（同步核心辅导）高中物理 交变电流综合检测二 新人教版选修32.doc

第五章交变电流(分值：100分时间：60分钟)一、选择题(本大题共8个小题，每小题6分，共48分第15小题只有一项符合题目要求，第68小题有多项符合题目要求全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1(2013四川高考)图1用220 v的正弦式电流通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 v，通过负载的电流图象如图1所示，则()a变压器输入功率约为3.9 wb. 输出电压的最大值是110 vc. 变压器原、副线圈匝数比是12d. 负载电流的函数表达式i0.05sin(100t) a【解析】根据it图象，负载电流的函数表达式i0.05 sin 100t(a)且im0.05 a，通过负载的电流的有效值i2，输出电压的最大值umu2110 v，变压器的输入功率p1p2i2u23.9 w，变压器原、副线圈匝数比.选项a正确，选项b、c、d错误【答案】a2一根电阻丝接入100 v的恒定电压电路中，在1 min内产生的热量为q，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2 min内产生的热量也为q，则该交流电压的峰值是()a141.4 v b100 vc70.7 v d50 v【解析】根据q得，u50 v，umu100 v.【答案】b3(2014湖南洳由高二检测)如图2所示(a)、(b)两电路中，当a、b两端和e、f两端分别加上220 v的交流电压时，测得c、d间与g、h间的电压均为110 v若分别在c、d与g、h两端加上110 v的交流电压，则a、b间与e、f间的电压分别()图2a220 v、220 vb220 v、 110 vc110 v、110 vd220 v、0【解析】由a、b两端和e、f两端分别加上220 v的交流电压时，c、d间与g、h间的电压均为110 v可知线圈ab间的匝数是线圈cd间匝数的两倍，电阻ref2rgh，当c、d两端加110 v交流电压时，由知a、b间的电压为220 v，在g、h两端加上110 v的交流电压时，因无电流通过ge，所以ge的电势相同，故e、f间的电压为110 v，所以选项b正确acd错【答案】b4(2011天津高考)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3甲所示，产生的交变电动势的图象如图3乙所示，则()图3at0.005 s时线框的磁通量变化率为零bt0.01 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 hz【解析】由图象知，该交变电流电动势峰值为311 v，交变电动势的频率为f50 hz，c、d错；t0.005时，e311 v，磁通量变化最快，t0.01 s时e0，磁通量最大，线圈处于中性面位置，a错，b对【答案】b5(2014芜湖模拟)如图4，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为u.变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1n2和电源电压u1分别为()图4a122u b124uc214u d212u【解析】灯泡正常发光，通过每个灯泡的电流相同，设为i，则通过副线圈的电流为2i，通过原线圈的电流为i，n1n22ii21，又由n1n2u1u得u12u，即原线圈两端的电压为2u，u12uu14u，c正确【答案】c6(2014沈阳二中高二检测)有一个交变电流u311 sin 314t(v)，则下列说法中正确的是()a这个交变电流的频率约为50 hzb它可以使“220 v，100 w”的灯泡正常发光c用交流电压表测量时，读数为311 vd使用这个交变电流的用电器，每通过一库仑的电量时，电流做功220 j【解析】由瞬时值表达式可知，um311 v，有效值为u220 v，每通过1 c的电量时电流做功wqu1220 j220 j，故b、d正确，c错误fhz50 hz，a正确【答案】abd7如图5所示，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通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压某变电所电压u011 000sin 100t(v)的交流电降为220 v供居民小区用电，则变电所变压器 ()图5a原、副线圈匝数比为501b副线圈中电流的频率是50 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【解析】u011 000sin 100t(v)中的11 000指的是电压的峰值，有效值为11 000 v，则原、副线圈之间的匝数之比等于两线圈的电压之比，即501，a正确；由100可得频率为50 hz，变压器不改变电流的频率，因此，副线圈的频率也是50 hz，b正确；电流与匝数成反比，即原线圈的电流比副线圈电流要小，因此，副线圈的导线要比原线圈粗，c错误；居民小区各个用电器都是并联的，它们的电流总和等于副线圈中的电流故d错误【答案】ab图68(2014天津和平期中)如图6，矩形线圈面积为s，匝数为n，线圈电阻为r，在磁感应强度为b的匀强磁场中绕oo轴以角速度匀速转动，外电路电阻为r，在线圈由平行磁场的位置转过90的过程中，下列说法正确的是()a磁通量的变化量nbsb平均感应电动势e2nbs/c电阻r产生的焦耳热qd电阻r产生的焦耳热q【解析】图示位置磁通量为10，转过90时磁通量为2bs，21bs，故a错误；根据法拉第电磁感应定律得，平均感应电动势en，t解得e，故b正确；电流的有效值为i，e，emnbs，电阻r所产生的焦耳热qi2rt，t解得q，故c错误d正确【答案】bd二、非选择题(本题共4小题，共52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79(10分)如图7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pi2r()210 w45 w.【答案】(1)3 a(2)i3sin t a(3)45 w10(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】220911(14分)(2012江苏高考)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图8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abcd1、bcad21.线圈以角速度绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场在磁场中两条边所经过处的磁感应强度大小均为b、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为r，外接电阻为r.求：图8(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小em；(2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小f；(3)外接电阻上电流的有效值i.【解析】(1)bc、ad边的运动速度v感应电动势em4nbiv解得em2nbi2.(2)电流im安培力f2nbimi解得f.(3)一个周期内，通电时间ttr上消耗的电能wirt且wi2rt解得i.【答案】(1)2nbi2(2)(3)12(16分)利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统光伏发电系统的直流供电方式有其局限性，绝大多数光伏发电系统均采用交流供电方式，将直流电变为交流电的装置称为逆变器(1)用逆变器将直流电变为交流电进行供电有哪些好处？(请简要回答)(2)有一台内阻为1 的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图9所示，升压变压器匝数比为14，降压变压器匝数比为41，输电线的总电阻r4 ，全校共22个班，每班有“220 v40 w”灯6盏，若全部电灯正常发光，则图9发电机输出功率多大？发电机电动势多大？输电效率多少？【解析】(1)可以改变电压的大小以适应不同的需要；通过升压、降压在远距离输电中减少电能在输电线上的损耗，提高供电效率所以用逆变