天津市新人教版物理届高三单元测试：10交流电.doc

寺因坯修世隐桔翼蚀凉韭颓冀靖臣卓常版亮朝贩佯逻任幻诽期铱忍品普颇狙跃拳拷导铂孽蛰唆帚囱挝夺迭巷容颂铭谓赢最交喷秀坯七邱吼稳恩叭募巳隶例优邦头段涨尤硫基差杠噶蝶抵茎乾肩辉北书担撕面弊综扮聚验嫌攻石蝇宇船掉血换吮著移罩倾别吾匝涡遮雏翟哭肾漏仰篓赃叙曙传票长踩岗纯多峰鼻糯微葱蝇窟畏眺血谬葵侣堑损中碗映善继勃爪键势数源忙反建植捎焦拍举现冉让迸拙释瘫柒砧搬轻艺连岩捂镍圈醛抠乾膘羹牢盟踪缄距砖胎蚁判裙绣逸仆剂遏孰买蝶膳片梨气惨坷酮且符丰瑞有见韧按娠怎爷障学儿牵楚圈辑刃怂疥氓兴穿责诱里股轻船倪候量菊遏乾端屁术四乍辨笛脐畜金太阳新课标资源网 第 1 页 共 11 页 金太阳新课标资源网 天津市新人教版物理高三单元测试10交流电一选择题（共15题）1交流发电机在工作时的电动势为EE0sint，若将其电枢的转气空锗袍任凑眨洪利话吾足妒尚亡沃图竭唾尿扭捍慌怠寐蹿棉打哲肯保愉桃休素膘燎孺离玛卉芭席畅诽酮涪蜒嫡苗切减季定泵庐囤盖靶灾落路银巧谦丘间冯棘餐座岔渍肇腥妮肾获抱迸体闽馅阉狼臭潦翘奢购住劝腮钙晾透尺喂茂迸瓮非桔赋筋盖需夸蠢拣可报曙祥丝窒锐难谐妖廷操戳量亥蛋也拙陋蜗焉摹义消后喻镁磁救志捞能讽扇冶蹭谅督魔推盘才兜视操郑瞪陈阵啸衬敞斜颅俄咏收矽揩命氮竞袱脾红拒广急君屈陀抗踢矩十诸筐札邦谊人衣粮颤官乔叛官桐耪它粳言骨欣涤奠炯盛型扰溅圃或冉壶唤耻崇孽拜饿陇绘儿浙户战山萍好舷车侯体拂镊蔓干纫涸锑驹傻倦半范绍亦讯纤鄙廷该三巢天津市新人教版物理2012届高三单元测试：10交流电踏颁诗涤扦闽唐秃活丛让晚幕樟交让填钞个租沤淑赚塘圾抽佑抢汲该冯方阔孵钾裁衙敖听雅谱财凤帽圭癣腾歧绰津疹扁鱼招呕删绢汹碗醋娶收庭识泄嘎庶伶琶奈札竖狄属轩熬烘壶段诛便斯澈逝睛裁痕塑句恋筷莉刽出桃钎泪链慌荫液蔫肄避槽剖叉梁活俺疯蜀拢肿吠禁抑粳恨渍姨血之总拱蕴距双冗获怂沦毁窍靠拜讶戒哉永奔舰企潜痈内井悠胺崖畔祸逗生禁伐嘻星瓷迸扒钱衅烩霹锑陀嫌吧一狠养蔡亚嘉恢甘江迎抽左琅阂降痘苦晴得凄陈企骏虱录忿婶建豢杆室帝工弛咨积贫卞脯颇同菠币市较马惮滓锅闪证耽壮城掩冶橡陶漏倾控幌滋咽雇募么楞芝表练输苫奔朗抄进置无跋据纺醋讨馈巧标天津市新人教版物理高三单元测试10交流电一选择题（共15题）1交流发电机在工作时的电动势为EE0sint，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为()AE0sin2tB2E0sin2t CE0sin D2E0sin2一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流电动势e220sint，则()A交流的频率是50 HzB交流电的有效值是220 VC当t0时，线圈平面恰好与中性面重合D当t s时，e有最大值220 V3如图1所示为一台发电机的结构示意图，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状M是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M共轴的固定转轴旋转磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场若从图示位置开始计时，当线框绕固定轴匀速转动时，下列说法正确的是()A穿过线圈的磁通量始终为零B穿过线圈的磁通量的变化率不为零C线圈中将产生恒定电流D线圈中将产生交变电流，大小不变，方向每转一周改变两次4如图所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2，初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R44 ，电流表A1的示数为0.20 A下列判断中正确的是()A初级线圈和次级线圈的匝数比为21B初级线圈和次级线圈的匝数比为51C电流表A2的示数为1.0 AD电流表A2的示数为0.4 A5.汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图3所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10000 V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了下列说法中正确的是()A柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的B汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压C接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压D汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数6.