高中物理 第2章 交变电流章末综合测评 粤教版

章末综合测评(二)(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本题共10个小题，每小题6分，共60分在每小题给出的四个选项中，第16题只有一项符合题目要求，第710题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)1如图1是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中直流电流表有示数的位置是()图1A甲、丙B乙、丁C甲、乙 D丙、丁【解析】线圈转动中感应电流时刻在变化，位于中性面位置时磁通量最大，但感应电流最小，等于零位于与中性面垂直位置时，磁通量最小，但感应电流最大，故选B.【答案】B2某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图2所示，下列说法中正确的是()【导学号：90270108】图2A交变电流的频率为0.02 HzB交变电流的瞬时值表达式为i5cos 50t(A)C在t0.01 s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大D若发电机线圈电阻为0.4 ，则其产生的热功率为5 W【解析】由图象知，交流电的周期为0.02 s，故频率为50 Hz，A错；转动的角速度100 rad/s，故电流瞬时值表达式为i5cos 100t(A)，B错；t0.01 s时，电流最大，此时线圈磁通量应为0，C错；交流电电流的有效值I A，故PI2R20.4 W5 W，故D正确【答案】D3三个相同的电阻，分别通过如图3甲、乙、丙所示的交变电流，三个图中的I0和周期T相同下列说法中正确的是()图3A在相同时间内三个电阻发热量相等B在相同时间内，甲、乙发热量相等，是丙发热量的2倍C在相同时间内，甲、丙发热量相等，是乙发热量的D在相同时间内，乙发热量最大，甲次之，丙的发热量最小【解析】甲图象电流的有效值为I0，乙图象电流的有效值为I0，丙图象根据电流有效值的定义有：IRI2RT，解得电流有效值II0，根据焦耳定律相同时间内产生的热量之比等于电流有效值的平方比，Q1Q2Q3121，C对【答案】C4(2016天津高二月考)交流发电机在工作时电动势为eEmsin t，若将发电机的角速度提高一倍，同时将线框所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为()AeEmsin Be2Emsin CeEmsin 2t Desin 2t【解析】交变电流的电动势表达式为eEmsin t，其中EmNBS，当加倍而S减半时，Em不变，其表达式为eEmsin 2t，C正确【答案】C5如图4甲所示，变压器为理想变压器，其原线圈接到U1220 V的交流电源上，副线圈与阻值为R1的电阻接成闭合电路；图乙中阻值为R2的电阻直接接到电压为U1220 V的交流电源上，结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为() 【导学号：90270109】甲乙图4A. B.C. D.【解析】对题图甲，P1对题图乙：P2据题意有P1P2联立以上各式解得：，故C正确【答案】C6如图5所示，理想变压器原线圈输入电压UUmsin t，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示下列说法正确的是()图5AI1和I2表示电流的瞬间值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小【解析】电压表V1和V2分别测量的变压器原、副线圈的输入、输出电压的有效值，电流表A1和A2分别测量的原、副线圈电路中电流的有效值，A、B项错误；滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻变小，原、副线圈输入、输出电压不变，由欧姆定律I可知，副线圈电路中的电流变大，副线圈输出功率变大，由P入P出，得原线圈的输入功率变大，由PIU可知，原线圈电路中的电流变大，C项正确，D项错误【答案】C7如图6甲所示的电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内()图6A电流表A1的示数比A2的小B电流表A2的示数比A3的小C电流表A1和A2的示数相同D电流表A3的示数为零【解析】由于加在原线圈中的磁场均匀变化，因此副线圈中产生的电动势是恒定的，所以I1I2，I30，C、D选项正确【答案】CD8如图7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() 【导学号：90270110】图7A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正确；线路功率损耗P损IR，因此功率损耗也减小，由UI2R可知电压损耗减小，故B、C错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，D正确【答案】AD9(2016石家庄模拟)实验室里的交流发电机可简化为如图8所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V已知R10 ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是()图8A线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零B从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为isin 50t(A)C流过电阻R的电流每秒钟方向改变50次D电阻R上的热功率等于20 W【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的是交流电线圈位于图中位置时，穿过线圈的磁通量虽然为零，但磁通量的变化率最大，线圈中的瞬时电流最大，选项A错误；线圈转一圈，两次经过中性面，线圈每经过一次中性面，电流方向改变一次，每秒转25圈，电流方向改变50次，选项C正确；由题意可知，f25 Hz，50 rad/s，电压表的示数是有效值，交流电最大值Em10 V，Im A，故选项B正确；电阻R上消耗的热功率PR10 W，选项D错误【答案】BC10.(2016泰安高二期末)一台理想变压器，开始时开关S接1，此时原、副线圈的匝数比是111，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电一只理想二极管和一个滑动变阻器串联接在副线圈上，如图9所示则下列判断正确的是()图9A原、副线圈中的功率之比为11B若只将S从1拨到2，电流表示数增大C若开关S接1，滑动变阻器接入电路的阻值为10 时，则1 min内滑动变阻器产生的热量为1 200 JD若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则两电表示数均减小【解析】原、副线圈的输入功率等于输出功率，故A正确；若只将S从1拨到2，副线圈的电压减小，副线圈电流减小，原线圈电流即电流表示数减小，故B错误；原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为20 V，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应知T，解得U10 V，若滑动变阻器接入电路的阻值为10 ，则1 min内滑动变阻器产生的热量为Q601 200 J，故C正确；将滑动变阻器滑片向下滑动，接入电路中的阻值变大，电流表的读数变小，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的示数不变，故D错误【答案】AC二、非选择题(本题共3小题，共40分)11(12分)将交变电压u220sin(100t)V接到“220 V100 W”的灯泡两端，若灯泡灯丝电阻保持不变，求：(1)通过灯泡的电流的最大值；(2)灯泡的实际功率；(3)每秒钟电流方向改变的次数；(4)通过灯泡的电流i的瞬时值表达式. 【导学号：90270111】【解析】(1)交变电压的有效值UV220 V，灯泡的额定电压为U220 V，因此灯泡恰好正常发光由“220 V100 W”知该灯泡电阻为R484 .通过灯泡的电流的最大值为Im A0.64 A.(2)灯泡的实际功率与额定功率相同，P100 W.(3)周期T 0.02 s，每秒钟电流方向改变的次数n22100(次)(4)通过灯泡的电流的瞬时值表达式为iIm sint0.64sin(100t)A.【答案】(1)0.64 A(2)100 W(3)100次(4)i0.64sin(100t)A12(14分)(2016济南高二检测)如图10所示，有一台小型发电机，其矩形线圈的匝数n200匝，线圈面积S0.01 m2，线圈电阻r0.5 ，当磁场的磁感应强度BT时，产生频率f50 Hz的单相正弦交变电流，供电给“220 V2 200 W”的电器让其正常工作求：图10 (1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时表达式；(2)发动机输出端交流电压表的示数；(3)电阻R的阻值【解析】(1)发电机产生的感生电动势的最大值：EmnBSnBS2f2001.2/0.01100 V240 V感应电动势的瞬时表达式：e240sin 100t(V)(2)电动势有效值E240 V正常工作时的电流IP/U2 200/220 A10 A输出端电压表的示数UEIr240 V100.5 V235 V.(3)电阻R上的电压U235 V220 V15 V则线路电阻RU/I15/10 1.5 .【答案】(1)e240sin 100t(V)(2)235 V(3)1.5 13(14分)如图11所示，交流发电机电动势的有效值E20 V，内阻不计，它通过一个R6 的指示灯L1连接变压器变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计求：图11(1)降压变压器初级、次级线圈匝数比；(2)发电机的输出功率. 【导学号：90270112】【解析】(1)彩色小灯泡额定电流IL A，次级线圈总电流I224IL1 A.变压器输入功率I1U1I2U26 W.变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得EU1I1RI1R6I1，代入E值解得I1 A(I13 A应舍去，据题意是降压变压器，应I1I21 A)，所以.(2)发电机输出功率PI1E6.67 W.【答案】(1)31(2)6.67 W