2020高中物理 第五章 交變電流 章末質(zhì)量檢測(cè)卷（二）（含解析）（含解析）

學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精PAGE19-學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第五章章末質(zhì)量檢測(cè)卷(二)(時(shí)間：90分鐘滿分：100分)一、單項(xiàng)選擇題（本題共8小題,每小題3分，共24分）1．如圖所示，磁帶錄音機(jī)既可用作錄音，也可用作放音，其主要部件為勻速行進(jìn)的磁帶a和繞有線圈的磁頭b，不論是錄音或放音過(guò)程，磁帶或磁隙軟鐵會(huì)存在磁化現(xiàn)象．下面是對(duì)于它們?cè)阡浺?、放音過(guò)程中主要工作原理的描述，正確的是（）A．放音的主要原理是電磁感應(yīng),錄音的主要原理是電流的磁效應(yīng)B．錄音的主要原理是電磁感應(yīng),放音的主要原理是電流的磁效應(yīng)C．放音和錄音的主要原理都是磁場(chǎng)對(duì)電流的作用D．錄音和放音的主要原理都是電磁感應(yīng)解析：選A放音的主要原理是磁生電，所以是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，錄音的主要原理是電生磁，是電流的磁效應(yīng)，故A正確，B、C、D錯(cuò)誤．2．對(duì)交變電流能夠通過(guò)電容器的正確理解是（）A．在有電容器的交流電路中，沒(méi)有電荷定向移動(dòng)B．在有電容器的交流電路中,有電荷定向移動(dòng)，但移動(dòng)方向是唯一的C．當(dāng)電容器接到交變電源上時(shí)，電容器交替進(jìn)行充、放電，電路中才有交變電流D．當(dāng)電容器接到交變電源上時(shí)，因?yàn)橛凶杂呻姾赏ㄟ^(guò)電容器,電路中才有交變電流解析：選C交變電流能夠通過(guò)電容器，是通過(guò)電容器交替充、放電而進(jìn)行的，實(shí)際上自由電荷并沒(méi)有通過(guò)電容器兩極板間的絕緣介質(zhì),故C正確,D錯(cuò)誤；既然電容器交替充、放電，電路中就有了電荷的定向移動(dòng)，故A、B錯(cuò)誤．3．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→dD．線圈繞P1轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)cd邊受到的安培力大于繞P2轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)cd邊受到的安培力解析：選A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，線框逆時(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邊受到的安培力也相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．4．頻率為50Hz的交變電流，其電壓u＝120eq\r(2)sinωtV，把它加在激發(fā)電壓、熄滅電壓均為85V的霓虹燈的兩端，則在半個(gè)周期內(nèi)霓虹燈點(diǎn)亮的時(shí)間是（）A.eq\f(1，50）s B。eq\f(1,100)sC。eq\f（1，150）s D.eq\f(1，200）s解析：選C該交變電壓的周期T＝eq\f(1,50)s＝0.02s，電壓的最大值Um＝120eq\r(2)V≈170V＝2×85V．作出交變電壓的u。t圖象如圖所示,由于加在霓虹燈兩端電壓大于85V時(shí)燈才發(fā)光,由圖象可知在半個(gè)周期內(nèi)霓虹燈點(diǎn)亮的時(shí)間是Δt＝t2－t1，u＝170sin(2πft）V＝85V則2πft1＝eq\f（π，6），t1＝eq\f(1,600)s,2πft2＝eq\f（5π,6)，t2＝eq\f(5，600)s所以Δt＝t2－t1＝eq\f（1，150）s即霓虹燈在半個(gè)周期內(nèi)被點(diǎn)亮的時(shí)間為eq\f（1，150）s.5．以下說(shuō)法正確的是（)A．交變電流的有效值就是它的平均值B．任何交變電流的有效值都是它最大值的eq\f(1，\r（2)）C．如果交變電流接在電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q，那么該交變電流的有效值為eq\r（\f(Q，R)）D．