2018-2019學(xué)年高中物理第五章交變電流章末質(zhì)量評(píng)估新人教版選修3-2

1、第五章交變電流章末質(zhì)量評(píng)估（二）（時(shí)間：90 分鐘分值：100 分）一、單項(xiàng)選擇題（本題共 10 小題，每小題 3 分，共 30 分.在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中， 只有一項(xiàng)符合題目要求）1.下列關(guān)于交變電流的說法正確的是（）A. 交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓和電流值都是峰值B. 用交流電流表和電壓表測定的數(shù)值都是瞬時(shí)值C. 給定的交流數(shù)值，在沒有特別說明的情況下是指有效值D. 跟交變電流有相同的熱效應(yīng)的恒定電流的數(shù)值是交變電流的平均值解析：對(duì)于交變電流的數(shù)值， 在沒有特別說明的情況下是指有效值，交流電流表和電壓表測定的數(shù)值都是交變電流的有效值，交流電氣設(shè)備的銘牌上所標(biāo)的電壓和電流值也都是有效值，只有

2、選項(xiàng) C 正確.答案：C2如圖所示是一交變電流的it圖象，則該交流電電流的有效值為（）2 30BPAC.8 A解析：設(shè)交流電電流的有效值為I，周期為T,電阻為R則l2RT=ijx4R- T+ 42R-；T解得I=竽0A 故選 B.3答案：B3在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示，產(chǎn)A. 4 AD. 2 2A生的交變電動(dòng)勢的圖象如圖乙所示，貝 U（）解析：通過負(fù)載的電流有效值為 0.0252 A ,變壓器輸入功率約為P=UI=A.B.C.D.t= 0.005 s 時(shí)線框的磁通量變化率為零t= 0.01 s 時(shí)線框平面與中性面重合線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢有效值為311

3、V線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢頻率為100 Hz解析：由圖象知，該交變電流電動(dòng)勢峰值為311 V,交變電動(dòng)勢的頻率為f= 50 Hz, CD 錯(cuò)；t= 0.005 時(shí)，e= 311 V,磁通量變化最快,t= 0.01 s 時(shí)e= 0,磁通量最大，線圈處于中性面位置，A 錯(cuò)，B 對(duì).答案：B4.超導(dǎo)是當(dāng)今高科技研究的熱點(diǎn)，利用超導(dǎo)材料可實(shí)現(xiàn)無損耗輸電.現(xiàn)有一直流電路,輸電總電阻為 0.4Q,它提供給用電器的電功率為40 kW,電壓為 800 V.若用臨界溫度以下的超導(dǎo)電纜代替原來的輸電線，保持供給用電器的功率和電壓不變，那么節(jié)約的電功率為A. 1 kW3B.1.6X10 kWC. 1.6 kWD. 10

4、 kW解析：節(jié)約的電功率即為普通電路輸電時(shí)損耗的電功率,3P40X10I=U=800 A=50A.P線=12R= 502X0.4 W = 1 000 W，故節(jié)約的電功率為 1 kW, A 項(xiàng)正確.答案：A5用 220 V 的正弦交流電通過理想變壓器對(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 WB.輸出電壓的最大值是110 VC. 變壓器D. 負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i=0.05sin100nt+f A圖甲圖乙110X0.025 2 W= 3.9 W 選項(xiàng) A 正確.變壓器輸出電壓的最大值是 110 2 V ,選項(xiàng) B 錯(cuò)誤.由 變壓公

5、式，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是2 : 1，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i=0.05sin 100nt(A)，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.答案：A頻率由原來的 50 Hz 增為 100 Hz 時(shí)，線圈的感抗增大；線圈兩端電壓有效值增大，電壓表 示數(shù)增大，故選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；在總電壓的有效值不變的情況下，電路中的電流減小，選項(xiàng)A錯(cuò).燈泡 R 的電阻是一定的，電流減小時(shí)，實(shí)際消耗的電功率減小，燈泡變暗，選項(xiàng) C 正確，D 錯(cuò).答案：C7.如圖甲、 乙所示的電路中， 當(dāng)A B接有效值為 10 V 的交流電壓時(shí)，C D間電壓的 有效值為 4 V ;當(dāng)M N接 10 V 直流電壓時(shí)，P、Q間的電壓也為 4 V .

6、現(xiàn)把C D接 4 V 交 流電壓，P Q接 4 V 直流電壓，下列表示A B間和M N間電壓的是( )圖甲圖乙A.10 V，10 VB. 10 V，4 VC. 4 V，10 VD. 10 V，0解析：題圖甲是一個(gè)自耦變壓器，當(dāng)A、B作為輸入端，C D作為輸出端時(shí)，是一個(gè)降壓變壓器，兩邊的電壓之比等于兩邊線圈的匝數(shù)之比.當(dāng)C D作為輸入端，A、B作為輸出端時(shí)，是一個(gè)升壓變壓器，電壓比也等于匝數(shù)比，所以C、D接 4 V 交流電壓時(shí)，A、B間將得到 10V 交流電壓.題圖乙是一個(gè)分壓電路，當(dāng)M N作為輸入端時(shí)，上下兩個(gè)電阻上的電6.如圖所示電路中，L為電感線圈,R 為燈泡，電流表內(nèi)阻為零，電壓表內(nèi)阻

7、無限大,交流電源的電壓U= 220 2sin 100ntV,Hz,下列說法正確的是()若保持電壓的有效值不變，只將電源頻率改為 100A.電流表示數(shù)增大C.燈泡變暗解析:由u= 220 2sin 100ntV 可得電源原來的頻率為f=12THz=50 Hz.當(dāng)電源D.燈泡變亮壓跟它們電阻的大小成正比.但是當(dāng)把電壓加在P、Q兩端時(shí)，電流只經(jīng)過下面那個(gè)電阻，上面的電阻中沒有電流通過，M P兩端也就沒有電勢差，即M P兩點(diǎn)的電勢相等所以當(dāng)P、Q接 4 V 直流電壓時(shí)，M N兩端的電壓也是 4 V 如果M N或P、Q換成接交流電壓,上述關(guān)系仍然成立，因?yàn)榻涣麟娫诩冸娮桦娐分袣W姆定律仍然適用.答案：B&

8、amp;如圖所示，有一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)E.通過理想升壓變壓器Ti和理想降壓變壓器T2向遠(yuǎn)處 用戶供電，輸電線的總電阻為R Ti的輸入電壓和輸入功率分別為U和P,它的輸出電壓和輸出功率分別為12和P2；T2的輸入電壓和輸入功率分別為U和P3,它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和R,設(shè)Ti的輸入電壓U定，當(dāng)用戶消耗的電功率變大時(shí)，有（）A.F2變大，F(xiàn)3變大B.P變小，F(xiàn)2變小C. U 變小，U3變小D.U2變小，14變大解析：Pi=P2=AP+P3,且P3=P4,由于F4增大，所以P3及Pi、P2均變大，A 對(duì)，B 錯(cuò);n212=u,U定，所以 U 不變，C D 錯(cuò).ni答案：A9.在如圖所示的電路中

9、，理想變壓器的變壓比為2 : 1,四個(gè)燈泡完全相同，若已知燈泡 L3和 L4恰能正常工作，那么（）A. Li和 L2都能正常工作B. Li和 L2都不能正常工作C. Li和 L2只有一個(gè)能正常工作D. 條件不足，無法判斷解析：由于副線圈兩端并聯(lián)著兩個(gè)相同的燈泡L3、L4.每個(gè)燈泡正常工作時(shí)的實(shí)際電流都等于額定電流，因此副線圈中的電流等于一個(gè)燈泡額定電流的兩倍.根據(jù)原、副線圈的電I流與匝數(shù)成反比，可知原線圈中的電流等于副線圈中電流的2，即恰好等于燈泡 Li、L2的額定電流，從而可以得出 Li和 L2都能正常工作.答案：A用i0.如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖.發(fā)電廠的輸出電壓是U,用等效總

