人教版高中物理《选修3-2》第五章交变电流单元测试卷(含解析)模板

试卷第 1 页 总 5 页 高中物理高中物理 选修选修 3 2 第五章交变电流单元测试卷第五章交变电流单元测试卷 一 单选题一 单选题 1 如图所示 三个灯泡相同 而且足够耐压 电源内阻忽略 单刀双掷开关 S 接 A 时 三个灯亮 度相同 那么 S 接 B 时 A 三个灯亮度相同B 甲灯最亮 丙灯不亮 C 甲灯和乙灯亮度相同 丙灯不亮D 只有丙灯不亮 乙灯最亮 2 下列说法中 正确的是 A 电感对交流的阻碍作用是因为电感器存在电阻 B 电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻 C 感抗 容抗和电阻一样 电流通过它们做功时都是电能转化为内能 D 在交变电路中 电阻 感抗 容抗可以同时存在 3 用 U1 U 和 U2 kU 两种电压来输送电能 若输送的功率相同 在输电线上损失的功率相同 导线的 长度和材料也相同 则在两种情况下导线的横截面积之比 S1 S2为 A k 1B 1 kC k2 1D 1 k2 4 下图所示电路中 已知交流电源电压 u 200sin 100 t V 电阻 R 100 则交流电流表和电压表的示 数分别为 A 1 41 A 200 VB 1 41 A 141 VC 2 A 200 VD 2 A 141 V 5 有两个输出电压相同的交流电源 第一个电源外接一个电阻 R1 第二个电源外接一个变压器 变压器的初级线圈匝数为 n1 次级线圈的匝数为 n2 变压器的负载为一个电阻 R2 测得两个电源 的输出功率相等 则此两电阻大小之比 R1 R2为 试卷第 2 页 总 5 页 A n1 n2 B 2 1 2 2C n2 n1 D 2 2 2 1 6 下列四幅图是交流电的图象 其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是 7 如图所示 一理想变压器的原 副线圈匝数比为 3 1 图中四只灯泡完全相同 在 L1 L2 L3 正常发光的条件下 若断开 L4 则 A L1 L2 L3变亮B L1 L2 L3变暗C L1变亮 L2 L3变暗 D L1变暗 L2 L3变亮 8 如图所示 变压器线圈匝数分别为 n1 1100 匝 n2 60 匝 n3 45 匝 现将 220 V 的交流电加 在线圈 n1两端 若需对用电器 R 供 3 V 的电压 则应 A 将 a 接到 d b 接到 c B 将 a 接到 bC 将 a 接到 c b 接到 d D 以上均不对 9 根据交变电流瞬时表达式 i 5sin500t 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 A 2 msB 1 msC 6 28 msD 3 14 ms 试卷第 3 页 总 5 页 10 矩形金属线圈共 10 匝 绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动 线圈中产生的交流电动 势 e 随时间 t 变化的情况如下图所示 下列说法中正确的是 A 该交流电动势的频率为 0 2 Hz B 该交流电动势的有效值为 1 V C t 0 1 s 时 线圈平面与磁场方向平行 D 线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为 Wb 1 100 二 多选题二 多选题 11 某小型水电站的电能输送示意图如下图所示 发电机通过升压变压器 T1和降压变压器 T2向用户 供电 已知输电线的总电阻为 R 降压变压器 T2的原 副线圈匝数之比为 4 1 降压变压器副线圈两 端交变电压 u 220sin 100 t V 降压变压器的副线圈与阻值 R0 11 的电阻组成闭合电路 若将变 2 压器视为理想变压器 则下列说法中正确的是 A 通过 R0的电流的有效值为 20 A B 降压变压器 T2原 副线圈两端电压之比为 4 1 C 升压变压器 T1的输出电压等于降压变压器 T2的输入电压 D 升压变压器 T1的输出功率大于降压变压器 T2的输入功率 12 边长为 L 的正方形闭合线圈共 n 匝 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中以角速度 绕垂直于磁 感线并在线圈平面内的轴匀速转动 要使线圈中的感应电流增大 1 倍 下列措施可采用的是 A 只将角速度 增大 1 倍B 只将线圈边长 L 增大至 2L C 只将线圈匝数增加至 2nD 只将磁感应强度增至 2B 13 发电机的路端电压为 