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1、章末检测试卷(二)章末检测试卷(二) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、选择题(本题共 12 小题，每小题 4 分，共计 48 分.18 题为单选题，912 题为多选题， 全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分) 1某交变电压瞬时值表达式为u6sin314t (V)，则( )2 A用此交变电流作为打点计时器的电源时，打点周期为 2s B把额定电压为 6V 的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光 C把额定电压为 6V 的小灯泡接在此电源上，小灯泡将被烧毁 D耐压 6V 的电容器可以直接接在此电源上 答案 B 解析 由表达式可知电压的最大值是 6V，角速度是 31
2、4rad/s，所以电压的有效值是 6V，2 周期是 0.02s，所以 B 正确，A、C、D 错误 2如图 1 所示为理想变压器原线圈所接正弦交流电源两端的电压时间图象原、副线圈匝 数比n1n2101，串联在原线圈电路中的交流电流表的示数为 1A，则( ) 图 1 A变压器原线圈所接交流电压的有效值为 311V B变压器输出端所接电压表的示数为 22V2 C变压器输出端交变电流的频率为 50Hz D变压器的输出功率为 220W2 答案 C 解析 变压器原线圈所接交流电压的有效值为U1V220V，选项 A 错误；变压器输出端 311 2 所接电压表的示数为U2U1220V22V，选项 B 错误；变
3、压器输出端交变电流的频率 n2 n1 1 10 为fHz50Hz，选项 C 正确；变压器的输出功率等于输入功率，PU1I12201W 1 0.02 220W，选项 D 错误 3.(2018瑞金三中高二下学期期中)矩形线圈匝数为 50 匝， 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图 2 所示，则( ) 图 2 A感应电动势的最大值是 157V B在t0.1s 和t0.3s 时，感应电动势最大 C在t0.1s 和t0.3s 时，线圈与中性面垂直 Dt0.4s 时，磁通量变化率最大，其值为 157Wb/s 答案 A 解析由题图得m0.2 Wb、T0.4 s，据E
4、mnBSnm，可得Em500.2 2 T 2 0.4 V157 V， A 项正确 ； 在t0.1 s 和t0.3 s 时， 线圈中磁通量最大， 线圈处于中性面位置， 磁通量的变化率为零，感应电动势为零，B、C 项错误 ；t0.4 s 时，线圈中磁通量为零，此 时刻磁通量的变化率最大，且此时刻3.14 Wb/s，D 项错误 t Em n 4.(2018玉溪市高二下学期期末)交流发电机线圈电阻r1， 用电器电阻R9， 电压表 示数为 9V，如图 3 所示，那么该交流发电机( ) 图 3 A电动势的峰值为 10V B电动势的有效值为 9V C交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为 10V2 D交
5、流发电机线圈自中性面转过 90的过程中的平均感应电动势为V 20 2 答案 D 解析电压表示数等于路端电压，电路中的电流为I A1 A，所以电动势的有效值为 ：E U R 9 9 I(Rr)1(91) V10 V，所以电动势的最大值为EmE10 V，A、B 错误；线圈通22 过中性面时最大， 但0， 故e0， C 错误 ； 线圈从中性面转过 90的过程中， BS， t t ，所以 n，由于EmnBS，所以 V，D 正确 T 4 2 E t 2nBS E 2Em 20 2 5(2018济南市高二下学期期末)如图 4 所示，变压器输入的交变电压u220sin100t 2 (V)，副线圈匝数可调，电
6、阻R100，L1、L2均是额定电压为 20V、额定功率为 20W 的小灯 泡，通过调节副线圈的匝数，使 S 闭合前后，L1均能正常发光，则 S 闭合前后副线圈的匝数 之比为( ) 图 4 A111B21 C35D611 答案 D 解析由变压器输入的交变电压u220sin 100t (V)可知有效值为U1220 V； S 闭合前2 是电阻R与 L1串联，L1正常发光可知其额定电流为I 1 A，故U2IRU120 V，由变 P U 压器原理可知； S 闭合后 L1和 L2并联后再与R串联，U22IRU220 V，同样 n1 n2 U1 U2 11 6 可得 ，故联立可得，故选 D. n1 n2 U
7、1 U2 1 1 n2 n2 6 11 6(2018邗江中学高二下期中)如图 5 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 101，R0为 定值电阻，R是滑动变阻器， 原线圈两端的输入电压u200sin100t (V)， 设理想交流电压 表 V1、V2的示数分别是U1、U2； 理想交流电流表 A1、A2示数分别是I1、I2.下列说法中正确的 是( ) 图 5 AU220V B滑片P向b端滑动过程中，U2不变，I2变大 C滑片P向b端滑动过程中，U1变小，I1变大 D通过原、副线圈的交变电流频率之比为 101 答案 B 解析 由表达式知输入电压有效值为U1V100V， 由， 得U2100V10 200
