2020学年高中物理 第五章 交变电流考前过关训练 新人教版选修3-2第五章 交变电流

2020学年高中物理 第五章 交变电流考前过关训练 新人教版选修3-2第五章 交变电流

第五章 交变电流 ‎ 考前过关训练 ‎(30分钟　50分)‎ 一、选择题(本题共4小题,每小题7分,共28分)‎ ‎1.(2020·武汉高二检测)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断 (　　)‎ A.在A和C时刻,线圈处于中性面位置 B.在B和D时刻,穿过线圈的磁通量为零 C.从A→D时间内,线圈转过的角度为π D.从O→D时间内,历时0.02 s,在1 s内交变电流的方向改变50次 ‎【解析】选C。由图象可知,A、C时刻感应电流最大,感应电动势也最大,此时线圈与中性面垂直,故A错误;由图象可知,在B、D时刻,感应电流为零,感应电动势也为零,此时线圈位于中性面上,穿过线圈的磁通量最大,故B错误;由图象可知,从A到D,线圈转过的角度为π,故C正确;由图象可知,从O到D是一个周期,时间为0.02 s,则1 s是50个周期,电流方向改变100次,故D错误。‎ ‎2.(多选)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,定值电阻R=10 Ω,其余电阻均不计,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压,则下列说法中正确的是 (　　)‎ A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22 V B.当单刀双掷开关与a连接且t=0.01 s时,电流表示数为零 C.当单刀双掷开关由a拨向b时,原线圈的输入功率变大 D.当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈输出电压的频率变为25 Hz ‎【解析】选A、C。原线圈输入电压的有效值为U1= V=220 V,当单刀双掷开关与a连接时,U2=U1=22 V,A选项正确;当t=0.01 s时,电流表示数不为零,电流表测量的是有效值,B选项错误;当单刀双掷开关由a拨向b时,U′2=U1=44 V,输出功率增大,原线圈的输入功率也增大,此时输出电压的频率不变,C选项正确,D选项错误。‎ ‎3.(2020·成都高二检测)可调理想变压器原线圈与一台小型发电机相连,副线圈与灯泡L、可调电阻R、电容器C连成如图所示的电路。当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方法有 A.增大发动机的转速　　 B.将滑片P向下滑动 C.将可调电阻R减小 D.增大电容器极板间的距离 ‎【解析】选A。要使灯泡变亮,应使副线圈两端电压增大,由Em=NBSω知,‎ 当增大发动机的转速时,交流电源的电压增大,根据理想变压器工作原理可知,副线圈两端电压增大, 灯泡变亮,故A正确;当滑片P向下滑动时,副线圈匝数减少,根据理想变压器工作原理可知,副线圈两端电压减小,灯泡变暗,故B错误;将可调电阻R减小,副线圈两端电压不变,通过灯泡的电流不变,灯泡亮度不变,故C错误;由C=知,当增大电容器极板间的距离时,电容器的电容减小,增大了容抗,通过灯泡的电流减小,灯泡变暗,故D错误。‎ ‎4.(2020·临沂高二检测)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R B.输电线上损耗的功率为R 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.采用更高的电压输电会降低输电效率 ‎【解析】选C。用户端电功率为P0,电压为U2,用户端电流I2=,但从输电线到用户端经过降压变压器,电流变大,即输电线电流小于I2,‎ 所以输电线上损耗的功率小于R,选项A错误。P0是用户端功率,而U1是电场输出电压,输电线电流不等于,所以损失的功率不等于R,选项B错误。设输电线上的电流为I,则损失的功率为I2R=R,P是电厂输出功率,U为升压变压器输出电压,所以输电电压越高,损失的功率越少,选项C正确。而输电的效率η==-1,输电电压越高,效率越高,选项D错误。‎ 二、计算题(22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)‎ ‎5.如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为10 cm和20 cm,内阻为5 Ω,在磁感应强度B=0.5 T的匀强磁场中绕OO′轴以 ‎50 rad/s的角速度匀速转动,线圈和电阻R=20 Ω相接,求:‎ ‎(1)S断开时,电压表示数。‎ ‎(2)S闭合时,电流表示数。‎ ‎(3)发电机正常工作时,R上所消耗的电功率是多少?‎ ‎(4)线圈从图示位置转过90°的过程中通过电阻R的电量为多少?‎ ‎【解析】(1)感应电动势最大值 Em=nBSω=100×0.5×0.1×0.2×50 V=50 V S断开时,电压表示数为感应电动势的有效值,即为E==50 V;电压表示数为 ‎50 V。‎ ‎(2)当电键S合上后,由闭合电路欧姆定律 I==A=2.0 A,即电流表示数为 2 A。‎ ‎(3)根据功能关系得,电阻R上消耗的电功率P=I2R=80 W。‎ ‎(4)根据q=It得:q==nBS 代入数据,解得 q=C=4×10-2C。‎ 答案:(1)50 V　(2)2 A　(3)80 W　(4)4×10-2C