第3章 交变电流与远距离输电 全章综合检测同步练习（word版含答案）

2019鲁科版高中物理选择性必修第二册 第3章 全章综合检测 同步练习
一、单选题
1．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u＝200sin 100πtV，设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2示数分别是I1、I2.下列说法中正确的是(　　)
A．电压表V2的示数U2＝20 V
B．滑片P向b端滑动过程中，U2不变、I2变大
C．滑片P向b端滑动过程中，U1变小、I1变大
D．通过原、副线圈的交变电流频率之比为10∶1
2．如图所示，发电厂的输出电压和输电线的电阻、变压器不变，各变压器的匝数比不变，若发电厂增大输出功率，则下列说法正确的是
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例减小
3．如图所示为演示交变电流产生的装置图，关于这个实验，正确的说法是（　　）
A．线圈经过图示位置时，电流方向发生改变
B．图示位置为中性面，线圈中无感应电流
C．图示位置边的感应电流方向为
D．线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零
4．如图所示是动圈式麦克风的示意简图，磁体固定在适当的位置，线圈与一个膜片连接，声波传播时可使膜片左右移动，从而引起线圈运动产生感应电流。则线圈（　　）
A．向右移动时，感应电流从a流向b
B．向左移动时，感应电流从b流向a
C．先向右移动后向左移动时，感应电流一直从a流向b
D．先向右移动后向左移动时，感应电流先从b流向a再从a流向b
5．如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线和的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当开关S闭合时（ ）
A．交流电压表的示数变小
B．交流电压表和的示数一定都变小
C．交流电流表、和的示数一定变大
D．只有的示数变大
6．如图所示，横截面都是正方形的两段导体，材料和长度都相同，边长如图所示，其中A为中空导体，导体B刚好能嵌入导体A，现将AB并联后接入到一电路中，则（　　）
A．A、B两段导体的电阻之比为1:1
B．流过导体B的电流比流过导体A的大
C．导体A消耗的电功率比导体B消耗的电功率大
D．两段导体在相等时间内产生的热量之比为1:2
7．在图示电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，定值电阻、的阻值分别为和，滑动变阻器的最大阻值为，、两端接电压瞬时值的交变电流。在滑片从端缓慢滑向端的过程中，变压器的最大输出功率为（　　）
A． B．
C． D．
8．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（ ）
A．用户端的电压为I1U1/I2
B．输电线上的电压降为U
C．理想变压器的输入功率为I12r
D．输电线路上损失的电功率为I1U
二、多选题
9．制动能量回收是现代电动汽车以及混合动力汽车重要技术之一。汽车正常行驶时，电池组给直流电机供电，电机带动汽车行驶；当电动汽车减速和制动时，电路切换，断开电池组，车轮由于惯性转动，通过调节装置带动电动机的线圈反转，直流电动机就成了直流发电机，所产生的电流通过功率变化器接入蓄电池，即为能量回馈，达到节省能源的目的（其原理可简化为右图所示，汽车正常行驶时双刀双掷开关拨向左边，汽车减速和制动时双刀双掷开关拨向右边）。则以下说法正确的是（　　）
A．汽车正常行驶时，若线圈中电流恒定，线圈中ab和cd部分的导线在线圈转至任意位置时所受的安培力大小不变
B．汽车减速和制动时，若线圈转速恒定，线圈中ab和cd部分的导线在线圈转至任意位置时产生的感应电动势的大小不变
C．汽车减速和制动时，由于线圈输出的是直流电，故不能直接接在变压器上进行变压
D．汽车减速和制动时，线圈在磁场中运动除了能产生电能，还有助于制动
10．如图所示，某电路上接有保险丝、交流电压表、“220V 900W”的电饭锅及“220V　200W”的抽油烟机。现接入u＝311sin100πt(V)的交流电，下列说法正确的是(　　)
