2019高中物理第五章交变电流综合测评二含解析新人教版.docx

综合测评(二)命题报告知识点简单中等较难1.交变电流1、2、410、11、12152.电感与电容33.变压器5、68、9、13144.电能的输送716(时间：60分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题5分，共50分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求，全部选对的得5分选不全的得3分，有选错或不答的不得分)1根据交变电流瞬时值表达式i5sin500t A可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是()A2 msB1 msC6.28 ms D3.14 ms【解析】(方法一)由已知条件有500 rad/s，则T2/500，由表达式可知，从中性面开始计时，第一次出现电流峰值需tT/42/500 s s3.14103 s.(方法二)由交流电瞬时值表达式，当i为最大值时有sin(t)1，即500t/2，则t/1 0003.14103 s故选D.【答案】D2下图表示两种电压的波形，其中图1甲表示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是()图1A图1甲表示交变电流，图乙表示直流 B两种电压的有效值都是311 V C图1甲所示电压的瞬时值表达式为u220sin100t V D以上说法都不对【解析】只要电流的方向发生变化，该电流就叫作交变电流，所以A选项错误；两种电压的最大值是311 V，而非有效值，B选项错误；图甲中交变电流的周期为2102 s，所以100 rad/s，但是最大值是311 V，所以选项C错误、选项D正确【答案】D图23(多选)如图2所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，L1、L2两只灯泡的炽热程度相同，则下列说法中正确的是()A如果将频率增大，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强B如果将频率增大，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱C如果将频率减小，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强D如果将频率减小，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱【解析】某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过L1的电流增大，通过L2的电流减小，故B项正确，同理可得C项正确故选B、C.【答案】BC4一正弦式交变电压随时间变化的规律如图3所示，由图可知()图3A该交变电压的有效值为100 VB该交变电压的频率为25 HzC该交变电压瞬时值的表达式为u100sin 25t VD若将该交变电压加在阻值为100 的电阻两端，该电阻消耗的功率为50 W【解析】根据图象可知该交变电流的最大值为100 V，A错；周期为4102 s，所以频率为25 Hz，B对；2f50，交变电压瞬时值表达式为u100sin 50t V，C错；若将该交变电压加在阻值为100 的电阻两端，因为电压有效值为 V，所以功率为 W100 W，D错【答案】B5(多选)如图4所示的电路中要使电流表读数变大，可采用的方法有()图4A将R上的滑片向上移动B将R上的滑片向下移动C将开关S由1掷向2D将开关S由1掷向3【解析】在输入电压和原、副线圈匝数比一定的情况下，输出电压U2是一定的，当R减小时，由I2可知电流表读数变大，故应将R上的滑片向下移动，选项B正确在输入电压U1一定的条件下，减小原、副线圈匝数比，则输出电压U2增大，故I2增大，开关S应掷向2，选项C正确【答案】BC图56(2013天津高考)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图5中电流互感器 ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()Aab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcd【解析】根据变压器的工作原理解决问题高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据，MN应接匝数少的线圈，故ab接MN，cd接PQ，且IabIcd，选项B正确【答案】B7(多选)如图6所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是()图6A升高U1会减小输电电流I2B升高U1会增大线路的功率损耗C升高U1会增大线路的电压损耗D升高U1会提高电能的利用率【解析】提高输电电压U1，由于输入功率不变，则I1将减小，又因为I2I1，所以I2将减小，故A正确；线路功率损耗P损IR，因此功率损耗也减小，由UI2R可知电压损耗减小，故B、C错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，D正确【答案】AD8(2012福建高考)如图7，理想变压器原线圈输入电压UUmsint，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示下列说法正确的是()图7AI1和I2表示电流的瞬间值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小【解析】电压表V1和V2分别测量的变压器原、副线圈的输入、输出电压的有效值，电流表A1和A2分别测量的原、副线圈电路中电流的有效值，A、B项错误；滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻变小，原副线圈输入、输出电压不变，由欧姆定律I可知，副线圈电路中的电流变大，副线圈输出功率变大，由P入P出，得原线圈的输入功率变大，由PIU可知，原线圈电路中的电流变大，C项正确，D项错误【答案】C9.