1、高考资源网（） 您身边的高考专家第五章测评(时间:60分钟满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共48分。其中第15题为单选题;第610题为多选题,全部选对得5分,选不全得3分,有选错或不答的得0分)1.某小型发电机产生的交流电动势为e=50sin(100t) V。对此电动势,下列表述正确的有()A.最大值是502 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,交流电动势的表达式为e=Emsint,因e=50sin(100t)V,所以最大值Em=50V,A错误;由=2f=100rad/s得f=50Hz,B错误;有效值E=Em2=252
2、V,C错误;T=1f=0.02s,D正确。答案D2.如图所示,在远距离输电过程中,若保持升压变压器原线圈的输入功率不变,下列说法正确的是()A.升高U1会增大输电电流I2B.升高U1会增大线路的功率损耗C.升高U1会增大线路的电压损耗D.升高U1会提高电能的利用率解析升高输电电压U1,由于输入功率不变,则I1将减小,又因为I2=n1n2I1,所以I2将减小,故A错误;线路功率损耗P损=I22R,因此功率损耗在减小,电压损失减小,故B、C错误;因线路损耗功率减小,因此利用率将升高,故D正确。答案D3.(2018全国,16)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交
3、流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示。则Q方Q正等于()A.12B.21C.12D.21解析对于方波交流电源,电压的有效值和最大值相等,即u方=u0,在周期T内产生的热量为Q方=u02RT,对于正弦交流电源,电压的有效值u正=u02,在周期T内产生的热量为Q正=(u02)2RT,整理可得Q方Q正=21,选项D正确。答案D4.(2018天津,4)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为
4、原来的12,则()A.R消耗的功率变为12PB.电压表V的读数变为12UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变解析本题考查交变电流的产生和变压器原理,清楚感应电动势的决定因素是解题的关键,另外要知道交流电表测的是交变电流的有效值。发电机线圈转速变为原来一半时,产生电动势的最大值和有效值均变为原来的一半,变压器匝数比不变,故副线圈上的电压表示数变为原来的一半,选项B正确;对负载电阻R,由P=U2R可得,R消耗的功率变为原来的14,即副线圈消耗的功率变为原来的14,故原线圈消耗的功率也变为原来的14,而原线圈电压变为原来的一半,故原线圈中的电流(电流表示数)变为原来的一半,选项A、
5、C均错误;发电机线圈转速变为原来一半时,线圈转动的角速度变为一半,由f=2可得交变电流的频率变为原来的2倍,选项D错误。答案B5.(2017北京理综,16)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sin 100t(V)的交流电源上,副线圈接有R=55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是()A.原线圈的输入功率为2202 WB.电流表的读数为1 AC.电压表的读数为1102 VD.副线圈输出交流电的周期为50 s解析由U1U2=n1n2得U2=110V,故P入=P出=U22R=220W,A项错误。由I2=U2R得I2=2A,I1I2=n2n1,
6、故I1=1A,电流表示数为1A,B项正确。电压表示数为有效值,即110V,C项错误。T=2=0.02s,故D项错误。答案B6.如图所示,将额定电压为60 V的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是()A.变压器输入功率为484 WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比n1n2=113解析变压器的输入功率P1=P2=I2U2=2.260W=132W,选项A错误;由U1U2=n1n2得n1n2=U1U2=2
7、2060=113,选项D正确;由I1I2=n2n1得I1=n2n1I2=3112.2A=0.6A,选项B正确;根据I=Im2得通过副线圈的电流的最大值I2m=2I2=1152A,选项C错误。答案BD7.(2017天津理综,6)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 ,则()A.t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生的热量为82 J解析t=0时,磁通量为零,故线圈平行于磁感线,故A正确;t=1s时,由
