人教版高中物理选修3-2同步测试卷,单元测试卷：高中同步测试卷(五) Word版含解析

高中同步测试卷(五)第五单元变压器和远距离输电(时间：90分钟，满分：100分)一、单项选择题(本题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一个选项正确．)1．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，用下列哪种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2．(2016·高考四川卷)如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则()A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两端电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变3．理想变压器连接电路如图甲所示，已知原副线圈匝数比为10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数为2 A，则()A．电压表读数为282 V B．电压表读数为28.2 VC．输入功率为56.4 W D．输入功率为40 W4．如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n，原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机．电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升，下列判断正确的是()A．原线圈中的电流为nI B．变压器的输入功率为UI nC．电动机输出的总功率为I2R D．电动机两端电压为IR5．如图所示是变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动．输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，滑动变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器的滑片P向下移动时，下列说法不正确的是()A．相当于增加用电器的数目B．A1表的示数随A2表示数的增大而增大C．V1表的示数随V2表示数的增大而增大D．变压器的输入功率增大6．超导材料电阻降为零的温度称为临界温度.1987年我国科学家制成了临界温度为90 K 的高温超导材料，利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V．如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为()A．1 kW B．1.6×103 kWC．1.6 kW D．10 kW7．如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为2∶1，原线圈接有交流电压u＝220sin 100πt V，图中电压表和电流表均为理想交流电表，R2为负温度系数的热敏电阻(即当温度升高时，阻值减小)，R1为定值电阻，C为电容器．下列说法正确的是()A．交流电压表的示数是110 VB．交流电的频率为100 HzC．通过R1的电流始终为零D．当R2处温度升高时，交流电压表的示数不变，交流电流表的示数变大二、多项选择题(本题共5小题，每小题6分，共30分．在每小题给出的四个选项中，有多个选项符合题意．)8.(2016·高考全国卷丙)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是()A．原、副线圈匝数之比为9∶1B．原、副线圈匝数之比为1∶9C．此时a和b的电功率之比为9∶1D．此时a和b的电功率之比为1∶99．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10 000 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10．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R t为热敏电阻(随温度升高其电阻变小)，R 为定值电阻．下列说法正确的是()A．副线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝92sin 50πt VB．t＝0.02 s时电压表V2的示数为9 VC．变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为1∶4D．R t处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数不变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，再经过降压变电站将高压变为低压．某降压变电站将电压U0＝11 0002 sin(100πt)V的交流电降为220 V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50 HzC．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12．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n1与副线圈匝数n2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，三个阻值均为20 Ω的电阻R1、R2、R3和电容器C构成的电路与副线圈相接，其中，电容器的击穿电压为8 V，电压表V为理想交流电表，开关S处于断开状态，则()甲乙A．交流电压表V的读数约为7.07 V B．交流电流表A的读数为0.05 AC．电阻R2上消耗的功率为2.5 W D．若闭合开关S，电容器C会被击穿演算步骤，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.