全優(yōu)設(shè)計2017-2018學(xué)年高中物理選修3-2第五章過關(guān)檢測（一） 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)必貴于專精學(xué)必求其心得，業(yè)必貴于專精第五章過關(guān)檢測（一)(時間：45分鐘滿分:100分)一、選擇題（本題共8小題，每小題6分,共48分。在每小題給出的四個選項(xiàng)中,第1～5題只有一項(xiàng)符合題目要求，第6~8題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分，有選錯的得0分）1.一矩形線圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場且位于線圈平面內(nèi)的固定軸轉(zhuǎn)動.線圈中的感應(yīng)電動勢e隨時間t的變化關(guān)系如圖所示。下列說法中正確的是（）A。t1時刻穿過線圈的磁通量為零B。t2時刻穿過線圈的磁通量最大C.t3時刻穿過線圈的磁通量的變化率最大D。每當(dāng)e變換方向時，穿過線圈的磁通量都為最大解析:由e-t圖象可知，在t=0時,線圈中的感應(yīng)電動勢最大,故此時線圈處于如圖所示的位置,穿過線圈的磁通量為零，但磁通量變化得最快，即磁通量的變化率最大。經(jīng)過T4,到達(dá)t1時刻,線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°，線圈平面與磁場方向垂直(位于中性面），此時穿過線圈的磁通量最大，但磁通量的變化率等于零,e=0，選項(xiàng)A錯誤。再經(jīng)過T4，到達(dá)t2時刻，線圈平面又平行于磁場方向，Φ=0，但ΔΦΔt最大，選項(xiàng)B錯誤。同理，t3時刻，ΔΦΔt答案:D2。如圖所示,在鐵芯P上繞著兩個線圈a和b,則（）A。線圈a輸入正弦交變電流，線圈b可輸出恒定電流B.線圈a輸入恒定電流，穿過線圈b的磁通量一定為零C。線圈b輸出的交變電流不對線圈a的磁場造成影響D。線圈a的磁場變化時，線圈b中一定有電場解析:線圈a輸入正弦交變電流，由楞次定律可知線圈b一定輸出交流電,選項(xiàng)A錯誤；線圈a輸入恒定電流,產(chǎn)生恒定磁場，穿過線圈b的磁通量一定不變,但不為零,選項(xiàng)B錯誤;線圈b輸出的交變電流所產(chǎn)生的交變磁場反過來對線圈a的磁場也有影響，選項(xiàng)C錯誤;變化的磁場將在周圍空間產(chǎn)生電場,選項(xiàng)D正確。答案：D3.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,用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電,輸電線路中的電流是I1,其末端間的電壓為U1.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I2。則（）A。用戶端的電壓為IB.輸電線上的電壓降為UC。理想變壓器的輸入功率為I1D。輸電線路上損失的電功率為I1U解析：根據(jù)理想變壓器原、副線圈的功率相等，有U1I1=U2I2,解得用戶端電壓為U2=I1U1I2，選項(xiàng)A正確；輸電線上的電壓降為I1r,選項(xiàng)B錯誤；理想變壓器的輸入功率為UI1-I答案:A4。圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場,A為交流電流表。線圈繞垂直于磁場的水平軸OO'沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示。以下判斷正確的是（)A。電流表的示數(shù)為10AB。線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC。0.01s時線圈平面與磁場方向垂直D.0.02s時電阻R中電流的方向自右向左解析：電流表顯示的是交變電流的有效值，即I=Im2=10A，選項(xiàng)A正確;從圖象可知周期T=2×10—2s，則ω=2πT=100πrad/s,選項(xiàng)B錯誤；0.01s時,線圈轉(zhuǎn)過了半個周期，線圈平面與磁場方向平行,選項(xiàng)C錯誤；0.02s時線圈轉(zhuǎn)動到圖示位置，AB邊向下切割磁感線，根據(jù)右手定則可判斷電流方向從B指向答案:A5.如圖甲所示,黑箱輸入端A、B輸入含有直流成分和交流成分的電流，為了使輸出端a、b輸出只有直流成分的電流,黑箱中可能有電容器、電感線圈或電阻,其中效果最好的是圖乙中的（)甲乙解析:電感通直流,阻交流；電容通交流，隔直流。選項(xiàng)C中,交流成分被電容器短路，沒有去除的交流成分又被電感線圈阻礙，故去除交流成分的效果最好。答案：C6.為了減少輸電線路中電力損耗,發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過變電所升壓后進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送,再經(jīng)變電所將高壓變?yōu)榈蛪?某變電所電壓u0=110002sin100πtV的交變電流降為220V供居民小區(qū)用電，則變電所變壓器()A。原、副線圈匝數(shù)比為50∶1B。副線圈中電流的頻率是50HzC.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解析：u0=110002sin100πtV中的110002指的是電壓的峰值,有效值為11000V,則原、副線圈之間的匝數(shù)之比等于兩線圈的電壓之比，即50∶1,選項(xiàng)A正確；由ω=100πrad/s可得頻率為50Hz,變壓器不改變電流的頻率，因此，副線圈的頻率也是50Hz，選項(xiàng)B正確;電流與匝數(shù)成反比,即原線圈的電流比副線圈電流要小,因此，副線圈的導(dǎo)線要比原線圈粗,選項(xiàng)C錯誤;居民小區(qū)各個用電器都是并聯(lián)的,它們的電流總和等于副線圈中的電流,故選項(xiàng)D錯誤。答案:AB7.如圖所示,發(fā)電機(jī)內(nèi)部線圈處于磁鐵和圓柱形鐵芯之間的徑向磁場中，兩半邊間的過渡區(qū)域?qū)挾群苄?，可忽略不計。