8、 2 2 U1 U2 n1 n2 1 10 22 V，A 错误； 滑片P向b端滑动过程中，副线圈负载电阻减小，U2不变，则I2变大，B 正确； 由 B 项分析知U1不变，I1变大，C 错误； 变压器不改变频率，D 错误 7.如图 6 所示，线框匝数为N，面积为S，以角速度绕垂直磁感应强度为B的匀强磁场的 轴匀速转动线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表和二极管D.二极 管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大下列说法正确的是( ) 图 6 A图示位置电流最大 BR两端电压的有效值UNBS 2 2 C交流电流表的示数INBS 2R D一个周期内通过R的电荷量q2BS R
9、答案 C 解析 题图所示位置通过R的电流为零， 从图示时刻开始计时，R两端电压的瞬时值如图所示 设R两端电压的有效值为U，在一个周期内有： T，解得：UNBS，电流 NBS 2 2 R T 2 U2 R 1 2 的有效值I ， 在一个周期内， 只有半周期的时间有电流通过R， 故 ：qN， U R NBS 2R R 2NBS R 故选 C. 8 (2018抚顺市六校高二下学期期末)如图 7 所示为某小型发电站高压输电示意图 发电机 输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2.在输电线路的起始端接入 两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为 101 和 110，电压表的示数为 220
10、V，电流表的 示数为 10A，各互感器和电表均是理想的，则下列说法正确的是( ) 图 7 A升压变压器原、副线圈的匝数比为 n1 n2 U2 U1 B采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为 100A C线路输送电功率是 220kW D将P上移，用户获得的电压将降低 答案 C 解析根据变压器的原理可得升压变压器原、副线圈的匝数比为，A 错误；采用高压输 n1 n2 U1 U2 电可以减小输电线中的电流，从而减小输电过程中的电能损失，根据电流互感器原理及匝数 比为 110，由公式，得输电电流为I送1010 A100 A，B 错误 ； 电压表的示 I送 I副 n副 n原 10 1 数为 22
11、0 V，根据变压公式，输电电压为U送10220 V2 200 V，线路输 U送 U副 n原 n副 10 1 送电功率为PU送I送220 kW，C 正确 ； 将P上移，则降压变压器的原线圈匝数减少，故用 户获得的电压将升高，D 错误 9 (2018辽宁省六校协作体上学期联考)图 8 甲是一台小型发电机的构造示意图， 线圈逆时 针转动， 产生的电动势e随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示 发电机线圈的内电阻r 2，外接灯泡的电阻为 10.则( ) 图 8 A在t0.01s 时刻，穿过线圈的磁通量最大 B电压表的示数为 6V C灯泡消耗的电功率为 2.5W D线圈转动产生电动势的表达式e6sin50
12、t (V)2 答案 AC 解析在t0.01 s 的时刻， 电动势为 0， 则线圈位于中性面位置， 穿过线圈的磁通量最大， A 正确 ； 电动势的最大值为Em6 V， 周期为0.02 s， 则瞬时电动势的表达式为eEmsin (2 2 T t)6sin 100t (V)； 电压表的示数为交流电压的有效值，并且测量外电路电压，故U2 RR5 V，B、D 错误；灯泡消耗的电功率P W2.5 W，C 正确 E Rr Em 2 Rr U2 R 25 10 10(2017南京市、盐城市第二次模拟考试)如图 9 甲所示是家用台灯亮度调节原理图，理 想自耦变压器的a、b间接入如图乙所示正弦交流电压交流电流表为
13、理想电表，灯泡额定 电压为 15V，额定功率为 30W(设灯泡的电阻值保持不变)，当P在c处时灯泡正常发光下列 描述正确的有( ) 图 9 A灯泡正常发光时变压器线圈的总匝数与c点下方的匝数之比为 443 B当灯泡正常发光时电流表的读数为 2A C将调压端的滑动触头P向下移动时，变压器的输入功率变小 D将调压端的滑动触头P向下移动时，变压器的输入电压变小 答案 AC 解析 由题图乙可知，a、b间的交流电压的最大值为 311V，则有效值为 220V，根据变压器 的变压比可知，A 正确；灯泡正常发光时，灯泡中的电流为I A2A， U1 U2 n1 n2 220 15 44 3 P U 30 15
