1、章末检测卷(二) (时间：90 分钟 满分：100 分) 一、单项选择题(本题共 5 小题，每小题 4 分，共 20 分) 1下列提到的交流电，哪个指的不是交流电的有效值 ( ) A交流电压表的读数 B保险丝的熔断电流 C电容器的击穿电压 D电动机铭牌上的额定电压 答案 C 解析 交流电压表测量的是交流电的有效电压，保险丝的熔断电流指有效电流，电动机铭 牌上的额定电压也是指有效电压，电容器的击穿电压，指最大电压，故选 C. 2照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯 时电灯比深夜时要显得暗，这是因为此时 ( ) A总电阻比深夜时大，干路电流小，每盏灯分到的电
2、压就小 B总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小 C总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大 D干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流 答案 C 解析 总电阻减小，总电流增大，输电线电阻造成的电压损失 UIR 线增大，电灯得到 的电压减小，所以灯泡在七八点钟时显得要暗些 3一交流发电机，当转速为 n1 时，其交变电动势 e220sin 100t V，现有如下的说法， 其中正确的是 ( ) A在 t0 时，线圈中的磁通量为 0 B该交流发电机线圈的转速为 50 r/s C若加在标有“220 V,100 W”的灯泡的两端，灯泡能正常发光 D若线圈的转速加倍，则交变电压的
3、最大值、有效值增大一倍而频率不变 答案 B 解析 因为交变电流的瞬时表达式为 eEmsin t，其中 EmnBS 表示最大值，2f. 当转速用 r/s 作为单位时，转速与频率的数值相等最大值为有效值的 倍，则该电动势的2 最大值为 220 V，而灯泡的标注值是有效值，所以选项 C、D 错误，选项 B 正确当 t0 时，e0，此时线圈处于中性面的位置，磁通量最大，因此选项 A 错误 4如图 1 所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为 201，原线圈接正弦交流电源，副线 圈接入“220 V,60 W” 灯泡一只，且灯泡正常发光，则 ( ) 图 1 A电流表的示数为 A 32220 B电源输出功率为
4、1200 W C电流表的示数为 A 3220 D原线圈两端电压为 11 V 答案 C 解析 副线圈电压 U2220 V，电流 I2 A，则原线圈两端电压 U1 U24400 PU2 311 201 V，电流 I1 I2 A，所以电流表示数为 A，选项 A、D 错误，C 正确电源输 120 3220 3220 出功率等于灯泡消耗的功率，为 60 W，选项 B 错误，故选 C. 5多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇，过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是 成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或风扇的转速现在的调光台灯、调 速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的，如图 2 所示为一个经过
5、双向可控硅电子元件 调节后加在电灯上的电压，即在正弦式电流的每一个 周期中，前面的 被截去，从而改变 12 14 了电灯上的电压，那么现在电灯上的电压的有效值为 ( ) 图 2 AUm B. Um2 C. D. Um2 Um4 答案 C 解析 由有效值的定义知 T 得 U .C 项正确 U2R Um22R T2 Um2 二、双项选择题(本题共 4 小题，每小题 5 分，共 20 分每题只有两个选项正确，全部选 对得 5 分，漏选得 2 分，错选得 0 分) 6如图 3 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 ( ) 图 3 A升高 U1 会减小输电电
6、流 I2 B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 答案 AD 解析 提高输电电压 U1，由于输入功率不变，则 I1 将减小，又因为 I2 I1，所以 I2 将 n1n2 减小，故 A 对；线路功率损耗 P 损I R，因此功率损耗减小，电压损失减小，故 B、C2 错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，D 对 7如图 4 甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有 0.5 A 的保险丝 L，原线圈匝数 n1600 匝，副线圈匝数 n2120 匝当原线圈接在如图乙所示的交变电源上时，要使整 个电路和用电器正常工作，则副线圈两端可以接
