高中物理选修3-2章末检测-第五章交变电流

高中物理选修3-2章末检测-第五章交变电流高中物理选修3-2章末检测-第五章交变电流高中物理选修3-2章末检测-第五章交变电流高中物理选修3-2章末检测交变电流学校：____________姓名：____________班级：____________考号：____________一、选择题1．在匀强磁场中||，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动||，如图甲所示||。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示||。则以下说法正确的选项是()A．t＝0.01s时穿过线框的磁通量最小B．该交变电动势的有效值为112VC．该交变电动势的刹时价表达式为e＝222cos100t(V)πD．电动势刹时价为22V时，线框平面与中性面的夹角为45°||2．以下图||，甲为一台小型发电机结构表示图||，线圈逆时针转动||，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示。发电机线圈内阻为1，外接灯泡的电阻为9Ω恒定不||Ω||变||，则以下说法中正确的为()A．电压表的示数为6VB．发电机的输出功率为4WC．在l.010×-2s时刻||，穿过线圈的磁通量最大D．在1.0×10-2s时刻，穿过线圈的磁通量变化率最大||3．以下图的电路中||，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝22∶5||，电阻R1＝R2＝25，为理想二极管，原线圈接＝2sin100t(V)π的交变电流，则)Ω||D||u220||(A．交变电流的频次为100HzB．经过R2的电流为1AC．经过R2的电流为2AD．变压器的输入功率为200W4．如图||，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压同样的灯泡a和b||。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。以下说法正确的选项是||||A.原、副线圈匝数之比为9:1B.原、副线圈匝数之比为1:9C.此时a和b的电功率之比为9:1D.此时a和b的电功率之比为1:9第1页/共8页．以下图，接在照明电路中的自耦变压器的副线圈上经过输电线接有三个灯泡L1、L25||和，输电线的等效电阻为，输入的交变电压有效值恒定。当滑动触头向下挪动一P||R||||段距离后||，以下说法正确的选项是( )A.等效电阻R上耗费的功率变大B.三个灯泡都变暗C.原线圈两头的输入电压增大D.原线圈中电流表示数增大6．一般的沟通电流表不可以直接接在高压输电线路上丈量电流||，往常要经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，一侧线圈的匝数较cd||多||，工作时电流为Icd||，则||，为了使电流表能正常工作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||，abcdI>I7．如图是自耦变压器的表示图||，负载变化时输入电压不会有大的颠簸||，输电线的电阻用0表示，假如变压器上的能量损失能够忽视，以下说法正确的选项是RA．开关S1接B．开关S1接C．断开开关则I1>I2

a||，闭合开关S后||，电压表V示数减小||，电流表A示数增大a||，闭合开关S后||，原线圈输入功率减小，开关S1接a时电流表的示数为I1，开关1接b时电流表的示数为I2，S||||S||D．断开开关，开关1接a时原线圈输入功率为P1，开关1接b时原线圈输入功率为S||S||SP2||，则P1<P28．某同学设计的家庭电路保护装置以下图||，铁芯左边线圈L1由火线和零线并行绕成.当右边线圈L2中产生电流时||，电流经放大器放大后||，使电磁铁吸起铁质开关K||，进而切断家庭电路.仅考虑L1在铁芯中产生的磁场||，以下说法正确的有（）A．家庭电路正常工作时，中的磁通量为零||L2B．家庭电路中使用的电器增加时||，L中的磁通量不变2C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起||D．地面上的人接触火线发生触电时||，开关K将被电磁铁吸起．