2020-2021學(xué)年新教材物理人教版選擇性必修第二冊(cè)課后提升訓(xùn)練：第三章　交變電流 測(cè)評(píng)

1、好好學(xué)習(xí)，天天向上第三章測(cè)評(píng)(時(shí)間：90分鐘滿分:100分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題，每小題3分,共24分。每個(gè)小題中只有一個(gè)選項(xiàng)是正確的)1。某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)為e=50sin（100t） v.對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有(）a.最大值是502 vb。頻率是100 hzc.有效值是25 vd。周期是0.02 s解析從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí),交流電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=emsint，因e=50sin(100t)v,所以最大值em=50v，a錯(cuò)誤；由=2f=100rad/s得f=50hz，b錯(cuò)誤;有效值e=em2=252v,c錯(cuò)誤;t=1f=0.02s,d正確。答案d2。如圖所示,在遠(yuǎn)距離輸電

2、過(guò)程中,若保持升壓變壓器原線圈的輸入功率不變，下列說(shuō)法正確的是()a.升高u1會(huì)增大輸電電流i2b。升高u1會(huì)增大線路的功率損耗c.升高u1會(huì)增大線路的電壓損耗d。升高u1會(huì)提高電能的利用率解析升高輸電電壓u1,由于輸入功率不變,則i1將減小,又因?yàn)閕2=n1n2i1,所以i2將減小,故a錯(cuò)誤；線路功率損耗p損=i22r,因此功率損耗在減小,電壓損失減小，故b、c錯(cuò)誤；因線路損耗功率減小，故利用率將升高，故d正確。答案d3。(2018全國(guó)卷）一電阻接到方波交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為q方；若該電阻接到正弦交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為q正.該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為t,

3、如圖所示。則q方q正等于()a。12b。21c.12d.21解析對(duì)于方波交流電源，電壓的有效值和最大值相等，即u方=u0，在周期t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為q方=u02rt，對(duì)于正弦交流電源，電壓的有效值u正=u02,在周期t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為q正=(u02)2rt，整理可得q方q正=21,選項(xiàng)d正確。答案d4.（2018天津卷)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流.利用該發(fā)電機(jī)（內(nèi)阻可忽略）通過(guò)理想變壓器向定值電阻r供電,電路如圖所示，理想交流電流表a、理想交流電壓表v的讀數(shù)分別為i、u，r消耗的功率為p。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的12,則()a.r消耗的功率變?yōu)?2pb.電壓表v的讀數(shù)變?yōu)?2uc.電流表

4、a的讀數(shù)變?yōu)?id。通過(guò)r的交變電流頻率不變解析本題考查交變電流的產(chǎn)生和變壓器原理，清楚感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的決定因素是解題的關(guān)鍵,另外要知道交流電表測(cè)的是交變電流的有效值。發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)一半時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值和有效值均變?yōu)樵瓉?lái)的一半,變壓器匝數(shù)比不變，故副線圈上的電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的一半,選項(xiàng)b正確;對(duì)負(fù)載電阻r，由p=u2r可得，r消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的14，即副線圈消耗的功率變?yōu)樵瓉?lái)的14,故原線圈消耗的功率也變?yōu)樵瓉?lái)的14，而原線圈電壓變?yōu)樵瓉?lái)的一半，故原線圈中的電流(電流表示數(shù))變?yōu)樵瓉?lái)的一半，選項(xiàng)a、c均錯(cuò)誤；發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)一半時(shí),線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)橐话?由f=2可得交

5、變電流的頻率變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，選項(xiàng)d錯(cuò)誤。答案b5。(2017北京卷）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u=2202sin（100t) v的交流電源上,副線圈接有r=55 的負(fù)載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為21，電流表、電壓表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是(）a.原線圈的輸入功率為2202 wb.電流表的讀數(shù)為1 ac.電壓表的讀數(shù)為1102 vd.副線圈輸出交流電的周期為50 s解析由u1u2=n1n2得u2=110v,故p入=p出=u22r=220w,a項(xiàng)錯(cuò)誤。由i2=u2r得i2=2a，i1i2=n2n1,故i1=1a，電流表示數(shù)為1a，b項(xiàng)正確。電壓表示數(shù)為有效值，即110v，c項(xiàng)錯(cuò)誤.t=

