（浙江專版）2019版高考物理一輪復習 第12章 交變電流（加試）檢測.doc

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第十二章檢測　交變電流(加試) (時間:60分鐘　滿分:100分) 一、不定項選擇題(每小題可能只有一個選項正確,也可能有多個選項正確,共80分) 1.如圖所示,面積均為S的單匝線圈繞其對稱軸或中心軸在勻強磁場B中以角速度ω勻速轉動,不能產生交變電流的圖是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 2. 在小型交流發(fā)電機中,矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動,產生的感應電動勢與時間成正弦函數(shù)關系,如圖所示。此線圈與一個R=10 Ω的電阻構成閉合電路,電路中的其他電阻不計。下列說法正確的是(　　) A.交變電流的周期為0.125 s B.交變電流的頻率為4 Hz C.交變電流的有效值為2 A D.交變電流的最大值為4 A 3. 一個固定的矩形線圈abcd處于范圍足夠大的可變化的勻強磁場中。如右圖所示,該勻強磁場由一對異名磁極產生,磁極以OO為軸勻速轉動。在t=0時刻,磁場的方向與線圈平行,磁極N離開紙面向外轉動。規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應電流為正,則下圖中不能反映線圈中感應電流I隨時間t變化的圖象是(　　) 4.下面關于交變電流的說法正確的是(　　) A.交流電路設備上所標的電壓值和電流值是交變電流的最大值 B.用交流電表測定的讀數(shù)是交變電流的瞬時值 C.給定的交變電流數(shù)值,在沒有特別說明的情況下都是指有效值 D.在相同時間內通過同一電阻,跟交變電流有相同熱效應的直流電的數(shù)值是交變電流的有效值 5.理想變壓器原線圈與正弦交流電源連接,輸入電壓u隨時間t變化的規(guī)律如圖所示,原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=100,副線圈只接入一個R=10 Ω的電阻,則(　　) A.與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11 V B.流過電阻R的電流最大值為0.311 A C.變壓器的輸入功率為0.484 W D.一個周期內,電阻R上產生的熱量為9.6810-3 J 6.圖甲是一臺小型發(fā)電機的構造示意圖,線圈逆時針轉動,產生的電動勢e隨時間t變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示。發(fā)電機線圈的內阻不計,外接燈泡的電阻為12 Ω。則(　　) A.在t=0.01 s時刻,穿過線圈的磁通量為零 B.電壓表的示數(shù)為62 V C.燈泡消耗的電功率為3 W D.若其他條件不變,僅將線圈的轉速提高一倍,則線圈電動勢的表達式e=122sin 100πt(V) 7.一個小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上,消耗電功率為P;若把它接在某個正弦式交流電源上,其消耗的電功率為P2。如果電熱器電阻不變,則此交流電源輸出電壓的最大值為(　　) A.5 V B.52 V C.10 V D.102 V 8.如圖所示,接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光,以下說法正確的是(　　) A.把電介質插入電容器,燈泡變亮 B.增大電容器兩板間的距離,燈泡變亮 C.減小電容器兩板間的正對面積,燈泡變暗 D.使交變電流頻率減小,燈泡變暗 9.下圖是探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系的實驗裝置,下列說法正確的是(　　) A.與燈泡連接的線圈叫原線圈 B.測量變壓器輸出電壓要用直流電壓表 C.若只增加副線圈的匝數(shù),變壓器的輸出電壓變大 D.若只增加副線圈的匝數(shù),變壓器的輸出電壓變小 10.圖甲是線圈P繞垂直于磁場的軸在勻強磁場中勻速轉動時所產生的正弦式交變電壓圖象,把該交流電壓加在圖乙中變壓器的A、B兩端。已知理想變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)比為5∶1,交流電流表和交流電壓表均為理想電表,電阻R=1 Ω,其他各處電阻不計,以下說法正確的是(　　) A.在t=0.1 s和0.3 s時,穿過線圈P的磁通量最大 B.線圈P轉動的角速度為10π rad/s C.電壓表的示數(shù)為2.83 V D.電流表的示數(shù)為0.40 A 11.