(通用版)2018-2019版高中物理 第五章 交變電流章末檢測試卷 新人教版選修3-2.doc
-
資源ID:6137720
資源大小:204KB
全文頁數(shù):10頁
- 資源格式: DOC
下載積分:9.9積分
快捷下載

會員登錄下載
微信登錄下載
微信掃一掃登錄
友情提示
2、PDF文件下載后,可能會被瀏覽器默認(rèn)打開,此種情況可以點擊瀏覽器菜單,保存網(wǎng)頁到桌面,就可以正常下載了。
3、本站不支持迅雷下載,請使用電腦自帶的IE瀏覽器,或者360瀏覽器、谷歌瀏覽器下載即可。
4、本站資源下載后的文檔和圖紙-無水印,預(yù)覽文檔經(jīng)過壓縮,下載后原文更清晰。
5、試題試卷類文檔,如果標(biāo)題沒有明確說明有答案則都視為沒有答案,請知曉。
|
(通用版)2018-2019版高中物理 第五章 交變電流章末檢測試卷 新人教版選修3-2.doc
第五章 交變電流
章末檢測試卷
(時間:90分鐘 滿分:100分)
一、選擇題(本題共12小題,每小題4分,共計48分.1~6題為單選題,7~12題為多選題,全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯的得0分)
1.某交變電壓瞬時值表達(dá)式為u=6sin 314t V,則( )
A.用此交變電流作打點計時器的電源時,打點周期為2 s
B.把額定電壓為6 V的小燈泡接在此電源上,小燈泡正常發(fā)光
C.把額定電壓為6 V的小燈泡接在此電源上,小燈泡將燒毀
D.耐壓6 V的電容器可以直接用在此電源上
答案 B
解析 由表達(dá)式可知電壓的最大值是6 V,角速度是314 rad/s,所以電壓的有效值是6 V,周期是0.02 s,所以B正確,A、C、D錯誤.
2.如圖1所示為理想變壓器原線圈所接正弦交流電源兩端的電壓—時間圖象.原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=10∶1,串聯(lián)在原線圈電路中的交流電流表的示數(shù)為1 A,則( )
圖1
A.變壓器原線圈所接交流電壓的有效值為311 V
B.變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為22 V
C.變壓器輸出端交變電流的頻率為50 Hz
D.變壓器的輸出功率為220 W
答案 C
解析 變壓器原線圈所接交流電壓的有效值為U1= V≈220 V,選項A錯誤;變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為U2=U1=220 V=22 V,選項B錯誤;變壓器輸出端交變電流的頻率為f= Hz=50 Hz,選項C正確;變壓器的輸出功率等于輸入功率,P=U1I1=2201 W=220 W,選項D錯誤.
3.用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負(fù)載供電,變壓器輸出電壓是110 V,通過負(fù)載的電流隨時間變化的圖象如圖2所示,則( )
圖2
A.變壓器輸入功率約為3.9 W
B.輸出電壓的最大值是110 V
C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是1∶2
D.負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i=0.05sin (100πt+) A
答案 A
解析 變壓器的輸入功率等于輸出功率,等于輸出電壓的有效值與輸出電流的有效值的乘積,所以P=UI=110 V A≈3.9 W,A正確;輸出電壓的有效值是110 V,最大值是110 V,所以B錯誤;變壓器原、副線圈匝數(shù)之比是2∶1,C錯誤;負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式是i=0.05sin (100πt) A,D錯誤.
4.如圖3所示,理想變壓器的原線圈接在u=220sin 100πt(V)的交流電源上,副線圈接有R=55 Ω的負(fù)載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1,電流表、電壓表均為理想電表.下列說法正確的是( )
圖3
A.原線圈的輸入功率為220 W
B.電流表的讀數(shù)為1 A
C.電壓表的讀數(shù)為110 V
D.副線圈輸出交流電的周期為50 s
答案 B
解析 原線圈輸入電壓的有效值是220 V,由=,可得U2=110 V,則電壓表讀數(shù)應(yīng)為110 V,選項C錯誤.由歐姆定律可得I2==2 A,由=可得I1=1 A,選項B正確.由功率P1=U1I1可知,P1=220 W,選項A錯誤.由電源電壓瞬時值表達(dá)式u=220sin 100πt(V),可知ω=100π rad/s,由T=可知,T=0.02 s,選項D錯誤.
