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武邑中学2016-2017学年高二年级第二次月考试10月物理试题说明测试范围交流电考试时间90分钟难度系数
0.7试题分数110分第Ⅰ卷(选择题共50分)
一、选择题本题共15小题,共50分.1-10为单项选择题,每小题3分,11-15为多项选择题,每小题4分,全部选对得4分,部分得分为2分,有选错或不答的得0分1.由交变电流瞬时表达式i=10sin500tA可知,从开始计时起,第一次出现电流峰值所需要的时间是 A.2ms B.1msC.
6.28msD.
3.14ms2.如图所示为一理想自耦变压器的电路图,L
1、L
2、L
3、L4为四个完全相同的灯泡.在A、B两点间加上交变电压U1时,四个灯泡均能正常发光,若C、D两点间的电压为U2,则U1:U2为 A.1:1 B.2:1C.3:1D.4:12题图3题图3.如图所示为某种交变电流的波形,每半个周期按各自的正弦规律变化,其有效值为 A.4AB.5AC.5AD.4A4.如右图所示,两个同学利用图示装置做实验,第一位同学使ab在导轨上匀速运动,第二位同学使ab在导轨上做变速运动,但两位同学对ab杆做的功一样多,第一位同学的方法小灯泡消耗的电能为W1,第二位同学的方法小灯泡消耗的电能为W2,它们相比较 A.W1=W2B.W1W2C.W1W2D.不能比较5..如图所示,两种情况下灯泡L
2、L3的功率均为P,且L
1、L
2、L3为相同的灯泡,匝数比为n1:n2=3:1,则图a中L1的功率和图b中L1的功率分别为 A.P、PB.9P、PC.P、9PD.P、9P6.图甲所示电路中,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 A.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.电流表的示数都不为零7.如图所示,理想变压器的原副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1,原线圈接正弦式交流电,副线圈接电动机,电动机线圈电阻为R,当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升,若因摩擦造成的能量损失不计,则图中电压表的读数为 A.4IR+mgv/IB.mgv/IC.4IRD.IR/4+mgv/I8.2012·福建高考如图示,理想变压器原线圈输入电压U=Umsinωt,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器.V1和V2是理想交流电压表,示数分别用U1和U2表示;A1和A2是理想交流电流表,示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是 A.I1和I2表示电流的瞬间值B.U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小9.在变电站里,经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器.如图所示的四个图中,能正确反应其工作原理的是 10.汽油机做功冲程开始时,汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃,但是汽车蓄电池的电压只有12V,不能在火花塞中产生火花,为此设计了如图所示的点火装置,这个装置的核心是一个变压器,它的原线圈通过开关连到蓄电池上,副线圈接到火花塞的两端,开关由机械进行自动控制,做功冲程开始时,开关由闭合变为断开,这样就能在火花塞中产生火花了,下列说法中正确的是 A.该设计方案不可行,因为蓄电池提供的是直流电,变压器不能改变直流电压B.该设计方案可行,因为变压器能将直流电改变为交变电流C.该设计方案可行,因为通过变压器原线圈的是变化的电流,可以通过变压器发生互感现象D.该变压器可以是升压变压器,也可以是降压变压器11.图中为一理想变压器,其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连,Q为滑动头.现令Q从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈匀速上滑,直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止.用i1表示流过原线圈的电流,i2表示流过灯泡的电流,U2表示灯泡两端的电压,P2表示灯泡消耗的电功率这里的电流、电压均指有效值,电功率指平均值.下列四个图中,能够正确反映相应物理量的变化趋势的是 12.在一阻值为R=10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电,则 A.此交流电的频率为
0.5HzB.此交流电的有效值约为
3.5AC.在2~4s内通过该电阻的电荷量为1CD.在0~2s内电阻产生的焦耳热为25J13.如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R
1、R
2、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的.和为理想电压表,读数分别为U1和U2;、和为理想电流表,读数分别为I
1、I2和I
3.现断开S,U1数值不变,下列推断中正确的是 A.U2变小、I3变小B.U2不变、I3变大C.I1变小、I2变小D.I1变大、I2变大14.如图所示为音箱的电路图,高、低频混合电流由a、b端输入,L1和L2是线圈,C1和C2是电容器,则 A.甲扬声器是低频扬声器B.C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器C.L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器D.L2的作用是减少通过乙扬声器的高频电流15.某小型水电站的发电机输出电压为220V,若输送的总功率为P0,输电电压为U,输电导线的总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n1和n2,降压变压器原副线圈匝数分别为n3和n4,都是理想变压器,要使额定电压为220V的用电器正常工作,则 A.输电线上的电流I=P0/UB.n2/n1越大,输电线上损失的功率越大C.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率D.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率第Ⅱ卷(非选择题共60分)
二、填空题和实验题(本题共3小题,共22分)16.(8分)有一个教学用的可拆变压器,如图甲所示它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线1某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的a、b位置,由此可推断________线圈的匝数较多选填“A”或“B”2如果把它看成理想变压器,现要测量A线圈的匝数,提供的器材有,一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源请简要叙述实验的步骤写出要测的物理量,并用字母表示________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________A线圈的匝数为nA=________用所测物理量符号表示17.(8分)匀强磁场中一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动如图甲所示产生的交变电动势的图象如图乙所示,在t=