10、電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是li,其末端間的電壓為U.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為|2,則（）A.用戶端的電壓為亍I2B.輸電線上的電壓降為 UC.理想變壓器的輸入功率為1 務(wù)D.輸電線路上損失的電功率為IiU解析：根據(jù)理想變壓器的工作原理，得liU=I2U，所以用戶端的電壓U2=歲，選項(xiàng) AI2正確；輸電線上的電壓降U=Iir=U- U,選項(xiàng) B 錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率P=IiU- 12r=IiU,選項(xiàng) C 錯(cuò)誤，輸電線路上損失的功率P=I2r=Ii(U- U)，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.答案：A二、多項(xiàng)選擇題(本題共 4 小題，每小題 6 分，共 24 分.在

11、每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中有 多項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)得6 分，漏選得 3 分，錯(cuò)選或不選得 0 分)11. 一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻角速度轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=10 德 sin 4nt(V)，貝 U ()A. 該交變電動(dòng)勢的頻率為 2 HzB. 零時(shí)刻線圈平面與磁場垂直C.t= 0.25 s 時(shí)，e達(dá)到最大值D. 在 1 s 時(shí)間內(nèi)，線圈中電流方向改變 100 次解析：由題中給出的電動(dòng)勢的表達(dá)式可以得到該交變電動(dòng)勢的角速度是4n,由角速度和周期、頻率的關(guān)系3=牛=2nf得到此交變電動(dòng)勢的頻率為 2 Hz,周期是 0.5 S,所以選項(xiàng) A 正確.周期是 0.5 s，所以 1

12、s 內(nèi)線圈中的電流方向改變 4 次，選項(xiàng) D 錯(cuò)誤.代入表 達(dá)式t= 0.25 s，得到e= 0，選項(xiàng) C 錯(cuò)誤.零時(shí)刻，電動(dòng)勢為零，此時(shí)穿過線圈的磁通量最 大，選項(xiàng) B 正確.綜上所述，本題的正確選項(xiàng)為A B.答案：AB12.如圖所示.矩形線框置于豎直向下的磁場中，通過導(dǎo)線與靈敏電流表相連，線框在磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，圖中線框平面處于豎直面內(nèi).下述說法正確的是IlU/1發(fā)廠( )A. 因?yàn)榫€框中產(chǎn)生的是交變電流，所以電流表示數(shù)始終為零B. 線框通過圖中位置瞬間，穿過線框的磁通量最大C. 線框通過圖中位置瞬間，通過電流表的電流瞬時(shí)值最大D. 若使線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度增大一倍，那么通

13、過電流表電流的有效值也增大一倍解析：線框在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在中性面即線框與磁感線垂直時(shí)，磁通量最大，感應(yīng)電動(dòng)勢最小，而在題中圖示位置線框與磁感線平行時(shí)磁通量最小，感應(yīng)電動(dòng)勢最大，A B 項(xiàng)錯(cuò)，C 項(xiàng)對(duì)；電流的有效值I=nBd,現(xiàn)在其余的量都不變，角速度增大一倍后，V2R電流也增大一倍，D 正確.答案：CD13.為了減少輸電線路中的電力損失， 發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過升壓變電站升壓后通過遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)過降壓變電站將高壓變?yōu)榈蛪?某降壓變電站將電壓U）= 11 000 2sin100nt（V）的交流電降為 220 V 供居民小區(qū)用電，則變電站變壓器（）A. 原、副線圈匝數(shù)比為 50：1B.

14、 副線圈中電流的頻率是 50 HzC. 原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗D. 輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和nn50解析：原電壓的有效值為U= 11 000 V .由応=得，一=，選項(xiàng) A 正確；變壓器不Lbn2n21nI改變交流電的頻率，故選項(xiàng)B 正確；由n= 7 得，副線圈的電流大，要想導(dǎo)線發(fā)熱少，導(dǎo)線n211要粗一些（使電阻較小），故選項(xiàng) C 錯(cuò)誤；居民小區(qū)各用電器電流總和應(yīng)該等于副線圈的電流, 選項(xiàng) D錯(cuò)誤.答案：AB14.如圖所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R、R、R、民均為定值電阻，開關(guān)S是閉合的.OV 和OM為理想電壓表，讀數(shù)分別為U和Lt;OA、O