图8如图8所示的电路图中，变压器是理想变压器，原线圈匝数n1600匝，装有熔断电流为0.5 A的保险丝，副线圈的匝数n2120匝要使整个电路正常工作，当原线圈接在180 V的交流电源上时，副线圈()A可接耐压值为36 V的电容器B可接“36 V40 W”的安全灯两盏C可接电阻为14 的电烙铁D可串联量程为0.6 A的电流表测量其电路的总电流【解析】根据得U2U136 V，又由，在保险丝安全的条件下，副线圈中允许通过的最大电流为I2I10.5 A2.5 A，最大输出功率PmI2U22.536 W90 W，B选项正确而交流电压的最大值为36 V，所以A选项错误接14 的电阻时，流过电阻的电流将达到I2 A2.5 A, C选项错误若副线圈串联量程为0.6 A的电流表，则电流表可能会被烧坏，D选项错误【答案】B10(多选)在一阻值为R10 的定值电阻中通入如图9所示的交流电，则()图9A此交流电的频率为0.5 HzB此交流电的有效值约为3. 5 AC在24 s内通过该电阻的电荷量为1 CD在02 s内电阻产生的焦耳热为25 J【解析】由图知，交流电的周期为2 s，故频率f0.5 Hz，A正确；根据有效值的定义，由I2RTIRIR250 J得，I3.5 A，B正确，D错误；.在24 s内通过该电阻的电荷量为QI1I21 C，C正确故选ABC.【答案】ABC二、填空题(本大题共3小题，共20分，把答案填在题中的横线上)11(6分)如图10所示，匝数为100匝的圆形线圈绕与磁场垂直的轴OO，以50 r/s的转速转动，穿过线圈的最大磁通量为0.01 Wb，从图示的位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式_图10【解析】本题图示位置为线圈平面与磁场方向平行的位置，感应电动势的瞬时值表达式eEm cos t，而EmNBS，2n，mBS0.01 Wb.所以Em1000.0123.1450 V314 V，2n23.1450 rad/s314 rad/s.故感应电动势的瞬时值表达式为：eEm cos t314cos 314t V.【答案】e314cos 314t V图1112(6分)一个面积为S的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t的关系如图11所示，感应电动势的最大值和周期可由图中读出，则磁场的磁感应强度B_在tT/12时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角_【解析】由于线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动时，交变电流的公式仍然适用由图可以直接读出交变电流的最大值Em和周期T.感应电动势为最大值时，线圈平面与磁场方向平行，感应电动势的最大值为EmNBS，式中的N1，由此可求得B.从图象可以看出，线圈开始转动时为最大值，这时线圈平面与磁场B方向平行，从开始时刻起线圈转过的角度，也就是线圈平面与B的夹角，设这个夹角为，则t，在tT/12时刻，t.【答案】图1213(8分)如图12所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比nAnBnC421，在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A与交变电源连接时，交变电流表A2的示数为I0，则交变电流表A1的示数为_【解析】由2可得UCUB，ICI0.对于理想变压器有P1P2P3.即IAUAI0UBICUC.所以IAI0ICI0，解得IA5I0/8.【答案】5I0/8三、计算题(本题共3小题，共30分解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)图1314(8分)如图13所示，变压器副线圈电路中有电阻R7.26 ，消耗的功率为6 W另有一匝线圈接有电压表，读数U050 mV.原线圈两端电压为u311 sin 100t V求原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率表达式【解析】由题中条件可知该变压器每匝线圈感应电压有效值为50 mV.由P2可得U26.6 V，即可得n2132(匝)由原线圈两端电压表达式可知交变电压的有效值为U1220 V，再由得原线圈匝数n14 400(匝)铁芯内磁通量的变化率即单匝线圈的感应电动势，其最大值为0.05 V，表达式为0.05 sin 100t Wb/s.【答案】4 400匝132匝0.05 sin 100t Wb/s图1415(10分)如图14所示，圆形线圈共100匝，半径为r0.1 m，在匀强磁场中绕过直径的轴OO匀速转动，磁感应强度B0.1 T，角速度为 rad/s，电阻为R10 ，求：(1)线圈由图示位置转过90时，线圈中的感应电流为多大？(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示，图示位置为t0时刻)(3)线圈转动过程中产生的热功率多大【解析】(1)当从图示位置转过90时，线圈中有最大感应电流最大感应电动势为EmNBS1000.10.12 V30 VIm3 A.(2)由题意知iImsin t，即i3sin t A.(3)感应电流的有效值I A.发热功率PI2R10 W45 W.【答案】(1)3 A(2)i3sin t A(3)45 W16(12分)一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100 W，使用的区间变压器匝数比为1656，恰好能使额定电压为220 V的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250 W，若变压器输入电压仍为6 600 V，区间输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？【解析】未换时输电电流：I200 A输送电压U2U1240 V由UU2U用IR线，得R线0.1 换变压器后I500 A线路电压损失UIR线50 V变压器输出电压U2U用U270 V变压器匝数比n1n2U1U22209.【答案】2209附加题(本题供学生拓展学习，不计入试卷总分)17(2012江苏高考)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图15所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为.磁场均沿半径方向匝数为N的矩形线圈abcd的边长abcdl、bcad2l.线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和