2011届高三物理一轮复习优化测控试题 交变电流（38套）

用心 爱心 专心 20112011 届高三物理一轮复习同步优化测控试题届高三物理一轮复习同步优化测控试题 第十三单元第十三单元 交变电流交变电流 电磁场和电磁波电磁场和电磁波 第 63 讲 交 变 电 流 体验成功 1 金属线圈在匀强磁场中做如图所示的运动时 线圈中会产生交变电流的是 答案 AB 2 下列说法正确的是 A 交变电流的有效值就是它的平均值 B 交变电流的有效值总是它最大值的 倍 1 2 C 如果交变电流接在纯电阻R上产生的热量为Q 那么该交变电流的有效值为 Q R D 以上说法均不正确 解析 交变电流的有效值I P热为电流通 P热 R 过纯电阻时的热功率 而 两者往往不相等 故选 I Q t 项 A C 错误 正弦交流电的有效值为最大值的倍 不是所有的交流电都这样 选项 B 错 1 2 误 答案 D 3 将正弦交变电流经过整流器处理后 得到的电流波形刚好去掉 半个周期 如图所示 它的有效值是 A 2 A B A C A D 1 A 2 2 2 答案 D 4 在如图甲所示的电路中 电阻R的阻值为 50 若在a b间加上如图乙所示的正 弦式电流 则下列说法错误的是 A 交流电压的有效值为 100 V B 电流表的示数为 2 A C 产生该交变电流的线圈在磁场中转动的角速度为 3 14 rad s D 如果产生该交变电流的线圈转速提高一倍 则电流表的示数也增大一倍 解析 交变电压的有效值U 100 V 电流表 Um 2 的示数为有效值I 2 A 选项 A B 正确 U R 314 rad s C 错误 2 T I 故I D 正确 Im 2 nBS 2R总 答案 C 5 如图甲所示 单匝矩形线圈的一半放在有理想边界的匀强磁场中 线圈按图示方向 俯视逆时针 匀速转动 轴OO 与磁场的边界重合 开 始计时线圈平面与磁场方向垂直 规定电流方向沿a b c d为正方向 则线圈中感应电流i随时间t变化的图象是图乙中 用心 爱心 专心 的 甲 乙 解析 由右手定则可判定图中线圈的感应电流连续变化 i t图象为 D 感应电动势 e nBS sin t 1 2 答案 D 6 在交变电流电路中 如果电源电动势的最大值不变 频率可以改变 在如图甲所示 的电路的a b两点间逐次将图中的电路元件乙 丙 丁单独接入 当交变电流频率增加 时 则下列论述中可以观察到的是 甲 乙 丙 丁 A 的示数不变 的示数增大 的示数减小 B 的示数减小 的示数不变 的示数增大 C 的示数增大 的示数不变 的示数减小 D 的示数均不变 解析 交变电流增加时通过R的电流不变 通过电感线圈的电流变小 通过电容上的 电流增大 故增大 不变 减小 答案 C 用心 爱心 专心 第 64 讲 变压器 电能的输送 体验成功 1 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比n1 n2 4 1 原线圈两端连接光滑导 轨 副线圈与电阻R相连组成闭合回路 当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割 磁感线运动时 电流表的示数为 12 mA 那么电流表的示数为 A 0 B 3 mA C 48 mA D 与R的大小有关 答案 A 2 理想变压器的连接电路如图甲所示 当输入如图乙所示的电压时 已知原 副线圈 的匝数比为 10 1 电流表的示数为 2 A 则 甲 乙 A 电压表的示数为 282 V B 电压表的示数为 28 2 V C 输入功率为 56 4 W D 输入功率为 40 W 解析 由题意知输入电压U1 200 V 则输出电压 U2 UV U1 20 V n2 n1 故输入功率P U2I2 40 W 答案 D 3 一理想变压器给负载供电 变压器输入电压不变 如图所示 如果负载电阻的滑片向 上移动 则图中所有交流电表的示数及输入功率P的变化情况是 所有电表均为理想电表 A 不变 增大 减小 P增大 B 不变 增大 P增大 C 不变 减小 P减小 D 不变 增大 减小 减小 P减小 解析 输电压不变时 UV1 UV2都不变 滑片向上移动 R变 大 IA2变小 IA1变小 P变小 答案 C 4 图中理想变压器原 副线圈的匝数比为 n 1 两线圈的直流电阻均可忽略 若副线 圈负载电阻为R 那么变压器工作时 a b两点间的电压与原线圈的电流之比 等效电阻 为 A nR B n2R C D R n R n2 解析 a b间的等效电阻即为该两点的电压U1及流经两点间的电流 I1之比 应为 Rab n2 n2R U1 I1 nUR IR n UR IR 答案 B 用心 爱心 专心 5 如图所示 L1和L2是高压输电线 甲 乙是两个互感器 若已知 n1 n2 1000 1 n3 n4 1 100 图中电压表的示数为 220 V 电流表的示数为 10 A 则高压输电线的送电功率为 A 2 2 103 W B 2 2 102 W C 2 2 108 W D 2 2 104 W 解析 