2019-2020版高中物理 第二章 交變電流 章末檢測試卷（第二章）講義+精練（含解析）教科版選修3-2

章末檢測試卷(第二章)(時(shí)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(jì)48分.18題為單項(xiàng)選擇題，912題為多項(xiàng)選擇題，全部選對的得4分，選對但不全的得2分，錯選和不選的得0分)1某交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u6sin 314t(V)，則()A用此交變電流作為打點(diǎn)計(jì)時(shí)器的電源時(shí)，打點(diǎn)周期為2 sB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耐壓值為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(shí)間圖像原、副線圈匝數(shù)比n1n2101，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1A變壓器原線圈所接交流電壓的有效值為311 VB變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為22 VC變壓器輸出端交變電流的頻率為50 HzD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 V220 V，選項(xiàng)A錯誤；變壓器輸出端所接電壓表的示數(shù)為U2U1×220 V22 V，選項(xiàng)B錯誤；變壓器輸出端交變電流的頻率為f Hz50 Hz，選項(xiàng)C正確；變壓器的輸出功率等于輸入功率，PU1I1220×1 W220 W，選項(xiàng)D錯誤3.(2018·贛州市瑞金三中高二下學(xué)期期中)矩形線圈匝數(shù)為50匝，在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖2所示，則()圖2A感應(yīng)電動勢的最大值是157 VB在t0.1 s和t0.3 s時(shí)，感應(yīng)電動勢最大C在t0.1 s和t0.3 s時(shí)，線圈與中性面垂直Dt0.4 s時(shí)，磁通量變化率最大，其值為157 Wb/s答案A解析由題圖得m0.2 Wb、T0.4 s，據(jù)EmnBSnm·，可得Em50×0.2× V157 V，A項(xiàng)正確；在t0.1 s和t0.3 s時(shí)，線圈中磁通量最大，線圈處于中性面位置，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，B、C項(xiàng)錯誤；t0.4 s時(shí)，線圈中磁通量為零，此時(shí)刻磁通量的變化率最大，且此時(shí)刻3.14 Wb/s，D項(xiàng)錯誤4.(2018·玉溪市高二下學(xué)期期末)交流發(fā)電機(jī)線圈電阻r1 ，用電器電阻R9 ，電壓表示數(shù)為9 V，如圖3所示，那么該交流發(fā)電機(jī)()圖3A電動勢的峰值為10 VB電動勢的有效值為9 VC交流發(fā)電機(jī)線圈通過中性面時(shí)電動勢的瞬時(shí)值為10 VD交流發(fā)電機(jī)線圈自中性面轉(zhuǎn)過90°的過程中的平均感應(yīng)電動勢為 V答案D解析電壓表示數(shù)等于路端電壓，電路中的電流為I A1 A，所以電動勢的有效值為：EI(Rr)1×(91) V10 V，所以電動勢的最大值為EmE10 V，A、B錯誤；線圈通過中性面時(shí)最大，但0，故e0，C錯誤；線圈從中性面轉(zhuǎn)過90°的過程中，BS，t，所以n，由于EmnBS，所以 V，D正確5(2018·濟(jì)南市高二下學(xué)期期末)如圖4所示，變壓器輸入的交變電壓u220sin 100t (V)，副線圈匝數(shù)可調(diào)，電阻R100 ，L1、L2均是額定電壓為20 V、額定功率為20 W的小燈泡，通過調(diào)節(jié)副線圈的匝數(shù)，使S閉合前后，L1均能正常發(fā)光，則S閉合前后副線圈的匝數(shù)之比為()圖4A111 B21C35 D611答案D解析由變壓器輸入的交變電壓u220sin 100t (V)可知有效值為U1220 V；S閉合前電阻R與L1串聯(lián)，L1正常發(fā)光，可知其額定電流為I1 A，故U2IRU120 V，由變壓器原理可知；S閉合后，L1和L2并聯(lián)后再與R串聯(lián)，U22IRU220 V，同理可得，故聯(lián)立可得，故選D.6(2018·揚(yáng)州市邗江中學(xué)高二下期中)如圖5所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101，R0為定值電阻，R是滑動變阻器，原線圈兩端的輸入電壓u200sin 100t (V)，設(shè)理想交流電壓表V1、V2的示數(shù)分別是U1、U2；理想交流電流表A1、A2示數(shù)分別是I1、I2.