5.如圖4所示,線框匝數(shù)為N,面積為S,以角速度ω繞垂直磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動.線框的電阻、電感均不計,外電路接有電阻R、理想電流表和二極管D.二極管D具有單向?qū)щ娦裕凑螂娮铻榱?,反向電阻無窮大.下列說法正確的是( )
圖4
A.圖示位置電流最大
B.R兩端電壓的有效值U=NBSω
C.交流電流表的示數(shù)I=NBS
D.一個周期內(nèi)通過R的電荷量q=
答案 C
解析 題圖所示位置通過R的電流為零,R兩端電壓的瞬時值如圖所示.
設(shè)R兩端電壓的有效值為U,在一個周期內(nèi)有:=T,解得:U=NBSω,電流的有效值I==,在一個周期內(nèi),只有半周期的時間有電流通過R,故:q=N=.故選C.
6.一含有理想變壓器的電路如圖5所示,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 Ω、1 Ω和4 Ω,為理想交流電流表,U為正弦交流電源,輸出電壓的有效值恒定.當(dāng)開關(guān)S斷開時,電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時,電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為( )
圖5
A.2∶1 B.3∶1 C.4∶1 D.5∶1
答案 B
解析 開關(guān)斷開時,電路如圖甲所示,原、副線圈的電流比=,通過R2的電流I2=,副線圈的輸出電壓U2=I2(R2+R3)=,由=可得原線圈兩端的電壓U1=5I2,則U=U1+I(xiàn)R1=5I2+3I;開關(guān)閉合時,電路如圖乙所示,原、副線圈的電流比=,通過R2的電流I2′=,副線圈的輸出電壓U2′=I2′R2=,由=可得原線圈兩端的電壓U1′=4I2,則U=U1′+4IR1=4I2+12I,聯(lián)立解得=3,選項B正確.
7.我國“西電東送”采用高壓直流輸電,繼三峽至常州500 kV直流輸電工程后,又實現(xiàn)了三峽至廣東的500 kV直流輸電工程.這種輸電方式是在高壓交流遠(yuǎn)距離輸電的基礎(chǔ)上,增加了把交流變?yōu)橹绷鞯摹罢鳌痹O(shè)備,用戶端用專用的“逆變”設(shè)備把直流變?yōu)榻涣鳎P(guān)于高壓遠(yuǎn)距離直流輸電,下列說法正確的有( )
A.“整流”設(shè)備應(yīng)放在升壓變壓器后,而“逆變”設(shè)備放在降壓變壓器前
B.有利于消除輸電線路中感抗和容抗的影響
C.可以實現(xiàn)不同頻率的交流電網(wǎng)絡(luò)之間的電力傳輸
D.高壓遠(yuǎn)距離直流輸電對輸電線路絕緣性能無要求
答案 ABC
8.如圖6所示的電路,一燈泡和一可變電容器串聯(lián),下列說法正確的是( )
圖6
A.a(chǎn)、b端接穩(wěn)恒直流電,燈泡發(fā)亮
B.a(chǎn)、b端接交變電流,燈泡發(fā)亮
C.a(chǎn)、b端接交變電流,燈泡發(fā)亮,且將電容器電容增大時,燈泡亮度增大
D.a(chǎn)、b端接交變電流,燈泡發(fā)亮,在不改變交變電流有效值的情況下增大其頻率,燈泡亮度增大
答案 BCD
解析 電容器有“通交流,隔直流,通高頻,阻低頻”的特點,B、D項正確,A錯誤;增大電容器的電容,電容的阻礙作用減小,電流增大,燈泡的亮度增大,C項正確.
