《2018-2019学年物理同步人教版选修3-2阶段验收评估（二） 交变电流 Word版含解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2018-2019学年物理同步人教版选修3-2阶段验收评估（二） 交变电流 Word版含解析.pdf（6页珍藏版）》请在三一文库上搜索。
1、阶段验收评估（二） 交变电流阶段验收评估（二） 交变电流 (时间：时间：50 分钟 满分：分钟 满分：100 分分) 一、选择题一、选择题(本题共本题共 8 小题，每小题小题，每小题 6 分，共分，共 48 分，第分，第 15 小题中只有一个选项符合 题意，第 小题中只有一个选项符合 题意，第 68 小题中有多个选项符合题意，全选对的得小题中有多个选项符合题意，全选对的得 6 分，选对但不全的得分，选对但不全的得 3 分，有选 错的得 分，有选 错的得 0 分分) 1.有一交变电流如图所示，则由此图像可知有一交变电流如图所示，则由此图像可知( ) A它的周期是它的周期是 0.4 s B它的峰值
2、是它的峰值是 4 A C它的有效值是它的有效值是 2 A2 D它的频率是它的频率是 0.8 Hz 解析：选解析：选 B 由图像可知 由图像可知 T0.8 s，f 1.25 Hz，故，故 A、D 错；由图像可知错；由图像可知 Im4 A， 1 T 故故 B 对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值对；因为电流为非正弦式交流电，故有效值 I2 A，C 错。错。 Im 2 2 2如图甲是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在如图乙所示的交变电源上，电热 毯是由一理想二极管 如图甲是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在如图乙所示的交变电源上，电热 毯是由一理想二极管 D(正向电阻为零，反向电阻为无穷大正向
3、电阻为零，反向电阻为无穷大)与电热丝串联组成的。若电热丝 的电阻为 与电热丝串联组成的。若电热丝 的电阻为 110 ，则下列说法正确的是，则下列说法正确的是( ) A交变电流的周期为交变电流的周期为 110 2 s B用交流电压表测得电热丝两端的电压为用交流电压表测得电热丝两端的电压为 110 V C通过电热丝的电流为通过电热丝的电流为 2 A D电热丝在电热丝在 1 min 内产生的热量为内产生的热量为 1.32104 J 解析：选解析：选 D 根据题图乙可知，交变电流的周期为 根据题图乙可知，交变电流的周期为 0.02 s，选项，选项 A 错误；根据有效值的 定义可得 错误；根据有效值的
4、定义可得 T，解得，解得 U110 V，选项，选项 B 错误；通过电热丝的电流错误；通过电热丝的电流 I ( ( Um 2) ) 2 R T 2 U2 R 2 U R 2 A，选项，选项 C 错误；电热丝在错误；电热丝在 1 min 内产生的热量内产生的热量 QI2Rt1.32104 J，选项，选项 D 正确。正确。 3.如图所示，一矩形线圈如图所示，一矩形线圈 abcd 放置在匀强磁场中，并绕过放置在匀强磁场中，并绕过 ab、cd 中点的轴中点的轴 OO以角 速度 以角 速度 逆时针匀速转动。 若以线圈平面与磁场夹角逆时针匀速转动。 若以线圈平面与磁场夹角 45时为计时起点， 并规定当电流自
5、时为计时起点， 并规定当电流自 a 流向流向 b 时电流方向为正，则下列四幅图像中正确的是时电流方向为正，则下列四幅图像中正确的是( ) 解析：选解析：选 C 以线圈平面与磁场夹角 以线圈平面与磁场夹角 45时为计时起点，由楞次定律可判断，初始 时刻电流方向为 时为计时起点，由楞次定律可判断，初始 时刻电流方向为 b 到到 a，则瞬时电流的表达式为，则瞬时电流的表达式为 iImsin，选项，选项 C 正确。正确。 ( (t 4) ) 4.如图所示， 当交流电源的电压有效值如图所示， 当交流电源的电压有效值 U220 V， 频率， 频率 f50 Hz 时，时， 3 只灯只灯 L1、 L2、 L3
