高中物理人教版2本冊總復(fù)習(xí)總復(fù)習(xí) 單元測評(二)

單元測評(二)交變電流(時間：90分鐘滿分：100分)第Ⅰ卷(選擇題，共48分)一、選擇題(本題有12小題，每小題4分，共48分．)1．在下圖中，不能產(chǎn)生交變電流的是()ABCD解析：矩形線圈繞著垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸做勻速圓周運動就產(chǎn)生交流電，而A圖中的轉(zhuǎn)軸與磁場方向平行，線圈中無電流產(chǎn)生，所以選A.答案：A2．閉合線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的正弦式交變電流i＝Imsinωt.若保持其他條件不變，使線圈的匝數(shù)和轉(zhuǎn)速各增加1倍，則電流的變化規(guī)律為()A．i′＝Imsinωt B．i′＝Imsin2ωtC．i′＝2Imsinωt D．i′＝2Imsin2ωt解析：由電動勢的最大值知，最大電動勢與角速度成正比，與匝數(shù)成正比，所以電動勢最大值為4Em，匝數(shù)加倍后，其電阻也應(yīng)該加倍，此時線圈的電阻為2R，根據(jù)歐姆定律可得電流的最大值為Im′＝eq\f(4Em,2R)＝2Im，因此，電流的變化規(guī)律為i′＝2Imsin2ωt.答案：D3.(多選題)如圖是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的()A．周期是sB．最大值是311VC．有效值是220VD．表達式為u＝220sin100πt(V)解析：由波形圖可知：周期T＝s，電壓最大值Um＝311V，所以有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝220V，表達式為u＝Umsineq\f(2π,T)t(V)＝311sin100πt(V)，故選項B、C正確，選項A、D錯誤．答案：BC4.(多選題)如圖所示，變頻交變電源的頻率可在20Hz到20kHz之間調(diào)節(jié)，在某一頻率時，L1、L2兩只燈泡的熾熱程度相同．則下列說法中正確的是()A．如果將頻率增大，L1熾熱程度減弱、L2熾熱程度加強B．如果將頻率增大，L1熾熱程度加強、L2熾熱程度減弱C．如果將頻率減小，L1熾熱程度減弱、L2熾熱程度加強D．如果將頻率減小，L1熾熱程度加強、L2熾熱程度減弱解析：某一頻率時，兩只燈泡熾熱程度相同，應(yīng)有兩燈泡消耗的功率相同，頻率增大時，感抗增大，而容抗減小，故通過A1的電流增大，通過A2的電流減小，故B項正確；同理可得C項正確，故選B、C.答案：BC5．(多選題)如圖所示，在遠距離輸電過程中，若保持原線圈的輸入功率不變，下列說法正確的是()A．升高U1會減小輸電電流I2B．升高U1會增大線路的功率損耗C．升高U1會增大線路的電壓損耗D．升高U1會提高電能的利用率解析：提高輸電電壓U1，由于輸入功率不變，則I1將減小，又因為I2＝eq\f(n1,n2)I1，所以I2將減小，故A項對；線路功率損耗P損＝Ieq\o\al(2,2)R，因此功率損耗在減小，電壓損失減小，故B項、C項錯誤；因線路損耗功率減小，因此利用率將升高，D項正確．答案：AD6．如圖甲所示，a、b為兩個并排放置的共軸線圈，a中通有如圖乙所示的交變電流，則下列判斷錯誤的是()甲乙A．在t1到t2時間內(nèi)，a、b相吸B．在t2到t3時間內(nèi)，a、b相斥C．t1時刻兩線圈間作用力為零D．t2時刻兩線圈間吸引力最大解析：t1到t2時間內(nèi)，a中電流減小，a中的磁場穿過b且減小，因此b中產(chǎn)生與a同向的磁場，故a、b相吸，A選項正確；同理B選項正確；t1時刻a中電流最大，但變化率為零，b中無感應(yīng)電流，故兩線圈的作用力為零，故C選項正確；t2時刻a中電流為零，但此時電流的變化率最大，b中的感應(yīng)電流最大，但相互作用力為零，故D選項錯誤．因此，錯誤的應(yīng)是D.答案：D7．如圖所示是四種亮度可調(diào)的臺燈的電路示意圖，它們所用的白熾燈泡相同，且都是“220V40W”，當(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)到20W時，消耗功率最小的臺燈是()ABCD解析：利用變阻器調(diào)節(jié)到20W時，除電燈消耗電能外，變阻器由于熱效應(yīng)也要消耗一部分電能，使臺燈消耗的功率大于20W，利用變壓器調(diào)節(jié)時，變壓器的輸入功率等于輸出功率，本身不消耗電能，所以C中臺燈消耗的功率最?。