【优化方案】2020-2021学年高二下学期物理3-2(人教版)第五章章末过关检测

一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求．)1．如图所示为一沟通电的电流随时间变化的图象，此沟通电的有效值是()A．2eq\r(2)A B.eq\f(3\r(2),2)AC.eq\r(6)A D．3A解析：选C.依据正弦沟通电的最大值和有效值的关系，可知，在t1＝0～1s内，此沟通电的有效值I1＝eq\f(Im1,\r(2))＝eq\f(2,\r(2))A＝eq\r(2)A；在t2＝1～3s内，此沟通电的有效值I2＝eq\f(Im2,\r(2))＝eq\f(4,\r(2))A＝2eq\r(2)A；再依据焦耳定律，在一个周期T＝3s内此沟通电通过一个电阻R产生的热量为：Q＝Ieq\o\al(2,1)Rt1＋Ieq\o\al(2,2)Rt2＝(eq\r(2))2×R×1＋(2eq\r(2))2×R×2＝18RJ，假设有恒定电流I通过此电阻R，则在同一周期内产生的热量为：Q′＝I2RT，则使Q′＝Q的恒定电流I的大小为：I＝eq\r(\f(18R,R×3))A＝eq\r(6)A．所以此沟通电的有效值为eq\r(6)A，故正确答案为C.2．如图甲所示，抱负变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20Ω，R2＝30Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦式交变电流如图乙所示，则()A．交变电流的频率为0.02HzB．原线圈输入电压的最大值为200eq\r(2)VC．电阻R2的电功率约为6.67WD．通过R3的电流始终为零解析：选C.依据变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50Hz，A错；由题图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝1A，依据欧姆定律可知其最大电压为Um＝20V，再依据原、副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200V，B错；由于电容器有通沟通的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；依据正弦式交变电流的峰值和有效值关系、并联电路特点可知通过电阻R2的电流有效值为I＝eq\f(ImR1,\r(2)R2)、电压有效值为U＝eq\f(Um,\r(2))，电阻R2的电功率为P2＝UI＝eq\f(20,3)W，C对．3．一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动．在转动过程中，线框中的最大磁通量为Φm，最大感应电动势为Em，下列说法中正确的是()A．当线框磁通量为零时，感应电动势也为零B．线框转动的角速度ω等于eq\f(Em,Φm)C．当线框内磁通量增大时，感应电动势也在增大D．当线框内磁通量等于0.5Φm时，感应电动势等于0.5Em解析：选B.感应电动势是磁通量的变化率，线框磁通量为零时，感应电动势最大，A错；由正弦式沟通电的瞬时值表达式e＝Emsinωt＝BSωsinωt＝Φmωsinωt，B对D错；依据线圈从与磁场平行的位置转到中性面的过程中，磁通量越来越大，磁通量的变化率越来越小，产生的感应电动势越来越小，C错．故选B.4．在电路的MN间加一如图所示的正弦沟通电，负载电阻为100Ω，若不考虑电表内阻对电路的影响，则沟通电压表和沟通电流表的读数分别为()A．220V,2.20A B．311V,2.20AC．220V,3.11A D．311V,3.11A解析：选A.电压表和电流表表示的都是有效值，依据图象得出电压的有效值是220V，依据欧姆定律得出电流的有效值是2.20A.5．如图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220V，电流表示数为10A，则高压输电线的送电功率为()A．2.2×103W B．2.2×102WC．2.2×108W D．2.2×104W解析：选C.由电流互感器知高压输电线中电流I＝1000A，由电压互感器知高压U＝220×103V，则高压输电线送电功率P＝UI＝2.2×108W.6．输电导线的电阻为R，输送电功率为P.现分别用U1和U2两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为()A．U1∶U2 B．Ueq\o\al(2,1)∶Ueq\o\al(2,2)C．Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1) D．U2∶U1解析：选C.由P＝UI得输电线中的电流I＝eq\f(P,U)，输电线上损失的功率P损＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2R＝eq\f(P2R,U2)，即在输送功率和输电线电阻不变的状况下，损失的功率与输电电压的平方成反比．所以两次输电线上损失的功率之比P损1∶P损2＝Ueq\o\al(2,2)∶Ueq\o\al(2,1)，选项C正确．7．(2022·日照高二检测)如图所示，T为抱负变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不行忽视，其余输电线电阻可不计，当开关S闭合时()A．沟通电压表V1和V2的示数确定都变小B．沟通电压表只有V2的示数变小C．沟通电流表A1、A2和A3的示数都变大D．沟通电流表A1、A2和A3的示数都变小解析：选B.当开关S闭合时，整个电路电阻变小，电压表V1的示数不变，A2的示数变大，输电线ab和cd的电压增大，所以V2的示数变小，A3的示数变小．由于输出功率增大，所以输入功率增大，A1的示数增大，故只有选项B正确．二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分．)8．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e－t图象如图所示，则()A．t1、t3时刻线圈通过中性面B．t2、t4时刻线圈中磁通量最大C．t1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大D．t2、t4时刻线圈平面与中性面垂直解析：选AD.t1、t3时刻，电动势为零，线圈处在中性面位置，此时磁通量最大，磁通量变化率最小，A对C错，t2、t4时刻，电动势最大，线圈平面与中性面垂直，磁通量为零，B错，D对．9．如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝eq\f(\r(2),5π)T．单匝矩形线圈面积S＝1m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．线圈通过电刷与一抱负变压器原线圈相接，A为沟通电流表．调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数之比为1∶2时，副线圈电路中标有“36V,36W”的灯泡正常发光．以下推断正确的是()A．电流表的示数为1AB．矩形线圈产生电动势的有效值为18VC．