6、2=0.02s,故d項(xiàng)錯(cuò)誤。答案b6。對(duì)于遠(yuǎn)距離輸電,在p送一定的情況下，設(shè)輸電線路中的電流為i送，輸電線的總電阻為r線,為了節(jié)能，采用高壓u送輸電，下列說(shuō)法正確的是(）a。由u送=i送r線，知輸電線路中的電流變大b.由p送=i送u送,知輸電線路中的電流變小c.由p耗=u送2r線，知輸電線路消耗功率增大d.由p送=i送2r線,知不會(huì)影響輸電線路中的電流解析由u線=i線r線，i送=i線，u送u線（u送=u到+u線),得u送i送r線,選項(xiàng)a錯(cuò);公式p送=i送u送，針對(duì)的是同一研究對(duì)象,故選項(xiàng)b對(duì)、d錯(cuò);p耗=i線2r線=i送2r線=p送u送2r線,因此u送增大時(shí),輸電線路消耗功率p耗減小,故選項(xiàng)c

7、錯(cuò)。答案b7。如圖所示,m為理想變壓器，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、a2b。a2、v2c.a1、a2、v2d.a1、a2、v1、v2解析由變壓器特點(diǎn)可知u1u2=n1n2,只要n1、n2的比值不變,u1不變,那么u2也不變；由電流之比i1i2=n2n1，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。答案a8。將阻值為5 的電阻接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上，電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示.下列說(shuō)法正確

8、的是()a。電路中交變電流的頻率為0。25 hzb.通過(guò)電阻的電流為2 ac.電阻消耗的電功率為2。5 wd.用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是5 v解析電路中交變電流的頻率f=1t=25hz,a錯(cuò);通過(guò)電阻的電流應(yīng)為有效值，即i=ur=552a=22a，用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是522v，b、d錯(cuò)；電阻消耗的電功率p=i2r=2。5w,c對(duì)。答案c二、多項(xiàng)選擇題(本題共4小題，每小題4分,共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，有多項(xiàng)符合題目要求.全部選對(duì)的得4分，選對(duì)但不全的得2分，有選錯(cuò)的得0分）9.如圖所示，將額定電壓為60 v的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交變電源上。閉合開(kāi)關(guān)s后

9、,用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表）的示數(shù)分別為220 v和2。2 a。以下判斷正確的是()a。變壓器輸入功率為484 wb.通過(guò)原線圈的電流的有效值為0。6 ac。通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2 ad.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2=113解析變壓器的輸入功率p1=p2=i2u2=2。260w=132w，選項(xiàng)a錯(cuò)誤;由u1u2=n1n2得n1n2=u1u2=22060=113，選項(xiàng)d正確;由i1i2=n2n1得i1=n2n1i2=3112.2a=0.6a，選項(xiàng)b正確;根據(jù)i=im2得通過(guò)副線圈的電流的最大值i2m=2i2=1152a,選項(xiàng)c錯(cuò)誤。答案bd10。（2017

10、天津卷)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 ,則（)a.t=0時(shí),線圈平面平行于磁感線b。t=1 s時(shí),線圈中的電流改變方向c.t=1.5 s時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大d.一個(gè)周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為82 j解析t=0時(shí),磁通量為零,故線圈平行于磁感線，故a正確;t=1s時(shí),由題圖可知,磁通量為零,磁通量變化率最大，此時(shí)斜率方向不變,感應(yīng)電流方向不變，故b錯(cuò)誤；當(dāng)t=1。5s時(shí),磁通量最大但磁通量變化率為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0,故c錯(cuò)誤;由題圖可知,有效值e=22em=22nm=22v，在一個(gè)周

