高二物理交变电流综合测试题

高二物理交变电流综合测试题考点：1．交变电流、交变电流的图像2．正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值3．理想变压器4．远距离输电一、本题共10小题；每小题4分，共40分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确。全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分。1．一交变电压的表达式为u＝1002sin100πtV，由此表达式可知[]A．用电压表测该电压其示数为100VB．该交变电压的周期为0.02sC．将该电压加在100Ω的电阻两端，电阻消耗的电功率为50WD．t＝1/400s时，该交流电压的即时值为50V2．矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图像如图1所示，则（）A．t1，t3线圈通过中性面C．t1，t3图1线圈中磁通量变化率最大B．t2，t4线圈中磁通量最大D．t2，t4线圈平面与中性面垂直3、在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用输电导线的电阻率为，截面面积为S，导线的总长度为L．输电线上损耗的电功率为1P，用户得到的电功率为2P，下列关于1P和2P的表达式中正确的是：（）A、LSUP21B、SULPP221C、LSUPP22D、)1(22SULPPP图24、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2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；5、如图3所示，平行金属板间有一静止的正电粒子，若两板间加电压u=Umsinωt，则粒子的（）A、位移一定按正弦规律变化；B、速度一定按正弦规律变化；C、加速度一定按正弦规律变化；D、粒子在两板间作简谐运动；6、正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图4所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10V，图5是交变电源输出电压u随时间t变化的图象.则（）A、通过R的电流i随时间t变化的规律是i=1.414cos100πt(A)B、通过R的电流i随时间t变化的规律是i=1.414cos50πt(A)C、R两端的电压u随时间t变化的规律是u=7.07cos100πt(V)D、R两端的电压u随时间t变化的规律是u=7.07cos50πt(V)7、如图6，四图中的a、b均为输入端，接交流电源；c、d均为输出端，则A、B、C、D四图中，输出电压大于输入电压的电路是（）图68、图7中是电流互感器使用原理，以下说法正确的是：（）A、图中电流表的示数比直接接在ab间时示数小;B、图中电流表的示数就是ab间的电流大小;C、原理图有错误，原线圈匝数应比副线圈匝数少;D、因变压器将电压升高了，所以电流表示数比把电流表直接接到ab间时示数大;图79．如图8为“热得快”热水器电路图和简易图。现接通电源，发现该热水器没有发热，并且热水器上的指示灯也不亮，现用交流电压表测得热水器A、B两端的电压为220V，指示灯两端电压为220V。该热水器的问题在于（）A．连接热水器和电源之间的导线断开B．电阻丝熔断，同时指示灯烧毁C．连接电阻丝与指示灯的导线发生了短路D．同时发生了以上各种情况10．在交变电流电路中，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9中的电路元件甲、乙、丙单独接入，当使交流电频率增加时，可以观察到下列论述的哪种情况（）A．A1读数不变，A2增大，A3减小B．A1读数减小，A2不变，A3增大C．A1读数增大，A2不变，A3减小D．A1，A2，A3读数均不变二.本题共3小题，共20分。把答案填在题中的横线上或按题目的要求作答。V交变电源~图4u/Vt/×10-2sOUm-Um12图5baBl11．(1)（3分）下列学生实验中，哪些实验使用的电源必须是交变电源（）A．研究匀变速直线运动B．验证机械能守恒定律C．测定金属的电阻率D．测定电源的电动势的内阻(2)（3分）用示波器观察交流信号时，为了能在荧光屏上呈现稳定的波形，必须满足的条件是（）A．扫描电压的周期等于信号电压周期B．扫描电压的周期是信号电压周期的奇数倍C．扫描电压的周期是信号电压周期的偶数倍D．扫描电压的周期是信号电压周期的整数倍12.为了测量和描绘“220V40W”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈L绕在闭合的环形铁芯上，输入端接在220V交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头P，移动它的位置，就可以使输出电压在0～250V之间连续变化，图10甲中画出的是调压变压器的电路图符号.实验室内备有交流电压表，交流电流表，滑动变阻器，开关，导线等实验器材.（1）在图10甲中完成实验电路图；（2）说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与电压较低段相比较，哪段的误差更大?为什么?