2020高中物理 第五章 交变电流章末质量评估 新人教版必备3-2

1、第五章交变电流章末质量评估(二)(时间：90分钟分值：100分)一、单项选择题(本题共10小题，每小题3分，共30分在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1下列关于交变电流的说法正确的是()A交流电气设备上所标的电压和电流值都是峰值B用交流电流表和电压表测定的数值都是瞬时值C给定的交流数值，在没有特别说明的情况下是指有效值D跟交变电流有相同的热效应的恒定电流的数值是交变电流的平均值解析：对于交变电流的数值，在没有特别说明的情况下是指有效值，交流电流表和电压表测定的数值都是交变电流的有效值，交流电气设备的铭牌上所标的电压和电流值也都是有效值，只有选项C正确答案：C2如图所示是一交变电流

2、的it图象，则该交流电电流的有效值为()B.230A4A3A38C.AD22A则I2RT4R42RT解得IA故选B.解析：设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R.22T22332303答案：B3在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()1图甲图乙At0.005s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311VD线框产生的交变电动势频率为100Hz解析：由图象知，该交变电流电动势峰值为311V，交变电动势的频率为f50Hz，C、D错；t0.005时，e311V，磁通量变化最

3、快，t0.01s时e0，磁通量最大，线圈处于中性面位置，A错，B对答案：B4超导是当今高科技研究的热点，利用超导材料可实现无损耗输电现有一直流电路，输电总电阻为0.4，它提供给用电器的电功率为40kW，电压为800V若用临界温度以下的超导电缆代替原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为()A1kWC1.6kWB1.6103kWD10kWP40103800解析：节约的电功率即为普通电路输电时损耗的电功率，IUA50AP线I2R5020.4W1000W，故节约的电功率为1kW，A项正确答案：A5用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过

4、负载的电流图象如图所示，则()D负载电流的函数表达式i0.05sin100tAA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、副线圈的匝数比是122解析：通过负载的电流有效值为0.0252A，变压器输入功率约为PUI21100.0252W3.9W，选项A正确变压器输出电压的最大值是1102V，选项B错误由变压公式，变压器原、副线圈的匝数比是21，选项C错误负载电流的函数表达式i0.05sin100t(A)，选项D错误答案：A6.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u2202sin100tV，若保持电压的有效值不变，只将电源

5、频率改为100Hz，下列说法正确的是()A电流表示数增大C灯泡变暗B电压表示数减小D灯泡变亮解析：由u2202sin100tV可得电源原来的频率为fHz50Hz.当电源1002频率由原来的50Hz增为100Hz时，线圈的感抗增大；线圈两端电压有效值增大，电压表示数增大，故选项B错误；在总电压的有效值不变的情况下，电路中的电流减小，选项A错灯泡R的电阻是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率减小，灯泡变暗，选项C正确，D错答案：C7如图甲、乙所示的电路中，当A、B接有效值为10V的交流电压时，C、D间电压的有效值为4V；当M、N接10V直流电压时，P、Q间的电压也为4V现把C、D接4V交流电压，P

6、、Q接4V直流电压，下列表示A、B间和M、N间电压的是()A10V，10VC4V，10V图甲图乙B10V，4VD10V，0解析：题图甲是一个自耦变压器，当A、B作为输入端，C、D作为输出端时，是一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比当C、D作为输入端，A、B作为输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、D接4V交流电压时，A、B间将得到10V交流电压题图乙是一个分压电路，当M、N作为输入端时，上下两个电阻上的电压跟它们电阻的大小成正比但是当把电压加在P、Q两端时，电流只经过下面那个电阻，3上面的电阻中没有电流通过，M、P两端也就没有电势差，即M、P两点的电势相等所以

7、当P、Q接4V直流电压时，M、N两端的电压也是4V如果M、N或P、Q换成接交流电压，上述关系仍然成立，因为交流电在纯电阻电路中欧姆定律仍然适用答案：B8如图所示，有一台交流发电机E.通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4，设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有()AP2变大，P3变大CU2变小，U3变小BP1变小，P2变小DU2变小，U4变大n1解析：P1P2PP3，且P3P4，

8、由于P4增大，所以P3及P1、P2均变大，A对，B错；nU22U1，U1一定，所以U2不变，C、D错答案：A9在如图所示的电路中，理想变压器的变压比为21，四个灯泡完全相同，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么()AL1和L2都能正常工作BL1和L2都不能正常工作CL1和L2只有一个能正常工作D条件不足，无法判断解析：由于副线圈两端并联着两个相同的灯泡L3、L4.每个灯泡正常工作时的实际电流都等于额定电流，因此副线圈中的电流等于一个灯泡额定电流的两倍根据原、副线圈的电1流与匝数成反比，可知原线圈中的电流等于副线圈中电流的2，即恰好等于灯泡L1、L2的额定电流，从而可以得出L1和L2都能正常工

9、作答案：A10如图所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2，则()4解析：根据理想变压器的工作原理，得I1U1I2U2，所以用户端的电压U2I1U1I2和周期、频率的关系2f得到此交变电动势的频率为2Hz，周期是0.5s，所以A用户端的电压为I1U1I2B输电线上的电压降为U1C理想变压器的输入功率为I2rD输电线路上损失的电功率为I1U，选项A11正确；输电线上的电压降UI1rUU1，选项B错误；变压器的输入功率P1I1UI2rI1U1，选项C

