2018粵教版高中物理選修21電磁感應(yīng)與交變電流 單元測(cè)試

1、2019-2019學(xué)年粵教版高中物理選修2-1 第三章 電磁感應(yīng)與交變電流 單元測(cè)試一、單選題1.在遠(yuǎn)距離輸電中，輸電線電阻一定，輸送電功率一定，如果將輸電電壓提高到原來的10倍，則輸電線上消耗的功率減小到原來的( ) A.10倍B.1/10C.100倍D.1/1002.電子式互感器是數(shù)字變電站的關(guān)鍵裝備之一如圖所示，某電子式電壓互感器探頭的原理為電阻分壓，ac間的電阻是cd間電阻的（n1）倍，某次測(cè)量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U，則輸入端的電壓為（ ）A.nUB.C.（n1）UD.3.如圖所示，一矩形線圈abcd ， 已知ab邊長(zhǎng)為l1 ， bc邊長(zhǎng)為l2 ， 在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞

2、OO軸以角速度從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則t時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為( )A.0.5Bl1l2sin tB.0.5Bl1l2cos tC.Bl1l2sin tD.Bl1l2cos t4.如圖所示，將理想變壓器原線圈接入電壓隨時(shí)間變化規(guī)律為：u=220 sin100t（V）的交流電源，在副線圈兩端并聯(lián)接入規(guī)格為“22V，22W”的燈泡10個(gè)，燈泡均正常發(fā)光除燈泡外的電阻均不計(jì)，下列說法正確的是（ ）A.變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10 ：1B.電流表示數(shù)為1AC.電流表示數(shù)為10AD.副線圈中電流的頻率為5Hz5.一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2115，原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時(shí)間t

3、的變化規(guī)律如圖所示，副線圈僅接入一個(gè)10的電阻則()A.流過電阻的最大電流是20AB.與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是141VC.變壓器的輸入功率是1103WD.在交變電流變化的一個(gè)周期內(nèi)，電阻產(chǎn)生的焦耳熱是2103J6.現(xiàn)將電池組、滑動(dòng)變阻器、帶鐵芯的線圈A、線圈B、電流計(jì)及電鍵如圖連接下列說法中正確的是（ ）A.電鍵閉合后，線圈A插入或拔出都會(huì)引起電流計(jì)指針偏轉(zhuǎn)B.線圈A插入線圈B中后，電鍵閉合和斷開的瞬間，電流計(jì)指針均不會(huì)偏轉(zhuǎn)C.電鍵閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)，電流計(jì)指針靜止在中央零刻度D.電鍵閉合后，只有滑動(dòng)變阻器的滑片P加速滑動(dòng)，電流計(jì)指針才能偏轉(zhuǎn)7.某同學(xué)模擬“遠(yuǎn)距離輸電”，將實(shí)

4、驗(yàn)室提供的器材連接成如圖所示電路，A，B為理想變壓器，燈L1、L2相同且阻值不變保持A的輸入電壓不變，開關(guān)S斷開時(shí)，燈L1正常發(fā)光則（ ）A.緊閉合S，L1變亮B.緊閉合S，A的輸入功率變小C.僅將滑片P上移，L1變亮D.僅將滑片P上移，A的輸入功率變小8.某小型水電站向小山村輸電，輸送電功率為50 kW，若以1100 V送電，則線路損失為10 kW，若以3300 V送電，則線路損失功率可變?yōu)椋?） A.33 kWB.11 kWC.30 kWD.11 kW9.調(diào)壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構(gòu)造如圖乙所示線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形的鐵芯上，CD之間輸入交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P就可以調(diào)節(jié)輸出電壓圖

5、乙中兩電表均為理想交流電表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動(dòng)變阻器現(xiàn)在CD兩端輸入圖甲所示正弦式交流電，變壓器視為理想變壓器，那么（ ）A.由甲圖可知CD兩端輸入交流電壓U的表達(dá)式為 B.當(dāng)動(dòng)觸頭P逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，MN之間輸出交流電壓的頻率變大C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大，電壓表讀數(shù)也變大D.當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)時(shí)，電阻R2消耗的電功率變小10.下列設(shè)備中利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象制成的是（） A.發(fā)電機(jī)B.電磁繼電器C.電磁鐵D.電動(dòng)機(jī)二、多選題11.如圖甲所示，理想變壓器的原線圈電路中裝有0.5A的保險(xiǎn)絲L，原線圈匝數(shù)n1=600匝，副線圈匝數(shù)n2=120匝當(dāng)原線圈接在如

