2019_2020学年高中物理第二章检测（B）（含解析）教科版选修3_2.docx

第二章检测(B)(时间:90分钟满分:100分)一、选择题(本题包含10小题,每小题4分,共40分.在每小题给出的四个选项中,16题只有一个选项符合题目要求,710题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错或不选的得0分)1.关于下列器材的原理和用途,正确的是()A.变压器可以改变交流电压,也能改变频率B.扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈存在电阻C.真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流,使炉内金属熔化D.磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用解析:变压器可以改变交流电压,但是不改变交流电的频率,A错误;扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈会产生自感现象,即感应电流,B错误;真空冶炼炉的工作原理是线圈中产生涡流,使炉内金属熔化,C错误;铝是导体,仪表指针偏转时铝框随之转动,并切割磁感线产生感应电流,感应电流又会受到安培阻力,阻碍线圈的转动,属于电磁阻尼,故D正确.答案:D2.若某发电站在供电过程中,用电高峰时输电的功率是正常供电时的2倍,输电线电阻不变,下列说法正确的是()A.若输送电压不变,则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍B.若输送电压不变,则用电高峰时输电线损失的功率为正常供电时的2倍C.若用电高峰时的输电电压变为正常供电时的2倍,则此时输电电流为正常供电时的4倍D.若用电高峰时的输电电压变为正常供电时的2倍,则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍解析:由功率P=UI,A正确,C错误;P损=I2R,用电高峰时,若输送电压不变,电流为原来的2倍,则输电线损失的功率为正常供电时的2倍,B错误;若用电高峰时的输电电压变为正常供电时的2倍,则电流不变,输电线损失的功率与正常供电时相等,D错误.答案:A3.在图甲中,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置.A线圈中通有如图乙所示的正弦交变电流,则 ()A.在t1到t2的时间内A、B两线圈相排斥B.在t2到t3的时间内A、B两线圈相吸引C.在t1时刻A、B两线圈间的作用力为零D.在t2时刻A、B两线圈间的作用力最大解析:t1到t2时间内A线圈中的电流减小,产生的感应磁场减弱,B线圈中磁通量减小,由楞次定律可知,B线圈中产生同A线圈中方向相同的电流,其磁场阻碍B线圈中磁通量减小,A与B相互吸引;同理,t2到t3时间内A与B相互排斥,所以选项A、B错误.t1时刻A中电流虽然最强,但其变化率为零,产生的感应磁场变化率也就为零,B中无感应电流,两线圈作用力为零,选项C正确.t2时刻A线圈中电流为零,虽然B线圈中感应电流最强,但A与B间作用力依然为零,选项D错误.故正确选项为C.答案:C4.如图所示,甲、乙两图分别表示两种电压的波形,其中甲图所示电压按正弦规律变化.下列说法正确的是()A.甲图表示交变电流,乙图表示直流电B.两种电压的有效值相等C.甲图所示电压的瞬时值表达式为u=311sin 100t VD.甲图所示电压经匝数比为101的变压器变压后,频率变为原来的110解析:交变电流的大小和方向都随时间变化,在t轴的上方为正,下方为负,选项A错误;有效值E=Em2只对正弦交变电流适用,最大值一样,选项B错误;由题图可知,选项C正确;变压器变压之后频率不变,选项D错误.答案:C5.(2018天津)教学用发电机能够产生正弦式交变电流.利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P.若发电机线圈的转速变为原来的12,则()A.R消耗的功率变为12PB.电压表V的读数变为12UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变解析:本题考查交变电流的产生和变压器原理,清楚感应电动势的决定因素是解题的关键,另外要知道交流电表测的是交变电流的有效值.发电机线圈转速变为原来的12时,产生电动势的最大值和有效值均变为原来的12,变压器匝数比不变,故副线圈上的电压表示数变为原来的12,选项B正确;对负载电阻R,由P=U2R可得,R消耗的功率变为原来的14,即副线圈消耗的功率变为原来的14,故原线圈消耗的功率也变为原来的14,而原线圈电压变为原来的12,故原线圈中的电流(电流表示数)变为原来的12,选项A、C均错误;发电机线圈转速变为原来的12时,线圈转动的角速度变为原来的12,由f=2可得交变电流的频率变为原来的12,选项D错误.答案:B6.如图所示,实验室中的一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 ,外接R=9.0 的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=102sin 10t V,则()A.该交变电流的频率为10 HzB.该电动势的有效值为102 VC.外接电阻R所消耗的电功率为10 WD.电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A解析:根据题意知,转子转动的角速度=10,又=2f,则该交变电流的频率f=5Hz,选项A错误;该交流电动势最大值Em=102V,则有效值E=Em2=10V,选项B错误;根据欧姆定律可得,电路中电流I=ER+r=1.0A,即电流表的示数为1.0A,电阻R消耗的电功率P=I2R=9.0W,选项C错误,选项D正确.答案:D7.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像,当调整线圈转速后,所产生正弦交流电的图像如图线b所示,以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是() A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B.线圈先后两次转速之比为32C.交流电a的瞬时值为u=10sin 5t (V)D.