届高考物理第一轮章末定时练习题10.docx

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届高考物理第一轮章末定时练习题10

章末定时练十　　　　

（时间：

60分钟）

一、选择题（每小题给出的四个选项中第1～8题只有一项符合题目要求，第9～12题有多项符合题目要求）

1．某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图1所示，由图中信息可以判断（　　）．

图1

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时刻到D时刻线圈转过的角度为2π

D．若从O时刻到D时刻历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次

解析　在A和C时刻产生的感应电流最大，此时对应的感应电动势最大，线圈平面与磁感线方向平行，A错误；在B和D时刻，产生的感应电流为零，此时通过线圈的磁通量最大，B错误；从A时刻到D时刻，对应

周期，即线圈转过的角度为

，C错误；若从O时刻到D时刻历时0.02s，则交变电流的周期为0.02s，而一个周期内交变电流的方向改变2次，故在1s内交变电流的方向改变100次，D正确．

答案　D

2．（2013·东北三校联考，8）关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是（　　）．

A．图甲中电流的峰值为2A，有效值为

A，周期为5s

B．图乙中电流的峰值为5A，有效值为2.5

A

C．图丙中电流的峰值为2A，有效值为

A

D．图丁中电流的最大值为4A，有效值为

A，周期为2s

解析　图甲是正弦式交变电流图线，峰值（最大值）为2A，有效值是峰值的

，即

A，周期为4s，所以A项错误；图乙电流大小改变但方向不变，所以不是交变电流，计算有效值时因为热效应与电流方向无关，所以仍是峰值的

，即2.5

A，所以B选项正确；图丙是图甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的

，所以C选项错误；图丁是交变电流图线，周期为2s，根据有效值定义则有：

42×R×

＋32×R×

＝I2RT，解得电流有效值I＝2.5

A，所以D选项错误．

答案　B

3．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图2所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则（　　）．

图2

A．流过电阻的最大电流是20A

B．与电阻并联的电压表的示数是141V

C．变压器的输入功率是1×103W

D．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103J

解析　由交流电压u随时间t的变化规律可知，输入的最大电压为220

V，由电压关系可知

＝

，可得输出电压的最大值为100

V，电压的有效值为100V，最大电流为10

A，电流的有效值为10A，选项A错误；电压表示数应为电压有效值，因此选项B错误；变压器的输出输入功率相等，可得P＝UI＝1×103W，选项C正确；在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热为Q＝I2Rt＝20J，选项D错误．

答案　C

4．（2013·河南郑州一模）如图3甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝10Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10V．图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t变化的图象．则（　　）．

图3

A．电阻R上的电功率为20W

B．0.02s时R两端的电压瞬时值为零

C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos100πt（V）

D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝1.41cos50πt（A）

解析　电阻R上的电功率为P＝

＝10W，选项A错误；由图乙知0.02s时磁通量变化率最大，R两端的电压瞬时值最大，选项B错误；R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝14.1cos100πt（V），通过R的电流i随时间t的变化规律是i＝

＝1.41cos100πt（A），选项C正确，D错误．

答案　C

5．如图4所示，接在照明电路中的自耦变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R.当滑动触头P向上移动一段距离后，下列说法正确的是（　　）．

图4

A．等效电阻R上消耗的功率变大

B．三个灯泡都变亮

C．原线圈两端的输入电压减小

D．原线圈中电流表示数减小

解析　自耦变压器的原、副线圈是同一个线圈，只是匝数不同而已．由题意知原线圈是副线圈的一部分.

＝

，当P上移时，U1、n2不变，n1变大时，U2变小，因负载电路结构不变，因此负载上的总电流I2＝

应变小，R上消耗的功率变小，由串、并联电路特点知三个灯泡都变暗，A、B都错误．由于原线圈的输入电压由外部电路决定，是不变的，C错误；由P入＝P出，U1I1＝U2I2＝

知，P出减小时，I1一定减小，电流表示数减小，D项正确．

答案　D

6．电阻为1Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴，在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图5所示．现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，下列判断正确的是（　　）．

图5

A．线圈转动的角速度ω＝100rad/s

B．在t＝0.01s时刻，穿过线圈的磁通量最大

C．电热丝两端的电压U＝100

V

D．电热丝此时的发热功率P＝1800W

解析　由题图可以看出该交变电流的周期T＝0.02s，则角速度ω＝

＝

＝100πrad/s，A项错．t＝0.01s时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零，B项错．电热丝两端电压为路端电压UR＝

U＝

×

＝90

V，故C项错．根据电功率公式P＝

＝

W＝1800W，故D项正确．

答案　D

7．理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图6甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的滑片，下列说法中正确的是（　　）．

