新2020學(xué)年高中物理 第二章 交變電流章末檢測 粵教版選修3-2

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1、第二章　交變電流 (時(shí)間：90分鐘　滿分：100分) 一、單項(xiàng)選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分) 1．圖1為某種交變電流的波形，每半個(gè)周期按各自的正弦規(guī)律變化，其有效值為(　　) A．7A B．5 A C．3 A D．4 A 2．一電飯煲和一臺(tái)洗衣機(jī)同時(shí)并入u＝311sin 314t V的交流電源上，均正常工作，用電流表分別測得電飯煲的電流是5 A，洗衣機(jī)的電流是0.5 A．下列說法正確的是(　　) A．電飯煲的電阻是44 Ω，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)線圈電阻是440 Ω B．電飯煲消耗的功率為1 555 W，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的功

2、率為155.5 W C．1 min內(nèi)電飯煲消耗的電能為6.6×104 J，洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6.6×103 J D．電飯煲的發(fā)熱功率是洗衣機(jī)電動(dòng)機(jī)發(fā)熱功率的10倍 3．如圖2甲所示，為一種調(diào)光臺(tái)燈電路示意圖，它通過雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)節(jié)亮度．給該臺(tái)燈接220 V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時(shí)交流電壓表的示數(shù)為(　　) A．220 V B．110 V C. V D. V 　　 　圖1　　　 　　 　　　　　　　　　　　　圖2　　　　　　　　　　　　　　　　圖3 4．如圖3所示，M為理想變壓

3、器，電表均可視為理想電表，接線柱a、b接電壓u＝311sin 314t V的正弦交流電源．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，示數(shù)發(fā)生變化的電表是(　　) A．A1、A2 B．A2、V2 C．A1、A2、V2 D．A1、A2、V1、V2 5．在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測電網(wǎng)上的強(qiáng)電流，所用的器材叫電流互感器．下圖所示的四個(gè)圖中，能正確反應(yīng)其工作原理的是(　　) 　 6. 汽油機(jī)做功沖程開始時(shí)，汽缸中的汽油、空氣混合氣要靠火花塞點(diǎn)燃，但是汽車蓄電池的電壓只有12 V，不能在火花塞中產(chǎn)生火花，為此設(shè)計(jì)了如圖4所示的點(diǎn)火

4、裝置，這個(gè)裝置的核心是一個(gè)變壓器，它的原線圈通過開關(guān)連到蓄電池上，副線圈接到火花塞的兩端，開關(guān)由機(jī)械進(jìn)行自動(dòng)控制，做功沖程開始時(shí)，開關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_，這樣就能在火花塞中產(chǎn)生火花了，下列說法中正確的是(　　) 圖4 A．該設(shè)計(jì)方案不可行，因?yàn)樾铍姵靥峁┑氖侵绷麟姡儔浩鞑荒芨淖冎绷麟妷? B．該設(shè)計(jì)方案可行，因?yàn)樽儔浩髂軐⒅绷麟姼淖優(yōu)榻蛔冸娏? C．該設(shè)計(jì)方案可行，因?yàn)橥ㄟ^變壓器原線圈的是變化的電流，可以通過變壓器發(fā)生互感現(xiàn)象 D．該變壓器可以是升壓變壓器，也可以是降壓變壓器 二、雙項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題6分，共24分) 7．圖5甲所示電路中，A1、A2、A3為相同的電流表

5、，C為電容器，電阻R1、R2、R3的阻值相同，線圈L的電阻不計(jì)．在某段時(shí)間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場的變化如圖乙所示，則在t1～t2時(shí)間內(nèi)(　　) A．電流表A1的示數(shù)比A2的小 B．電流表A2的示數(shù)比A3的大 C．電流表A1和A2的示數(shù)相同 D．電流表的示數(shù)都不為零 8．如圖6是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的(　　) A．周期是0.01 s B．最大值是311 V C．有效值是220 V D．表達(dá)式為u＝220sin 100πt V 　　 　　　圖5

6、　 　　 　　　　　　圖6　　　　　　　　　　　圖7 9．有一交變電流如圖7所示，則由此圖象可知(　　) A．它的周期是0.8 s B．它的峰值是4 A C．它的有效值是2 A D．它的頻率是0.8 Hz 10．圖8中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連，Q為滑動(dòng)頭．現(xiàn)令Q從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈L兩端的電壓等于其額定電壓為止．用I1表示流過原線圈的電流，I2表示流過燈泡的電流，U2表示燈泡兩端的電壓，P2表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效值：電功率指平均值)．

