20182019学年粤教版高中物理选修32 第二章 交变电流 单元测试

2019-2019学年粤教版高中物理选修3-2 第二章 交变电流 单元测试一、单选题1.通过一阻值R=100的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s电阻两端电压的有效值为（ ）A.12VB.4 VC.15VD.8 V2.远距离输电线路的示意图如下：若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（） A.升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B.当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大C.输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压3.为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后进行远距离输送，再经变电所将高压变为低压某变电所将电压 的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器( ) A.原、副线圈匝数比为501B.副线圈中电流的频率是100 HzC.原线圈的导线比副线圈的要粗D.输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和4.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（ ）A.t0.005 s时线框的磁通量变化率为零B.t0.01 s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为311 VD.线框产生的交变电动势频率为100 Hz5.如图所示，理想变压器的原线圈两端接u=220 sin100t（V）的交流电源上副线圈两端接R=55的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2：1，电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是（ ）A.原线圈中的输入功率为220 WB.原线圈中电流表的读数为1 AC.副线圈中电压表的读数为110 VD.副线圈中输出交流电的周期为0.01s6.远距离输电时，若保证电能的输送功率不变，则( ) A.由公式 得，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大B.由公式 得，输电导线的电阻越大，输电导线上的功率损失越小C.由公式 得，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大D.由公式PIU得，输电导线上的功率损失与电流强度成正比7.如图所示为理想变压器，原线圈的匝数为1 000匝，两个副线圈的匝数分别为50匝和100匝，L1是“6V，2W”的小灯泡，L2是“12V，4W”的小灯泡，当原线圈接上交变电压时，L1、L2都正常发光，那么，原线圈中的电流（ ）A.AB.AC.AD.A8.一个灯泡通过一个粗导线绕成的线圈与一交流电源相连接，如图所示一铁芯插进线圈之后，该灯将( )A.变亮B.变暗C.对灯没影响D.以上说法都不正确二、多选题9.如图所示的电路中，当a、b端加直流电压时，L1灯发光，L2灯不亮；当加同样电压的交流电源时，L1灯发光但较暗，L2灯发光较亮那么以下正确的是（）A.A中接的是电感线圈，B中接的是电容器B.A中接的是电容器，B中接的是电感线圈C.A中接的是电阻，B中接的是电容器D.若加的交流电频率增大，电压不变，则L1灯变更暗，L2灯变更亮10.某电路的输入电流既有直流成分，又有交流高、低频成分，若通过如图装置，只把交流低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各元件的作用，说法正确的是（ ）A.L起到消除交流成分的作用B.C1是隔直电容器C.C2起到消除高频成分的作用D.以上说法都不对11.如图（a）、（b）所示的电路中，电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，且小于灯A的电阻，接通S使电路达到稳定，灯泡A发光，则（ ）A.在电路（a）中，断开S后，A将渐渐变暗B.在电路（a）中，断开S后，A将先变得更亮，然后逐渐变暗C.在电路（b）中，断开S后，A将渐渐变暗D.在电路（b）中，断开S后，A将先变得更亮，然后渐渐变暗三、填空题12.我国交流电的频率为_Hz，那么1min内电流的方向改变_次 13.