2023-2024学年鲁科版选择性必修2第三章《交变电流与远距离输电》单元测试A卷(后附解析)

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名称 2023-2024学年鲁科版选择性必修2第三章《交变电流与远距离输电》单元测试A卷(后附解析)
格式 docx
文件大小 5.7MB
资源类型 教案
版本资源 鲁科版(2019)
科目 物理
更新时间 2024-02-05 21:43:20

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2023-2024学年鲁科版选择性必修2 第三章《交变电流与远距离输电》单元测试A卷
卷后附答案解析
考试范围:xxx;考试时间:100分钟;命题人:xxx
题号 一 二 三 四 总分
得分
注意事项:
1.答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息
2.请将答案正确填写在答题卡上
第I卷(选择题)
请点击修改第I卷的文字说明
评卷人得分
一、单选题
1.下列各图像中表达的电流是正弦式交变电流的是(  )
A.
B.
C.
D.
2.矩形线框绕垂直于匀强磁场且沿线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流,下列说法正确的是(  )
A.当线框位于中性面时,线框中感应电动势最大
B.当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感应电动势也为零
C.每当线框经过中性面时,感应电动势或感应电流方向就改变一次
D.线框经过与中性面垂直的位置时,各边不切割磁感线
3.如图所示的自耦变压器为理想变压器,R为定值电阻,在ab两端输入正弦交流电,将滑片P向下移动,使原线圈的匝数减少为原来的80%,则变压器副线圈输出电压将会是原来的(  )
A.1.2倍 B.1.25倍 C.0.8倍 D.0.75倍
4.如图所示,理想变压器三个线圈的匝数满足,当加在原线圈两端的电压为时,原线圈的输入功率为,电路中四个规格相同的灯泡A、B、C、D都恰好正常发光,两副线圈的输出电压分别为、,输出功率分别为、,电路中三个理想电流表的示数分别为、、,下列判断正确的是(  )

A. B. C. D.
5.在远距离输电时,输送的电功率为P,输电电压为U,所用导线电阻率为,横截面积为S,总长度为l,输电电流I,输电线损失的电功率为,用户得到的电功率为,则下列关系式中正确的是(  )
A.,
B.,
C.,
D.,
6.在某交变电流电路中,有一个正在工作的理想变压器,如图所示,它的原线圈匝数n1=600 匝,交流电源的电动势e=311sin(100πt) V(不考虑其内阻),电压表和电流表对电路的影响可忽略不计,原线圈串联一个额定电流为0.2 A的保险丝,副线圈匝数n2=120 匝,为保证保险丝不被烧断,则( )
A.负载功率不能超过62 W
B.副线圈电流最大值不能超过1 A
C.副线圈电路中的电阻R不能小于44 Ω
D.副线圈电路中电压表的读数为62 V
7.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为5:1,副线圈接有电动机M,电动机线圈电阻为4Ω,原线圈接交变电源,电动机正常工作,电流表的示数为0. 2A,电表对电路的影响忽略不计,则( )
A.此交流电的频率为100Hz
B.电压表的示数为44V
C.正常工作时电动机的输出功率为40W
D.若电动机由于卡住了而不转动,则电流表的示数为11A
评卷人得分
二、多选题
8.远距离输送一定功率的交流电,若输送电压升高为原来的n倍,关于输电线上的功率损失和电压损失,正确的是( )
A.输电线上的电功率损失是原来的倍 B.输电线上的电功率损失是原来的倍
C.输电线上的电压损失是原来的倍 D.输电线上的电压损失是原来的倍
9.某发电厂通过远距离向某学校输电,输送的电功率为P,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,则下列说法正确的是(  )
A.输送的电压越高,输电线路上损失的电压越大
B.输电线路上损失的电压与输送电流成正比
C.输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成正比
D.输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比
10.如图,理想变压器上接有3个完全相同的灯泡,其中1个灯泡与原线圈串联,另外2个灯泡并联后接在副线圈两端。已知交流电源的电压usin100t(V),3个灯泡均正常发光,忽略导线电阻,则变压器( )
A.副线圈电压的频率为100Hz
B.原线圈两端的电压为12V
C.原副线圈的电流比为2︰1
D.原副线圈的匝数比为2︰1
11.交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动,线圈中的磁通量随时间t变化的规律如图所示,则(  )
A.1s内线圈中电流方向改变200次
B.t=0.005s时,线圈平面与中性面重合
C.t=0.01s时,磁通量变化率的绝对值为
D.t=0.015s时,线圈中的感应电动势为零
第II卷(非选择题)
请点击修改第II卷的文字说明
评卷人得分
三、实验题
12.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中,某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。
(1)关于实验操作,下列说法正确的是 。
A.为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12V
B.实验通电时,可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路
C.使用多用电表测电压时,先用中等量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量
(2)在实验中,该同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变,仅减小原线圈的匝数,副线圈两端的电压将 (选填“增大”、“减小”或“不变”)。
13.某实验小组利用下列实验器材如图,探究正弦交变电流电压的有效值与最大值之间的关系。实验中主要步骤如下:
A.连接电路,将小灯泡和太阳能发电板固定在暗箱里;
B.将学生电源交流接线柱连入电路,选择适当电压,打开开关;
C.调节滑动变阻器,记录电压传感器1测得交流电压的最大值Um和电压传感器2测得的电压值U0;
D.断开开关,将学生电源直流接线柱连入电路,再次接通开关;
E.调节滑动变阻器,使___________;
F.记录此时电压传感器1测得直流电压的值U,即直流电压U是最大值为Um交流电压的有效值;
G.重复上述步骤,记录多组Um及对应的U。
(1)请将实验步骤中“ ”部分补充完整;
(2)本实验中应用到的研究方法是 ;
A.控制变量 B.等效替代
C.理想实验 D.理想模型
(3)某次将学生电源直流接线柱连入电路,且接通开关时小灯泡两端的电压最小,请用笔画线替代导线在图上连接实物图 ;