(10分)如图所示为一台理想变压器，其原线圈200匝，副线圈400匝，并接一个R ＝110 Ω的负载电阻，其他电阻均不计．求：(1)当原线圈接在44 V直流电源上时，电压表示数为多大？(2)当原线圈接在输出电压U＝2202sin 100πt V的交变电源上时，电压表示数和电流表的示数各为多大？此时变压器的输入功率为多大？14．(10分)如图所示，图甲是一理想变压器的电路连接，图乙是在原线圈两端所加的电压随时间变化的关系．已知原、副线圈的匝数之比为10∶1，电流表A2的示数为2 A，开关S断开．(1)求变压器输入功率和电压表的示数；(2)将开关闭合，定性分析电路中三个电表的示数变化情况．15.(10分)一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100 W ，使用的区间变压器匝数比为165∶6，恰好能使额定电压为220 V 的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250 W ，若变压器输入电压仍为6 600 V ，区间输电线线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？16．(12分)风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展．如图所示，风车阵中发电机输出功率为100 kW ，输出电压为250 V ，用户需要的电压为220 V ，输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%.(1)试求：在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比； (2)画出此输电线路的示意图； (3)用户得到的电功率是多少？参考答案与解析1．[导学号26020065] 【解析】选B.根据U 1n 1＝U 2n 2，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I 1n 1＝I 2n 2，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I 1n 1＝I 2n 2，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．2．[导学号26020066] 【解析】选B.设原、副线圈减少的匝数为n ，则根据变压比有，U 1U 2＝n 1n 2，U 1U ′2＝n 1－n n 2－n ，由于U ′2＝n 2－n n 1－n U 1，U 2＝n 2n 1U 1，因此U ′2小于U 2，即副线圈两端的电压变小，小灯泡变暗，A 项错误，B 项正确；由于匝数比变化，因此原、副线圈两端电压的比值和通过原、副线圈电流的比值均发生变化，C 、D 项错误．3．[导学号26020067] 【解析】选D.初级电压有效值为2822 V ＝200 V ，所以次级电压U 2＝n 2U 1n 1＝20 V ，输出功率P ＝I 2U 2＝40 W ，由于输入功率等于输出功率，所以输入功率也为40 W ，选项D 正确．4．[导学号26020068] 【解析】选B.电流表的读数为副线圈电流，所以原线圈电流为I n ，故A 错误；原线圈的输入功率则为U In ，故B 对；电动机上的热功率为I 2R ，电动机消耗功率为U I n ，两端电压为Un，故C 、D 错误．5．[导学号26020069] 【解析】选C.输入电压U 几乎不变，故变压器原、副线圈的电压不变，即V 1表与V 2表的示数不变，C 错；滑动变阻器的滑片P 向下移动，电阻减小相当于增加负载，A 正确；因副线圈电压U 2不变，由I 2＝U 2R ＋R 0知，电流I 2增大，由n 1n 2＝I 2I 1知，I 1也增大，B 正确；由P 2＝U 2I 2知，P 2增大，变压器输入功率P 1＝P 2，即P 1增大，D 正确．6．[导学号26020070] 【解析】选A.输电线中电流I ＝P /U ，输电线上损失功率P ′＝I 2R线＝P 2R 线/U 2＝1 kW.7．[导学号26020071] 【解析】选D.原线圈所接交变电压的有效值为U 1＝2202V ，由理想变压器的变压比公式U 1U 2＝n 1n 2，可得U 2＝n 2n 1U 1＝12×2202 V ＝55 2 V ，选项A 错误；由交变电压的瞬时值表达式u ＝220sin 100πt V 可知，该交变电流的频率f ＝100πHz ＝50 Hz ，选项B 错误；由于交变电流能对电容器进行充、放电，所以会有充、放电电流通过电阻R 1，选项C 错误；因变压器为理想变压器，线圈电阻不计，因此，交流电压表的示数不变，当R 2处的温度升高时，其电阻阻值变小，所以交流电流表的示数变大，选项D 正确．8．[导学号26020072] 【解析】选AD.因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍，所以理想变压器的输入、输出电压比为9∶1，由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为9∶1，A 项正确，B 项错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为1∶9，由电功率P ＝UI 可知，a 和b 的电功率之比为1∶9，C 项错误，D 项正确．9．[导学号26020073] 【解析】选AD.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10 000 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.10．[导学号26020074] 【解析】选BD.由题中图乙可知U 1＝36 V ，T ＝2×10－2 s ，由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝9 V ，所以副线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝92sin 100πt V ，A 选项错；电压表示数为有效值，故B 选项正确；由变压器原、副线圈电流关系及输入、输出功率关系知，C 选项错；当R t 处温度升高时R t 电阻变小，U 2不变，副线圈中电流I 2变大，故D 选项正确．