照明用的交流电电压瞬时值表达式为=220 sin100t（V），则该交流电电压的有效值为_V；如果用该照明用的交流电给手机电池充电（充电电压约为4V）则手机充电器是_（填“升压”或“降压”）变压器 四、解答题14.某电厂要将电能输送到较远的用户，输送的总功率为9.8104W，电厂输出电压仅350V，为减少输送功率损失，先用一升压变压器将电压升高再输送，在输送途中，输电线路的总电阻为4，允许损失的功率为输送功率的5%，求：用户所需电压为220V时，升压、降压变压器的原副线圈的匝数比各是多少？ 五、综合题15.如图所示，三相交流电的线电压为380V，三相负载为三个完全相同的灯泡；（1）则图中a灯的电压为_V； （2）当交流电源的A相断开时，图中b灯的电压为_V 16.如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n1=1100，接入电压U1=220V的电路中，（1）要求在两组副线圈上分别得到电压U2=6V，U3=110V，它们的匝数n2 ， n3分别为多少？ （2）若在两副线圈上分别接上“6V，20W”、“110V，60W”的两个用电器，原线圈的输入电流为多少？ 答案解析部分一、单选题1.【答案】B 【解析】【解答】解：由有效值的定义可得I12Rt1+I22Rt2= T，代入数据得（0.1）2R0.8+（0.2）2R0.2= 1，解得U=4 V故选：B【分析】已知交变电流的周期，一个周期内分为两段，每一段均为恒定电流，根据焦耳定律即可得一个周期内交变电流产生的热量2.【答案】B 【解析】【分析】：在输电问题中，总功率保持不变，若发电机组电压不变则根据变压器的工作特点， 所以升压变压器的输出电压也不变，同时输电线上电流变小，所以输电时的电压降以及能耗均减小。因此可知降压变压器的输入电压应小于升压变压器的输出电压，D错。根据刚才分析，输电线中的电流应该由升压变压器原副线圈的匝数比、输电功率共同决定，C错。当用户用电器的总电阻减少时，由于输出电压为220V，所以电流变大，根据变压器电流之比为线圈匝数反比可知，输出电流变大，输入电流也变大，所以输电线上电流变大，即能耗增加，B正确A错误。【点评】：本题通过远距离输电问题考察了变压器的综合应用，这类问题在分析时一般是先分析输出电压，然后根据输出端电流，结合功率保持不变分析输入电流。3.【答案】A 【解析】【解答】由变电所电压 得原线圈电压为U111 000 V，居民小区用电U2220 V，由 得 ，A正确；变压器不改变交变电流的频率，2f100 rad/s得：f50 Hz，故B错误；居民小区各用电器电流的总和为副线圈的电流I2 ， 而原线圈电流 ，故D错误；原线圈的电流小，应用细导线绕制，故原线圈的导线比副线圈的要细，C错误。故选A【分析】本题主要考查变压器原理的相关计算。4.【答案】B 【解析】【解答】由图可知t=0.005s时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与中性面垂直，所以穿过线框回路的磁通量的变化率最大，A不符合题意；t=0.01s时刻感应电动势等于零，穿过线框回路的磁通量最大，此时线框平面与中性面重合，B符合题意；产生的有效值为： ，C不符合题意；周期为 ，故频率为 ，D不符合题意.故答案为：B【分析】交流电的一个周期，线框经过两次中性面，通过中性面时，此时的电动势为零。5.【答案】B 【解析】【解答】解：A、由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为 =220W，故A错误；B、由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为220V，根据电压与匝数成正比可得，副线圈的电压为110V，再由输入功率和输出功率相等可得220I1= ，所以原线圈的电流的大小为1A由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为 =220W，故B正确；C、电压表的读数为电压的有效值，由A的分析可知，副线圈的有效值为110V，所以电压表的读数为110V，故C错误；D、变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为T= =0.02s，故D错误故选：B【分析】根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，即可求得结论6.【答案】C 【解析】【解答】当输电线的电阻和输送的电功率不变时，根据 ，知输送电压越高，输电线上的电流越小，根据 ，输电线上损失的电压越小A不符合题意根据 ，得输电导线的电阻越大，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大，B不符合题意C符合题意；根据 ，输电导线上的功率损失与电流强度的平方成正比，D不符合题意.故答案为：C【分析】功率固定时，采用高压输电原因是可以减小电流，从而减小电能损耗。