物理选修3-2人教新课标第五章交流电单元测试题3

1、章末检测章末检测 3(时间：90 分钟满分：100 分)一、单项选择题(本题共 6 小题，每小题 5 分，共 30 分)1正弦交流电源与电阻 R1、R2、交流电压表按图 1 甲所示的方式连接，R120 ，R210 ，交流电压表的示数是 20 V，图乙是交变电源输出电压 u随时间 t 变化的图像，则()图 1A通过 R1的电流 i1随时间 t 变化的规律是 i12 2cos 100t(A)B通过 R1的电流 i1随时间 t 变化的规律是 i12 2sin 100t(A)CR2两端的电压 u2随时间 t 变化的规律是 u220cos 100t(V)DR2两端的电压 u2随时间 t 变化的规律是 u

2、220sin 100t(V)解析电压表的示数是电压的有效值，即 R2两端的电压的有效值为 20 V，所以最大值为 20 2 V，C、D 选项都不对；电路中的电流的有效值为 20/10 A2A，按照余弦规律变化答案A2一个电阻接在 10 V 的直流电源上，它的发热功率为 P，当接到电压 u10sint V 的交流电源上，它的发热功率是()PPCPD2P解析因接交流电时的功率 PU2RUm22R1022R，而接直流电时的功率 PU2直R102R，所以 PP，故选项 B 正确答案B图 23.如图 2 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1n241，当导体棒 l在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感

3、线时，电流表 A1的示数是 12 mA，则电流表 A2的示数为()A3 mAB0C48 mAD与负载 R 的值有关解析变压器只能工作于交流电路，不能工作在恒定电压和恒定电流的电路导体棒 l 向左匀速切割磁感线时，在线圈 n1中通过的是恒定电流，不能引起穿过线圈 n2的磁通量变化，在副线圈 n2上无感应电动势出现，所以 A2中无电流通过答案B4钳形电流表的外形和结构如图 3 所示图(a)中电流表的读数为 1.2A图(b)中用同一电缆线绕了 3 匝，则()(a)(b)图 3A这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为 2.4AB这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为 0.4AC这种电流表能测交流电

4、流，图(b)的读数为 3.6AD这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图(b)的读数为 3.6A答案C5图 4 所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C 为电容器，电阻 R1、R2、R3的阻值相同，线圈 L 的电阻不计在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图 5 所示，则在 t1t2时间内()图 4图 5A电流表 A1的示数比 A2的小B电流表 A2的示数比 A3的小C电流表 A1和 A2的示数相同D电流表的示数都不为零解析理想变压器原线圈中的磁感应强度随时间均匀增加， 穿过副线圈的磁通量也将随时间均匀增加，副线圈中产生恒定的感应电动势，副线圈中的电流为恒定电流，电感线圈对恒定电

5、流无阻碍作用，因而电流表 A1、A2的示数相同，C 项正确，A、B 选项均错；恒定电流不能通过电容器，因而电流表 A3的示数为零，D 项错误答案C6如图 6 所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为 nU，输出端接有一个交流电流表和一个电动机电动机线圈电阻为 R.当输入端接通电源后，电流表读数为 I，电动机带动一重物匀速上升下列判断正确的是()图 6A电动机两端电压为 IRB电动机消耗的功率为 I2RC原线圈中的电流为 nID变压器的输入功率为UIn解析电动机两端电压为Un，故电动机消耗的功率为IUn即为变压器的输入功率，原线圈中的电流 I0In.答案D二、多项选择题(本题共 5 小题，每小

6、题 6 分，共 30 分每小题选对但不全的得 4 分，有选错的或不选的得 0 分)7在家用交流变压器中，变压器的原、副线圈都有滑动头，如图 7 所示，变压器输入电压发生变化时，可上、下调节滑动头 P1、P2的位置，使输出电压稳定在 220 V 上若输出电压低于 220 V，要使输出电压恢复到 220 V，下列措施正确的是()图 7A将 P1向下移B将 P2向下移CP1向上移，同时 P2向下移DP1向下移，同时 P2向上移解析U2n2n1U1，当 P1向下移时 n1减小，所以 U2增大；当 P2向下移时，n2减小，U2减小；当 P1向上移，P2向下移时，n1增大，n2减小，所以 U2减小；当 P

7、1向下移，P2向上移时，n1减小，n2增大，所以 U2增大故正确答案为 A、D.答案AD8如图 8 所示，A、B 两输电线间电压为 u2002sin 100t(V)，输电线电阻不计把电阻 R50 的用电器接在 A、B 两输电线上，对此，下列说法正确的是()图 8A电流表示数为 4AB电压表示数为 200 VC通过 R 的电流方向每秒钟改变 50 次D用电器消耗的电功率为 1.6 kW解析由 u200 2sin 100t(V)可知，电压最大值 Um200 2 V，角速度100 rad/s，所以电压的有效值 UUm2200 V，周期 T20.02 s，频率 f1T50 Hz.由欧姆定律得 IUR2