10、错误，输电线路上损失的功率PI2rI1(UU1)，选项D错误答案：A二、多项选择题(本题共4小题，每小题6分，共24分在每小题给出的四个选项中有多项符合题目要求，全部选对得6分，漏选得3分，错选或不选得0分)11一个矩形线圈在匀强磁场中匀角速度转动，产生交变电动势的瞬时值表达式为e102sin4t(V)，则()A该交变电动势的频率为2HzB零时刻线圈平面与磁场垂直Ct0.25s时，e达到最大值D在1s时间内，线圈中电流方向改变100次解析：由题中给出的电动势的表达式可以得到该交变电动势的角速度是4，由角速度2T选项A正确周期是0.5s，所以1s内线圈中的电流方向改变4次，选项D错误代入表达式t

11、0.25s，得到e0，选项C错误零时刻，电动势为零，此时穿过线圈的磁通量最大，选项B正确综上所述，本题的正确选项为A、B.答案：AB12.如图所示矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内下述说法正确的是()5A因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零B线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大C线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大D若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍解析：线框在匀强磁场中匀速转动时，在中性面即线框与磁感线垂直时，磁通量最大，感应电动势最小，而

12、在题中图示位置线框与磁感线平行时磁通量最小，感应电动势最大，nBSA、B项错，C项对；电流的有效值I，现在其余的量都不变，角速度增大一倍后，2R电流也增大一倍，D正确答案：CD13为了减少输电线路中的电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经过降压变电站将高压变为低压某降压变电站将电压U0110002sin100t(V)的交流电降为220V供居民小区用电，则变电站变压器()A原、副线圈匝数比为501B副线圈中电流的频率是50HzC原线圈的导线比副线圈的要粗D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和U2n2n21Unn50解析：原电压的有效值为U111000V由

13、11得，1，选项A正确；变压器不n2I1nI改变交流电的频率，故选项B正确；由12得，副线圈的电流大，要想导线发热少，导线要粗一些(使电阻较小)，故选项C错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D错误答案：AB14如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3、R4均为定值电阻，开关S是闭合的V1和Veqoac(,2)为理想电压表，读数分别为U1和Ueqoac(,2)；A1、Aeqoac(,2)和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3.现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是()AU2变小、I3变小BU2不变、I3变大CI1变小、I2变小6I2

14、n1DI1变大、I2变大解析：因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变，当S断开时，In因为负载电阻增大，故副线圈中的电流I2减小，12知I1也将减小，C正确；因为R1两端的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确正确选项为B、C.答案：BC三、填空题(本题共2小题，共14分)15(6分)钳形电流表的外形和结构如图甲所示图甲中电流表的读数为1.2A图乙中用同一电缆线绕了3匝，则这种电流表能测_(选填“交流”或“直流”)电流，图乙的读数为_A.图甲图乙解析：钳形电流表是根据变压器变流原理设计的，这种电流表能测交流电流，不能测直流电流图甲电缆线绕1匝，电流表的读数

15、为I21.2A，则I11I2n；用同一电缆线绕了3匝，流过电缆线的电流I1不变，则I13I2n，I23.6A.答案：交流3.616(8分)有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线图甲图乙(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断_线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并7用字母表示)：_.(3)A线圈的匝数为nA_(用所测物理量符

16、号表示)解析：(1)由题图乙可知a位置的阻值大于b位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的(2)用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；把低压交流电源接B线圈，测得B线圈的输出电压为U；UA用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA.则nAUn.答案：(1)A(2)用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；把低压交流电源接B线圈，测得B线圈的输出电压U；用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电UA压UA(3)Un四、计算题(本题共3小题，共32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)17(10分)如图甲所示，矩形线圈匝数N100匝，a

17、b30cm，ad20cm，匀强磁场磁感应强度B0.8T，绕轴OO从图示位置开始匀速转动，角速度100rad/s，试求：图甲图乙(1)穿过线圈的磁通量最大值m为多大？线圈转到什么位置时取得此值？(2)线圈产生的感应电动势最大值Em为多大？线圈转到什么位置时取得此值？(3)写出感应电动势e随时间变化的表达式，并在图乙中作出图象解析：(1)当线圈转至与磁感线垂直时，磁通量有最大值mBS0.80.30.2Wb0.048Wb.(2)线圈与磁感线平行时，感应电动势有最大值EmNBS480V.(3)表达式eEmcost480cos(100t)V.图象如图所示8升压变压器副线圈中电流I2I线，又I2线R线4%

18、P，得I23I2n1n212因为输出电压U4220V，由33，得3UU4n4n41118(10分)一台小型发电机的最大输出功率为100kW，输出电压恒为500V，现用电阻率为1.8108m，横截面积为105m2的输电线向4103m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，则：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？2l解析：(1)导线电阻R线S得R线14.4，升压变压器原线圈中电流I1满足PU1I1，得I1200A，50Inn1A，由12，得1.(2)降压变压器的输入电压U3满足P4%PU3I线，得U35760V，nn288.19(12分)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的匝数n