如圖為遠距離輸電示意圖,輸電線上輸入的電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器的匝數(shù)均不變,當用戶消耗的功率增大時,下列表述正確的是(　　) A.用戶的總電阻減小 B.用戶的電壓U3增大 C.用戶電路中電流增大 D.用戶消耗的功率等于發(fā)電機的輸出功率 12.圖甲為一火災報警系統(tǒng)。其中R0為定值電阻,R為熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小。理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1,副線圈輸出電壓如圖乙所示,則下列說法正確的是(　　) A.原線圈輸入電壓有效值為220 V B.副線圈輸出電壓瞬時值表達式u=442cos 100πt(V) C.R處出現(xiàn)火情時,原線圈電流增大 D.R處出現(xiàn)火情時,電阻R0的電功率減小 13.在如圖所示的電路中,T為一降壓式自耦調壓變壓器,開始時燈泡L正常發(fā)光,現(xiàn)在電源電壓U略降低,為使燈L仍能正常發(fā)光,可采取的措施是(　　) A.將自耦調壓變壓器的滑片P適當上滑 B.將自耦調壓變壓器的滑片P適當下滑 C.適當增大滑動變阻器R2的阻值 D.適當減小滑動變阻器R2的阻值 14.(2017金華模擬)某實驗小組在物理老師指導下自制了一臺交流發(fā)電機,并用自制的變壓器(可視為理想變壓器)對標有“3.6 V　0.5 A”的小燈泡供電,其原理如圖所示。已知矩形線圈匝數(shù)為10,電阻不計,磁感應強度大小為B=22π T,轉速為n=10 r/s,小燈泡正常發(fā)光,圖示位置線圈平面與磁場方向平行,則下列說法正確的是 (　　) A.圖示位置線圈位于中性面,通過線圈的磁通量為0 B.圖示位置線圈電動勢的瞬時值為102 V C.交流電流表的示數(shù)為0.18 A D.原副線圈匝數(shù)比為25∶9 15.如圖所示,理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,開始時,開關S斷開。當S接通時,以下說法正確的是(　　) A.副線圈兩端MN輸出電壓增大 B.通過燈泡L1的電流增大 C.電流表的示數(shù)增大 D.變壓器的輸入功率變大 16.在遠距離輸電時,輸送的電功率為P,輸電電壓為U,所用導線電阻率為ρ,橫截面積為S,總長度為L,輸電線上損失的電功率為P,用戶得到的電功率為P用,則P、P用的關系式正確的是(　　) A.P=U2SρL B.P=P2ρLU2S C.P用=P-U2SρL D.P用=P1-PρLU2S 二、非選擇題(共20分) 17. (10分)如圖所示,N=50匝的矩形線圈abcd,ab邊長l1=20 cm,ad邊長l2=25 cm,放在磁感應強度B=0.4 T的勻強磁場中,外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO軸以n=3 000 r/min的轉速勻速轉動,線圈電阻r=1 Ω,外電路電阻R=9 Ω,t=0時線圈平面與磁感線平行,ab邊正轉出紙外、cd邊轉入紙里。求: (1)t=0時感應電流的方向; (2)感應電動勢的瞬時值表達式; (3)線圈轉一圈外力做的功。 18.(10分)某發(fā)電站的輸出功率為104 kW,輸出電壓為4 kV,通過理想變壓器升壓后向80 km遠處供電。已知輸電導線的電阻率為ρ=2.410-8 Ωm,導線橫截面積為S=1.510-4 m2,輸電線路損失的功率為變壓器輸出功率的4%,求: (1)升壓變壓器的輸出電壓; (2)輸電線路上的電壓損失。 第十二章檢測　交變電流(加試) 1.BCD 2.BC　由題圖可知,交變電流的周期T=0.250 s,感應電動勢的最大值Em=20 V,交變電流的頻率f=1T=10.250 Hz=4 Hz,A錯誤,B正確;交變電流的最大值Im=EmR=2010 A=2 A,D錯;交變電流的有效值I=Im2=22 A=2 A,C正確。 3.ABD　矩形線圈開始轉動時處于中性面垂直位置,A、B錯誤;磁極N離開紙面向外轉動,線圈中感應電流方向a→b→c→d→a方向,D錯誤。 4.CD　交流電器設備上所標的電壓值和電流值是交變電流的有效值,選項A錯誤;用交流電表測定的讀數(shù)是交變電流的有效值,選項B錯誤;一般情況下交變電流的數(shù)值都是指有效值,選項C正確;根據(jù)有效值的定義知,選項D正確。 5.BCD　原線圈電壓有效值為220 V,根據(jù)理想變壓器電壓比規(guī)律,副線圈電壓為22 V,A錯誤;電阻R兩端電壓的最大值為3.11 V,所以流過電阻R的電流最大值為0.311 A,B正確;變壓器的輸入功率等于輸出功率,等于0.484 W,一個周期內,電阻R上產生的熱量為9.6810-3 J,所以C、D都正確。 