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第五章过关检测(时间:45分钟满分:100分)一、选择题(本题共8小题,每小题6分,共48分。有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确,选对得6分,漏选得4分,错选得0分,把正确选项前的字母填在题后的括号内)1.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的,可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗,这是因为此时()。A.总电阻比深夜时大,干路电流小,每盏灯分到的电压就小B.总电阻比深夜时大,干路电流小,每一支路的电流就小C.总电阻比深夜时小,干路电流大,输电线上损失的电压大D.干路电流一定,支路比深夜时多,分去了一部分电流答案:C解析:总电阻减小,总电流增大,线路电路造成的损失电压ΔU=IR线增大,电灯得到的电压减小,所以灯泡此时显得要暗些。2.线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e=10sin20πtV,则下列说法正确的是()。A.t=0时,线圈平面位于中性面B.t=0时,穿过线圈的磁通量最大C.t=0时,导线切割磁感线的有效速度最大D.t=0.4s时,e达到峰值10V答案:AB解析:根据交流电动势的瞬时值表达式可判断为正弦式交变电流,当t=0时,e=0,所以此时磁通量的变化率为零,导线切割磁感线的有效速度为零,但此时穿过线圈的磁通量最大,线圈平面位于中性面,所以A、B正确,C错误;当t=0.4s时,e=10sin20πtV=10sin8πV=0,所以D错误。3.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示,则下列说法正确的是()。A.t=0时刻,线圈平面与中性面垂直B.t=0.01s时刻,Φ的变化率最大C.t=0.02s时刻,交流电动势达到最大D.该线圈相应产生的感应电动势的图象如图乙所示答案:B解析:由图甲可知t=0时刻穿过线圈的磁通量最大,线圈在中性面位置,A错误;t=0.01s时,Φ=0,Φ的变化率最大,交流电动势最大,B正确;t=0.02s时,Φ最大,交流电动势为零,C错误;由以上分析可知D错误。4.一根电阻丝接入100V的恒定电压电路中,在1min内产生的热量为Q,同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中,在2min内产生的热量也为Q,则该交流电压的峰值是()。A.141.4VB.100VC.70.7VD.50V答案:B解析:根据Q=得=,U=100/V,Um=U=100V。5.(2011·全国新课标)如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1∶2,副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关,灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则()。A.U=110V,I=0.2AB.U=110V,I=0.05AC.U=110V,I=0.2AD.U=110V,I=0.2A答案:A解析:由灯泡正常发光可知,U'=220V,I'==0.1A;U=U'=110V,I=I'=0.2A,电压表、电流表的示数均为有效值,故选项A正确。6.(2009·四川理综)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1=20Ω,R2=30Ω,C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示,则()。A.交流电的频率为0.02HzB.原线圈输入电压的最大值为200VC.电阻R2的电功率约为6.67WD.通过R3的电流始终为零答案:C解析:周期T=0.02s,f==50Hz,A错;U输出=×R1=10V,U输入=U输出=100V,输入电压最大值Um=U输出=200V,B错;U1=R1=10V,U2=U1,P2==W=6.67W,C对;电容器通交流,隔直流,I3≠0,D错。7.如图所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2,输电线的等效电阻为R。开始时,开关S断开。当S闭合时,以下说法中不正确的是()。A.副线圈两端M、N的输出电压减小B.副线圈输电线的等效电阻R上的电压降增大C.