鸢福篊8．一電阻接一直流電源，通過4A的電流時熱功率為P，若換接一正弦交流電源，它的熱功率變?yōu)閑q\f(P,2)，則該交流電電流的最大值為()A．4A B．6AC．2A D．4eq\r(2)A解析：由P＝I2R得R＝eq\f(P,I2)＝eq\f(P,16)，接交流電時，eq\f(P,2)＝I′2eq\f(P,16)，2I′2＝16，I′＝eq\f(4,\r(2))A，所以Im＝eq\r(2)I′＝4A．應(yīng)選A.答案：A9．(多選題)如圖所示為兩個互感器，在圖中圓圈內(nèi)a、b表示電表，已知電壓比為100∶1，電流比為10∶1，電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為10A，則()A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表B．a(chǎn)為電壓表，b為電流表C．線路輸送電功率是2200WD．線路輸送電功率是×106W解析：電壓互感器應(yīng)并聯(lián)在電路中，并且是降壓變壓器，即圖中a為電壓互感器，由其讀數(shù)知，輸電線上的電壓為22000V，同理可知輸電線上的電流為100A.答案：BD10．水電站向小山村輸電，輸送電功率為50kW，若以1100V送電，則線路損失為10kW，若以3300V送電，則線路損失可降為()A．kW B．kWC．30kW D．11kW解析：由P＝UI，ΔP＝I2R可得：ΔP＝eq\f(P2,U2)R，所以當(dāng)輸送電壓增大為原來3倍時，線路損失變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,9)，即ΔP＝kW.答案：B11．如圖所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，原線圈接正弦式交流電，副線圈接電動機，電動機線圈電阻為R，當(dāng)輸入端接通電源后，電流表讀數(shù)為I，電動機帶動一質(zhì)量為m的重物以速度v勻速上升，若電動機因摩擦造成的能量損失不計，則圖中電壓表的讀數(shù)為()A．4IR＋eq\f(mgv,I) \f(mgv,I)C．4IR \f(1,4)IR＋eq\f(mgv,I)解析：根據(jù)電流與匝數(shù)的關(guān)系知變壓器的輸出電流為2I，電動機消耗的總功率為P2＝mgv＋4IR，又變壓器的輸入功率P1＝UI＝P2＝mgv＋4I2R，則U＝eq\f(mgv,I)＋4IR，故A項正確．答案：A12．(多選題)如圖所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓u＝311sin314t(V)的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R2是半導(dǎo)體熱敏傳感器(溫度升高時R2的電阻減小)，電流表A2安裝在值班室，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)，R3為一定值電阻．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，以下說法中正確的是()A．A1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)減小B．A1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)增大C．V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小D．V1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大解析：傳感器R2所在處出現(xiàn)火警，溫度升高，則R2電阻減小，副線圈負載電阻減?。蜉敵鲭妷翰蛔儯愿本€圈電流增大，則電阻R3兩端電壓增大，電壓表V2的示數(shù)減小，電流表A2的示數(shù)減?。本€圈電流增大，則原線圈電流增大，但輸入電壓不變，即電流表A1的示數(shù)增大，電壓表V1的示數(shù)不變．答案：AC第Ⅱ卷(非選擇題，共52分)二、計算題(本題有4小題，共52分．