2023-2024學年高中物理人教版2019選擇性課后習題第3章第三章測評

第三章測評(時間:75分鐘,滿分:100分)一、單項選擇題:本題共7小題,每小題4分,共28分。在每小題給出的四個選項中,只有一項是符合題目要求的。1.如圖所示,在遠距離輸電過程中,若保持升壓變壓器原線圈的輸入功率不變,下列說法正確的是()A.升高U1會增大輸電電流I2B.升高U1會增大線路的功率損耗C.升高U1會增大線路的電壓損耗D.升高U1會提高電能的利用率2.一電阻接到方波交流電源上,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交流電源上,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值均為u0,周期均為T,如圖所示。則Q方∶Q正等于()A.1∶2 B.2∶1 C.1∶2 D.2∶13.教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖所示,理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?2,則(A.R消耗的功率變?yōu)?2P B.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)?C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D.通過R的交變電流頻率不變4.如圖所示,理想變壓器的原線圈接在u=2202sin100πt(V)的交流電源上,副線圈接有R=55Ω的負載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是()A.原線圈的輸入功率為2202W B.電流表的讀數(shù)為1AC.電壓表的讀數(shù)為1102V D.副線圈輸出交流電的周期為50s5.對于遠距離輸電,在P送一定的情況下,設(shè)輸電線路中的電流為I送,輸電線的總電阻為R線,為了減少損耗,采用增大電壓U送輸電,下列說法正確的是()A.由U送=I送R線,知輸電線路中的電流變大B.由P送=I送U送,知輸電線路中的電流變小C.由P耗=U送2D.由P送=I送2R線6.一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2=10∶1,原線圈與正弦交變電源連接,輸入電壓u隨時間t變化的規(guī)律如圖所示,副線圈只接入一個10Ω的電阻,則()A.流過電阻的電流最大值為2.2AB.與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)為31.1VC.電阻在1.0s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為96.8JD.變壓器的輸入功率約為48.4W7.將阻值為5Ω的電阻接到內(nèi)阻不計的交流電源上,電源電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是()A.電路中交變電流的頻率為0.25HzB.通過電阻的電流為2AC.電阻消耗的電功率為2.5WD.用交流電壓表測得電阻兩端的電壓是5V二、多項選擇題:本題共3小題,每小題6分,共18分。在每小題給出的四個選項中,有多項符合題目要求。全部選對的得6分,選對但不全的得3分,有選錯的得0分。8.如圖所示,將額定電壓為60V的用電器,通過一理想變壓器接在正弦交變電源上。閉合開關(guān)S后,用電器正常工作,交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A。以下判斷正確的是()A.變壓器輸入功率為484WB.通過原線圈的電流的有效值為0.6AC.通過副線圈的電流的最大值為2.2AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶39.如圖甲為電熱毯電路示意圖,交流電壓u=311sin100πt(V),當開關(guān)S閉合時,電熱絲的電功率為P0;當開關(guān)S斷開時,加在電熱絲上的電壓如圖乙所示,則()A.開關(guān)閉合時,交流電壓表的讀數(shù)為220VB.開關(guān)閉合時,交流電壓表的讀數(shù)為311VC.開關(guān)斷開時,交流電壓表的讀數(shù)為311V,電熱絲功率為PD.開關(guān)斷開時,交流電壓表的讀數(shù)為156V,電熱絲功率為P10.如圖所示,圖乙中理想變壓器的原線圈接如圖甲所示的交變電流。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20∶3,定值電阻的阻值為11Ω,滑動變阻器的總阻值為22Ω。下列說法正確的是()A.副線圈輸出電壓的頻率為50HzB.滑動變阻器的滑片P向右滑動時,電阻R兩端的電壓不變C.滑動變阻器的滑片P滑到最右端時,通過電阻R的電流為8.45AD.滑動變阻器的滑片P滑到最左端時,理想變壓器的輸入功率為132W三、非選擇題:本題共5個小題,共54分。11.(6分)(1)某學生選用匝數(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”實驗時,原線圈接在學生電源上,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)該學生繼續(xù)做實驗,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)系中采用的實驗方法是控制變量法。