以上說(shuō)法均不正確解析：選D有效值是根據(jù)電流的熱效應(yīng)來(lái)定義的，平均值并不是有效值，故A錯(cuò)誤；在正弦式交變電流中,其有效值為最大值的eq\f(1，\r(2）），對(duì)于其他交變電流并不一定滿足此關(guān)系，故B錯(cuò)誤;交變電流要產(chǎn)生熱量需要一定的時(shí)間，C選項(xiàng)中沒(méi)有說(shuō)明時(shí)間，錯(cuò)誤．6．在如圖（a)的電路中，電阻R2＝6R1,D1、D2為理想二極管，當(dāng)輸入圖(b)的正弦交流電時(shí)，電壓表的示數(shù)為（)A.eq\f(U0,7) B。eq\f（4U0,7）C。eq\f（5U0，7） D.U0解析：選C由題意可知，0～eq\f(T，2）時(shí)間內(nèi)兩電阻串聯(lián)，則電路總電阻R＝R1＋R2根據(jù)歐姆定律得出電壓表讀數(shù)U1＝eq\f(U，R1＋R2）R1＝eq\f(U0,7）eq\f(T，2）～T時(shí)間內(nèi)電壓反向，回路中只有電阻R1，則電路總電阻R′＝R1電壓表讀數(shù)U2＝eq\f(\r(2)U0,\r(2）)＝U0，根據(jù)交流電的有效值定義得eq\f（\b\lc\（\rc\)（\a\vs4\al\co1(\f（U0，7)））2，R）·eq\f（T,2)＋eq\f（U02,R)·eq\f(T,2）＝eq\f（U2，R）T解得U＝eq\f(5,7)U0，故C正確．7．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝3∶1，L1、L2為兩相同燈泡，R、L、D和C分別為定值電阻、理想線圈、理想二極管和電容器，其中C＝10μF.當(dāng)原線圈兩端接如圖乙所示的正弦交流電壓時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是（)A．燈泡L1一定比L2暗B．電容器C所帶電荷量的最大值為6eq\r(2)×103CC．電容器C放電周期為2×10－2sD．副線圈兩端的電壓最大值為12eq\r(2)V解析:選D原線圈有正弦交流電，則副線圈中也有正弦式交流電．由于L1與電阻相串聯(lián)，而L2與電感器相串聯(lián)，燈泡L1與L2，是誰(shuí)亮和暗，取決于電感和電阻誰(shuí)的阻礙作用大，本題未給條件無(wú)法判斷，故A錯(cuò)誤；由變壓器的變壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，副線圈兩端的電壓的最大值:U2m＝eq\f(n2U1m，n1）＝eq\f(1，3)×36eq\r(2）＝12eq\r（2)，故D正確；電容器所帶電荷量的最大值：Q＝CU2m＝10×10－6×12eq\r（2）＝1。2eq\r（2)×10－4C，故B錯(cuò)誤；電容器與二極管串聯(lián),含有電容的支路一次充電結(jié)束后就相當(dāng)于斷路,不存在周期,故C錯(cuò)誤．8．圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)．原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示．現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光．下列說(shuō)法正確的是()A．輸入電壓u的表達(dá)式u＝20eq\r(2）sin50πt(V）B．只斷開(kāi)S2后，L1、L2均正常發(fā)光C．只斷開(kāi)S2后，原線圈的輸入功率增大D．若S1換接到2后,R消耗的電功率為0。8W解析：選D由題圖知,Um＝20eq\r(2）V，T＝0。02s,則ω＝eq\f（2π,T)＝100πrad/s，輸入電壓U＝20eq\r(2）sin100πt（V），故A錯(cuò)誤；由變壓器的變壓規(guī)律知：eq\f（U1，U2）＝eq\f（n1，n2），故U2＝eq\f（U1n2,n1)＝eq\f（20×1,5）V＝4V,由題中將S1接1、S2閉合時(shí),燈泡L2正常發(fā)光可得，燈泡L2的額定電壓為4V，當(dāng)只斷開(kāi)S2后，副線圈兩端電壓不變,此時(shí)副線圈的負(fù)載為L(zhǎng)1、L2串聯(lián),故L1、L2均不能正常發(fā)光，故B錯(cuò)誤；此時(shí)P出＝eq\f(U22,R總），副線圈負(fù)載R總增大,故P出減小，又P入＝P出，故原線圈的輸入功率減小,故C錯(cuò)誤;當(dāng)S1換接到2后，副線圈的負(fù)載僅是電阻R，故P＝eq\f（U22，R)＝eq\f(42，20）W＝0。8W,故D正確．二、多項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題3分,共21分．全選對(duì)的得3分,選對(duì)但不全的得2分,有錯(cuò)選的得0分)9．