U 经电阻为 r 的输电线向远处的用户供电 发电机的输出功率为 P 则 试卷第 4 页 总 5 页 A 输电线上的电流为 B 输电线上的功率损失为 2 C 用户得到的功率为 P 2r D 用户得到的电压为 14 如下图所示 理想变压器的原 副线圈匝数比为 1 5 原线圈两端的交变电压为 u 20sin 100 t 2 V 氖泡在两端电压达到 100 V 时开始发光 下列说法中正确的有 A 开关接通后 氖泡的发光频率为 100 HzB 开关接通后 电压表的示数为 100 V C 开关断开后 电压表的示数变大D 开关断开后 变压器的输出功率不变 15 如图所示 一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成 当此变压器工作时 初级和次 级线圈的匝数 电流 电压均在图中标出 则下列几组关系式中正确的是 A 1 2 1 2 1 3 1 3 B 1 2 1 2 1 3 3 1 C n1I1 n2I2 n3I3 D 1 2 2 2 3 1 三 填空题三 填空题 16 一电热器接在最大值为 36 V 的正弦交流电源上时产生的热功率为 P 若接到某直流电源上时产 生的热功率为 忽略电阻随温度的变化 则所接直流电源的电压 U V 2 试卷第 5 页 总 5 页 17 如下图所示 电表均为理想的交流电表 保险丝 P 的熔断电流为 2 A 电容器 C 的击穿电压为 300 V 若在 a b 间加正弦交变电压 并适当地调节 R 接入电路中的阻值 使 P 恰好不被熔断 C 恰好不被 击穿 则电流表的读数为 A 电压表的读数为 V 四 计算题四 计算题 18 人们利用发电机把天然存在的各种形式的能 水流能 风能 煤的化学能 转化为电能 为 了合理利用这些能源 发电站要修建在靠近这些天然资源的地方 但是 用电的地方往往很远 因 此 需要高压输送线路把电能输送到远方 如果某发电站将 U 6 000 V 的电压直接加在高压输送 线路的入端 向远方供电 且输送的电功率为 P 800 kW 则此时安装在高压输送线路的入端和终 端的电能表一昼夜读数就相差 E 9 600 kW h 1 kW h 1 度电 求 1 此种情况下 高压线路的输电效率 2 若要使此高压输电线路的输电效率为 98 则在发电站处应安装一个变压比 n1 n2 是多少的变压 器 19 某发电站的输出电压 u 5 000sin 314t V 输出功率为 P 5 000 kW 远距离输电导线的电阻 R 80 2 要求输电线上的功率损失为输电功率的 4 1 求所用升压变压器原 副线圈的匝数比 2 若到达用户端使用匝数比为 192 1 的降压变压器对电阻为 R0 10 的用电器供电 则最多可接这 样的用电器多少个 20 如下图所示 一理想变压器上绕有 A B C 三个线圈 匝数比 nA nB nC 4 2 1 在副线圈 B 和 C 的两端分别接有阻值相同的电阻 R 当原线圈 A 与交流电源连接时 交流电流表 A2的示数为 I0 则交流电流表 A1的示数为多少 6 参考答案参考答案 1 D 解析 本题考查了电感 电容对交变电流的影响的知识点 意在考查考生的理解能力 开关 S 接 A 时 甲 乙 丙三个支路均有交流电通过 开关 S 接 B 时 电路处于直流工作状态 电容 C 隔直 通交 电感 L 阻交 通直 R 对交 直流有相同的阻抗 可判断此时电路中 I丙 0 I 甲不变 I乙增大 又因为灯泡亮度与热功率 P I2R 成正比 所以只有丙灯不亮 乙灯最亮 2 D 解析 本题考查了交变电流的四值 变压器 远距离输电的知识点 意在考查考生的理解能力 电感对交流的阻碍作用是因为电感器存在感抗 故 A 错误 电容对交流的阻碍作用是因为电容器的 容抗 故 B 错误 电流通过它们做功时 只有在电阻上产生热 在线圈上产生磁场能 在电容器上产 生电场能 C 错 故 D 正确 3 C 解析 输电电流 I 输电线上损失的功率 P损 I2R I2 故 S 即 S 所以 送 2 损 2 损 2 送 1 2 送 S1 S2 kU 2 U2 k2 1 选项 C 正确 2 2 2 1 4 B 解析 交流电流表和电压表测量的是交变电流的有效值 U 100 V 141 V I 1 41 A 故选 22 项 B 正确 7 5 B 解析 本题考查了变压器的知识点 意在考查考生的理解能力 根据题意画出示意图 如图 a 和 b 所示 设电源输出电压为 U 图 a 中电源输出功率是 R1上得到的功率 P1 图 b 中电源的输出功率等 2 于原线圈的输入功率 也等于副线圈的输出功率 即电阻 R2上得到的功率 