（浙江专用）2016-2017高中物理 第五章 交变电流章末检测卷 新人教版选修3-2.doc

第五章 交变电流(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本大题共10小题，每小题4分，共40分。在每小题给出的选项中。至少有一项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1(2016浙江省嘉兴市高二月考)当摇动如图1所示的手摇交流发电机时，发现小灯泡闪烁。此时流过小灯泡的电流是()图1a交流电 b直流电c恒定电流 d涡流解析手摇交流发电机产生的电流大小、方向均变化是交流电，a项正确，b、c、d项错误。答案a2下列提到的交流电，不是指有效值的是()a交流电压表的读数 b保险丝熔断电流c电容器击穿电压 d220 v交流电压解析电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值。答案c3一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图2所示，由图可以知道()图2a0.01 s时刻线圈处于中性面位置b0.01 s时刻穿过线圈的磁通量为零c该交流电流的有效值为2 ad该交流电流的频率为50 hz解析由图象可知，线圈从中性面开始转动，0.01 s时线圈与磁场平行，磁通量为0，故选项a错误、选项b正确；电流的有效值为6.28 a4.44 a，故选项c错误；该交流电的频率为25 hz，故选项d错误。答案b4实验室里的交流发电机可简化为如图3所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的oo轴匀速转动。今在发电机的输出端接一个电阻r和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 v。已知r10 ，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是()图3a线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为0b从线圈经过中性面开始计时，线圈中电流瞬时值的表达式为isin 50t ac流过电阻r的电流每秒钟方向改变50次d电阻r上的热功率等于20 w解析电压表的示数是有效值，故电压的最大值umax10 v。题中的图示位置与中性面 垂直，此时产生的感应电流最大，故选项a错误；产生的最大电压为umaxu10 v，imax a，225 rad/s50 rad/s，从中性面开始计时的电流瞬时值表达式为iimaxsintsin 50t a，故选项b正确；交变电流在一个周期内方向改变2次，因此流过电阻r的电流每秒钟方向改变50次，故选项c正确；p10 w，故选项d错误。答案bc5(2016绍兴一中高二期末)在下列四幅交流电的图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是()解析我国居民生活所用的交流电的频率为50 hz，即周期为0.02 s，有效值为220 v，则电压的峰值为220 v311 v，c项正确。答案c6(2016台州市高二期中)如图4所示，a、b两输电线间的电压是u200sin100t(v)，输电线电阻不计，把电阻r50 的用电器接在a、b两输电线上，对此，下列说法正确的是()图4a电流表示数为4 ab电压表示数为200 vc通过r的电流方向每秒钟改变50 次d用电器消耗的电功率为1.6 kw解析根据u200 sin 100t(v)，可知，交流电压的有效值u v200 v，则电压表的示数为200 v，电流i a4 a，所以电流表的示数为4 a，a、b项正确；周期t s0.02 s一个周期内电流方向改变两次，则通过r的电流方向每秒钟改变100次，c项错误；根据p得：p w800 w，d项错误。答案ab7(2016南充高二检测)如图5所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n241，原线圈回路中的电阻a与副线圈回路中的电阻b阻值相等，a、b两端加一定的交变电压u后两电阻消耗的功率之比papb为()图5a41 b14c161 d116解析设电路中通过a、b的电流分别为ia、ib，有iaibn2n114，故papb116。答案d8如图6甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1n261，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中l为电感线圈，c为电容器，r为定值电阻。当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交流电的最大值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是()图6a副线圈两端的电压有效值均为216 vb副线圈两端的电压有效值均为6 vc灯泡变亮d灯泡变亮解析由图乙知原线圈两端电压有效值为36 v，根据得u26 v，a错、b对；将频率增大，电感线圈对交变电流阻碍作用变大，电容器的阻碍作用变小。电阻与频率无关，c错，d对。