由图甲可得L1 L2两线间的输电电压为 U UV 2 2 105 V n1 n2 由图乙可得通过线路的电流为 I IA 1000 A n4 n3 故送电功率P输 UI 2 2 108 W 答案 C 6 餐厅中常用的电子灭虫器由两种主要部件组成 诱虫的黑光灯和杀虫的高压电网 黑光灯发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯 然后再利用黑光灯周围的交流高压电网将 其 击毙 图示是高压电网的工作电路示意图 理想变压器将有效值为 220 V 的交变电 压变成高压 输送到高压电网 电网相邻两电极间距为 0 5 cm 空气在常温下被击穿的临 界电场强度为 6220 V cm 为防止两极间空气击穿而造成短路 变压器的副 原线圈的匝数 比 应满足什么条件 n2 n1 解析 高压电网相邻两电极间的最高电压为 U2 Ed 6220 0 5 V 3110 V 理想变压器输入电压的最大值为 U1 220 V 311 V 2 故应满足的条件是 n2 n1 n2 n1 U2 U1 3110 311 10 1 答案 10 n2 n1 用心 爱心 专心 金典练习三十二 交变电流 变压器 电能的输送 选择题部分共 10 小题 每小题 6 分 在每小题给出的四个选项中 有的小题只有一个 选项正确 有的小题有多个选项正确 1 如图所示 处在匀强磁场中的矩形线圈abcd 以恒定的角速度绕ab边转动 磁场 方向平行于纸面并与ab垂直 在t 0 时刻 线圈平面与纸面重合 线圈的cd边离开纸面 向外运动 若规定由a b c d a方向的感应电流为正 则能反映线圈中感应电流i随时 间t变化的图线是 解析 t 0 时刻 感应电动势最大 且电流方向为a b c d a 故选项 C 正确 答案 C 2 如图所示 理想变压器原 副线圈的匝数比n1 n2 3 1 在原 副线圈中电路分 别接有阻值相同的电阻R1 R2 交变电压的大小为U 则下列说法正确的是 A 电阻R1 R2两端的电压之比为 3 1 B 电阻R1 R2上消耗的电功率之比为 1 1 C 电阻R1 R2两端的电压均为 U 3 D 电阻R1 R2上消耗的电功率之比为 1 9 解析 通过R1 R2的电流之比I1 I2 n2 n1 1 3 故两电阻上电压之比U1 U2 I1R I2R 1 3 两电阻消耗的电功率之比P1 P2 1 9 答案 D 3 如图所示 理想变压器原 副线圈匝数之比为 20 1 原线圈接正弦交流电源 副 线圈接入标有 220 V 60 W 字样灯泡一只 且灯泡正常发光 则 A 电流表的示数 A 2 2 220 B 电源的输出功率为 1200 W C 电流表的示数为 A 3 220 D 原线圈端电压为 11 V 解析 由 知 U1 U2 n1 n2 I1 I2 n2 n1 电源的输出电压U1 4 4 103 V 电流表的示数I1 A A 1 20 60 220 3 220 电源的输出功率等于负载的功率 即P1 P2 60 W 答案 C 4 图示是日光灯的电路图 它主要是由灯管 镇流 器和启动器组成的 其中 镇流器是一个带铁芯的线圈 如图甲所示 启动器的构造如图乙所示 为了便于启动 常在启动器的两极并上一纸质电容器C 某教室的一盏日 光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮的情况 经检查知 用心 爱心 专心 灯管是好的 电压正常 镇流器无故障 那原因可能是 甲 乙 A 启动器两脚与启动器座接触不良 B 电容器C断路 C 电容器C被击穿而短路 D 镇流器自感系数L太大 解析 当电容器被击穿而短路时 电流可通过灯管两端的灯丝以及电容形成回路 灯 管两端亮中间不亮 答案 C 5 2007 年 11 月 8 日 工程规模仅次于长江三峡 位居全国第二位 世界第三位的金 沙江溪洛渡水电站截流成功 标志着 西电东送 工程又迈出了坚实的一步 下列有关发电 与送电的说法中 正确的是 A 水电站截流筑坝有利于储蓄水的内能 提高发电能力 B 减小输电线的截面积有利于降低输电时的损耗 C 提高输电电压有利于减小输电线中的电流 D 增大发电机转子的直径有利于提高发电机的输出电压 解析 筑坝是储蓄水的势能 与内能无关 选项 A 错误 输电线截面积越小 电阻越 大 越不利于降低输电时的损耗 选项 B 错误 在输送功率一定时 输电流线中的电流与 输电电压成反比 选项 C 正确 发电机产生的电动势e nBS sin t 故增大转子直径 从而增大转子线圈的S 有利于提高发电机的输出电压 选项 D 正确 答案 CD 6 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 这是因为用电高峰时 A 用电器的总电阻比深夜时大 供电线路上的电流小 每盏灯两端的电压较低 B 用电器的总电阻比深夜时大 供电线路上的电流小 通过每盏灯的电流较小 C 用电器的总电阻比深夜时小 供电线路上的电流大 输电线上损失的电压较大 D 供电线路上的电流恒定 