高考物理一轮练习 10单元过关检测 新人教版
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- 1 - 单元过关检测 (时间:90分钟 满分:100分) 一、选择题(本大题共12个小题,每小题5分,共计60分.每小题只有一个答案正确,把正确选项前的字母填在题后的括号内) 1.如图所示,一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO′以恒定的角速度ω转动,从线圈平面与磁场方向平
行时开始计时,则在0~π2ω这段时间内( ) A.线圈中的感应电流一直在减小 B.线圈中的感应电流先增大后减小 C.穿过线圈的磁通量一直在减小 D.穿过线圈的磁通量的变化率先增大后减小
解析:线圈从图示位置开始计时,其瞬时感应电流为i=Imcos ωt,在0~π2ω内,ωt由0
到π2,所以感应电流在减小,感应电动势在减小,因此ΔΦΔt也在减小,A正确,B、D错误.但线圈平面与磁场方向的夹角在增大,因而穿过线圈的磁通量增大,C错误. 答案:A 2.如图所示,L1、L2是高压输电线,图中两电表示数分别是220 V和10 A,已知图(甲)中原、副线圈匝数比为100∶1,图(乙)中原、副线圈匝数比为1∶10,则( )
A.图(甲)中的电表是电压表,输电电压为22 000 V B.图(甲)是电流互感器,输电电流是100 A C.图(乙)中的电表是电压表,输电电压为22 000 V D.图(乙)是电流互感器,输电电流是10 A 解析:根据输入端的连接关系可知,题图(甲)为电压互感器,图中电表为电压表;图(乙)为电流互感器,图中的电表为电流表.根据变压器的电压、电流与匝数的关系可得,图(甲)
中原副线圈电压关系为U1220=1001,所以输电电压U1=22 000 V;图(乙)中原副线圈中电流 - 2 -
关系为I110=101,所以输电电流I1=100 A,故A正确.
答案:A 3.(2012年北京海淀期末)如图所示,矩形导体线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动,沿着OO′方向观察,线圈沿逆时针方向转动.已知匀强磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,ab边的边长为L1,ad边的边长为L2,线圈电阻为R,转动的角速度为ω,则当线圈转至图示位置时( ) A.线圈中感应电流的方向为abcda B.线圈中的感应电动势为2nBL2ω C.穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大
D.线圈ad边所受安培力的大小为n2B2L1L22ω2R 解析:由右手定则可知,ad棒中的电流从a到d,选项A错误;图示位置两根导体棒ad、bc同时切割磁感线,感应电动势E=2nBL2v=2nBL2·L12ω=nBL2·L1ω,选项B错误;此位置穿过线圈的磁通量为零,但磁通量的变化率最大,选项C正确;ad边所受安培力的大小为F安=nBIL2=nBnBL2L1ωRL2=n2B2L1L22ωR,选项D错误. 答案:C 4.(2011年浙江理综)如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈,上线圈两端与u=51 sin 314t V的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是( ) A.2.0 V B.9.0 V C.12.7 V D.144.0 V
解析:若未考虑铁芯的漏磁因素,上线圈电压有效值U1=512=36 V,按变压器的变压比U1
U2
=n1n2得U2=n2n1U1=9.0 V,而实际上副线圈磁通量Φ2U2n2,则应选A. 答案:A 5.如图所示,理想变压器初级线圈的匝数为n1,次级线圈的匝数为n2,初级线圈的两端a、b接正弦交流电,电压表V的示数为220 V,负载电阻为R=44 Ω,电流表A1的示数是0.20 A.下列说法正确的是( ) - 3 -
A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1 B.初级线圈和次级线圈的匝数比为4∶1 C.电流表A2的示数为1.0 A D.电流表A2的示数为0.4 A 解析:由P入=P出得:220×0.2=I22×44,I2=1 A,C正确、D错误.U2=I2R2=44 V,