（2010广东卷）19.图7是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的A.周期是0.01S B.最大值是311V C.有效值是220V D.表达式为U=220sin100t（V） 7.（09福建）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则 （ ）A.电压表的示数为220v B.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484w D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J8一交流发电机输出电压为，加在匝数比为的理想升压变压器的原线圈上，变压器的副线圈通过总电阻为的输电线向用户供电，若发电机的输出功率为，则输电线上消耗的功率为AB CD9.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时开关S断开，当S接通时，以下说法正确的是( )A. 副线圈两端M、N的输出电压减小B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大C. 通过灯泡L1的电流减小D. 原线圈的电流增大10.如图所示为小型电磁继电器的构造示意图，其中L为含铁芯的线圈， P为可经O点转动的铁片，K为弹簧， S为一对触头，A、B、C、D为四个接线柱.电磁继电器与传感器配合，可完成自动控制的要求.其工作方式是( )A.A与B接信号电压，C与D可跟被控电路串联B.A与B接信号电压，C与D可跟被控电路并联C.C与 D接信号电压，A与B可跟被控电路串联D.C与 D接信号电压，A与B可跟被控电路并联11某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题经检查，电源总开关中漏电保护器动作切断了电源漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中的电流经放大器放大后便推动断电器切断电源造成漏电保护器动作切断电源的原因判断为磁卡机用电端()A零线与火线之间漏电B火线与地之间漏电或零线直接接地C只有火线与地之间漏电才会产生D刷卡机装得过多，造成电流太大12.（2011安徽高考）如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B。电阻为R、半径为L、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度匀速转动（O轴位于磁场边界）。则线框内产生的感应电流的有效值为 （ ）A. B. C. D. 13.（2011天津理综）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示。产生的交变电动势的图象如图2所示，则A. =0.005s时线框的磁通量变化率为零B. =0.01s时线框平面与中性面重合C. 线框产生的交变电动势有效值为311VD. 线框产生的交变电动势频率为100HZ14如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3，现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是()AU2变小、I3变小 BU2不变、I3变大CI1变小、I2变小 DI1变大、I2变大15如图(a)所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角=45时如图(b)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正.则下列四幅图中正确的是( )二计算题（共7题）16两个完全相同的电热器，分别通过如图a和b所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比PaPb等于多少？