甲、乙兩圖是電子技術(shù)中的常用電路，a、b是各部分電路的輸入端，其中輸入的交流高頻成分用“”表示，交流低頻成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．則兩圖中負(fù)載電阻R上得到的電流特征是（)A．圖甲中R得到的是交流成分B．圖甲中R得到的是直流成分C．圖乙中R得到的是低頻成分D．圖乙中R得到的是高頻成分解析：選AC當(dāng)交變電流加在電容器上時(shí)，有“通交流、隔直流，通高頻、阻低頻”的特性，圖甲中電容器隔直流，R得到的是交流成分，A正確,B錯(cuò)誤；圖乙中電容器通過(guò)交流高頻成分，阻礙交流低頻成分,R得到的是低頻成分,C正確，D錯(cuò)誤．10．室外天線放大器能將室外接收到的微弱電視信號(hào)放大,使得電視機(jī)更清晰．放大器放置在室外的天線附近．為它供電的電源盒放置在室內(nèi)，連接電源盒與放大器的兩條電線兼有兩種功能:既是天線放大器的50Hz低頻電源線，同時(shí)又將幾百兆赫茲高頻電視信號(hào)送入室內(nèi)．供電視機(jī)使用．即低頻電流和高頻電流共用一個(gè)通道．室內(nèi)電源盒的內(nèi)部電路如圖所示，關(guān)于電容器C和電感線圈L的作用．下面說(shuō)法中正確的是(）A．電容器C的作用是阻高頻電視信號(hào)、通低頻電流B．電容器C的作用是阻低頻電流、通高頻電視信號(hào)使之輸送到電視機(jī)C．電感線圈L的作用是阻礙高頻電視信號(hào)進(jìn)入變壓器D．電感線圈L的作用是阻低頻電流、通高頻電視信號(hào)解析:選BC高頻電視信號(hào)是交流電,電容器有通高頻、阻低頻的特點(diǎn)，故A錯(cuò)誤，B正確；電感線圈L的作用是通低頻、阻高頻,故能夠阻礙高頻電視信號(hào)進(jìn)入變壓器，故C正確，D錯(cuò)誤．11．將電阻R、理想電壓表V、開(kāi)關(guān)S和交流電源按照甲所示方式連接,其中R＝30Ω,合上開(kāi)關(guān)S后,交流電源輸出的正弦交變電壓u隨時(shí)間t變化的關(guān)系如圖乙所示．則（)A．電壓表V的示數(shù)是36VB．R消耗的電功率是21。6WC．通過(guò)R的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝1.2sin100πt(A)D．通過(guò)R的電流最大值為1.2eq\r（2）A解析：選BC從圖乙可以看出,R兩端電壓的最大值為36V，所以電壓表的示數(shù)為U＝eq\f（36,\r(2）)V＝18eq\r(2）V，故A錯(cuò)誤；根據(jù)P＝eq\f（U2，R）得:消耗的電功率P＝eq\f（18\r(2)2，30)W＝21。6W，故B正確；根據(jù)圖乙可知，交流電的周期為0.02s，則ω＝eq\f（2π,T)＝100πrad/s，電流的最大值Im＝eq\f（E，R）＝eq\f（36，30）A＝1.2A,所以通過(guò)R的電流瞬時(shí)值表達(dá)式為i＝1.2sin100πt(A），故C正確,D錯(cuò)誤．12．圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖．轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,eq\a\vs4\al(○）V為交流電壓表．當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w．以下判斷正確的是（）A．電壓表的示數(shù)等于5VB．電壓表的示數(shù)等于eq\f（5，\r(2)）VC．實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是eq\f(n2，n1）>1000D．實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是eq\f(n2,n1)<1000解析：選BC交流電壓表測(cè)的是交流電的有效值,對(duì)正弦交流電，其電壓有效值U＝eq\f(Um，\r（2）)，B正確，A錯(cuò)誤；根據(jù)題意，副線圈電壓峰值大于5000V時(shí)就可以點(diǎn)燃?xì)怏w，對(duì)理想變壓器eq\f（n2,n1）＝eq\f(U2m,U1m)〉eq\f(5000，5)＝1000，C正確,D錯(cuò)誤．13．某小型水電站的發(fā)電機(jī)輸出電壓為220V，若輸送的總功率為P0，輸電電壓為U,輸電導(dǎo)線的總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1和n2,降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n3和n4.