通过灯泡L1的电流减小D.原线圈中的电流增大答案:A解析:理想变压器输入电压不变,则副线圈M、N两端的输出电压不变。S闭合时,总电阻变小,由欧姆定律I2=知,流过R的电流增大,电阻R上的电压降UR=I2R增大。副线圈中的电流增大,而输入功率等于输出功率,即I1U1=I2U2,故原线圈中的电流I1也增大。UMN不变,UR变大,所以=UMN-UR变小,流过灯泡L1的电流减小,故应选A项。8.如图(a)所示,A、B为两个相同的环形线圈,共轴并靠近放置,A线圈中通有如图(b)所示的电流i,则下列说法中错误的是()。A.在t1~t2时间内A、B两线圈相吸B.在t2~t3时间内A、B两线圈相斥C.t1时刻两线圈间的相互作用力为零D.t2时刻两线圈间的相互作用力最大答案:D解析:在t1~t2时间内,穿过B线圈的磁通量变小,B中产生与A中方向相同的感应电流,两线圈相吸,同理t2~t3时间内两线圈相斥。t1时刻=0,故B中感应电流为零,两线圈间的相互作用力为零。t2时刻i=0,即A线圈中电流为零,故A、B间无相互作用力。由以上分析知,只有选项D是错误的。二、填空题(本题共2小题,共17分。将正确答案填在题中横线上或按题目要求作答)9.(9分)在交流电路中,如果电源电动势的最大值不变,频率可以改变,在如图所示电路的a、b两点间逐次将图中的电路元件(1)(2)(3)单独接入,当使交变频率增加时,可以观察到A1读数,A2读数,A3读数。(以上各空填“不变”“增大”或“减小”)答案:增大不变减小解析:接入(1)时,电容对交变电流有阻碍作用,而容抗随交流电的频率增加而减小,故A1读数增大;接入(2)时,电阻对交变电流有阻碍作用,且电阻的大小与交变电流的频率无关,故交变电流的频率增加时,A2读数不变;接入(3)时,电感对交变电流有阻碍作用,而感抗随交变电流频率的增加而增大,故当交变电流的频率增加时,A3的读数减小。10.(8分)闭合线圈在匀强磁场中匀速转动,转速为240r/min,若线圈平面转至与磁感线平行时的电动势为2V,则从中性面开始计时,所产生的感应电动势表达式为e=V,从中性面起经s,感应电动势的大小为。答案:2sin8πt1V解析:由n=240r/min=r/s=4r/s得ω=2πn=2π×4rad/s=8πrad/s,当线圈平面与磁感线平行时,感应电动势最大,即Em=2V。所以e=Emsinωt=2sin8πtVt=s时,e=2sin8π×V=2sinV=2×V=1V。三、解答题(本题共2小题,共35分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位)11.(18分)如图所示,AB间为交流电源,电压u=311sin100πt,经过某“过滤”装置P后将如图甲所示正弦交流电滤去一半,得到如图乙所示的交流电,求:(1)CD间接打点计时器时打点周期为多大?(2)CD间接有“220V40W”灯泡时其发光功率为多大?(3)CD间能否连接“220V20μF”的电容器?答案:(1)见解析(2)20W(3)不能解析:(1)过滤前交流电的周期T==s=0.02s。过滤前打点计时器每经0.02s打一次点。过滤后电流变化周期还是0.02s。如果打点计时器的振针是向下振动时,打点周期不变,为0.02s;若打点计时器的振针向上振动时,不能打点。(2)题图乙所示交流电的有效值为U,有·=·TU=Um=V。由P=知=知此时小灯泡的功率P=20W。(3)过滤后,电流的最大值不变,大小为311V,电容器的电压“220V”是击穿电压,所以不能直接连接在CD间。12.(17分)(2011·宁德高二检测)一个小型水力发电站(如图所示),发电机输出电压U0=250V,内电阻可以忽略不计,最大输出功率为Pm=30kW,它通过总电阻R线=2.0Ω的输电线直接向远处的居民区供电。设居民区所有用电器都是额定电压U用=220V的白炽灯,总功率为P用=22kW,不计灯丝电阻随温度的变化。(1)当居民区的电灯全部使用时,电灯两端的电压是多少伏?发电机实际输出的电功率多大?(2)若采用高压输电,在发电机端用升压变压器,在用户端用降压变压器,且不计变压器和用户线路的损耗。已知用户变压器的降压比为40∶1,当全部用户电灯正常发光时,输电线上损耗的功率多大?答案:(1)131V14.9kW(2)12.5W解析:(1)如题图,由P用=/R用求得用户总的电阻R用=2.2Ω,电路中的电流为I=U0/(R用+R线)=250V/4.2Ω=59.5AU灯=IR用=130.9V≈131VP输=U0I=14875W≈14.9kW。(2)如题图,P用=U4I4,U4=220V,I4==100AI3/I4=n4/n3,I3=I4/40=2.5AP损=R线=12.5W。