下列說法中正確的是()圖5A示數(shù)U220 VB滑片P向b端滑動過程中，U2不變，I2變大C滑片P向b端滑動過程中，U1變小，I1變大D通過原、副線圈的交變電流頻率之比為101答案B解析由輸入電壓的表達(dá)式知輸入電壓有效值為U1 V100 V，由，得U2×100 V10 V，A錯誤；滑片P向b端滑動過程中，副線圈負(fù)載電阻減小，U2不變，則I2變大，B正確；由B項(xiàng)分析知U1不變，I1變大，C錯誤；變壓器不改變頻率，D錯誤7.如圖6所示，線框匝數(shù)為N，面積為S，以角速度繞垂直磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動線框的電阻、電感均不計(jì)，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6A圖示位置電流最大BR兩端電壓的有效值UNBSC交流電流表的示數(shù)INBSD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，以圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，R兩端電壓的瞬時(shí)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：UNBS，電流的有效值I，在一個周期內(nèi)，只有半個周期的時(shí)間內(nèi)有電流通過R，故：qN，故選C.8(2018·撫順市六校高二下學(xué)期期末)如圖7所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2.在輸電線路的起始端接入兩個互感器，原、副線圈的匝數(shù)比分別為101和110，電壓表的示數(shù)為220 V，電流表的示數(shù)為10 A，各互感器和電表均是理想的，則下列說法正確的是()圖7A升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為B采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流，輸電電流為100 AC線路輸送電功率是220 kWD將P上移，用戶獲得的電壓將降低答案C解析根據(jù)變壓器的原理可得升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，A錯誤；采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，從而減小輸電過程中的電能損失，根據(jù)電流互感器原理及匝數(shù)比為110，由公式，得輸電電流為I送10×10 A100 A，B錯誤；根據(jù)電壓表的示數(shù)為220 V，根據(jù)變壓公式，輸電電壓為U送10×220 V2 200 V，線路輸送電功率為PU送I送220 kW，C正確；將P上移，則降壓變壓器的原線圈匝數(shù)減小，故用戶獲得的電壓將升高，D錯誤9(2019·遼寧省六校協(xié)作體上學(xué)期聯(lián)考)圖8甲是一臺小型發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢e隨時(shí)間t變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示發(fā)電機(jī)線圈的內(nèi)電阻r2 ，外接燈泡的電阻為10 .則()圖8A在t0.01 s時(shí)刻，穿過線圈的磁通量最大B電壓表的示數(shù)為6 VC燈泡消耗的電功率為2.5 WD線圈轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電動勢的表達(dá)式e60sin 50t (V)答案AC解析在t0.01 s的時(shí)刻，電動勢為0，則線圈位于中性面，穿過線圈的磁通量最大，A正確；電動勢的最大值為Em6 V，周期為0.02 s，則瞬時(shí)電動勢的表達(dá)式為eEmsin 6sin 100t (V)；電壓表的示數(shù)為交流電壓的有效值，并且測量外電路電壓，故URR5 V，B、D錯誤；燈泡消耗的功率P W2.5 W，C正確10(2017·南京市、鹽城市第二次模擬考試)如圖9甲所示是家用臺燈亮度調(diào)節(jié)原理圖，理想自耦變壓器的a、b間接入如圖乙所示正弦交流電壓交流電流表為理想電表，燈泡額定電壓為15 V，額定功率為30 W(設(shè)燈泡的電阻值保持不變)，當(dāng)P在c處時(shí)燈泡正常發(fā)光下列描述正確的有()圖9A燈泡正常發(fā)光時(shí)變壓器線圈的總匝數(shù)與c點(diǎn)下方的匝數(shù)之比為443B當(dāng)燈泡正常發(fā)光時(shí)電流表的讀數(shù)為2 