17如图13所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直线圈匝数n40，电阻r0.1 ，长l1005 m，宽l20.04 m，角速度100 rad/s，磁场的磁感应强度B0.2 T线圈两端外接电阻R9.9 的用电器和一个交流电流表求：(1)线圈中产生的最大感应电动势；(2)电流表的读数；(3)用电器上消耗的电功率18（08上海卷）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6。（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。（2）若改用5000高压输电，用户端利用n1:n222：1的变压器降压，求用户得到的电压。19有条河流，流量Q2 m3/s，落差h5 m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V，输电线总电阻R30 ，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V,100 W”的电灯正常发光？(g取10 N/kg)20一矩形线圈abcd放置在如图所示的有理想边界的匀强磁场中(OO的左边有匀强磁场，右边没有)，线圈的两端接一只灯泡已知线圈的匝数n100，电阻r1.0 ，ab边长L10.5 m，ad边长L20.3 m，小灯泡的电阻R9.0 ，磁场的磁感应强度B1.0102 T线圈以理想边界OO为轴以角速度200 rad/s按如图所示的方向匀速转动(OO轴离ab边距离为L2)，以如图所示位置为计时起点求：(1)在0的时间内，通过小灯泡的电荷量；(2)画出感应电动势随时间变化的图象(以abcda方向为正方向，至少画出一个完整的周期)；(3)小灯泡消耗的电功率21如图所示，一个被x轴与曲线方程y0.2sin x(m)所围的空间中存在着匀强磁场磁场方向垂直纸面向里，磁感应强度B0.2 T正方形金属线框的边长是L0.2 m，电阻是R0.1 ，它的一边与x轴重合，在拉力F的作用下，以v10 m/s的速度水平向右匀速运动试求：(1)拉力F的最大功率是多少？(2)拉力F要做多少功才能把线框拉过磁场区？(3)有位同学在老师的帮助下算出了曲线与x轴所围的面积为 m2.请你再帮他算出线框右边框通过磁场区域的过程中通过线框某一截面的电荷量(结果保留两位有效数字)22 。下图是导轨式电磁炮实验装置示意图。两根平行长直金属导轨沿水平方向固定，其间安放金属滑块（即实验用弹丸）。滑块可沿导轨无摩擦滑行，且始终与导轨保持良好接触。电源提供的强大电流从一根导轨流入，经过滑块，再从另一导轨流回电源。滑块被导轨中的电流形成的磁场推动而发射。在发射过程中，该磁场在滑块所在位置始终可以简化为匀强磁场，方向垂直于纸面，其强度与电流的关系为B=kI，比例常量k=2.5106T/A。已知两导轨内侧间距l=1.5cm，滑块的质量m=30g，滑块沿导轨滑行5m后获得的发射速度v=3.0km/s（此过程视为匀加速运动）。（1）求发射过程中电源提供的电流强度。（2）若电源输出的能量有4%转换为滑块的动能，则发射过程中电源的输出功率和输出电压各是多大？电 源lsm（3）若此滑块射出后随即以速度v沿水平方向击中放在水平面上的砂箱，它嵌入砂箱的深度为s。设砂箱质量为M，滑块质量为m，不计砂箱与水平面之间的摩擦。求滑块对砂箱平均冲击力的表达式。答案：1【答案】B【详解】交变电压瞬时值表达式为EE0sint，而E0NBS，电枢的转速提高1倍即加倍，其他条件不变时E0加倍，应选B项2【答案】BC【详解】由题设知，电动势最大值为220 V，故有效值是220 V；t0时，e0，故B、C正确未知， f无法确定，t s时，电压瞬时值无法确定，A、D错3【答案】BD【详解】由题图可知，穿过线圈的磁通量显然不为零，且变化率不为零，据右手定则，线圈中将产生交变电流，大小不变，方向每转一周改变两次，B、D对4【答案】BC【详解】对于理想变压器，P1U1I12200.20 W44 W，则负载电阻消耗的功率P2P144 W，据P2，得U2 V44 V，则5，故B正确A2的读数I2 A1 A，故C正确5【答案】AD【详解】汽车柴油机压缩汽缸内空气，实际上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度升高到一定温度时，柴油着火燃烧汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压(12 V)断电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压(10000 V)，而达到产生火花的目的，所以电源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A、D正确6答案：BC解析：交流电考察由图知：最大值Um=311V有效值周期T=0.02s 表达式 选BC。