《2019-2020学年高中物理 第五章 交变电流综合检测（a卷）（含解析）新人教版选修3-2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2019-2020学年高中物理 第五章 交变电流综合检测（a卷）（含解析）新人教版选修3-2（11页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第五章综合检测(A卷) 对应学生用书P33本试卷分第卷(选择题)和第卷(非选择题)两部分，满分110分，考试时间90分钟。第卷 (选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。18小题只有一个选项正确，912小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的不得分)1一个阻值为2 的线圈在匀强磁场中转动，产生的电动势为e10sin20t(V)，当该线圈与一阻值为8 的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是()At0时，线圈平面位于中性面Bt0时，穿过线圈的磁通量为0C电阻的热功率为16 WD用电压表测路端电压时读数为11.3 V答案A解析由产生的电动势的表达
2、式可知，t0时，电动势为零，线圈平面位于中性面，磁通量最大，故A正确，B错误；电动势的有效值E10 V，电阻两端的电压UR8 V，D错误；由P得P8 W，C错误。2一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示，已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则下列说法正确的是()A该交流电的周期为0.01 sB电路中的电压表的示数为220 VC电动势的瞬时值表达式为e220sin(100t) VD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为20 J答案C解析由甲图可知该交流电的周期T0.02 s，故A错误；由甲图可知交流电的电动势的最大值为Em220 V，故有
3、效值E220 V，电压表示数UE209 V，故B错误；角速度100 rad/s，故该交流电的电动势的瞬时值表达式为e220sin(100t) V，故C正确；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Qt1 J24.2 J，故D错误。3如图所示为一电流随时间变化的it图象，该电流的有效值为()A. B. C.Im D.Im答案C解析研究一个周期，根据有效值的定义得I2RTIR，IIm，C正确。4如图所示，图甲中两导轨不平行，而图乙中两导轨平行，其余条件都相同，金属棒MN都在导轨上向右匀速平动(速度较大)，在金属棒平动的过程中，将观察到(导轨及导体棒电阻不计)()AL1和L2都发光，只是亮度不同BL1和L
4、2都不发光CL2发光，L1不发光DL1发光，L2不发光答案D解析金属棒MN向右匀速平动时切割磁感线，在闭合回路中产生感应电流，但题图甲中金属棒接入电路中的长度逐渐增加，题图乙中不变，因此，在题图甲铁芯中产生变化的磁通量，副线圈中产生感应电流，L1发光；题图乙铁芯中产生恒定不变的磁通量，副线圈中无感应电流，L2不发光，故D正确。5如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流)。产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器)之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是 ()A一定是降
5、压变压器，因为PI2R，降压后电流减小，导线上损失的电能减少B一定是降压变压器，因为P，降压后电压降低，导线上损失的电能减少C一定是升压变压器，因为I，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强D一定是升压变压器，因为PUI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少答案D解析根据题述变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，话筒内的这只变压器，一定是升压变压器，因为PUI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少，D正确。6如图甲所示电路中，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，
6、则在t1t2时间内()A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电流表的示数都不为零答案C解析理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间均匀增加，穿过副线圈的磁通量也将随时间均匀增加，副线圈中产生恒定的感应电动势，副线圈中的电流为恒定电流，电感线圈对恒定电流无阻碍作用，因而电流表A1、A2的示数相同，C正确，A错误；恒定电流不能通过电容器，因而电流表A3的示数为零，B、D项错误。7.如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个理想交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动
7、机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是()A原线圈中的电流为nIB变压器的输入功率为C电动机输出的总功率为I2RD电动机两端电压为IR答案B解析电流表的读数为副线圈电流，所以原线圈电流为，故A错误；原线圈的输入功率则为U，故B正确；电动机上的热功率为I2R，电动机消耗功率为U，两端电压为，故C、D错误。8如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则()A用户用电器上交流电的频率是100 HzB发电机输出交流电的电压有效值是500 VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小答案D解析变压器不改变交流电的频
