【人教版】高中物理选修3-2章末测评：第5章-交变电流（B卷含答案）(8页).doc

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1、-【人教版】高中物理选修3-2章末测评：第5章-交变电流（B卷，含答案）-第 8 页第五章测评B(高考体验卷)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分；其中第17题为单选题；第810题为多选题，全部选对得5分，选不全得2分，有选错或不答的得0分)1(2013福建理综，15)如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r1.0 ，外接R9.0 的电阻。闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e10sin(10t) V，则()A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为10 VC外接电阻R所消耗的电功率为10 WD电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A2(2013海南单科

2、，2)通过一阻值R100 的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s。电阻两端电压的有效值为()A12 V B4 V C15 V D8 V3(2013天津理综，4)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()Aab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcd4(2013广东理综，16)如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL6 ，AB端电压u112sin(100t)

3、V。下列说法正确的是()A电流频率为100 HzBV的读数为24 VCA的读数为0.5 AD变压器输入功率为6 W5(2013四川理综，2)用220 V的正弦交变电流通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图所示，则()A变压器输入功率约为3.9 WB输出电压的最大值是110 VC变压器原、副线圈匝数比是12D负载电流的函数表达式i0.05sin(100t) A6(2013四川凉山模拟)某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用总电阻为3 的输电线向远处送电，要求输电线上的损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压

4、器，用户再用降压变压器变为220 V(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是()A输电线上的损失功率为300 WB升压变压器的原、副线圈匝数比为1100C输电线上的电流为100 AD降压变压器的输入电压为4 700 V7(2013山东聊城模拟)如图所示理想变压器原、副线圈匝数比为12，两端分别接有四个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L1和L2的功率之比为()A11 B13 C91 D318(2013山东理综，17)图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开

5、始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是()A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左9(2013江苏单科，8)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光。要使灯泡变亮，可以采取的方法有()A向下滑动PB增大交流电源的电压C增大交流电源的频率D减小电容器C的电容10(2013江西景德镇模拟)如图所示，一理想变压器原线圈匝数为n11 000，副线圈匝数为n2200，将原线圈接在u200sin 100t(V)的交流电压上，副线圈上电

6、阻R和理想交流电压表并联接入电路，现在A、B两点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是()A在A、B两点间串联一只电阻R，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2 Wb/sB在A、B两点间接入理想二极管，电压表读数为40 VC在A、B两点间接入一只电容器，只提高交变电流频率，电压表读数增大D在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交变电流频率，电阻R消耗电功率减小二、实验题(本题共2小题，共16分。把答案填在题中的横线上)11(8分)(2011安徽理综，19改编)如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转

7、动(O轴位于磁场边界)。则线框内产生的感应电流的有效值为_。12(8分)(2011海南单科，11)如图，理想变压器原线圈与一10 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_ A。三、解答题(本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(10分)(2013北京门头沟区模拟)有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图，如图甲所示，当汽车减速时，线圈受到磁

8、场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用。线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2。图乙是此装置的侧视图，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B。某次测试时，外力使线圈以角速度逆时针匀速转动，电刷M端和N端接电流传感器，电流传感器记录的it图象如图丙所示(I为已知量)，取ab边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻t0。不计线圈转动轴处的摩擦，则(1)求线圈在图乙所示位置时，产生电动势E的大小，并指明电刷M和N哪个接电源正极。(2)求闭合电路的总电阻R和外力做功的平均功率P。(3)为了能够获得更多的电能，依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议。14

9、(10分)(2012江苏单科，13)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为，磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r，外接电阻为R。求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em。(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F。(3)外接电阻上电流的有效值I。15(14分)(2013北京通州模拟)十三陵抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时，电站利用电网多

10、余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。电站利用十三陵水库为下游水库，在蟒山后上寺沟头修建上游水库。电站的年发电量约为10亿kWh，年抽水用电量约为14亿kWh。如图所示，上游水库近似视为长方体，可用于发电的库容量为V，蓄水后上游水库的平均水深为d，水位高出下游水面高度为H。已知下游水库的库容量远大于上游水库的库容量。(1)求十三陵抽水蓄能电站的总效率。(2)求能用于发电的水的最大重力势能EP。(3)若把抽水蓄能电站产生的电能输送到北京城区。已知输电功率为P，输电线路的总阻值为R。要使输电线路上损耗的功率小于P，a求输电电压的最小值U。b在输电功率P一定的情况下，请提

11、出两种能够降低输电过程中功率损耗的方法，并加以评述。参考答案1解析：根据题意知，转子转动的角速度10，又2f，则该交流电的频率f5 Hz，A项错误；该交变电流电动势最大值Em10 V，则有效值E10 V，B项错误；根据欧姆定律可得，电路中电流I1.0 A，即电流表的示数为1.0 A，电阻R消耗的电功率PI2R9.0 W，C项错误，D项正确。答案：D2解析：设该交变电流的有效值为I，根据电流的有效值的规律和焦耳定律可得，I2RT2(Rt1Rt2)，根据图象可知，T1 s，t10.4 s，t20.1 s，解得，I0.04 A，电阻两端电压的有效值UIR4 V，B项正确。答案：B3解析：根据变压器原

