人教版（2022）高中物理選擇性必修第二冊單元復(fù)習(xí)題（三）word含答案

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()A.電壓表示數(shù)為VB.電壓u的表達(dá)式為u=311sin50πt(V)C.僅增大電壓u的頻率,電壓表示數(shù)增大D.僅增大電壓u的頻率,D1亮度不變,D2變暗【解析】選D。由圖像可知變壓器輸入電壓的有效值為220V,由U1U2=n1n2,可得電壓表的示數(shù)為44V,A錯(cuò)誤;由圖像可知輸入電壓的最大值為Um=311V,周期T=2×10-2s,ω=23.一個(gè)單匝矩形金屬線框的面積為S,線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動,從線框平面與磁場垂直的位置開始計(jì)時(shí),轉(zhuǎn)速為n,則 ()A.線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為πnBSB.線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值2πnBSC.從開始轉(zhuǎn)動經(jīng)過T2D.線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=2nπBSsinnπt【解析】選B。因ω=2πn,則交變電動勢的最大值為:Em=BSω=2πnBS,故A錯(cuò)誤;線框交變電動勢的有效值為:E=22Em=2πnBS,故B正確;從開始轉(zhuǎn)動經(jīng)過12T周期,線框中的平均感應(yīng)電動勢為:E=ΔΦΔt=24.由發(fā)電站向遠(yuǎn)方工廠輸電,在輸出功率相同的情況下,下述哪個(gè)方法可減小輸電線路中電能損失 ()A.采用電阻率較大的導(dǎo)線B.減小輸電導(dǎo)線的橫截面積C.增大輸電電流D.增大輸電電壓【解析】選D。根據(jù)P=UI得,I=PU,則輸電導(dǎo)線上損耗的功率P損=I2R=P5.圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100,其輸入電壓如圖乙所示,遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω。降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖,其中R1為一定值電阻,R2為熱敏電阻,當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小,電壓表V顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)。未發(fā)生火情時(shí),升壓變壓器的輸入功率為750kW。下列說法中正確的是 ()A.降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為100HzB.未發(fā)生火情時(shí),遠(yuǎn)距離輸電線路損耗功率為180kWC.當(dāng)R2所在處發(fā)生火情時(shí),電壓表V的示數(shù)變大D.當(dāng)R2所在處發(fā)生火情時(shí),輸電線上的電流變大【解析】選D。由題圖乙知交流電的周期為s,所以頻率為50Hz,變壓器不改變交流電的頻率,A錯(cuò)誤;由題圖乙知升壓變壓器輸入電壓的有效值為250V,根據(jù)升壓變壓器變壓規(guī)律知副線圈兩端電壓為25000V,所以輸電線中的電流為I=PU=30A,輸電線路損失的電壓為ΔU=IR=30×100V=3000V,輸電線路損耗功率為ΔP=IΔU=90kW,B錯(cuò)誤;當(dāng)R2所在處發(fā)生火情時(shí)其阻值減小,副線圈中電流增大,根據(jù)降壓變壓器變流規(guī)律知輸電線上的電流變大,輸電線上的分壓增大,降壓變壓器兩端的電壓變小,根據(jù)降壓變壓器變壓規(guī)律和串聯(lián)分壓,R16.一理想自耦變壓器如圖所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈,將其接在a、b間作為原線圈,通過滑動觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈,副線圈兩端連有一電阻R。在a、b間輸入電壓為U1的交變電壓時(shí),c、d間的電壓為U2,在將滑動觸頭從圖中M點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中 ()有可能大于U1、U2均增大不變、U2增大、b間輸入功率不變【解析】選C。根據(jù)變壓器的電壓關(guān)系有U1U2=n1n2,當(dāng)滑動觸頭從題圖中M點(diǎn)逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中,即n2增加,U1不變,電壓U7.一交流電源,電壓u=2202sin100πt(V),通過理想變壓器對電路供電,電路如圖所示。已知原副線圈匝數(shù)比為4∶1,照明燈的額定功率為55W,排氣扇電動機(jī)線圈的電阻為1Ω,電流表的示數(shù)為3A,用電器均正常工作,電表均為理想電表,則 ()A.電壓表的示數(shù)為880VB.電動機(jī)的發(fā)熱功率為4WC.電動機(jī)的電功率為106WD.通過保險(xiǎn)絲的電流為12A【解析】選B。根據(jù)題意知道變壓器的輸入電壓的有效值為U1=220V,電壓表示數(shù)為變壓器的輸出電壓,根據(jù)U1U2=41,可以得到U2=55V,故A錯(cuò)誤;因?yàn)檎彰鳠粽０l(fā)光,所以通過照明燈的電流為IL=PLU2=1A,電流表的示數(shù)為變壓器的輸出電流I2=3A,根據(jù)并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)可知通過電動機(jī)的電流為IM=I2-IL=2A,所以電動機(jī)的發(fā)熱功率為P熱=IM2RM=4W,故B正確;電動機(jī)的電功率為P=U2IM=110W,故C錯(cuò)誤;通過保險(xiǎn)絲的電流即為變壓器的輸入電流I8.如圖,理想變壓器原線圈輸入電壓U=Umsinωt,副線圈電路中R0為定值電阻,R是滑動變阻器。V1和V2是理想交流電壓表,示數(shù)分別用U1和U2表示;A1和A2是理想交流電流表,示數(shù)分別用I1和I2表示。下列說法正確的是 ()和I2表示電流的瞬間值和U2表示電壓的最大值C.滑片P向下滑動過程中,U2不變、I1變大D.滑片P向下滑動過程中,U2變小、I1變小【解析】選C。