高二物理选修3-2达标检测试题17

滚动检测(三)交变电流(时间：90分钟满分：100分)一、选择题(本题共10小题，每小题7分，共70分．在每小题给出的四个选项中，至少有一个是正确的，全选对的得7分，选对但不全的得4分，有选错的得0分)1．下列关于低频扼流圈和高频扼流圈的阻碍作用的说法中，正确的有()．A．低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大B．低频扼流圈对低频交流电有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就较小C．高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就更大D．高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍作用就较小解析感抗跟电感和交变电流的频率有关，电感越大、频率越高，感抗越大．低频扼流圈电感很大对低频交流电就有很大的阻碍作用，对高频交流电的阻碍作用就更大，故A正确；高频扼流电感很小，高频扼流圈对高频交流电有很大的阻碍作用，对低频交流电的阻碍较小，故D正确．答案AD2．如图1所示，某电子电路的输入端输入电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分．若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法中正确的有 ()．图1A．L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈B．C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容C．C2在此的功能为通高频、阻低频，叫做高频旁路电容D．上述说法都不对解析电感线圈L的作用就是通直流阻交流，C1的作用只能让交流通过，C2的作用就是将高频部分旁路；故BC正确．答案BC3.图2如图2所示为某电器中电路的一部分，当输入有直流成分、交流低频成分和交流高频成分的电流后，在其输出端得到可调大小的交流低频成分，那么有关各元器件作用的说法中，正确的有 ()．A．C1为高频旁路电容器，交流高频成分被该电容器短路B．R为滑动变阻器，它的滑动片上下移动可以改变输出端电压的大小C．C2为隔直电容器，交流低频成分通过该电容输出D．C1的电容较大C2的电容较小解析根据题设要求等知：C1的作用是阻低频、隔直流，C2的作用是隔直流，又知频率相同时，电容越大，容抗越小，电容相同时频率越高，容抗越小，C1的电容应较小，C2的电容较大．只有D错．答案ABC4．关于电感线圈，下列说法正确的是 ()．A．电感线圈对交变电流的阻碍作用是因为交变电流的周期性变化，使电感线圈产生自感电动势，自感电动势对交变电流产生阻碍作用B．电感线圈对交变电流的阻碍作用是因为电感线圈电阻对交变电流有更大的电阻C．电感线圈与自感线圈的工作原理是相同的D．电感线圈与自感线圈的工作原理是不相同的解析电感对直流电的作用靠直流电阻，对交流电的作用既有直流电阻又有感抗．电感线圈对交变电流的阻碍作用是因为交变电流的周期性变化，使电感线圈产生自感电动势，自感电动势对交变电流产生阻碍作用，A对，B错；电感线圈与自感线圈的工作原理是相同的，即自感现象，C对，D错．答案AC5．一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0.若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为 ()．A．E＝2E0，T＝eq\f(1,2)T0，P＝2P0B．E＝E0，T＝eq\f(1,2)T0，P＝2P0C．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0D．E＝2E0，T＝eq\f(1,2)T0，P＝4P0解析由Em＝NBSω，知E＝2E0且T＝eq\f(2π,2ω)＝eq\f(T0,2).又P0＝eq\f(\f(E0,\r(2))2,R)，P＝eq\f(\f(E,\r(2))2,R)，∴P＝4P0，故D项正确．答案D6.图3一个按正弦规律变化的交流电的图象如图3所示．根据图象可知 ()．①该交变电流的频率是0.2Hz②该交变电流的有效值是14.1A③该交变电流的瞬时值表达式为i＝20sin0.02t(A)④在t＝eq\f(T,8)时刻，该交变电流的大小与其有效值相等A．①② B．②④C．③④ D．①③解析由图象可知T＝0.02s，频率f＝eq\f(1,T)＝50Hz.电流最大值Im＝20A，故有效值为I＝eq\f(Im,\r(2))＝10eq\r(2)A．线圈转动的角速度ω＝2πf＝100π.瞬时值表达式为i＝20sin100πtA将t＝eq\f(T,8)代入瞬时值公式i＝20sin100π×eq\f(1,8)×0.02A＝10eq\r(2)A．由以上可知②④正确．答案B7.图4一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化的图象如图4所示，则下列说法正确的是 ()．A．t＝0时刻线圈平面与中性面垂直B．t＝0.1s时刻，穿过线圈平面的磁能量的变化率最大C．t＝0.2s时刻，线圈中有最大的感应电动势D．t＝0.3s时刻，线圈中有最大的感应电动势解析矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，当以线圈通过中性面为计时起点，感应电动势瞬时表达式为e＝Emsinωt，此时穿过线圈的磁通量为最大值Φm＝BS，e＝0.