11．[导学号26020075] 【解析】选AB.原线圈电压的有效值为U 1＝11 000 V ，由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝501，选项A 正确；变压器不改变交流电的频率，故选项B 正确；由n 1n 2＝I 2I 1得副线圈的电流大，要想导线发热少，导线要粗一些(电阻小)，故选项C 错误；居民小区各用电器电流总和应该等于副线圈的电流，选项D 错误．12．[导学号26020076] 【解析】选AC.开关断开时，副线圈电路为R 1和R 2串联，交流电压表测量R 2两端的电压，由题图乙可知原线圈电压为U ＝2002 V ＝100 2 V ，所以副线圈电压为U ′＝n 2n 1U ＝10 2 V ，则R 2两端的电压为U 2＝5 2 V ≈7.07 V ，故A 正确；由分析可知，副线圈电流为I ′＝U ′R 总＝10240A ＝24 A ，所以原线圈电流为I ＝n 2n 1I ′＝110×24 A ＝240 A ，故B 错误；电阻R 2上消耗的功率P ＝U 22R 2＝（52）220 W ＝2.5 W ，故C 正确；当开关闭合时，R 1、R 3与电容器并联后和R 2串联，电容器的电压为并联部分的电压，并联部分电阻为R并＜R 2＝10 Ω，所以并联部分的电压U 并＝R 并R 并＋R 2U ′＜1020＋10×10 2 V ＝1023 V ，并联部分电压的最大值U 并m ＝2U 并＜203V ，所以电容器C 不会被击穿，故D 错误．故选AC. 13．[导学号26020077] 【解析】(1)直流电不能产生电磁感应，故副线圈电压为零，电压表示数为零．(2分)(2)原线圈输入电压的有效值 U 1＝22022V ＝220 V ，(2分) 电压表的示数U 2＝n 2n 1U 1＝440 V ，(2分)电流表示数I 2＝U 2R＝4 A ，(2分) 变压器的输入功率P 1＝P 2＝U 2I 2＝1 760 W ． (2分)【答案】(1)0 (2)440 V 4 A 1 760 W14．[导学号26020078] 【解析】(1)由图乙可知输入电压的有效值 U 1＝200 V ， (1分)由U 1U 2＝n 1n 2得副线圈两端的电压 U 2＝n 2n 1U 1＝20 V ，(3分)变压器的输入功率P 1等于输出功率P 2，即 P 1＝P 2＝U 2I 2＝20×2 W ＝40 W ．(3分)(2)将S 闭合，U 2不变，即电压表示数不变，保持20 V ，由于负载增多，负载的总电阻减小，电流表A 2的示数增大，(1分)副线圈的输出功率增加，原线圈的输入功率随之增加，电流表A 1的示数增大， (1分)由于理想变压器不计线圈的电阻，所以原、副线圈两端的电压与负载电阻无关． (1分)【答案】(1)40 W 20 V (2)A 1增大 A 2增大 V 不变15．[导学号26020079] 【解析】未换时输电电流 I ＝P U 用＝440×100220A ＝200 A(2分) 输电电压U 2＝n 2n 1U 1＝6165×6 600 V ＝240 V(2分)则由U 线＝U 2－U 用＝IR 线可知： R 线＝240－220200Ω＝0.1 Ω(1分) 换变压器后，I ＝P U 用＝440×250220A ＝500 A(2分) 线路损失电压U 线＝IR 线＝50 V(1分) 变压器输出电压U 2＝220 V ＋50 V ＝270 V (1分) 所以变压器匝数之比为n 1n 2＝U 1U 2＝6 600270＝2209.(1分)【答案】220∶916．[导学号26020080] 【解析】(1)输电线损失的功率 P 损＝P ×4%＝100 kW ×4%＝4 kW(1分)输电线电流I 2＝P 损R 线＝4×10310A ＝20 A (1分)升压变压器副线圈电压U 2＝P I 2＝100×10320V ＝5×103 V(1分)升压变压器原、副线圈匝数比： n 1n 2＝U 1U 2＝2505 000＝120(1分) 电压损失U 损＝I 2R 线＝20×10 V ＝200 V (1分)降压变压器原线圈端电压 U 3＝U 2－U 损＝4 800 V(1分) 降压变压器原、副线圈匝数比n 3n 4＝4 800220＝24011.(1分) (2)如图所示．(2分)(3)用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为 P 用＝P －P 损＝P (1－4%) ＝100×96% kW ＝96 kW.(3分)【答案】(1)1∶20 240∶11 (2)见解析图 (3)96 kW。

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人教版高中物理选修3-2同步练测：第五章4变压器

高中物理学习材料（马鸣风萧萧**整理制作）4 变压器建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.对理想变压器可作出的判断是( )A．高压线圈匝数多、电流大、导线粗B．低压线圈匝数少、电流小、导线细C．高压线圈匝数多、电流大、导线细D．低压线圈匝数少、电流大、导线粗2.一台理想变压器的副线圈有100 匝，输出电压为10 V，则铁芯中磁通量的变化率的最大值为( )A．10 Wb/s B．14.1 Wb/sC．0.14 Wb/s D．28.2 Wb/s3.(2010年高考重庆卷)一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈．如图1所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )图1A．1100,360 B．1100,180C．2200,180 D．2200,3604.如图2所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(I R、I C均为有效值)( )图2A．若ab棒匀速运动，则I R≠ 0，I C=0B．若ab棒匀速运动，则I R=0，I C=0C．若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，则I R≠ 0，I C≠ 0D．