電壓表V1和V2分別測量變壓器原、副線圈的輸入、輸出電壓的有效值,電流表A1和A2分別測量原、副線圈電路中電流的有效值,A、B項(xiàng)錯(cuò)誤;滑動變阻器滑片P向下滑動時(shí),接入電路的電阻變小,原副線圈輸入、輸出電壓不變,由歐姆定律I=UR+R0可知,副線圈電路中的電流變大,副線圈輸出功率變大,由P【總結(jié)提升】(1)理想變壓器將電能由原線圈傳給副線圈時(shí)總是“量出為入”,即用戶消耗多少,原線圈就提供多少,因而輸出功率決定輸入功率。(2)可以把理想變壓器的副線圈看作給用戶供電的無阻電源,對負(fù)載電路進(jìn)行動態(tài)分析時(shí),可以參照直流電路動態(tài)分析的方法。二、多項(xiàng)選擇題:本題共4小題,每小題4分,共16分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中,有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得4分,選對但不全的得2分,有選錯(cuò)的得0分。9.如圖(甲)所示,理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為10∶1,b是原線圈的中心抽頭,電壓表和電流表均為理想電表,除R以外其余電阻不計(jì)。從某時(shí)刻開始將單刀雙擲開關(guān)擲向a,在原線圈兩端加上如圖乙所示交變電壓。則下列說法中正確的是 ()A.該交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u1=311cos100πt(V)=2×10-2s時(shí),電壓表的讀數(shù)為VC.單刀雙擲開關(guān)由a擲向b,電壓表和電流表的示數(shù)都變大D.滑動變阻器滑片向上移,電壓表示數(shù)不變,電流表的示數(shù)變大【解析】選A、C。由圖像知電壓峰值為311V,角速度為ω=2πT=100πrad/s,故該交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u1=311cos100πt(V),故A正確;把t=2×10-2s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得到的是瞬時(shí)電壓,但電壓表的讀數(shù)為有效值,為U2=n2n1U1=10.在一阻值為R=10Ω的定值電阻中通入如圖所示的交流電,則 ()A.此交流電的頻率為HzB.此交流電的有效值約為3.5AC.在2～4s內(nèi)通過該電阻的電荷量為1CD.在0～2s內(nèi)電阻產(chǎn)生的焦耳熱為25J【解析】選A、B、C。由圖知,交流電的周期為2s,故頻率f=1T=Hz,A正確;根據(jù)有效值的定義,由I2RT=I12RT2+I22RT2=250J得,I≈3.5A,B正確,D錯(cuò)誤;在2～4s內(nèi)通過該電阻的電荷量為Q=I211.如圖甲所示,M是一個(gè)小型理想變壓器,原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶1,a、b端接有正弦交變電流,電壓隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警電路原理圖,其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料(電阻隨溫度升高而減小)制成的傳感器,R1為一定值電阻,電壓表和電流表可視為理想電表。下列說法中正確的是 ()A.變壓器副線圈的輸出電壓的表達(dá)式為u=202sin100πt(V)B.當(dāng)傳感器R2所在處未出現(xiàn)火警時(shí),電壓表的示數(shù)為20VC.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),電壓表的示數(shù)減小D.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),電流表的示數(shù)減小【解析】選A、C。變壓器副線圈電壓最大值為U2m=n2n1U1m=1202V,ω=2π202sin100πt(V),選項(xiàng)A正確;變壓器副線圈電壓有效值為U2=U2m2=20V,故當(dāng)傳感器R2所在處未出現(xiàn)火警時(shí),電壓表的示數(shù)小于20V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),R2阻值減小,次級電流增大,,電阻R1的電壓增大,R12.如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖,其矩形線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與阻值為R=10Ω的電阻連接,與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表,示數(shù)是10V。圖乙是穿過矩形線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的圖像,線圈電阻忽略不計(jì),則下列說法正確的是 ()A.電阻R上的電功率為10Ws時(shí)R兩端的電壓瞬時(shí)值為零兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u=102cos(100πt)VD.通過R的電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律是i=cos(100πt)A【解析】選A、C。根據(jù)公式P=U2s時(shí)通過線圈的磁通量為零,電動勢最大,R兩端的電壓瞬時(shí)值為102V,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;由題圖乙可知,T=s,電動勢的最大值為Em=2U=102V,ω=2πT=100πrad/s,又因?yàn)榇私蛔冸娏魇菑拇怪庇谥行悦骈_始計(jì)時(shí)的,所以R兩端的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是u=102cos(100πt)V,故選項(xiàng)C正確;Im=EmR=三、實(shí)驗(yàn)題:本題共2小題,共14分。13.(6分)某同學(xué)選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn),變壓器原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12V的低壓________(選填“交流電源”或“直流電源”)。先保持原線圈的匝數(shù)不變,增加副線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓________(選填“增大”“減小”或“不變”);然后再保持副線圈的匝數(shù)不變,增加原線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓________(選填“增大”“減小”或“不變”)。上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實(shí)驗(yàn)方法是__

