人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元检测题(解析版)

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名称 人教版高中物理选修3-2第五章《交变电流》单元检测题(解析版)
格式 zip
文件大小 103.4KB
资源类型 教案
版本资源 人教版(新课程标准)
科目 物理
更新时间 2018-10-22 10:33:06

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文档简介

《交变电流》单元检测题
一、单选题
1.三个相同的电阻,分别通过如图甲、乙、丙所示的交变电流,三个图中的I0和周期T相同.下列说法中正确的是(  )

A. 在相同时间内三个电阻发热量相等
B. 在相同时间内,甲、乙发热量相等,是丙发热量的2倍
C. 在相同时间内,甲、丙发热量相等,是乙发热量的
D. 在相同时间内,乙发热量最大,甲次之,丙的发热量最小
2.如图所示,N匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO′匀速转动,线框面积为S,线框电阻、电感均不计,在OO′左侧有磁感应强度为B的匀强磁场,外电路接有电阻R和理想电流表A,那么可以确定的是(  )

A. 从图示时刻起,线框产生的瞬时电动势为e=NBωSsinωt
B. 电流表的示数I=NBS
C.R两端电压有效值U=NBS
D. 一个周期内R的发热量Q=
3.如图所示,线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小(如L=1 mH,C=200 pF),此电路的重要作用是(  )

A. 阻直流通交流,输出交流
B. 阻交流通直流,输出直流
C. 阻低频通高频,输出高频交流
D. 阻高频通低频,输出低频交流和直流
4.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时,产生的感应电动势最大值为50 V,那么该线圈由图所示位置转过30°,线圈中的感应电动势大小为(  )

A. 50 V B. 25V C. 25 V D. 10 V
5.一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=1∶2,电源电压u=220sinωtV,原线圈电路中接入一熔断电流I0=1 A的保险丝,副线圈中接入一可变电阻R,如图所示,为了使保险丝不致熔断,调节R时,其阻值最低不能小于(  )

A. 440 Ω B. 440Ω C. 880 Ω D. 880Ω
6.用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载电阻供电,变压器输出电压是110 V,通过负载的电流图象如图所示,则(  )

A. 变压器输入功率约为1 555 W
B. 交流电的频率为100 Hz
C. 负载电阻阻值为11 Ω
D. 负载电流的函数表达式i=10sin (100πt)A
7.下列关于交变电流和直流的说法中,正确的是(  )
A. 如果电流的大小做周期性变化,则一定是交变电流
B. 直流的大小可以变化,但方向一定不变
C. 交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的
D. 以上说法都不正确
8.中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500 kV的超高压输电,输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下,现改用1 000 kV特高压输电,若不考虑其他因素的影响,则输电线上损耗的电功率将变为(  )
A. B. C. 2P D. 4P
9.如图甲所示,调光台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节灯的亮度的.现将某无级调光台灯接在220 V的正弦交变电流上,经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时电压表的示数是(  )

A. 220 V B. 156 V C. 110 V D. 78 V
10.如图所示,有一矩形线圈的面积为S、匝数为N、电阻不计,绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动,从图示位置开始计时.矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有可调电阻R,下列判断正确的是(  )

A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωcosωt
B. 矩形线圈从图示位置经过时间时,通过电流表的电荷量为零
C. 当P不动、R增大时,电压表读数也增大
D. 当P向上移动、R不变时,电流表读数减小
11.如图甲所示电路中,A1、A2、A3为相同的电流表,C为电容器,电阻R1、R2、R3的阻值相同,线圈L的电阻不计.在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示,则在t1~t2时间内(  )

A. 电流表A1的示数比A2的小
B. 电流表A2的示数比A3的小
C. 电流表A1和A2的示数相同
D. 电流表的示数都不为零
12.关于减小远距离输电线上的功率损耗,下列说法正确的是(  )
A. 由功率P=U2/R,应降低输电电压,增大导线电阻
B. 由P=IU,应低电压小电流输电
C. 由P=I2R,应减小导线电阻或减小输电电流
D. 上述说法均不对
二、多选题
13. 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流的平方成正比
14. 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电e=220sin 100π·tV,那么(  )
A. 频率是50赫兹
B. 当t=0时,线圈平面恰好与中性面重合
C. 当t=秒时,e有最大值
D. 有效值为220V
15. 如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动.滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有定值电阻R,从图示位置开始计时,下列判断正确的是(  )

