高三物理第一轮交变电流单元检测
总分100分
第一部分 选择题(共40分)
一、本题共10小题,每小题4分,共40分。在每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的或不选的得0分。
1. 一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动.线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示.下面说法中正确的是:( )
A.t1时刻通过线圈的磁通量为零
B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D.每当e变换方向时,通过线圈的磁通量绝对值都为最大。
2、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动,转速为n,导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为( )
A. (2πl2nB)2/P
B.2(πl2nB)2/P
C.(l2nB)2/2P
D.(l2nB)2/P
3.如图所示,表示一交流电的电流随时间而变化的图像.此交流电流的有效值是:( )
A. B.5A
C.3. D.3.5A
4.矩形金属线圈共10匝,绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动,线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况,如图所示.下列说法中正确的是( )
A.此交流电的频率为0.2Hz
B.此交流电动势的有效值为1V
C.t=0.1s时,线圈平面与磁场方向平行
D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为Wb
5.两个相同的白炽灯L1和L2,接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感线圈串联,当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后,灯L1的亮度大于灯L2的亮度.新电源的电压最大值和频率可能是( )
A.最大值仍为Um,而频率大于f
B.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值大于Um,而频率仍为f
D.最大值小于Um,而频率仍为f
6.如图10—5所示,理想变压器原线圈a、b两端接正弦式电压,副线圈c、d两端通过输电线接两只相同的灯泡,输电线的等效电阻为R,在图示状态,开关S是闭合的,当开关S断开时,下列各量中减小的是( )
A.副线圈c、d两端的输出电压
B.通过灯泡的电流
C.副线圈输电线等效电阻R上的电压
D.原线圈a、b两端的电压
7.见右图,一理想变压器,原线圈的匝数为,两个副线圈的匝数分别为和。变压器输入电压伏,电压表和的读数分别为和。变压器输入电流为,通过和的电流分别为和。变压器的输入功率为,和的电功率分别为和。则下列式子正确的是( )
A. ;。 B.。 C.。 D.。
8.在电能的输送过程中,若输送的电功率一定、输电线电阻一定时,对于在输电线上损失的电功率,有如下四种判断,其中正确的是( )
①和输送电线上电压降的平方成反比 ②和输送电压的平方成正比
③和输送电线上电压降的平方成正比 ④和输送电压的平方成反比
A. ①和② B. ③和④ C. ①和④ D. ②和③
9.小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压,它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压,然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器,经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的,那么在用电高峰期,随用电器电功率的增加将导致( )
A.升压变压器初级线圈中的电流变小
B.升压变压器次级线圈两端的电压变小
C.高压输电线路的电压损失变大
D.降压变压器次级线圈两端的电压变小
10、唱卡拉OK用的话筒,内有传感器,其中有一种是动圈式的,它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈,线圈处于永磁体的磁场中,当声波使膜片前后振动时,就将声音信号转变为电信号,下列说法正确的是( )
A、 该传感器是根据电流的磁效应工作的
B、 该传感器是根据电磁感应原理工作的
C、 膜片振动时,穿过金属线圈的磁通量不变
D、 膜片振动时,金属线圈中不会产生感应电动势
第二部分 非选择题(共60分)
二、本题共5小题。按题目要求作答。解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤,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、传感器是能将所感受到的物理量(如力、热、光、声等)转换成便于_______的量(一般是电学量)的一类元件。光电传感器是利用光敏电阻将_______信号转换成________信号;热电传感器是利用________电阻将热信号转换成电信号,转换后的信号经过相应的仪器进行处理,就可以达到自动控制。
12.有一边长分别为L和2L的矩形导体框,导体框的总电阻为R.让导体框在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度ω绕两短边中点为轴旋转,如图所示.求:
(1)导体框的发热功率.
(2)导体框转到图示位置时,某一长边两端电压.
13.交流发电机的原理如左下图所示,闭合的矩形线圈放在匀强磁场中,绕OO/轴匀速转动,在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如右下图所示,已知线圈的电阻为R=2.0Ω.求:
⑴通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少?
⑵矩形线圈转动的周期是多少?
⑶线圈电阻上产生的电热功率是多少?
⑷保持线圈匀速转动,1分钟内外界对线圈做的功是多少?
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15、有一台内阻为发电机,供给一学校照明用,如图所示,升压比为,降压比为,输电线的总电阻,全校共22个班,每班有“220V,40W”灯6盏,若保证全部电灯正常发光,则:
(1)发电机输出功率多大?
(2)发电机电动势多大?
(3)输电效率是多少?
参考答案
题号 | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 |
答案 | D | B | B | D | A | C | BD | B | CD | B |
11、(测量,光,电,热敏)
12、解答::(1)导体框在磁场中产生感应电动势:E=NBSωsinωt
最大值为Em=BSω=2BL2ω
其有效值为
矩形导体框的发热功率为
(2)导体框转到如图所示位置时,某一长边产生的感应电动势是最大电动势的一半:
此时导体框中的电流
某一长边两端的电压:
13、解答::(1)由图象得:电流最大值为Imax=2A
(2) 由图象得:T=4.0×10-2s
(3)电热功率P=I2R=
(4)外界对线圈做的功为W=Pt=4×60=240J
14、解答::(1)设原副线圈电压为U1,U2,则
由P=U2/R得P直/PR=U直2/U22
则U2=10
(2)因为U1=100,则n1/n2=U1/U2=10:1
15、解答:
题中未加特殊说明,变压器视为理想变压器
∵ 发电机至升压变压器及降压变压器至学校间距离较短
不必考虑该部分输电导线上的功率损耗
(1)对降压变压器
而 ∴
对升压变压器
∴
(2)
(3)%