AC將調(diào)壓端的滑動觸頭P向下移動時(shí)，變壓器的輸入功率變小D將調(diào)壓端的滑動觸頭P向下移動時(shí)，變壓器的輸入電壓變小答案AC解析由題圖乙可知，a、b間的交流電壓的最大值為311 V，則有效值為220 V，根據(jù)變壓器的變壓比可知，A正確；燈泡正常發(fā)光時(shí)，燈泡中的電流為I A2 A，電流表測量的是原線圈中的電流的有效值，I1 A0.14 A，B錯誤；將調(diào)壓端的滑動觸頭P向下移動時(shí)，輸出電壓減小，輸出功率減小，所以輸入功率減小，C正確；變壓器的輸入電壓由電源決定，與匝數(shù)比無關(guān)，D錯誤11(2018·宿遷市高二下學(xué)期期末)如圖10所示，單匝線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊以角速度勻速轉(zhuǎn)動，其線圈中感應(yīng)電動勢的峰值為Em，閉合回路中兩只燈泡均能正常發(fā)光則()圖10A從圖中位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsin tB增大線圈轉(zhuǎn)動角速度時(shí)，感應(yīng)電動勢的峰值Em不變C減小電容器C兩極板間的距離時(shí)，燈泡A1變暗D抽去電感器L的鐵芯時(shí)，燈泡A2變亮答案AD解析題圖位置即中性面，所以感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmsin t，A正確；感應(yīng)電動勢的峰值EmBS，增大線圈轉(zhuǎn)動角速度時(shí)，感應(yīng)電動勢的峰值Em將增大，B錯誤；減小電容器C兩極板間的距離時(shí)，電容增大，容抗減小，燈泡A1變亮，C錯誤；抽去電感器L的鐵芯時(shí)，自感系數(shù)減小，感抗減小，燈泡A2變亮，D正確12如圖11甲所示是調(diào)壓變壓器的原理圖，線圈AB繞在一個圓形的鐵芯上，總匝數(shù)為1 000匝AB間加上如圖乙所示的正弦交流電，移動滑動觸頭P的位置，就可以調(diào)節(jié)輸出電壓在輸出端連接了滑動變阻器R和理想交流電流表，滑動變阻器的滑動觸頭為Q.已知開始時(shí)BP間線圈匝數(shù)剛好是500匝，滑動變阻器的最大阻值等于72 .則下列說法中正確的是()圖11A開始時(shí)，電流表示數(shù)為0.25 AB開始時(shí)，流過R的交流電頻率為25 HzC保持P的位置不動，將Q向上移動時(shí)，R消耗的功率變大D保持Q的位置不動，將P沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動少許，R消耗的功率變大答案CD解析由題圖乙知，輸入電壓的有效值為U136 V，根據(jù)變壓規(guī)律：，解得輸出電壓U218 V，所以電流表的讀數(shù)為I0.25 A，所以A錯誤；交流電的周期為0.02 s，所以頻率為50 Hz，所以B錯誤；保持P的位置不動，將Q向上移動時(shí)，R接入電路的阻值減小，U2不變，R消耗的功率P2變大，所以C正確；保持Q的位置不動，將P沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動少許，n2增大，U2增大，R消耗的功率P2變大，所以D正確二、非選擇題(本題共6小題，共計(jì)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(shí)驗(yàn)，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(shí)驗(yàn)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(每空1分)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)中，操作步驟如下：將兩個線圈套到可拆變壓器的鐵芯上；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；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；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12所示，在實(shí)驗(yàn)中，兩線圈的匝數(shù)n11 600，n2400，當(dāng)將n1做原線圈時(shí)，U116 V，副線圈兩端電壓U24 V；原線圈與副線圈對調(diào)后，當(dāng)U18 V時(shí)，U232 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12答案(1)(3分)(2)(3分)解析(1)在“探究變壓器兩個線圈的電壓關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)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)n11 600，n2400，當(dāng)將n1做原線圈時(shí)，U116 