P2 变压器的副线圈两 端电压 U2 所以 P2 根据题意 P1 P2 得到 R1 R2 n12 n22 2 1 2 2 2 2 1 2 2 2 2 2 2 2 2 1 2 2 1 2 2 2 2 1 6 C 解析 本题考查了交变电流四值的知识点 意在考查考生的理解能力 我国居民日常生活所用的 是正弦式交流电 其电压的有效值是 220 V 最大值约为 311 V 周期为 0 02 s 所以只有 C 正 确 7 D 解析 本题考查了变压器的知识点 意在考查考生的理解能力 当断开 L4时 灯泡 L2 L3的并 联电阻比 L2 L3 L4的并联电阻大 所以副线圈中的电流减小 副线圈的输出功率减小 则原线 圈的输入功率也减小 所以通过原线圈的电流将减小 所以 L1变暗 而原 副线圈两端电压变大 L2 L3两端的电压变大 因此 L2 L3变亮 故选 D 8 8 C 解析 本题考查了变压器的知识点 意在考查考生的理解能力 变压器的电压与匝数成正比 由 题意知需要向用电器加 220V 的电压 则匝数之比应为 220 3 1100 15 所以需要把副线圈反串联 a 与 c 相接 b 与 d 相接 故选 C 9 D 解析 本题考查了交变电流的四值的知识点 意在考查考生的理解能力 由交流电瞬时值表达式 令 i 为最大值时有 sin t 1 即 500t 2 则 t 1000 3 14 10 3 s 选 D 10 D 解析 由题图知该交流电动势的周期为 0 2 s 所以频率为 f 5 Hz 该交流电动势的有效值为 E 1 V 选项 A B 错误 t 0 1 s 时 线圈中的感应电动势为零 即该时刻线圈中的磁通量的变化率 2 2 2 为零 故此时线圈中的磁通量最大 即线圈平面与磁场方向垂直 选项 C 错误 因为 2 f 2 5 rad s 10 rad s 由公式 Emax NBS N max 得磁通量的最大值为 max Wb 选项 D 正 1 100 确 11 ABD 9 解析 降压变压器 T2副线圈两端电压的有效值为 U 220 V 通过 R0的电流的有效值为 I A 20 A 选项 A 正确 由变压器的电压关系可知 降压变压器 T2原 副线圈两端的电压之 0 220 11 比为 4 1 选项 B 正确 因为输电导线上有电压损失和功率损失 所以升压变压器 T1的输出电压大于 降压变压器 T2的输入电压 升压变压器 T1的输出功率大于降压变压器 T2的输入功率 选项 C 错误 D 正确 12 ABD 解析 本题考查了交变电流的四值的知识点 意在考查考生的理解能力 由公式 I 2 可推得 A D 正确 边长为 2L 时 S 4S R 2R 故 B 正确 若匝数 n 2n 则 2 R 2R I 不变 故 C 项错误 13 AC 解析 本题考查了远距离输电的知识点 意在考查考生的理解能力 由题知 其供电原理如图所 示 由 P UI 得输电线上的电流为 A 正确 输电线上的功率损失为 P I2r 2 r B 错误 用户得到的功率为 P 2r C 正确 用户得到的电压为 U U U Ir U r D 错误 故 选 AC 14 AB 10 解析 由交变电压的瞬时值表达式知 原线圈两端的电压的有效值为 U1 V 20 V 由 20 2 2 1 2 得副线圈两端的电压为 U2 100 V 电压表的示数为交变电压的有效值 故选项 B 正确 交变电压的 1 2 频率为 f Hz 50 Hz 一个周期内电压两次大于 100 V 即一个周期内氖泡能发光两次 所以氖泡 100 2 的发光频率为 100 Hz 选项 A 正确 开关断开前后 输入电压不变 变压器的变压比不变 故输出电压不 变 选项 C 错误 开关断开后 电路消耗的功率减小 故变压器的输出功率减小 选项 D 错误 15 AC 解析 本题考查了变压器的知识点 意在考查考生的理解能力 据变压器的电压分配规律知 A 正确 据变压器的输出功率等于输入功率知 B D 错误 C 正确 故选 AC 16 18 解析 设电热器的电阻为 R 接交流电源时 有 P 2 2 接直流电源时 有 联立解得 U 18 V 2 2 17 2 212 1 解析 电阻 R0和 R 串联接入交流电路中 通过保险丝的电流与通过电流表的电流相等 电容器与电 阻 R 并联 故电容器两端的电压与 R 两端的电压相同 电压表的读数是电阻 R 两端电压的有效值 而 11 电容器的击穿电压是加在电容器两端的交变电压的最大值 故电流表的读数为 2 A 电压表的读数为 V 212 1 V 300 2 18 1 50 2 1 5 解析 本题考查了变压器 远距离输电的知识点 意在考查考生的理解