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高二物理交流电单元测试


高二物理《交流电》单元测试
一、选择题(共 12 小题,每小题 4 分,共 48 分)
1、某交变电流的方向在 1s 内改变 100 次,则其周期 T 和频率 f 分别为( A、T=0.01s B、T=0.02s C、f=100Hz D、f=50Hz )

2. 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。 3、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( ) 2 2 2 2 A. (2π l nB) /P B.2(π l nB) /P 2 2 2 2 C.(l nB) /2P D.(l nB) /P

A
l B u/V

4.如图为理想变压器原线圈所接交流电压的波形。原、副线圈匝数比 n1∶n2=10:1,串联在原线 u 圈电路中电流表的示数为 1A,下列说法正确的是( ) A.变压器输出端所接电压表的示数为 20 2 V B.变压器的输出功率为 200W C.变压器输出端的交流电的频率为 50Hz D.穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为 20 2 Wb/s
n2
200 2

0
-200 2

t/s
0.01 0.02

5.如图所示,某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节,原线 圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电,在其它条件不变的情 况下,为了使变压器输入功率增大,可使( ) A.原线圈匝数n1增加 C.负载电阻R的阻值增大 B.副线圈匝数n2增加 D.负载电阻R的阻值减小 )

6.下列所示的四个图中,能正确表示电流互感器工作的是哪个(

A A B C

1

5 . 如 图 4 - 5 所 示 为 理 想 变 压 器 原 线 A圈 所 D 接 交 流 电 压 的 波 形

7、如图所示中 A、B、C、D 是 4 种亮度可调的台灯的电路示意图,它们所用的白炽灯泡相同, 且都是 “220V, 40W” , 当灯泡所消耗的功率都调到 20W 时, 哪种台灯消耗的功率最小?( )

A B C D 8. 某发电厂原来用 11kV 的交流电压输电,后来改用升压变压器将电压升高到 220kV 输电,输送 的电功率都是 P,若输电线路的电阻为 R,则下列说法中正确的是( ) A. 据公式 I ? P / U ,提高电压后输电线上的电流降为原来的 1/20 B. 据公式 I ? U / R ,提高电压后输电线上的电流增为原来的 20 倍 C. 据公式 P ? I R ,提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的 1/400
2

D. 据公式 P ? U / R ,提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的 400 倍
2

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 如图所示,变压器的原、副线圈的匝数比一定,原线圈的电压为 U1 时,副线圈的输出电 压为 U2, L1、 L2、 L3 为三只完全相同的电灯, 开始时, 电键 K 开启, 然后当电键 K 闭合时 ( A.电压 U1 不变,U2 变大 B.电灯 L1 变亮,L2 变暗 C.电灯 L1 变暗,L2 变亮 D.原线圈中的电流变大 11、在远距离输电时,输送的电功率为 P,输电电压为 U,所用导线电阻率为ρ ,横截面积为 S, 总长度为 L,输电线损耗的电功率为 P′,用户得到的电功率为 P 用,则 P′、P 用的关系式正确 的是: ( ) )

2

12、如图 5 所示,A、B、C、D 是四个相同的白炽灯,都处于正常发光状态,则图中 ab、cd 两端 电压 U1 与 U2 之比是: ( A.3∶1 C.3∶2 ) B.4∶1 D.2∶1

图5

二、填空题(共 3 小题,共 14 分)
13、 (4 分)用电压 U 和 kU 通过同距离相同材料的输电线向用户输送同样的总功率,若要求输电 线损失的功率相同, 则前后两种情况输电线的横截面积之比为___________, 若采用同样粗细的导 线输电,则前后两种情况输电线损失的功率之比为________________。 14、 (4 分一个 n 匝矩形线圈,电阻为 R ,所围成的面积为 S ,在磁感强度为 B 的匀强磁场 中,绕垂直磁场的轴以角速度ω 匀速转动。从线圈平面垂直磁场的位置开始转过 90°的过程中, 线圈产生的平均感应电动势为 ,此过程线圈中产生的热量为 。 ,如将该

15(6 分)某交变电流的电压随时间的变化规律如图所示,则此交变电流的频率为 电压加在 10?F 的电容器上,则电容器的耐压值不应小于

。如将该电压加在一阻值为 1k?

