1、温馨提示： 此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。单元素养检测(三)(第三章)(90分钟100分)一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。1如图所示，单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为m，线框中产生的最大感应电动势为Em，从线框平面与磁场平行时刻(图示位置)开始计时，下列说法正确的是()A.线框转动的角速度为B线框中的电流方向在图示位置发生变化C当穿过线框的磁通量为m时，线框中的感应电动势为EmD若线框
2、的转动周期减小一半，线框中的感应电动势也减小一半【解析】选A。根据交变电流产生的原理可知，线框匀速转动产生的最大感应电动势EmnBS，结合题干可得线框转动的角速度为，A正确；题图位置感应电动势最大，电流方向的改变在电动势等于0的时刻，B错误；当穿过线框的磁通量为m时，线框中的感应电动势为0，C错误；根据法拉第电磁感应定律可知，若线框的转动周期减小一半，转动角速度变为原来的2倍，线框中的感应电动势变为原来的2倍，D错误。2可调理想变压器原线圈与一台小型发电机相连，副线圈与灯泡L、可调电阻R、电容器C连成如图所示的电路。当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光，要使灯泡变亮，可以采取的方法有
3、()A增大发动机的转速B将滑片P向下滑动C将可调电阻R阻值减小D增大电容器两极板间的距离【解析】选A。根据ENBS，2n可得增大发动机的转速，则交流电源的电压增大，副线圈两端的电压也增大，灯泡变亮，故A正确；滑片P向下滑动，副线圈匝数减少，副线圈两端的电压减小，灯泡变暗，故B错误；将可调电阻R阻值减小，副线圈两端电压不变，通过灯泡的电流不变，故C错误；增大电容器两极板间的距离，即电容器C的电容减小，容抗增大，通过灯泡的电流减小，灯泡变暗，故D错误。3如图所示，一个边长l10cm，匝数N100(匝)的正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，磁感应强度B0.50 T，线圈转动
4、的角速度10 rad/s，闭合回路中两只灯泡均能发光。下列说法正确的是()A.从图中位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为e5cos(10t) VB增大线圈转动的角速度时，感应电动势的峰值Em不变C抽去电感器L的铁芯时，灯泡L2变暗D增大电容器C两极板间的距离时，灯泡L1变亮【解析】选A。由EmNBS可得感应电动势的最大值Em5 V，由于从线圈垂直于中性面开始计时，所以感应电动势的瞬时值表达式eEmcost5cos(10t) V，故A正确；根据EmNBS可得增大线圈转动角速度时，感应电动势的峰值Em增大，故B错误；抽去电感器L的铁芯时，即减小自感系数，电感器的感抗减小，流过灯泡L2的电流增大
5、，灯泡L2变亮，故C错误；增大电容器C两极板间的距离时，根据C可知电容器的电容C减小，则电容器的容抗增大，流过灯泡L1的电流减小，灯泡L1变暗，故D错误。4如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是()A.5 A B5 A C A D A【解析】选B。该交变电流通过阻值为R的电阻1个周期的时间(即0.02 s)内所产生的热量为：Q交(4)2R0.01(3)2R0.01500.01R。直流电流I通过电阻R一个周期的时间(即0.02 s)内产生的热量为Q直I2R0.02。由交流电的有效值定义得Q直Q交，即500.01RI20.02R。则I5 A，即交变电流的有效值为5 A。5如图
6、所示，M是理想变压器，电源电压U不变，当滑动变阻器的滑片P向上移动时，示数发生变化的电表是()A.电流表A1 B都发生变化C电压表V1 D电压表V2【解析】选A。副线圈电压不变，所接的电路按直流电路分析：电阻变小，电流增大，而原线圈电压不变，电流随副线圈中的电流增大而增大。故选A。6在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示。当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220 V。现发现输出电压低于220 V，下列措施不正确的是()A.P1不动，将P2向上移BP2不动，将P1向下移C将P1向上移，同时P2向下移D将P1向下移，同时P2向上移【解析】
7、选C。由变压器原、副线圈的电压比等于线圈匝数比可知，输出电压低于220 V，可以增加副线圈匝数或减少原线圈匝数，A、B、D正确，C错误。7.如图所示，理想变压器原线圈接u220sin100t(V)的正弦交流电源，图中电流表内阻不计。副线圈接入“110 V60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光。下列说法正确的是()A原线圈中的输入功率为30 WB通过灯泡的电流的频率为50 HzC电流表的示数为AD理想变压器原、副线圈匝数之比为21【解析】选B。由P入P出得P入60 W，A错误；交流电的周期T s，故频率为50 Hz，B正确；交流电的峰值Um220 V，则其有效值U220 V，由PUI得I A A，C