A. 电流表测得的是电流最大值
B. 感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSω·sinωt
C.P向上移动时,电流表示数变大
D.P向上移动时,电流表示数变小
16. 某发电厂通过远距离向某学校输电,输送的电功率为P,从发电厂至学校的输电导线总电阻为r,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,输电线上的电流越大,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流的平方成正比
D. 输电导线总电阻r两端的电压等于输送的电压
17. 一平行板电容器与一自感线圈组成振荡电路,要使此振荡电路的周期变大,以下措施中正确的是(  )
A. 增加电容器两极间的距离
B. 增加线圈的匝数
C. 增大电容器两极板间的正对面积
D. 增大电容器两极板间的距离的同时,减少线圈的匝数
三、实验题
18.有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线.

(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的A、B位置,由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”).
(2)如果把它看成理想变压器,现要测定A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表示)________
A线圈的匝数为nA=________.(用所测物理量符号表示)
四、计算题
19.马鞍山市拥有长江黄金水道而具有得天独厚的电力资源,在2010年上海世博会之前分两期兴建了总装机容量为11万千瓦的发电厂.建成后,若采用110 kV电压向上海输电.已知从马鞍山到上海的输电线总电阻为10 Ω.
(1)求输电导线损耗的功率;
(2)若为了降低损耗,把输电电压提高为220 kV,求提高输电电压后比原来少损耗的功率.
20.如图所示,一小型发电机内有n=100匝矩形线圈,线圈面积S=0.1 m2,线圈电阻可忽略不计.在外力作用下矩形线圈在B=0.1 T匀强磁场中,以恒定的角速度ω=100π rad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,发电机线圈两端与R=100 Ω的电阻构成闭合回路.求:

(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值;
(2)从线圈平面通过中性面时开始,线圈转过90°角的过程中,通过电阻R横截面的电荷量.



