物理章末测评第五章交变电流B

学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精学必求其心得，业必贵于专精第五章测评B（高考体验卷)一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分；其中第1～7题为单选题;第8~10题为多选题,全部选对得5分，选不全得2分，有选错或不答的得0分)1．（2013·福建理综，15）如图,实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1。0Ω，外接R＝9.0Ω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＝10sin(10πt)V，则（）A．该交变电流的频率为10HzB．该电动势的有效值为10VC．外接电阻R所消耗的电功率为10WD．电路中理想交流电流表A的示数为1.0A2．（2013·海南单科，2)通过一阻值R＝100Ω的电阻的交变电流如图所示,其周期为1s。电阻两端电压的有效值为(）A．12V B．4V C．15V D．8V3．(2013·天津理综，4）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（)A．ab接MN、cd接PQ，Iab〈IcdB．ab接MN、cd接PQ，Iab〉IcdC．ab接PQ、cd接MN,Iab<IcdD．ab接PQ、cd接MN，Iab>Icd4．（2013·广东理综，16）如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，V和A均为理想电表，灯泡电阻RL＝6Ω，AB端电压u1＝12sin（100πt）V。下列说法正确的是(）A．电流频率为100HzB．V的读数为24VC．A的读数为0.5AD．变压器输入功率为6W5．（2013·四川理综,2）用220V的正弦交变电流通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110V，通过负载的电流图象如图所示,则(）A．变压器输入功率约为3.9WB．输出电压的最大值是110VC．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin(100πt＋）A6．（2013·四川凉山模拟)某小型发电站发电机输出的交流电压为500V，输出的电功率为50kW，用总电阻为3Ω的输电线向远处送电,要求输电线上的损失功率为输电功率的0。6％,则发电站要安装一升压变压器,用户再用降压变压器变为220V(两个变压器均为理想变压器）。对整个送电过程，下列说法正确的是（）A．输电线上的损失功率为300WB．升压变压器的原、副线圈匝数比为1∶100C．输电线上的电流为100AD．降压变压器的输入电压为4700V7．(2013·山东聊城模拟）如图所示理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，两端分别接有四个阻值相同的灯泡,已知4盏灯均能发光，则L1和L2的功率之比为()A．1∶1 B．1∶3 C．9∶1 D．3∶18．(2013·山东理综，17）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是（)A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0。01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左9．（2013·江苏单科,8)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方法有（）A．向下滑动P B．增大交流电源的电压C．增大交流电源的频率 D．减小电容器C的电容10．（2013·江西景德镇模拟)如图所示，一理想变压器原线圈匝数为n1＝1000，副线圈匝数为n2＝200，将原线圈接在u＝200sin100πt(V）的交流电压上,副线圈上电阻R和理想交流电压表并联接入电路，现在A、B两点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是(）A．在A、B两点间串联一只电阻R，穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/sB．在A、B两点间接入理想二极管，电压表读数为40VC．在A、B两点间接入一只电容器,只提高交变电流频率，电压表读数增大D．在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交变电流频率,电阻R消耗电功率减小二、实验题(本题共2小题，共16分。把答案填在题中的横线上）11．(8分)(2011·安徽理综，19改编)如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为________。12．（8分)(2011·海南单科，11）如图，理想变压器原线圈与一10V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b。小灯泡a的额定功率为0.3W,正常发光时电阻为30Ω。已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0。09A，可计算出原、副线圈的匝数比为______，流过灯泡b的电流为______A。三、解答题（本题共3小题，共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．（10分)(2013·北京门头沟区模拟）有人为汽车设计的一个“再生能源装置"原理简图，如图甲所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用。线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2。图乙是此装置的侧视图，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90°，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B。某次测试时,外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动,电刷M端和N端接电流传感器，电流传感器记录的it图象如图丙所示（I为已知量)，取ab边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻t＝0.不计线圈转动轴处的摩擦,则（1）求线圈在图乙所示位置时，产生电动势E的大小，并指明电刷M和N哪个接电源正极。（2）求闭合电路的总电阻R和外力做功的平均功率P。