15、AA. L2變小、13變小B. L2不變、I3變大C. I1變小、I2變小和OA是（F列推斷中正確的D. I1變大、12變大解析：因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與U不變，所以U與兩電壓表的示數(shù)均不變，當(dāng)S 斷開時(shí),11n2因?yàn)樨?fù)載電阻增大，故副線圈中的電流I2減小，=知11也將減小，C 正確；因?yàn)镽兩端12 ni的電壓減小，故F2、F3兩端的電壓將增大，Is變大，B 正確.正確選項(xiàng)為 B C.答案：BC三、填空題（本題共 2 小題，共 14 分）15.（6 分）鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖甲所示圖甲中電流表的讀數(shù)為流電流.圖甲電纜線繞1 匝，電流表的讀數(shù)為12= 1.2 A，則11X1 =12Xn;用同一電纜

16、線繞了 3 匝，流過電纜線的電流|1不變，則|1X 3=Ex n,|2= 3.6 A.答案：交流 3.6B,線圈外部還可以繞線.（1）某同學(xué)用一多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值，指針分別對(duì)應(yīng)圖乙中的a、b位置，由此可推斷 _線圈的匝數(shù)較多（選填“A”或“B”）.（2）如果把它看成理想變壓器，現(xiàn)要測定A線圈的匝1.2 A .圖乙中用同一電纜線繞了 3 匝，則這種電流表能測（選填“交流”或“直流”）電流，圖乙的讀數(shù)為A.rri0tru解析：鉗形電流表是根據(jù)變壓器變流原理設(shè)計(jì)的,這種電流表能測交流電流，不能測直16. （8分） 有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器,如圖甲所示，它有兩個(gè)外觀基本相

17、同的線圈圖乙數(shù)，提供的器材有：一根足夠長的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源.請(qǐng)簡要敘述實(shí)驗(yàn)的步驟（寫出要測的物理量，并用字母表示)：_(3)A線圈的匝數(shù)為nA=_(用所測物理量符號(hào)表示).解析：(1)由題圖乙可知a位置的阻值大于b位置的阻值，由電阻定律可得A線圈的匝 數(shù)多于B線圈的.(2)用長導(dǎo)線繞一個(gè)n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；2把低壓交流電源接B線圈，測得B線圈的輸出電壓為U;UA3用A線圈換下繞制的線圈測得A線圈的輸出電壓為U則nA= 口門.答案：(1)A(2)用長導(dǎo)線繞一個(gè)n匝線圈，作為副線圈替代A線圈；把低壓交流 電源接B線圈，測得B線圈的輸出電壓U;用A線圈換下繞制的線圈測

18、得A線圈的輸出電lUA壓 U (3)四、計(jì)算題(本題共 3 小題，共 32 分，解答時(shí)應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位)17.(10 分)如圖甲所示，矩形線圈匝數(shù) N= 100 匝，ab= 30 cm,ad= 20 cm,勻強(qiáng)磁場 磁感應(yīng)強(qiáng)度B= 0.8 T，繞軸00從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度3=100nrad/s，試 求：(1) 穿過線圈的磁通量最大值m為多大？線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值？(2) 線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢最大值&為多大？線圈轉(zhuǎn)到什么位置時(shí)取得此值?(3) 寫出感應(yīng)電動(dòng)勢e隨時(shí)間變化的表達(dá)式，并在圖乙中作出圖象.解析：(1)當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至與磁感線垂直時(shí)，磁通量有最大值.m=BS=0.8X0.3X0.2 Wb= 0.048 Wb.(2)線圈與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢有最大值En=NBSo=480nV.表達(dá)式e=Emcos3t= 480ncos (100nt) V.圖象如圖所示.：0圖甲圖乙18.(10 分)一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的最大輸出功率為100 kW,輸出電壓恒為 500 V，現(xiàn)用電阻率為 1.8X10一8Q m 橫截面積為 105m2的輸電線向 4X103m 遠(yuǎn)處的用電單位輸電， 要使發(fā)電機(jī)滿負(fù)荷運(yùn)行時(shí)，輸電線上的損失功率為發(fā)電機(jī)總功率的4%貝 V:(1) 所用的理想升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比是多少？(2) 如果用戶用電器