从矩形线圈转到中性面开头计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律e＝18eq\r(2)sin90πtVD．若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移解析：选BC.由灯泡正常发光可得副线圈两端电压U2＝36V，I2＝eq\f(P2,U2)＝eq\f(36,36)A＝1A，由于原副线圈匝数比为1∶2，此时原线圈两端电压U1＝eq\f(U2,n2)n1＝36×eq\f(1,2)V＝18V，电流I1＝eq\f(n2I2,n1)＝2A，故A错误，由于线圈内阻不计，所以矩形线圈产生电动势的有效值E＝U1＝18V，故B正确．矩形线圈产生电动势的最大值Em＝eq\r(2)E＝18eq\r(2)V，由Em＝BSω得：ω＝eq\f(Em,BS)＝90πrad/s，若从中性面开头计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律e＝18eq\r(2)sin90πtV，故C正确；若矩形线圈转速增大，则U1增大，若保持U2不变，由U2＝eq\f(U1,n1)n2得：n2减小，应将P适当上移，故D选项错误．10．(2021·高考山东卷)如图甲是小型沟通发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为沟通电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开头计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下推断正确的是()A．电流表的示数为10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左解析：选AC.依据i­t图象可知，电流最大值Im＝10eq\r(2)A，有效值I＝eq\f(Im,\r(2))＝10A，A选项正确；交变电流的周期T＝2×10－2s，角速度ω＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s.从图示位置开头转动时，经0.01s线圈回到水平状态，线圈平面与磁场方向平行．依据右手定则，在0.02s时，线圈经过一个周期，即在图示位置，电阻R中的电流方向自左向右，因此选项A、C正确．11．如图所示，在某沟通电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈匝数分别为n1＝600，n2＝120，电源电压U1＝220V，原线圈中串联一个0.2A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()A．负载功率不能超过44WB．副线圈电流最大值不能超过1AC．副线圈电流有效值不能超过1AD．副线圈电流有效值不能超过0.2A解析：选AC.由P入＝P出可知P入＝U1I1＝44W．又因eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，故U2＝44V，故I2不能大于1A，负载功率不能超过44W.12．某种型号柴油发电机说明书的部分内容如下表所示．现在用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置区供电，发电机到安置区的距离是400m，输电线路中的火线和零线均为GBCZ60型单股铜导线，该型导线单位长度的电阻为2.5×10－4Ω/m.安置区家用电器的总功率为44kW，当这些家用电器都正常工作时，下列说法中正确的是()型号AED6500S最大输出功率60kW输出电压范围220V～300VA.输电线路中的电流为200AB．输电线路损失的电功率为8000WC．发电机实际输出电压是300VD．假如该柴油发电机发的电是正弦沟通电，则输出电压最大值是300V解析：选AB.I线＝I0＝eq\f(P0,U0)＝eq\f(4.4×104,220)A＝200A；线路损失电功率P线＝Ieq\o\al(2,线)R线＝8000W，线路两端电压U＝I线R线＝40V，所以发电机输出电压为260V；假如该柴油发电机发的电是正弦沟通电，则输出电压最大值是260eq\r(2)V.三、非选择题(本题共4小题，共42分．解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最终答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必需明确写出数值和单位．)13．(10分)如图甲所示，在两根水平放置的平行金属导轨两端各接一只R＝1Ω的电阻，导轨间距L＝0.2m，导轨的电阻忽视不计，整个装置处于竖直向下的匀强磁场中，磁感应强度B＝0.8T．一根电阻r＝0.3Ω的导体棒ab置于导轨上，且始终与导轨良好接触，若导体棒沿平行于导轨的方向在PQ和MN之间运动，其速度图象如图乙所示(正弦曲线)．求：(1)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式；(2)整个电路在1分钟内产生的热量．解析：(1)由速度图象得，某时刻导体棒运动速度表达式v＝10sin(10πt)m/s(2分)导体棒产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝BLv＝10BLsin(10πt)＝1.6sin(10πt)V(2分)(2)感应电动势的最大值为Em＝10BL＝1.6V(1分)感应电动势的有效值为E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(4,5)eq\r(2)V(1分)回路中的总电阻为R′＝r＋eq\f(R,2)＝0.8Ω(1分)电流I＝eq\f(E,R′)＝eq\r(2)A(1分)整个电路在1分钟内产生的热量为Q＝I2R′t＝96J．(2分)答案：(1)e＝1.6sin(10πt)V(2)96J14．(10分)如图所示，一抱负变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比nA∶nB∶nC＝4∶2∶1，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的示数为多少？解析：由eq\f(UB,UC)＝eq\f(nB,nC)＝2(1分)可得UC＝eq\f(1,2)UB，IC＝eq\f(1,2)I0(2分)对于抱负变压器有P1＝P2＋P3，(2分)即IAUA＝I0UB＋ICUC(1分)所以IA＝eq\f(UB,UA)I0＋eq\f(UC,UA)IC＝eq\f(nB,nA)I0＋eq\f(nC,nA)×eq\f(1,2)I0(2分)解得IA＝5I0/8.(2分)答案：5I0/815．(10分)沟通发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝eq\f(\r(2),π)T．假如用此发电机带动两个标有“220V,11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个抱负变压器，电路如图所示．求：(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的沟通电流表的示数为多少？解析：(1)依据Em＝NBSω＝1100eq\r(2)V(2分)得输出电压的有效值为U1＝eq\f(Em,\r(2))＝1100V(1分)(2)依据eq\