12、、副线圈中电流与匝数间的关系可知，IabIcd，所以ab接MN、cd接PQ，选项B正确。答案：B4解析：交流电的瞬时值的表达式为UUmsin tUmsin 2ft，可见电流频率为50 Hz，U112 V，电压表示数U26 V，电流表示数I21 A，变压器输入功率与输出功率相等，P1P2I2U26 W，选项D正确。答案：D5解析：由图象知，副线圈电流的有效值I20.05 A，副线圈的输出功率是P2U2I21100.05 W3.9 W，A正确；输出电压的有效值是110 V，B错；根据理想变压器电压与匝数的关系，C错；从图象可以看出，交变电流的周期是0.02 s，角速度是100 rad/s，负载电流

13、的函数表达式i0.05sin 100t A，D错。答案：A6解析：输电线上的损失功率为P50 kW0.6%300 W，选项A正确；由PI2R可得输电线上的电流I10 A，升压变压器的副线圈电压为U5 000 V，故升压变压器原、副线圈匝数比为110，选项B、C错误；输电线上损失电压为UIR30 V，则降压变压器的输入电压为4 970 V，选项D错误。答案：A7解析：根据变压器变压公式可知，L2的电压与L3的电压相等，功率相等。变压器原线圈中输入电流为副线圈中输出电流的2倍，L1中的电流为副线圈中输出电流的3倍，亦即为L2中电流的3倍，由PI2R知，L1的功率为L2的功率的9倍。选项C正确。答案

14、：C8解析：电流表显示的是交变电流的有效值，即I10 A，选项A正确；从图象可知周期T2102 s，则100 rad/s，选项B错误；0.01 s时，线圈转过了半个周期，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；0.02 s时线圈转动到图示位置，AB边向下切割磁感线，根据右手定则可判断电流方向从B指向A，即电阻R中电流的方向自左向右，选项D错误。答案：AC9解析：向下滑动滑片P，副线圈匝数减少，输出电压U2减小，经过灯泡的电流减小，灯泡变暗，选项A错误；增大交流电源的电压，则原线圈两端电压U1变大，副线圈的输出电压U2变大，经过灯泡的电流增大，灯泡变亮，选项B正确；增大交流电的频率，电容器对交流电的

15、阻碍作用减小，经过灯泡的电流增大，灯泡变亮，选项C正确；减小电容器的电容，电容器对交流电的阻碍作用增大，经过灯泡的电流减小，灯泡变暗，选项D错误。答案：BC10解析：由En、EU可得在A、B两点间串联一只电阻R，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2 Wb/s，选项A错误；在A、B两点间接入理想二极管，电压表读数小于40 V，选项B错误；在A、B两点间接入一只电容器，只提高交变电流的频率，容抗减小，电压表读数增大，选项C正确；在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交变电流的频率，感抗增大，电阻R中电流减小，消耗电功率减小，选项D正确。答案：CD11解析：切割磁感线产生的感应电动势为EBL2，一个

16、周期内有电动势的时间是，故根据有效值定义有()2RI2RT，解得I。答案：12解析：小灯泡a的额定电压UA V3 V，原、副线圈的匝数比。由功率关系可得UIPAUAIb，则Ib0.2 A。答案：1030.213解析：(1)感应电动势E2nBL1V又VL2得EnBL1L2根据右手定则，可知M端是电源正极。(2)由电流I得R线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半个周期外力平均功率PI2R即P。(3)增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积；适当增减线圈面积；变成多组线圈等。答案：(1)nBL1L2M端是电源正极(2)(3)增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积；适当增减线圈面积；

17、变成多组线圈等。14解析：(1)bc、ad边的运动速度v感应电动势Em4NBlv解得Em2NBl2(2)电流Im安培力F2NBIml解得F(3)一个周期内，通电时间tTR上消耗的电能WRt且WI2RT解得I答案：(1)2NBl2(2) (3)15解析：(1)总效率100%100%71%。(2)能用于发电的水的总质量：mV能用于发电的水的平均下落高度：h(H)所以，能用于发电的水的最大重力势能：EpmghVg(H)说明：上式中取1 000 kg/m3，g取9.8 m/s2或10 m/s2均可。(3)A.当输电电压为U时，输电电流：I故损失功率：PI2R()2R所以，输电电压的最小值：UPB由P()2R可知，降低输电中的功率损耗，可采用以下几种方法：提高输电电压U(最经济)；增大输电导线的横截面积(或采用电阻率小的输电导线材料)(不经济)。答案：(1)71%(2)Vg(H)(3)aPb提高输电电压U(最经济)；增大输电导线的横截面积(或采用电阻率小的输电导线材料)(不经济)。