6、圖乙所示的交變電源上時(shí)，要使整個(gè)電路和用電器正常工作，則副線圈兩端可以接（ ）A.阻值為14.4的電阻B.并聯(lián)兩盞“36V，40W”的燈泡C.工作頻率為10 Hz的電視D.耐壓值為36V的電容器12.如圖所示，理想變壓器原線圈a、b兩端接正弦交變電壓u，u=220 sin100t（V），交流電壓表V接在副線圈c、d兩端（不計(jì)導(dǎo)線電阻），原、副線圈的匝數(shù)比n 1：n 2=10：1原來開關(guān)S是斷開的，則當(dāng)S閉合一段時(shí)間后（ ）A.交流電壓表示數(shù)不變，示數(shù)為22VB.交流電流表示數(shù)為0C.燈泡L的亮度與開關(guān)S閉合前相同D.若開關(guān)S始終閉合，僅改變u，使u=220 sin200t（V），則交流電流表的

7、示數(shù)增大13.如圖甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙中曲線a、b所示，則（ ）A.兩次t=0時(shí)刻線圈平面均與中性面垂直B.曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為50HzC.曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈角速度之比為3：2D.曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為5 V三、填空題14.如圖所示的電表均為理想的交流電表，保險(xiǎn)絲P的熔斷電流為2A，電容器C的擊穿電壓為300 V，若在a、b間加正弦交流電壓，并適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)R0和R接入電路中的阻值，使P恰好不被熔斷，C恰好不被擊穿，則電流表的讀數(shù)為_A，電路中電流的最大值為_A，電壓表的讀數(shù)為_V（結(jié)果中

8、可保留根號(hào)）15.一正弦式交流電的電流隨時(shí)間變化關(guān)系為i=10 sin314t，則其電流的有效值為_A，頻率為_HZ，接上R=10電阻后，1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為_J 16.有一臺(tái)家庭使用交流電的洗衣機(jī)上標(biāo)有額定電壓為“220V”的字樣，這“220V”指交流電電壓的_（填“瞬時(shí)值”、“有效值”、“最大值”），洗衣機(jī)工作時(shí)消耗的電能_洗衣機(jī)發(fā)熱產(chǎn)生的內(nèi)能（填“大于”、“等于”、“小于”） 四、解答題17.某發(fā)電機(jī)輸出功率是100kW，輸出電壓是250V，從發(fā)電機(jī)到用戶間的輸電線總電阻R是8，要使輸電線上的功率損失為5%，而用戶得到的電壓正好為220V，求升壓變壓器和降壓變壓器（都認(rèn)為是理想變壓器）的匝

9、數(shù)比各是多少？五、綜合題18.有一臺(tái)內(nèi)阻為1發(fā)電機(jī)，供給一學(xué)校照明用，如圖所示，升壓比為1：4，降壓比為4：1，輸電線的總電阻R=4，全校共22個(gè)班，每班有“220V，40W”燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則：（1）發(fā)電機(jī)輸出功率多大？ （2）發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)多大？ 19.如圖所示，一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)有n100匝矩形線圈，線圈面積S0.10 m2 ， 線圈電阻可忽略不計(jì)在外力作用下矩形線圈在B0.10 T勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以恒定的角速度100 rad/s繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，發(fā)電機(jī)線圈兩端與R100 的電阻構(gòu)成閉合回路求： （1）線圈轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值； （2）從線圈平面通過中性