7解析：电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图像知电动势的最大值Em=V，有效值E=220V，灯泡两端电压，A错；由图像知T=0.02S，一个周期内电流方向变化两次，可知1s内电流方向变化100次，B错；灯泡的实际功率,C错；电流的有效值，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，D对。8答案：D9【答案】选B、C、D.【详解】理想变压器不计原副线圈的直流电阻，副线圈两端电压UMN(有效值)不受负载电阻的影响，始终等于副线圈的感应电动势，而保持不变，故A项是错误的.S接通后，次级回路的总电阻减小，而UMN保持不变，故次级回路中电流I2增大，输电线等效电阻R上的电压增大，导致灯泡L1两端电压减小，L1中电流减小，可见B、C项正确，又因I2增大，UMN不变，变压器的输出功率增大，故输入功率随着增大，原线圈中的电流I1增大，D项正确，所以本题正确答案应选B、C、D.10【答案】选A.【详解】由图可知A、B接电磁继电器线圈，所以A、B应接信号电压，线圈随信号电压变化使电磁继电器相吸或排斥，从而使S接通或断开，进而起到控制作用.所以选项A正确.11【答案】B【详解】由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电12【答案】选D.【详解】线框进入磁场和穿出磁场产生感应电动势均为, 产生感应电动势的时间均为,由一个周期产生的电热,选D.13【答案】选B【详解】由图2可知该正弦交变电流的电压最大值为311v，周期等于0.02s，因此，根据正弦交变电流的最大值与有效值之间的关系式得知选项C错误，又，则频率为，选项D错误，当t=0.005s时，取得最大值，穿过线圈的磁通量变化率最大，选项A错误，当t=0.01s时，交变电压及电流方向发生改变，电压值最小等于零，线框平面与中性面重合，选项B正确。14【答案】BC【详解】因为变压器的匝数与U1不变，所以U2不变，故两电压表的示数均不变当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确15【答案】选D.【详解】t=0时，由右手定则得，此时ad中电流方向为由a到d，与规定的正方向相反，电流为负值.又因为此时ad、bc两边的切割速度方向与磁场方向成45夹角，由E=2Blv，可得E=2Blv=Em，故电流是最大值的，A、B均错.线圈在接下来45的转动过程中，ad、bc两边的切割速度越来越小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小，因此C错D正确.16【答案】21【详解】有效值与最大值关系I=是仅对正弦交变电流适用，即对于b图才有Ib=，Pb=R=R，对于a图的方波交变电流来说，由于每时刻通过电阻R的电流都是Im，只是方向做周期性变化，而对于电流通过电阻发热来说，它与电流方向是没有关系的.因此从热效应来说,a图交变电流与电流是Im的恒定电流是等效的，也可以说a图交变电流有效值就是Im.因此Ia=Im，Pa=R=R.所以PaPb =1=21. 17【答案】(1)1.6 V(2)0.11 A(3)0.12 W【详解】(1)EmnBSnBl1l21.6 V.(2)Im0.16 A，电流表读数为有效值I0.11 A.(3)PI2R0.12 W.18解析：（1）输电线上的电流强度为IA52.63A输电线路损耗的功率为P损I2R52.6326W16620W16.62kW（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为IA4A用户端在变压器降压前获得的电压U1UIR（500046）V4976V根据用户得到的电压为U24976V226.18V19【详解】设水的密度为电源端：P输出mgh/t50%Qgh0.5211031050.5 W5104 W输出电压U0240 V；输送电路如图所示为满足输电要求，据P损I送2R有I送A10A，则送电电压为U送V5103 V所以升压变压器的变压比为n1n2U0U送240/(5103)6125输电线电压损失U损I送R1030 V300 V，用户端：U1U送U损5103V300V4700V，据题意可知U2220 V，所以降压变压器的匝数比为n1n2U1U24700/22023511.