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表9||4∶1||，原线圈接如图乙所示的正弦沟通电，图中为热敏电阻(温度高升时其电阻减小)||，R||||R′为定值电阻．以下说法正确的选项是()第2页/共8页A．电压表的示数为9VB．原线圈两头电压的刹时价表达式为u＝362sin50tπVC．R′处温度高升时||，电流表的示数变大||，电压表的示数变大D．变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1∶4．以下图，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n12＝4∶1||，原线圈a、b间接一10||∶n电压为u＝2202sin100t(V)π的电源||，灯泡L标有“36V18W”字样||，当滑动变阻器R的滑动触头处在某地点时||，电流表示数为0.25A||，灯泡L恰好正常发光||，则()A．流经灯泡L的交变电流的频次为100HzB．定值电阻0的阻值为19ΩRC．滑动变阻器R耗费的功率为36WD．若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑动||，则灯泡L的亮度变暗11．如图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶11||，L是自感系数较大的线圈||，在变压器的原线圈两头加上如图乙所示的交变电压时||，灯泡正常发光||，则以下说法中正确的是()A．图乙所示电压的刹时价表达式为＝t(V)πu200sin100B．变压器副线圈两头的电压为220VC．若仅将变阻器的滑片P向下滑动||，灯泡将变亮D．若仅图乙中交变电压的周期变大||，灯泡将变暗12．以下图||，边长为L、匝数为N||，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感觉强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动||，轴OO′垂直于磁感线||，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2保持线圈以恒定角速度ω转动，以下判断正确||.||的是()A．两电压表的示数之比为U1∶U2＝n2∶n12B．电压表的示数等于NBωLC．当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时||，电压表的示数变大D．变压器的输入功率与输出功率之比为1∶1第3页/共8页．以下图，一矩形线圈的面积为，匝数为，内阻不计，绕轴在水平方向的13||S||N||||OO′磁感觉强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示地点开始计时．矩形线圈通||过滑环接一理想变压器||，滑动触头P上下挪动时可改变输出电压||，副线圈接有可调电阻R||，以下判断正确的选项是()A．矩形线圈产生的感觉电动势的刹时价表达式为e＝NBSωcosωtπB．矩形线圈从图示地点经过2ω时间内||，经过电流表的电荷量为零C．当P地点不动||，R增大时||，电压表读数也增大D．当P地点向上挪动、R不变时||，电流表读数变大二、计算题14．以下图||，匝数为N1的原线圈和匝数为N2的副线圈绕在同一闭合铁芯上||，副线圈两端与电阻R相连，原线圈两头与平行金属导轨相连。两轨之间的距离为，其电阻可不||||L||计。在虚线的左边，存在方向与导轨所在平面垂直的匀强磁场，磁场的磁感觉强度大小||||||为B||，pq是一质量为m电阻为r与导轨垂直搁置的金属杆||，它可在导轨上沿与导轨平行的方向无摩擦地滑动||。假定在任何同一时刻经过线圈每一匝的磁通量同样||，两个线圈的电阻、铁芯中包含涡流在内的各样消耗都忽视不计||，且变压器中的电磁场完整限制在变压器铁芯中||。现于t0时刻开始施一外力||，使杆从静止出发以恒定的加快度a向左运动||。不考虑连结导线的自感。若已知在某时刻t时原线圈电流的大小为I1，||1）求此时刻外力的功率；2）此功率转变为哪些其余形式的功率或能量变化率？试分别求出它们的大小||。15．某发电厂发电机的输出功率为P＝100kW||，发电机端电压为U＝250V||，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω||，要使输电线上的功率损失不超出输送功率的5%||，用户获得的电压又正好是220V||，则：应当如何安装变压器？