交流电b的最大值为5 V解析:t=0时刻穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,故电压为零,A错误;读图得两次周期之比为23,由转速=2T得转速与周期成反比,故B正确;读图得a的最大值为10V,=5,由交变电流的感应电动势瞬时值表达式e=Emsint(V)(从中性面开始计时)得,u=10sin5t(V),故C正确;交流电的最大值Em=nBS,所以根据两次转速的比值可得,交流电b的最大值为2310V=203V,故D错误.答案:BC8.如图所示,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是() A.原、副线圈匝数比为91B.原、副线圈匝数比为19C.此时a和b的电功率之比为91D.此时a和b的电功率之比为19解析:设灯泡的额定电压为U0,当U=10U0时,因两灯泡均正常发光,故变压器原线圈的输入电压为U1=U-U0=9U0,副线圈的输出电压U2=U0.因U1U2=n1n2,故n1n2=91,选项A正确,选项B错误;由变压器电流关系,I1I2=n2n1得I1I2=19,则此时a、b的电功率之比为PaPb=U0I1U0I2=19,选项C错误,选项D正确.答案:AD9.如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,绕OO轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动.滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有定值电阻R,从图示位置开始计时,下列判断正确的是()A.电流表测得的是电流最大值B.感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSsin tC.P向上移动时,电流表示数变大D.P向上移动时,电流表示数变小解析:电流表测得的是电流有效值,选项A错误;从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSsint,选项B正确;P向上移动时,输出电压降低,电流表示数变小,选项C错误,D正确.答案:BD10.在如图所示的远距离输电电路中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变.随着发电厂输出功率的增大,下列说法正确的有() A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析:设升压变压器的原、副线圈匝数比为N1,降压变压器的原、副线圈匝数比为N2,发电厂输出电压为U1,输出功率为P1,则升压变压器的输出电压为U1N1,输电线中的电流为P1U1N1,输电线损耗的功率为N12P12RU12,降压变压器输出电压为U1N1-P1N1RU1,输电线上损耗的功率占总功率的比例为N12P1RU12,可见,当输出功率P1增大时,选项C、D正确.答案:CD二、填空题(本题包含2小题,共20分)11.(8分)如图所示,L1和L2是输电导线.图甲是互感器,图中“”是(选填“A”或“V”).图乙是互感器,图中“”是(选填“A”或“V”).答案:电压V电流A12.(12分)某交流电压随时间的变化规律如图所示,则此交流电压的频率是Hz.若将该电压加在10 F的电容器上,则电容器耐压值不应小于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,该电路中保险丝的额定电流不能低于A.答案:501000.071三、计算题(本题包含4小题,共40分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤.只写出最后答案的不得分.有数值计算的题,答案中必须写明数值和单位)13.(8分)如图所示,一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上,向额定电压为1.80104 V的霓虹灯供电,使它正常发光.为了安全,需在原线圈回路中接入熔断器,使副线圈电路中电流超过12 mA时,熔丝就熔断.(1)熔丝的熔断电流是多大?(2)当副线圈电路中电流为10 mA时,变压器的输入功率是多大?解析:(1)由变压比公式U1U2=n1n2得n1n2=11900,由变流比公式I1I2=n2n1得I1=0.98A.(2)P入=P用=I2U2=180W.答案:(1)0.98 A(2)180 W14.(10分)如图所示,一矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动,磁场方向与转轴垂直,线圈匝数n=40匝,ab边长l1=0.5 m,bc边长l2=0.4 m,线圈总电阻r=1 .线圈转动的角速度=100 rad/s,磁场的磁感应强度B=0.2 T.线圈两端外接R=9 的电阻和一个理想交流电流表.求: (1)从图示位置开始计时,闭合电路中电流随时间变化的函数表达式;(2)电流表的示数;(3)电阻R上消耗的电功率.解析:(1)电动势最大值Em=nBS=400.20.50.4100V=160V电流表达式i=EmR+rcost=16cos100tA.(2)I=Im2=82A.(3)P=I2R=1152W.答案:(1)i=16cos 100t A(2)82 A(3)1 152 W15.(10分)边长为l、电阻为R的单匝正方形线圈abcd,在磁感应强度为B的匀强磁场中以cd边为轴匀速转动,角速度为,转动方向如图所示,cd边与磁场方向垂直.求: (1)线圈从图示位置转过2的过程中产生的热量Q;(2)线圈从图示位置转过2的过程中通过导线截面的电荷量;(3)t s内外界驱动线圈转动所做的功及平均功率.解析:(1)线圈转动过程中感应电动势的最大值Em=Bl2,电流的有效值I=Im2=Em2R=Bl22R线圈转过2所用的时间t=2=2产生的热量Q=I2Rt=Bl22R2R2=B2l44R.(2)通过导线截面的电荷量q=R=Bl2R.(3)从能量守恒定律看,外界驱动线圈转动消耗的能量全部转化为内能.由(1)得W=Q=I2Rt=Bl22R2Rt=2tB2l42R平均功率P=Wt=2B2l4t2Rt=2B2l42R.答案:(1)B2l44R(2)Bl2R(3)2tB2l42R2B2l42R16.(12分)发电机的电压为220 V,输出电功率为44 kW,输电导线的电阻为0.2 ,如果用初、次级线圈匝数之比为110的升压变压器升压,经输电线后,再用初、次级线圈匝数之比为101的降压变压器降压供给用户,求用户得到的电压和功率.解析:画出远距离输电示意图如图所示.升压变压器次级的输出电压U2=n2n1U1=101220V=2200V根据升压变压器输出电功率等于输入电功率知,升压变压器次