而图示开始时Φ＝0，但eq\f(ΔΦ,Δt)最大，则此时e＝Em.故正确答案为ABC.答案ABC8．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图5甲所示的方式连接，R＝10Ω，交流电压表的示数是10V．图5乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则 ()．图5A．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝eq\r(2)cos100πt(A)B．通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝eq\r(2)cos50πt(A)C．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5eq\r(2)cos100πt(V)D．R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5eq\r(2)cos50πt(V)解析由题图可知：u＝Umcosωt，ω＝eq\f(2π,T)＝100π而交流电压表的示数是有效值，故Um＝10eq\r(2)V，uR＝10eq\r(2)cos100πt(V)．据欧姆定律iR＝eq\f(uR,R)＝eq\r(2)cos100πt(A)．答案A9．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，从中性面开始转动180°角的过程中，平均感应电动势和最大感应电动势之比为 ()．A．2∶π B．π∶2C．2π∶1 D．无法确定解析设转动的角速度为ω，则平均感应电动势为eq\x\to(E)＝neq\f(2BS,t)＝neq\f(2BS,\f(π,ω))＝eq\f(2nBSω,π)；感应电动势的最大值为Em＝nBSω，联立得eq\f(\x\to(E),Em)＝eq\f(\f(2nBSω,π),nBSω)＝eq\f(2,π)，故选项A正确．答案A10.图6两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图6所示，则两只电阻的热功率之比是 ()．A．1∶4B．1∶2C．1∶eq\r(2)D．1∶1解析正弦式交流电电流有效值I1＝eq\f(im,\r(2))，方形交流电的有效值为I2＝im，电热功率P＝I2R，故eq\f(P1,P2)＝eq\f(I\o\al(2,1),I\o\al(2,2))＝eq\f(1,2)，故选项B正确．答案B二、非选择题(本题共2小题，共30分．计算题要求有必要的文字叙述，列出必要的方程和演算步骤)11．(15分)如图7表示一交流随时间变化的图象，求此交流的有效值．图7解析根据有效值的定义，选择一个周期T的时间，利用在相同时间内通过相同的电阻R所产生的热量相同，由焦耳定律得I2R·T＝Ieq\o\al(2,1)R·eq\f(T,2)＋Ieq\o\al(2,2)R·eq\f(T,2)即I2＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2,\r(2))))2·eq\f(1,2)＋eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(4,\r(2))))2·eq\f(1,2)解得I＝eq\r(5)A.答案eq\r(5)A12．(15分)如图8所示，间距为L的光滑平行金属导轨AB、CD，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，AC端接阻值为R的电阻．一电阻为R0质量为m的导体棒MN放置在导轨上，在外力F的作用下从t＝0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律是v＝vmsinωt，导轨的电阻值忽略不计．图8求：(1)从t＝0到t＝eq\f(2π,ω)的时间内电阻R产生的热量Q.(2)从t＝0到t＝eq\f(π,2ω)的时间内外力F做的功W.解析(1)导体棒MN切割磁感线产生的感应电动势为e＝BLv＝BLvmsinωt，因此是正弦规律变化式交变电流，且峰值Em＝BLvm，则有效值为E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(BLvm,\r(2))，故电阻R上产生的热量Q＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(E,R＋R0)))2Rt＝eq\f(B2L2v\o\al(2,m),2R＋R02)·Req\f(2π,ω)＝eq\f(B2L2v\o\al(2,m)Rπ,ωR＋R02)(2)t＝eq\f(π,2ω)时导体棒MN的速度vm，据功能关系：W＝Q＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m)又Q＝eq\f(E2,R＋R0)·eq\f(π,2ω)＝eq\f(πB2L2v\o\al(2,m),4ωR＋R0)，所以W＝eq\f(B2L2v\o\al(2,m)π,4ωR＋R0)＋eq\f(1,2)mveq\o\al(2,m).答案(1)eq\f(B2L2v\o\al(2,m)πR,