7.【答案】C 【解析】【解答】解：灯泡正常发光，可知副线圈2的电压为6V，根据电压与匝数成正比知原线圈两端电压为：U1= 6=120V，根据输入功率等于输出功率知：120I=2+4 可得：I= A，故C正确，ABD错误；故选：C【分析】变压器的电流比为：原副线圈电流与匝数成反比，电压比为：原副线圈电压与匝数成正比，输入功率等于输出功率8.【答案】B 【解析】【解答】加入铁芯改变了电感的自感系数，自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，灯上的电压减小，所以灯变暗。故选B【分析】加入铁芯改变了电感的自感系数，自感系数增大，感抗增大，降落的电压增大，灯上的电压会减小。二、多选题9.【答案】A,D 【解析】【解答】A、当a、b端加直流电压时，L1灯发光，L2灯不亮；当加同样电压的交流电源时，L1灯发光但较暗，L2灯发光较亮知虚线框A中为电感线圈，因为电感线圈对交流电有阻碍作用，对直流电无阻碍作用虚线框B中是电容，因为电容隔直通交故A正确，B、C错误D、若增大交流电的频率，则电感的阻碍作用更强，电容的导能作用更强；故L1灯变更暗，L2灯变更亮；故D正确；故选：AD【分析】电感器对交流电有阻碍作用，对直流电没有阻碍作用交流电能“通过”电容器，直流电不能通过电容器，根据该特点判断虚线框中的元件10.【答案】B,C 【解析】【解答】解：A、L在此的功能为通直流、阻交流，通低频，阻高频，将低频的交流成分送到下一级故A错误B、C1在此的功能为通交流，隔直流，使直流不能到达下一级电路故B正确C、C2与输出电路并联，起到通高频，阻低频，使调频成分能通过，低频成分到达下一级，C2又叫高频旁路电容故C正确；D、由上分析可知，D错误故选：BC【分析】电路的输入端输入的电流既有直流成份，又有交流低频成分和交流高频成分，要只把交流的低频成分输送到下一级，该电路要隔掉直流，通高频，阻低频，根据电感和电容的特性进行判断11.【答案】A,D 【解析】【解答】解：A、在电路甲中，断开S，由于线圈产生自电动势，阻碍电流变小，导致A灯的电流只能逐渐变小，所以A灯将逐渐变暗故A正确；B、C、D、在电路乙中，由于电阻R和自感线圈L的电阻值都很小，所以通过灯泡的电流比线圈的电流小，断开S时，由于线圈阻碍电流变小，导致A灯将变得更亮，然后逐渐变暗故BC错误，D正确；故选：AD【分析】当通过线圈的电流发生变化时，将产生自感电动势，而自感电动势总是阻碍电流的变化线圈中的电流增大时，产生自感电流的方向更原电流的方向相反，抑制增大；线圈中的电流减小时，产生自感电流的方向更原电流的方向相同，抑制减小，并与灯泡A构成电路回路三、填空题12.【答案】50；6000 【解析】【解答】解：交流电是电流方向周期性改变的电流，我国使用的是正弦式交流电，在一个周期之内电流方向变化两次，频率为50Hz，周期为0.02s，即在1min内电流方向改变6000次故答案为：50，6000【分析】交流电完成一次周期性变化需要的时间叫周期，单位时间内完成周期性变化的次数叫频率13.【答案】220；降压 【解析】【解答】解：该交流电电压的有效值 ，充电电压约为4V，而交流电压为220V，所以手机充电器是降压变压器故答案为：220；降压【分析】根据最大值和有效值的关系求出有效值的大小，要给手机充电，则必须压把电压降低四、解答题14.【答案】解：允许消耗的功率P1=5%9.8104W=4.9103W；由P1=I2R可知，输电线上的电流I= = A=35A；则由P=UI得：输电电压应为U= = =2800V；则升压变压器的匝数之比为： = = = ；输电线上损失的电压U=IR=354V=140V；故降压变压器上得到的电压为U3=U2U=2800140=2660V；则降压变压器匝数之比； = = ；答：升压变压器匝数之比为 ；降压变压器匝数之比为 【解析】【分析】变压器匝数之比等于电压之比；由输电线上功率的损失可求得高压输电中的电流，由功率公式可求得升压变压器输出电压，则可求得升压变压器的匝数比；由电压损失可求得降压变压器原线圈端的电压，则可求得降压变压器的匝数之比五、综合题15.【答案】（1）220（2）190 【解析】【解答】由题意可知：三相交流电线电压为380V，而每根火线与地线的电压为220V，又因为三个完全相同的灯泡所以图中a灯的电压为220V当交流电源的A相断开时，图中b灯的电压为380V的一半即为190V故答案为：220；190【分析】三相交流电是由三个频率相同、电势振幅相等、相位差互差120角的交流电路组成的电力系统目前，我国生产、配送的都是三相交流电每根火线与地线间的电压叫相电压，其有效值用UA、UB、UC表示（A、B、C为下标）相电压为220V；火线间的电压叫线电压，其有效值用UAB、UBC、UCA表示（A、B、C为下标）线电压为380V16.【答案】（1）解：变压器电压比等于匝数比 ，有 所