2020高中物理 第3、4章 交變電流 遠距離輸電 13單元測試 魯科版選修3-2

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1、第3、4章《交變電流》《遠距離輸電》單元測試 1．一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調電阻R.設原線圈的電流為I1，輸入功率為P1，副線圈的電流為I2，輸出功率為P2.當R增大時(　　) A.I1減小，P1增大　　　　　　B.I1減小，P1減小 D.I2增大，P2減小 D.I2增大，P2增大 答案：B 2．如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度ω逆時針勻速轉動.若以線圈平面與磁場的夾角θ＝45°時(如圖乙所示)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正.則下列四幅

2、圖中，正確的是(　　) 　　　　　甲　　　　　　　　乙 解析：本題考查正弦交流電的產生過程、楞次定律等.從圖甲可看出線圈從垂直于中性面開始旋轉，由楞次定律可判斷，初始時刻電流的方向為b到a，故瞬時電流的表達式為i＝－imcos(＋ωt)，則圖象D正確.要注意對線圈繞垂直于磁場的軸旋轉時的瞬時電動勢的表達式的理解. 答案：D 3．小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉動，產生的感應電動勢與時間呈正弦函數(shù)關系，如圖所示.此線圈與一個R＝10 Ω的電阻構成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是(　　) A.交變電流的周期為0.125 s B.交變電流的頻率為

3、8 Hz C.交變電流的有效值為 A D.交變電流的最大值為4 A 解析：由e－t圖象可知，交變電流的周期為0.25 s，故頻率為4 Hz，選項A、B錯誤.根據(jù)歐姆定律可知，交變電流的最大值為2 A，故有效值為 A，選項C正確. 答案：C 4．圖甲、圖乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化.下列說法正確的是(　　) 甲 乙 A.圖甲表示交變電流，圖乙表示直流 B.兩種電壓的有效值相等 C.圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u＝311sin 100πt V D.圖甲所示電壓經匝數(shù)比為1

4、0∶1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼? 解析：圖甲、乙表示的電壓大小和方向都做周期性變化，都為交變電流，A錯誤. 圖甲電壓的有效值U＝ V；圖乙電壓的有效值U＜ V.故B錯誤. 對于圖甲，有：U＝Umsin()t＝311sin100πt V，C正確. 變壓器不改變交變電流的頻率，D錯誤. 答案：C 5．圖示為四種亮度可調的臺燈的電路示意圖，它們所用的白織燈泡相同，且都是“220 V　40 W”.當燈泡所消耗的功率都調至20 W時，消耗的功率最小的臺燈是[1999年高考·全國物理卷](　　) 解析：從題干的問法上可以看出本題是單選題. 臺燈的消耗功率是指包含燈泡和其他輔助器件

5、的總功率.由四個選項分析可知：C中理想變壓器功率損耗為零，電源輸出的總功率只有燈泡的功率20 W.而其他選項中，不論滑動變阻器是分壓接法還是限流接法，滑動變阻器上總有功率損耗，臺燈的消耗功率都大于20 W，故選項C正確. 答案：C 6．正弦交變電源與電阻R、交流電壓表按照圖甲所示的方式連接，R＝10 Ω，交流電壓表的示數(shù)是10 V，圖乙是交變電源輸出電壓u隨時間t變化的圖象.則(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 A.通過R的電流iR隨時間t變化的規(guī)律是iR＝cos 100πt A B.通過R的電流iR隨時間t變化的規(guī)律是iR＝cos 50πt A C.R兩端的電壓uR隨時間t

6、變化的規(guī)律是uR＝5 cos 100πt V D.R兩端的電壓uR隨時間t變化的規(guī)律是uR＝5 cos 50πt V 解析：由于電壓表的示數(shù)為交流電壓的有效值，故正弦式交流電源的電壓最大值Um＝10 V，電流的最大值為Im＝＝ A，則交變電流的瞬時值i＝cos 100π A，故A正確. 答案：A 7．一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶8．原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示.副線圈僅接入一個10 Ω的電阻.則(　　) A.流過電阻的電流是20 A B.與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 V C.經過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×103 J D.變壓器的輸入功率是

7、1×103 W 解析：原線圈中電壓的有效值是220 V，由變壓比知，副線圈中電壓為100 V；流過電阻的電流是10 A；與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 V；經過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×104 J. 答案：D 9．用示波器觀察某交流信號時，在顯示屏上顯示出一個完整的波形，如圖所示.經下列四組操作之一，使該信號顯示出兩個完整的波形，且波形幅度增大.此組操作是　　　.(填選項前的字母) A.調整X增益旋鈕和豎直位移旋鈕 B.調整X增益旋鈕和掃描微調旋鈕 C.調整掃描微調旋鈕和Y增益旋鈕 D.調整水平位移旋鈕和Y增益旋鈕 解析：調節(jié)掃描微調旋鈕，當掃描周期為交流信號周期的2

8、倍時，顯示屏上出現(xiàn)兩個完整的波形；調節(jié)Y增益旋鈕，可增大波形的幅度. 答案：C 10．某小型水電站輸出功率為20 kW，輸電線路總電阻是6 Ω. (1)若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率. (2)若改用5000 V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓. 解析：(1)輸電線上的電流為： I＝＝ A＝52.63 A 輸電線路損耗的功率為： P損＝I2R＝52.632×6 W≈16620 W＝16.62 kW. (2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流強度變?yōu)椋? I′＝＝ A＝4 A 用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓為： U1＝U－I′

9、R＝(5000－4×6) V＝4976 V 根據(jù)＝知，用戶得到的電壓為： U2＝U1＝×4976 V＝226.18 V. 答案：(1)16.62 kW　(2)226.18 V 11．如圖所示，一個變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220 V的市電上，向額定電壓為1.80×104 V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光.為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中的電流超過12 mA時，熔絲就熔斷. (1)熔絲的熔斷電流是多大？ (2)當副線圈電路中的電流為10 mA時，變壓器的輸入功率是多大？ 解析：(1)設原、副線圈上的電壓、電流分別為U1、U2和I1、I2，根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，有： I1U1＝I2U2 當I2＝12 mA時，I1即為熔斷電流，解得：I1＝0.98 A. (2)設副線圈中電流I2′＝10 mA時，變壓器的輸入功率為P1，根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，有： P1＝I2′U2 解得：P1＝180 W. 答案：(1)0.98 A　(2)180 W