但开的灯比深夜时多 通过每盏灯的电流较小 解析 用户电灯两端的电压等于供电线路的路端电压减去供电线上的损失的电压 即 U用 U0 I线R线 又因为用电器总是并联的 用电高峰时用电器的总电阻小 供电线上的电流增大 灯 泡两端的电压减小 答案 C 7 一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的产生的交变电流的电动势为e 220 sin 2 100 t V 那么 A 该交变电流的频率是 100 Hz B 当t 0 时 通过线圈的磁通量恰好为零 C 当t s 时 e有最大值 1 200 D 该交流电电动势的有效值是 220 V 2 解析 该交变电流的频率f 50 Hz 选项 A 错误 由题意知 t 0时 e 0 2 此时线圈处于中性面 磁通量最大 选项 B 错误 当t s 时 e 220 V 为电动势 1 2002 的最大值 故有效值U 220 V 选项 C 正确 D 错误 m 2 答案 C 8 一台理想变压器的原线圈接 220 V 正弦交变电压时 副线圈上仅接有阻值为 10 的电阻 电阻两端的电压为 44 V 若将副线圈的匝数增加 100 匝 则通过副线圈上此电阻 用心 爱心 专心 的电流增加 1 1 A 由此可知该变压器原线圈的匝数为 A 200 B 2000 C 50 D 500 解析 由题意知 当副线圈匝数增大 100 匝时 电阻器上的电压U2 U2 IR 44 V 1 1 100 V 55 V 又由 可得 U1 U2 n1 n2 220 44 n1 n2 220 55 n1 n2 100 解得 n1 2000 n2 400 答案 B 9 多数同学家里都有调光台灯 调速电风扇 过去是用变压器来实现上述调节的 缺 点是成本高 体积大 效率低 且不能任意调节 灯的亮度或风扇的转速 现在的调光台灯 调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的 图示为一个经过双向可控硅电子元件调节后 加在电灯上的电压 即在正弦交变电流的每一个 周期中前面的 周期被截去 从而改变了 1 2 1 4 电灯上的电压 则现在电灯上的电压为 A Um B Um 2 C D Um 2 Um 4 解析 由 及 T T时间段内电压的有效值为 在 0 T内交变电流通过电阻R T 4 T 2 3 4 Um 2 时做的功 WT T f Um r 2 2 R T 2 U2 R 解得 电压的有效值U Um 2 答案 C 10 在家庭电路中 为了安全 一般在电能表后面的电路中安 装一个漏电保护器 如图所示 其原线圈是进户线的火线和零线并 在一起的双线绕成的 当漏电保护器的e f两端没有电压时 脱扣 开关 S 能始终保持接通 当e f两端一旦有电压时 脱扣开关立 即断开 切断电路以起到保护作用 关于这个电路的工作原理 下 列说法正确的是 A 当用户的电流超过一定值时 脱扣开关会自动断开 B 当火线和零线之间电压太高时 脱扣开关会自动断开 C 当站在地面上的人触及b线时 脱扣开关会自动断开 D 当站在绝缘物上的人双手分别接触b线和d线时 脱扣开关会自动断开 ZXXK 解析 火线 零线中的电流相等时变压器铁芯中的磁通量始终为零 故无论电流多大 都不能在副线圈的两端产生感应电动势使脱扣开关断开 故 A B D 错误 当站在地面上的人触及b线时 火线中的部分电流通过人体导入大地 火线中的电流 大于零线中的电流 变压器铁芯中的磁通量发生变化 故能在副线圈的两端产生感应电动 势使脱扣开关断开 答案 C 非选择题部分共 3 小题 共 40 分 11 13 分 如图所示 某小型水电站发电机的输出功率为 10 kW 输出电压为 400 V 向距离较远的用户供电时 为了减少电能损失 使用 2 kV 的高压输电 最后用户得到 220 V 9 5 kW 的电力 所用变压器可认为是理想变压器 求 用心 爱心 专心 1 水电站升压变压器原 副线圈的匝数比 n1 n2 2 输电线路的导线电阻R 3 用户降压变压器原 副线圈的匝数比 n3 n4 解析 1 升压变压器原 副线圈的匝数比为 n1 n2 U1 U2 400 2 103 1 5 2 导线电阻R与输送电流和输电线上损失的电功率有关 有P损 I2R 而输送电流又 决定于输电电压及输送功率 故有 I A 5 A P U2 10 103 2 103 所以R 20 P损 I2 10 103 9500 52 3 设降压变压器原线圈两端的电压为U3 则有 U3 U2 IR 2000 V 5 20 V 1900 V 所以降压变压器原 副线圈匝数比为 n3 n4 U3 U4 1900 220 95 11 答案 1 1 5 2 20 3 95 11 12 13 分 在磁感应强度B 0 5 T 的匀强磁场中 有一个正方形金属线圈abcd 边长 L 0 2 m 线圈的ad边与磁场的左侧边界重合 如图所示 线圈的电阻R 0 4 用外 力把线圈从磁场中移出有两种方法 一种是用外力把线圈从左侧边界匀速平动移出磁场 另一种是以a