若ab棒做匀加速运动，则I R≠ 0，I C=05.(2011年湛江市模拟)如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( )A．电流表的示数为3√2220AB．电源输出功率为1200 WC．电流表的示数为3220AD．原线圈两端电压为11 V 图36.(2011年湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图4所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则( )图4A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小7.(2011年芜湖高二检测)如图5所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n1∶n2和电源电压U1分别为( )图5A．1∶2 2U B．1∶2 4UC．2∶1 4U D．2∶1 2U8.如图6甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是( )图6A．线圈匝数n1<n2，n3<n4B．线圈匝数n1>n2，n3<n4C．甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D．乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路9.(2009年四川高考)如图7甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1=20 Ω，R2=30 Ω，C为电容器．已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示，则()图7A．交流电的频率为0.02 HzB．原线圈输入电压的最大值为200√2 VC．电阻R2的电功率约为6.67 WD．通过R3的电流始终为零10.如图8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接通时，以下说法中正确的是( )图8A．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上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）11.如图9所示，自耦变压器输入端A、B接交流电源，其电压有效值U AB=100 V，R0=40 Ω，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值U CD为________V，通过电阻R0的电流有效值为________A.图9 图1012．如图10所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12 V 100 W”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为18∶1,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A．三、计算题（本题共3小题，共48分.解答时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.（16分）如图11所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上，向额定电压为1.80×104 V的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断．图11(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？14．（16分）黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．图12如图12是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？15.（16分）如图13所示理想变压器输入的交流电压U1=220 V，有两组副线圈，其中n2=36匝，标有“6 V9 W”、“12 V12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：图13(1)原线圈的匝数n1和另一副线圈的匝数n3；(2)原线圈中电流I1.4 变压器得分：一、选择题二、填空题11. 12.三、计算题13.14.15.4 变压器参考答案一、选择题1.D 解析：由变压规律U1U2=n1n2知高压线圈匝数多，由变流规律I1I2=n2n1，匝数多的电流小，导线细；匝数少的电流大，导线粗，故选D.2.C 解析：由E=nΔΦΔt 知ΔΦΔt=1nE m=1100×10√2 Wb/s=0.14 Wb/s.3.B 解析：对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得n1=n3U1U3=5×2201=1100，同理，变压器烧坏前，n2=n1U2 U1=1100×36220=180，B正确．4.BCD 解析：ab匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A错，B正确；若ab棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C正确；当ab匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电．故D选项也正确．5.C 解析：副线圈电压U2=220 V，电流I2=PU2=311A，则原线圈两端电压U1=201×U2=4 400 V，电流I1=1 20×I2=3220A，所以电流表示数为3220A，选项A、D错误，C正确．电源输出功率为60 W，选项B错误．6.BC 解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由U1U2=n1n2知U2不变，当P向上滑动时，由I2=U2R0+R知I2减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由U1U2=n1n2知，U2增大，由I2=U2R0+R知I2增大，故I1增大，C正确，D错误．