搜索
章末过关检测(二)一、单项选择题(本大题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项符合题目要求)1．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示．下面说法中正确的是()A．t1时刻通过线圈的磁通量为零B．t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大C．t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D．每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都最大解析：选D.t1、t3时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A、C错误；t2时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂面位置，穿过线圈的磁通量为零，B错误；由于线圈每经过一次中性面，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，e变换方向，所以D正确．2．原线圈两端电压恒定时用理想变压器给纯电阻负载供电时，用下列哪些办法可以增大输入电流()A．增加原线圈的匝数B．增加副线圈的匝数C．在副线圈上多串联一个电阻D．使绕制线圈的导线粗一些解析：选B.根据U1/n1＝U2/n2增加副线圈的匝数，可以增大次级电压，从而增大次级电流，由I1n1＝I2n2，次级电流增加则初级电流必增大，A错，B对．在副线圈上多串联一个电阻，则次级电流会减小，根据I1n1＝I2n2，则初级电流必减小，C错．使绕制线圈的导线粗一些，只要匝数不变就不会影响输入电流，D错．3．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解析：选C.由于B－t图象的斜率不变，根据法拉第电磁感应定律当副线圈中产生的感应电流恒定不变时，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.4．一理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，原线圈两端接一正弦式交变电流，其电压u随时间t变化的规律如图所示，则副线圈两端电压的有效值和频率分别为()A．110V，0.5HzB．110V，50HzC．220V，50HzD．220V，0.5Hz解析：选B.根据题图可知原线圈两端所接正弦式交变电流的周期为2×10－2s，频率为50Hz，有效值为U1＝3112V＝220V，则原副线圈的电压比有U1U2＝n1n2，得副线圈两端电压的有效值为U2＝110V，由变压器的原理可知原副线圈的交变电流的频率相同，所以可判定只有B对.5．如图所示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．5AC．32AD．42A解析：选B.根据电流有效值的定义得822·R·T2＋622·R·T2＝I2RT，解得I＝5A，故B正确．6．一矩形金属线圈，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0.5HzB．此交流电的电动势有效值为2VC．t＝0.01s时，线圈平面与磁场方向平行D．t＝0.02s时，线圈磁通量变化率ΔΦΔt为零解析：选D.由图象可以看出，此交变电流是正弦式电流，最大值为2V，周期T＝0.02s，所以频率f＝1T＝50Hz；电动势的有效值E＝Em2V＝2V，A、B错误；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，线圈磁通量变化率ΔΦΔt为零，C错误、D正确．7．如图所示，矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路，线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动，磁场只分布在bc边的左侧，磁感应强度大小为B，线圈面积为S，转动角速度为ω，匝数为N，线圈电阻不计，下列说法正确的是()A．将原线圈抽头P向上滑动时，灯泡变暗B．电容器的电容C变大时，灯泡变暗C．图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大D．若线圈abcd转动的角速度变为2ω，则变压器原线圈电压的有效值为NBSω解析：选A.矩形线圈abcd中产生交变电流；将原线圈抽头P向上滑动时，原线圈匝数变大，根据变压比公式U1U2＝n1n2，输出电压减小，故灯泡会变暗，故A正确；电容器的电容C变大时，容抗减小，故干路电流增加，灯泡变亮，故B错误；线圈处于图示位置时，是中性面位置，感应电动势的瞬时值为零，故C错误；若线圈转动角速度变为2ω，根据电动势最大值公式Em＝NBSω，最大值增加为2倍；有效值E＝Em2，也变为2倍，故D错误．二、多项选择题(本大题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错或不答的得0分)8．如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端．线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t＝0.则()A．在t＝0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0B．1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ωπ次C．在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小D．在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数减小解析：选BCD.图示位置为中性面，但由于产生的是正弦式交变电流，故流过电阻的瞬时电流是0，电压表的读数为其有效值，不是0，故A错误；线圈每转过一圈，电流方向改变2次，故1秒内电流方向改变的次数为2f＝2×ω2π＝ωπ，B正确；R两端再并联电阻时，干路电流增大，路端电压减小，故电压表读数减小，C正确；并联电容后，由于电路与交变电源相连，电容反复充电放电，该支路有电流通过，故电压表的读数减小，D正确．