6、的 亮度相同 的 亮度相同(L 无直流电阻无直流电阻)，若将交流电源的频率变为，若将交流电源的频率变为 f100 Hz，则，则( ) AL1灯比原来亮 灯比原来亮 BL2灯比原来亮灯比原来亮 CL3灯比原来亮灯比原来亮 DL3灯比原来暗灯比原来暗 解析 ： 选解析 ： 选 A 当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此 当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此 L1 变亮，变亮，L2变暗。又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故变暗。又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故 L3灯亮度不变，所以灯亮度不变，所以 A 正确。正确。 5.如图所示，
7、理想变压器的原线圈接入如图所示，理想变压器的原线圈接入u11 000sin 100t(V)的交变电压，副线圈的交变电压，副线圈2 通过电阻通过电阻r6 的导线对 “的导线对 “220 V 880 W” 的电器” 的电器RL供电， 该电器正常工作。 由此可知供电， 该电器正常工作。 由此可知( ) A原、副线圈的匝数比为原、副线圈的匝数比为 501 B交变电压的频率为交变电压的频率为 100 Hz C副线圈中电流的有效值为副线圈中电流的有效值为 4 A D变压器的输入功率为变压器的输入功率为 880 W 解析：选解析：选 C 本题的易错之处是“忽略导线电阻对电路的影响” 。由 本题的易错之处是“
8、忽略导线电阻对电路的影响” 。由 u11 000sin 2 100t(V)可知可知 U111 000 V，2f100，f50 Hz，选项，选项 B 错误；由“错误；由“220 V 880 W”的 电器 ”的 电器 RL正常工作可知正常工作可知 I A4 A，选项，选项 C 正确；正确；U2ULIr，解得，解得 U2244 V， PL UL 880 220 根据电压关系得， 选项根据电压关系得， 选项 A 错误 ； 根据功率关系得，错误 ； 根据功率关系得， P1I2rPL， 解得， 解得 P1976 U1 U2 n1 n2 n1 n2 2 750 61 W，选项，选项 D 错误。错误。 6.如
9、图所示，水平铜盘半径为如图所示，水平铜盘半径为 r，置于磁感应强度为，置于磁感应强度为 B，方向竖直 向下的匀强磁场中， 铜盘 ，方向竖直 向下的匀强磁场中， 铜盘(电阻不计电阻不计)绕通过圆盘中心的竖直轴以角速 度 绕通过圆盘中心的竖直轴以角速 度 做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器 R1与 理想变压器的原线圈相连， 该理想变压器原、 副线圈的匝数比为 与 理想变压器的原线圈相连， 该理想变压器原、 副线圈的匝数比为 n1， 变压器的副线圈与 电阻为 ， 变压器的副线圈与 电阻为 R2的负载相连，则的负载相连，则( ) A
10、变压器原线圈两端的电压为变压器原线圈两端的电压为 0 B当当 R1不变时，通过负载不变时，通过负载 R2的电流为的电流为 0 C当当 R1不变时，通过变压器副线圈的磁通量为不变时，通过变压器副线圈的磁通量为 0 D当当 R1变化时，通过负载变化时，通过负载 R2的电流为通过的电流为通过 R1电流的电流的 n 倍倍 解析：选解析：选 AB 水平铜盘匀速转动，相当于恒压电源，当 水平铜盘匀速转动，相当于恒压电源，当 R1不变时，变压器原线圈中 电流不变，因此，理想变压器原线圈两端的电压为零，副线圈的磁通量不为零，但磁通量 的变化率为零， 不变时，变压器原线圈中 电流不变，因此，理想变压器原线圈两端
11、的电压为零，副线圈的磁通量不为零，但磁通量 的变化率为零，R2中的电流也为零，中的电流也为零，A、B 正确，正确，C 错误；当错误；当 R1变化时，原线圈两端不是 交变电压，则原、副线圈中电流的关系不能确定，故 变化时，原线圈两端不是 交变电压，则原、副线圈中电流的关系不能确定，故 D 错误。错误。 7.如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接着定值电阻如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接着定值电阻 R1、 R2， 且， 且R1R2，原、副 线圈的匝数比，原、副 线圈的匝数比n1n221， 交流电源电压为， 交流电源电压为U， 则 ， 则 ( ) AR1两端的电压为两端的电压为 BR1两端的电