（3）如果根据测量结果作出的伏安特性曲线如图10乙所示，试根据图线确定：把两个完全相同的“220V40W”白炽电灯串联在220V交流电源的火线与零线间，这两只电灯消耗的总电功率是多大?火线零线LPP'0.30.20.150100150200250I/AU/V甲乙图1013、如图11线圈的面积1×102cm2，共100匝。处在B=0.5T的匀强磁场中，以100/πHz的转速匀速转动，已知线圈电阻为1Ω，外接电阻为9Ω，那么：1）K打开时电压表的读数是多少？2）K合上后电压表的读数是多少？3）K合上后以图示位置为计时零点，写出电流的表达式。4）求线圈从中性面开始转过90°角的过程中，通过线圈导线截面的电量。5）K合上后电阻R上消耗的功率是多少？15．（13分）如图12甲所示，A、B表示真空中水平放置的相距为d的平行金属板，板长为L，两板加电压后板间电场可视为匀强电场，图乙表示一周期性的交流电压波形，在t=0时，将图12乙的交变电压加在A、B两板，此时恰有一质量为m、电量为q的粒子在板间中央沿水平方向以速度v0射入电场，若此粒子在离开电场时恰能以平行A、B两板的速度飞出，求（1）A、B两板上所加交变电压的频率应满足的条件。（2）该交变电压U0的取值范围（忽略粒的重力）。图1216．（13分）曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图13为其结构示意图。图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点、与ab边平行，它的一端有一半径r0＝1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图3所示。当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动。设线框由N＝800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S＝20cm2，磁极间的磁场可视作匀强磁场，磁感强度B＝0.010T，自行车车轮的半径R1＝35cm，小齿轮的半径R2＝4.0cm，大齿轮的半径R3＝10.0cm（见图14）。现从静止开始使大齿轮加速转动，问大齿轮的角速度为多大才能使发电机输出电压的有效值U＝3.2V？（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）图13图14参考答案一、选择题11．（1）AB（2）D12．（1）如下图所示.开关应连接在火线上，电流表外接与内接都可以.火线零线LPP'AVS调压变压器（2）如果采用电流表外接法，电压较高段误差更大，因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流而造成的误差越大；如果采用电流表内接法，电压较低段误差更大，因为电压越小，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差越大.（3）47W±1W13．（1）70.7v（2）63.63v（3）i=10cos200t（4）0.05C（5）450J14．解：（1）水轮机获得的机械能为)](21[2221vvmmghEk×75﹪=)](21[2221vvQtghQt×75﹪，代入数据，得41078kEt则发电机的输出电能：kEE电80﹪=t310624发电机的输出功率：624/0tEP电KW（2）发电机的输出电流为2600240106243101UPIA输电线路损失0PP×5﹪=3102.31W输电电流由焦耳定律得，RPI/22，得3.432IA则升压变压器原副线圈匝数比26000:433::1221IInn用户端降压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率30108.592PPPW输出电流5.2694220108.592323UPIA所以用户降压变压器原副线圈匝数比433:26945::2343IInn15．解：（1）粒子在电场中运动时间0/vLt，为使粒子离开电场时竖直分速度为零，它在电场中运动时间必为交变电压周期的整数倍。nTt（3,2,1n）交变电压的频率应满足：LnvTf01（3,2,1n）（2）粒子在电场中的加速度大小：mdqUa0，设粒子在一个周期内的侧位移为y，则2002121)(41)2(2122nvLmdqUTayyyy离子刚好打不到板上且水平射出需满足nyd2（3,2,1n）所以可得，220202qLmvndU（3,2,1n）16．解：当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生一正弦交流电动势，其最大值ε＝ω0BSN式中ω0为线框转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度。发电机两端电压的有效值U＝2Em/2设自行车车轮转动的角速度为ω1，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，有R1ω1＝R0ω0小齿轮转动的角速度与自行车轮转动的角速度相同，也为ω1。设大齿轮转动的角速度为ω，有R3ω＝R2ω1由以上各式解得ω＝(2U/BSN)(R2r0/R3R1)代入数据得ω＝3.2s－1题号12345678910答案ABADBDBCACCBC