D选项错误因此，错误的应是D.答案：D7如图所示是四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V40 W”，当灯泡所消耗的功率都调到20 W时，消耗功率最小的台灯是()ABCD解析：利用变阻器调节到20 W时，除电灯消耗电能外，变阻器由于热效应也要消耗一部分电能，使台灯消耗的功率大于20 W，利用变压器调节时，变压器的输入功率等于输出功率，本身不消耗电能，所以C中台灯消耗的功率最小答案：C8一电阻接一直流电源，通过4 A的电流时热功率为P，若换接一正弦交流电源，它的热功率变为，则该交流电电流的最大值为()A4 AB6 AC2 AD4 A解析：由PI2R得R，接交流电时，I2，2I216，I A，所以Im I4 A应选A.答案：A9(多选题) 如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为1001，电流比为101，电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则()Aa为电流表，b为电压表Ba为电压表，b为电流表C线路输送电功率是2 200 WD线路输送电功率是2.2106 W解析：电压互感器应并联在电路中，并且是降压变压器，即图中a为电压互感器，由其读数知，输电线上的电压为22 000 V，同理可知输电线上的电流为100 A.答案：BD10水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1 100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3 300 V送电，则线路损失可降为()A3.3 kW B1.1 kWC30 kW D11 kW解析：由PUI，PI2R可得：PR，所以当输送电压增大为原来3倍时，线路损失变为原来的，即P1.1 kW.答案：B11如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n1n221，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为()A4IR B.C4IR D.IR解析：根据电流与匝数的关系知变压器的输出电流为2I，电动机消耗的总功率为P2mgv4IR，又变压器的输入功率P1UIP2mgv4I2R，则U4IR，故A项正确答案：A12(多选题)如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u311sin 314t (V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2是半导体热敏传感器(温度升高时R2的电阻减小)，电流表A2安装在值班室，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是()AA1的示数增大，A2的示数减小BA1的示数不变，A2的示数增大CV1的示数不变，V2的示数减小DV1的示数增大，V2的示数增大解析：传感器R2所在处出现火警，温度升高，则R2电阻减小，副线圈负载电阻减小因输出电压不变，所以副线圈电流增大，则电阻R3两端电压增大，电压表V2的示数减小，电流表A2的示数减小副线圈电流增大，则原线圈电流增大，但输入电压不变，即电流表A1的示数增大，电压表V1的示数不变答案：AC第卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分解答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(12分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n100匝穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图甲所示发电机内阻r5.0 ，外电路电阻R95 .已知感应电动势的最大值Emnm，其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数甲乙解析：从t图线看出m1.0102Wb，T3.14102s.(2分)已知感应电动势的最大值Emnm，又.(3分)故电路中电流最大值Im A2 A(4分)交流电流表读数是交变电流的有效值，即I1.4 A(3分)答案：1.4 A14(12分)有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于u110 V时则导电，低于u110 V时不导电，若把这个电子元件接到220 V、50 Hz的正弦式交变电流的两端，则它在1 s内导电多少次？每个周期内的导电时间为多少？解析：由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示，表达式为u220sint V(2分)其中2f，f50 Hz，T0.02 s，得u220sin100t V(2分)把u110 V代入上述表达式得到t1 s，t2 s(2分)所以每个周期内的通电时间为t2(t2t1) s s(3分)由所画的ut图象知，一个周期内导电两次，所以1 s内导电的次数为n2100.(3分)答案：100次 s15(14分)如图所示，变压器原线圈输入电压为220 V，副线圈输出电压为36 V，两只灯泡的额定电压均为36 V，L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W求：(1)该变压器的原、副线圈匝数比(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L1工作时原线圈中的电流解析：(1)由变压比公式得(2分).(2分)(2)两灯均工作时，由能量守恒得P1P2U1I1(3分)I1 A0.082 A(2分)只有L1灯工作时，由能量守恒得P1U1I1(3分)解得I1 A0.055 A(2分)答案：(1)559(2)0.082 A0.055 A16(14分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100 kW，输出电压为500 V，输电导线的总电阻为10 ，导线上损耗的电功率为4 kW，该村的用电电压是220 V.(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；(2)如果该村某工厂用电功率为60 kW，则该村还可以装“220 V,40 W”的电灯多少盏？解析：(1)因为P损IR线(2分)所以I2 A20 A(1分)I1 A200 A(2分)则(1分)U3U2I2R线(500102010) V4 800 V(2分)则.(1分)(2)设还可装灯n盏，据功率相等有P3P4(1分)其中P4(n4060103) W(1分)P3(1004) kW96 kW(1分)所以n900.(2分)答案：(1)11024011(2)900盏