综合测评(二)

1、综合测评综合测评(二二)命题报告知识点简单中等较难1.交变电流1、2、410、11、12152.电感与电容33.变压器5、68、9、13144.电能的输送716(时间：60 分钟满分：100 分)一、选择题(本大题共 10 小题，每小题 5 分，共 50 分在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求，全部选对的得 5 分选不全的得 3 分，有选错或不答的不得分)1根据交变电流瞬时值表达式 i5sin500t A 可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是()A2 msB1 msC6.28 msD3.14 ms【解析】(方法一)由已知条件有2T5

2、00 rad/s，则 T2/500，由表达式可知，从中性面开始计时，第一次出现电流峰值需tT/42/50014s1 000s3.14103s.(方法二)由交流电瞬时值表达式， 当 i 为最大值时有 sin(t)1， 即 500t/2，则 t/1 0003.14103s故选 D.【答案】D2下图表示两种电压的波形，其中图 1 甲表示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是()图 1A图 1 甲表示交变电流，图乙表示直流B两种电压的有效值都是 311 VC图 1 甲所示电压的瞬时值表达式为 u220sin100t VD以上说法都不对【解析】只要电流的方向发生变化，该电流就叫作交变电流，所以 A 选项错

3、误；两种电压的最大值是 311 V，而非有效值，B 选项错误；图甲中交变电流的周期为 2102s，所以2T100 rad/s，但是最大值是 311 V，所以选项 C 错误、选项 D 正确【答案】D图 23(多选)如图 2 所示，变频交变电源的频率可在 20 Hz 到 20 kHz 之间调节，在某一频率时，L1、L2两只灯泡的炽热程度相同，则下列说法中正确的是()A如果将频率增大，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强B如果将频率增大，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱C如果将频率减小，L1炽热程度减弱、L2炽热程度加强D如果将频率减小，L1炽热程度加强、L2炽热程度减弱【解析】某一频率时，两只灯泡

4、炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过 L1的电流增大，通过 L2的电流减小，故 B 项正确，同理可得 C 项正确故选 B、C.【答案】BC4一正弦式交变电压随时间变化的规律如图 3 所示，由图可知()图 3A该交变电压的有效值为 100 VB该交变电压的频率为 25 HzC该交变电压瞬时值的表达式为 u100sin 25t VD若将该交变电压加在阻值为 100 的电阻两端，该电阻消耗的功率为 50W【解析】 根据图象可知该交变电流的最大值为 100 V， A 错； 周期为 4102s，所以频率为 25 Hz，B 对；2f50，交变电压瞬时值表达式为

5、u100sin 50t V，C 错；若将该交变电压加在阻值为 100 的电阻两端，因为电压有效值为1002V，所以功率为（100/ 2）250W100 W，D 错【答案】B5(多选)如图 4 所示的电路中要使电流表读数变大，可采用的方法有()图 4A将 R 上的滑片向上移动B将 R 上的滑片向下移动C将开关 S 由 1 掷向 2D将开关 S 由 1 掷向 3【解析】在输入电压和原、副线圈匝数比n1n2一定的情况下，输出电压 U2是一定的，当 R 减小时，由 I2U2R可知电流表读数变大，故应将 R 上的滑片向下移动，选项 B 正确在输入电压 U1一定的条件下，减小原、副线圈匝数比n1n2，则输

6、出电压 U2U2n2n1U1增大，故 I2U2R增大，开关 S 应掷向 2，选项 C 正确【答案】BC图 56(2013天津高考)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 5 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()Aab 接 MN、cd 接 PQ，IabIcdCab 接 PQ、cd 接 MN，IabIcd【解析】根据变压器的工作原理I1I2n2n1解决问题高压输电线上的电流较大，测量时需把电流变小，根据I1I2n2n1，MN 应接匝数少的线圈，故

