2019年高中物理 第2章《交變電流與發(fā)電機(jī)》綜合檢測 滬科版選修3-2.doc
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2019年高中物理 第2章《交變電流與發(fā)電機(jī)》綜合檢測 滬科版選修3-2 一、選擇題(本大題共7個小題,每小題6分,共計42分,每小題至少一個答案正確,把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi).) 1.關(guān)于交變電流,下列說法中正確的是( ) A.在一個周期內(nèi)交變電流的方向改變一次 B.如果交變電流的最大值是5 A,那么交變電流的最小值一定是-5 A C.用交流電流表或電壓表測量交變電流或電壓時,指針來回擺動 D.交流電器設(shè)備上標(biāo)出的電壓或電流都是指有效值 【解析】 交變電流在一個周期內(nèi)方向改變2次故A錯;交流電的最大值指的是一個周期內(nèi)達(dá)到的最大數(shù)值,5 A和-5 A均為最大數(shù)值,負(fù)號表示方向,故B錯;電壓表和電流表測的是交流電的有效值,不會改變,指針不會來回擺動,故C錯;電器設(shè)備上標(biāo)的電壓和電流都是有效值,故D正確. 【答案】 D 2.(xx銅川高二檢測)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢的et圖像如圖1所示,則在時刻( ) 圖1 A.t1、t3線圈通過中性面 B.t2、t4線圈中磁通量最大 C.t1、t3線圈中磁通量變化率最大 D.t2、t4線圈平面與中性面垂直 【解析】 由圖像可知t1、t3時刻e=0即為中性面,=0,故A正確,C錯;t2、t4時刻電動勢最大,最大,但Φ=0,即為線圈平面垂直于中性面,B錯,D對. 【答案】 AD 3.(xx莆田高二檢測)三個相同的電阻,分別通過如圖2(a)、(b)、(c)所示的交變電流,三個圖中的I0和周期T相同.下列說法中正確的是( ) (a) (b) (c) 圖2 A.在相同時間內(nèi)三個電阻發(fā)熱量相等 B.在相同時間內(nèi),(a)、(b)發(fā)熱量相等,是(c)發(fā)熱量的2倍 C.在相同時間內(nèi)(a)、(c)發(fā)熱量相等,是(b)發(fā)熱量的1/2 D.在相同時間內(nèi),(b)發(fā)熱量最大,(a)次之,(c)的發(fā)熱量最小 【解析】 (a)圖像電流的有效值為I0,(b)圖像電流的有效值為I0,(c)圖像根據(jù)電流有效值的定義有:IR=I2RT,解得電流有效值I=I0,根據(jù)焦耳定律相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量之比等于有效值的平方比,Q1∶Q2∶Q3=1∶2∶1,C正確. 【答案】 C 4.一交變電壓的瞬時值u=Umsin 100πt(V),當(dāng)t=1/600 s時,u=5 V,則用交流電壓表測電壓時,電壓表上看到的讀數(shù)為( ) A.5 V B.5 V C.10 V D.10 V 【解析】 把時間和相應(yīng)的電壓值代入瞬時值表達(dá)式可得到最大值,即5=Umsin 100π,由此得Um=10 V,由公式U=得U=10 V.由此可知D正確. 【答案】 D 5.(xx安康中學(xué)高二檢測)一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢e=220sin 100πt,則( ) A.交流電的頻率是100π B.t=0時,線圈位于中性面 C.交流電的周期是0.02 s D.t=0.05 s時,e有最大值 【解析】 由瞬時值表達(dá)式知:角速度ω=100πrad/s,感應(yīng)電動勢是按正弦規(guī)律變化. 所以t=0時,線圈平面位于中性面. 因ω=2πf,所以f===50 Hz; 由T=得T= s=0.02 s 當(dāng)t=0.05 s時,e=220sin5π=0 故B、C選項正確. 【答案】 BC 6. 圖3 如圖3所示電路中,電阻R、電感器L、電容器C并聯(lián)接在某一交流電源上,三個相同的交流電流表的示數(shù)相同.若保持電源的電壓不變,而將其頻率增大,則三個電流表的示數(shù)I1、I2、I3的大小關(guān)系是( ) A.I1=I2=I3 B.I1>I2>I3 C.I2>I1>I3 D.I3>I1>I2 【解析】 交流電源頻率增大,電感器的阻礙作用增大,I2變小;電容器的阻礙作用減小,I3增大;電阻對交變電流的阻礙作用與頻率無關(guān),I1不變.故選項D正確. 【答案】 D 7.如圖4所示,將硬導(dǎo)體線中間一段折成不封閉的正方形,邊長為l,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動,轉(zhuǎn)速為n,導(dǎo)體線在a、b兩處通過電刷與外電路連接,外電路有額定功率為P的小燈泡并正常發(fā)光,電路中除燈泡外,其余部分的電阻不計,則燈泡的電阻應(yīng)為( ) 圖4 A.(2πl(wèi)2nB)2/P B.2(πl(wèi)2nB)2/P C.(l2nB)2/2P D.(l2nB)2/P 【解析】 設(shè)燈泡的電阻為R,電動勢的最大值為Em=Bl2ω=Bl22πn,電動勢的有效值為E==Bl22πn,則電流的有效值I=,功率P=I2R,得R=2(πl(wèi)2nB)2/P. 【答案】 B 二、非選擇題(本大題共5個小題,共58分.計算題要有必要的文字說明和解題步驟,有數(shù)值計算的要注明單位.) 