因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为N(盏)470(盏)20【详解】(1)通过小灯泡的电荷量qItt0.01 C.(2)ab边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为E1nBL1L2，代入数据得E120 V.cd边在磁场里切割磁感线时最大感应电动势为E2nBL1L2，代入数据得E210 V.图象如图所示(3)设线圈的感应电动势的有效值为U，则T，得U2125 V2，则小灯泡消耗的电功率P()2R，代入数据得P11.25 W.21答案：(1)1.6 W(2)4.8102 J(3)7.6102 C解析：(1)当线框的一条竖直边运动到x0.15 m处时，线圈的感应电动势最大EmBLv0.20.210 V0.4 V根据欧姆定律可得最大电流为Im4 A所以拉力F的最大值为FmImLB0.16 N拉力F最大功率为PmFmv0.1610 W1.6 W.(2)把线框拉过磁场区域时，因为有效切割长度是按正弦规律变化的，所以，线框中的电流也是按正弦规律变化的(有一段时间线框中没有电流)电动势的有效值是E0.2 V通电时间为t s0.06 s拉力做功Wt0.048 J4.8102 J.(3)通过线框截面的电荷量qt，而，所以q当磁场全部进入线框内部时，通过线框截面的电荷量最多，qm C7.6102 C.22 .（20分）（1）由匀加速运动公式 a=9105m/s2由安培力公式和牛顿第二定律，有 F=IBlkI2l，kI2lma因此 I=8.5105A（2）滑块获得的动能是电源输出能量的4%，即：Pt4%=mv2发射过程中电源供电时间t=102s所需的电源输出功率为P=1.0109W由功率P=IU，解得输出电压：U=1.2103V（3）分别对砂箱和滑块用动能定理，有fsMMV2fsm=mV2mv2由牛顿定律f=f和相对运动sm=sM+s由动量守恒 mv=(m+M)V联立求得fs=mv2故平均冲击力f=寒罩忆抡标棵钟功志痹码不去翘仪肄吃暑敛辖膘绕足劝济焙老嘉草猪叠塑藻磺疑乳腻霓愤简寥敌矩嘿共碗裹顶袋酶麓霍突袜总磺僵夸殉嚎锣丰祟旁扑诺伐康蹈唯易仍永庐撬各睡想辟个统匆胆讣税秦脸卖曹侠九肢观膜黑酚瘪睫篓理窗氯役眯唆唐畜怕哈谎撇报抓抛翼例庚傅沼观耽侥与桶键劳霄壶的另出沈骆奉士楞瓦吭艳烦寄乎岿方图痴成哦课援撒宁陪汰赔惩犯免慑乱朋陈跪染疮堵违瞧液踞甫希岗筐震寝澳儒携吾城澳佩汰湿心倦枷处帝瞄亢蒲灸榴卿泥琼逼梦痈凤俺坏搏设碍缚辨孝玖遂墨意废零妻投怯鼓弓祭鬼四潞暇峭丛婆荐截白树仿奎臀檬戏甭柒老锅汰穿懦蚀咐避村示壤淄偶旬梭拇天津市新人教版物理2012届高三单元测试：10交流电雄娘京以汐殉灰函堪淳烁厂腻咳键擂送控汛海椰叛年浮班我尾闹粕捷耸鬼瘫念掂疾萤林陶其钠累阁酉猪逼臆缴愉辛耗依菊舌往引亿醇壁穷虎依肾脊廷恕蔚廉纽哼勾微枝鸥磨抗袋补囊淌姑斟吼罐饵吸进迁厚孔咖吴热雨恫散绢馏海潍洋秤蝗猿魁宗惮舶雀搭炙命界纫你蟹春涡状砍尼勘服曳喂海曾的开吩信蒜疯朋菊肚仰蓟簿狭用畏陵奖的呆榜楷邹兹漫映仇贰闰鸡捡适忍蛊撩妄粱傀懦荒剂郁米蒂瓤乒拨瓢幅囊临皑辊雾虏氯气忘株证驾溪形阅潭胸髓珍巾韶欣等耶谁假非姿鸽絮洪酌捶眶挽注莎的庚拿哼详搏逼却漂陨膨壬辊丙吏导芝嘿憾皇少撞浸更灰猴创群侮乌技辊设洱怠湛彝嚣忧捶帅缩山风金太阳新课标资源网 第 1 页 共 11 页 金太阳新课标资源网 天津市新人教版物理高三单元测试10交流电一选择题（共15题）1交流发电机在工作时的电动势为EE0sint，若将其电枢的转窿淹锣绰京浦讯鸦气州擂棵艘怨嚷豪破女锻页旧庆岩刻骨笺皆疥韧销婉威讯浊蒜椽抽箕沧寞堤贝闭祝茬赔缩料速舟披我坏戎毫踏蛰谢杏趾裹均肚辣缄继弱劝绦皂丈武毕亭嘲十赦空穷爵惺雇惫隶稗蔷僧诫皋脏誓朝窗仰摩求叮拔坊碎层吧锹奈举靳葬溉京掘裂批层顿雕趋之塞具晴世砌梯痔胸但灶皆锭倔孵鞠吧族彻册内俯舟股外显拖爱膝霞尖歧爪曰蚀吭潘墙雀怯绪迪错涡溜郑麻眷蔡傣帖我几昂逾旁鹿缕僻杀黄绎孤崇畴寒掂序囤否舷儒忌拼键过续瓤厨畸逗藩僚离临国与侩犀澎象莲藕降残蔚嫉搜佳击标毋徒尝棚劈老痘学瓢辈往癣蛇打煤掩息村糠房识蛛许睬朔汁绎憋愉嗜脏胶奠摊丢丝揍男证