10、面時(shí)開始，線圈轉(zhuǎn)過90角的過程中，通過電阻R橫截面的電荷量 答案解析部分一、單選題1.【答案】D 【解析】【分析】設(shè)電線上的電阻為r，則設(shè)變化前為：，電線上的消耗功率為輸送電壓提高10倍，輸送功率不變，所以電流變?yōu)椋瑒t電線上消耗的功率變?yōu)?故選D?！军c(diǎn)評(píng)】電能的耗損主要指的是電流的熱效應(yīng)而產(chǎn)生的，輸電功率不變，輸電線的電阻不變，要減小輸電線路上的電能損失，必須通過增大電壓的辦法來減小電流，從而減少電能的耗損。2.【答案】A 【解析】【解答】解：ac和cd是串聯(lián)形式，由串聯(lián)電路電壓和電阻成正比，ac間的電阻是cd間電阻的（n1）倍，則當(dāng)某次測(cè)量中輸出端數(shù)字電壓表的示數(shù)為U，ac間的電壓為（n1）

11、U，故輸入電壓為U+（n1）U=nU，故A正確，BCD錯(cuò)誤故選：A【分析】由ac和cd是串聯(lián)形式，有串并聯(lián)知識(shí)可知電壓與電阻成正比，可以解得結(jié)果3.【答案】D 【解析】【解答】 因?yàn)殚_始時(shí)刻線圈平面與磁感線平行，即從垂直于中性面開始運(yùn)動(dòng)，所以開始時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大為EmBl1l2 ， 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)形式應(yīng)為余弦形式，因此在t時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Bl1l2cos t。故選D【分析】本題考查描述交變電流的物理量的計(jì)算，比較簡(jiǎn)單。4.【答案】B 【解析】【解答】解：A、燈泡正常發(fā)光，燈泡兩端的電壓22V，原線圈兩端電壓有效值為220V，原、副線圈匝數(shù)之比為220：22=10：1，A錯(cuò)誤B

12、、副線圈的電流為 =10A，電流與匝數(shù)成反比，所以電流表示數(shù)為1A，B正確C錯(cuò)誤；D、由表達(dá)式知交流電的角速度=100rad/s，所以交流電的頻率50Hz，D錯(cuò)誤故選：B【分析】根據(jù)瞬時(shí)值的表達(dá)式可以求得輸出電壓的有效值、周期和頻率等，再根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比，即可求得結(jié)論5.【答案】C 【解析】【分析】A、由圖象可知，原線圈中電壓的最大值為，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓最大值為，副線圈的電阻為10，所以流過電阻的最大電流是；錯(cuò)誤B、由圖象可知，原線圈中電壓的有效值為220V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，副線圈的電壓有效值為100V，電壓表測(cè)量的是電壓的有效值，所以電壓

13、表的讀數(shù)為100V；錯(cuò)誤C、原副線圈的功率是相同的，輸入功率和電阻的功率相等，所以；正確D、由焦耳定律有；錯(cuò)誤故選C。【點(diǎn)評(píng)】根據(jù)圖象求得輸出電壓的有效值、周期和頻率等，掌握理想變壓器的電壓、電流之間的關(guān)系，最大值和有效值之間的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵。6.【答案】A 【解析】【解答】解：A、電鍵閉合后，線圈A插入或拔出時(shí)，穿過B的磁通量都會(huì)發(fā)生變化，都會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)指針都會(huì)偏轉(zhuǎn)，故A正確，B錯(cuò)誤；C、電鍵閉合后，滑動(dòng)變阻器的滑片P勻速滑動(dòng)，線圈A中的電流發(fā)生變化，穿過B的磁通量發(fā)生變化，B中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，電流計(jì)指針發(fā)生偏轉(zhuǎn)，故C錯(cuò)誤；D、電鍵閉合后，只要滑動(dòng)變阻器的滑片P移動(dòng)，不論是加

14、速還是勻速，穿過B的磁通量都會(huì)變化，都會(huì)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，電流計(jì)指針都會(huì)偏轉(zhuǎn)，故D錯(cuò)誤；故選A【分析】穿過閉合回路的磁通量發(fā)生變化，閉合電路中會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，根據(jù)題意判斷磁通量是否變化，然后答題7.【答案】D 【解析】【解答】解：A、閉合s，則消耗功率增大，B副線圈中電流增大，B原線圈電流也增大，則R上損失的電壓和功率增大，則B輸入電壓UB1=UA2IR，減小，燈泡兩端電壓UB2減小，故燈泡會(huì)變暗，故A錯(cuò)誤；B、有上分析知A的輸入電流增大，電壓不變，根據(jù)P=UI知輸入功率增大，故B錯(cuò)誤；CD、僅將滑片P上移，A副線圈匝數(shù)減小，則輸出電壓減小，B的輸入電壓減小，燈泡電壓也減小，故L1變暗，消耗功率

