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2019年高中物理第二章交变电流综合检测粤教版选修3-2
一、选择题本题共7小题,每小题6分,共42分,1~3小题为单选,4~7小题为双选,选对的得6分,双选只选一个且正确的得3分,选错或不答的得0分.1.xx·北京高考一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上,消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为 A.5V B.5V C.10V D.10V【解析】 设电热器的电阻为R,正弦交流电源电压的有效值为U效,接10V直流电源时,P==
①;接交流电源时,=eq\fUR
②,联立
①②解得U效=5V,故最大值Um=U效=10V,C选项正确.【答案】 C2.xx·海南高考如图1,理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1,两个标有“12V6W”的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时,原线圈电路中电压表和电流表可视为理想的的示数分别是 图1A.120V,
0.10A B.240V,
0.025AC.120V,
0.05AD.240V,
0.05A【解析】 副线圈电压U2=12V,由=得U1=240V,副线圈中电流I2==1A,由=得I1=
0.05A.【答案】 D3.一台电风扇的额定电压为交流220V.在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图2所示.这段时间内电风扇的用电量为 图2A.
3.9×10-2度B.
5.5×10-2度C.
7.8×10-2度D.
11.0×10-2度【解析】 因1度=
3.6×106J且电流表示数为电流有效值,故用电量W=UI1t1+I2t2+I3t3,代入数值得W=
5.5×10-2度,故B项正确.【答案】 B4.关于交变电流的下列说法中,正确的是 A.在一个周期内交变电流的方向改变两次B.如果交变电流的最大值是5A,那么交变电流的最小值是-5AC.用交流电流表或电压表测定交变电流或电压时,指针来回摆动D.交流电器设备上标出的电压或电流都是指有效值【答案】 AD5.如图3甲所示的电路中,A
1、A
2、A3为相同的电流表,C为电容器,电阻R
1、R
2、R3的阻值相同,线圈L的电阻不计.在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示,则在t1~t2时间内 图3A.电流表A1的示数比A2的小B.电流表A2的示数比A3的小C.电流表A1和A2的示数相同D.电流表A3的示数为零【解析】 由于加在原线圈中的磁场均匀变化,因此副线圈中产生的电动势是恒定的,所以I1=I2,I3=0,C、D选项正确.【答案】 CD6.xx·四川高考改编用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压是110V,通过负载的电流图象如图4所示,则 图4A.变压器输入功率约为
3.9WB.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈匝数比是2∶1D.负载电流的函数表达式i=
0.05sinA【解析】 根据i-t图象,负载电流的函数表达式i=
0.05sin100πtA,且Im=
0.05A,通过负载的电流的有效值I2=,输出电压的最大值Um=U2=110V,变压器的输入功率P1=P2=I2U2≈
3.9W,变压器原、副线圈匝数比==.选项A、C正确,选项B、D错误.【答案】 AC7.2011·广东高考如图5a左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55Ω,、分别为理想电流表和电压表.若原线圈接入如图b所示的正弦交变电压,电压表的示数为110V,则下列表述正确的是 图5A.电流表的示数为2AB.原、副线圈匝数比为1∶2C.电压表的示数为电压的有效值D.原线圈中交变电压的频率为100Hz【解析】 由图b可知原线圈两端电压的有效值U1=220V,由=可得原副线圈匝数之比===2∶1,故B错误.电流表示数与电压表示数都为有效值,故C正确.电流表示数I==A=2A,故A正确.由图b可知T=
0.02s,所以交变电压的频率为f==Hz=50Hz,D错误.【答案】 AC
二、非选择题本题共5小题,共58分,计算题要写出必要的文字说明和验算步骤.8.8分通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则P1=________,=________.【解析】 由理想变压器=得副线圈电压U′=kU,而理想变压器P入=P出,副线圈电流I′==,线路损耗的电功率P1=I′2R=2R.同理可知P2=I″2R=2R,则=【答案】 9.8分如图6所示为一理想自耦变压器,当它的滑片P向b方向移动时,R和R′保持不变,则交流电压表的示数将________,交流电流表的示数将________;若P的位置不动,滑动变阻器滑片Q向上移动时,电压表示数将________,电流表示数将________.填“变大”、“变小”或“不变”图6【解析】 当P向b滑动时,原线圈匝数增多,两端电压不变,副线圈匝数不变,则副线圈两端电压将减小,电流减小,输出功率减小,原线圈输入功率减小,电压不变,电流减小;若P不动,Q上移,副线圈的总电阻减小,原、副线圈电压不变,副线圈消耗的功率增大,原线圈输入功率增大,电流增大.【答案】 变小 变小 不变 变大10.12分有一交流发电机模型,用示波器观察到它产生的感应电动势波形如图7所示.图71求电动势的最大值和有效值;2当t=s时,求电动势的瞬时值,并指出此时线圈相对于磁场的位置;3已知线圈面积为16cm2,共25匝,计算匀强磁场的磁感应强度.【解析】 1由图象可知电动势的最大值Em=5V,根据正弦交流电的最大值和有效值的关系,故有效值为E=Em≈
3.5V.2因为e=Emsinωt=5sin100πt,当t=s时e=5sin100π×V=5V这时线圈平面跟磁感线平行.3由于Em=nBSω所以B==T≈
0.4T.【答案】 15V
3.5V25V 线圈平面跟磁感线平行
30.4T11.14分如图8所示,交流发电机电动势的有效值E=20V,内阻不计,它通过一个R=6Ω的指示灯L1连接变压器.变压器输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都是“6V
0.25W”,灯泡都正常发光,导线电阻不计.求图81降压变压器初级、次级线圈匝数比;2发电机的输出功率.【解析】 彩色小灯泡额定电流IL==A,次级线圈总电流I2=24IL=1A.变压器输入功率I1U1=I2U2=6W.变压器原线圈电路中,利用欧姆定律可得E=U1+I1R=+I1R=+6I1,代入E值解得I1=AI1=3A应舍去,据题意是降压变压器,应I1I2=1A,所以==.2发电机输出功率P=I1E≈
6.67W.【答案】 13∶1
26.67W12.16分xx·韶关期末发电机的输出电压为220V,输出功率为44kW,每条输电线电阻为
0.2Ω.求用户得到的电压和电功率各是多少;如果发电站先用变压比1∶10的升压变压器将电压升高,经同样输电线后用10∶1的降压变压器降压后供给用户,则用户得到的电压和电功率各是多少?【解析】 在用220V低压直接供电时,电路如图所示设此时发电机的输出电压为U0,输出功率为P0,输电电流I==A=200A.输电线上的电压损失ΔU=Ir线=200×2×
0.2V=80V.用户得到的电压U用=U0-ΔU=220V-80V=140V.损失的电功率ΔP=IΔU=200×80W=16kW.用户得到的功率P用=P0-ΔP=44kW-16kW=28kW.在采用高压供电时,电路如图所示,则有输电电压U1==220×10V=2200V.输电电流I1==A=20A.输电线上电压损失ΔU′=I1r线=20×2×
0.2V=8V.损失功率ΔP′=Ir线=20×20×2×
0.2W=160W.所以降压变压器的输入电压为U2=U1-ΔU′=2200V-8V=2192V.设降压变压器原、副线圈匝数分别为n
2、n3,用户得到的电压为U3,由=得用户得到的电压U3=U2=×2192V=
219.2V.用户得到的功率P用′=P0-ΔP′=
4.4×104W-160W=43840W.【答案】 140V 28kW
219.2V 43840W。