9.如圖7甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖,其矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與阻值為R=10 Ω的電阻連接,與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表,示數(shù)是10 V.圖乙是穿過矩形線圈的磁通量Φ隨時間t變化的圖象,線圈電阻忽略不計,則下列說法正確的是( )
圖7
A.電阻R上的電功率為10 W
B.0.02 s時R兩端的電壓瞬時值為零
C.R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u=14.1cos (100πt) V
D.通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i=cos (100πt) A
答案 AC
解析 根據(jù)公式P=,得P=10 W,故選項A正確;由題圖乙可知,0.02 s時通過線圈的磁通量為零,電動勢最大,R兩端的電壓瞬時值為10 V,故選項B錯誤;由題圖乙可知,T=0.02 s,電動勢的最大值為Em=U=10 V,ω==100π rad/s,又因為此交變電流是從垂直于中性面開始計時的,所以R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u=14.1cos (100πt) V,故選項C正確;Im==1.41 A,通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i=1.41cos (100πt) A,故選項D錯誤.
10.如圖8為某小型水電站的電能輸送示意圖,發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電.已知輸電線的總電阻R=10 Ω,降壓變壓器T2原、副線圈的匝數(shù)之比為4∶1,副線圈與用電器R0組成閉合電路.若T1、T2均為理想變壓器,T2的副線圈的輸出電壓的瞬時值表達(dá)式為u=220sin 100πt(V),用電器的電阻R0=11 Ω,則( )
圖8
A.通過用電器R0的電流的有效值是20 A
B.升壓變壓器的輸入功率為4 650 W
C.發(fā)電機中的交變電流的頻率為100 Hz
D.當(dāng)用電器的電阻R0減小時,發(fā)電機的輸出功率減小
答案 AB
解析 由T2的副線圈的輸出電壓的瞬時值表達(dá)式可知,副線圈的輸出電壓的有效值為220 V,電流的有效值為I== A=20 A,選項A正確;通過輸電線的電流I′=I= A=5 A,所以升壓變壓器的輸入功率為P=I′2R+I(xiàn)2R0=5210 W+20211 W=4 650 W,選項B正確;發(fā)電機中的交變電流的頻率與T2的輸出電壓的頻率相同,也為50 Hz,選項C錯誤;當(dāng)用電器的電阻R0減小時,其消耗的功率變大,發(fā)電機的輸出功率變大,選項D錯誤.
11.如圖9甲所示,理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5 A的保險絲L,原線圈匝數(shù)n1=600匝,副線圈匝數(shù)n2=120匝.當(dāng)原線圈接在如圖乙所示的交變電源上時,要使整個電路和用電器正常工作,則副線圈兩端可以接 ( )
圖9
A.阻值為14.4 Ω的電阻
B.并聯(lián)兩盞“36 V 40 W”的燈泡
C.工作頻率為10 Hz的電視
D.耐壓值為36 V的電容器
答案 AB
解析 理想變壓器可以變壓、變流,但不可以改變功率和頻率;由題圖乙可知,原線圈中交變電源的周期為0.02 s,頻率為50 Hz,則副線圈得到的交變電流的頻率也為50 Hz,故接入工作頻率為10 Hz的電視不能正常工作,C錯誤;由題圖乙可知,原線圈所接電源電壓的有效值為180 V,由理想變壓器特點可知,變壓比等于匝數(shù)比,則U2=,解得U2=36 V,B中兩燈泡接入電路時,副線圈中的電流I2= A,原線圈中的電流I1= A≈0.44 A<0.5 A,B正確;副線圈兩端電壓的有效值為36 V,但其最大值大于電容器的耐壓值,故D錯誤;由理想變壓器特點可知,原、副線圈消耗的功率相等,則=180 V0.5 A,解得R= 14.4 Ω,A正確.