11、期內(nèi)產(chǎn)生的熱量q=e2rt=82j,故d正確.答案ad11.如圖甲為電熱毯電路示意圖，交流電壓u=311sin（100t） v,當(dāng)開(kāi)關(guān)s閉合時(shí),電熱絲的電功率為p0；當(dāng)開(kāi)關(guān)s斷開(kāi)時(shí)，加在電熱絲上的電壓如圖乙所示,則(）a。開(kāi)關(guān)閉合時(shí),交流電壓表的讀數(shù)為220 vb.開(kāi)關(guān)閉合時(shí),交流電壓表的讀數(shù)為311 vc。開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，交流電壓表的讀數(shù)為311 v，電熱絲功率為p02d。開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，交流電壓表的讀數(shù)為156 v,電熱絲功率為p02解析交流電壓表的讀數(shù)為有效值，計(jì)算熱功率要用有效值.開(kāi)關(guān)接通時(shí)，交流電壓峰值um=311v，所以有效值u=um2=220v，a正確；開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),取一個(gè)周期t，電熱絲產(chǎn)

12、生的熱量減半,所以由p=qt，得電熱絲功率為p02,由p=u2r,得電壓有效值為u2=156v,電壓表示數(shù)為156v。答案ad12。如圖所示,圖乙中理想變壓器的原線圈接如圖甲所示的交變電流.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為203，定值電阻的阻值為11 ，滑動(dòng)變阻器的總阻值為22 。下列說(shuō)法中正確的是(）a。副線圈輸出電壓的頻率為50 hzb.滑動(dòng)變阻器的滑片p向右滑動(dòng)時(shí),電阻r兩端的電壓不變c.滑動(dòng)變阻器的滑片p滑到最右端時(shí),通過(guò)電阻r的電流為8.45 ad.滑動(dòng)變阻器的滑片p滑到最左端時(shí)，理想變壓器的輸入功率為132 w解析由交變電流的圖像可知，加在原線圈中電流的周期t=0.02s,頻率f=5

13、0hz,由于變壓器不能改變電源的頻率，副線圈輸出電壓的頻率為50hz,故a正確；滑動(dòng)變阻器的滑片p向右移動(dòng)時(shí)，電路總電阻變小,電流變大,由u=ir可知,電阻r兩端的電壓變大,故b錯(cuò)誤；原線圈電壓的有效值u1=um2=440v,根據(jù)u1n1=u2n2可得副線圈的電壓u2=66v,滑動(dòng)變阻器的滑片p滑到最右端時(shí),通過(guò)電阻r的電流為i2=u2r=6a,故c錯(cuò)誤；滑動(dòng)變阻器的滑片p滑到最左端時(shí)，理想變壓器的輸入功率為p2=u22r+rp=132w,故d正確。故選ad.答案ad三、非選擇題（本題共6小題，共60分。按題目要求作答,計(jì)算題要有必要的文字說(shuō)明和解題步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位）13.（6分)

14、(1）某學(xué)生選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來(lái)“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí)，原線圈接在學(xué)生電源上,用多用電表測(cè)量副線圈的電壓，下列操作正確的是.a。原線圈接直流電壓，電表用直流電壓擋b.原線圈接直流電壓，電表用交流電壓擋c.原線圈接交流電壓,電表用直流電壓擋d。原線圈接交流電壓,電表用交流電壓擋（2)該學(xué)生繼續(xù)做實(shí)驗(yàn),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)方法是控制變量法。解

15、析(1）變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象，故原線圈接交流電壓，輸出電壓也是交流電壓，故電表用交流電壓擋,故abc錯(cuò)誤,d正確;（2）根據(jù)變壓比公式u1u2=n1n2,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u1u2=n1n2,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小。答案(1)d（2）增大減小14.(8分）有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器,其鐵心粗細(xì)一致，如圖甲所示，它有兩個(gè)外觀基本相同的線圈a、b（內(nèi)部導(dǎo)線電阻率、橫截面積相同），線圈外部還可以再繞線圈.(1)某同學(xué)用多用電表的同一歐姆擋先后測(cè)量了a、b線圈的電阻值，指針?lè)謩e對(duì)應(yīng)圖乙中的a