8、0050A4A，所以 A、B 两项正确；一周期内电流方向改变两次，而 f50 Hz，则 1 s 内电流方向改变 100 次，C 项错误；电功率 PIU4200 W800 W，所以 D 项错误故正确答案为 A、B.答案AB9如图 9 所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 15，原线圈两端的交变电压为 u20 2sin100t(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()图 9A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 VC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解析由三个决定关系可知副线圈电压由原线圈决定，则不

9、论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值 100 V，B 正确；当 U100 伏时，氖泡即发光，故每个交流电周期内氖泡发光两次，每秒内有 50 个周期，即发光 100次，则氖泡发光频率为 100 Hz，A 正确；开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小答案AB10图 10 中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P 为滑动头现令 P 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡 L 两端的电压等于其额定电压为止用 I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有

10、效值；电功率指平均值)下列 4 个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是()图 10解析当滑动头 P 匀速上滑时，副线圈匝数均匀增大，由U1U2n1n2知，U2n2n1U1，U2随时间均匀增大，C 项正确；由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以当电压均匀增加时，由欧姆定律 IUR知灯泡中电流并非均匀增加，而是增加的越来越慢， 其 I2t 图线的斜率逐渐减小， B 项正确； 灯泡消耗的功率 N2U2I2，N2随时间并不是均匀增加的，D 项错误；变压器的输入功率与输出功率相等，当灯泡功率增大时，输入功率也在增大，原线圈中电流增大，A 项错误答案BC11如图 11 所示电路中的变压器为理想变压器

11、，S 为单刀双掷开关，P 是滑动变阻器 R 的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1和 I2分别为原线圈和副线圈中的电流下列说法正确的是()图 11A保持 P 的位置及 U1不变，S 由 b 切换到 a，则 R 上消耗的功率减小B保持 P 的位置及 U1不变，S 由 a 切换到 b，则 I2减小C保持 P 的位置及 U1不变，S 由 b 切换到 a，则 I1增大D保持 U1不变，S 接在 b 端，将 P 向上滑动，则 I1减小解析改变开关的位置就是改变副线圈匝数的多少，当副线圈匝数减少时，副线圈两端电压减小，R 上消耗的功率减小，电流也减小；当电压和副线圈都不发生变化时，调节滑动变阻器

12、向上滑动，则电阻减小，输出电流增大，输入电流也增大答案BC三、非选择题(40 分)图 1212(10 分) (1)一按正弦规律变化的交流电流的图像如图 12 所示，根据图像可知，该交流电流的频率是_ Hz，该交流电流的有效值是_ A，该交流电流的瞬时值表示式是_图 13(2)一台理想变压器，其原线圈 2 200 匝，副线圈 440 匝，并接一个 100 的负载电阻，如图 13 所示当原线圈接在 44 V 直流电源上时，电压表示数为_ V，电流表示数为_A.当原线圈接在 220 V 交流电源上时，电压表示数为_ V，电流表示数为_A此时输入功率为_ W，变压器效率为_解析(2)原线圈接在直流电源

13、上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为零由U2U1n2n1得U2U1n2n12204402 200V44 V(电压表读数)I2U2R44100A0.44A(电流表读数)P入P出I2U244 W19.36 W效率100%答案(1)50102i20sin(314t) A(2)00440.4419.36100%13(14 分)如图 14 所示，图(a)是一台发电机定子中的磁感线分布图，其中N、S 是永久磁铁的两个极，它们的表面呈半圆柱面形状，M 是圆柱形铁芯，永久磁铁与铁芯之间的缝隙中形成方向沿圆柱半径、大小近

14、似均匀的磁场，磁感强度 B0.05 T图(b)是该发电机转子的示意图，矩形线框 abcd 可绕 ad、cb 边的中点并与图(a)中的铁芯 M 共轴的固定转轴 OO旋转， 在旋转过程中， 线框的 abcd边始终处在图(a)所示的缝隙内的磁场中，已知 ab 边长 20 cm，ad 边长 10 cm，线框共有 n100 匝导线，线圈电阻为 5 ，外接电阻 R20，当线圈以角速度250 rad/s 转动时，求：图 14(1)每匝线圈中的感应电动势；(2)外电阻 R 上的功率解析(1)由于磁场始终沿半径方向，故 ab、cd 边转动的速度方向始终与磁感应强度 B 垂直，每匝线圈产生的感应电动势大小恒为 E

15、BS，代入数据得 E0.25 V，此交流电是方波交变电流，而不是正弦交流电(2)此交流电的有效值等于最大值故通过电阻的电流为 InBSRr，代入数据得 I1A.电阻 R 上的功率 PI2R20 W.答案(1)0.25 V(2)20 W14(16 分)一台发电机输出的电功率为 100 kW，输出电压为 250 V，现欲向远处输电，若输电线的总电阻为 8 ，要求输电时输电线上损失的电功率不超过输送电功率的 5%，并向用户输送 220 V 电压：(1)试画出这次输电线路的示意图(2)求输电所需升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数之比分别是多少？(3)求用户得到的电功率是多少？解析(1)由于是大功率、远距离输电，为了减少输电线路损失的电能，所以要采用高压输电， 电能送到用户以后， 再用降压变压器向用户输送 220 V 电压，画出其输电线路的示意图如图所示(2)由于要求 PRP25%，又因为 P1P2PR5%P15%100 kW5103W故通过输电线