人教版高中物理选修3-2高二年级单元测试卷(交变电流).docx
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唐玲
高中物理学习材料
唐玲收集整理
高二年级物理单元测试卷(交变电流)
本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。共100分。考试时间90分钟。
第Ⅰ卷(选择题部分 42分)
一 选择题(每小题3分,共42分。下列每小题所给选项至少有一项符合题意,请将正确答案的序号填涂在答题卡上。全对得3分,对而不全得1分)
1、矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直磁感线方向的轴匀速转动,当线圈通过中性面时,下列说法中正确的是( )
A.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势最大
B.穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势最大
C.穿过线圈的磁通量最大,线圈中的感应电动势等于零
D.穿过线圈的磁通量等于零,线圈中的感应电动势等于零
2、小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示.此线圈与一个R = 9Ω的电阻构成闭合电路,线圈自身的电阻r = 1Ω,下列说法正确的是( )
A.交变电流的周期为0.2 s
B.交变电流的频率为2.5Hz
C.发电机输出的电压有效值为V
D.发电机输出的电功率为18W
3、如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感强度为B的匀强磁场中绕OO'轴以角速度ω匀速转动,外电路电阻为R.在线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法正确的是( )
A. 磁通量的变化量
B. 通过电阻R的电量
C.电阻R产生的焦耳热Q= (NBSω)2/2R
D.电阻R产生的焦耳热Q= (NBS)2ωRπ/4(R+r)2 唐玲 4、如图所示,处在磁感应强度为B的匀强磁场中的单匝矩线圈abcd,以恒定的角速度 绕ab边转动,磁场方向垂直于纸面向里,线圈所围面积为S,线圈导线的总电阻为R,t=0时刻线圈平面与纸面重合,且cd边正在离开纸面向外运动。则 ( )
A.时刻t线圈中电流的瞬时值i=
B.线圈中电流的有效值
C.线圈中电流的有效值
D.线圈消耗的电功率
5、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l,它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动,转速为n,导线在a、b两处通过电刷与外电路连接,外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分的电阻不计,灯泡的电阻应为 ( )
A.(2πl2nB)2/P B.2(πl2nB)2/P C.(l2nB)2/2P D.(l2nB)2/P
6、如图所示,图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象,当调整线圈转速后,所产生正弦交流电的图象如图线b所示,以下关于这两个正弦交流电的说法错误的是 (
)
A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁爱量均为零
B.线圈先后两次转速之比为3:2
C.交流电a的瞬时值为
D.交流电b的最大值为
7、电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律(有关感应电动势大小的规律)、安培定律(磁场对电流作用的规律)都是一些重要的规律,右图为远距离输电系统的示意图(为了简单,设用户的电器是电动机),下列选项中正确的是 ( )
A.发电机能发电的主要原理是库仑定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动机通电后能转动起来的唐玲 主要原理是法拉第电磁感应定律
B.发电机能发电的主要原理是安培定律 变压器能变压的主要原理是欧姆定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律
C.发电机能发电的主要原理是欧姆定律 变压器能变压的主要原理是库仑定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律
D.发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律 变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律 电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律
8、电阻R1、R2交流电源按照图1所示方式连接,R1=10,R2=20。合上开关后S后,通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图2所示。则( )
A、通过R1的电流的有效值是1.2A
B、R1两端的电压有效值是6V
C、通过R2的电流的有效值是1.2A
D、R2两端的电压有效值是6V
9、将一个半径为10cm的100匝圆形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方向垂直,线框总电阻为3.14Ω,磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示。则线框中感应电流的有效值为 ( )
A.×10-2A B.2×10-2A
C.2×10-2A D.×10-2A
10、“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器,它们的固有频率分别处于高音、音低频段,分别称为高音扬声器和低音扬声器.音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来,送往相应的扬声器,以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动.图为音箱的电路图,高、低频混合电流电a、b端输入,L1和L2是线圈,C1和C2是电容器,则:( )
A.甲扬声器是高音扬声器
B.C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器
C.L1的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器
D.L2的作用是减弱乙扬声器的低频电流
11、在收音机线路中,经天线接收下来的电信号既有高频成份,又有低频成份,经放大后送到下一级,需要把低频成份和高频成份分开,只让低频成份输送到再下一级,我们可以采用如图所示电路,其中a、b应选择的元件是( )
A.a是电容较大的电容器,b是低频扼流圈
B.a是电容较大的电容器,b是高频扼流圈
C.a是电容较小的电容器,b是低频扼流圈
D.a是电容较小的电容器,b是高频扼流圈
12、如图所示,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,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220sin100πt(V),则( ) 唐玲 A. 当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22V
B. 当t=s时,c、d间的电压瞬时值为110V
C. 单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器触头P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小
D. 当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变小
13、如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图.变压器输入电压是市电网的电压,不会有很大的波动.输出电压通过输电线输送给用户,输电线的电阻用R0表示,变阻器R表示用户用电器的总电阻,当滑动变阻器触头P向下移动时,下列说法中错误的是( )
A.相当于在增加用电器的数目
B.变压器的输入功率在增大
C.A1表的示数随A2表的示数的增大而增大
D.V1表的示数随V2表的示数的增大而增大
14、如图所示为理想变压器,A1、A2为理想交流电流表,V1、V2分别为理想交流电压表,R1、R2、R3为电阻,原线圈两端接电压一定的正弦交流电源,当开关S闭合时,各交流电表的示数变化情况应是( )
A.交流电流表Al读数变大;
B.交流电流表A2读数变大;
C.交流电压表V1读数变小;
D.交流电压表V2读数变小。
第Ⅱ卷 客观题部分(58分)
二、实验题(10分)
15、有一个教学用的可拆变压器,如下图甲所示,它有两个外观基本相同的线圈A、B,线圈外部还可以绕线.
(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值,指针分别对应图乙中的a、b位置,则A线圈的电阻为________Ω,由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”).
(2)如果把它看做理想变压器,现要测量A线圈的匝数,提供的器材有:一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源,请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量,并用字母表示):________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________; 唐玲 A线圈的匝数为nA=________.(用所测物理量符号表示)
二、计算题.本题共4小题,每题12分,共48分.解答应写出文字说明、方程式和重要演算步骤,只写出最后答案的不能给分.有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位.
16、如下图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的匝数n=100、电阻r=10 Ω,线圈的两端经集流环与电阻R连接,电阻R=90 Ω,与R并联的交流电压表为理想电表.在t=0时刻,线圈平面与磁场方向平行,穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按下图乙所示正弦规律变化.求:
(1)交流发电机产生的电动势最大值;
(2)电路中交流电压表的示数.
17、如下图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图,它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=0.10 m、匝数n=20匝的线圈,磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右视图如下图乙所示).在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B=0.20π T,线圈的电阻为R1=0.50 Ω,它的引出线接有R2=9.5 Ω的小电珠L.外力推动线圈框架的P端,使线圈沿轴线做往复运动,便有电流通过小电珠.当线圈运动速度v随时间t变化的规律如下图丙所示时(摩擦等损耗不计).求:
(1)小电珠中电流的最大值;
(2)电压表的示数;
(3)t=0.1 s时外力F的大小;
(4)在不改变发电装置结构的条件下,要使小电珠的功率提高双倍,可采取什么办法(至少说出两种方法)?
18、如图所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝,总电阻r=1.0 Ω,所围成矩形的面积S=0.040 m2,小灯泡的电阻R=9.0 Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e=nBmS2πTcos 2πTt,其中Bm为磁感应强度的最大值,T为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化,求: