2015-2016学年高中物理《交变电流》综合能力测试卷
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共17道小题,约5420字。
第5章 交变电流
本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。满分100分,时间90分钟
第Ⅰ卷(选择题 共40分)
一、选择题(共10小题,每小题4分,共40分,在每小题给出的四个选项中,第1~6小题只有一个选项符合题目要求,第7~10小题有多个选项符合题目要求,全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)
1.(北京市朝阳区2014~2015学年高二下学期期末)如图甲至丁是交流电发电过程的示意图,图中只示意了一匝线圈,线圈的AB边连在金属滑环K上,CD边连在滑环L上,导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接.线圈沿逆时针方向以角速度ω匀速转动,线圈的面积为S,磁场可视为水平向右的匀强磁场,磁感应强度为B,电路的总电阻为R、以下说法中正确的是 ( )
A.由甲转到乙的过程中,线圈中的电流方向为A→B→C→D→A
B.由丙转到丁的过程中,线圈中的电流方向为A→B→C→D→A
C.转到丙位置时,穿过线圈的磁通量为零
D.转动一圈的过程中,线圈产生的电能为2πωB2S2R
答案:B
解析:A.由甲转到乙的过程中,穿过线圈的磁通量变小,根据楞次定律,可以判断电流方向为A→D→C→B→A;故A错误;B.当线圈由丙转到丁的过程中,通过线圈的磁通量变小,根据楞次定律,可以判断电流方向为A→B→C→D→A;故B正确;C.丙位置时,线圈处于中性面上,此时磁通量最大,故C错误;D.转动一圈过程中,线圈中产生的能量Q=E2RT=nBSω222R×2πω=πn2B2S2ωR,故D错误。
2.(重庆一中2013~2014学年高二上学期期末)图甲、图乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化,下列说法正确的是 ( )
A.图甲表示交流电,图乙表示直流电
B.电压的有效值是311V
C.电压的有效值图甲大于图乙
D.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=220sin100πt(V)
答案:C
解析:由于两图中表示的电流方向都随时间变化,因此都为交流电,故A错误;两种电压的最大值是311V,有效值要小于311V,故B错误;由于对应相同时刻,图甲电压比图乙电压大,根据有效值的定义可知,图甲有效值要比图乙有效值大,故C正确;从图甲可知,Em=311V,ω=2πT=100π rad/s,所以图甲电压的瞬时值表达式为u=311sin100πt(V),故D错误。
3.(北京市西城区2013~2014学年高二下学期期末)如图所示,三只完全相同的灯泡a、b、c分别与盒子Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ中的三种元件串联,再将三者并联,接在正弦交变电路中,三只灯泡亮度相同。若保持电路两端电压有效值不变,将交变电流的频率增大,观察到灯a变暗、灯b变亮、灯c亮度不变。则三个盒子中的元件可能是 ( )
A.Ⅰ为电阻,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电感器
B.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电阻,Ⅲ为电容器
C.Ⅰ为电感器,Ⅱ为电容器,Ⅲ为电阻
D.Ⅰ为电容器,Ⅱ为电感器,Ⅲ为电阻
答案:C
解析:当交变电流的频率增大时,线圈的感抗变大,电容器的容抗变小,由灯a变暗,灯b变亮可知,Ⅱ为电容器,Ⅰ 为电感线圈,而电阻与交变电流的频率无关,故Ⅲ为电阻。
4.(河北衡水中学2013~2014学年高二上学期期中)如图甲所示,为一种调光台灯电路示意图,它通过双向可控硅电子器件(不分得电压)实现了无级调节亮度。给该台灯接220V的正弦交流电后加在灯管两端的电压如图乙所示,则此时交流电压表的示数为 ( )
A.220V B.110V
C.2202V D.1102V
答案:C
解析:设交流电的有效值为U,将交流电与直流电分别通过相同电阻R,分析一个周期内热量:
交流电Q=Um22R•T4+Um22R•T4
直流电Q=U2RT
解得:U=2202V
5.(华北师大二附中2014~2015学年高二检测)如图所示电路中,电源电压u=311sin100πtV,A、B间接有“220V 440W”的电暖宝、“220V 220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是 ( )
A.交流电压表的示数为311V
B.电路要正常工作,保险丝的额定电流不能小于32A
C.电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍
D.1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104J
答案:D
解析:由u=311sin100πtV可知,交变电压的有效值为220V,故交流电压表的示数为220V,选项A错误;由两用电器的额定功率为660W,根据P=UI可知,保险丝的额定电流应不小于3A,选项B错误;因抽油烟机220W包括热功率及机械功率,故电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍还要多,选项C错误;根据W=Pt可得1min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104J,选项D正确。
6.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=51,电阻R=20Ω,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流,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 ( )
A.输入电压u的表达式u=202sin(50πt)V
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0.8W
答案:D
解析:由题图知,Um=202V,T=0.02s,则ω=2πT=100πrad/s,输入电压u=202sin(100πt)V,故A错;由变压器的变压规律知:u1u2=n1n2,故u2=u1n2n1=20×15V=4V,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4V,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均不能正常发光,B错;此时P出=u22R总,副线圈负载R总增大,故P出减小,又P入=P出,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=U22R=4220W=0.8W,D正确。
7.如图所示,为了减少输电线路中电力损失,发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送,再经变电所将高压变为低压。某变电所将电压u0=11 0002sin100πtV的交流电降为220V供居民小区用电,则变电所变压器 ( )
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