图6

A．副线圈输出电压的频率为50Hz

B．副线圈输出电压的有效值为31V

C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小

D．P向右移动时，变压器的输出功率减小

解析　由交变电压的图象可知交变电流的周期为T＝2×10－2s，故f＝

＝50Hz，且变压器不能改变交变电流的频率，故选项A正确；由于交变电压的最大值为Um＝311V，故其有效值为U1＝

＝220V，经变压器后，由

＝

可得：

U2＝22V，故选项B错误；P向右移动时接入电路的电阻变小，故负载电阻变小，输出电流变大，输出电功率也变大，而原、副线圈的电流比不变，故选项C、D错误．

答案　A

8．如图7甲所示，理想变压器的原线圈电路中装有熔断电流0.5A的保险丝L，原线圈匝数n1＝600匝，副线圈匝数n2＝120匝．当原线圈接在如图乙所示的交流电源上时，要使整个电路和用电器都正常工作，则副线圈两端可以接

（　　）．

图7

A．阻值为12Ω的电阻

B．并联两盏“36V,40W”的灯泡

C．工作频率为10Hz的用电设备

D．耐压值为36V的电容器

解析　根据图乙可知，原线圈输入的交变电压的最大值U1m＝180

V，有效值U1＝180V，周期T1＝0.02s，频率f1＝1/T1＝50Hz.又n1∶n2＝5∶1，所以副线圈的输出电压的最大值为U2m＝36

V，有效值U2＝36V，周期T2＝T1＝0.02s，频率f2＝f1＝50Hz；若副线圈两端接阻值为12Ω的电阻，则I2＝U2/R＝3A，I1＝n2I2/n1＝0.6A>0.5A，即流过保险丝的电流超过了其熔断电流，选项A错误；若并联两盏“36V,40W”的灯泡，那么，灯泡两端电压刚好为其额定电压，此外，流过保险丝的电流I1＝n2I2/n1＝0.2I2＝0.2×2×

A＝

A<0.5A，显然，整个电路和用电器均能正常工作，所以选项B正确；由于输出交流电的频率为50Hz，所以副线圈两端不可以接工作频率为10Hz的用电设备，选项C错误；电容器的耐压值指的是允许通过的最大电压值，题中副线圈输出电压的最大值为U2m＝36

V>36V，即超过了电容器的耐压值，所以选项D错误．

答案　B

9．某小型水电站的电能输送示意图如图8甲所示，发电机的输出电压变化规律如图乙．输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（　　）．

图8

A．乙图中电压的瞬时值表达式为u＝220

sin100πtV

B．乙图中电压的有效值和用电器的额定电压都是220V，所以

＝

C．通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大

D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率

解析　由于输电线上电阻会损失电压、电功率，使得U2>U3，故P2>P3，选项D正确；因为

＝

，

＝

，由于U1＝U4＝220V，U2>U3，所以

<

，选项B错误；由交流电及变压器基础知识可知选项A对，C错．

答案　AD

10．如图9所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有（　　）．

图9

A．U2减小，U4变大　B．U2不变，U3变小

C．P1变小，P2变小　D．P2变大，P3变大

解析　当用户消耗的电功率增大时，升压变压器的输入功率必增大，即P1增大，由于输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2不变，由于P1增大，由P1＝U1I1＝P2＝U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由闭合电路欧姆定律得：

U3＝U2－I2R，故U3减小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随着U3减小，U4减小，A错误，B正确；由于用户消耗的电功率增加，即P4增加，理想变压器无功率损耗可得：

P3＝P4，功率P3也增加，故C错误，D正确．

答案　BD

11．（2013·中山模拟）如图10甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22W．现闭合开关，灯泡正常发光．则（　　）．

图10

A．t＝0.01s时刻穿过线框回路的磁通量为零

B．交流发电机的转速为50r/s

C．变压器原线圈中电流表示数为1A

D．灯泡的额定电压为220

V

解析　由题图知t＝0.01s时e＝0，此时线圈平面位于中性面，磁通量最大，A错；周期T＝0.02s，所以n＝

＝50r/s，B对；由理想变压器原理得：

＝

，其中U1＝

V，得UL＝220V，IL＝

＝0.1A，而

＝

，得I1＝1A，C对；灯泡的额定电压为交流电压的有效值220V，D错．

答案　BC

12．如图11所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是（　　）．

图11

A．两电压表的示数之比为U1∶U2＝n1∶n2

B．电压表V1示数等于NBωL2

C．当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大

D．变压器的输入功率与输出功率之比为1∶1

解析　变压器的电压之比等于线圈匝数