《高中物理选修3-2交变电流单元测试(二)》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高中物理选修3-2交变电流单元测试(二)（10页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、交变电流单元测试一、选择题（本大题包括10小题，每小题4分，共40分。）1 .闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式电流i=ImsinoM若保持其他条件不变，使发电机线圈匝数及转速各增加一倍，则电流的变化规律为（）A. i = 2Imsin2cotB. i = 4Imsin2cotC. i = 2Imsin co tD. i = 4Imsin w t2 .在如图1所示的电路中，a、b两端连接的交流电源既含高频交流，又含低频交流；L是一个25mH的高频扼流圈，C是一个100pF的电容器，R是负载电阻.下列说 法中正确的是图1A. L的作用是“通低频，阻高频” B. C的作用是“通交流，隔直流”
2、 C. C的作用是“通高频，阻低频”D.通过R的电流中，低频交流所占的百分比远远大于高频交流所占的百分比3 .将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示。下列说法正确的是 （）A .电路中交变电流的频率为 0.25HzB.通过电阻的电流为72AC.电阻消耗的电功率为 2.5WD.用交流电压表测得电阻两端的电压是5V4. 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的磁通 量随时间t的变化如图3所示，下列说法中正确的是图3A. t1时刻感应电动势为零B. t2时刻感应电动势最大C . t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当E变换
3、方向时，通过线圈的磁通量的绝对值都为最大5.利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电.现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Q它提供给用电器的电功率为40 kW,电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替 代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约 的电功率为A. 1 kWB. 1.6X103 kWC. 1.6 kWD. 10 kW6. 一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变， 如图4所示.如果负载电阻的滑动片向上移动.则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是（均为理想电表）图4A . V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大B. V1、V2不变，A、A
4、2增大，P增大C. V1、V2不变，A1、A2减小，P减小D. V1不变，V2增大，A1减小，A2减小，P减小7 .如图甲所示，为一种调光台灯电路示意图，它通过双向可控硅电子器件 （不分得电压）实现了无级调节亮度。给该台灯接220V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为（）B. 110VD.110A .8.C.D.9.8 .交变电流电压的有效值为 6 V,它和电阻R1、R2及电容器C、电压表一起连接成如 图所示的电路，图中电压表的读数为5,为了保证电容器 C不被击穿，电容器的耐压值为U2,电容器在电路中正常工作，则 （）U1=6 2 V U2=6 VU1=6 V
5、U2=3 2 VU1=6 亚 V U26 VU1=6 V U26, 2 V如图所示，为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计，如图所示.当开关S闭合后（）A . A1示数变大, B. A1示数变大, C. V 2示数变小, D. V 2示数不变, 10.Ai与A2示数的比值不变A i与A 2示数的比值变大Vi与V2示数的比值变大V1与V 2示数的比值不变如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输
6、送，再经变电所将高压变为低压.某变电所将电压U0 = 11 000v2sin100 W的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器（）A.原、副线圈匝数比为 50 : 1B.副线圈中电流的频率是 50 HzC.原线圈的导线比副线圈的要粗D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和11 .(分)有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示.它有两个外观基本相同的线圈 A、B,线圈外部还可以绕线.甲己(1)线圈中产生的最大感应电动势;(2)电流表的读数；(3)用电器上消耗的电功率.(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断 线
7、圈的匝数较多(选填A”或B” .)(2)如果把它看成理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有，一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源.请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表示).A线圈的匝数为nA=.(用所测物理量符号表示)三、计算题(每分，共50分)12 .如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕 OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直. 线圈匝数 n= 40,电阻 r = 0.1 Q 长 12= 0.05 m,宽 12=0.04 m,角速度 3=100 rad/s,磁 场的磁感应强度 B=0.2 T.线圈两端外接电阻 R=9.9 的用电器和一个交流电流表.求：13 .交流