16、、b位置，則a線圈的電阻為，由此可推斷(選填“a或“b”)線圈的匝數(shù)較多。(2)如果把此變壓器看作理想變壓器，現(xiàn)要測(cè)量a線圈的匝數(shù)，提供的器材有:一根足夠長(zhǎng)絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源。請(qǐng)完成以下填空：用絕緣導(dǎo)線在線圈b上繞制n匝線圈;將a線圈與低壓交流電源相連接；用多用電表的“交流電壓”擋分別測(cè)量a線圈的輸入電壓ua和(選填“繞制”或“b”)線圈的輸出電壓u；則a線圈的匝數(shù)為。（用已知和測(cè)得量的符號(hào)表示）甲乙解析（1）多用電表歐姆擋讀數(shù)=指針指示值倍率,a的讀數(shù)為24，倍率為1，所以電阻為24。根據(jù)電阻定律,導(dǎo)線越長(zhǎng),電阻越大，因?yàn)閍的電阻比b的大,所以a線圈匝數(shù)多。(2）因?yàn)椴恢?/p>

17、b線圈的匝數(shù)，所以要用交流電壓擋測(cè)繞制線圈的輸出電壓u。根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比,有uau=nan，所以na=nuau。答案(1)24a（2）繞制nuau15。(8分）交流發(fā)電機(jī)電樞電阻為2 ,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式為e=389sin(100t） v，給電阻r=8 的用電器供電，則:(1)通過(guò)用電器的電流為多少？(2）電源輸出功率和發(fā)電總功率為多少？(3）發(fā)電機(jī)輸出端電壓為多少？解析(1）交流電動(dòng)勢(shì)的有效值為e=em2=3892v=275v根據(jù)閉合電路歐姆定律i=er+r=2758+2a=27.5a。(2)發(fā)電機(jī)的輸出功率即電阻消耗的電功率p出=i2r=6050w發(fā)電總功率為p=ei=275

18、27。5w=7562.5w。（3)發(fā)電機(jī)的路端電壓為u=ir=27。58v=220v.答案(1）27。5 a(2）6 050 w7 562.5 w(3)220 v16。(8分）人們利用發(fā)電機(jī)把天然存在的各種形式的能(水流能、風(fēng)能、煤的化學(xué)能)轉(zhuǎn)化為電能。為了合理利用這些能源，發(fā)電站要修建在靠近這些天然資源的地方。但是，用電的地方往往很遠(yuǎn).因此，需要高壓輸送線路把電能輸送到遠(yuǎn)方.如果某發(fā)電站將u=6 000 v的電壓直接加在高壓輸送線路的入端向遠(yuǎn)方供電，且輸送的電功率為p=800 kw.則此時(shí)安裝在高壓輸送線路的入端和終端的電能表一晝夜讀數(shù)就相差e=9 600 kwh。(1)求此種情況下，高壓線

19、路的輸電效率。（2)若要使此高壓輸電線路的輸電效率為98,則需要在發(fā)電站處應(yīng)安裝一個(gè)變壓比n1n2是多少的變壓器?解析(1）此情況下,終端功率p=pet=800kw-9600kwh24h=400kw所以，輸電效率=pp100%=400kw800kw100=50.（2）設(shè)高壓輸送線路的導(dǎo)線電阻為r，由題意知：原來(lái)線路損耗p損1=i12r=400kw,且ui1=p現(xiàn)在線路損耗p損2=p(198)=i22r且ui2=p，uu=n1n2,解得n1n2=15。答案(1）50%(2)1517.（14分）如圖所示，間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌ab、cd，水平地放置在豎直方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為b的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ac端接阻值為r的電阻。一長(zhǎng)度為l、電阻為r0、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒mn垂直放置在導(dǎo)軌上，在外力f的作用下從t=0時(shí)刻開(kāi)始運(yùn)動(dòng),其速度隨時(shí)間的變化規(guī)律是v=vmsin t，導(dǎo)軌的電阻值忽略不計(jì)。求：(1）從t=0到t=2的時(shí)間內(nèi)電阻r產(chǎn)生的熱量q；（2）從t=0到t=2的時(shí)間內(nèi)外力f做的功w。解析（1)導(dǎo)體棒mn切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e=blv=blvmsint，因此是按正弦規(guī)律變化的交變電流,且峰值em=blvm，則有效值為e=em2=blvm2，由歐姆定律得i=er+r0=blvm2(r+