8、题图可知,磁通量为零,磁通量变化率最大,此时斜率方向不变,感应电流方向不变,故B错误;当t=1.5s时,磁通量最大但磁通量变化率为零,感应电动势为0,故C错误;由题图可知,有效值E=22Em=22nm=22V,在一个周期内产热Q=E2RT=82J,故D正确。答案AD8.如图甲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P02D.开关断开时,交流
9、电压表的读数为156 V,电热丝功率为P02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=311V,所以有效值U=Um2=220V,A正确;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=QT,电热丝功率为P02,由P=U2R,电压有效值为U2156V,电压表示数为156V。答案AD9.如图所示,将一根电阻为R的绝缘硬金属导线弯成一个标准的正弦曲线形状,其两端a、b通过小金属环保持与长直金属杆有着良好接触但无摩擦,导线与杆相交处二者绝缘,金属导线两端a、b间距离为2d,最高点到ab连线的距离为L,金属杆电阻忽略不计,空间中存在有理想边界的匀强磁场,
10、宽度为d,方向垂直于纸面向里,磁感应强度大小为B,磁场的边界与金属杆垂直,M和N位于磁场区域的边界上,在外力的作用下,导线以恒定的速度v向右匀速运动,从b位于M左侧的某一位置运动到a位于N右侧的某一位置,则在此过程中,以下说法正确的是()A.导线上有电流通过的时间为4dvB.导线上有电流通过的时间为3dvC.外力所做的功为3dvB2L22RD.金属导线所产生的焦耳热为3dvB2L2R解析导线上有电流即导线在磁场中切割磁感线时,导线在运动过程中的距离为3L,所以时间为t=3dv,故B正确;外力所做的功等于金属导线上产生的热量,金属导线产生的感应电动势瞬时值为e=Byv,y是有效切割长度y=Lsi
11、nt,得到e=BLvsint,=2T=23dv=2v3d,则线圈中产生正弦式交变电流,其感应电动势的有效值为E=BLv2,故导线全部穿过磁场过程,外力F所做功为W=(BLv2)2R3dv,故C正确。答案BC10.如图所示,图乙中理想变压器的原线圈接如图甲所示的交变电流。理想变压器原、副线圈的匝数比为203,定值电阻的阻值为11 ,滑动变阻器的总阻值为22 。下列说法中正确的是()A.副线圈输出电压的频率为50 HzB.滑动变阻器的滑片P向右滑动时,电阻R两端的电压不变C.滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,通过电阻R的电流为8.45 AD.滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,理想变压器的输入功率为13
12、2 W解析由交变电流的图象可知,加在原线圈中电流的周期T=0.02s,频率f=50Hz,由于变压器不能改变电源的频率,副线圈输出电压的频率为50Hz,故A正确;滑动变阻器的滑片P向右移动时,电路总电阻变小,电流变大,由U=IR可知,电阻R两端的电压变大,故B错误;原线圈电压的有效值U1=Um2=440V,根据U1n1=U2n2可得副线圈的电压U2=66V,滑动变阻器的滑片P滑到最右端时,通过电阻R的电流为I2=U2R=6A,故C错误;滑动变阻器的滑片P滑到最左端时,理想变压器的输入功率为P2=U22R+RP=132W,故D正确。故选AD。答案AD二、实验题(本题共2小题,共16分。把答案填在题
13、中的横线上)11.(6分)(1)某学生选用匝数可调的可拆变压器来“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时,原线圈接在学生电源上,用多用电表测量副线圈的电压,下列操作正确的是。A.原线圈接直流电压,电表用直流电压挡B.原线圈接直流电压,电表用交流电压挡C.原线圈接交流电压,电表用直流电压挡D.原线圈接交流电压,电表用交流电压挡(2)该学生继续做实验,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“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
14、用的实验方法是控制变量法。解析(1)变压器的工作原理是互感现象,故原线圈接交流电压,输出电压也是交流电压,故电表用交流电压挡,故ABC错误,D正确;(2)根据变压比公式U1U2=n1n2,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增大;根据变压比公式U1U2=n1n2,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减小。答案(1)D(2)增大减小12.(10分)有一个教学用的可拆变压器,其铁心粗细一致,如图甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B(内部导线电阻率、横截面积相同),线圈外部还可以再绕线圈。(1)某同学用多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的