（3）为了能够获得更多的电能,依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议.14．（10分)(2012·江苏单科,13）某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π，磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝l、bc＝ad＝2l。线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动，bc和ad边同时进入磁场。在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r，外接电阻为R.求：（1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em。(2）线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F。（3）外接电阻上电流的有效值I.15．(14分）(2013·北京通州模拟）十三陵抽水蓄能电站的工作原理是，在用电低谷时，电站利用电网多余电能把水抽到高处蓄水池中，到用电高峰时，再利用蓄水池中的水发电。电站利用十三陵水库为下游水库,在蟒山后上寺沟头修建上游水库.电站的年发电量约为10亿kW·h，年抽水用电量约为14亿kW·h。如图所示，上游水库近似视为长方体,可用于发电的库容量为V,蓄水后上游水库的平均水深为d，水位高出下游水面高度为H。已知下游水库的库容量远大于上游水库的库容量。（1)求十三陵抽水蓄能电站的总效率η。(2）求能用于发电的水的最大重力势能EP。（3）若把抽水蓄能电站产生的电能输送到北京城区.已知输电功率为P，输电线路的总阻值为R。要使输电线路上损耗的功率小于ΔP，a．求输电电压的最小值U。b．在输电功率P一定的情况下,请提出两种能够降低输电过程中功率损耗的方法，并加以评述。参考答案1．解析：根据题意知，转子转动的角速度ω＝10π，又ω＝2πf，则该交流电的频率f＝5Hz，A项错误；该交变电流电动势最大值Em＝10V，则有效值E＝＝10V,B项错误；根据欧姆定律可得，电路中电流I＝＝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,C项错误，D项正确。答案：D2．解析：设该交变电流的有效值为I,根据电流的有效值的规律和焦耳定律可得,I2RT＝2（Rt1＋Rt2）,根据图象可知，T＝1s,t1＝0。4s，t2＝0。1s，解得,I＝0。04A，电阻两端电压的有效值U＝IR＝4V，B项正确。答案：B3．解析：根据变压器原、副线圈中电流与匝数间的关系可知，Iab>Icd，所以ab接MN、cd接PQ，选项B正确。答案：B4．解析：交流电的瞬时值的表达式为U＝Umsinωt＝Umsin2πft，可见电流频率为50Hz,U1＝＝12V，电压表示数U2＝＝6V，电流表示数I2＝＝1A，变压器输入功率与输出功率相等，P1＝P2＝I2U2＝6W,选项D正确。答案：D5．解析：由图象知，副线圈电流的有效值I2＝0。05×A,副线圈的输出功率是P2＝U2×I2＝110×0。05×W＝3。9W，A正确；输出电压的有效值是110V，B错;根据理想变压器电压与匝数的关系，C错；从图象可以看出,交变电流的周期是0.02s，角速度是100πrad/s，负载电流的函数表达式i＝0.05sin100πtA,D错.答案：A6．解析：输电线上的损失功率为ΔP＝50kW×0.6%＝300W，选项A正确;由ΔP＝I2R可得输电线上的电流I＝10A，升压变压器的副线圈电压为U＝＝5000V,故升压变压器原、副线圈匝数比为1∶10，选项B、C错误；输电线上损失电压为ΔU＝IR＝30V，则降压变压器的输入电压为4970V,选项D错误。答案：A7．解析：根据变压器变压公式可知，L2的电压与L3的电压相等，功率相等。变压器原线圈中输入电流为副线圈中输出电流的2倍，L1中的电流为副线圈中输出电流的3倍，亦即为L2中电流的3倍,由P＝I2R知，L1的功率为L2的功率的9倍。选项C正确。答案：C8．解析：电流表显示的是交变电流的有效值,即I＝＝10A，选项A正确;从图象可知周期T＝2×10－2s，则ω＝＝100πrad/s，选项B错误；0.01s时，线圈转过了半个周期，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确；0.02s时线圈转动到图示位置，AB边向下切割磁感线，根据右手定则可判断电流方向从B指向A,即电阻R中电流的方向自左向右，选项D错误。答案：AC9．解析:向下滑动滑片P,副线圈匝数减少，输出电压U2减小，经过灯泡的电流减小,灯泡变暗,选项A错误;增大交流电源的电压，则原线圈两端电压U1变大,副线圈的输出电压U2变大,经过灯泡的电流增大，灯泡变亮，选项B正确；增大交流电的频率，电容器对交流电的阻碍作用减小，经过灯泡的电流增大，灯泡变亮，选项C正确；减小电容器的电容，电容器对交流电的阻碍作用增大，经过灯泡的电流减小，灯泡变暗，选项D错误.答案:BC10．解析:由E＝n、E＝U可得在A、B两点间串联一只电阻R,穿过铁芯的磁通量的最大变化率为0.2Wb/s，选项A错误；在A、B两点间接入理想二极管,电压表读数小于40V，选项B错误；在A、B两点间接入一只电容器，只提高交变电流的频率，容抗减小，电压表读数增大，选项C正确；在A、B两点间接入一只电感线圈，只提高交变电流的频率，感抗增大，电阻R中电流减小,消耗电功率减小，选项D正确。答案：CD11．解析：切割磁感线产生的感应电动势为E＝BL2ω，一个周期内有电动势的时间是，故根据有效值定义有()2R＝I2RT，解得I＝。答案：12．解析：小灯泡a的额定电压UA＝＝V＝3V，原、副线圈的匝数比＝＝.由功率关系可得UI＝PA＋UAIb，则Ib＝0。2A.答案：10∶30.213．解析:（1)感应电动势E＝2nBL1V又V＝ωL2得E＝nBL1L2ω根据右手定则，可知M端是电源正极。(2)由电流I＝得R＝线圈转动一个周期时间内,产生电流的时间是半个周期外力平均功率P＝I2R即P＝。（3）增加磁感应强度；增加线圈匝数;增加磁场区域面积；适当增减线圈面积;变成多组线圈等。答案：(1）nBL1L2ωM端是电源正极（2）（3）增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积；适当增减线圈面积；变成多组线圈等.14．解析：（1）bc、ad边的运动速度v＝ω感应电动势Em＝4NBlv解得Em＝2NBl2ω（2)电流Im＝安培力F＝2NBIml解得F＝（3)一个周期内，通电时间t＝TR上消耗的电能W＝Rt且W＝I2RT解得I＝答案：(1）2NBl2ω（2)(3）15．解析:（1)总效率η＝×100％＝×100％＝71%。（2）能用于发电的水的总质量:m＝ρV能用于发电的水的平均下落高度：h＝(H－)所