高中物理 单元测试卷交变电流 新人教版选修3

用心 爱心 专心1 高二年级物理单元测试卷高二年级物理单元测试卷 交变电流交变电流 本试卷分第 卷 选择题 和第 卷 非选择题 两部分 共 100 分 考试时间 90 分钟 第第 卷 选择题部分卷 选择题部分 4242 分 分 一一 选择题 每小题选择题 每小题 3 分 共分 共 42 分 下列每小题所给选项至少有一项符合题意 请将正确答案的序号填涂在分 下列每小题所给选项至少有一项符合题意 请将正确答案的序号填涂在 答题卡上 全对得答题卡上 全对得 3 分 对而不全得分 对而不全得 1 分 分 1 矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动 当线圈通过中性面时 下列说法中正确的是 A 穿过线圈的磁通量最大 线圈中的感应电动势最大 B 穿过线圈的磁通量等于零 线圈中的感应电动势最大 C 穿过线圈的磁通量最大 线圈中的感应电动势等于零 D 穿过线圈的磁通量等于零 线圈中的感应电动势等于零 2 小型交流发电机中 矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动 产生的感 应电动势与时间呈正弦函数关系 如图所示 此线圈与一个 R 9 的 电阻构成闭合电路 线圈自身的电阻 r 1 下列说法正确的是 A 交变电流的周期为 0 2 s B 交变电流的频率为 2 5Hz C 发电机输出的电压有效值为V D 发电机输出的电功率为 18W 3 如 图所示 矩形线圈面积为 S 匝数为 N 线圈电阻为 r 在磁感强度为 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 在线圈由图示位置转过 90 的过程中 下列说法正确的是 A 磁通量的变化量 B 通过电阻 R 的电量 C 电阻 R 产生的焦耳热 Q NBS 2 2R D 电阻 R 产生的焦耳热 Q NBS 2 R 4 R r 2 4 如图所示 处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中的单匝矩线圈 abcd 以恒定的 角速度 绕 ab 边转动 磁场方向垂直于纸面向里 线圈所围面积为 S 线圈导 线的总电阻为 R t 0 时刻线圈平面与纸面重合 且 cd 边正在离开纸面向外运动 则 A 时刻 t 线圈中电流的瞬时值 i 用心 爱心 专心2 B 线圈中电流的有效值 C 线圈中电流的有效值 D 线圈消耗的电功率 5 将硬导线中间一段折成不封闭的正方形 每边长为l 它在磁感应强度为 B 方向如图的匀强磁场中匀速转动 转速为n 导线在a b两处通过电刷与外电路连接 外电路有额定功率 为P的小灯泡并正常发光 电路中除灯泡外 其余部分的电阻不计 灯泡的电阻应为 2 l2nB 2 P 2 l2nB 2 P l2nB 2 2P l2nB 2 P 6 如图所示 图线 a 是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象 当调整线圈转速后 所产生正 弦交流电的图象如图线 b 所示 以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是 A 在图中 t 0 时刻穿过线圈的磁爱量均为零 B 线圈先后两次转速之比为 3 2 C 交流电 a 的瞬时值为 D 交流电 b 的最大值为 7 电学中的库仑定律 欧姆定律 法拉第电磁感应定律 有关感应电动势大小的规律 安培定律 磁场对电 流作用的规律 都是一些重要的规律 右图为远距离输电系统的示意图 为了简单 设用户的电器是电动机 下列选项中正确的是 A 发电机能发电的主要原理是库仑定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动机通电后能转动起来的主 要原理是法拉第电磁感应定律 B 发电机能发电的主要原理是安培定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动机通电后能转动起来的主 要原理是库仑定律 C 发电机能发电的主要原理是欧姆定律 变压器能变压的主要原理是库仑定律 电动机通电后能转动起来的主 要原理是法拉第电磁感应定律 用心 爱心 专心3 D 发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律 变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律 电动机 通电后能转动起来的主要原理是安培定律 8 电阻 R1 R2 交流电源按照图 1 所示方式连接 R1 10 R2 20 合上开关后 S 后 通过电阻 R2 的正 弦交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图 2 所示 则 A 通过 R1 的电流的有效值是 1 2A B R1 两端的电压有效值是 6V C 通过 R2 的电流的有效值是 1 2A D R2 两端的电压有效值是 6V 9 将一个半径为 10cm 的 100 匝圆形金属线框置于匀强磁场中 线框平面与磁场方向垂直 线框总电阻为 