的纯电阻用电器上,用电器恰能正常工作,为避意外,该电路中保险丝的额定电流不能低 于 ,如将该电压加在辉光电压为 100V 的氖管上,则每分钟内氖管发光时间为
u/v 200 0 -200 0.01 0.02



0.03

t/S

三、计算题(共 4 小题,38 分)
16、 (8 分)发电机转子是 100 匝边长为 20cm 的正方形线圈,将它置于 B=0.05T 的匀强磁场中, 绕着垂直于磁场方向的轴以 ? ? 100?rad / s 的角速度转动,转动开始时线圈平面与磁场方向垂 直,已知线圈的电阻为 2 ? ,外电路的电阻为 8 ? ,试求: (1)交变电流的瞬时表达式; (2)外电路上所消耗的功率; (3)如保持转子匀速转动,外力每 分钟需要对转子所做的功; (4)从计时开始,线圈转过 ? / 3 的过程中,通过外电阻的电量;

3

17(10 分)有条河流,流量 Q=2m3/s,落差 h=5m,现利用其发电,若发电机总效率为 50%,输出电 压为 240V,输电线总电阻 R=30Ω,允许损失功率为输出功率的 6%,为满足用电的需求,则该输 电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少?能使多少盏“ 220V,100W”的电 灯正常发光?(g=10m/s2)

18、 (10 分)如图所示,把电动势为 ? 、内电阻为 r 的交流电源接在理想变压器的输入端,输出端 接电阻为 R 的用电器。变压器原、副线圈匝数比为多大 时,用电器 R 上获得的功率最大?最大功率为多少?

图 21-17

19. (10 分)在真空中速度为 v ? 6.4 ? 10 m / s 的电子束连续地射入两平行极板之间,极板长度
7

为 l ? 8.0 ? 10 m , 间距为 d ? 5.0 ? 10 m 两极板不带电时, 电子束将沿两极板之间的中线通过, 在两极板上加—50Hz 的交变电压 u ? U 0 sin ?t ,如果所加电压的最大值 U 0 超过某一值 U C 时, 将开始出现以下现象: 电子束有时能过极板有时间断, 不能通过 (电子质量 me ? 0.91?10?30 kg , 电子电量 e ? ?1.60 ? 10
?19

?2

?3

C)

① 求 U C 的大小 ② 求 U 0 为何值才能使通过的时间 (?t ) 通 跟间断的时间 (?t )断 之比为: (?t ) 通 :

(?t )断 = 2 : 1

4

参考答案: 题号 答案
2

1 bd
2

2 d

3 b

4 bcd

5 bd

6 d

7 c

8 c

9 cd

10 c

11 ac

12 bc

13、K ,K 14、

EmT ? , 2?s 6 15. 50 Hz , 200V , 0.14 A , 40 S
16、(1) i ? 6.28sin 314t ( A) (4) q ? 10?2 C 17. 解:设ρ 为水的密度,ρ =1.0×103kg/m3. 电源端:P 输出=Qρ gh×50%=5×104w 输出电压 U0=240V 线路损耗Δ P 损=I 送 2R I 送=
P输出 ? 6% ?P 5 ?104 ? 0.06 = = A= 10A R R 30 P输出 I送 5 ?104 V=5 ?103 V 10

(2) P外 ? 158 W

(3) W ? 11831 J

送电电压 U 送=



升压变压比:n1∶n2=U0∶U 送=6∶125 输电线损失电压Δ U=I 送 R=10×30V=300V U1=U 送-Δ U=4700V U2=220V 升压变压比:n3∶n4= U1∶U2=235∶11 灯盏数 N=
P输出-?P P灯 = 5 ?104 -5 ?104 ? 0.06 =470 100

n 18.当 1 ? n2

?2 r 时, Pm ? 4r R
② U 0 ? 105 V

19. ① U C ? 91 V

5


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