14、电流表测量的是原线圈中的电流的有效值，I1A0.14A，B 错误；将调压端的滑动 P U1 30 220 触头P向下移动时，输出电压减小，输出功率减小，所以输入功率减小，C 正确；变压器的 输入电压由电源决定，与匝数比无关，D 错误 11(2018宿迁市高二下学期期末)如图 10 所示，单匝线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁 场的bc边以角速度匀速转动，其线圈中感应电动势的峰值为Em，闭合回路中两只灯泡均 能正常发光则( ) 图 10 A从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为eEmsint B增大线圈转动角速度时，感应电动势的峰值Em不变 C增大电容器C两极板间的正对面积时，灯泡 A1
15、变暗 D抽去电感器L的铁芯时，灯泡 A2变亮 答案 AD 解析题图位置即中性面，所以感应电动势的瞬时值表达式为eEmsin t，A 正确；感应电 动势的峰值EmBS，增大线圈转动角速度时，感应电动势的峰值Em将增大，B 错误； 增大电容器C两极板间的正对面积时，电容增大，容抗减小，灯泡 A1变亮，C 错误；抽去电 感器L的铁芯时，自感系数减小，感抗减小，灯泡 A2变亮，D 正确 12 如图 11 甲所示是调压变压器的原理图， 线圈AB绕在一个圆形的铁芯上， 总匝数为 1 000 匝 AB间加上如图乙所示的正弦交流电，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压在输出 端连接了滑动变阻器R和理想交流
16、电流表， 滑动变阻器的滑片为Q.已知开始时滑片Q位于滑 动变阻器的最下端，且BP间线圈匝数刚好是 500 匝，滑动变阻器的最大阻值等于 72.则下 列说法中正确的是( ) 图 11 A开始时，电流表示数为 0.25A2 B开始时，流过R的交变电流频率为 25Hz C保持P的位置不动，将Q向上移动时，R消耗的功率变大 D保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转动少许，R消耗的功率变大 答案 CD 解析由题图乙知， 输入电压的有效值为U136 V， 根据变压规律 ：， 解得输出电压U2 U1 U2 n1 n2 18 V，所以电流表的读数为I0.25 A，所以 A 错误；交变电流的周期为 0.02 s，
17、所以频 U2 R 率为 50 Hz，所以 B 错误 ； 保持P的位置不动，将Q向上移动时，R接入电路的阻值减小， U2不变，R消耗的功率P2变大，所以 C 正确；保持Q的位置不动，将P沿逆时针方向转 U22 R 动少许，n2增大，U2增大，R消耗的功率P2变大，所以 D 正确 U22 R 二、非选择题(本题共 6 小题，共计 52 分) 13(4 分)某同学选用匝数可调的可拆变压器来做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关 系”实验，变压器原线圈两端所接的电源应是电压为 12V 的低压_(选填“交流电源” 或“直流电源”)先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压 _(选填
18、“增大”“减小”或“不变”)；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈 的匝数，观察到副线圈两端的电压_(选填“增大”“减小”或“不变”)上述探究 副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是_(选填 “控制变量 法”“转换法”或“类比法”) 答案 交流电源 增大 减小 控制变量法(每空 1 分) 解析 变压器的工作原理是互感现象，故原线圈两端所接的电源应是电压为 12V 的低压交流 电源；根据变压比公式，保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈 U1 U2 n1 n2 两端的电压增大；根据变压比公式，保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观 U1 U2 n1 n2 察到副线圈两
19、端的电压减小；上述探究副线圈两端的电压与匝数的关系中采用的实验方法是 控制变量法 14(6 分)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，操作步骤如下： 将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上； 闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压； 将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯 泡； 将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤 (1)以上操作的合理顺序是_(只填步骤前数字序号)； (2)如图 12 所示， 在实验中， 两线圈的匝数n11600，n2400， 当将n1做原线圈时，U116V， 副线圈两端电压U24V；原线圈与副线圈对调后，当
