山东省高三物理 单元测试17《交变电流》新人教版.doc

2013届高三单元测试17交变电流第i卷（选择题）一、本题共16小题，每小题4分，共64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.全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不选的得0分.1.交流电源电压u=20sin(100t)v，电路中电阻r=10。电流表和电压表为理想电表，则如右图电路中电流表和电压表的读数分别为（ ）a1.41a，14.1v b1.41a，20vc2a，20v d2a，14.1v2.如图所示，在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动触头。当变压器输入电压发生变化以后，可上下调节滑动触头p1、p2的位置，使输出电压稳定在220v，现发现输出电压低于220v，下列措施可行的是 （ ）ap1不动，将p2向上移bp2不动，将p1向下移c将p1向上移，同时p2向下移d将p1向下移，同时p2向上移3.如右图，一理想变压器原副线圈匝数比为41，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中r为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表。下列结论正确的是（ ） a若电压表读数为6v，则输入电压的最大值为24v b若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半 c若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍 d若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍4.如图所示，交流发电机线圈的面积为0.05m2，共100匝。该线圈在磁感应强度为的匀强磁场中，以10的角速度匀速转动，电阻r1和r2的阻值均为50，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，则（ ）a电压表的示数为 b电流表的示数为c线圈中的电动势为 d上消耗的电功率为50 w5.一个探究性学习小组利用示波器，绘制出了一个原、副线圈匝数比为21的理想变压器,副线圈两端输出电压u随时间t变化的图象如图所示（图线为正弦曲线）。则下列说法错误的是 a该变压器原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=20sin（100t）vb接在副线圈两端的交流电压表的示数为71vc该变压器原线圈输入频率为50 hzd接在副线圈两端阻值为20 的白炽灯，消耗的功率为25w 6.如图所示电路中，l为电感线圈，r为灯泡，电流表内阻为零。电压表内阻无限大，交流电源的电压u=220sin10t v。若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为25hz，下列说法中错误的是（ ）a电流表示数增大 b电压表示数减小c灯泡变暗 d灯泡变亮7.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则a电压表的示数为220v b电路中的电流方向每秒钟改变50次c灯泡实际消耗的功率为484w d发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2j8.一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列的哪个物理量不相等（ ） a、交变电流的频率b、电流的有效值 c、电功率d、磁通量的变化率9.如图所示是某交变电流的图像，该交变电流的有效值为( )a.a b.4a c.a d.6a10.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=220匝，交流电源的电压u=v，电阻r=44，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法正确的是（ ）a电流表a1的示数为0.1a b电流表a2的示数约为0.5ac电压表的示数为22v d原线圈输入功率44w11.如图，三只白炽灯泡l1、l2、l3分别与线圈l、电阻r、电容器c串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值为，此时三只灯泡的亮度相同。现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为，则三只灯泡的亮度变化是al1变亮，l2不变，l3变暗bl1变暗，l2不变，l3变亮cl1变亮，l2变亮，l3变暗 dl1变暗，l2变亮，l3变亮12.两个完全相同的电热器，分别通有如图所示的交变电流i1、i2，它们的电功率之比为2:1,则im1与im2之比为a11 b1 c21 d41-im10ti2im2-im2t0ti1im1t13.如图2所示，把电阻、电感线圈、电容器并联接到某一交流电源上，三个电流表的示数相同。若保持电源电压不变，而将频率加大，则三个电流表的示数i1、i2、i3的大小关系是 图2a. i1=i2=i3b. i3i1i2c. i1i2i3d. i2i1i314.如图所示，在水平面内的直角坐标系xoy中有一光滑金属导轨aoc，其中曲线导轨oa满足方程，长度为的直导轨oc与x轴重合，整个导轨处于竖直向上的匀强磁场中。现有一长为l的金属棒从图示位置开始沿x轴正方向做匀速直线运动，已知金属棒单位长度的电阻为r0，除金属棒的电阻外其余电阻均不计，棒与两导轨始终接触良好，则在金属棒运动过程中，它与导轨组成的闭合回路（ ）a电流逐渐增大 b消耗的电功率逐渐增大c电流逐渐减小 d消耗的电功率逐渐减小15.如图2所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表v的示数为220v，负载电阻，电流表a1的示数是0.20a。下列判断中正确的是 ( ) a初级线圈和次级线圈的匝数比为2：1b初级线圈和次级线圈的匝数比为5：1c电流表a2的示数为1.0ad电流表a2的示数为0.4a16.