(選填“控制變量法”“轉(zhuǎn)換法”或“類比法”)?！窘馕觥孔儔浩鞯墓ぷ髟硎腔ジ鞋F(xiàn)象,故原線圈兩端所接的電源應(yīng)是電壓為12V的低壓交流電源;根據(jù)變壓比公式U1U2=n1n2答案:交流電源增大減小控制變量法14.(8分)(1)某學(xué)生選用匝數(shù)可調(diào)的可拆變壓器來“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)時(shí),原線圈接在學(xué)生電源上,用多用電表測量副線圈的電壓,下列操作正確的是__________

A.原線圈接直流電壓,電表用直流電壓擋B.原線圈接直流電壓,電表用交流電壓擋C.原線圈接交流電壓,電表用直流電壓擋D.原線圈接交流電壓,電表用交流電壓擋(2)該學(xué)生繼續(xù)做實(shí)驗(yàn),先保持原線圈的匝數(shù)不變,增加副線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓________(選填“增大”“減小”或“不變”);然后再保持副線圈的匝數(shù)不變,增加原線圈的匝數(shù),觀察到副線圈兩端的電壓____________(選填“增大”“減小”或“不變”)。上述探究副線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系中采用的實(shí)驗(yàn)方法是控制變量法。

【解析】(1)變壓器的工作原理是互感現(xiàn)象,故原線圈接交流電壓,輸出電壓也是交流電壓,故電表用交流電壓擋,故A、B、C錯(cuò)誤,D正確;(2)根據(jù)變壓比公式U1U2=n1n答案:(1)D(2)增大減小四、計(jì)算題:本題共4小題,共46分。要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計(jì)算的要注明單位。15.(8分)如圖,一個(gè)小型應(yīng)急交流發(fā)電機(jī),內(nèi)部為n=50匝、邊長L=20cm的正方形線圈,總電阻為r=Ω。線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B=T的勻強(qiáng)磁場中,繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動。發(fā)電機(jī)對一電阻為R=Ω的電燈供電,線路中其他電阻不計(jì),若發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動角速度為ω=100rad/s時(shí),電燈正常發(fā)光。求:(1)交流發(fā)電機(jī)發(fā)出的電動勢的最大值;(2)電燈正常發(fā)光的功率;(3)從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過30°的過程中,通過電燈的電量;(4)線圈每轉(zhuǎn)動一分鐘,外力所需做的功?！窘馕觥?1)電動勢的最大值為Em=nBSω=nBωL2=20V(2分)(2)電動勢的有效值為E=Em2=10電燈正常發(fā)光的電流I=Er+R=10電燈正常發(fā)光的功率P=I2R=18W(2分)(3)q=IΔt=nΔΦR+r=nBSsin(4)整個(gè)回路上產(chǎn)生的熱量為Q=I2(R+r)t=1200JW外=Q=1200J。 (2分)答案:(1)20V(2)18W(3)0.01C(4)1200J16.(8分)如圖所示,面積為0.02m2、內(nèi)阻不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD,繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)動的角速度為100rad/s,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2(1)線圈中感應(yīng)電動勢的表達(dá)式。(2)當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2∶1時(shí),求電阻R上消耗的功率?！窘馕觥?1)矩形閉合線圈ABCD在磁場中轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的交流電的電壓最大值為:Em=nBSω=100×22××100V=1002則從題干圖示位置開始轉(zhuǎn)動時(shí);線圈中感應(yīng)電動勢的表達(dá)式為e=1002cos(100t)V(2分)(2)由于最大值為有效值的2倍,所以交流電電壓的有效值為:U=1002當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2:1時(shí),輸出電壓為:U2=12×電阻上消耗的功率為:P=U22R答案:(1)e=1002cos(100t)V(2)50W17.(14分)如圖所示,匝數(shù)n=100的正方形線圈abcd固定在豎直平面內(nèi),與電阻R1、理想變壓器連成電路。在線圈的中心水平放置一個(gè)條形磁鐵,使磁鐵繞豎直方向的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動,使線圈內(nèi)的磁通量Φ=250πsin(100πt)Wb。已知線圈的電阻r=4Ω,R1=46Ω,R2=10Ω,其余導(dǎo)線的電阻不計(jì)。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n(1)線圈產(chǎn)生電動勢的最大值Em;(2)若斷開S2,閉合S1,求磁鐵從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,通過R1的電荷量q;(3)斷開S1,閉合S2,求R2消耗的功率P?！窘馕觥?1)Em=nBSω=nΦmω, (2分)解得Em=2002V(2分)