8、错；由得21，D项错误。8.如图所示电路中，已知交流电源电压u200sin100t V，电阻R100 。则电流表和电压表的示数分别为()A1.41 A，200 V B1.41 A，141 VC2 A，200 V D2 A，141 V【解析】选B。电流表和电压表显示的是有效值，即U100 V141 V；I1.41 A，故选项B正确。二、多项选择题：本题共4小题，每小题4分，共16分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。9如图所示为一自耦变压器，R1为定值电阻，在c、d端输入电压u1311sin 100t(V)，所有电表均为理想电表，
9、则以下说法正确的是()A.滑片P向a端移动，滑片Q不动，电压表示数减小B滑片P向b端移动，滑片Q下移，电流表示数减小C滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变D滑片P不动，滑片Q上移或下移，电压表示数始终不变【解析】选B、D。设原线圈匝数为n1，副线圈匝数为n2，原线圈两端电压为U1，副线圈两端电压为U2，由可得U2U1，滑片P向a端移动，滑片Q不动，n1减小，U1、n2不变，U2增大，电压表测的是副线圈两端的电压，示数增大，故A错误；滑片P向b端移动，滑片Q下移，由U2U1，U1、n2不变，n1增大，U2减小，副线圈所在电路总电阻增大，副线圈中的电流减小，由可知，原线圈中的电流也减小，电流表示
10、数减小，故B正确；滑片P不动，滑片Q上移，U2不变，副线圈所在电路总电阻减小，电流增大，原线圈电流增大，电流表示数增大，故C错误；滑片P不动，滑片Q上移或下移，U2U1，U1、n1、n2不变，U2不变，电压表示数始终不变，故D正确。10一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e220sin100t V，则()A交流电的频率是100 HzBt0时，线圈位于中性面C交流电的周期是0.02 sDt0.05 s时，e有最大值【解析】选B、C。由瞬时值表达式可知：角速度100 rad/s。感应电动势是按正弦规律变化的，所以t0时，线圈平面位于中性面。因2f，所以f Hz50 Hz，由T得T s0.
11、02 s，当t0.05 s时，e220sin5 V0，故B、C选项正确。11如图甲所示，电阻不计的N匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小为0.2 T的水平匀强磁场中，导线框面积为0.5 m2。导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，原、副线圈的匝数比为101，副线圈接有一滑动变阻器R，副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是()A.闭合导线框中产生的交变电压的瞬时值表达式为u100sin 100t(V)B线框abcd的匝数N10C若滑动变阻器的滑片P向上移动，电流表的示数将减小D若导线框的转速增加一倍，则变压器的输出功率将增加一倍【解析】选B、C。由
12、题图乙可知，输出电压的最大值Um210 V，周期为2102 s，角速度100 rad/s，输入端电压的最大值Um110Um2100 V，则闭合导线框中产生的交变电压的瞬时值表达式为uUm1sin t100sin 100t(V)，故A错误；导线框输出电压的最大值Um1NBS100 V，解得N10，故B正确；理想变压器原、副线圈匝数不变，输入电压不变，则输出电压不变，滑动变阻器的滑片P向上移动时，接入电路的电阻增大，则输出电流减小，输入电流减小，电流表示数减小，故C正确；若导线框的转速增加一倍，则线框产生交变电压的最大值增加一倍，有效值增加一倍，输出电压的有效值也增加一倍，则由P可知，输出功率将变
13、成原来的4倍，故D错误。12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会减小输电电流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】选A、D。提高输电电压U1，由于输入功率不变，则I1将减小，又因为I2I1，所以I2将减小，故A对；线路功率损耗P损IR，因此功率损耗在减小，电压损耗减小，故B、C错误；因线路功率损耗减小，因此电能利用率将升高，故D对。三、实验题：本题共2小题，共14分。13(6分)在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中：(1)原线圈中接入的电源是_；A220
14、V交流电B学生电源12 V以下直流输出C学生电源12 V以下交流输出(2)对于实验过程，下列说法正确的是_。A为便于探究，应该采用控制变量法B因为实验所用电压较低，通电时可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路C使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量【解析】(1)“探究变压器的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表，所以不需要干电池，变压器是改变电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不超过12 V，故A、B错误，C正确。(2)探究变压器原副线圈两端的电压与匝数的关系，为便于探究，应该采用控制变量法，故A正确；实验通电时，用手接触裸露的导
15、线、接线柱等检查电路，这样无形之中，将人体并联到电路中，导致所测数据不准确，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。答案：(1)C(2)A14(8分)(1)某学生做探究变压器两个线圈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两端的电压，下列操作正确的是_。 A原线圈接直流电压，多用电表用直流电压挡B原线圈接直流电压，多用电表用交流电压挡C原线圈接交流电压，多用电表用直流电压挡D原线圈接交流电压，多用电表用交流电压挡(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
