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。单元评估检测(十二)第十三章(60分钟 100分) 一、选择题(本大题共10小题,每小题6分,共60分。每小题至少一个答案正确,选不全得4分)1.(2013梧州模拟)如图所示,单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,其转动轴线OO与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度B=1T,线圈所围面积S=0.1m2,转速为12r/min。若从中性面开始计时,则线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式应为()A.e=12sin120t(V)B.e=24sin120t(V)C.e=0.04sin0
2、.4t(V)D.e=0.4cos2t(V)2.(2013绍兴模拟)某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图像如图所示,下列说法中正确的是()A.交变电流的频率为0.02 HzB.交变电流的瞬时表达式为i=5cos50t(A)C.在t=0.01s时,穿过交流发电机线圈的磁通量最大D.若发电机线圈电阻为0.4,则其产生的热功率为5 W3.关于电磁波和电磁场,下列叙述中正确的是()A.均匀变化的电场在它的周围空间产生均匀变化的磁场B.电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的,且与波的传播方向垂直C.电磁波和机械波一样依赖媒介传播D.只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波
3、4.(2013贺州模拟)在真空中传播的电磁波,当它的频率增加时,它的传播速度及其波长()A.速度不变,波长减小B.速度不变,波长增大C.速度减小,波长变大D.速度增大,波长不变5.(2013临沂模拟)随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益扩大,节能变得越来越重要。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
4、用更高的电压输电会降低输电的效率6.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系,将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上,副线圈连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2,导线电阻不计,如图所示。当开关S闭合后下列说法正确的是()A.A1示数变大,A1与A2示数的比值不变B.A1示数变大,A1与A2示数的比值变大C.V2示数变小,V1与V2示数的比值变大D.V2示数不变,V1与V2示数的比值不变7.(2013济南模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为101,电压表和电流表均为理想电表,R为副线圈的负载电阻。现在原线圈a、b两端加上交变电
5、压u,其随时间变化的规律u=220sin100tV,则()A.副线圈中产生的交变电流频率为50HzB.电压表的示数为22VC.若电流表示数为0.1A,则原线圈中的电流为1 AD.若电流表示数为0.1A,则1 min内电阻R上产生的焦耳热为132J8.(2013南宁模拟)如图甲所示,矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动,输出交流电的电动势图像如图乙所示,经原、副线圈的匝数比为110的理想变压器给一灯泡供电,如图丙所示,副线圈电路中灯泡额定功率为22W。现闭合开关,灯泡正常发光。则()A.t=0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零B.交流发电机的转速为50r/sC.变压器原线圈中电
6、流表示数为1AD.灯泡的额定电压为220V9.(2012江苏高考)某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路。仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有()A.家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零B.家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变C.家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起D.地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起10.(2013淄博模拟)面积为S的两个电阻相同的线圈,分别放在如图所示的磁场中,图甲中是磁感应强度为B0的匀强磁场,线圈在磁场
7、中以周期T绕OO轴匀速转动,图乙中磁场变化规律为B=B0cos,从图示位置开始计时,则()A.两线圈的磁通量变化规律相同B.两线圈中感应电动势达到最大值的时刻不同C.经相同的时间t(tT),两线圈产生的热量相同D.从此时刻起,经时间,流过两线圈横截面的电荷量相同二、实验题(本大题共2小题,共15分)11.(2013玉林模拟)(5分)用示波器观察交流信号时,在显示屏上显示出一个完整的波形,如图所示。经下列四组操作之一,使该信号显示出两个完整的波形,且波形幅度增大。此组操作是()A.调整X增益旋钮和竖直位移旋钮B.调整X增益旋钮和扫描微调旋钮C.调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮D.调整水平位移旋钮和Y
8、增益旋钮12.(10分)示波器面板如图所示,图甲为一信号源。(1)若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形(正弦交流信号的电流i随时间t做周期性变化的图像如图乙所示),应将信号源的a端与示波器面板上的接线柱相连,b端与接线柱相连。(2)若示波器所显示的输入波形如图丙所示,要将波形上移,应调节面板上的旋钮;要使此波形横向展宽,应调节旋钮;要使屏上能够显示出3个完整的波形,应调节旋钮。三、计算题(本大题共2小题,共25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)13.(12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
9、积S=0.05 m2,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。为用此发电机所发出交变电流带动两个标有“220V,11 kW”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,电路如图所示,求:(1)发电机的输出电压有效值为多少?(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大?14.(2013百色模拟)(13分)水力发电具有防洪、防旱、减少污染等多项功能,是功在当代、利在千秋的大事,现在水力发电已经成为我国的重要能源之一。某小河水流量为40 m3/s,现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为1 000 kW的发电机发