A．交流电压表的示数为311 V
B．1 s内流过保险丝的电流方向改变100次
C．电饭锅的热功率是抽油烟机热功率的4.5倍
D．为保证电路正常工作，保险丝的额定电流不能小于5 A
11．如图所示，是小型发电机输电的电路模拟图。正弦式交流发电机电动势的有效值稳定，发电机的内阻为R，副线圈接的定值电阻阻值为R、可变电阻为R1，理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1∶n2＝1∶2，交流电流表、电压表均为理想表，其示数分别用I和U表示。当副线圈接的可变电阻R1的阻值增大△R（其值大于零）时，电流表、电压表示数变化分别用△I和△U表示。则以下说法正确的是（　　）
A．=R+ΔR
B．=4R
C．当R1＝3R时，发电机的输出功率最大
D．发电机消耗的总电功率减小
12．将电阻R、理想电压表V、开关S和交流电源按照图所示的方式连接起来，其中R＝30 Ω，合上开关S后，交流电源输出的正弦交变电压u随时间t变化的关系如图所示．则(　　)
A．电压表V的示数是36 V
B．R消耗的电功率是21.6 W
C．通过R的电流瞬时值表达式为i＝1.2 sin 100πt A
D．通过R的电流最大值为1.2 A
三、解答题
13．如图所示，一狭长的铜片能绕O点在纸面平面内摆动，有界的磁场其方向垂直纸面向里，铜片在摆动时受到较强的阻尼作用，很快就停止摆动，如果在铜片上开几个长缝，铜片可以在磁场中摆动较多的次数后才停止摆动，这是为什么。
14．如图甲所示，水平面上的两光滑金属导轨平行固定放置，间距d=2m，电阻不计，右端通过导线与阻值RL=4Ω的小灯泡L连接。在CDFE矩形区域内有竖直向上的匀强磁场，CE长=2m，有一阻值r=2Ω的金属棒PQ放置在靠近磁场边界CD处（恰好不在磁场中）、CDFE区域内磁场的磁感应强度B随时间变化如图乙所示。在t=0至t=4s内，金属棒PQ保持静止，在t=4s时使金属棒PQ以某一速度进入磁场区域并保持匀速运动，已知从t=0开始到金属棒运动到磁场边界EF处的整个过程中，小灯泡的功率相同。求：
（1）小灯泡的电功率；
（2）金属棒PQ在磁场区域中运动的速度大小。
试卷第1页，共3页
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参考答案：
1．B
【解析】
【详解】
由表达式知输入电压有效值为，电压与匝数成正比，所以，A错误；滑片P向b端滑动过程中，电阻减小，电压不变即U2不变，则I2变大，B正确；由B 分析知U1不变、I1变大，C错误；变压器不改变频率，D错误；故选B．
2．C
【解析】
【详解】
A、发电厂的输出电压不变，升压变压器的输入电压和输出电压之比等于原副线圈的匝数之比，则升压变压器的输出电压不变，故选项A错误；
B、输出功率变大，根据知输电线上的电流增大，则损失的电压变大，输入降压变压器的电压减小，则降压变压器的输出电压变小，故选项B错误；
CD、根据知输电线上损耗的功率变大，输电线上损耗的功率占总功率的比例为，因为电流变大，电阻不变，输出电压不变，则比例增大，故选项C正确，D错误．
3．C
【解析】
【详解】
ABD．图示位置线圈与磁场方向平行，磁通量变化率最大，线圈中的感应电流最大，线圈经过中性面时时，电流方向才发生改变，线圈经过图示位置时，电流方向不变，故ABD错误；
C．线圈处于图示位置时，ab边向右运动，由右手定则知，ab边的感应电流方向是a→b，故C正确。
故选C。
4．D
【解析】
【分析】
【详解】
由图可知，线圈中原磁场方向向右；当线圈向右移动时，穿过线圈的磁通量增加，根据楞次定律，感应电流在线圈中的磁场方向向左，由安培定则可知感应电流方向从b流向a；当线圈向左移动时，穿过线圈的磁通量减少，根据楞次定律，感应电流在线圈中的磁场方向向右，由安培定则可知感应电流从a流向b。
故选D。
5．A
【解析】
【详解】
试题分析：当S闭合时，两个电阻并联，电路的总电阻减小，由于输入电压和匝数比不变，所以副线圈的输出的电压不变，副线圈的电流变大，副线圈回路中的输电线和的电阻不可忽略，所以输电线和上的电压变大，的示数不变，交流电压表的示数变小，故A正确，B错误；副线圈的电流变大，和的示数变大，的示数减小，故C错误；和的示数变大，故D错误．
考点：变压器的构造和原理