9．如图所示，T为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2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，当开关S闭合时，各交流电表的示数变化情况应是()A．电压表V1读数变小B．电压表V2读数变大C．电流表A1读数变大D．电流表A2读数变小解析：选AC.理想变压器，开关S闭合时，V2示数不变，R总变小，A2示数变大，由电流关系知A1示数也变大，V1示数减小，故A、C正确．10．在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示．当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220V上．现发现输出电压低于220V，下列措施正确的是()A．P1不动，将P2向上移B．P2不动，将P1向下移C．将P1向上移，同时P2向下移D．将P1向下移，同时P2向上移解析：选ABD.根据变压器的电压和匝数关系U1/n1＝U2/n2，输入电压U1一定，若P1不动，将P2向上移，即增大n2可增大U2，选项A正确；P2不动，将P1向下移，即减小n1可增大U2，选项B正确；将P1向上移，同时P2向下移，只能使U2减小，选项C错误；将P1向下移，同时P2向上移，可增大U2，选项D正确．11．为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过升压变电站升压后通过远距离输送，再经降压变电站将高压变为低压．某降压变电站将电压u0＝110002·sin100πtV的交流电降为220V供居民小区用电，则降压变电站变压器()A．原、副线圈匝数比为50∶1B．副线圈中电流的频率是50HzC．原线圈的导线比副线圈的要粗D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和解析：选AB.由u0＝110002sin100πtV可知交流电压的有效值为11000V，根据理想变压器工作原理可知n1n2＝U1U2，可得原、副线圈匝数比为50∶1，选项A正确；由于2πf＝100π，所以原线圈中交流电的频率是50Hz，因变压器不改变交流电的频率，所以选项B正确；理想变压器的输入功率与输出功率相等，则原线圈中电流小于副线圈中的电流，故原线圈的导线比副线圈的要细，选项C错误；根据并联电路的特点可知居民小区各用电器电流的总和应等于副线圈中的电流，选项D错误．12．如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光．要使灯泡变亮，可以采取的方法有()A．向下滑动PB．增大交流电源的电压C．增大交流电源的频率D．减小电容器C的电容解析：选BC.要使灯泡变亮，根据欧姆定律，一方面可使U2变大，另一方面可使电路对交流电的阻碍作用减小．由U1U2＝n1n2知，向下滑动P时，U2变小，选项A错误；增大交流电源的电压U1，U2变大，选项B正确；由XC＝12πfC知，增大交流电源的频率时，容抗XC变小，选项C正确；减小电容器C的电容，容抗XC变大，选项D错误．三、非选择题(本大题共4小题，共42分．按题目要求解答．解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13．(8分)一矩形线圈在一匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴匀速转动，如图所示，线圈中产生的交变电动势表达式为e＝311sin314tV，求：(1)线圈产生的电动势的最大值、有效值和频率．(2)从中性面开始，当线圈平面转过3π4角度时，线圈产生的电动势．解析：(1)由e＝311sin314tV可知，电动势的最大值为：Em＝311V有效值为：U＝Em2＝3112V＝220V频率为：f＝ω2π＝3142×3.14Hz＝50Hz.(2)线圈从中性面转过3π4角度时，即ω·t＝3π4，此时线圈产生的电动势的瞬时值为：e＝311sin3π4V＝220V.答案：(1)311V220V50Hz(2)220V14．(10分)交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝2πT．用此发电机所发出的交流电带动两个标有“220V，11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示．求：(1)发电机的输出电压；(2)变压器原、副线圈的匝数比；(3)与变压器原线圈串联的电流表的示数．解析：(1)根据Em＝nBSω＝11002V得输出电压的有效值为U1＝Em2＝1100V.(2)电动机正常工作，U2＝220V根据U1U2＝n1n2得n1n2＝51.(3)P出＝2×11kW＝2.2×104W根据P入＝P出＝2.2×104W，再根据P入＝U1I1，解得I1＝20A.答案：(1)1100V(2)5∶1(3)20A15．(10分)发电站需向远距离负载供电，若发电机输出电压U1＝230V，输出功率P1＝2.3×105W，负载额定电压U4＝220V，输电线总电阻R0＝1Ω，要求输电线损失功率为1.0×104W．求：(1)输电线电流I2大小；(2)升压变压器原、副线圈匝数比；(3)降压变压器原、副线圈匝数比．解析：(1)由P损＝I22R0得I2＝P损R0＝1.0×1041A＝100A.(2)U2＝P1I2＝2.3×105100V＝2300Vn1n2＝U1U2＝230V2300V＝110.(3)U3＝U2－U损＝U2－I2R0＝(2300－100×1)V＝2200Vn3n4＝U3U4＝2200V220V＝101.答案：(1)100A(2)1∶10(3)10∶116．(14分)某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V.(1)输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；(2)如果该村某工厂用电功率为60kW，则该村还可以装“220V40W”的电灯多少盏？解析：(1)因为P损＝I22R线所以I2＝P损R线＝4×10310A＝2