7、下列四個(gè)圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的是(　　) 圖8 題　號(hào) 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答　案 三、填空題(本題共2小題，共12分) 11. (6分)如圖9所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流的有效值I＝______.線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q＝________. 圖9 12．(6分)某發(fā)電廠用2.2 kV的電壓將電能輸送到遠(yuǎn)

8、處的用戶，后改用22 kV的電壓，在原有輸電線路上輸送同樣的電功率．前后兩種輸電方式消耗在輸電線上的電功率之比為________．要將2.2 kV的電壓升高至22 kV，若變壓器原線圈的匝數(shù)為180匝，則副線圈的匝數(shù)應(yīng)該是________匝． 姓名：________　班級(jí)：________　學(xué)號(hào)：________　得分：________　　　　　　　　　　　　　　 　　　　四、解答題(本題共4小題，共40分) 13. (8分)如圖10所示，一個(gè)小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)，其矩形線圈的長度為l1，寬度為l2，共有n匝，總電阻為r，與線圈兩端相接觸的集流環(huán)上接有一個(gè)阻值為R的定值電阻，線圈以角速

9、度ω在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞與磁場方向垂直的對(duì)稱軸OO′勻速運(yùn)動(dòng)，沿轉(zhuǎn)軸OO′方向看去，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)沿逆時(shí)針方向，t＝0時(shí)刻線圈平面與磁感線垂直． 圖10 (1)表示出線圈經(jīng)過圖示位置時(shí)通過電阻R的感應(yīng)電流的方向． (2)寫出線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式． (3)求線圈從t＝0位置開始到轉(zhuǎn)過90°的過程中的平均電動(dòng)勢． (4)求線圈從t＝0位置開始到轉(zhuǎn)過60°時(shí)的瞬時(shí)電流． 14. (8分)黑光燈是利用物理方法滅蛾殺蟲的一種環(huán)保型設(shè)備，它發(fā)出的紫色光能夠引誘害蟲飛近黑光燈，然后被黑光燈周圍的交流高壓電網(wǎng)“擊斃”．如圖11所示是高壓

10、電網(wǎng)的工作電路．高壓電網(wǎng)是利用變壓器將有效值為220 V的交流電壓變成高壓，高壓電網(wǎng)相鄰兩極間距離為0.5 cm，已知空氣在常溫常壓下的擊穿電壓為6 220 V/cm，為防止空氣被擊穿而造成短路，變壓器的原、副線圈匝數(shù)比不得超過多少？ 圖11 15.(12分) 如圖12所示，變壓器原線圈輸入電壓為220 V，副線圈輸出電壓為36 V，兩只燈泡的額定電壓均為36 V，L1額定功率為12 W，L2額定功率為6 W．試求： 圖12 (1)該變壓器的原副線圈匝數(shù)比． (2)兩燈均工作時(shí)原線圈的電流以及只有L1工作時(shí)原線圈中的電流．

11、 16. (12分)某村在較遠(yuǎn)的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)的輸出功率為100 kW，輸出電壓為500 V，輸電導(dǎo)線的總電阻為10 Ω，導(dǎo)線上損耗的電功率為4 kW，該村的用電電壓是220 V. 圖13 (1)輸電電路如圖13所示，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比； (2)如果該村某工廠用電功率為60 kW，則該村還可以裝“220 V　40 W”的電燈多少盞？ 第二章　交變電流 章末檢測 答案 1．B　[根據(jù)有效值的定義得 Q＝2R＋2R＝I2RT， 解得I＝5 A，故B正確．] 2．C 3

12、．B　[本題考查電壓的有效值的計(jì)算．設(shè)電壓的有效值為U，根據(jù)有效值定義有 ·＝T，解得B項(xiàng)正確．] 4．A　[由變壓器特點(diǎn)，可知＝，只要n1、n2的比值不變，U1不變，那么U2也不變；由＝知：原線圈中電流因副線圈中電流的改變而改變，因滑動(dòng)變阻器的電阻變化，A2的示數(shù)變化，所以A1的示數(shù)也會(huì)發(fā)生變化，故應(yīng)選A.] 5．A　[電流互感器串聯(lián)在電路中，且連電流表的線圈電流小，由＝知：電流小的線圈匝數(shù)多，故A正確．] 6．C　[變壓器只能改變交變電流的原因是如果在原線圈上接恒定電壓，則線圈的磁通量保持不變，從而不能產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢，副線圈中也就沒有輸出電壓了．在本裝置中，開關(guān)的閉合、斷開，導(dǎo)致電