(4)实验中测得的数据如下表格所示,请在图坐标纸上描点作图 ,并根据图像计算得出U= Um;

实验次数 测量值 1 2 3 4 5 6
传感器2 传感器2测得电压U0/v 1.08 1.55 2.42 3.46 4.51 5.60
传感器1 交流电压最大值Um/v 1.14 1.24 1.49 1.62 1.80 2.10
直流电压U/v 0.81 0.88 1.06 1.15 1.28 1.48
(5)实验中发现,虽然电路连接完全正确,但当小灯泡两端所加的电压较小时,传感器2测得的电压几乎为0,请你写出一个可能的原因 。
评卷人得分
四、解答题
14.你知道哪些发电方式?请你从电磁感应的角度总结不同发电方式的共同点。
15.某发电站通过燃烧煤来发电.发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户,发电机输出功率是120kW,输出电压是240V,升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶25,输电线的总电阻为10Ω,用户需要的电压为220V.则:
(1)画出上述输电全过程的线路图;
(2)输电线上损耗的电功率为多少;
(3)降压变压器原、副线圈的匝数比为多少.
16.如图所示,交流发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.4 m,ad=bc=0.2 m,线圈匝数N=100匝,电阻r=1 Ω,线圈在磁感应强度B=0.2 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以n=50 r/s的转速匀速转动,外接电阻R=9 Ω,求:
(1)线圈转动时感应电动势的最大值;
(2)电压表的示数(计算结果可用和根号表示)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
※※请※※不※※要※※在※※装※※订※※线※※内※※答※※题※※
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
(
…………○…………内…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
) (
学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________
) (
…………○…………外…………○…………装…………○…………订…………○…………线…………○…………
)
试卷第1页,共3页
试卷第1页,共3页
参考答案:
1.C
解析:正弦交流电是指大小和方向随时间做正弦规律变化的电流;由图可知,只有C正确,ABD错误;
答案:C.
点睛:本题考查正弦式交流电的图像,要注意明确交流电是指按正弦规律变化的电流,要特别注意电流的变化情况。
2.C
解析:AC.线框位于中性面时,线框平面与磁感线垂直,穿过线框的磁通量最大,但此时切割磁感线的两边速度方向与磁感线平行,即不切割磁感线,穿过线框的磁通量的变化率等于零,所以电动势等于零,感应电动势或感应电流的方向在此时刻改变。A错误,C正确;
BD.线框垂直于中性面时,穿过线框的磁通量为零,切割磁感线的两边的速度与磁感线垂直,有效切割磁感线速度最大,此时穿过线框的磁通量的变化率最大,所以感应电动势最大,BD错误。
答案:C。
3.B
解析:由知
所以当时,变压器副线圈输出电压
即变压器副线圈输出电压将会是原来的1.25倍。
答案:B。
4.D
解析:BC.设灯泡正常发光时的工作电压为,工作电流为,则有

可得
根据理想变压器原副线圈电压比等于匝数比可得
故BC错误;
AD.根据

联立可得
故A错误,D正确。
答案:D。
5.B
解析:在远距离输电时,输电线的电阻为
输出电流是
故输电线上损失的电功率为
故ACD错误,B正确。
答案:B。
6.C
解析:D.由

U2=44 V
故D错误;
A.由

I2≤1 A
所以负载功率最大为
P2=U2I2≤44 W
故A错误;
B.副线圈中的电流有效值最大为1A,则最大值为
故B错误;
C.由

R≥44 Ω
故C正确。
答案:C。
7.C
解析:A.该交流电的频率为
故A错误;
B.原线圈输出端电压有效值为
根据
可得副线圈两端的电压有效值为
即电压表的示数为44V,故B错误;
C.根据
可得副线圈中的电流为
所以正常工作时电动机的输出功率为
故C正确;
D.若电动机由于卡住了而不转动,变成线性电阻,故副线圈中的电流为