12.如圖10甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1,電阻R=20 Ω,L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開關(guān).原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示.現(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時L2正常發(fā)光.下列說法正確的是( )
圖10
A.輸入電壓u的表達(dá)式u=20sin (100πt) V
B.只斷開S2后,L1、L2均正常發(fā)光
C.只斷開S2后,原線圈的輸入功率增大
D.若S1換接到2后,R消耗的電功率為0.8 W
答案 AD
解析 由題圖乙可知,Um=20 V,T=0.02 s,則ω==100π rad/s,輸入電壓u=20sin (100πt) V,故A正確;由變壓器的變壓規(guī)律知:=,故U2== V=4 V,將S1接1、S2閉合時,燈泡L2正常發(fā)光可得,燈泡L2的額定電壓為4 V,當(dāng)只斷開S2后,副線圈兩端電壓不變,此時副線圈的負(fù)載為L1、L2串聯(lián),故L1、L2均不能正常發(fā)光,B錯誤;此時P出=,副線圈負(fù)載R總增大,故P出減小,又P入=P出,故原線圈的輸入功率減小,C錯誤;當(dāng)S1換接到2后,副線圈的負(fù)載僅是電阻R,故P== W=0.8 W,D正確.
二、非選擇題(本題共5小題,共計52分)
13.(4分)某同學(xué)選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗,變壓器原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12 V的低壓________(選填“交流電源”或“直流電源”).先保持原線圈的匝數(shù)不變,增加副線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓________(選填“增大”“減小”或“不變”);然后再保持副線圈的匝數(shù)不變,增加原線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓________(選填“增大”“減小”或“不變”).上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實驗方法是____________________(選填“控制變量法”“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”).
答案 交流電源 增大 減小 控制變量法
解析 變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象,故原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12 V的低壓交流電源;根據(jù)變壓比公式=,保持原線圈的匝數(shù)不變,增加副線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓增大;根據(jù)變壓比公式=,保持副線圈的匝數(shù)不變,增加原線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓減??;上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實驗方法是控制變量法.
14.(6分)在“探究變壓器兩個線圈的電壓關(guān)系”的實驗中,操作步驟如下:
①將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上;
②閉合電源開關(guān),用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電壓;
③將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出端上,另一個作為副線圈,接上小燈泡;
④將原線圈與副線圈對調(diào),重復(fù)以上步驟.
(1)以上操作的合理順序是________(只填步驟前數(shù)字序號);
(2)如圖11所示,在實驗中,兩線圈的匝數(shù)n1=1 600,n2=400,當(dāng)將n1做原線圈時,U1=16 V,副線圈兩端電壓U2=4 V;原線圈與副線圈對調(diào)后,當(dāng)U1′=8 V時,U2′=32 V,那么可初步確定,變壓器兩個線圈的電壓U1、U2與線圈匝數(shù)n1、n2的關(guān)系是________.
圖11
答案 (1)①③②④ (2)=
解析 (1)在“探究變壓器兩個線圈的電壓關(guān)系”的實驗中,首先將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上;再將匝數(shù)較多的一組線圈接到學(xué)生電源的交流電源輸出端上,另一個作為副線圈,接上小燈泡;閉合電源開關(guān),用多用電表的交流電壓擋分別測量原線圈和副線圈兩端的電壓;最后將原線圈與副線圈對調(diào),重復(fù)以上步驟.
(2)兩線圈的匝數(shù)n1=1 600,n2=400,當(dāng)將n1做原線圈時,U1=16 V,副線圈兩端電壓U2=4 V;當(dāng)原線圈與副線圈對調(diào)后,U1′=8 V時,U2′=32 V,此時U2′為原線圈的電壓,而U1′為副線圈的電壓,由以上數(shù)據(jù)可得:=.