12、压为两端的电压为 U 5 3U 5 CR2两端的电压为两端的电压为 DR2两端的电压为两端的电压为 2U 5 U 2 解析 ： 选解析 ： 选 AC 输入的电压 输入的电压 U 应等于原线圈两端电压加上应等于原线圈两端电压加上 R1两端电压， 即两端电压， 即 UU1UR1， 则通过原线圈电流 ， 则通过原线圈电流 I1，而，而 I2。又因为 ，。又因为 ，R1R2， ， ， UR1 R1 U U1 R1 UR2 R2 U2 R2 I1 I2 n2 n1 1 2 U1 U2 2 1 所以代入可求得所以代入可求得 UR1 ， ，UR2，A、C 正确。正确。 U 5 2U 5 8某同学模拟“远距离
13、输电” ，将实验室提供的器材连接成如图所示的电路，某同学模拟“远距离输电” ，将实验室提供的器材连接成如图所示的电路，A、B 为 理想变压器，灯 为 理想变压器，灯 L1、L2相同且阻值不变。保持理想变压器相同且阻值不变。保持理想变压器 A 的输入电压不变，当开关的输入电压不变，当开关 S 断 开时，灯 断 开时，灯 L1正常发光。则正常发光。则( ) A仅闭合仅闭合 S，L1变暗变暗 B仅闭合仅闭合 S，A 的输入功率变小的输入功率变小 C仅将滑片仅将滑片 P 上移，上移，L1变亮变亮 D仅将滑片仅将滑片 P 上移，上移，A 的输入功率变小的输入功率变小 解析：选解析：选 AD 仅闭合 仅闭
14、合 S，降压变压器副线圈中电流增大，引起输电线中电流增大，输 电线上的电压损失增大，降压变压器原线圈两端的电压减小，因降压变压器原、副线圈匝 数不变，所以降压变压器副线圈两端电压将减小，灯 ，降压变压器副线圈中电流增大，引起输电线中电流增大，输 电线上的电压损失增大，降压变压器原线圈两端的电压减小，因降压变压器原、副线圈匝 数不变，所以降压变压器副线圈两端电压将减小，灯 L1变暗，选项变暗，选项 A 正确；仅闭合正确；仅闭合 S 时输 电线中电流增大，所以变压器 时输 电线中电流增大，所以变压器 A 的输出功率增大，输入功率随之增大，选项的输出功率增大，输入功率随之增大，选项 B 错误；仅将
15、滑片 错误；仅将 滑片 P 上移时，升压变压器副线圈匝数减少，则升压变压器副线圈两端电压减小，引起降 压变压器原、副线圈两端的电压均减小，所以灯 上移时，升压变压器副线圈匝数减少，则升压变压器副线圈两端电压减小，引起降 压变压器原、副线圈两端的电压均减小，所以灯 L1功率减小，且输电线上损失的功率也减 小，升压变压器的输入功率减小，选项 功率减小，且输电线上损失的功率也减 小，升压变压器的输入功率减小，选项 C 错误，错误，D 正确。正确。 二、计算题二、计算题(本题共本题共 3 小题，共小题，共 52 分分) 9(16 分分)如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面
16、 开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为 如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面 开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻为 1.0 ，外 接灯泡的电阻为 ，外 接灯泡的电阻为 9.0 。求：。求： (1)写出流经灯泡的瞬时电流的表达式；写出流经灯泡的瞬时电流的表达式； (2)转动过程中穿过线圈的最大磁通量；转动过程中穿过线圈的最大磁通量； (3)线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。线圈匀速转动一周的过程中，外力所做的功。 解析：解析：(1)由题图得由题图得 100 rad/s， 2 T 所以发电机产生
17、的电动势所以发电机产生的电动势 eEmsin t6sin 100t(V)2 则流经灯泡的电流则流经灯泡的电流 i0.6sin 100t(A)。 e R r 2 (2)由由 EmBS，Em6 V，100 rad/s，2 得得 BS Wb2.710 2 Wb。 。 Em 32 50 (3)E6 V， Em 2 外力所做的功外力所做的功 WQT7.210 2 J。 。 E2 R r 答案：答案：(1)i0.6sin 100t(A) (2)2.710 2 Wb 2 (3)7.210 2 J 10(18 分分)如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡， 在线圈所在空间内存在着与线
