2022版高中物理 第5章 交變電流章末檢測(cè) 新人教版選修3-2

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1、2022版高中物理 第5章 交變電流章末檢測(cè) 新人教版選修3-2 一、選擇題(本題共10個(gè)小題，每小題7分，共70分.1～6題為單項(xiàng)選擇題，7～10題為多項(xiàng)選擇題) 1．下列說(shuō)法正確的是(　　) A．正弦式交變電流在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次 B．交變電流的有效值與最大值的比值總是 C．因?yàn)橛行е当硎窘蛔冸娏鳟a(chǎn)生的平均效果，所以有效值與平均值相同 D．若正弦式交變電流的最大值是10 A，則它的最小值是－10 A 解析：對(duì)正弦式交變電流來(lái)說(shuō)，線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，電流方向改變一次，在一個(gè)周期內(nèi)線圈平面有兩次經(jīng)過(guò)中性面，故A正確；對(duì)于正弦式交變電流有效值與最大值的比值總是，對(duì)其他

2、的交變電流不一定有這樣的關(guān)系，B錯(cuò)；交變電流的有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)規(guī)定的，與平均值不同，C錯(cuò)；交變電流的正負(fù)表示電流的方向，不表示電流的大小，交變電流的最小值為零，D錯(cuò)． 答案：A 2．(煙臺(tái)高二檢測(cè))一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈平面位于如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中．通過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．t1、t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量變化率最大 B．t1、t3時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變 C．t2、t4時(shí)刻線圈中磁通量最大 D．t2、t4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小 解析：t1、t3時(shí)刻通過(guò)線圈的磁通量Φ最

3、大，磁通量變化率＝0，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流為零，線圈中感應(yīng)電流方向改變，A錯(cuò)誤、B正確；t2、t4時(shí)刻線圈中磁通量為零，磁通量的變化率最大，即感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，C、D錯(cuò)誤． 答案：B 3．(廣州高二檢測(cè))如圖所示，矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中分別繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸P1和P2以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到與磁場(chǎng)方向平行時(shí)(　　) A．線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流等于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流 B．線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)小于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) C．線圈繞P1和P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的方向相同，都是a→b→c→d D．線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安

4、培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)dc邊受到的安培力 解析：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小與轉(zhuǎn)動(dòng)軸的位置無(wú)關(guān)，選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；繞兩個(gè)軸轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的感應(yīng)電流的大小相等，從上向下看，線圈逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)，電流的方向應(yīng)為a→d→c→b，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電流相等，cd受到的安培力也相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：A 4．自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分．一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)．已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝；原線圈為1 100匝，接在有效值為220 V的交流電源上．當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0 kW.設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載

5、兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為(　　) A．380 V和5.3 A　　　　B．380 V和9.1 A C．240 V和5.3 A D．240 V和9.1 A 解析：根據(jù)理想變壓器電壓比關(guān)系＝，代入數(shù)據(jù)解得副線圈兩端的電壓有效值U2＝380 V，因理想變壓器原、副線圈輸入和輸出的功率相等，即p入＝P出＝U1I1，解得I1＝ A≈9.1 A，選項(xiàng)B正確；選項(xiàng)A、C、D錯(cuò)誤． 答案：B 5．(甘肅高二聯(lián)考)圖中B為理想變壓器，接在交變電壓有效值保持不變的電源上．指示燈L1和L2完全相同(其阻值均恒定不變)，R是一個(gè)定值電阻，電壓表、電流表都為理想電表．

6、開(kāi)始時(shí)開(kāi)關(guān)S是閉合的，當(dāng)S斷開(kāi)后，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．電流表A2的示數(shù)變大 B．電壓表的示數(shù)變大 C．電流表A1的示數(shù)變小 D．燈L1的亮度變暗 解析：變壓器輸出電壓由輸入電壓和匝數(shù)比決定，S斷開(kāi)后輸入電壓和匝數(shù)比不變，所以電壓表的示數(shù)不變；但負(fù)載電阻變大，則輸出電流變小，A2的示數(shù)變?。惠敵?、輸入功率變小，則A1的示數(shù)變?。灰騌上電壓變小，則L1上電壓變大，亮度變亮．故只有C對(duì)． 答案：C 6．用220 V的正弦交流電通過(guò)理想變壓器對(duì)一負(fù)載供電，變壓器輸出電壓是110 V，通過(guò)負(fù)載的電流圖象如圖所示，則(　　) A．變壓器輸入功率約為3.9 W B．輸出電

7、壓的最大值是110 V C．變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2 D．負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i＝0.05sin(100πt＋) A 解析：由題圖可知通過(guò)負(fù)載的電流最大值為Im＝0.05 A，周期T＝0.02 s，故電流的函數(shù)表達(dá)式i＝Imsint＝0.05sin100πt(A)，D錯(cuò)誤；理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比，即n1∶n2＝U1∶U2＝2∶1，C錯(cuò)誤；輸出電壓U2＝110 V，其最大值U2m＝U2＝110 V，B錯(cuò)誤；理想變壓器輸入功率等于輸出功率，即輸入功率P＝I2U2＝×110 W＝3.9 W，A正確． 答案：A 7．小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e＝50sin100πt(V)．對(duì)此電

8、動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有(　　) A．最大值是50 V B．頻率是100 Hz C．有效值是25 V D．周期是0.02 s 解析：從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝Emsinωt，因e＝50sin100πt(V)，所以最大值Em＝50 V，A錯(cuò)誤．由ω＝2πf＝100π Hz得f＝50 Hz，B錯(cuò)誤．有效值E＝＝25 V，C正確．T＝＝0.02 s，D項(xiàng)正確． 答案：CD 8．在遠(yuǎn)距離輸電電路中，輸電導(dǎo)線的總電阻為R，升壓變壓器輸出的電壓為U1，輸出功率為P，用戶降壓變壓器得到的電壓為U2，則下面表示導(dǎo)線上的功率損失正確的式子是(　　) A. B.2R C.