答案解析
1.【答案】C
【解析】根据焦耳定律Q=I2Rt求解热量,其中I是有效值.对于方波,有效值I=Im,对于正弦式电流有效值I=Im.三种交变电流的最大值为I0.根据焦耳定律得:Q甲=2RT,Q乙=IRT,Q丙=IR×,则三者之比为1∶1∶2,故选:C.
2.【答案】B
【解析】线框始终只有一半面积在磁场中,故瞬时电动势为e=sinωt,电压有效值为U=NBS,电流表的示数I==NBS,A、C错误,B正确.Q=T=,
D错误.
3.【答案】D
【解析】线圈的作用是:“通直流,阻交流;通低频,阻高频”.电容的作用:“通交流,隔直流;通高频,阻低频”.因线圈自感系数L很小,所以对低频成分的阻碍作用很小,这样,直流和低频成分能顺利通过线圈;电容器并联在电路中,起旁路作用,因电容器电容C很小,对低频成分的阻碍作用很大,而对部分通过线圈的高频成分阻碍作用很小,被它旁路掉,最终输出的是低频交流和直流.故选项D正确.
4.【答案】B
【解析】由题给条件知:交变电流瞬时值表达式为e=50cosωtV=50cosθV,当θ=30°时,e=25V,B对.
5.【答案】C
【解析】当原线圈电流为I1=I0=1 A时,副线圈中电流I2=I1=A,原线圈两端电压U1==220 V,则副线圈两端电压U2=U1=×220 V=440 V,因此负载电阻的最小值Rmin==880 Ω,故C正确.
6.【答案】C
【解析】负载中电流的有效值为I2==A=10 A,故负载消耗的功率为P=U2I2=110×10 W=1 100 W,故A错误;由图象可知,周期T=0.02 s,故频率f==Hz=50 Hz,故B错误;负载的电阻为R==Ω=11 Ω,故C正确;负载电流的函数表达式i=10sin (100πt)A,故D错误.
7.【答案】B
【解析】直流的方向不发生改变,而大小可以改变,课本中若没有特别说明,所说的直流一般是指大小和方向均不发生变化的恒定电流.交变电流一般是指大小、方向都发生周期性变化的电流,可以是锯齿波形、矩形波形、尖脉冲波形以及正弦波形等,这些都属于交变电流.其中矩形交变电流的电流方向改变,但大小可能不变.
8.【答案】A
【解析】在超高压输电中,设输送电功率为P′,输电电压为U,输电线电阻为R,则输电线上损耗的电功率为P=()2R,当输电电压升为原来的2倍时,输电线损耗的电功率变为原来的,故选A.
9.【答案】B
【解析】虽然图示电流不是正弦交变电流,根据正弦式交变电流的图象对称性可知,只要有T的图线就满足最大值是有效值的倍,根据交变电流有效值定义有:T=·.
解得U=110V=156 V,故B对,A、C、D错.
10.【答案】A
【解析】矩形线圈切割磁感线产生的感应电流为正弦式交变电流,图示时刻线圈切割磁感线产生的感应电动势最大,最大值为Em=NBSω,则其瞬时值表达式为e=NBSωcosωt,选项A正确;矩形线圈从图示位置经过时间,刚好为周期,磁通量的变化量不为零,通过电流表的电荷量不为零,选项B错误;电压表读数为电压的有效值,矩形线圈的电阻不计,故电压表的示数为交变电压的有效值,恒定不变,选项C错误;当P向上移动、R不变时,原线圈的电压不变,原线圈匝数减少,副线圈的电压增大,输出功率变大,故原线圈中的电流增大,选项D错误.
11.【答案】C
【解析】理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间均匀增加,穿过副线圈的磁通量也将随时间均匀增加,副线圈中产生恒定的感应电动势,副线圈中的电流为恒定电流,电感线圈对恒定电流无阻碍作用,因而电流表A1和A2的示数相同,C项正确,A项错误;恒定电流不能通过电容器,因而电流表A3的示数为零,B、D项错误.
12.【答案】C
【解析】输电时导线上损失的电压ΔU=IR,它不同于输电电压,P=或P=IU中的U应为导线上损失的电压,故A、B错,导线上功率的损失为发热损失,即P=I2R,故C正确.
13.【答案】BD
【解析】由P=UI知P不变,U越大,则I越小,由欧姆定律ΔU=IR线可得ΔU越小,A错,B正确;再根据P损=I2R线可知C错,D对.
14.【答案】ABC
【解析】由交流电的瞬时值表达式知,ω=100π=2πf,得f=50 Hz,A正确;
当t=0时,e=0,则线圈平面恰好与中性面重合,B正确;
当t=s时,sin 100πt=1,所以e有最大值,故C正确;
有效值U==V=220 V,D错误.
15.【答案】BD
【解析】电流表测得的是电流有效值,选项A错误;从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSω·sinωt,选项B正确;P向上移动时,输出电压降低,电流表示数变小,选项C错误,D正确.
16.【答案】BC
【解析】当输电线的电阻和输送的电功率不变时,根据P=UI,知输送电压越高,输电线上的电流越小,根据U损=IR,输电线上损失的电压越小.故A错误.根据U损=IR,知输电线路上损失的电压与输送电流成正比.故B正确.根据P损=I2R,I=,得P损=,输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比.故C正确.根据U损=IR知,输电导线总电阻R两端的电压等于损失的电压.故D错误.故选BC.
17.【答案】BC
【解析】振荡电路的周期T=2π,所以要想增大周期可以增大电容和自感系数,增加电容器两极间的距离会减小电容,则周期变小,A错.增加线圈的匝数可增大自感系数,则周期变大,B对.增大电容器两极板间的正对面积会增大电容,则周期变大,C对.增大电容器两极板间的距离的同时,减少线圈的匝数.C和L都减小,则周期间小,D错.
18.【答案】(1)A (2)①用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;②把低压交流电源接B线圈,测得线圈的输出电压为U;③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA n
【解析】(1)A 由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值,由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的.
(2)①用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈;②把低压交流电源接B线圈,测得线圈的输出电压为U;③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nA=n.
19.【答案】(1)1×107W (2)7.5×106W
【解析】(1)由公式P=UI得
I==A=1×103A
则P损=I2R=1×107W.
(2)由公式
I′==A=5×102A
则P损′=I′2R=2.5×106W
则ΔP=P损-P损′=7.5×106W.
20.【答案】(1)3.1×102V (2)1.0×10-2C
【解析】(1)线圈中感应电动势的最大值
Em=nBSω=3.1×102V.
(2)设从线圈平面通过中性面时开始,线圈通过90°角所用时间为Δt,线圈中的平均感应电动势=
通过电阻R的平均电流==
在Δt时间内通过电阻横截面的电荷量
q=Δt==1.0×10-2C.