0.005s时通过线框平面的磁通量(填“最大”或“最小”);在t=
0.01s时线框平面与中性面;线框产生的交变电动势有效值约为;线框产生的交变电动势的频率为Hz18.(6分)某兴趣小组为了研制一台“电子秤”,找到一个力电转换传感器,该传感器的输出电压正比于受压面的正压力,实验操作时,先调节传感器输入端的电压要求从零开始调节,使力电转换传感器在空载时的输出电压为零;而后在其受压面上放一物体,即可测得与物体的质量成正比的输出电压1如图所示,E为直流电源;S为开关;R为滑动变阻器;为电压表,在图中用笔画线代替导线连接成实验电路图2若将质量为m0的砝码放在力电转换传感器的受压面上,电压表的示数为U0;然后取下砝码,再将待测质量为m的物体放在力电转换传感器的受压面上,电压表的示数为U,则待测物体的质量m=________
三、计算题(本题共4小题,共38分,要有必要的文字说明和做题步骤,有单位的要写出单位,)19.(8分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=
0.05m2,线圈转动的频率为50Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B=T如果用此发电机带动两个标有“220V,11kW”的电机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器,电路如右图求1发电机的输出电压为多少?2变压器原副线圈的匝数比为多少?3与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少?20.(10分)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=
100、电阻r=10Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化.求1交流发电机产生的电动势的最大值;2电路中交流电压表的示数.21.(10分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站,发电机的输出功率为100kW,输出电压为500V,输电导线的总电阻为10Ω,导线上损耗的电功率为4kW,该村的用电电压是220V.1输电电路如图所示,求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比;2如果该村某工厂用电功率为60kW,则该村还可以装“220V 40W”的电灯多少盏?22.(10分)如图甲所示为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的uabt图象如图乙所示若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻,或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W1请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式;2求只在ce间接400Ω电阻时,原线圈中的电流I1;3求ce和de间线圈的匝数比高二物理参考答案
1.D
2.D
3.B
4.B
5.B
6.C
7.C
8.C
9.A
10.C
11.BC
12.ABC
13.BC
14.AC
15.AC16.答案1A 2步骤见解析 nA=n解析1由图乙可知a位置的阻值大于b位置的阻值,由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的匝数2
①用长导线绕一个n匝线圈,作为副线圈替代A线圈
②把低压电源接B线圈,测得线圈的输出电压U
③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈输出电压UAnA=n17.答案最小;重合;220V,50Hz解析:由图乙可知
0.005s时感应电动势最大通过线框平面的磁通量最小;
0.01s时感应电动势为零通过线框平面的磁通量最大线框平面与中性面重合;感应电动势的最大值Em=311V所以交变电动势有效值E=Em/V≈220V;感应电动势的变化周期T=
0.02s所以交变电动势的频率f=1/T=50Hz.18.答案 1如图所示 2m0解析本题考查欧姆定律、传感器等知识点,意在考查考生连接电路的能力1要求传感器输入端的电压从零开始调节,故滑动变阻器采用分压式接法2因为测得的输出电压和所放物体的质量成正比,故=,则待测物体的质量m=m0
三、计算题19.答案11100V 25:1 320A解析1根据Em=NBSω=1100V------------(2分)得输出电压的有效值为U1==1100V----------(2分)2根据=得=------------------------(2分)3根据P入=P出=
2.2×104W再根据P入=U1I1,解得I1=20A----------------(2分)20.答案1200V 2127V解析1交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω而Φm=BS、ω=,所以Em=------------(3分)由Φ—t图线可知Φm=
2.0×10-2Wb,T=
6.28×10-2s所以Em=200V---------------------------------(2分)2电动势的有效值E=Em=100V----------(2分)由闭合电路的欧姆定律,电路中电流的有效值为I==A--------------------------------(2分)交流电压表的示数为U=IR=90V=127V-----(1分)21.11∶10 240∶11 2900盏解析1因为P损=IR线所以I2==A=20A-------------(2分)I1==A=200A----------------------(1分)则===-----------------------------(1分)U3=U2-I2R线=500×10-20×10V=4800V----(1分)则===---------------------------(1分)2设还可装灯n盏,据降压变压器输入功率等于输出功率有P3=P4其中P4=n×40+60×103W--------------------(2分)P4=P3=100-4kW=96kW-------(1分)所以n=
900.---------------------(1分)22.答案 1uab=400sin200πtV
20.28A 3解析1由题图乙知ω=200πrad/s,--------(1分)电压瞬时值uab=400sin200πtV--------------(2分)2电压有效值U1=200V,理想变压器P1=P2,原线圈中的电流I1=,-------(2分)解得I1≈
0.28A---------------------(1分)3设ab间匝数为n1,=同理=--------(2分)由题意知=,--------------------------(1分)解得=,代入数据得=----------(1分)。