2020高中物理 第3、4章 交變電流 遠(yuǎn)距離輸電 13單元測(cè)試 魯科版選修3-2

第3、4章《交變電流》《遠(yuǎn)距離輸電》單元測(cè)試 1．一理想變壓器的原線(xiàn)圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線(xiàn)圈接有可調(diào)電阻R.設(shè)原線(xiàn)圈的電流為I1，輸入功率為P1，副線(xiàn)圈的電流為I2，輸出功率為P2.當(dāng)R增大時(shí)(　　) 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(xiàn)圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO′以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).若以線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)的夾角θ＝45°時(shí)(如圖乙所示)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎?則下列四幅圖中，正確的是(　　) 　　　　　甲　　　　　　　　乙 解析：本題考查正弦交流電的產(chǎn)生過(guò)程、楞次定律等.從圖甲可看出線(xiàn)圈從垂直于中性面開(kāi)始旋轉(zhuǎn)，由楞次定律可判斷，初始時(shí)刻電流的方向?yàn)閎到a，故瞬時(shí)電流的表達(dá)式為i＝－imcos(＋ωt)，則圖象D正確.要注意對(duì)線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式的理解. 答案：D 3．小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示.此線(xiàn)圈與一個(gè)R＝10 Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻，下列說(shuō)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(xiàng)A、B錯(cuò)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(xiàng)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(shuō)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(shí)值表達(dá)式為u＝311sin 100πt V D.圖甲所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10∶1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉?lái)的 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(cuò)誤. 圖甲電壓的有效值U＝ V；圖乙電壓的有效值U＜ V.故B錯(cuò)誤. 對(duì)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(cuò)誤. 答案：C 5．圖示為四種亮度可調(diào)的臺(tái)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(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)至20 W時(shí)，消耗的功率最小的臺(tái)燈是[1999年高考·全國(guó)物理卷](　　) 解析：從題干的問(wèn)法上可以看出本題是單選題. 臺(tái)燈的消耗功率是指包含燈泡和其他輔助器件的總功率.由四個(gè)選項(xiàng)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(xiàng)中，不論滑動(dòng)變阻器是分壓接法還是限流接法，滑動(dòng)變阻器上總有功率損耗，臺(tái)燈的消耗功率都大于20 W，故選項(xiàng)C正確. 答案：C 6．正弦交變電源與電阻R、交流電壓表按照?qǐng)D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(shí)間t變化的圖象.則(　　) 甲　　　　　　　　　　　乙 A.通過(guò)R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR＝cos 100πt A B.通過(guò)R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR＝cos 50πt A C.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR＝5 cos 100πt V D.R兩端的電壓uR隨時(shí)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(shí)值i＝cos 100π A，故A正確. 答案：A 7．一理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶8．原線(xiàn)圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示.副線(xiàn)圈僅接入一個(gè)10 Ω的電阻.則(　　) A.流過(guò)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(jīng)過(guò)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1×103 W 解析：原線(xiàn)圈中電壓的有效值是220 V，由變壓比知，副線(xiàn)圈中電壓為100 V；流過(guò)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(jīng)過(guò)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(hào)時(shí)，在顯示屏上顯示出一個(gè)完整的波形，如圖所示.經(jīng)下列四組操作之一，使該信號(hào)顯示出兩個(gè)完整的波形，且波形幅度增大.此組操作是　　　.(填選項(xiàng)前的字母) A.調(diào)整X增益旋鈕和豎直位移旋鈕 B.調(diào)整X增益旋鈕和掃描微調(diào)旋鈕 C.調(diào)整掃描微調(diào)旋鈕和Y增益旋鈕 D.調(diào)整水平位移旋鈕和Y增益旋鈕 解析：調(diào)節(jié)掃描微調(diào)旋鈕，當(dāng)掃描周期為交流信號(hào)周期的2倍時(shí)，顯示屏上出現(xiàn)兩個(gè)完整的波形；調(diào)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(xiàn)路總電阻是6 Ω. (1)若采用380 V輸電，求輸電線(xiàn)路損耗的功率. (2)若改用5000 V高壓輸電，用戶(hù)端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶(hù)得到的電壓. 解析：(1)輸電線(xiàn)上的電流為： I＝＝ A＝52.63 A 輸電線(xiàn)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(xiàn)上的電流強(qiáng)度變?yōu)椋? I′＝＝ A＝4 A 用戶(hù)端在變壓器降壓前獲得的電壓為： U1＝U－I′R＝(5000－4×6) V＝4976 V 根據(jù)＝知，用戶(hù)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(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線(xiàn)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(xiàn)圈回路中接入熔斷器，使副線(xiàn)圈電路中的電流超過(guò)12 mA時(shí)，熔絲就熔斷. (1)熔絲的熔斷電流是多大？ (2)當(dāng)副線(xiàn)圈電路中的電流為10 mA時(shí)，變壓器的輸入功率是多大？ 解析：(1)設(shè)原、副線(xiàn)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(dāng)I2＝12 mA時(shí)，I1即為熔斷電流，解得：I1＝0.98 A. (2)設(shè)副線(xiàn)圈中電流I2′＝10 mA時(shí)，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