6.C　在t=0.01 s時刻,電動勢為0,則線圈位于中性面,穿過線圈的磁通量最大,選項A錯誤;電動勢的最大值為Em=62 V,電壓表測量的為有效值,故示數(shù)為622 V=6 V,選項B錯誤;燈泡消耗的電功率P=E2R=6212 W=3 W,選項C正確;周期為0.02 s,則瞬時電動勢的表達式為e=Emsin (2πTt)=62sin 100πt(V),轉速提高一倍后,最大值變成122 V,ω=2πn,故角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,表達式應為e=122sin 200πt(V),選項D錯誤。 7.C　根據(jù)P=U2R,對直流電有P=(10V)2R,對正弦式交變電流有P2=U2R,所以正弦式交變電流的有效值為U=PR2=102 V,故交流電源輸出電壓的最大值Um=2U=10 V,故選項C正確,選項A、B、D錯誤。 8.ACD　電容器的電容與介電常數(shù)成正比,與正對面積成正比,與兩板間距離成反比。而電容越大,對交變電流的阻礙作用越小,頻率越大,電容器對交變電流的阻礙作用越小。把介質插入電容器,電容變大,燈泡變亮,A正確;電容器兩板間距離增大,電容減小,燈泡變暗,B錯;減小電容器兩極正對面積,電容減小,燈泡變暗,C正確;交流電的頻率減小,電容器的阻礙作用增大,燈泡變暗,D正確。 9.C 10.D　由交流電壓的圖象可知,在t=0.1 s和0.3 s時,電動勢最大,此時穿過線圈P的磁通量最小,A錯誤;因為T=0.4 s,所以ω=2πT=5π rad/s,B錯誤;此交流電壓的有效值為10 V,因為理想變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)比為5∶1,所以電壓表的示數(shù)為2 V,C錯誤;IR=I2=UR=2 A,由I1I2=n2n1可得原線圈中的電流表示數(shù)為0.40 A,D正確。 11.AC　用戶消耗的功率增大,必定是由于用戶的總電阻減小,用戶電路中電流增大,A、C正確;U3只與U2和匝數(shù)比有關,由于U2減小,所以U3也減小,B錯誤;發(fā)電機的輸出功率等于用戶消耗的功率和輸電線上損耗功率之和,故D錯誤。 12.AC　由題圖乙可知,副線圈電壓的峰值Um=442 V,則副線圈電壓的有效值為44 V,根據(jù)U1U2=n1n2=51,得U1=220 V,故選項A正確。 由題圖乙可知,副線圈電壓的峰值Um=442 V,周期T=0.016 s,ω=2πT=125π rad/s,所以u=442cos 125πt(V),故選項B錯誤。 R處出現(xiàn)火情時,其阻值變小,則副線圈電流變大,線圈匝數(shù)比不變,所以原線圈電流增大,故選項C正確。 R處出現(xiàn)火情時,其阻值變小,則副線圈電流變大,通過電阻R0的電流變大,根據(jù)P=I2R,可知電阻R0的電功率增大,故選項D錯誤。 13.AC　根據(jù)UU2=n1n2可得U2=n2n1U,所以應增加n2,故A正確;匝數(shù)比不變,應使R1兩端電壓減小,則總電流減小,所以使R2阻值增加,故C正確。 14.BCD　中性面與磁場方向垂直,A錯誤;圖示位置,線圈電動勢瞬時值最大,為nBSω,代入數(shù)據(jù)得,電動勢瞬時值為102 V,B正確;原線圈輸入有效值為10 V,副線圈兩端電壓為3.6 V,匝數(shù)比為25∶9,D正確;輸入功率等于輸出功率,為1.8 W,原線圈中電流為0.18 A,C正確。 15.CD 16.BD　輸電線電阻R=ρLS,輸電電流I=PU,故輸電線上損失的電功率為P=I2R=PU2ρLS=P2ρLU2S,用戶得到的電功率為P用=P-P=P1-PρLU2S。 17.答案 (1)感應電流方向沿adcba　(2)e=314cos(100πt) V (3)98.6 J 解析 (1)根據(jù)右手定則,線圈感應電流方向為adcba。 (2)線圈的角速度ω=2πn=100π rad/s 圖示位置的感應電動勢最大,其大小為Em=NBl1l2ω 代入數(shù)據(jù)得Em=314 V 感應電動勢的瞬時值表達式 e=Emcos ωt=314cos(100πt) V。 (3)電動勢的有效值E=Em2 線圈勻速轉動的周期T=2πω=0.02 s 線圈勻速轉動一圈,外力做功大小等于電功的大小,即 W=I2(R+r)T=E2R+rT 代入數(shù)據(jù)得W≈98.6 J。 18.答案 (1)80 kV　(2)3 200 V 解析 (1)輸電線路的電阻為R=2ρlS=25.6 Ω① 設發(fā)電站的輸出功率為P1,變壓器的輸出功率為P2,輸電電流為I2,升壓變壓器的輸出電壓為U2,則 P損=P24%② P損=I22R ③ P2=P1 ④ P2=I2U2 ⑤ 由①②③④⑤得升壓變壓器的輸出電壓U2=80 kV。 (2)輸電線路上的電壓損失U損=I2R=3 200 V。