都是理想變壓器，要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則()A．輸電線上的電流I＝eq\f(P0，U)B。eq\f（n2,n1)越大,輸電線上損失的功率越大C．升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率D．升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率解析：選AC根據(jù)理想變壓器的工作原理可知，輸入功率和輸出功率相等,P0＝UI，解得輸電線上的電流I＝eq\f（P0,U)，A選項(xiàng)正確；eq\f(n2，n1）越大，輸送電壓越大,則輸送電流越小，輸電線上損失的功率越小，B選項(xiàng)錯(cuò)誤;輸電線上有損耗，根據(jù)能量守恒可知,升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率，C選項(xiàng)正確，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．14．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)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)，如圖乙所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化規(guī)律的圖象如圖甲所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為1。0Ω，外接一只電阻為9。0Ω的燈泡,則（)A．電壓表V的示數(shù)為20VB．電路中的電流方向每秒改變10次C．燈泡實(shí)際消耗的功率為36WD．電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的瞬時(shí)表達(dá)式為e＝20cos5πt（V)解析：選BC交變電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝eq\f（Em,\r（2））＝20V，電壓表的示數(shù)U＝eq\f(R，R＋r)·E＝18V,A選項(xiàng)錯(cuò)誤；交變電流的周期T＝0。2s，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次,每秒改變10次,B選項(xiàng)正確；燈泡實(shí)際消耗的功率P＝eq\f(U2,R）＝36W，C選項(xiàng)正確；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度ω＝eq\f(2π,T)＝10π，電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的瞬時(shí)表達(dá)式為e＝20eq\r(2)cos10πt(V)，D選項(xiàng)錯(cuò)誤．15．如圖所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負(fù)載電阻的阻值R＝11R0，V是理想電壓表，現(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R＝5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時(shí)電壓表的讀數(shù)為5.0V，則()A．此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34VB．此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24VC．原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為68VD．原線圈兩端原來(lái)的電壓有效值約為48V解析:選AD負(fù)載電阻減小為5R0時(shí),有eq\f（U2，R0＋5R0)＝eq\f（5V,5R0)，可得U2＝6V,由eq\f(U1,U2）＝eq\f（n1,n2）可得U1＝24V，原線圈兩端電壓的最大值為eq\r(2）U1＝24eq\r(2)V≈34V,選項(xiàng)A正確;保持變壓器輸入電流不變即I1不變，由eq\f(I1，I2）＝eq\f（n1，n2)知，負(fù)載電阻變化前后副線圈電流I2不變,則eq\f（5V,5R0）＝eq\f（U2′,R0＋11R0)，可得U2′＝12V,根據(jù)eq\f(U1′，U2′）＝eq\f(n1，n2）可得原線圈兩端電壓U1′＝48V，選項(xiàng)D正確．