答案bd9中国已投产运行的1 000 kv特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来采用500 kv的超高压输电，输电线上损耗的电功率为p。在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kv特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为()a. b. c2p d4p解析由pui可知当电压由500 kv升高到1 000 kv时，电路中的电流将减为原来的一半，由p损i2r线可知电路中损耗的电功率变为原来的。答案a10照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些，这是因为此时()a总电阻比深夜时大，干路电流减小，每盏灯分到的电压就小b总电阻比深度时大，干路电流小，每一支路的电流就小c总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大d干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电压解析此时用电器多，电阻小(因为用电器都是并联的)，而变压器输出电压u不变，由i可知，干路电流大，输电线上损失电压大，电灯两端电压小，故比深夜暗，故c正确。答案c二、填空题(本题共3小题，共18分，请将正确的答案填在横线上)11(2016湖州市高二期中)发电机电枢以转速n3 000 r/min在匀强磁场中匀速转动，当线圈平面与磁感线方向平行时，产生的感应电动势为1 000 v，若从线圈平面与中性面重合时计时，则所产生的感应电动势的瞬时表达式_ v，当t0.03 s时，电动势为_ v。解析当线圈平面转至与磁场方向平行时，产生的感应电动势最大，则em1000 v，2n100rad/s，若从线圈平面与中性面重合时计时，则瞬时表达式eemsint1000sin 100t v。当在t0.03 s时，e1 000sin 1000.03 v0。答案1 000sin 100t,012一交流电压随时间变化的图象如图7所示，则此交流电的频率是_ hz，若将该电压加在10 f的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_ v；若将该电压加在一阻值为1 k的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于_ a。图7解析由题图知t0.02 s，um200 v而f所以f50 hz，电容器耐压值应不小于200 v，i a0.14 a。因为保险丝熔断电流指有效值，所以电路中保险丝熔断电流不能低于0.14 a。答案502000.1413如图8所示，理想变压器的原线圈接在220 v的正弦交流电源上，r10 ，副线圈b、c间匝数为10匝，当把电键k由b掷向c时，通过r上的电流增加0.2 a，则通过变压器铁芯的最大磁通量变化率为_。图8解析由得可得0.2 v/匝，即每匝线圈若接一个电压表，其示数为0.2 v，所以结合法拉第电磁感应定律可知，通过变压器铁芯的最大磁通量变化率为 wb/s。答案 wb/s三、计算题(本题共3小题，共42分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)14(14分)(2016台州市高二期中)如图9所示为交流发电机示意图，匝数为n100匝的矩形线圈，边长分别为10 cm和20 cm，内阻为5 ，在磁感应强度b0.5t的匀强磁场中绕oo轴以50 rad/s的角速度匀速转动，线圈和外部20 的电阻r相接。求：图9(1)s断开时，电压表示数；(2)s合上时，电压表和电流表示数；(3)通过电阻r的电流最大值是多少？电阻r上所消耗的电功率是多少？解析(1)感应电动势的最大值emnbs1000.5(0.10.2)50 v50 vs断开时电压表的示数为电源电动势的有效值：e有50 v(2)s闭合，电流表示数为有效值：i a2 a电压表示数为路端电压：uir220 v40 v(3)通过r中的电流的最大值，imi2 a电阻r上所消耗的功率piu240 w80 w答案(1)50 v(2)40 v2 a(3)2 a80 w15(14分)如图10所示，交流发电机电动势的有效值为e20 v，内阻不计，它通过一个r6 的指示灯连接变压器，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 v 0.25 w”，灯泡都正常发光，导线电阻不计。求：图10(1)降压变压器初、次级线圈匝数比；(2)发电机的输出功率。(计算结果保留三位有效数字)解析彩色小灯泡额定电流il次级线圈总电流i224il变压器输入功率p入i1u1i2u2变压器原线圈电路中，交流发电机电动势eu1i1r由理想变压器的公式可得将e20 v代入以上式子可解得。(2)发电机的输出功率p出i1e代入数据可得p出6.67 w。答案(1)(2)6.67 w16(14分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴oo匀速转动。一小型发电机的线圈共220 匝，线圈面积s0.05 m2，线圈转动的频率为50 hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度b t。如果用此发电机带动两个标有“220 v11 kw”的电机