单元质量评估二.docx
《单元质量评估二.docx》由会员分享，可在线阅读，更多相关《单元质量评估二.docx（13页珍藏版）》请在冰豆网上搜索。
单元质量评估二
单元质量评估
（二）
第五章
（90分钟100分）
一、选择题（本大题包括12小题，每小题5分,共60分。
每小题至少一个答案正确）
1.如图所示,一个单匝矩形线圈长为a,宽为b,置于磁感应强度为B的匀强磁场中,绕OO′轴以角速度ω匀速转动。
从图示位置开始计时,经过时间t时感应电动势为（）
A.ωabBsinωtB.ωabBcosωt
C.ωa2BcosωtD.ωb2Bcosωt
2.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交流电，以下说法中正确的是（）
A.线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次
B.线圈平面经过中性面时，产生感应电流最大
C.线圈每转动一周，感应电动势的方向都要变一次
D.线圈每转动一周，感应电流方向都要变一次
3.（2012·肇庆高二检测）一矩形金属线圈，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的电动势e随时间t变化的情况如图所示。
下列说法正确的是（）
A.此交流电的频率为0.5Hz
B.此交流电的电动势有效值为2V
C.t=0.01s时，线圈平面与磁场方向垂直
D.t=0.02s时，线圈磁通量Φ为零
4.一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生的感应电动势e=220
sin100πtV，则（）
A.t=0时，通过线圈的磁通量为零
B.t=0时，线圈位于中性面
C.t=0.005s时，e有最大值
D.t=0.05s时，e有最大值
5.如图为某种交变电流的波形图,每半个周期按各自的正弦规律变化,其有效值为（）
A.7AB.5A
C.3
AD.4
A
6.测电笔中的氖管起辉电压为86.6V，把它接到有效电压为70.7V、频率为
50Hz的余弦交流电源上，则氖管（）
A.不能发光B.能发光，每秒发光50次
C.能发光，每秒发光100次D.能发光，每秒发光200次
7.图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。
在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内（）
A.电流表A1的示数比A2的小
B.电流表A2的示数比A3的小
C.电流表A1和A2的示数相同
D.电流表的示数都不为零
8.电感和电容对交变电流的阻碍作用的大小不但跟电感、电容本身有关，还跟交流电的频率有关，下列说法中正确的是（）
A.电感是通直流、阻交流，通高频、阻低频
B.电感是通直流、阻交流，通低频、阻高频
C.电容是通直流、阻交流，通高频、阻低频
D.电容是通交流、隔直流，通低频、阻高频
9.如图所示，在铁芯上分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，n1线圈两端与u=51sin（314t）V的交流电源相连，将n2线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数是（）
A.2.0VB.9.0VC.12.7VD.144.0V
10.（2012·新课标全国卷）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原,副线圈都只取该线圈的某部分。
一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。
已知变压器线圈总匝数为1900匝,原线圈为1100匝,接在有效值为220V的交流电源上。
当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW。
设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为（）
A.380V和5.3AB.380V和9.1A
C.240V和5.3AD.240V和9.1A
11.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，但是我们在深夜时开灯，会比晚上七八点钟用电高峰时的电灯要亮，这是因为此时（）
A.总电阻比用电高峰时小，干路电流大，每盏灯分到的电压就大
B.总电阻比用电高峰时小，干路电流大，每一支路的电流就大
C.总电阻比用电高峰时大，干路电流小，输电线上损失的电压小
D.干路电流一定，支路比用电高峰时少，电流充足
12.如图所示,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R1、R2、R3、R4均为定值电阻,开关S是断开的。
V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和U2;A1、A2和A3为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3。
现闭合S,如果保持U1数值不变,下列推断中正确的是（）
A.U2变小、I3变小B.U2不变、I2变大
C.I1不变、I2变大D.I1变大、I3变大
二、计算题（本大题共4小题，共40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）
13.（8分）如图所示，把电压最大值为100V的交流电和电压为100V的直流电，分别加在两个完全相同的灯泡上，若后者灯泡正常发光，则前者的灯泡能否正常发光？
若不能正常发光，其功率为后者功率的多少倍？
14.（10分）如图所示，N=50匝的矩形线圈abcd,边长ab=20cm，ad=25cm，放在磁感应强度B=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n=3000r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=1Ω，外电路电阻R=9Ω，t=0时，线圈平面与磁感线平行,ab边正转出纸外、cd边转入纸内。
（1）t=0时感应电流的方向；
（2）写出线圈感应电动势的瞬时值表达式；
（3）线圈转一圈外力做多少功？
15.（10分）如图所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，交流电源电压U1＝220V，F为熔断电流为I0＝1.0A的保险丝，负载为一可变电阻。
（1）当电阻R＝100Ω时，保险丝能否被熔断?