7、( ) 图 4 A阻值为 14.4 的电阻 B并联两盏“36 V,40 W”的灯泡 C工作频率为 10 Hz 的电视 D耐压值为 36 V 的电容器 答案 AB 解析 理想变压器可以变压、变流，但不可以改变功率和频率；由题图乙可知，原线圈中 交变电源的周期为 0.02 s，频率为 50 Hz，则副线圈得到的交变电流的频率也为 50 Hz，故 接入工作频率为 10 Hz 的电视不能正常工作，C 错误；由题图乙可知，原线圈所接电源的 电压有效值为 180 V，由理想变压器特点可知，变压比等于匝数比，则 U2 180 V， 120600 得 U236 V， B 中两灯泡接入电路时，原线圈中的电流 I
8、1 A0.44 A0.5 A，B 正确； 49 副线圈两端电压的有效值为 36 V，但其最大值大于电容器的耐压值，故 D 错误；由理想变 压器特点可知，原、副线圈消耗的功率相等，则 180 V0.5 A，解得 R14.4 36 V2R ，A 正确 8如图 5 甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1n251，电阻 R20 ，L1、L2 为规格相同的两只小灯泡，S1 为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压 u 随时 间 t 的变化关系如图乙所示现将 S1 接 1、S2 闭合，此时 L2 正常发光下列说法正确的 是( ) 图 5 A输入电压 u 的表达式 u 20 sin (100t) V2
9、 B只断开 S2 后，L1、L2 均正常发光 C只断开 S2 后，原线圈的输入功率增大 D若 S1 换接到 2 后，R 消耗的电功率为 0.8 W 答案 AD 解析 由题图可知，Um20 V，T0.02 s，则 100 rad/s，输入电压 u20 sin 2 2T 2 (100t) V，故 A 正确；由变压器的变压规律知： ，故 U2 V4 V， U1U2 n1n2 U1n2n1 2015 由题中将 S1 接 1、S2 闭合时，灯泡 L2 正常发光可得，灯泡 L2 的额定电压为 4 V，当只 断开 S2 后，副线圈两端电压不变，此时副线圈的负载为 L1、L2 串联，故 L1、L2 均不能 正
10、常发光，B 错；此时 P 出 ，副线圈负载 R 总增大，故 P 出减小，又 P 入P 出， U2R总 故原线圈的输入功率减小，C 错误；当 S1 换接到 2 后，副线圈的负载仅是电阻 R，故 P W0.8 W，D 正确 U2R 4220 9有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触 头 Q 调节，如图 6 所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻 R0 和滑动变阻器 R，在原线 圈上加一电压为 U 的交流电，则 ( ) 图 6 A保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表的读数变大 B保持 Q 的位置不动，将 P 向上滑动时，电流表的读数变小 C保持 P 的
11、位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表的读数变大 D保持 P 的位置不动，将 Q 向上滑动时，电流表的读数变小 答案 BC 解析 保持 Q 的位置不动，副线圈匝数不变，由 知 U2 不变，当 P 向上滑动时，R U1U2 n1n2 变大，由 I2 知 I2 减小，I1 减小，故电流表的读数变小，A 错误，B 正确；保持 P U2R0 R 的位置不动，将 Q 向上滑动时，副线圈的匝数增多，由 知 U2 增大，由 I2 U1U2 n1n2 知 I2 增大，I1 增大，故电流表的读数变大，C 正确，D 错误 U2R R0 三、填空题(本题共 2 小题，共 14 分) 10(6 分) 一交流电压随时间变
12、化的图象如图 7 所示，则此交流电的频率是 _ Hz， 若将该电压加在 10 F 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_V ；若将该电压 加在一阻值为 1 k 的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电 路中保险丝的额定电流不能低于_ A. 图 7 答案 50 200 0.14 解析 由题图知 T0.02 s，Um200 V 而 f 1T 所以 f50 Hz，电容器耐压值应不小于 200 V， I A0.14 A. Um2 1R 10021000 因为保险丝熔断电流指有效值，所以电路中保险丝熔断电流不能低于 0.14 A. 11(8 分) 有一个教学用的可拆变压器，如图 8
13、 甲所示，它有两个用相同的导线绕制的线圈 A、B，线圈外部还可以绕线 图 8 (1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了 A、B 线圈的电阻值，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 _线圈的匝数较多(选 项“A”或“B”) (2)如果把它看做理想变压器，现要测量 A 线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘 导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字 母表示)： _ _ _； A 线圈的匝数为 nA_.(用所测物理量符号表示) 答案 (1)24 A (2)用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制 n 匝线圈；