7.C 解析：设灯泡正常发光时的电流为I，则I1=I，I2=2I.由n1n2=I2I1得n1n2=21.由U1′U2=n1n2得U1′=n1n2U2=2U.故U1=4U，C正确．8.BCD 解析：甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，n1>n2，甲图中的电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3<n4，乙图中电表为电流表，故选项B、C、D正确．9.C 解析：由图象可知该交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误；因为变压器输出电压最大值为20×1 V=20 V，所以变压器原线圈电压的最大值为20×10 V=200 V，B错误；R2的功率P2=U2R2=(√2)230W=6.67 W，C正确；因为电容器可以通过交流电，所以电阻R3中的电流不是始终为零，D错误．10.BCD 解析：由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡L2，总电阻变小，由欧姆定律知，流过R的电流增大，电阻上的电压U R=IR增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率I1U1=I2U2得，I2增大，原线圈输入电流I1也增大．U MN不变，U R变大，所以U L1变小，流过灯泡L1的电流减小．二、填空题11.200 5解析：当滑片处于线圈中点时由变压比公式得，U CD=2U AB=200 V，通过R0的电流I=U CDR0=5 A.12.216 0.46三、计算题13.（1）0.98 A（2）180 W解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有U1I1=U2I2，当I2=12 mA时，I1即为熔断电流，代入数据得I1=0.98 A.（2）设副线圈中的电流为I2′=10 mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1=I2′U2，代入数据，得P1=180 W.14.10∶1解析：电网两极间电场可看做匀强电场U m=E m d由题意，空气被击穿时E m=6220 V/cm由理想变压器电压关系U1mU2m =n1n2由峰值与有效值关系U1m=√2U1由以上各式：得n1n2=110.所以次、初级线圈匝数比不得超过10∶1.15.（1）1320匝72匝（2）0.095 A解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有U2=6 V，U3=12 V根据原、副线圈电压与匝数的关系，由U1U2=n1n2，U2U3=n2n3得n1=U1U2n2=2206×36=1320(匝)，n3=U3U2n2=126×36=72(匝)．（2）由于P入=P出，P出=P2+P3，所以P入=P2+P3，即I1U1=P2+P3，则I1=P2+P3U1=9+12220A≈0.095 A.。

人教版高中物理选修3-2 同步测试第5章章末优化总结

章末过关检测(时间:60分钟,满分:100分)一、选择题(本题共10小题,每小题6分,共60分,1～6小题为单项选择题,7～10小题为多项选择题) 1．小型手摇发电机线圈共N 匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO′,线圈绕OO′匀速转动,如图所示．矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0,不计线圈电阻,则发电机输出电压( )A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是22Ne 0 D ．有效值是2Ne 0解析:由题意可知,线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0,因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e 0,又因为发电机线圈共N 匝,所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne 0,根据闭合电路欧姆定律可知,在不计线圈内阻时,输出电压的峰值等于感应电动势的最大值,即其峰值为2Ne 0,故A 、B 错误；又由题意可知,若从图示位置开始计时,发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流,由其有效值与峰值的关系可知,U ＝U m2,即U ＝2Ne 0,故C 错误,D 正确．答案:D2．将阻值为5 Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上,电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是 ( )A ．电路中交变电流的频率为0.25 HzB ．通过电阻的电流为 2 AC ．电阻消耗的电功率为2.5 WD ．用交流电压表测得电阻两端电压为5 V解析:由题意可知此交变电流为正弦式交变电流,其有效电动势E ＝U m2＝52V,电阻消耗的功率P ＝E2R ＝2.5 W,故C 正确；通过R 的电流I ＝E R ＝22A,故B 错误；此刻交变电流的频率f ＝25 Hz,故A 错误；电压表所测电压为有效电压,应为52V,故D 错误．答案:C3．如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝1∶3,次级回路中接入三个均标有“36 V 40 W”的灯泡,且均正常发光,那么,标有“36 V 40 W”的灯泡A( )A ．也正常发光B ．将被烧毁C ．比另三个灯泡暗D ．无法确定解析:理想变压器的电压之比等于匝数之比,由次级回路中三个均标有“36 V 40 W”的灯泡能正常发光,可知副线圈两端电压U 2＝36×3 V＝108 V,所以原线圈两端电压U 1＝n 1n 2U 2＝36 V,灯泡A 与原线圈并联,两端电压也为36 V,能正常发光．