（2）要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少？
16.（12分）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω。
（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。
（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1∶n2=22∶1的变压器降压，求用户得到的电压。
答案解析
1.【解析】选B。
因感应电动势最大值Em=BSω=Babω,从题图所示位置开始转动t时间,则经过时间t时感应电动势为e=Babωcosωt,故选B。
2.【解析】选A。
根据交变电流的产生过程可知，线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次，而每转动一周线圈要两次经过中性面，感应电流和感应电动势方向都要改变两次，故A项正确，C、D错；线圈平面经过中性面时，产生感应电流为零，故B项错。
3.【解析】选C。
由图像可以看出，此交变电流是正弦式电流，电压最大值为
2V，周期T=0.02s，所以频率f=
=50Hz；电动势的有效值E=
V=
V，所以选项A、B错；在t=0.01s和t=0.02s时，感应电动势为零，线圈没有切割磁感线的边，线圈平面与磁场方向垂直，线圈磁通量Φ最大，C项正确、D项错误。
4.【解析】选B、C。
由瞬时值表达式可知，感应电动势是按正弦规律变化的，所以t=0时，线圈位于中性面，磁通量最大，故选项A错，B正确；当t=
0.005s时，e=220
sin
V，e有最大值，C项正确，当t=0.05s时，e=
220
sin5πV=0，故选项D错误。
5.【解析】选B。
根据电流有效值的定义得（
）2·R·
·R·
=I2RT,解得I=5A,故B正确。
【变式备选】图中甲和乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流随时间的变化关系。
若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功W甲∶W乙为（）
A.1∶
B.1∶2C.1∶3D.1∶6
【解析】选C。
由题图知，乙为方波，电流大小不变，故等效电流为1A。
而甲电流变化的周期为6×10-2s，设等效电流为I，将此电流接入电阻为R的电路，则一个周期内应有I2RT=（
）2·R·
×2+0解得I=
A。
电路中消耗的电功为W=I2Rt，即W∝I2，W甲∶W乙=1∶3，C项正确。
6.【解析】选C。
交变电流电压的最大值为
×70.7V≈100V，大于起辉电压86.6V，故能发光，一个周期内发光两次，每秒发光100次。
7.【解析】选C。
由于B-t图像的斜率不变，根据法拉第电磁感应定律可知，副线圈中产生的感应电流恒定不变，为稳恒电流，电感线圈对稳恒电流没有阻碍作用，所以A1和A2的示数相同，电容器对稳恒电流相当于断路，所以A3的示数为0，正确答案为C。
8.【解析】选B。
电感线圈的作用是“通直流、阻交流，通低频、阻高频”，电容器的作用是“通交流、隔直流，通高频、阻低频”，故选项B正确。
9.【解析】选B。
根据线圈上所加电压的表达式可得，最大值为51V，所以有效值U1=
=36V。
若变压器为理想变压器：
，可得：
U2=9.0V，所以B正确。
【变式备选】将输入电压为220V、输出电压为6V的变压器，改绕成输出电压为30V的变压器。
若副线圈原来的匝数为30匝，原线圈匝数不变，则副线圈应增加的匝数是（）
A.150匝B.120匝C.130匝D.144匝
【解析】选B。
=
，因为副线圈的匝数是30匝，所以原线圈的匝数是1100匝，根据
，所以副线圈应该增加的匝数是120匝。
10.【解题指南】解答本题应把握以下两点：
（1）明确输出电压最大时，副线圈的匝数。
（2）根据电压、电流及功率与原、副线圈的匝数关系式求解。
【解析】选B。
由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：
，U1I1=P2。
所以,当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大，为n2=1900匝，负载R上的功率也最大，为2.0kW，则
U2=
V=380V，I1=
A=9.1A，故选项B正确。
【变式备选】如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1。