3 14 磁感应强度 B 随时间 t 的变化关系如图所示 则线框中感应电流的有效 值为 A 10 2A B 2 10 2A C 2 10 2A D 10 2A 10 二分频 音箱内有两个不同口径的扬声器 它们的固有频率分别处于高音 音低频段 分别称为高音扬声器和低音扬声器 音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高 低频 段分离出来 送往相应的扬声器 以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高 低频的机械振动 图为音箱 的电路图 高 低频混合电流电 a b 端输入 L1和 L2是线圈 C1和 C2是电容器 则 A 甲扬声器是高音扬声器 B C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器 C L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器 D L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流 11 在收音机线路中 经天线接收下来的电信号既有高频成份 又有 低频成份 经放大后送到下一级 需要把低频成份和高频成份分开 只让低频成份输送到再下一级 我们可以采用如图所示电路 其中 a b 应选择的元件是 A a 是电容较大的电容器 b 是低频扼流圈 B a 是电容较大的电容器 b 是高频扼流圈 C a 是电容较小的电容器 b 是低频扼流圈 D a 是电容较小的电容器 b 是高频扼流圈 12 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 10 1 b 是原线圈的中 心抽头 电压表和电流表均为理想电表 从某时刻开始在原线圈 c d 两端 加上交变电压 其瞬时值表达式为 u1 220sin100 t V 则 A 当单刀双掷开关与 a 连接时 电压表的示 数为 22V B 当 t s 时 c d 间的电压瞬时值为 110V C 单刀双掷开关与 a 连接 在滑动变阻器触 头 P 向上移动的过程中 电压表和电流表的示数均变小 用心 爱心 专心4 D 当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时 电压表和电流表的示数均变小 13 如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图 变压器输入电压是市电网的电压 不会有很大的波 动 输出电压通过输电线输送给用户 输电线的电阻用 R0 表示 变阻器 R 表示用户用电器的总电阻 当滑动 变阻器触头 P 向下移动时 下列说法中错误的是 A 相当于在增加用电器的数目 B 变压器的输入功率在增大 C A1 表的示数随 A2 表的示数的增大而增大 D V1 表的示数随 V2 表的示数的增大而增大 14 如图所示为理想变压器 A1 A2 为理想交流电流表 V1 V2 分别为理想交流电压表 R1 R2 R3 为电阻 原线圈两端接电压一定的正弦交流电源 当开关 S 闭合 时 各交流电表的示数变化情况应是 A 交流电流表 Al 读数变大 B 交流电流表 A2 读数变大 C 交流电压表 V1 读数变小 D 交流电压表 V2 读数变小 第第 卷卷 客观题部分 客观题部分 5858分 分 2 2 实验题 实验题 1010分 分 1515 有一个教学用的可拆变压器 如下图甲所示 它有两个外观基本相同的线圈 A B 线圈外部还可以绕线 1 某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了 A B 线圈的电阻值 指针分别对应图乙中的 a b 位置 则 A 线圈的电阻为 由此可推断 线圈的匝数较多 选填 A 或 B 2 如果把它看做理想变压器 现要测量 A 线圈的匝数 提供的器材有 一根足够长的绝缘导线 一只多用 电表和低压交流电源 请简要叙述实验的步骤 写出要测的物理量 并用字母表示 A 线圈的匝数为 nA 用所测物理量符号表示 二 计算题 本题共二 计算题 本题共 4 4 小题 每题小题 每题 1212 分 分 共共 4 48 8 分 解答应写出文字说明 方程式和重要演算步骤 只写出最分 解答应写出文字说明 方程式和重要演算步骤 只写出最 后答案的不能给分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 后答案的不能给分 有数值计算的题 答案中必须明确写出数值和单位 16 如下图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图 其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 用心 爱心 专心5 OO 匀速转动 线圈的匝数 n 100 电阻 r 10 线圈的两端经集流环与电阻 R 连接 电阻 R 90 与 R 并联的交流电压表为理想电表 在 t 0 时刻 线圈平面与磁场方向平行 穿过每匝线圈的磁通量 随时间 t 按 下图乙所示正弦规律变化 求 1 