2020-2021学年高中物理选修3-2-单元质量评估(二).docx

温馨提示：
此套题为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调整合适的观看比例，答案解析附后。关闭Word文档返回原板块。
单元质量评估(二)
第五章
(90分钟　100分)
一、选择题（本大题共10小题，每小题6分，共60分。每小题至少一个答案正确）
1.下列四幅图是沟通电的图像，其中能正确反映我国居民日常生活所用沟通电的是（　　）

2.（多选）矩形线框在匀强磁场内匀速转动的过程中，线框输出的沟通电电压随时间变化的图像如图所示，下列说法中正确的是（　　）

A.沟通电电压的有效值为362V
B.沟通电电压的最大值为362V，频率为0.25Hz
C.2s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大
D.1s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快
3.如图所示，处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。在t=0时刻，线圈平面与纸面重合，线圈的cd边离开纸面对外运动。若规定a→b→c→d→a方向的感应电流为正方向，则能反映线圈感应电流I随时间t变化的图线是（　　）

4.（多选）（2021·武汉高二检测）图甲、图乙分别为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分。下列说法正确的是（　　）

A.图甲、图乙均表示沟通电
B.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin100πt（V）
C.图乙所示电压的有效值为20V
D.图乙所示电压的有效值为10V
5.如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小，此电路的重要作用是（　　）

A.阻高频通低频，输出低频和直流
B.阻低频通高频，输出高频电流
C.阻沟通通直流，输出直流
D.阻直流通沟通，输出沟通
6.（2021·烟台高二检测）如图所示，一抱负变压器原线圈的匝数n1=1 100匝，副线圈的匝数n2=220匝，沟通电源的电压u=2202sin（100πt）V，R为负载电阻，电压表、电流表均为抱负电表，则下列说法中正确的是（　　）

A.沟通电的频率为100Hz
B.电压表的示数为44V
C.电流表A1的示数大于电流表A2的示数
D.变压器的输入功率大于输出功率
7.（2021·四川高考）用220V的正弦沟通电通过抱负变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图像如图所示，则（　　）

A.变压器输入功率约为3.9W
B.输出电压的最大值是110V
C.变压器原、副线圈匝数比是1∶2
D.负载电流的函数表达式i=0.05sin（100πt+π2）A
8.（多选）（2021·深圳高二检测）如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。滑动触头P上下移动时可转变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开头计时，下列推断正确的是（　　）

A.电流表测得的是电流最大值
B.感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSω·sinωt
C.P向上移动时，电流表示数变大
D.P向上移动时，电流表示数变小
9.（2021·景洪高二检测）两个完全相同的电热器，分别通有如图所示的交变电流，则它们的功率之比为（　　）

A.4∶1　　B.1∶2　　C.2∶1　　D.2∶1
10.如图所示，一抱负变压器原线圈接入一沟通电源，副线圈电路中R1、R2、R3、R4均为定值电阻，开关S是断开的。V1和V2为抱负电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为抱负电流表，读数分别为I1、I2和I3。现闭合S，假如保持U1数值不变，下列推断中正确的是（　　）

A.U2变小、I3变小　　　　B.U2不变、I2变大
C.I1不变、I2变大 D.I1变大、I3变大
二、计算题（本大题共4小题，共40分。要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）
11.（8分）如图所示，把电压最大值为100V的沟通电和电压为100V的直流电，分别加在两个完全相同的灯泡上，若后者灯泡正常发光，则前者的灯泡能否正常发光？若不能正常发光，其功率为后者功率的多少倍？

12.（10分）（2021·福州高二检测）图甲为小型旋转电枢式沟通发电机的原理图，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=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的沟通电压表为抱负电表。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按图乙所示正弦规律变化。求：

（1）从1.57×10-2s到4.71×10-2s内通过电阻R上的电量q。
（2）电路中沟通电压表的示数。
13.（10分）（2021·徐州高二检测）如图甲所示，抱负变压器原、副线圈的匝数n1∶n2=3∶1，原线圈电路中接有一量程为3A的抱负沟通电流表，副线圈两端接有抱负沟通电压表一只和可变电阻R以及若干“6V、6W”的相同灯泡。输入端交变电压u的图像如图乙所示。

（1）求图甲中电压表的读数。
（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。
（3）为满足第（2）问中要求，求可变电阻R应调到的电阻值。
14.（12分）某小型试验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω。
（1）若接受380V输电，求输电线路损耗的功率。
（2）若改用5 000V高压输电，用户端利用n1∶n2=22∶1的变压器降压，求用户得到的电压。

答案解析
1.【解析】选C。我国居民日常生活所用的是正弦式沟通电，其电压的有效值是220V，最大值约为311V，周期为0.02s，所以只有C正确。
2.【解析】选B、C。由图像可知，沟通电电压的最大值为362V，有效值为36V，周期T=4s，则f=1T=0.25Hz，故A错误，B正确；1 s末沟通电电压达到最大值，线框平面应与磁场平行，故D错误；2 s末沟通电电压为零，线框平面与磁场垂直，磁通量最大，故C正确。
3.【解析】选C。依据右手定则或楞次定律可以推断，t=0时刻线圈的cd边离开纸面对外运动而切割磁感线，产生的感应电流I为正向，此时线圈磁通量为零，但是cd边切割磁感线的速度最大，磁通量的变化率最大，所以感应电流最大，故选C。
4.【解析】选A、B、D。依据交变电流的定义，图甲、图乙均表示沟通电，图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin100πt（V），选项A、B正确；依据有效值的定义得：(102)2RT2=U2RT，解得图乙所示电压的有效值U=10V，选项D正确，C错误。
5.【解析】选A。电容可以通沟通阻直流，电感可以通低频阻高频，故A正确，B、C、D错误。
6.【解析】选B。由沟通电源的电压u=2202sin（100πt）V，可得沟通电的频率为50Hz，选项A错误。变压器输入电压为220V，由变压公式，变压器输出电压为44V，电压表的示数为44V，选项B正确。依据变压器电流关系，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，选项C错误。依据抱负变压器功率关系，变压器的输入功率等于输出功率，选项D错误。