12.(8分)有一個教學用的可拆變壓器,其鐵芯粗細一致,如圖甲所示,它有兩個外觀基本相同的線圈A、B(內(nèi)部導線電阻率、橫截面積相同),線圈外部還可以再繞線圈。甲乙(1)某同學用多用電表的同一歐姆擋先后測量了A、B線圈的電阻值,指針分別對應圖乙中的a、b位置,則A線圈的電阻為Ω,由此可推斷(選填“A”或“B”)線圈的匝數(shù)較多。

(2)如果把此變壓器看作理想變壓器,現(xiàn)要測量A線圈的匝數(shù),提供的器材有:一根足夠長的絕緣導線、一只多用電表和低壓交流電源。請完成以下填空:①用絕緣導線在線圈B上繞制n匝線圈;②將A線圈與低壓交流電源相連接;③用多用電表的“交流電壓”擋分別測量A線圈的輸入電壓UA和(選填“繞制”或“B”)線圈的輸出電壓U;

④則A線圈的匝數(shù)為。(用已知和測得量的符號表示)

13.(10分)人們利用發(fā)電機把天然存在的各種形式的能(水能、風能、煤的化學能……)轉(zhuǎn)化為電能。為了合理利用這些能源,發(fā)電站要修建在靠近這些天然資源的地方。但是,用電的地方往往很遠。因此,需要高壓輸送線路把電能輸送到遠方。如果某發(fā)電站將U=6000V的電壓直接加在高壓輸送線路的入端向遠方供電,且輸送的電功率為P=800kW。則此時安裝在高壓輸送線路的入端和終端的電能表一晝夜讀數(shù)就相差ΔE=9600kW·h。(1)求此種情況下,高壓線路的輸電效率。(2)若要使此高壓輸電線路的輸電效率為98%,則需要在發(fā)電站處安裝一個變壓比n1n14.(14分)如圖所示,間距為L的光滑平行金屬導軌AB、CD,水平地放置在豎直方向的磁感應強度為B的勻強磁場中,AC端接阻值為R的電阻。一長度為L、電阻為R0、質(zhì)量為m的導體棒MN垂直放置在導軌上,在外力F的作用下從t=0時刻開始運動,其速度隨時間的變化規(guī)律是v=vmsinωt,導軌的電阻值忽略不計。求:(1)從t=0到t=2πω的時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量(2)從t=0到t=π2ω的時間內(nèi)外力F做的功15.(16分)如圖所示,理想變壓器原線圈中輸入電壓U1=3300V,副線圈兩端電壓為U2=220V,輸出端連有完全相同的兩個燈泡L1和L2,繞過鐵芯的導線所接的電壓表V的示數(shù)U=2V。(1)求原線圈n1的匝數(shù)。(2)當開關(guān)S斷開時,電流表A2的示數(shù)I2=5A,則電流表A1的示數(shù)I1為多少?(3)在(2)中情況下,當開關(guān)S閉合時,電流表A1的示數(shù)I1'等于多少?答案：1.D升高輸電電壓U1,由于輸入功率不變,則I1將減小,又因為I2=n1n2I1,所以I2將減小,故A錯誤;線路功率損耗P損=I22R,因此功率損耗在減小,電壓損失減小,故B、C錯誤;因線路損耗功率減小,2.D對于方波交流電源,電壓的有效值和最大值相等,即u方=u0,在周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方=u02R·T,對于正弦交流電源,電壓的有效值u正=u02,在周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正=(u02)