可得电流表示数为
故D错误。
答案:D。
8.BC
解析:若输送电压升高为原来的n倍,由可知输送电流原来的倍,输电线上的电功率损失
输电线上的电压损失
答案:BC。
9.BD
解析:AB.设输电电压为U,线路电阻为R,由得输电电流
则损失电压为
可知A错误,B正确;
CD.线路上损失的功率
可知C错误,D正确。
答案:BD。
10.BD
解析:A.根据交流电源的电压usin100t(V),可知角速度为:rad/s,则频率为:
50Hz
A错误;
CD.设每只灯的额定电流为I,额定电压为U,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光,所以副线圈中的总电流为2I,原副线圈电流之比为1:2,根据原副线圈中电流之比与匝数成反比
得原、副线圈的匝数之比为:
故C错误,D正确;
B.根据电压与匝数成正比:
得原线圈两端电压为:
根据闭合电路欧姆定律得交流电源电压为:
该交流电的最大值为V,则有效值为18V,所以
3U=18V
则灯泡的额定电压为6V,原线圈两端得电压等于2U=12V,B正确;
答案:BD。
11.BD
解析:A.一个周期内电流方向改变两次,1s内线圈中电流方向改变
故A错误;
B.t=0.005s时,通过线圈的磁通量最大,此时线圈平面与磁场垂直,即与中性面重合,故B正确;
C.t=0.01s时,磁通量变化率最大,最大值为
故C错误;
D.t=0.015s时,线圈中的磁通量随时间t变化的图线的斜率表示感应电动势,由图可知,此时的斜率为零,故线圈中的感应电动势为零,故D正确。
答案:BD。
12. A 增大
解析:(1)[1]A.实验操作中,为了人身安全,原线圈两端只能使用低压交流电源,所用电压不要超过12V,故A正确;
B.实验通电时,不可用手接触裸露的导线、接线柱等,故B错误;
C.使用多用电表测电压时,先用最大量程挡试测,再选用恰当的挡位进行测量,故C错误。
答案:A。
(2)[2]在实验中,其同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变,仅减小原线圈的匝数,根据变压器变压公式,副线圈两端的电压将增大。
13. 使传感器2测得的电压值仍为U0 B 0.70 当灯泡两端电压较小时,灯泡不发光或发出的光很弱,太阳能发电板不能产生电压
解析:(1)[1]实验中应调节滑动变阻器,使得传感器2测得的电压值仍为U0。
(2)[2]本实验中让交变变流与直流分别通过同一个电阻,在相同时间内电阻上产生的热量相等,此时直流电压为交流电压的有效值,所以实验中采用等效替代法,体现在太阳能发电板产生的电压相等,即灯泡发光的功率相同。
答案:B。
(3)[3]实物连接如图所示

(4)[4][5]根据表中数据描点连线,如图所示

该图线为一条过原点的倾斜直线,其斜率为
所以
(5)[6]当小灯泡两端所加的电压较小时,传感器2测得的电压几乎为0,其可能原因是太阳能发电板不能产生电压。
14.发电方式有火力发电、风力发电、水力发电、太阳能发电、核能发电、潮汐能发电等;
火力发电、风力发电、水利发电、核能发电、潮汐能发电等发电方式的共同点是:先利用其它形式的能转化为机械能,再利用机械能转化为电能,都利用电磁感应现象来发电。
解析:发电方式有火力发电、风力发电、水力发电、太阳能发电、核能发电、潮汐能发电等;
火力发电、风力发电、水利发电、核能发电、潮汐能发电等都是先利用其它形式的能转化为机械能,再利用机械能转化为电能,都利用电磁感应现象来发电,利用发电机转子(电磁场)旋转,定子线圈切割磁力线,发出电能;而太阳能发电是利用半导体材料的光电效应来发电。
15.(1) (2) 4000W (3)
解析:试题分析:根据发电机的输出电压,结合电压比等于匝数比求出升压变压器的输出电压,根据P=UI求出输电线上的电流,从而得出输电线上损失的功率;根据输电线上损失的电压得出降压变压器的输入电压,结合电压之比等于匝数比求出降压变压器原副线圈的匝数比.
(1)输电全过程的线路图如图所示:
(2)根据理想变压器电压比:,解得升压变压器的输出电压:U2=6000V
则输电电流
输电线上损耗的功率:P损=I22R=400×10W=4000W
(3)降压变压器的输入电压U3=U2-I2R=6000-20×10V=5800V
则降压变压器原副线圈的匝数比:
点睛:本题主要考查了变压器原副线圈电压比、电流比与匝数比的关系,知道升压变压器的输出电压等于电压损失和降压变压器的输入电压之和.
16.(1);(2)
解析:(1)电动势的最大值
(2)电动势的有效值
电压表示数即路端电压
考点:考查了交流电的产生,闭合回路欧姆定律
【名师点睛】本题要注意求电功率用有效值,求电荷量必须用电动势的平均值,电压表测量的是有效值.
答案第1页,共2页
答案第1页,共2页