V，副線圈兩端電壓U24 V；當(dāng)原線圈與副線圈對調(diào)后，U18 V時(shí)，U232 V，由以上數(shù)據(jù)可得：.15(8分)如圖13所示，L1和L2是輸電線，甲是電壓互感器，乙是電流互感器(電壓互感器與電流互感器均靠近電壓輸入端)若已知匝數(shù)比n1n21 0001，n1n21100，并且知道電壓表示數(shù)為220 V，電流表示數(shù)為1 A，整個輸電線上的總電阻為0.5 ，求：圖13(1)輸電線的輸送功率；(2)輸電線上損失的功率答案(1)2.2×107 W(2)5 000 W解析(1)已知電壓表示數(shù)為220 V，根據(jù)變壓器的變壓公式，得輸送電壓為U12.2×105 V(2分)已知電流表示數(shù)為1 A，根據(jù)，得輸送電流為I1100 A(2分)輸電線的輸送功率為PU1I12.2×105×100 W2.2×107 W(2分)(2)輸電線上損失的功率為PIR1002×0.5 W5 000 W(2分)16(10分)圖14甲所示的理想變壓器原線圈的匝數(shù)n11 320，副線圈的匝數(shù)n2540，將一電流表與阻值R10 的電阻串聯(lián)接入副線圈電路中，已知圖甲中所有電表均為理想電表若在原線圈的兩端加如圖乙所示的交變電壓，則：圖14(1)副線圈中的電壓表的示數(shù)為多大？(2)為使副線圈電路中電流表的示數(shù)不超過6 A，副線圈右側(cè)應(yīng)至少串聯(lián)一個多大的電阻？答案(1)90 V(2)5 解析(1)原線圈兩端電壓的有效值U1 V220 V(2分)由得U2U1×220 V90 V(2分)(2)副線圈電壓的有效值U2不變I26 A(2分)得出R 15 (2分)又RRR0，得R05 即副線圈右側(cè)應(yīng)至少串聯(lián)一個5 的電阻(2分)17.(11分)(2017·泉州市高二檢測)如圖15，一個小型應(yīng)急交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)部為n50匝、邊長L20 cm的正方形線圈，總電阻為r1 .線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0.1 T的勻強(qiáng)磁場中，繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動發(fā)電機(jī)對一電阻為R9 的電燈供電，線路中其他電阻不計(jì)，若發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動角速度為100 rad/s時(shí)，電燈正常發(fā)光求：圖15(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢的最大值；(2)電燈正常發(fā)光的功率；(3)從圖示位置開始，線圈轉(zhuǎn)過30°的過程中，通過電燈的電荷量；(4)線圈每轉(zhuǎn)動一分鐘，外力所需做的功答案(1)20 V(2)18 W(3)0.01 C(4)1 200 J解析(1)電動勢的最大值為EmnBSnBL220 V(2分)(2)電動勢的有效值為E10 V(1分)電燈正常發(fā)光的電流I A A(1分)電燈正常發(fā)光的功率PI2R18 W(2分)(3)qt0.01 C(2分)(4)線圈每轉(zhuǎn)動一分鐘，整個回路上產(chǎn)生的熱量為QI2(Rr)t1 200 J(2分)W外Q1 200 J(1分)18(13分)已知某個小型發(fā)電機(jī)的輸出功率為90 kW，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250 V，通過升壓變壓器升高電壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻為5 ，在用戶端用一降壓變壓器把電壓降為220 V，要求在輸電線上損耗的功率控制為2 kW(即用戶得到的功率為88 kW)求：(1)畫出全過程輸電線路圖；(2)降壓變壓器輸出的電流和輸電線上通過的電流；(3)升壓變壓器輸出的電壓；(4)兩個變壓器各自的匝數(shù)比答案(1)見解析圖(2)400 A20 A(3)4 500 V(3)解析(1)全過程輸電線路圖如圖所示(2分)(2)降壓變壓器輸出電流為I4 A400 A(2分)根據(jù)輸電線上損耗的功率為P損Ir，可知I2 A20 A(2分)(3)由歐姆定律可知輸電線上損失的電壓為UI2r20×5 V100 V(2分)根據(jù)變壓器輸入、輸出功率不變可得升壓變壓器輸出電壓U2 V4 500 V(2分)(4)降壓變壓器輸入電壓為U3U2U4 400 V(1分)根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知(1分)根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)的關(guān)系可知(1分)- 12 -