18、圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数 如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡， 在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数 n100，电 阻 ，电 阻 r1.0 ，所围成的矩形的面积，所围成的矩形的面积 S0.040 m2；小灯泡的电阻；小灯泡的电阻 R9.0 。磁场的磁感应强 度随时间变化的规律如图乙所示。线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为 。磁场的磁感应强 度随时间变化的规律如图乙所示。线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为 enBmS2 T cost， 其中， 其中 Bm为磁感应强度的最大值，为磁感应强度的最大值， T 为磁场
19、变化的周期。 不计灯丝电阻随温度的变化，为磁场变化的周期。 不计灯丝电阻随温度的变化， 2 T 求：求： (1)线圈中产生感应电动势的最大值。线圈中产生感应电动势的最大值。 (2)小灯泡消耗的电功率。小灯泡消耗的电功率。 (3)在磁感应强度变化的在磁感应强度变化的 0 时间内，通过小灯泡的电荷量。 时间内，通过小灯泡的电荷量。 T 4 解析：解析：(1)由图像知，线圈中产生的交变电流的周期由图像知，线圈中产生的交变电流的周期 T3.1410 2s 由感应电动势瞬时值的表达式可知，感应电动势的最大值由感应电动势瞬时值的表达式可知，感应电动势的最大值 EmnBmS8.0 V。 2 T (2)电动势
20、的有效值电动势的有效值 E4 V Em 2 2 由由 I，PRI2R E R r 可求得小灯泡消耗的电功率可求得小灯泡消耗的电功率 PR2.88 W。 (3)由 ， 由 ， n，q I E R r E BmS T 4 I T 4 可求得在磁感应强度变化的可求得在磁感应强度变化的 0 时间内，通过小灯泡的电荷量 时间内，通过小灯泡的电荷量 q4.010 3 C。 。 T 4 答案：答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.010 3 C 11 (18 分分)某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电。 当发电厂输出的功率为某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电。 当发电厂输出的功
21、率为 P0 时，纯电阻用电设备消耗的功率为时，纯电阻用电设备消耗的功率为 P1。若发电厂用一台升压变压器。若发电厂用一台升压变压器 T1先把电压升高，仍通 过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器 先把电压升高，仍通 过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器 T2把电压降到低于用 电设备的额定电压后，供用电设备使用，如图所示。这样改动后，当发电厂输出的功率仍 为 把电压降到低于用 电设备的额定电压后，供用电设备使用，如图所示。这样改动后，当发电厂输出的功率仍 为 P0时，用电设备可获得的功率增加至时，用电设备可获得的功率增加至 P2。试求所用升压变压器。
22、试求所用升压变压器 T1的原线圈与副线圈的的原线圈与副线圈的 匝数比以及降压变压器匝数比以及降压变压器 T2的原线圈与副线圈的匝数比各为多少？的原线圈与副线圈的匝数比各为多少？ N1 N2 n1 n2 解析：设发电厂的输出电流为解析：设发电厂的输出电流为 I0，输电线的电阻为，输电线的电阻为 R，用电设备的电阻为，用电设备的电阻为 r，没有变压 器时，输电线上消耗的电功率为 ，没有变压 器时，输电线上消耗的电功率为 PR1P0P1I02R 用电设备消耗的功率为用电设备消耗的功率为 P1I02r 用了变压器后，输电线上消耗的电功率为用了变压器后，输电线上消耗的电功率为 PR2P0P2I2R (式中式中 I 是输电导线上的电流，也是升压变压器副线圈和降压变压器原线圈上的电流是输电导线上的电流，也是升压变压器副线圈和降压变压器原线圈上的电流) 由和式可得由和式可得 II0 P0P2 P0P1 所以 所以 N1 N2 I I0 P0P2 P0P1 此时用电设备消耗的功率为此时用电设备消耗的功率为 P2I2r 联立式得联立式得 II0 P2 P1 由式和式得。由式和式得。 n1 n2 I I P2 P1 P0P1 P0P2 答案：答案： P0P2 P0P1 P2 P1 P0P1 P0P2