10、电。(1)设发电机输出电压为500V,在输送途中允许的电阻为5,许可损耗总功率的5%,则所用升压变压器原、副线圈匝数比应是多大?(2)若所用发电机总效率为50%,要使发电机能发挥它的最佳效能,则拦河坝至少要建多高?(g取10m/s2)答案解析1.【解析】选C。矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生感应电动势的最大值为Em=BS=BS2n=10.10.4(V)=0.04(V)角速度:=2n=2rad/s=0.4rad/s从中性面开始计时,则感应电动势瞬时值表达式为e=Emsin(t)=0.04sin0.4t(V),只有C项正确。2.【解析】选D。由题图可知交流电的周期T=0.02s,所以频率f=50H
11、z,A错误;角速度=2f=100rad/s,最大值Im=5 A,瞬时表达式应为i=5cos100t(A),B错误;t=0.01 s时,感应电流最大,磁通量为零,C错误;由P=I2R=R知,D正确。3.【解析】选B、D。根据麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场,故A错误。因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的,且与波的传播方向垂直,所以电磁波是横波,故B正确。电磁波可以在真空中传播,故C错误。只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场,就在周期性变化的电场周围产生同周期变化的磁场,周期性变化的磁场周围产生同周期变化的电场,这样由近及远传播,形成了电磁波,故D正确
12、。4.【解析】选A。电磁波在真空中的传播速度始终为3108m/s,与频率无关。由v=f知,波速不变,频率增加,波长减小,故B、C、D错误,A正确。5.【解析】选C。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两项错误;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。6.【解析】选A、D。原电压U1不变,变压器匝数比不变,故U2不变;闭合开关S,副线圈所在电路中的总电阻变小,I2变大,由I1=I2可知,I1变大,但=比值不变,选项A
13、、D正确。【总结提升】理想变压器动态分析的两种类型(1)匝数比不变,原、副线圈的电压U1、U2不变,电流I1、I2,功率P1、P2随负载电阻的变化而变化。(2)负载电阻不变,原线圈的电压U1不变,副线圈两端的电压U2、电流I1、I2,功率P1、P2随匝数比的变化而变化。7.【解析】选A、D。副线圈中产生的交变电流频率与原线圈交变电流频率一样,均为f=,T=s=s,A对;电压表的示数为有效值,应该等于20V,B错;若电流表示数为0.1A,则原线圈中的电流为0.01 A,原线圈的输入功率P=2200.01W=2.2 W,由于是理想变压器,所以副线圈的输出功率也是2.2W,1min内电阻R上产生的焦
14、耳热为132J,C错D对。8.【解析】选B、C。由题图知t=0.01s时e=0,此时线圈平面位于中性面,磁通量最大,A错;周期T=0.02s,所以n=50r/s,B对;由理想变压器原理得:=,其中U1=V,得UL=220V,IL=0.1A,而=,得I1=1A,C对;灯泡的额定电压为交流电压的有效值220V,D错。【变式备选】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变电压,电压表的示数为110V,下列表述正确的是()A.电流表的示数为AB.原、副线圈匝数比为12C.电压表的示数为电压的有效值D.原线圈中交变电压的频率为10
15、0 Hz【解析】选C.由I=得,I=A=2A,A错误。理想变压器中=,所以=,B错误。测量交流电时电表示数均为有效值,C正确。由题图乙知T=0.02s,由f=得,f=50Hz,D错误。9.【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:属变压器问题双线绕法的优点分电流相等和不相等两种情况分析【解析】选A、B、D。线圈L1采用的是双线绕法,家庭电路正常工作时,通过火线和零线的电流大小相等,方向相反,所以线圈L1中的磁通量是零,线圈L2中的磁通量也为零,A正确;家庭电路中的用电器增多时或发生短路时,通过火线和零线的电流增大,但大小仍然相等,合磁通量仍为零,线圈L2中的磁通量也为零,B正确、C错误;地面上的
16、人接触火线时,电流从人体通过,通过火线和零线的电流大小不再相等,线圈L2中有磁通量的变化,产生感应电流,电磁铁开始工作,将开关K吸起,起到断电保护的作用,D正确,所以答案选A、B、D。10.【解析】选A、C、D。图甲中的磁通量变化规律为甲=B0Scost,图乙中磁通量的变化规律为乙=B0Scost。由于两线圈的磁通量变化规律相同,则两线圈中感应电动势的变化规律相同,到达最大值的时刻也相同,有效值E也相同。又因两线圈电阻相同,所以Q=t也相同。经过时间,流过两线圈横截面的电荷量q=也相同。故A、C、D三项正确。11.【解析】选C。调整扫描微调旋钮,减小扫描电压的频率,也就增大了其周期,而信号电压
17、的频率不变,所以在扫描的一个周期内显示的完整波形个数增多,调节Y增益旋钮即可使波形幅度增大,故C正确。12.【解析】观察外部输入信号,应把信号源接“Y输入”和“地”接线柱,通过调节竖直位移旋钮()可将波形上移,通过调节X增益旋钮可使波形横向展宽。通过调节扫描范围旋钮和扫描微调旋钮可使波形数改变。答案：(1)Y输入地(2)竖直位移X增益扫描范围和扫描微调13.【解析】(1)发电机的输出电压的最大值为Em=NBS=1100V(2分)则输出电压的有效值为U1=1100V。(2分)(2)根据=得=。(3分)(3)根据P入=P出=2.2104W(2分)再根据P入=U1I1,解得I1=20 A。(3分)答
18、案：(1)1100V(2)51(3)20 A14.【解析】(1)设送电电流为I,损耗的功率为P耗,导线电阻为R线,由P=I2R得:I=100(A)(3分)设送电电压为U送,由P=IU得:U送=1104(V)(2分)则升压变压器原、副线圈匝数比:=(2分)(2)发电时水的重力势能转化为电能,故:50%mgh=Pt(2分)其中:=110340=4104(kg/s)(2分)故h=5(m)(2分)答案：(1)120(2)5m【总结提升】远距离输电的三种类型的分析方法(1)第一类是按发电机升压变压器输电线降压变压器用电器的顺序分析。(2)第二类是按用电器降压变压器输电线升压变压器发电机的顺序分析。(3)第三类中间突破,即由输电线上的功率损失求出输电线上的电流,也就是流过升压变压器副线圈和降压变压器原线圈的电流,再由理想变压器的工作原理去推断发电和用电的问题。关闭Word文档返回原板块