20、U18V 时，U232V，那么可初步 确定，变压器两个线圈的电压U1、U2与线圈匝数n1、n2的关系是_ 图 12 答案 (1)(3 分) (2)(3 分) U1 U2 n1 n2 解析 (1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器 的铁芯上 ； 再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈， 接上小灯泡；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压； 最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤 (2)两线圈的匝数n11600，n2400， 当将n1作为原线圈时，U116V， 副线圈两端电压U24V ； 当原线圈与
21、副线圈对调后，U18V 时，U232V，此时U2为原线圈的电压，而U1为 副线圈的电压，由以上数据可得：. U1 U2 n1 n2 15(8 分)如图 13 所示，L1和L2是输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器(电压互感器 与电流互感器均靠近电压输入端)若已知匝数比n1n210001，n1n21100， 并且知道电压表示数为 220V，电流表示数为 1A，整个输电线的总电阻为 0.5，求： 图 13 (1)输电线的输送功率； (2)输电线上损失的功率 答案 (1)2.2107W (2)5000W 解析(1)已知电压表示数为 220 V，根据变压器的变压公式，得输送电压为U1 U1 U2 n
22、1 n2 2.2105 V(2 分) 已知电流表示数为 1 A，根据，得输送电流为I1100 A(2 分) I1 I2 n2 n1 输电线的输送功率为PU1I12.2105100 W2.2107 W(2 分) (2)输电线上损失的功率为 PI R10020.5 W5 000 W(2 分) 12 16(10 分)图 14 甲所示的理想变压器原线圈的匝数n11320，副线圈的匝数n2540，将一 电流表与阻值R10 的电阻串联接入副线圈电路中，已知图甲中所有电表均为理想电 表若在原线圈的两端加如图乙所示的交变电压，则： 图 14 (1)副线圈中的电压表的示数为多大？ (2)为使副线圈电路中电流表的
23、示数不超过 6A，副线圈右侧应至少串联一个多大的电阻？ 答案 (1)90V (2)5 解析(1)原线圈两端电压的有效值U1 V220 V(2 分) Um 2 311 2 由得U2U1220 V90 V(2 分) U1 U2 n1 n2 n2 n1 540 1 320 (2)副线圈电压的有效值U2不变 I26 A(2 分) U2 R 90 V R 得出R 15 (2 分) 90 6 又RRR0，得R05 (2 分) 即副线圈右侧应至少串联一个 5 的电阻 17.(11 分)(2017泉州市高二检测)如图 15，一个小型应急交流发电机，内部为n50 匝、 边长L20cm 的正方形线圈， 总电阻为r
24、1.线圈在磁感应强度为B0.1T 的匀强磁场中， 绕垂直于磁感线的轴匀速转动 发电机对一电阻为R9 的电灯供电， 线路中其他电阻不计， 若发电机的转动角速度为100rad/s 时，电灯正常发光求： 图 15 (1)交流发电机产生的电动势的最大值； (2)电灯正常发光的功率； (3)从图示位置开始，线圈转过 30的过程中，通过电灯的电荷量； (4)线圈每转动一分钟，外力所需做的功 答案 (1)20V (2)18W (3)0.01C (4)1200J 解析(1)电动势的最大值为EmnBSnBL220 V(2 分) (2)电动势的有效值为E10 V(1 分) Em 2 2 电灯正常发光的电流I A
25、A(1 分) E rR 10 2 19 2 电灯正常发光的功率PI2R18 W(2 分) (3)q t0.01 C(2 分)I n Rr nBSsin 30 Rr (4)线圈每转动一分钟，整个回路上产生的焦耳热为 QI2(Rr)t1 200 J(2 分) W外Q1 200 J(1 分) 18(13 分)已知某个小型发电机的输出功率为 90kW，发电机的输出电压为 250V，通过升压 变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为 5，在用户端用一降压变压器把电压降为 220V，要求在输电线上损耗的功率控制为 2kW(即用户得到的功率为 88kW)求： (1)画出全过程输电线路图； (2)降压变压器
26、输出的电流和输电线上通过的电流； (3)升压变压器输出的电压； (4)两个变压器各自的匝数比 答案 (1)见解析图 (2)400A 20A (3)4500V (4) 1 18 20 1 解析(1)全过程输电线路图如图所示 (2 分) (2)降压变压器输出电流为I4 A400 A(2 分) P用 U4 88 000 220 根据输电线上损耗的功率为P损I r，可知I2 A20 A(2 分) 22 P损 r 2 000 5 (3)由欧姆定律可知输电线上损失的电压为 UI2r205 V100 V(2 分) 根据变压器输入、输出功率不变可得升压变压器输出电压U2 V4 500 V(2 分) P I2 90 000 20 (4)降压变压器输入电压为U3U2U4 400 V(1 分) 根据理想变压器电压与匝数的关系可知 (1 分) n1 n2 U1 U2 250 4 500 1 18 根据理想变压器电流与匝数的关系可知 (1 分) n3 n4 I4 I2 400 20 20 1