答案:A4．采用220 kV 高压向远方的城市输电．当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的14,输电电压应变为( )A ．55 kVB ．110 kVC ．440 kVD ．880 kV解析:输电功率P ＝UI,U 为输电电压,I 为输电线路中的电流,输电线路损失的功率为P 损＝I 2R,R 为输电线路的电阻,即P 损＝(P U )2R.当输电功率一定时,输电线路损失的功率为原来的14,则输电电压为原来的2倍,即440 kV,故选项C 正确．答案:C5.如图所示,矩形线圈的面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动,外电路的电阻为R.在线圈由图示位置转过90°的过程中,下列说法中正确的是( )A ．磁通量的变化量ΔΦ＝NBSB ．通过电阻R 的电荷量q ＝BSωR ＋rC ．电阻R 上产生的焦耳热Q ＝(NBSω)22RD ．电阻R 上产生的焦耳热Q ＝(NBS )2ωRπ4(R ＋r )2解析:线圈由图示位置转过90°,磁通量变化量ΔΦ＝BS,故选项A 错误；通过电阻R 的电荷量q ＝NΔΦR ＋r ,故选项B 错误；感应电动势最大值E m ＝NBSω,转动时间t ＝T 4＝π2ω,所以Q ＝I 2Rt ＝[E m 2(R ＋r )]2·Rt＝(NBS )2ωRπ4(R ＋r )2,故选项C 错误,选项D 正确．答案:D6．某住宅区的应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S,匝数为N,电阻不计．它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器,滑动触头P 上下移动时可改变输出电压,R 0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点,下列判断正确的是( )A ．若发电机线圈某时刻处于图示位置,变压器原线圈的电流瞬时值最小B ．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωcos ωtC ．当用户数目增多时,为使用户电压保持不变,滑动触头P 应向下滑动D ．当滑动触头P 向下移动时,变压器原线圈两端的电压将升高解析:若发电机线圈某时刻处于图示位置,磁通量变化最快,感应电动势最大,最大值为NBSω,变压器原线圈的电流瞬时值最大,发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωcos ωt ,选项B 正确,A 错误；当用户数目增多时,总电流增大,输电线上的电势降落得多,为使用户电压保持不变,滑动触头P 应向上滑动才能增大变压器的输出电压,选项C 错误；滑动触头P 向下或向上移动,变压器原线圈两端的电压都不变,选项D 错误．答案:B7．如图所示,变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节,在某一频率时,A 1、A 2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是( )A ．如果将频率增大,A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强B ．如果将频率增大,A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱C ．如果将频率减小,A 1炽热程度减弱、A 2炽热程度加强D ．如果将频率减小,A 1炽热程度加强、A 2炽热程度减弱解析:某一频率时,两只灯泡炽热程度相同,可知两灯泡消耗的功率相同,频率增大时,感抗增大,而容抗减小,故通过A 1的电流增大,通过A 2的电流减小,故B 项正确；同理可得C 项正确,故选B 、C.答案:BC8．如图所示的电路中,有一自耦变压器,左侧并联一个理想交流电压表V 1后接在稳定的交流电源上,右侧串联灯泡L 和滑动变阻器R,R 上并联一个理想交流电压表V 2.下列说法正确的是( )A ．若F 不动,滑片P 向上滑动时,V 1示数不变,V 2示数变小B ．若F 不动,滑片P 向上滑动时,灯泡L 消耗的功率变小C ．若P 不动,滑片F 向上移动时,V 1、V 2的示数均变大D ．若P 不动,滑片F 向上移动时,灯泡L 消耗的功率变大解析:V 1测的是原线圈的输入电压,其示数始终不变,C 错误；若F 不动,副线圈的输出电压不变,滑片P 向上滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变小,又因为灯泡L 与滑动变阻器串联,故V 2示数变小,灯泡L 两端的电压变大,灯泡L 消耗的功率变大,A 正确,B 错误；若P 不动,滑片F 向上移动时,副线圈的输出电压增大,加在灯泡L 和滑动变阻器两端的电压均增大,故灯泡L 消耗的功率变大,V 2的示数变大,D 正确．答案:AD9．图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表．线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )A ．电流表的示数为10 AB ．线圈转动的角速度为50π rad/sC ．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行D ．0.02 s 时电阻R 中电流的方向自右向左解析:本题考查了交变电流的产生和变化规律．解题的关键是要把图象和运动过程结合起来．由图象可知,电流的有效值为 10 A,转动的角速度ω＝2πT＝100π rad/s ,A 正确,B 错误；t ＝0.01 s 时,产生的感应电流最大,故线圈平面与磁场方向平行,C 正确；由右手定则可知0.02 s 时电流的方向由左向右流过电阻,D 错误．答案:AC10．