三、非選擇題（本題共5小題,共55分)16。(8分)如圖所示,匝數(shù)為100匝、邊長(zhǎng)為0。2m的正方形線圈，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為2T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，從中性面開(kāi)始以10πrad/s的角速度繞OO′軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．若線圈自身電阻為2Ω，負(fù)載電阻R＝6Ω，取π2＝10，則開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)eq\f（1,20）s內(nèi)在R上產(chǎn)生的熱量為多少焦耳？解析：電動(dòng)勢(shì)最大值為Em＝nBSω＝100×2×0。2×0。2×10πV＝80πV有效值為E＝eq\f(Em,\r(2))＝40eq\r（2)πV電流有效值為I＝eq\f（E，R＋r)＝eq\f(40\r（2)π,6＋2）A＝5eq\r(2)πA故產(chǎn)生的熱量為Q＝I2Rt＝150J。答案：150J17．(10分)一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)n＝100匝．穿過(guò)每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r＝5。0Ω，外電路電阻R＝95Ω。已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nωΦm，其中Φm為穿過(guò)每匝線圈磁通量的最大值．求串聯(lián)在外電路中的交流電流表(內(nèi)阻不計(jì)）的讀數(shù)．解析：從Φ。t圖象可以看出Φm＝1。0×10－2Wb,T＝3.14×10－2s，已知Em＝nωΦm，又ω＝eq\f（2π，T），故電路中電流最大值Im＝eq\f(Em,R＋r）＝eq\f（n·2π·Φm，TR＋r)＝eq\f(100×2×3.14×1。0×10－2，3。14×10－2×95＋5.0）A＝2A.交流電流表讀數(shù)I＝eq\f(Im，\r（2)）≈1。4A.答案：1.4A18．(10分）如圖所示，變壓器原線圈n1＝800匝，副線圈n2＝200匝，燈泡A標(biāo)有“10V2W”，電動(dòng)機(jī)D的線圈電阻為1Ω，將交變電流u＝100eq\r（2)sin100πt(V)加到理想變壓器原線圈兩端，燈泡恰能正常發(fā)光,求：(1）副線圈兩端電壓（有效值）；（2)電動(dòng)機(jī)D的電功率．解析：（1)原線圈兩端電壓(有效值）U1＝eq\f(100\r（2)，\r(2））V＝100V由變壓器變壓比規(guī)律eq\f(U1,U2）＝eq\f(n1，n2）知，副線圈兩端電壓U2＝eq\f（n2,n1）U1＝25V.（2)電動(dòng)機(jī)兩端電壓UD＝U2－UA＝15V通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流I＝IA＝eq\f(PA，UA)＝0。2A電動(dòng)機(jī)的功率PD＝UDI＝3W.答案：(1）25V(2)3W19．(12分）如圖甲所示,在鐵芯上繞著兩個(gè)線圈A和C,線圈A兩端接一電源，線圈C兩端接一阻值為10Ω的電阻R.已知線圈A的匝數(shù)為11；線圈C的電阻為5Ω，匝數(shù)為7，橫截面積為0.3m2.（1）若A接的是一電動(dòng)勢(shì)為11V的電池組，則電阻R兩端的電壓等于多少？(2)若A接某電源(電源上端為正極)使鐵芯中的磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間變化如圖乙所示,求電阻R兩端的電壓值并指出流經(jīng)電阻R的電流方向；(3）求（2)中t＝0.35s時(shí)刻穿過(guò)線圈C的磁通量大?。馕?（1）根據(jù)電磁感應(yīng)規(guī)律可知,若A接的是一電動(dòng)勢(shì)為11V的電池組，線圈A產(chǎn)生穩(wěn)定的磁場(chǎng),穿過(guò)線圈C的磁通量不變，沒(méi)有感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)產(chǎn)生，電阻R兩端的電壓等于零．(2）若線圈A產(chǎn)生如題圖乙所示的磁場(chǎng)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知，線圈C產(chǎn)