14、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 和绕制线圈的输出电压 U n(其他方法，只要合理即可) UAU 四、计算题(本大题共 4 小题，共 46 分) 12(9 分) 一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度 绕垂直于磁场方向 的固定轴转动，线圈匝数 n100 匝穿过每匝线圈的磁通量 随时间按正弦规律变化， 如图 9 所示，发电机内阻 r 5.0 ，外电路电阻 R95 .已知感应电动势的最大值 Em nm，其中 m 为穿过每匝线圈磁通量的最大值求串联在外电路中的交流电流表 (内阻不计) 的读数 图 9 答案 1.4 A 解析 从
15、t 图象可以看出 m1.0102 Wb ， T3.14102 s， 已知 Emnm， 又 ， 2T 故电路中电流最大值 Im EmR r n2mTR r A2 A. 10023.141.010 23.1410 295 5.0 交流电流表读数 IIm/ 1.4 A.2 13(9 分) 如图 10 所示，匝数为 100 匝、边长为 0.2 m 的正方形线圈，在磁感应强度为 2 T 的匀强磁场中，从中性面开始以 10 rad/s 的角速度绕 OO轴匀速转动若线圈自身电阻 为 2 ，负载电阻 R6 ，取 210，则开始转动 s 内在 R 上产生的热量为多少焦耳？ 120 图 10 答案 150 J 解
16、析 电动势最大值为 Em nBS10020.20.210 V80 V 有效值为：EEm/ 40 V2 2 电流有效值为： I A5 A ER r 4026 2 2 故产生的热量为 QI2Rt150 J. 14(14 分) 如图 11 所示，匀强磁场磁感应强度 B0.5 T，匝数为 n50 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 L25 cm，宽为 d20 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 图 11 (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 r0.02 ，外接一阻值为 13 的用电器，
17、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 et、it 图象 答案 见解析 解析 (1)线圈匝数 n50，磁场的磁感应强度 B0.5 T，线圈转动的角速度 2f2 rad/s50 rad/s，线圈的面积 SLd0.05 m2 1 50060 所以 EmnBS500.50.0550 V196 V 从图示位置计时，有 eEmcos t 196cos (50t) V. (2)若 r 0.02 ，则 r50 r 0.0250 1 R 总Rr 13 1 14
18、 Im A14 A EmR总 19614 所以 iImcos t14cos (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 e196sin (50 t) V，i 14sin (50t) A. (4)因为 50， 所以 T 0.04 s ，Em196 V，Im14 A 2 (1)(2)中的 et、it 图象分别如图甲、乙所示 甲 乙 15(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 1.8108 m，横截面积为 105 m2 的输电线向 4103 m 远处的输电，
19、要使发电机满 负荷运行时，输电线上的损失功率不超过发电机总功率的 4%，求： (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？ (3)想一想，当深夜接入电路的用电器减少时，用电器两端的电压是大于、小于还是等于 220 V？若用电器电路中电流为 100 A，求此时用电器两端的电压数值 答案 (1)112 (2)288 11 (3) 大于 220 V 227 V 解析 (1)输电要用两根导线，则输电线的电阻为 r 1.8108 14.4 2lS 2410310 5 由题意知 P 损P4% ( )
20、2r PU2 1050.04( )214.4 105U2 U26 000 V 升压变压器原、副线圈匝数比 . n1n2 U1U2 5006 000 112 (2)I2 A A PU2 1056103 503 U 损I2r 14.4 V240 V 503 而 U3U2U 损 6 000 V240 V5 760 V n3n4 U3U4 5 760220 28811 降压变压器原、副线圈匝数比为 28811 (3)用电器总数减少时，用电器两端电压将增大 由题知 I4100 A 则由 I4I3 n3n4 28811 所以 I3 1 100288 U 损 I3r 14.4 V55 V 1 100288 而 U1、U2 不变 U3 U2U 损 (6 00055) V5 945 V ， U3U4 n3n4 U4 U3 5 945 V227 V. n4n3 11288