16、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”)。上述探究中采用的实验方法是_。【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，故多用电表用交流电压挡，故A、B、C错误，D正确。(2)根据公式，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；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；该探究采用的实验方法是控制变量法。答案：(1)D(2)增大减小控制变量法四、计算题：本题共4小题，共46分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位
17、。15.(8分)如图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为S，共有n匝，线圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动；线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R的连接。在外力作用下线圈以恒定的角速度绕轴OO匀速转动(不计转动轴及滑环与电刷的摩擦)。(1)推导发电机线圈产生的感应电动势最大值的表达式EmnBS；(2)求线圈从图示位置转过90时电流表的示数；(3)求线圈转动N周过程中发电机线圈电阻r产生的焦耳热。【解析】(1)设线圈ab边的边长为l1，bc边的边长为l2。当线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的感应电动势最大。设此时ab边的
18、线速度为v，则单匝线圈的ab边产生的感应电动势为E1Bl1v，cd边产生的感应电动势为E2Bl1v，n匝线圈产生的总感应电动势为Emn(E1E2)2nBl1v，(1分)由于vr，有Em2nBl1nBl1l2nBS。(2分)(2)线圈产生的感应电动势的有效值为E，电路中电流的有效值I，(1分)即电流表的示数为。(1分)(3)线圈转动的周期T，线圈转动N周的时间tNTN，(1分)根据焦耳定律，发电机线圈产生的焦耳热QI2rt，(1分)解得Q。(1分)答案：(1)见解析(2)(3)16(8分)有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于u110 V时则导电，低于u110 V时不导电，若把这个电子元件接
19、到220 V，50 Hz的正弦式交变电流的两端，则它在1 s 内导电多少次？每个周期内的导电时间为多少？【解析】由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图像如图所示，表达式为u220sin t V。(2分)其中2f，f50 Hz，T0.02 s，得u220sin100t V。(2分)在一个周期内，把u110 V代入上述表达式得到t1 s，t2 s(1分)所以每个周期内的导电时间为t2(t2t1) s s。(2分)由所画的ut图像知，一个周期内导电两次，所以1 s内导电的次数为n2100。(1分)答案：100次 s17(14分)如图所示，理想变压器原线圈输入电压为220 V，副线圈输出电压为3
20、6 V，两只灯泡的额定电压均为36 V，L1额定功率为12 W，L2额定功率为6 W。试求：(1)该变压器的原副线圈匝数比。(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L1工作时原线圈中的电流。【解析】(1)由变压比公式得(2分)559(3分)(2)两灯均工作时，由能量守恒得P1P2U1I1(2分)I1 A0.082 A(2分)只有L1灯工作时，由能量守恒得P1U1I1(2分)解得I1 A0.055 A。(3分)答案：(1)559(2)0.082 A0.055 A18(16分)水力发电的基本原理就是将水流的机械能(主要指重力势能)转化为电能。某小型水力发电站水的流量为Q5 m3/s(流量是指流体在单
21、位时间内流过某一横截面的体积)，落差为h10 m，发电机(内阻不计)的输出电压为U1250 V，输电线总电阻为r4 ，为了减小损耗采用了高压输电。在发电机处安装升压变压器，而在用户处安装降压变压器，其中n3n419011，用户获得的电压U4220 V，用户获得的功率P41.9105 W，若不计变压器损失的能量，已知水的密度为1103 kg/m3、重力加速度g取10 m/s2。求：(1)高压输电线中的电流强度I2；(2)升压变压器原、副线圈的匝数比n1n2；(3)该发电站将水能转化为电能的效率。【解析】(1)根据，(2分)解得U33 800 V，(1分)根据理想变压器无能量损失，知P3P41.9105 W，(1分)根据P3U3I2，(1分)得I250 A。(1分)(2)高压输电线损失的电压UI2r200 V，(1分)得U2U3U4 000 V，(1分)故n1n2U1U2116。(1分)(3)高压输电线损失的电功率PIr10 000 W，(2分)故发电机输出电功率P1P3P2105 W，(1分)水流每秒产生的机械能即功率P0Qgh5105 W，(2分)故水能转化为电能的效率100%40%。(2分)答案：(1)50 A(2)116(3)40%关闭Word文档返回原板块
