1、章末过关检测(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60分，16小题为单项选择题，710小题为多项选择题)1小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0解析：由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2
2、Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压的峰值等于感应电动势的最大值，即其峰值为2Ne0，故A、B错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U，即UNe0，故C错误，D正确答案：D2将阻值为5 的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示下列说法正确的是 ()A电路中交变电流的频率为0.25 HzB通过电阻的电流为 AC电阻消耗的电功率为2.5 WD用交流电压表测得电阻两端电压为5 V解析：由题意可知此交变电流为正弦式交变电流，其有效电动势E V，电阻消耗的功率P2.5 W，故C正
3、确；通过R的电流I A，故B错误；此刻交变电流的频率f25 Hz，故A错误；电压表所测电压为有效电压，应为 V，故D错误答案：C3如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n213，次级回路中接入三个均标有“36 V40 W”的灯泡，且均正常发光，那么，标有“36 V40 W”的灯泡A()A也正常发光B将被烧毁C比另三个灯泡暗 D无法确定解析：理想变压器的电压之比等于匝数之比，由次级回路中三个均标有“36 V40 W”的灯泡能正常发光，可知副线圈两端电压U2363 V108 V，所以原线圈两端电压U1U236 V，灯泡A与原线圈并联，两端电压也为36 V，能正常发光答案：A4采用220 kV高
4、压向远方的城市输电当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的，输电电压应变为()A55 kV B110 kVC440 kV D880 kV解析：输电功率PUI，U为输电电压，I为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P损I2R，R为输电线路的电阻，即P损()2R.当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的，则输电电压为原来的2倍，即440 kV，故选项C正确答案：C5.如图所示，矩形线圈的面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路的电阻为R.在线圈由图示位置转过90的过程中，下列说法中正确的是()A磁通量的变化量NBSB通过电阻R
5、的电荷量qC电阻R上产生的焦耳热QD电阻R上产生的焦耳热Q解析：线圈由图示位置转过90，磁通量变化量BS，故选项A错误；通过电阻R的电荷量q，故选项B错误；感应电动势最大值EmNBS，转动时间t，所以QI2Rt2Rt，故选项C错误，选项D正确答案：D6某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计它可绕水平轴OO在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度匀速转动矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是()A若发电机线圈某时刻
6、处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值最小B发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为eNBScos tC当用户数目增多时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向下滑动D当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高解析：若发电机线圈某时刻处于图示位置，磁通量变化最快，感应电动势最大，最大值为NBS，变压器原线圈的电流瞬时值最大，发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为eNBScos t，选项B正确，A错误；当用户数目增多时，总电流增大，输电线上的电势降落得多，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动才能增大变压器的输出电压，选项C错误；滑动触头P向下或向上移动，变压器原线圈两端的电压都不变，选项
7、D错误答案：B7如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz到20 kHz之间调节，在某一频率时，A1、A2两只灯泡的炽热程度相同则下列说法中正确的是()A如果将频率增大，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强B如果将频率增大，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱C如果将频率减小，A1炽热程度减弱、A2炽热程度加强D如果将频率减小，A1炽热程度加强、A2炽热程度减弱解析：某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，可知两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确，故选B、C.答案：BC8如图所示的电路中，有一自耦变压器，左侧并联一
8、个理想交流电压表V1后接在稳定的交流电源上，右侧串联灯泡L和滑动变阻器R，R上并联一个理想交流电压表V2.下列说法正确的是()A若F不动，滑片P向上滑动时，V1示数不变，V2示数变小B若F不动，滑片P向上滑动时，灯泡L消耗的功率变小C若P不动，滑片F向上移动时，V1、V2的示数均变大D若P不动，滑片F向上移动时，灯泡L消耗的功率变大解析：V1测的是原线圈的输入电压，其示数始终不变，C错误；若F不动，副线圈的输出电压不变，滑片P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变小，又因为灯泡L与滑动变阻器串联，故V2示数变小，灯泡L两端的电压变大，灯泡L消耗的功率变大，A正确，B错误；若P不动，滑片F向上移
9、动时，副线圈的输出电压增大，加在灯泡L和滑动变阻器两端的电压均增大，故灯泡L消耗的功率变大，V2的示数变大，D正确答案：AD9图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是()A电流表的示数为10 AB线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左解析：本题考查了交变电流的产生和变化规律解题的关键是要把图象和运动过程结合起来由图象可知，电流的有效值为 10
10、 A，转动的角速度100 rad/s，A正确，B错误；t0.01 s时，产生的感应电流最大，故线圈平面与磁场方向平行，C正确；由右手定则可知0.02 s时电流的方向由左向右流过电阻，D错误答案：AC10在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A升压变压器的输出电压增大B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析：由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电压不变，A错误；在电能输出过程中有I，U线IR线，U3U2U线，因P变大，I变
11、大，所以U线变大，降压变压器原线圈电压U3变小，则降压变压器的输出电压变小，B错误；由P损()2R线，因P变大，所以P损变大，C正确；根据，因P变大，所以比值变大，D正确答案：CD二、非选择题(本题共3小题，共40分，解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位)11(12分)发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm的正方形线圈，将它置于磁感应强度B0.05 T的匀强磁场中，绕着垂直于磁感线方向的轴以100 rad/s的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时，线圈和外电路的总电阻R10 .(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)线圈从计时开始，转过过程中通过
12、线圈某一截面的电荷量为多少？解析：(1)感应电动势的最大值为EmnBS20 V，Im2 A，由于从线圈平面与磁场方向垂直位置开始计时，因此瞬时值用正弦表示，i2sin 100t A.(2)线圈从计时开始，转过的过程中，通过某一截面的电荷量应该用平均值来计算qItnt，BSBScosBS，代入电荷量方程得q1102 C.答案：(1)i2sin 100t A(2)1102 C12(14分)如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U13 300 V，副线圈两端电压U2为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U2 V问：(1)原线圈n1等于多少匝？(2)当开
13、关S断开时，电流表A2的示数I25 A则电流表A1的示数I1为多少？(3)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：U，则n11 650 匝(2)当开关S断开时，有：U1I1U2I2，I1 A(3)当开关S断开时，有：R144 .当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R，有R22 ，副线圈中的总电流为I210 A由U1I1U2I2可知，I1 A.答案：(1)1 650 匝(2) A(3) A13(14分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW, 输出电压恒为500 V, 现用电阻率为 1.8 108 m，横截面积为105m2的输电线向4103m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%.问：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？解析：(1)导线电阻R线得R线14.4 .升压变压器原线圈电流I1满足PU1I1，解得I1200 A，升压变压器副线圈电流I2I线，又IR线4%P，解得I2 A，由，得.(2)降压变压器的输入电压U3满足P4%PU3I线，解得U35 760 V，因为输出电压U4220 V，由得.答案：(1)112(2)28811