画出输电线路的表示图．所用的变压器的原、副线圈的匝数比是多少？16．为了提升自行车夜间行驶的安全性||，小明同学设计了一种“闪耀”装置||。以下图||，自行车后轮由半径r1-2=5.0×10m的金属内圈、半径2的金属外圈和绝缘幅条组成。r=0.40m||后轮的内、外圈之间等间隔地接有4根金属条||，每根金属条的中间均串连有一电阻值为R的小灯泡||。在支架上装有磁铁||，形成了磁感觉强度B=0.10T、方向垂直纸面向外的“扇形”匀强磁场，其内半径为、外半径为、张角。后轮以角速度相关于转||r1r2θ=π/6||ω=2πrad/s第4页/共8页轴转动||。若不计其余电阻||，忽视磁场的边沿效应||。1）当金属条ab进入“扇形”磁场时||，求感觉电动势E||，并指出ab上的电流方向；2）当金属条ab进入“扇形”磁场时||，画出“闪耀”装置的电路图；（）从金属条ab进入扇形磁场时开始，经计算画出轮子一圈过程中，内圈与外圈之间3“”||||电势差Uab随时间t变化的Uab图象；-t（）若选择的是、的小灯泡，该闪耀装置可否正常工作？有同学提出，经过4“1.5V0.3A”||“”||改变磁感觉强度B、后轮外圈半径r2、角速度ω和张角θ等物理量的大小||，优化前同学的设计方案||，请给出你的评论||。2πxy．以下图，在xOy平面内有两根金属丝MN和，其形状分别知足＝λ和17||PQ||yasin2πx＝－asinλ||，在两根金属丝端点M、P和N、Q之间分别接一根阻值为R的电阻丝||，两根金属丝中间三个订交处均有绝缘表面层相隔||，金属丝电阻不计．x＜0的地区内存在垂直于xOy平面向里的磁感觉强度大小为B且较宽的匀强磁场||，两金属丝在沿x轴负方向的外力作用下||，以速度v匀速进入磁场．求金属丝进入磁场的过程中感觉电流的最大值；求将两根金属丝所有拉入磁场中所产生的热量；λxOyB的地区内存在垂直于平面向里的磁感觉强度大小为的匀强磁场(3)假定仅在－2≤x≤0||，求将两根金属丝以速度v匀速拉过磁场过程中外力的最大功率．【参照答案】一、选择题题12345678910111213号答DACDCADADBADABDABDADDAD案二、计算题14．．在t时刻||，杆运动产生的电动势EBLat（4）令E1、E2分别表示原、副线圈两头的电动势||，并有E1E||，U1、U2分别表示原、副线圈第5页/共8页两头的电压，I1表示副线圈中的电流，由欧姆定律，有||||||E1EU1I1r（5）E2U2I2R（6）依据题的假定||，利用法拉第电磁感觉定律||，有E1N1（7）E2N2由（4）、（5）、（6）、（7）式可得为U1BLatI1r（8）U2N2(BLatI1r)（9）N1I2N2(BLatI1r)（10）N1R外力的功率转变为：杆的动能的变化率PEkma2t（11）电阻r上耗费的功率为PrI12r（12）电阻R上耗费的功率为PR2N22I1r)2（13）I2R2(BLatN1R变压器内场能的变化率为WBU1I1U2I2(BLI1atI12r)N22(BLatI1r)2（14）N12R15．(1)只需安装一台升压变压器和一台降压变压器||，输电线路表示图以下图：因此对升压变压器有n1U12501n2＝U2＝4000＝16输电线上损失的电压为U线＝IR＝200V因此降压变压器原线圈两头的电压为U3＝U2－U线＝3800V即对降压变压器有第6页/共8页n3U33800190n4＝U4＝220＝11.因此升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶16.降压变压器的原、副线圈的匝数比为190∶11.．（1）当金属条ab在磁场中切割磁感线时所组成的回路的磁通量变化。设经过时间△t||，16||磁通量变化量为△Φ||，由法拉第电磁感觉定律||，E=△Φ/△t||。△Φ=B△S=B(121r22r2△θ-1△θ)||，2△θ/△t=ω||，联立解得：E=4.9×10-2V||。依据右手定章可判断出感觉电流方向为b→a||。（2）当金属条ab进入“扇形”磁场时||，“闪耀”装置的电路图如图||。（3）设电路中的总电阻为R总，依据电路图可知||，R总。||=4R/3||ab两头电势差：ab-2V||。U=E-IR=E/4=1.210×设ab走开磁场地区的时刻为t1，下一根金属条进入磁场地区的时刻为2，||t||t1=1，t2=21，124设轮子转一圈的时间为T||，T=2=1s||。在T=1s内||，金属条有四次出入磁场地区||，后