【名师点睛】输出电压是由输入电压和匝数比决定的，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，根据理想变压器的原理分析即可；本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值．有效值．瞬时值以及变压器变压原理．功率等问题彻底理解．
6．A
【解析】
【详解】
A．根据电阻定理可得
则A、B两段导体的电阻之比为
故A正确；
B．由于A、B导体并联，两段电压相等，电阻相等，根据欧姆定律可得，流过两导体的电流相等，故B错误；
C．根据可知，两导体消耗的电功率相等，故C错误；
D．根据焦耳定律可知，两段导体在相等时间内产生的热量之比为1:1，故D错误。
故选A。
7．B
【解析】
【分析】
【详解】
变压器的输入电压
根据
变压器的输出功率
整理得
可得输出功率的最大值
对应输入电流
又
可求的滑动变阻器接入电路的阻值
满足条件。
故选B。
8．A
【解析】
【详解】
试题分析：由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U 2，则U1I1=U2I2，得：．故A正确；输电线上损失的电压为U-U1，故B错误；理想变压器的输入功率为U1I1．故C错误；等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，所以输电线是损耗的功率是：I12r．故D错误；故选A．
9．AD
【解析】
【详解】
A．线圈中ab和cd部分的导线在线圈转至任意位置时，导线与磁场方向均垂直，故所受的安培力大小均相等，因此A正确；
B．线圈中ab和cd部分的导线在线圈转至不同位置切割磁感线时，切割速度与磁场方向的夹角不相同，故产生的感应电动势大小不同，因此B错误；
C．汽车减速和制动时，线圈转动产生的虽然是直流电，但是变化的，故可以直接接在变压器上进行变压，故C错误；
D．汽车减速和制动时，线圈转动产生感应电流，磁场对线圈中感应电流的安培力阻碍线圈转动，从而对制动有辅助作用，故D正确。
故选AD。
10．BD
【解析】
【详解】
A.由u＝311sin100πt(V)知，电压最大值Um＝311 V，电压有效值为
U＝＝220 V，
而交流电压表示数为有效电压，故A错误；
B. 由u＝311sin100πt(V)知，
f＝Hz＝50 Hz，
1 s内电流方向改变100次，故B正确；
C.电饭锅的功率为抽油烟机功率的4.5倍，但抽油烟机不是纯电阻元件，其热功率小于200 W，故C错误；
D.电路正常工作时的总功率P＝900 W＋200 W＝1100 W，有
I＝＝A＝5 A，
故D正确。
故选：BD
11．BCD
【解析】
【详解】
A．由电路可知
=R+ R1
选项A错误；
B．设变压器次级电流为I，则根据
可得
I1=2I
则变压器初级电压
次级电压
则
选项B正确；
C．发电机的输出功率
当
时，电源输出功率最大，此时
U2=4IR
即次级电阻为4R，则R1＝3R时，发电机的输出功率最大，选项C正确；
D．由于
=R+ R1
解得
发电机消耗的总电功率
则当R1增大时，发电机消耗的总电功率减小，选项D正确。
故选BCD。
12．BCD
【解析】
【详解】
A.电压表的示数为有效值，U＝＝18V，A项错误；
B. R消耗的电功率P＝＝21.6 W，B项正确；
C. 通过R的电流瞬时值表达式为i＝sin 100πt A＝1.2sin 100πt A，C项正确；
D. 通过R的电流最大值Im＝＝1.2 A，D项正确．
13．见解析。
【解析】
【详解】
没有开长缝的铜片绕O点在纸面内摆动时，由于磁场有圆形边界，通过铜片的磁通量会发生变化，在铜片内产生较大的涡流，涡流在磁场中所受的安培力总是阻碍铜片的摆动，因此铜片很快就停止摆动；如果在铜片上开有多条长缝时，就可以把涡流限制在缝与缝之间的铜片上，较大地削弱了涡流，阻力随之减小，所以铜片就可以摆动较多的次数。
14．(1) ；(2)
【解析】
【详解】
(1)在0~4s内，根据法拉第电磁感应定律
由乙图可知
回路的电流
灯泡的功率
整理得
(2)在4s之后，导体棒开始运动时，回路的感应电动势
由于灯泡的功率不变，因此
代入数据得
答案第1页，共2页
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