1、第五章过关检测(二)(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。在每小题给出的四个选项中,第15题只有一项符合题目要求,第68题有多项符合题目要求。全部选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)1.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin(100t) V。对此电动势,下列表述正确的有()A.最大值是50 VB.频率是100 HzC.有效值是25 VD.周期是0.02 s解析:从中性面开始计时,交变电动势的表达式为e=Emsin t,因e=50sin(100t)V,所以最大值Em=50 V,A错误;由=2f=100 rad/s 得f=50 Hz,B
2、错误;有效值E=25 V,C错误;T=0.02 s,D正确。答案:D2.某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电,用户通过降压变压器用电。若发电厂输出电压为U1,输电导线总电阻为R,在某一时段用户需求的电功率为P0,用户的用电器正常工作的电压为U2。在满足用户正常用电的情况下,下列说法正确的是()A.输电线上损耗的功率为B.输电线上损耗的功率为C.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D.采用更高的电压输电会降低输电的效率解析:设发电厂输出功率为P,则输电线上损耗的功率P=P-P0,P=I2R=,A、B项错误;采用更高的电压输电,可以减小导线上的电流,故可以减少输电线上损耗的功率,C
3、项正确;采用更高的电压输电,输电线上损耗的功率减少,则发电厂输出的总功率减少,故可提高输电的效率,D项错误。答案:C3.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1 900匝,原线圈为1 100匝,接在有效值为220 V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为()A.380 V和5.3 AB.380 V和9.1 AC.240 V和5.3 AD.240 V和9.1 A解
4、析:由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得:,U1I1=P2。所以,当变压器输出电压调至最大时,副线圈的匝数也最大为n2=1 900匝,负载R上的功率也最大,为2.0 kW,则U2=U1=220 V=380 V,I1= A=9.1 A,故选项B正确。答案:B4.在匀强磁场中,一矩形金属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,则()A.t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零B.t=0.01 s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为311 VD.线框产生的交变电动势频率为100 Hz解析:由题图知,该交变电流电动势峰值为311 V
5、,交变电动势频率为f=50 Hz,C、D错;t=0.005 s时,e=311 V,磁通量变化最快,t=0.01 s时,e=0,磁通量最大,线圈处于中性面位置,A错,B对。答案:B5.如图,理想变压器原线圈输入电压u=Umsin t,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表示电流的瞬时值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变小解析:交流电表的示数表示交变电流的有效值,选项A
6、、B错误;滑片P向下滑动过程中,原、副线圈的匝数n1、n2不变,U1不变,则U2=不变;R连入电路的电阻减小,则流过副线圈的电流I2=变大,根据U1I1=U2I2,可知I1变大,选项C对,D错。答案:C6.如图甲、乙两图是电子技术中的常用电路,a、b是各部分电路的输入端,其中输入的交流高频成分用“”表示,交流低频成分用“”表示,直流成分用“”表示。关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是()A.图甲中R得到的是交流成分B.图甲中R得到的是直流成分C.图乙中R得到的是低频成分D.图乙中R得到的是高频成分解析:当交变电流加在电容器上时,有“通交流、隔直流,通高频、阻低频”的特性,甲图中电容器隔直流,
7、R得到的是交流成分,A正确,B错误;乙图中电容器能通过交流高频成分,阻碍交流低频成分,R得到的是低频成分,C正确,D错误。答案:AC7.图甲左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R=55 ,A、V为理想电流表和电压表,若原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压,电压表的示数为110 V,下列表述正确的是()A.电流表的示数为2 AB.原、副线圈匝数比为12C.电压表的示数为电压的有效值D.原线圈中交流电压的频率为100 Hz解析:由题图乙可知原线圈两端电压的有效值U1=220 V,由,可得原、副线圈匝数之比=21,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=2 A,
8、故A正确;由题图乙可知T=0.02 s,所以交流电压的频率为f= Hz=50 Hz,D错误。答案:AC8.如图甲所示为电热毯电路示意图,交流电压u=311sin(100t) V,当开关S闭合时,电热丝的电功率为P0;当开关S断开时,加在电热丝上的电压如图乙所示,则()A.开关闭合时,交流电压表的读数为220 VB.开关闭合时,交流电压表的读数为311 VC.开关断开时,交流电压表的读数为311 V,电热丝功率为D.开关断开时,交流电压表的读数为156 V,电热丝功率为解析:交流电压表的读数为有效值,计算热功率要用有效值。开关接通时,交流电压峰值Um=311 V,所以有效值U=220 V,A正确
9、;开关断开时,取一个周期T,电热丝产生的热量减半,所以由P=,电热丝功率为,由P=,电压有效值为=156 V,电压表示数为156 V。故正确选项为A、D。答案:AD二、填空题(本题共2小题,共17分。将正确答案填在题中横线上或按题目要求作答)9.(8分)某理想变压器原、副线圈匝数比为559,原线圈接在电压u=311sin(100t) V的交流电源上,则与副线圈并联的电压表的读数为V;当副线圈接上60 的电灯一盏时,变压器输入功率为W。解析:原线圈两端电压U1= V=220 V,由得U2=36 V,即电压表读数;副线圈的输出功率P2= W=21.6 W。答案:3621.610.(9分)如图所示,
10、单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动,线框中感应电流的有效值I=。线框从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量q=。解析:电动势的最大值Em=BS,电动势的有效值 E=,电流的有效值I=;q=t=t=t=。答案:三、计算题(本题共2小题,共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,只写出最后答案的不能得分。有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(17分)交流发电机电枢电阻为2 ,感应电动势瞬时值表达式为e=389sin(100t) V,给电阻R=8 的用电
11、器供电,则:(1)通过用电器的电流为多少?(2)电源输出功率和发电总功率为多少?(3)发电机输出端电压为多少?解析:(1)交流电动势的有效值为E= V=275 V根据闭合电路欧姆定律I= A=27.5 A。(2)发电机的输出功率即电阻消耗的电功率P出=I2R=6 050 W电源消耗的总功率为P=EI=27527.5 W=7 562.5 W。(3)发电机的路端电压为U=IR=27.58 V=220 V。答案:(1)27.5 A(2)6 050 W7 562.5 W(3)220 V12.(18分)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=31,原线圈电路中接有一量程为3 A的理想交流电流
12、表,副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R以及若干“6 V6 W”的相同灯泡。输入端交流电压u的图象如图乙所示。(1)求图甲中电压表的读数;(2)要求灯泡均正常发光,求电路中最多允许接入的灯泡个数;(3)为满足第(2)问中要求,求可变电阻R应调到的电阻值。解析:(1)根据图象可得原线圈电压的最大值U1m=27 V,其有效值U1=27 V根据得U2=9 V,此即电压表的读数。(2)设原线圈中通过的电流为I1,副线圈中通过的电流为I2,为使副线圈接入的灯泡最多,则I1=3 A根据U1I1=U2I2代入数据得I2=9 A正常发光时每个灯泡中电流为I额=1 A所以允许接入的灯泡的个数为n=9盏。(3)电阻两端电压为UR=U2-U额=3 V电阻阻值为R= 。答案:(1)9 V(2)9盏(3)