原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻。
若U0=220
V，ω=100πrad/s，则下述结论正确的是（）
A.副线圈中电压表的读数为55V
B.副线圈中输出交流电的周期为
πs
C.原线圈中电流表的读数为0.5A
D.原线圈中的输入功率为110
W
【解析】选A、C。
原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V，A对；电阻R中的电流为2A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P=220×0.5W=110W，D错；周期T=
=0.02s，B错。
11.【解析】选C。
深夜时开灯，并联的用电器少，用电器总电阻变大，总电流减小，线路电阻造成的损失电压ΔU=IR减小，电灯得到的电压变大，所以灯泡此时比晚上用电高峰时要亮一些。
故C选项正确。
12.【解题指南】本题实际上是变压器与远距离输电的结合，对于变压器，输入电压和输出电压不受用电器的影响，但是用电器的变化会影响电流的大小，从而影响电压损失。
【解析】选A。
因为变压器的匝数与U1不变,所以变压器的输出电压不变。
当S闭合时,因为负载增大,故原、副线圈中的电流I1、I2都变大,R1两端的电压增大,故R2、R3两端的电压将减小,I3变小,A正确。
13.【解析】后者能使灯泡正常发光，说明灯泡的额定电压为100V，前者电压最大值为100V，其有效值小于100V，不能使灯泡正常发光。
（3分）
交流电压的有效值为
U=
V，由P=
（2分）
知前者的功率P1=
（1分）
后者的功率P2=
（1分）
P1=
P2（1分）
答案：
不能
倍
14.【解析】
（1）根据ab、cd切割磁感线，由右手定则可得线圈感应电流方向为a→d→c→b→a（2分）
（2）线圈的角速度ω=2πn=2π×
rad/s=100πrad/s。
（1分）
设ab边在t=0时刻速度为vab,图示位置的感应电动势最大，其大小为Em=2NB
·vab=NB
·
·ω=50×0.4×0.20×0.25×100πV=314V（1分）
电动势的瞬时值表达式为e=314cos100πtV。
（1分）
（3）电动势的有效值E=
（2分）
线圈匀速转动的周期T=
s=0.02s（1分）
线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即W外力=
=98.6J。
（2分）
答案：
（1）a→d→c→b→a
（2）e=314cos100πtV
（3）98.6J
15.【解题指南】解答本题时应注意以下两点:
（1）保险丝是否熔断取决于原线圈中电流的有效值。
（2）原线圈中电流的大小由副线圈中电流决定。
【解析】
（1）由
得，副线圈两端的电压
U2=
U1=
×220V=110V（2分）
当R＝100Ω时，副线圈中电流
I2=
A=1.10A（1分）
原线圈中的电流为
I1=
·I2=
×1.10A=0.55A（2分）
由于I1＜I0（熔断电流），故保险丝不会熔断（1分）
（2）设电阻R取某一值R0时，原线圈中的电流I′1刚好达到熔断电流I0，即
I′1＝1.0A
则副线圈中的电流为
I′2=
I1=2×1.0A=2.0A（2分）
变阻器的最小阻值为R0=
Ω=55Ω（2分）
答案：
（1）不会
（2）电阻R的阻值不能小于55Ω
16.【解析】
（1）输电线上的电流强度为I=
A=52.63A（2分）
输电线路损耗的功率为
P损=I2R=52.632×6W≈16620W=16.62kW（3分）
（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为
I′=
A=4A（3分）
用户端在变压器降压前获得的电压
U1=U-I′R=（5000-4×6）V=4976V
根据
得
用户得到的电压为
U2=
×4976V=226.18V（4分）
答案：
（1）16.62kW
（2）226.18V
【总结提升】远距离输电的处理思路
（1）根据具体问题画出输电线路示意图；
（2）研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量；
（3）研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量；
（4）确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解。
升级会员 