15.(13分)如圖12甲所示,固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置,線圈的兩端接一個小燈泡,在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場.已知線圈的匝數(shù)n=100匝,總電阻r=1.0 Ω,所圍成的矩形的面積S=0.040 m2,小燈泡的電阻R=9.0 Ω,磁感應(yīng)強度隨時間按圖乙所示的規(guī)律變化,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e=nBmScos ,其中Bm為磁感應(yīng)強度的最大值,T為磁場變化的周期,不計燈絲電阻隨溫度的變化,求:
圖12
(1)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值;
(2)小燈泡消耗的電功率;
(3)在0~時間內(nèi),通過小燈泡的電荷量.
答案 (1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.010-3 C
解析 (1)由題圖乙知,線圈中產(chǎn)生的交變電流的周期T=3.1410-2 s,所以Em=nBmSω==8.0 V.
(2)電流的最大值Im==0.80 A,有效值I== A,小燈泡消耗的電功率P=I2R=2.88 W.
(3)在0~時間內(nèi),電動勢的平均值=,平均電流==,
通過小燈泡的電荷量
q=Δt==4.010-3 C.
16.(13分)如圖13所示,理想變壓器原線圈中輸入電壓U1=3 300 V,副線圈兩端電壓為U2=220 V,輸出端連有完全相同的兩個燈泡L1和L2,繞過鐵芯的導(dǎo)線所接的電壓表V的示數(shù)U=2 V.求:(電表均為理想電表)
圖13
(1)原線圈匝數(shù)n1等于多少匝?
(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時,電流表A2的示數(shù)I2=5 A.則電流表A1的示數(shù)I1為多少?
(3)在(2)中情況下,當(dāng)開關(guān)S閉合時,電流表A1的示數(shù)I1′等于多少?
答案 (1)1 650匝 (2) A (3) A
解析 (1)由電壓與變壓器匝數(shù)的關(guān)系可得:
==U,則n1=1 650匝.
(2)當(dāng)開關(guān)S斷開時,有:
U1I1=U2I2,I1== A
(3)當(dāng)開關(guān)S斷開時,有:R1==44 Ω.當(dāng)開關(guān)S閉合時,設(shè)副線圈總電阻為R′,有R′==22 Ω,副線圈中的總電流為I2′==10 A.由U1I1′=U2I2′可知,I1′== A.
17.(16分)一臺小型發(fā)電機的最大輸出功率為100 kW,輸出電壓有效值恒為500 V,現(xiàn)用電阻率為1.810-8 Ωm、橫截面積為10-5 m2的輸電線向4103 m遠(yuǎn)處的用戶輸電,要使發(fā)電機滿負(fù)荷運行時,輸電線上的損失功率不得超過發(fā)電機總功率的4%,求:
(1)所用的理想升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少?
(2)如果用戶用電器的額定電壓為220 V,那么所用的理想降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少?
(3)想一想,當(dāng)深夜接入電路的用電器減少時,用電器兩端的電壓是大于、小于還是等于
220 V?若用電器電路中電流為100 A,求此時用電器兩端的電壓數(shù)值.
答案 (1)1∶12 (2)288∶11 (3)大于220 V 227 V
解析 (1)輸電要用兩根導(dǎo)線,則輸電線的電阻為r=ρ=1.810-8 Ω=14.4 Ω
由題意知P損=P4%=()2r
代入數(shù)據(jù)得U2=6 000 V
升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比===.
(2)I2== A= A
U損=I2r=14.4 V=240 V
而U3=U2-U損=6 000 V-240 V=5 760 V
===
降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為288∶11.
(3)用電器總數(shù)減少時,用電器電路總電阻變大,I4變小,則輸電線電路中電流變小,輸電線損失電壓變小,U3變大,則U4變大,即用電器兩端的電壓大于220 V.
由題知I4′=100 A則由==,所以I3′= A
U損′=I3′r=14.4 V=55 V
而U1、U2不變
U3′=U2-U損′=(6 000-55) V=5 945 V
=,U4′=U3′=5 945 V≈227 V.