7、ab 接 MN，cd 接 PQ，且 IabIcd，选项 B 正确【答案】B7(多选)如图 6 所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是()图 6A升高 U1会减小输电电流 I2B升高 U1会增大线路的功率损耗C升高 U1会增大线路的电压损耗D升高 U1会提高电能的利用率【解析】提高输电电压 U1，由于输入功率不变，则 I1将减小，又因为 I2n1n2I1，所以 I2将减小，故 A 正确；线路功率损耗 P损I22R，因此功率损耗也减小，由UI2R 可知电压损耗减小，故 B、C 错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，D 正确【答案】AD8(2012福建高考)如图

8、 7，理想变压器原线圈输入电压 UUmsint，副线圈电路中 R0为定值电阻，R 是滑动变阻器V1和 V2是理想交流电压表，示数分别用 U1和 U2表示；A1和 A2是理想交流电流表，示数分别用 I1和 I2表示下列说法正确的是()图 7AI1和 I2表示电流的瞬间值BU1和 U2表示电压的最大值C滑片 P 向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片 P 向下滑动过程中，U2变小、I1变小【解析】电压表 V1和 V2分别测量的变压器原、副线圈的输入、输出电压的有效值，电流表 A1和 A2分别测量的原、副线圈电路中电流的有效值，A、B项错误；滑动变阻器向下滑动时，接入电路的电阻变小，原副线圈输入、

9、输出电压不变，由欧姆定律 IURR0可知，副线圈电路中的电流变大，副线圈输出功率变大，由 P入P出，得原线圈的输入功率变大，由 PIU 可知，原线圈电路中的电流变大，C 项正确，D 项错误【答案】C9.图 8如图 8 所示的电路图中，变压器是理想变压器，原线圈匝数 n1600 匝，装有熔断电流为 0.5A 的保险丝，副线圈的匝数 n2120 匝要使整个电路正常工作，当原线圈接在 180 V 的交流电源上时，副线圈()A可接耐压值为 36 V 的电容器B可接“36 V40 W”的安全灯两盏C可接电阻为 14 的电烙铁D可串联量程为 0.6A 的电流表测量其电路的总电流【解析】根据U1U2n1n2

10、得 U2n2n1U136 V，又由I1I2n2n1，在保险丝安全的条件下，副线圈中允许通过的最大电流为 I2n1n2I16001200.5 A2.5 A，最大输出功率 PmI2U22.536 W90 W， B 选项正确 而交流电压的最大值为 36 2 V，所以 A 选项错误接 14 的电阻时，流过电阻的电流将达到 I23614A2.5 A,C 选项错误若副线圈串联量程为 0.6 A 的电流表，则电流表可能会被烧坏，D选项错误【答案】B10 (多选)在一阻值为 R10 的定值电阻中通入如图 9 所示的交流电， 则()图 9A此交流电的频率为 0.5 HzB此交流电的有效值约为 3. 5AC在 2

11、4 s 内通过该电阻的电荷量为 1 CD在 02 s 内电阻产生的焦耳热为 25 J【解析】由图知，交流电的周期为 2 s，故频率 f1T0.5 Hz，A 正确；根据有效值的定义，由 I2RTI21RT2I22RT2250 J 得，I3.5 A，B 正确，D 错误；.在 24 s 内通过该电阻的电荷量为 QI1T2I2T21 C，C 正确故选 ABC.【答案】ABC二、填空题(本大题共 3 小题，共 20 分，把答案填在题中的横线上)11(6 分)如图 10 所示，匝数为 100 匝的圆形线圈绕与磁场垂直的轴 OO，以 50 r/s 的转速转动，穿过线圈的最大磁通量为 0.01 Wb，从图示的

12、位置开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式_图 10【解析】本题图示位置为线圈平面与磁场方向平行的位置，感应电动势的瞬时值表达式 eEmcost，而 EmNBS，2n，mBS0.01 Wb.所以 Em1000.0123.1450 V314 V，2n23.1450 rad/s314rad/s.故感应电动势的瞬时值表达式为：eEmcost314cos 314t V.【答案】e314cos 314t V图 1112(6 分)一个面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动，磁场方向与转轴垂直，线圈中感应电动势 e 与时间 t 的关系如图 11 所示，感应电动势的最大值和周期可由图