9、D.－ 解析：升壓變壓器的輸出電壓為U1，降壓變壓器的輸入電壓為U2，則輸電線上的電壓損失ΔU＝U1－U2，輸電線上損失的功率P損＝ΔUI＝(U1－U2)I或P損＝＝.因?yàn)檩旊娋€上的電流為I，則輸電線上損失的功率P損＝I2R＝2R.故B、C正確，A、D錯(cuò)誤． 答案：BC 9．某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖象如圖所示，由圖中信息可以判斷(　　) A．在A和C時(shí)刻線圈處于中性面位置 B．在B和D時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零 C．從A→D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π D．若從O→D時(shí)刻歷時(shí)0.02 s，則在1 s內(nèi)交變電流的方向改變100次 解析：從圖中可知

10、，在O、B、D時(shí)刻感應(yīng)電流為零，所以此時(shí)線圈恰好在中性面的位置，且穿過(guò)線圈的磁通量最大，B項(xiàng)錯(cuò)誤；在A、C時(shí)刻感應(yīng)電流最大，線圈處于和中性面垂直的位置，此時(shí)穿過(guò)線圈的磁通量為零，A項(xiàng)錯(cuò)誤；從A到D時(shí)刻，線圈旋轉(zhuǎn)周，轉(zhuǎn)過(guò)的角度為π，C項(xiàng)正確；如果從O到D時(shí)刻歷時(shí)0.02 s，恰好為一個(gè)周期，所以1 s內(nèi)線圈運(yùn)動(dòng)50個(gè)周期，經(jīng)過(guò)中性面100次，交變電流的方向改變100次，D項(xiàng)正確． 答案：CD 10. 如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過(guò)輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)．當(dāng)S接通時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是(　　) A．副線圈兩端M、N的輸出電壓減小

11、 B．輸電線等效電阻R兩端的電壓增大 C．通過(guò)燈泡L1的電流減小 D．原線圈中的電流增大 解析：由于輸入電壓不變，所以S接通時(shí)，理想變壓器副線圈兩端M、N的輸出電壓不變．并聯(lián)燈泡L2后，副線圈所在回路的總電阻變小，由歐姆定律知，通過(guò)R的電流增大，R兩端的電壓UR＝IR增大．副線圈輸出電流增大，根據(jù)輸入功率等于輸出功率得I1U1＝I2U2，故原線圈輸入電流I1也增大．UMN不變，UR增大，所以UL1減小，通過(guò)燈L1的電流減小． 答案：BCD 二、非選擇題(本題2個(gè)小題，共30分) 11. 如圖所示，交流發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝30 V，內(nèi)阻不計(jì)，它通過(guò)一個(gè)R＝6 Ω的指示燈連

12、接降壓變壓器．變壓器輸出端并聯(lián)96只彩色小燈泡，每只燈泡都是“6 V，0.25 W”，燈泡都正常發(fā)光，導(dǎo)線電阻不計(jì)．求： (1)指示燈上的電壓； (2)發(fā)電機(jī)的輸出功率． 解析：(1)彩色小燈泡額定電流IL＝＝ A＝ A 次級(jí)線圈總電流I2＝96IL＝4 A 變壓器輸入功率等于輸出功率，有I1U1＝I2U2＝24 W 變壓器原線圈電路中，由閉合電路歐姆定律可得E＝U1＋I(xiàn)1R＝＋6I1，又E＝30 V，解得I1＝1 A(I1＝4 A應(yīng)舍去，據(jù)題意知是降壓變壓器，應(yīng)I1

13、6 V　(2)30 W 12．如圖所示是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖，n＝100匝的矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝ T的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積S＝0.48 m2.線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以角速度ω＝100π rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想升壓變壓器相連，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2∶5，理想降壓變壓器副線圈接入一只“12 V　30 Ω”的燈泡，且燈泡正常發(fā)光，線框、輸電線路的電阻都不計(jì)． (1)將圖示時(shí)刻記為t＝0，指出此刻線圈中的電流方向，并寫(xiě)出該正弦交流電的瞬時(shí)表達(dá)式； (2)求降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比； (3)求燈泡正常發(fā)光時(shí)，電流表的讀數(shù)． 解析：(1)

14、利用右手定則判斷得到，電流方向?yàn)镈CBAD 該正弦交流電的瞬時(shí)表達(dá)式為e＝nBSωsin(ωt＋φ0) 代入相關(guān)數(shù)據(jù)得e＝480sin(100πt＋) V. (2)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)有效值是480 V，升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為2∶5 由＝，得升壓變壓器副線圈的電壓U2＝1 200 V 由于燈泡正常發(fā)光，則通過(guò)降壓變壓器電壓降為12 V ＝ 線路電阻不計(jì)，U2＝U3 得＝. (3)燈泡正常發(fā)光時(shí)，P＝4.8 W 利用理想變壓器功率不變?cè)淼冒l(fā)電機(jī)輸出功率P＝4.8 W P＝U1I1，解得電流表的讀數(shù)，I1＝0.01 A. 答案：(1)e＝480sin(100πt＋) V (2)100∶1　(3)0.01 A