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220v的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载r上的功率为2.0kw。设此时原线圈中电流有效值为i1，负载两端电压的有效值为u2，且变压器是理想的，则u2和i1分别约为（ ）a.380v和5.3a b.380v和9.1a c.240v和5.3a d.240v和9.1a第ii卷（非选择题）二、计算题17.（12分）一个正弦规律变化的交变电流的图象如图所示，根据图象计算：（1）交变电流的频率；（2）交变电流的有效值；（3）写出该电流的瞬时值表达式；（4）在图示一周内哪些时刻该电流的大小与其有效值相等。（保留二位有效数字） 18.（12分）交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为s，匀强磁场的磁感应强度为b，匀速转动的角速度为，线圈内电阻为r，外电路电阻为r。当线圈由图中实线位置匀速转动90到达虚线位置过程中，求： （1）通过r的电荷量q为多少？（2）r上产生电热qr为多少？（3）外力做的功w为多少？19.（12分）有一正弦交流电源，电压有效值u=120v，频率为f=50hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为u0=60v，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？ 20.如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2,共100匝；线圈电阻为1，外接电阻r=9，匀强磁场的磁感强度为b=t，当线圈以300r/min的转速匀速转动时，求：若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；线圈转过1/30s时电动势的瞬时值多大？线圈从中性面转过180o过程中，磁通量变化量是多少？流过电阻r上得电量是多少？电路中电压表和电流表的示数各是多大？21.（10分）在真空中速度为u=64107米/秒的电子束连续地射入两平行极板之间极板长度为l=8010-2米,间距为d=5010-3米两极板不带电时,电子束将沿两极板之间的中线通过在两极板上加一50赫兹的交变电压v=v0sint,如果所加电压的最大值v0超过某一值vc时,将开始出现以下现象:电子束有时能通过两极板；有时间断,不能通过 (1)求vc的大小 (2)求v0为何值才能使通过的时间(t)通跟间断的时间(t)断之比为(t)通(t)断=2122.（10分）如图所示，边长为0.5m的正方形线框abcd绕ab边在匀强磁场中匀速转动，ab边和磁场垂直，转速为50转/秒，磁感应强度为0.4t。求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式?23.（10分）如图所示，矩形线圈abcd在磁感强度b=2t的匀强磁场中绕轴oo，以角速度=10rad/s匀速转动，线圈共10匝，ab=0.3m，bc= 0.6m，负载电阻r= 45。求：（l）电阻r在0.05s内所发出的热量；（2）0.05s内流过的电量（设线圈从垂直中性面开始转动）。试卷答案1.a2.abd3.d4.b5.ac6.c7.d8.b9.d10.d11.a12.a13.b14.b15.bc16.bv.a,故b选项正确.17.解析：（1）50hz （2分）（2）,i=14.1a（2分）（3）=100 rad/s i=20sin(100t) a（4分）（4）2.510-s3；7.510-3s；1.310-2s；1.810-2s（4分）18.解析：（1）由电流的定义，计算电荷量应该用平均值：即，这里电流和电动势都必须要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值。（2）求电热应该用有效值，先求总电热q，再按照内外电阻之比求r上产生的电热qr。，这里的电流必须要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值。（3）根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能，即放出电热。因此w=q 。19.解析：由正弦交流电的最大值与有效值u的关系得：um=120v设t=0时交流电的瞬时电压u=0则交流电的瞬时表达式为u=120sin100t v如图所示，画出一个周期内交流电的u-t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，当u=u0=60v时，由上式得t1=1/600s，再由对称性求得一个周期内能发光的时间：t=t-4t1=再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为：t=很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间只有s（如图t2时刻到t3时刻）由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约s为远大于s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉。20.解f=30060hz=5hz=2f=25=10 （1分）em=nbs=1000.0510=50 （2分） （2分）当t=s 时，； （2分）； （2分） （2分） （2分） （2分） （2分） （1分）21.解析：（1）电子通过平行极板所用的时间10-9秒，交变电压的周期t10-2秒，可见t因此,电子通过平行极板时,极板间的电压从场强可看作是恒定不变的电子进入平行极板中间后,其运动沿水平方向为匀速运动,沿竖直方向为匀加速运动设电子束刚好不能通过平行极板的电压为vc,电子经过平行极板的时间为t,所受的电场力为f,则:由以上三式,可得:代入数值,得:vc=91伏特(2)因为(t)通=2(t)断,所以:由此得:代入数值得:评分说明:全题10分(1)5分,(2)5分(1)中,列出(a)式和(b)式的,给1