8、率，由图乙可知此交流电的频率为50 Hz，故A错误；由图乙可知发电机输出交流电的电压最大值为500 V，那么有效值为250 V，故B错误；输电线上的电流还受用户电流大小的影响，故C错误；当用户用电器的总电阻增大时，降压变压器的副线圈电流减小，导致输电线上电流减小，输电线上损失的功率PI2R线，故输电线上损失的功率减小，故D正确。9我国“西电东送”采用高压输电，继三峡至常州500 kV直流输电工程后，又实现了三峡至广东的500 kV直流输电工程。采用高压直流输电有利于不同发电机为同一电网供电和不同电网的互联。关于高压直流输电，下列说法正确的是()A高压输电可以减小输电电流，从而减少输电导线的能量
9、损失B恒定的直流输电可以有效消除交流高压输电中感抗和容抗的影响C可以加快输电的速度D为实现高压直流输电，可以用变压器直接改变恒定电流的电压答案AB解析在功率一定时，采用高压输电，根据PUI，可以减小电流，从而减少输电导线的能量损失，A正确；交流电由于感抗和容抗的作用，会使电能损耗很大，而利用直流输电可以有效消除感抗和容抗的影响，B正确；两种输电方式都不能改变输电的速度，C错误；变压器只能改变交变电流的电压，D错误。10一个探究性学习小组利用示波器，绘制出了一个原、副线圈匝数比为21的理想变压器的副线圈两端输出电压u随时间t变化的图象，如图所示(图线为正弦曲线)。则下列说法正确的是()A该变压器
10、原线圈输入电压的瞬时值表达式为u20sin100t(V)B接在副线圈两端的交流电压表的示数为7.1 VC该变压器原线圈输入频率为50 HzD接在副线圈两端阻值为20 的白炽灯，消耗的功率为2.5 W答案BD解析由图象知，输出电压的峰值为10 V，周期为0.04 s，由电压与匝数比关系知，输入电压峰值为20 V，交变电压的频率为f25 Hz，角频率50 rad/s，输入电压的瞬时值表达式为u20sin50t(V)，A、C错误；输出电压的有效值为U25 V7.1 V，B正确；电灯的功率为P2.5 W，D正确。11如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电
11、线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2。则()A用户端的电压为B输电线上的电压降为I1rC理想变压器的输入功率为IrD输电线路上损失的电功率为I1U答案AB解析根据理想变压器输入端与输出端的电功率相同，可得I1U1I2U2，解得：U2，故A正确；根据欧姆定律可得：输电线上的电压降为I1r，故B正确；理想变压器的输入功率为U1I1，故C错误；输电线路上损失的电功率为Ir，故D错误。12.如右图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上如下图所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的是()答案ABC解
12、析对A图象可知，电子先做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增加的减速运动，T时刻速度为零。从T到T电子反向做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增大的减速运动，T时刻速度为零，回到原位置，即电子能做往复运动。同样的分析方法可得B、C也正确。而D图象对应的电压使电子做的是单方向的直线运动。第卷 (非选择题，共62分)二、填空题(本题共3小题，每小题6分，共18分)13.一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直。线圈中感应电动势e与时间t的关系如图所示。则磁感应强度B_。在t时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_。答案解析线圈在磁
13、场中匀速旋转时产生的感应电动势的最大值为：EmaxBS，则磁感应强度B，因为题图乙中计时的起点为线圈平面与磁感线平行的位置，所以在t时刻，线圈平面与磁感线的夹角即为线圈平面经过t转过的角度，其大小为：t。14.如图所示，电表均为理想的交流电表，保险丝P的熔断电流为2 A，电容器C的击穿电压为300 V。若在a、b间加正弦交变电压，并适当地调节R接入电路中的阻值，使P恰好不被熔断，C恰好不被击穿，则电流表的读数为_A，电压表的读数为_V。答案2212.1解析电阻R0和R串联接入交流电路中，通过保险丝的电流与通过电流表的电流相等；电容器与电阻R并联，故电容器两端的电压与R两端的电压相同。电压表的读
14、数是电阻R两端电压的有效值，而电容器的击穿电压是加在电容器两端的交变电压的最大值，故电流表的读数为2 A，电压表的读数为 V212.1 V。15.如图所示，理想变压器原线圈与10 V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3 W，正常发光时电阻为30 ，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡b的电流为_。答案1030.2 A解析副线圈电压U2Ua3 V，UbUa3 V由能量守恒定律得：U1I1PaUbIb代入数据得：Ib0.2 A。三、计算题(共44分。解答应写出必要的文字说明、证明过程或演算步骤)16(11分)如图甲所示，固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n100 匝，总电阻r1.0 ，所围成矩形的面积S0.040 m2，小灯泡的电阻R9.0 ，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为enBmScost，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的0时间内，通过小灯泡的电荷量。答案(1)8.0 V(2)2.