線圈的總匝數(shù)為N、總電阻為r，每匝線圈的面積為S，線圈所在位置的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B.當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時,額定電壓為U、電阻為R的小燈泡在電路中恰能正常發(fā)光，則發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值是 （)A。NBSω B。22C。U D。（1+rR)解析：線圈轉(zhuǎn)動時所處的磁場磁感應(yīng)強(qiáng)度大小不變,線圈切割磁感線的方向總與磁場垂直,所以感應(yīng)電動勢大小恒定,為NBSω,選項(xiàng)A正確。根據(jù)閉合電路歐姆定律可知感應(yīng)電動勢的有效值為（1+rR）U答案：AD8。如圖,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源,一個二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端。假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大.用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Ucd和Ucd,則()A.Uab∶Ucd=n1∶n2B。增大負(fù)載電阻的阻值R,電流表的讀數(shù)變小C。負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D。將二極管短路,電流表的讀數(shù)加倍解析：設(shè)副線圈兩端電壓為U2，則有UabU2=n1n2,由于二極管具有單向?qū)щ娦?根據(jù)有效值定義可知,U22R×T2=Ucd2R1T，則Ucd=U22,故選項(xiàng)A錯誤；增大負(fù)載電阻,則變壓器的輸出功率減小，輸入功率也減小，由P1=UabI1答案:BD二、填空題（本題共2小題,共17分。將正確答案填在題中橫線上或按題目要求作答）9。（8分)閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為240r/min，若線圈平面轉(zhuǎn)至與磁感線平行時的電動勢為2V,則從中性面開始計時，所產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達(dá)式為e=V，從中性面起經(jīng)148s,感應(yīng)電動勢的大小為解析：由n=240r/min=24060得ω=2πn=2π×4rad/s=8πrad/s,當(dāng)線圈平面與磁感線平行時,感應(yīng)電動勢最大，即Em=2V。所以e=Emsinωt=2sin8πtVt=148s時,e=2sin8π×148V=2sinπ6V=2×1答案:2sin8πt110.(9分）某發(fā)電廠用2.2kV的電壓將電能輸送到遠(yuǎn)處的用戶,后改用22kV的電壓，在原有輸電線路上輸送同樣的電功率,前后兩種輸電方式消耗在輸電線上電功率之比為,要將2。2kV的電壓升高到22kV，若變壓器原線圈的匝數(shù)為180匝,則副線圈匝數(shù)應(yīng)該是匝。

解析：由于前后兩次輸送的電功率相等，則有IU=I’U',所以U'U=II'=101,答案：100∶11800三、計算題(本題共2小題,共35分.解答應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和重要的演算步驟,只寫出最后答案的不能得分。有數(shù)值計算的題,答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）11。(17分）如圖是一種自行車上照明用的車頭燈發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，轉(zhuǎn)軸的一端裝有一對隨軸轉(zhuǎn)動的磁極，另一端裝有摩擦小輪。電樞線圈繞在固定的U形鐵芯上，自行車車輪轉(zhuǎn)動時,通過摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動,使線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流,給車頭燈供電。已知自行車車輪半徑r=35cm，摩擦小輪半徑r0=1。00cm,線圈有n=800匝,線圈橫截面積S=20cm2,總電阻R1=40Ω,旋轉(zhuǎn)磁極的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0。010T,車頭燈電阻R2=10Ω.當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動的角速度ω=8rad/s時。求：（1）發(fā)電機(jī)磁極轉(zhuǎn)動的角速度;(2）車頭燈中電流的有效值。解析：（1)磁極與摩擦小輪轉(zhuǎn)動的角速度相等，由于自行車車輪與摩擦小輪之間無相對滑動,故有ω0·r0=ω·rω0=ωrr0=8×0.（2)摩擦小輪帶動磁極轉(zhuǎn)動，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為Em=NBSω0=800×0。010×280×20×10—4V=4。48V感應(yīng)電動勢的有效值E=Em2=4.通過電流的有效值I=ER1+答案：（1）280rad/s（2）64mA12。（18分)一個小型水力發(fā)電站(如圖所示），發(fā)電機(jī)輸出電壓U0=250V,內(nèi)電阻可以忽略不計,最大輸出功率為Pm=30kW,它通過總電阻R線=2。0Ω的輸電線直接向遠(yuǎn)處的居民區(qū)供電。設(shè)居民區(qū)所有用電器都是額定電壓U用=220V的白熾燈,總功率為P用=22kW，不計燈絲電阻隨溫度的變化。(1）當(dāng)居民區(qū)的電燈全部使用時，電燈兩端的電壓是多少伏？發(fā)電機(jī)實(shí)際輸出的電功率多大？（2)若采用高壓輸電，在發(fā)電機(jī)端用升壓變壓器，在用戶端用降壓變壓器，且不計變壓器和用戶線路的損耗。已知用戶變壓器的降壓比為40∶1，當(dāng)全部用戶電燈正常發(fā)光時,輸電線上損耗的功率多大?解析:(1）如題圖所示，由P用=U用2R用求得用戶總的電阻R用I=U0R用+U