2R·T,整理可得3.B發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉硪话霑r,產(chǎn)生的電動勢的最大值和有效值均變?yōu)樵瓉淼囊话?變壓器匝數(shù)比不變,故副線圈上的電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉淼囊话?選項B正確;對負載電阻R,由P=U2R可得,R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?4,即副線圈消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?4,故原線圈消耗的功率也變?yōu)樵瓉淼?4,而原線圈電壓變?yōu)樵瓉淼囊话?故原線圈中的電流(電流表示數(shù))變?yōu)樵瓉淼囊话?選項A、C均錯誤;發(fā)電機線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉硪话霑r,線圈轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)橐话?由f=2πω4.B由U1U2=n1n2得U2=110V,故P入=P出=U22R=220W,A項錯誤。由I2=U2R得I2=2A,I1I2=n2n1,故I1=1A,電流表示數(shù)為5.B由U線=I線R線,I送=I線,U送≠U線(U送=U到+U線),得U送≠I送R線,選項A錯誤;公式P送=I送U送,針對的是同一研究對象,故選項B正確,D錯誤;P耗=I線2R線=I送2R線=P送U送2R線,因此U送增大時,輸電線路消耗功率P耗6.D原線圈電壓最大值為311V,有效值為220V,根據(jù)U1U2=n1n2可知副線圈電壓最大值為31.1V,有效值為22V,所以流過電阻的電流最大值為3.11A,與電阻并聯(lián)的電壓表示數(shù)為22V;電阻在1.0s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=48.4J;輸入功率等于輸出功率為7.C電路中交變電流的頻率f=1T=25Hz,A錯誤;通過電阻的電流應為有效值,即I=UR=552A=22A,用交流電壓表測得電阻兩端的電壓是522V,B、D錯誤;電阻消耗的電功率8.BD變壓器的輸入功率P1=P2=I2U2=2.2×60W=132W,選項A錯誤;由U1U2=n1n2得n1n2=U1U2=22060=113,選項D正確;由I1I2=n2n1得I1=n2n1I29.AD交流電壓表的讀數(shù)為有效值,計算熱功率要用有效值。開關(guān)接通時,交流電壓峰值Um=311V,所以有效值U=Um2=220V,A正確;開關(guān)斷開時,取一個周期T,電熱絲產(chǎn)生的熱量減半,所以由P=QT,得電熱絲功率為P02,由P=U2R,得電壓有效值為U2=10.AD由交變電流的圖像可知,加在原線圈中電流的周期T=0.02s,頻率f=50Hz,由于變壓器不能改變電源的頻率,副線圈輸出電壓的頻率為50Hz,故A正確;滑動變阻器的滑片P向右移動時,電路總電阻變小,電流變大,由U=IR可知,電阻R兩端的電壓變大,故B錯誤;原線圈電壓的有效值U1=Um2=440V,根據(jù)U1∶n1=U2∶n2可得副線圈的電壓U2=66V,滑動變阻器的滑片P滑到最右端時,通過電阻R的電流為I2=U2R=6A,故C錯誤;滑動變阻器的滑片P滑到最左端時,理想變壓器的輸入功率為P2=U22R+R11.答案(1)D(2)增大減小解析(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錯誤,D正確。(2)根據(jù)變壓比公式U1U2=n1n2,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增大;12.答案(1)24A(2)繞制n解析(1)多用電表歐姆擋讀數(shù)=指針指示值×倍率,A的讀數(shù)為24,倍率為“×1”,所以電阻為24Ω。根據(jù)電阻定律,導線越長,電阻越大,因為A的電阻比B的大,所以A線圈匝數(shù)多。(2)③因為不知道B線圈的匝數(shù),所以要用交流電壓擋測繞制線圈的輸出電壓U。④根據(jù)變壓器電壓比等于匝數(shù)比,有UAU=nAn,所以13.答案(1)50%(2)1解析(1)此情況下,終端功率P'=PΔET=800kW9600kW所以,輸電效率η=P'P×100%=400kW800kW×100%(2)設(shè)高壓輸送線路的導線電阻為r,由題意知原來線路損耗P損1=I12r=400kW,且UI現(xiàn)在線路損耗P損2=P×(198%)=I2且U'I2=P,UU'=