13、中读出， 则磁场的磁感应强度 B_ 在tT/12 时刻，线圈平面与磁感应强度的夹角_【解析】由于线圈在匀强磁场中以其一条边为轴做匀速转动时，交变电流的公式仍然适用由图可以直接读出交变电流的最大值 Em和周期 T.感应电动势为最大值时，线圈平面与磁场方向平行，感应电动势的最大值为 EmNBS，式中的 N1，2T，由此可求得 BEmT2S.从图象可以看出，线圈开始转动时为最大值，这时线圈平面与磁场 B 方向平行，从开始时刻起线圈转过的角度，也就是线圈平面与 B 的夹角，设这个夹角为，则t，在 tT/12 时刻，t2TT126.【答案】EmT2S6图 1213(8 分)如图 12 所示，一理想变压器

14、上绕有 A、B、C 三个线圈，匝数比nAnBnC421，在副线圈 B 和 C 的两端各接一个相同的电阻 R，当原线圈 A 与交变电源连接时，交变电流表 A2的示数为 I0，则交变电流表 A1的示数为_【解析】由UBUCnBnC2 可得 UC12UB，IC12I0.对于理想变压器有 P1P2P3.即 IAUAI0UBICUC.所以 IAUBUAI0UCUAICnBnAI0nCnA12I0，解得 IA5I0/8.【答案】5I0/8三、计算题(本题共 3 小题，共 30 分解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)图 1314(8 分)如图 13 所示，变压器副线圈电路中

15、有电阻 R7.26 ，消耗的功率为 6 W 另有一匝线圈接有电压表， 读数 U050 mV.原线圈两端电压为 u311sin 100t V求原、副线圈的匝数和铁芯内的磁通量变化率表达式【解析】由题中条件可知该变压器每匝线圈感应电压有效值为 50 mV.由P2U22R可得 U26.6 V，即可得 n26.60.05132(匝)由原线圈两端电压表达式可知交变电压的有效值为 U1220 V，再由U1U2n1n2得原线圈匝数 n14 400(匝)铁芯内磁通量的变化率即单匝线圈的感应电动势， 其最大值为 0.05 2 V， 表达式为t0.05 2 sin 100t Wb/s.【答案】4 400 匝132

16、 匝0.05 2 sin 100t Wb/s图 1415(10 分)如图 14 所示，圆形线圈共 100 匝，半径为 r0.1 m，在匀强磁场中绕过直径的轴 OO匀速转动， 磁感应强度 B0.1 T， 角速度为300rad/s，电阻为 R10 ，求：(1)线圈由图示位置转过 90时，线圈中的感应电流为多大？(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示，图示位置为 t0 时刻)(3)线圈转动过程中产生的热功率多大【解析】(1)当从图示位置转过 90时，线圈中有最大感应电流最大感应电动势为 EmNBS1000.10.12300V30 VImEmR3A.(2)由题意知 iImsint，即 i3si

17、n300t A.(3)感应电流的有效值IIm232A.发热功率 PI2R32210 W45 W.【答案】(1)3 A(2)i3sin300tA(3)45 W16(12 分)一居民小区有 440 户，以前每户平均消耗电功率为 100 W，使用的区间变压器匝数比为 1656，恰好能使额定电压为 220 V 的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为 250 W，若变压器输入电压仍为6 600 V，区间输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？【解析】未换时输电电流：IP总U用200A输送电压 U2n2n1U1240 V由UU2U用IR线，得 R线0.1 换变压器后 IP总U用500A线路电压损失UIR线50 V变压器输出电压 U2U用U270 V变压器匝数比 n1n2U1U22209.【答案】2209附加题(本题供学生拓展学习，不计入试卷总分)17(2012江苏高考)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图 15 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均为49.磁场均沿半径方向匝数为 N 的矩形线圈 abcd 的边长 abcdl、bcad2l.线圈以角速度绕中心轴匀速转动，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