13、流不斷地變化，從而使得磁通量不斷地變化，能夠使變壓器工作．] 7．BC　[理想變壓器原、副線圈的磁場變化情況相同，由圖乙知原線圈的磁場均勻變化，據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝＝·S知副線圈中產(chǎn)生恒定電流，線圈對(duì)直流電無阻礙作用，直流電不能通過電容器，所以電流表A1、A2的示數(shù)相同，A3的示數(shù)為0，B、C選項(xiàng)符合題意．] 8．BC　[本題考查正弦交變電流的基礎(chǔ)知識(shí)，考查考生對(duì)正弦交流電基本知識(shí)及圖象的掌握．由圖象可知，該交變電壓周期為0.02 s，最大值為311 V，瞬時(shí)值表達(dá)式為 u＝311sin 100πt V，A、D項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；有效值為 V＝220 V，C項(xiàng)正確．] 9．AB　[由

14、圖象可讀得T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，故A對(duì)，D錯(cuò)；又可由圖象讀得 Im＝4 A，故B對(duì)；因?yàn)殡娏鞑⒎钦医涣麟?，故其有效值I≠＝2 A，C錯(cuò)．] 10．BC　[滑動(dòng)頭向上勻速滑動(dòng)，副線圈匝數(shù)均勻增加，與時(shí)間t成正比，由＝得：U2＝，故U2與t也成正比，選項(xiàng)C正確；隨著白熾燈變亮，其本身電阻也逐漸增大，燈泡的I－t圖線斜率逐漸減小，B項(xiàng)正確；由于副線圈輸出功率增大，原線圈的輸入功率也增大，由P＝UI知，輸入電流也要增大，故A錯(cuò)；燈泡消耗的功率n2＝，所以n2與U2不成正比，即P－t圖象不滿足正比例函數(shù)關(guān)系，故D錯(cuò)．] 11.　 解析　線框轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流Emax＝BSω，Im

15、ax＝＝BSω/R，有效值I＝＝；線框轉(zhuǎn)過的過程中，ΔΦ＝BS，＝，＝，q＝Δt＝＝. 12．100∶1　1800 解析　消耗在輸電線上的電功率 P損＝I2R線＝()2R線， 所以P損∝，＝()2＝()2＝100∶1. 由于變壓器原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比得 ＝，n2＝＝匝＝1800匝 13．(1)自下而上　(2)e＝nBl1l2ωsin ωt (3)　(4) 解析　(1)根據(jù)右手定則或楞次定律判斷可知，線圈中的電流方向是badcb，故流過R的電流是自下而上． (2)從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，且最大感應(yīng)電動(dòng)勢Em＝nBl1l2ω，所以感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬

16、時(shí)值表達(dá)式為e＝nBl1l2ωsin ωt. (3)＝n＝n＝ (4)線圈從t＝0開始轉(zhuǎn)過60°時(shí)，瞬間電流為i＝＝＝ 14. 解析　電網(wǎng)兩極間電場可看做勻強(qiáng)電場Um＝Emd，由題意，空氣被擊穿時(shí)Em＝6 220 V/cm，Um＝6 220×0.5 V＝3110 V 由理想變壓器電壓關(guān)系：＝ 由峰值與有效值關(guān)系：Um＝U2 由以上各式，得＝ 所以原、副線圈匝數(shù)比不得超過1∶10. 15．(1)55∶9　(2)0.082 A　0.055 A 解析　(1)由變壓比公式得 ＝代入數(shù)據(jù)，得 ＝＝ (2)兩燈均工作時(shí)，由能量守恒得 P1＋P2＝U1I1 I1＝＝ A ＝0.082 A 只有L1燈工作時(shí)，由能量守恒得 P1＝U1I1′ 解得I1′＝＝ A＝0.055 A 16．(1)1∶10　240∶11　(2)900盞 解析　(1)因?yàn)镻損＝IR線 所以I2＝ ＝ A＝20 A I1＝＝ A＝200 A 則＝＝＝ U3＝U2－I2R線＝(500×10－20×10) V＝4 800 V 則＝＝＝ (2)設(shè)還可裝燈n盞，據(jù)降壓變壓器輸入功率等于輸出功率有P3＝P4 其中P4＝(n×40＋60×103) W P4＝P3＝(100－4) kW＝96 kW 所以n＝900.