15、电阻值,指针分别对应图乙中的a、b位置,则A线圈的电阻为,由此可推断(选填“A”或“B”)线圈的匝数较多。(2)如果把此变压器看作理想变压器,现要测量A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请完成以下填空:用绝缘导线在线圈B上绕制n匝线圈;将A线圈与低压交流电源相连接;用多用电表的“交流电压”挡分别测量A线圈的输入电压UA和(选填“绕制”或“B”)线圈的输出电压U;则A线圈的匝数为。(用已知和测得量的符号表示)甲乙解析(1)多用电表欧姆挡读数=指针指示值倍率,A的读数为24,倍率为1,所以电阻为24。根据电阻定律,导线越长,电阻越大,因为A的电阻比B的大,所
16、以A线圈匝数多。(2)因为要测量A线圈匝数,所以要把A线圈与低压交流电源相连接,变压器输入输出电压都是交流,所以要用交流电压挡测绕制线圈的输出电压U。根据变压器电压比等于匝数比,有:UAU=nAn,所以:nA=nUAU。答案(1)24A(2)绕制UAnU三、解答题(本题共3小题,共34分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)13.(10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
17、出端电压为多少?解析(1)交流电动势的有效值为E=Em2=3892V275V根据闭合电路欧姆定律I=ER+r=2758+2A=27.5A。(2)发电机的输出功率即电阻消耗的电功率P出=I2R=6050W发电总功率为P=EI=27527.5W=7562.5W。(3)发电机的路端电压为U=IR=27.58V=220V。答案(1)27.5 A(2)6 050 W7 562.5 W(3)220 V14.(12分)如图所示,理想变压器原线圈中输入电压U1=3 300 V,副线圈两端电压为U2=220 V,输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2,绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2 V。求:(1)原线
18、圈n1等于多少匝?(2)当开关S断开时,电流表A2的示数I2=5 A。则电流表A1的示数I1为多少?(3)在(2)中情况下,当开关S闭合时,电流表A1的示数I1等于多少?解析(1)由电压与变压器匝数的关系可得:U1n1=U2n2=U,则n1=1650匝。(2)当开关S断开时,有:U1I1=U2I2,I1=U2I2U1=13A。(3)当开关S断开时,有:R1=U2I2=44。当开关S闭合时,设副线圈总电阻为R,有R=R12=22,副线圈中的总电流为I2=U2R=10A。由U1I1=U2I2可知,I1=U2I2U1=23A。答案(1)1 650匝(2)13 A(3)23 A15.(12分)如图所示
19、,匀强磁场的磁感应强度为B=0.5 T,匝数为n=50匝的矩形线圈,绕垂直于匀强磁场的转轴OO匀速转动,每匝线圈长为L=25 cm,宽为d=20 cm。线圈每分钟转动1 500转,在匀速转动过程中,从线圈平面经过图示位置时开始计时。(1)写出感应电动势e的瞬时值表达式。(2)若每匝线圈本身电阻r=0.02 ,外接一阻值为13 的用电器,使线圈与外电路组成闭合电路,写出感应电流i的瞬时值表达式。(3)若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时,感应电动势e和感应电流i的瞬时值表达式如何?(4)画出(1)(2)中的e-t、i-t图象。解析(1)线圈匝数n=50,磁场的磁感应强度B=0.5T,线圈转动的
20、角速度=2f=2150060rad/s=50rad/s,线圈的面积S=Ld=0.05m2所以Em=nBS=500.50.0550V196V从图示位置计时,有e=Emcost=196cos(50t)V。(2)若r=0.02,则r=50r=0.0250=1R总=R+r=13+1=14Im=EmR总=19614A=14A所以i=Imcost=14cos(50t)A(3)若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时,即从中性面开始计时,感应电动势和感应电流的瞬时值表达式分别为e=196sin(50t)V,i=14sin(50t)A。(4)因为=50rad/s,所以T=2=0.04s,Em=196V,Im=14A。(1)(2)中的e-t、i-t图象分别如图甲、乙所示。答案见解析- 8 - 版权所有高考资源网