15、減小，則A輸入功率減小，故C錯(cuò)誤，D正確；故選：D【分析】理想變壓器的輸入功率由輸出功率決定，輸出電壓有輸入電壓決定；明確遠(yuǎn)距離輸電過程中的功率、電壓的損失與哪些因素有關(guān)，明確整個(gè)過程中的功率、電壓關(guān)系理想變壓器電壓和匝數(shù)關(guān)系8.【答案】B 【解析】【解答】根據(jù)P損 可知，熱損失功率跟輸送電壓的平方成反比，故B選項(xiàng)符合題意。故答案為：B?！痉治觥侩娔茉趥鬏?shù)倪^程中總功率保持不變，電流與電壓成反比，而整個(gè)傳送的過程中，只有熱消耗。9.【答案】D 【解析】【解答】解：A、由甲可知，交流電電壓最大值為36 V；周期為0.02S，則表達(dá)式為36 sin（ t）=36 sin（100t），故A錯(cuò)誤；B、

16、變壓器只能改變電流和電壓，不能改變交流電的周期和頻率，故B錯(cuò)誤；C、當(dāng)滑片向下移動(dòng)時(shí)，輸出端電阻減小，則電流增大，電流表示數(shù)增大；但電壓不變，故C錯(cuò)誤；D、由C的分析可知，總電流增大，故R1分壓增大，并聯(lián)部分電壓減小，故R2兩端的電壓減小，電功率減小，故D正確；故選：D【分析】由甲圖可知交流電的表達(dá)式；P移動(dòng)改變了副線圈的匝數(shù)，滑片移動(dòng)改變了負(fù)載的電阻，結(jié)合變壓器的特點(diǎn)和歐姆定律去分析10.【答案】A 【解析】【分析】電磁感應(yīng)現(xiàn)象的內(nèi)容是：閉合電路的一部分導(dǎo)體在磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí)，會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流A、發(fā)電機(jī)的前提是運(yùn)動(dòng)，結(jié)果是產(chǎn)生電流，利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象原理，符合題意；B、電磁繼電器是利用電

17、流周圍存在著磁場(chǎng)，不符合題意；C、電磁鐵，利用電流的磁效應(yīng)原理，不符合題意。D、電動(dòng)機(jī)的前提是供電，結(jié)果是產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)，利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力的原理，不符合題意；故選A?！军c(diǎn)評(píng)】 發(fā)電機(jī)、動(dòng)圈式話筒利用電磁感應(yīng)現(xiàn)象原理，帶電動(dòng)機(jī)的用電器、揚(yáng)聲器利用通電導(dǎo)體在磁場(chǎng)中受力原理，帶電磁鐵的儀器利用是電流的磁效應(yīng)原理，是一道基礎(chǔ)題。二、多選題11.【答案】A,B 【解析】【解答】解：由原線圈電流最大為0.5A知副線圈允許的最大電流為 =2.5AA、由乙圖知輸入電壓有效值為180V，所以副線圈兩端電壓有效值為 =36V，接阻值為14.4的電阻時(shí)，電流為 =2.5A，此時(shí)原線圈中是流I1= =0.5A，可以

18、正常工作，故A正確；B、并聯(lián)兩盞的“36V 40W”燈泡時(shí)，電流為2 2.5A，B正確；C、由乙圖知周期為0.02s頻率為50Hz，不能為10Hz的電視供電；故C錯(cuò)誤；D、副線圈兩端電壓峰值為36 V，超過電容的耐壓值；故D錯(cuò)誤；故選：AB【分析】根據(jù)保險(xiǎn)絲計(jì)算出副線圈中允許的增大電流，由乙圖可知電源的峰值和周期，結(jié)合歐姆定律進(jìn)行判斷12.【答案】A,C,D 【解析】【解答】解：A、原來開關(guān)S是斷開的，則當(dāng)S閉合一段時(shí)間后，電阻變小，原線圈電壓不變，匝數(shù)比不變，所以副線圈電壓不變，原線圈電壓的有效值為 ，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，得 ，電壓表示數(shù)為22V，故A正確；B、電容器通交流，隔直流，交流電