8、发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动。一小型发电机的线圈共 220匝，线圈面积。，i -2S= 0.05m2,线圈转动的频率为 50Hz,线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B = WTo如果用此发电机带动两个标有“220V11kW的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如下图。求：发电机的输出电压为多少？(2)变压器原副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少?14如图所示，匀强磁场磁感应强度B=0.5 T,匝数为n = 50匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴 OO匀速转动，每匝线圈长为L = 25 cm,
9、宽为d=20 cm.线圈每分钟转动1 500转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时.(1)写出感应电动势 e的瞬时值表达式；(2)若每匝线圈本身电阻 r=0.02 Q,外接一阻值为 用电器，使线圈与外电路组成闭合电路，写出感应电流 值表达式；(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时， e和感应电流i的瞬时值表达式如何?13 Q的i的瞬时感应电动势(4)画出(1)(2)中的e t、i t图象.15.如图所示，一小型发电机通过升压、降压变压器把电能输送给用户，已知发电机的输出功率 Pi = 50kW,输出电压 Ui=500V,升压变压器原、副线圈匝数比为ni n2=1 5,两个
10、变压器间的输电导线的总电阻R=15Q,降压变压器的输出电压U4=220V,变压器本身的损耗忽略不计，求：升压变压器副线圈两端的电压U 2(2)输电线上损耗的电功率P损降压变压器原、副线圈的匝数比n3 n4单元综合测试答案(交变电流)1 .转速加倍则3= 271n也加倍，电流的最大值 Im也加倍故i =2I msin2 cot选项A正确. 答案：A2 .由电抗和电容对交变电流的作用可知，A C D正确.答案：ACD3、答案：C解析：由et图象可知，周期T=4X10-飞，电压峰值Um=5V, ，-1-所以频率f= T=25Hz, A错误；,，、 Um 5 2 八，电压有效值 U =近=2气,D错误
11、；，一、一 U .2 八，电流有效值I = R=彳A, B错误；电阻消耗功率 P=I2R= 2.5W, C正确。4 . t1、13时刻线圈中的磁通量为零，但变化率最大，感应电动势最大；而磁通最大时， 变化E换向，故CD对.率为零，感应电动势为零，当磁通量最大时，电动势答案：CD35 .用电器的额定电流为：1=行= Qnn A= 50 A,输电线上消耗功率 P线=I2R= 502X 0.4U 800W 1000 W= 1 kW.所以若采用超导材料则线路上的损耗将被节约答案：A6 .理想变压器输入电压不变，则输出电压不变，故表 V, V2示数不变；滑片 P向上移， 使负载电阻增大，因而，副线圈中的
12、电流I2减小，由于电压比不变，故原线圈中的电流也将减小；输出功率 P出 = U2I2减小，P入=P出，因而输入功率也将减小.答案：C7答案：C解析：设交流电的有效值为 U,将交流电与直流电分别通过相同电阻R,分析一个周期内热量:Um 2Um 2交流电Q=JT+R4 U2直流电Q = -T R- -220解得：U = 22V8、【解析】电压表读数为交流电压的有效值，所以电压表读数Ui=6 V,电容器耐压值应大于交流电压的最大值，U262 V.【答案】 D9、【解析】由售=，2知，开关S闭合后，V2示数不变，Vi与V2示数的比值不变，故一 ，一一 人 一、，、_ 一 , U2选项C错误，选项D正确
13、；开关S闭合后，副线圈闭合回路的总电阻R减小，由I2= R 知，I2变大，由巳=n2知，A1示数变大，且 A1与A2示数的比值不变，故选项 A正确.【答案】 AD10、【解析】U0= 11 0002sin100 tTV中的11 000我指的是电压的峰值， 有效彳1为11 000V,则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即 50 : 1, A正确；由3= 100兀可得频率为50 Hz,变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 Hz, B正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要 比原线圈粗，C错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和
14、等于副线圈中 的电流，故D错误.【答案】AB11、【解析】(1)由图乙可知a位置的阻值大于b位置的阻值，由电阻定律可得 A线圈的匝数多于B线圈的匝数.(2)用长导线绕一个 n匝线圈，作为副线圈替代 A线圈.把低压电源接 B线圈，测得线圈的输出电压U.Ua用A线圈换下绕制白线圈测得 A线圈输出电压UA.nA= UAn【答案】(1)A (2)步骤见解析nA=UAn 12.解析：(1)E m= nBco S= nBco l il 2= 1.6 V.Em(2)I m= RF = 0.16 A ,电流表读数为有效值I =*=0.11 A.：2(3)P =I 2R= 0.12 W.答案：(1)1.6 V (2)0.11 A (3)0.12 W 13、答案：(1)1 100V (2)5 1 (3)20A解析：根据 Em= NBSco= 1 100V2v得输出电压的有效值为U1 = E|= 1 100VU1n1(2)根据U=吊得01n2(3)根据 P 入=P出 = 2.2X 104W再根据P入=511，解得I1=20A14、【解析】(1)线圈匝数n= 50,磁场的磁感应强度 B= 0.5线圈转动的角速度=2 铲 1 500 rad/s= 50 兀 rad/s 线圈的面积 S= Ld = 0.05 m2 60所以 Em=nBSco=50X 0.5X 0.05X 50 兀、V 196