解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟，只寫出最后答案的不能得分．有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位)13．(12分)一小型發(fā)電機內(nèi)的矩形線圈在勻強磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，線圈匝數(shù)n＝100匝．穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖甲所示．發(fā)電機內(nèi)阻r＝Ω，外電路電阻R＝95Ω.已知感應(yīng)電動勢的最大值Em＝nωΦm，其中Φm為穿過每匝線圈磁通量的最大值．求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計)的讀數(shù)．甲乙解析：從Φ－t圖線看出Φm＝×10－2Wb，T＝×10－2s.(2分)已知感應(yīng)電動勢的最大值Em＝nωΦm，又ω＝eq\f(2π,T).(3分)故電路中電流最大值Im＝eq\f(Em,R＋r)＝eq\f(n·2π·Φm,TR＋r)＝eq\f(100×2×××10－2,×95＋×10－2)A＝2A(4分)交流電流表讀數(shù)是交變電流的有效值，即I＝eq\f(Im,\r(2))＝1.4A．(3分)答案：1.4A14．(12分)有一個電子元件，當(dāng)它兩端的電壓的瞬時值高于u＝110eq\r(2)V時則導(dǎo)電，低于u＝110eq\r(2)V時不導(dǎo)電，若把這個電子元件接到220V、50Hz的正弦式交變電流的兩端，則它在1s內(nèi)導(dǎo)電多少次？每個周期內(nèi)的導(dǎo)電時間為多少？解析：由題意知，加在電子元件兩端電壓隨時間變化的圖象如圖所示，表達式為u＝220eq\r(2)sinωtV．(2分)其中ω＝2πf，f＝50Hz，T＝eq\f(1,f)＝s，得u＝220eq\r(2)sin100πtV．(2分)把u′＝110eq\r(2)V代入上述表達式得到t1＝eq\f(1,600)s，t2＝eq\f(5,600)s(2分)所以每個周期內(nèi)的通電時間為Δt＝2(t2－t1)＝eq\f(4,300)s＝eq\f(1,75)s．(3分)由所畫的u－t圖象知，一個周期內(nèi)導(dǎo)電兩次，所以1s內(nèi)導(dǎo)電的次數(shù)為n＝2eq\f(t,T)＝100.(3分)答案：100次eq\f(1,75)s15．(14分)如圖所示，變壓器原線圈輸入電壓為220V，副線圈輸出電壓為36V，兩只燈泡的額定電壓均為36V，L1額定功率為12W，L2額定功率為6W．求：(1)該變壓器的原、副線圈匝數(shù)比．(2)兩燈均工作時原線圈的電流以及只有L1工作時原線圈中的電流．解析：(1)由變壓比公式得eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)(2分)eq\f(n1,n2)＝eq\f(220,36)＝eq\f(55,9).(2分)(2)兩燈均工作時，由能量守恒得P1＋P2＝U1I1(3分)I1＝eq\f(P1＋P2,U1)＝eq\f(12＋6,220)A＝0.082A(2分)只有L1燈工作時，由能量守恒得P1＝U1I′1(3分)解得I′1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(12,220)A＝0.055A．(2分)答案：(1)55∶9(2)0.082A0.055A16．(14分)某村在較遠的地方建立了一座小型水電站，發(fā)電機的輸出功率為100kW，輸出電壓為500V，輸電導(dǎo)線的總電阻為10Ω，導(dǎo)線上損耗的電功率為4kW，該村的用電電壓是220V.(1)輸電電路如圖所示，求升壓、降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比；(2)如果該村某工廠用電功率為60kW，則該村還可以裝“220V,40W”的電燈多少盞？解析：(1)因為P損＝Ieq\o\al(2,2)R線(2分)所以I2＝eq\r(\f(P損,R線))＝eq\r(\f(4×103,10))A＝20A(1分)I1＝eq\f(P,U1)＝eq\f(100×103,500)A＝200A(2分)則eq\f(n1,n2)＝eq\f(