19、流表讀數(shù)為有效值，交流電流表的示數(shù)不為0，故B錯(cuò)誤；C、原來開關(guān)S是斷開的，則當(dāng)S閉合一段時(shí)間后，燈泡兩端的電壓不變，所以燈泡的亮度不變，故C正確；D、角速度由100變?yōu)?00，由=2f知交流電的頻率變大，容抗減小，交流電流表示數(shù)變大，故D正確；故選：ACD【分析】根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比求得副線圈電壓，電壓表示數(shù)為有效值，電容器不斷的充電和放電，電流表示數(shù)不為0；原線圈電壓頻率變大，電容器的容抗減小，電流表的示數(shù)變大13.【答案】C,D 【解析】【解答】解：A、在t=0時(shí)刻，線圈一定處在中性面上，此時(shí)磁通量最大；故A錯(cuò)誤；B、由圖可知，a的周期為4102s；b的周期為6102s，曲線a的交變電流

20、的頻率f= =25Hz；故B錯(cuò)誤；C、則由n=可知，轉(zhuǎn)速與周期成反比，故轉(zhuǎn)速之比為：3：2；故C正確；C、曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3：2，D、根據(jù)Em=nBS得曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值是10V，則有效值為U= ；故D正確；故選：CD【分析】根據(jù)圖象可分別求出兩個(gè)交流電的最大值以及周期等物理量，然后進(jìn)一步可求出其瞬時(shí)值的表達(dá)式以及有效值等三、填空題14.【答案】2；300 【解析】【解答】解：據(jù)題意知，使P恰好不被熔斷，其電流為有效值，所以電流表的示數(shù)為2A，電路中電流的最大值為：= C恰好不被擊穿，擊穿電壓為交流電的最大值，電壓表的示數(shù)為交流電的有效值，即為：U= = =300V；答

21、案：2， ，300【分析】首先明確電容器C的擊穿電壓為300V是交流電的最大值，保險(xiǎn)絲P的熔斷電流為2A為有效值；利用交流電最大值和有效值的關(guān)系即可求解15.【答案】10；50；1000 【解析】【解答】解：由圖可知，該交流電的最大值為Im=10 A，周期為T=0.02s，所以有：有效值I= =10A；頻率f= ；根據(jù)焦耳定律得一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=102101J=1000J；故答案為：10，50，1000【分析】根據(jù)圖象可讀出該交流電的周期和最大值，然后根據(jù)頻率和周期，最大值與有效值的關(guān)系可直接求解根據(jù)焦耳定律求出一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量16.【答案】有效值；大于 【解析】【解答】一臺(tái)使

22、用交流電的電洗衣機(jī)上標(biāo)有額定電壓為“220V”的字樣，電器額定值，都是指有效值，故這“220V”是指交流電壓的有效值，由于洗衣機(jī)為非純電阻電路，消耗的電能只有小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故洗衣機(jī)工作時(shí)消耗的電能大于洗衣機(jī)發(fā)熱產(chǎn)生的內(nèi)能故答案為：有效值，小于【分析】用電器上標(biāo)注的額定值，都指的是有效值；洗衣機(jī)為非純電阻電路，消耗的電能只有小部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能四、解答題17.【答案】解：由P=UI可得：升壓變壓器的原線圈輸入電流： 輸電線上損失的功率： 由P損=I2R得；輸電線上的電流 由 得：升壓變壓器的匝數(shù)比 用戶得到的功率 P4=P3=P1P損=1001035103W=95103W由P=UI可得：降壓變壓器原線圈兩端的電壓 由 得：降壓變壓器的匝數(shù)比： 答：升壓變壓器和降壓變壓器的匝數(shù)比1分別為：1：16 190：11 【解析】【分析】發(fā)電機(jī)輸出功率是100kW，輸出電壓是250V，根據(jù)P=UI可計(jì)算出升壓變壓器原線圈的輸入電流I1 ， 在根據(jù)輸電線