【变式备选】（多选）如图，抱负变压器原、副线圈匝数之比为4∶1。原线圈接入一电压为u=U0sinωt的沟通电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻。若U0=2202V，ω=100πrad/s，则下述结论正确的是（　　）

A.副线圈中电压表的读数为55V
B.副线圈中输出沟通电的周期为1100πs
C.原线圈中电流表的读数为0.5A
D.原线圈中的输入功率为1102W
【解析】选A、C。原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V，A对；电阻R中的电流为2A，由原、副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P=220×0.5W=110W，D错；周期T=2πω=0.02s，B错。
7.【解题指南】解答本题时应留意理解以下三点：
（1）抱负变压器的最大值和有效值；
（2）抱负变压器的基本规律：
①电压关系：U1U2=n1n2，
②功率关系：P入=P出；
（3）依据初相位、最大值和周期，正确书写对应的函数关系式。
【解析】选A。依据图像可知：负载电流的最大值Im=0.05A，周期T=0.02s，则ω=2πT=2π0.02rad/s=100πrad/s，所以负载电流的函数表达式i=0.05sin100πtA，故选项D错误；负载电流的有效值I=Im2=0.052A=0.035 36 A，则抱负变压器的输入功率P入=P出=110×0.03536W≈3.9W，故选项A正确；输出电压的有效值为110V，最大值为1102V，故选项B错误；变压器原、副线圈匝数比n1n2=220110=21，故选项C错误。
8.【解析】选B、D。在沟通电路中，电流表测得的是有效值，A错误；从矩形线圈在中性面处开头计时，故感应电动势的瞬时值表达式为e=Emax·sinωt，又Emax=NBSω，B正确；对变压器有U1U2=n1n2，P向上移动，n2变小，故U2变小，由I=U2R得I变小，C错误、D正确。
9.【解析】选C。甲图中交变电流有效值为Im，乙图中交变电流有效值为22Im，依据P=I2R，功率之比为2∶1，C正确。
10.【解题指南】本题实际上是变压器与远距离输电的结合，对于变压器，输入电压和输出电压不受用电器的影响，但是用电器的变化会影响电流的大小，从而影响电压损失。
【解析】选A。由于变压器的匝数与U1不变，所以变压器的输出电压不变。当S闭合时，由于负载增大，故原、副线圈中的电流I1、I2都变大，R1两端的电压增大，故R2、R3两端的电压将减小，I3变小，A正确。
11.【解析】后者能使灯泡正常发光，说明灯泡的额定电压为100V，前者电压最大值为100V，其有效值小于100V，不能使灯泡正常发光。 （3分）
沟通电压的有效值为
U=Um2=1002V=502V，由P=U2R （2分）
知前者的功率P1=(502)2R （1分）
后者的功率P2=1002R （1分）
P1=12P2 （1分）
答案：不能　12倍
12.【解析】（1）由法拉第电磁感应定律可知，平均电动势
E=nΔΦΔt=n2ΦmΔt （1分）
平均电流I=ER+r （1分）
流过R的电量q=IΔt （1分）
联立各式得：q=nΔΦR+r=n2ΦmR+r=100×2×2×10-290+10C=0.04C （1分）
（2）线圈转动的角速度ω=2πT=100rad/s （1分）
感应电动势最大值Em=nBSω （1分）
由图乙可知Φm=BS=2×10-2Wb （1分）
回路中的电流的有效值I=Em2(R+r) （1分）
电压表示数U=IR （1分）
联立各式得：I=2A
U=902V=127V （1分）
答案：（1）0.04C（2）127V
13.【解析】（1）依据图像可得原线圈电压的最大值U1m=272V （1分）
其有效值为U1=27V （1分）
依据n1∶n2=U1∶U2 （1分）
代入数据后可得U2=9V （1分）
此即为电压表的读数。
（2）设原线圈中通过的电流为I1，
副线圈中通过的电流为I2
为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值3A
依据U1I1=U2I2 （1分）
代入数据后可得I2=9A （1分）
正常发光时每个灯泡中电流为I灯=P额U额=1A （1分）
所以允许接入的灯泡个数为n=I2I灯=9盏。 （1分）
（3）电阻两端电压为UR=U2-U灯=3V （1分）
电阻阻值为R=URI2=13Ω （1分）
答案：（1）9V（2）9盏（3）13Ω
14.【解析】（1）输电线上的电流强度为
I=PU=20×103380A=52.63A （2分）
输电线路损耗的功率为
P损=I2R=52.632×6W≈16 620W=16.62kW （3分）
（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为
I′=PU'=20×1035 000A=4A （3分）
用户端在变压器降压前获得的电压
U1=U-I′R=（5 000-4×6）V=4 976V
依据U1U2=n1n2得
用户得到的电压为
U2=n2n1U1=122×4 976V=226.18V （4分）
答案：（1）16.62kW（2）226.18V
【总结提升】远距离输电的处理思路
（1）依据具体问题画出输电线路示意图；
（2）争辩三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量；
（3）争辩两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量；
（4）确定求解思路，依据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解。

关闭Word文档返回原板块