8.(6分)一交變電壓隨時間變化的圖像如圖5所示,則此交流電的頻率是______Hz,若將該電壓加在100 μF的電容器上,則電容器的耐壓值不應(yīng)小于______V;若將該電壓加在一阻值為1 kΩ的純電阻用電器上,用電器恰能正常工作,為避免意外事故的發(fā)生,電路中保險絲的額定電流不能低于______A. 圖5 【解析】 由圖像可知此交變電壓的周期為T=0.02 s,故f== Hz=50 Hz;在電路中接入電容器,電容器的耐壓值是交變電壓的最大值,應(yīng)為200 V;保險絲的額定電流是交變電流的有效值,應(yīng)為I== A=0.2 A. 【答案】 50 200 0.2 9.(8分)如圖6所示,單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中,線框面積為S,電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,線框中感應(yīng)電流的有效值I=______.線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中,通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q=________. 圖6 【解析】 線框中產(chǎn)生的是正弦式交變電流,它的最大值Imax=,則電流的有效值I==;從中性面轉(zhuǎn)過,ΔΦ=BS,q=Δt=Δt=Δt==. 【答案】 10.(12分)發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動勢最大值為311 V,其線圈共100匝,在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動的角速度為100π rad/s. (1)從中性面開始計算,寫出電動勢的瞬時值表達(dá)式; (2)已知此發(fā)電機(jī)與外電路組成閉合電路時,總電阻為100 Ω,求t= s時的電流; (3)求線圈中磁通量變化率的最大值. 【解析】 (1)由產(chǎn)生正弦交流電的變化規(guī)律可知,電動勢的瞬時值表達(dá)式為 e=Emsin ωt=311sin 100πt V. (2)根據(jù)歐姆定律可得,在t= s時的電流為 i== A=1.56 A. (3)由法拉第電磁感應(yīng)定律e=n可得磁通量變化率的最大值()m==3.11 V. 【答案】 (1)e=311sin 100πt (2)1.56 A (3)3.11 V 11.(14分)交流發(fā)電機(jī)模型的矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞與磁場垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動.線圈共有n匝,邊長ab=L1,bc=L2,線圈的內(nèi)電阻為r,外電阻為R,磁感應(yīng)強(qiáng)度是B,線圈轉(zhuǎn)動的角速度是ω,如圖7所示.求: 圖7 (1)感應(yīng)電動勢的最大值; (2)轉(zhuǎn)動過程中電流表的讀數(shù); (3)線圈轉(zhuǎn)動一周,外力做了多少功? 【解析】 (1)感應(yīng)電動勢的最大值Em=nBL1L2ω; (2)根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系E= 得電壓有效值E=nBL1L2ω 根據(jù)閉合電路歐姆定律I==; (3)線圈勻速轉(zhuǎn)動,外力做的功等于電路所產(chǎn)生的電能W=I2(R+r)T=. 【答案】 (1)nBL1L2ω (2) (3) 12.(18分)(xx南京高二檢測)一個電阻為r、邊長為L的正方形線圈abcd共N匝,線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO′以如圖8所示的角速度ω勻速轉(zhuǎn)動,外電路電阻為R. 圖8 (1)在圖中標(biāo)出此刻線圈感應(yīng)電流的方向. (2)線圈轉(zhuǎn)動過程中感應(yīng)電動勢的最大值有多大? (3)線圈平面與磁感線夾角為60時的感應(yīng)電動勢為多大? (4)設(shè)發(fā)電機(jī)由柴油機(jī)帶動,其他能量損失不計,線圈轉(zhuǎn)一周,柴油機(jī)做多少功? (5)從圖示位置開始,線圈轉(zhuǎn)過60的過程中通過R的電量是多少? (6)圖中電流表和電壓表的示數(shù)各是多少? 【解析】 (1)由右手定則可判定電流的方向沿dcba. (2)Em=NBSω=NBωL2. (3)線圈平面與B成60角時的瞬時感應(yīng)電動勢 e=Emcos60=NBωL2. (4)電動勢的有效值E= 電流的有效值I=,柴油機(jī)做的功轉(zhuǎn)化為電能,線圈轉(zhuǎn)一周柴油機(jī)做的功 W=EIt=t==. (5)因為I平均==, 故電量q=I平均Δt==. (6)電流表顯示干路電流的有效值,則讀數(shù)為I==. 電壓表顯示路端電壓的有效值,則讀數(shù)為U=IR=. 【答案】 (1)電流方向沿dcba (2)Em=NBωL2 (3)e=NBωL2 (4)W= (5)q= (6)I= U=- 1.請仔細(xì)閱讀文檔,確保文檔完整性,對于不預(yù)覽、不比對內(nèi)容而直接下載帶來的問題本站不予受理。
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