所以匝数比n1n2=U1U2=22044=51,A、B错误. 答案:C 6.如图所示,一个匝数为10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,周期为T.若把万用电表的选择开关拨到交流电压挡,测得a、b两点间的电压为20.0 V,则可知:从中性面开始计时,当t=T/8时,穿过线圈的磁通量的变化率约为( ) A.1.41 Wb/s B.2.0 Wb/s C.14.1 Wb/s D.20.0 Wb/s 解析:由于电压表测量的是交变电流有效值,由此可以计算出交变电压的最大值为Em=2
E=202 V;交变电压的瞬时表达式为:e=202sin 2πTt;当t=T/8时的瞬时值为:e=20 V;由法拉第电磁感应定律知,对应该时刻磁通量的变化率为ΔΦΔt=2.0 Wb/s,故B正
确. 答案:B 7.如图所示,P为一理想自耦变压器的滑片,Q为滑动变阻器的滑动触头.在输入交变电压一定的条件下,下列说法正确的是( ) A.Q不动,P向下移动,电流表示数减小,电压表示数增大 B.Q不动,P向上移动,电流表示数减小,电压表示数增大 C.P不动,Q向上移动,电流表示数增大,电压表示数不变 D.P不动,Q向下移动,电流表示数增大,电压表示数不变
解析:题图为升压自耦变压器,当Q不变P下移时,n1减小U2增大,副线圈电流I2=U2
R
增大,原线圈电流I1增大,读数增大,故A错误;当Q不变P上移时n1增大U2减
小,读数减小,I2减小,I1也减小,B错误;当P不动时n1不变,由U1U2=n1n2知U2不变,读数不变,Q上移R减小I2增大I1增大,读数增大,C正确,D错误. - 4 -
答案:C 8.如图甲,两个相同的灯泡串联,并和电压表、电流表一起连接在正弦交变电源上,每只灯泡的电阻R=110 Ω.如图乙是交变电源输出电压随时间t变化的图象,则( )
A.电压表读数是311 V B.电流表读数是2 A C.每只小灯泡两端电压随时间变化的规律是UR= 311cos (100πt) V D.通过每只灯泡的电流随时间变化的规律是i=2cos (100πt) A 解析:由题图乙,输出电压最大值为311 V,则有效值为220 V,故电压表示数应为220 V,
A错.电流表示数为1 A,B错.灯泡两端电压随时间变化规律为UR=3112cos (100πt) V,
C错.电流i=2cos (100πt) A,D正确. 答案:D 9.某小型水电站的电能输送示意图如下图所示,发电机的输出电压为200 V,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220 V的用电器正常工作,则( )
A.n2n1=n3n4 B.n2n1C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 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:由于输电线上的功率损耗,故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率,
P出-P损=P入,故D正确.U2U1=n2n1,U3U4=n3n4,因为U1=200 VU3=U2-U线,故n2n1>n3
n4
,A错.
答案:D - 5 -
10.(2011年福建理综)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1,电阻R=20 Ω,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源,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0.8 W
解析:由图象可知Um=202 V,T=0.02 s,故ω=2πT=100π rad/s,即输入电压u的表
达式u=202sin (100πt)V,所以A项错误.断开S2后两灯泡串联,总电压仍为4 V,所
以L1、L2均不能正常发光,B项错误.根据P入=P出=U2R可知断开S2后R增大,P入变
小,C项错误.若S1接2,由P=U2R可得P=4220 W=0.8 W,故答案为D.
答案:D 11.如图所示,有一理想变压器,原、副线圈的匝数比为n,原线圈接正弦交流电压U,输出端接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后,电流表读数为I,电动机带动一重物匀速上升,下列判断正确的是( ) A.原线圈中的电流为nI B.变压器的输入功率为UI/n C.电动机输出的总功率为I2R D.电动机两端电压为IR
解析:电流表的读数为副线圈电流,所以原线圈电流为In,故A错误;原线圈的输入功率
则为UIn,故B对;电动机上的热功率为I2R,电动机消耗功率为UIn,两端电压为Un,故C、D错误. 答案:B 12.为了测一个已知额定电压为100 V的灯泡的额定功率,设计了