交流发电机产生的电动势最大值 2 电路中交流电压表的示数 17 如下图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图 它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半 径为 r 0 10 m 匝数 n 20 匝的线圈 磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布 其右视图如下图乙所示 在线圈 所在位置磁感应强度 B 的大小均为 B T 线圈的电阻为 R1 0 50 它的引出线接有 R2 9 5 的小电珠 0 20 L 外力推动线圈框架的 P 端 使线圈沿轴线做往复运动 便有电流通过小电珠 当线圈运动速度 v 随时间 t 变 化的规律如下图丙所示时 摩擦等损耗不计 求 1 小电珠中电流的最大值 2 电压表的示数 3 t 0 1 s 时外力 F 的大小 4 在不改变发电装置结构的条件下 要使小电珠的功率提高双倍 可采取什么办法 至少说出两种方法 18 如图所示 一固定的矩形导体线圈水平放置 线圈的两端接一只小灯泡 在线圈所在空间内存在着与线圈 平面垂直的均匀分布的磁场 已知线圈的匝数 n 100 匝 总电阻 r 1 0 所围成矩形的面积 S 0 040 m2 小灯泡的电阻 R 9 0 磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化 线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达 式为 e nBmScos t 其中 Bm为磁感应强度的最大值 T 为磁场变化的周期 不计灯丝电阻随温度的变化 2 T 2 T 求 用心 爱心 专心6 1 线圈中产生感应电动势的最大值 2 小灯泡消耗的电功率 3 在磁感应强度变化的 0 时间内 通过小灯泡的电荷量 T 4 19 某小型发电站的发电机输出交流电压为 500 V 输出电功率为 50 kW 如果用电阻为 3 的输电线向远处 用户送电 这时用户获得的电压和电功率是多少 假如 要求输电线上损失的电功率是输送功率的 0 6 则发 电站要安装一个升压变压器 到达用户前再用降压变压器变为 220 V 供用户使用 不考虑变压器的能量损失 这两个变压器原 副线圈的匝数比各是多少 高二年级物理单元测试卷高二年级物理单元测试卷 交变电流交变电流 参考答案参考答案 1 选择题选择题 1 C 2 BD 3 D 4 C 5 B 6 A 7 D 8 B 9 B 10 BD 11 D 12 A 13 D 14 ABD 2 实验题实验题 1515 答案 1 24 A 2 用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制 n 匝线圈 将 A 线圈与低压交流电源相连接 用多用电表的交流电压挡分别测量 A 线圈的输入电压 UA和绕制线圈的输出电压 U n 其他方法 只要合理即可 UA U 3 计算题计算题 1616 解析 1 交流发电机产生电动势的最大值 Em nBS 而 m BS 所以Em 2 T 2n m T 由 t图线可知 m 2 0 10 2 Wb T 6 28 10 2s 所以Em 200 V 2 电动势的有效值 E Em 100 V 2 22 由闭合电路的欧姆定律 电路中电流的有效值为 I A E R r2 交流电压表的示数为 U IR 90 V 127 V 2 答案 1 200 V 2 127 V 1717 解析 1 由题意及法拉第电磁感应定律知道 由于线圈在磁场中做往复运动 产生的感应电动势的大 小符合正弦曲线变化规律 线圈中的感应电动势的最大值为 Em nBLvm nB2 rvm 电路总电阻为 R1 R2 用心 爱心 专心7 那么小电珠中电流的最大值为 Im 0 16 A nB2 rvm R1 R2 20 0 2 2 0 1 2 9 5 0 5 2 电压表示数为有效值 U ImR2 0 16 9 5 V 0 76 V 1 07 V Um 2 2 2 2 22 3 当t 0 1 s 也就是T 4 时 外力F的大小为 F nB2 rIm vm 0 128 N n2B2 2 r 2 R1 R2 4 提高vm用变压器 答案 1 0 16 A 2 1 07 V 3 0 128 N 4 提高vm 用变压器 1818 解析 1 由图象知 线圈中产生的交变电流的周期 T 3 14 10 2 s 所以Em nBmS 8 0 V 2 nBmS T 2 电流的最大值Im 0 80 A Em R r 有效值I A Im 2 2 2 5 小灯泡消耗的电功率P I2R 2 88 W 3 在 0 时间内 电动势的平均值 T 4E nS B t 平均电流 I E R r nS B R r t 流过灯泡的电荷量Q t 4 0 10 3 C I nS B R r 答案 1 8 0 V 2 2 88 W 3 4 0 10 3 C 1919 解析 用 500 V 电压送电时示意图如右图所示 50 kW 的电功率在输电线上的电流 I0 P U0 50 103 500 A 100 A 用户获得电压 U1 U0 I0R 500 100 3 V 200 V