在如图所示的远距离输电电路图中,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变,随着发电厂输出功率的增大,下列说法中正确的有( )A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大解析:由题意可知升压变压器的输入电压不变,则输出电压不变,A 错误；在电能输出过程中有I ＝PU ,U 线＝IR 线,U 3＝U 2－U 线,因P 变大,I 变大,所以U 线变大,降压变压器原线圈电压U 3变小,则降压变压器的输出电压变小,B 错误；由P 损＝(P U )2R 线,因P 变大,所以P 损变大,C 正确；根据P 损P ＝(P U )2R 线P ＝PR 线U 2,因P 变大,所以比值变大,D 正确．答案:CD二、非选择题(本题共3小题,共40分,解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤,有数值计算的要注明单位)11．(12分)发电机的转子是匝数为100匝、边长为20 cm 的正方形线圈,将它置于磁感应强度B ＝0.05 T 的匀强磁场中,绕着垂直于磁感线方向的轴以ω＝100π rad/s 的角速度转动,当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时,线圈和外电路的总电阻R ＝10 Ω.(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)线圈从计时开始,转过π3过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？解析:(1)感应电动势的最大值为 E m ＝nBSω＝20π V ,I m ＝E mR＝2π A ,由于从线圈平面与磁场方向垂直位置开始计时,因此瞬时值用正弦表示,i ＝2πsin 100πt A. (2)线圈从计时开始,转过π3的过程中,通过某一截面的电荷量应该用平均值来计算q ＝It ＝n ΔΦΔtR Δt＝nΔΦR,ΔΦ＝BS －BScos π3＝12BS,代入电荷量方程得q ＝nBS 2R ＝1×10－2C.答案:(1)i ＝2πsin 100πt A (2)1×10－2C12．(14分)如图所示,理想变压器原线圈中输入电压U 1＝3 300 V,副线圈两端电压U 2为220 V,输出端连有完全相同的两个灯泡L 1和L 2,绕过铁芯的导线所接的电压表V 的示数U ＝2 V ．问:(1)原线圈n 1等于多少匝？(2)当开关S 断开时,电流表A 2的示数I 2＝5 A ．则电流表A 1的示数I 1为多少？ (3)当开关S 闭合时,电流表A 1的示数I 1′等于多少？解析:(1)由电压与变压器匝数的关系可得: U 1n 1＝U 2n 2＝U,则n 1＝1 650 匝． (2)当开关S 断开时,有: U 1I 1＝U 2I 2,I 1＝U 2I 2U 1＝13A(3)当开关S 断开时,有:R 1＝U 2I 2＝44 Ω.当开关S 闭合时,设副线圈总电阻为R′,有R′＝R 12＝22 Ω,副线圈中的总电流为I 2′＝U 2R′＝10 A ．由U 1I 1′＝U 2I 2′可知,I 1′＝U 2I 2′U 1＝23A. 答案:(1)1 650 匝 (2)13 A (3)23A13．(14分)一台小型发电机的最大输出功率为100 kW, 输出电压恒为500 V, 现用电阻率为 1.8× 10－8Ω·m ,横截面积为10－5m 2的输电线向4×103m 远处的用电单位输电,要使发电机满负荷运行时,输电线上的损失功率为发电机总功率的4%.问:(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 V,那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？解析:(1)导线电阻R 线＝ρ2lS 得R 线＝14.4 Ω.升压变压器原线圈电流I 1满足 P ＝U 1I 1,解得I 1＝200 A, 升压变压器副线圈电流I 2＝I 线,又I 2线R 线＝4%P, 解得I 2＝503 A,由I 1I 2＝n 2n 1,得n 1n 2＝112. (2)降压变压器的输入电压U 3满足 P －4%P ＝U 3I 线, 解得U 3＝5 760 V,因为输出电压U 4＝220 V,由U 3U 4＝n 3n 4得n 3n 4＝28811.答案:(1)1∶12 (2)288∶11。

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高中物理学习材料（鼎尚**整理制作）4 变压器建议用时实际用时满分实际得分45分钟100分一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）1.对理想变压器可作出的判断是( ) A ．高压线圈匝数多、电流大、导线粗 B ．低压线圈匝数少、电流小、导线细 C ．高压线圈匝数多、电流大、导线细 D ．低压线圈匝数少、电流大、导线粗2.一台理想变压器的副线圈有100 匝，输出电压为10 V ，则铁芯中磁通量的变化率的最大值为( ) A ．10 Wb/s B ．14.1 Wb/s C ．0.14 Wb/s D ．28.2 Wb/s3.(2010年高考重庆卷)一输入电压为220 V ，输出电压为36 V 的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈．如图1所示，然后将原线圈接到220 V 交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V ，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )图1A ．1100,360B ．1100,180C ．2200,180D ．2200,360 4.如图2所示，和为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，、接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件、电容元件，导轨上垂直放置一金属棒 .今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是( 、均为有效值)( )图2A ．若棒匀速运动，则，B ．若棒匀速运动，则，C ．若棒在某一中心位置两侧做往复运动，则，D ．若棒做匀加速运动，则，5.(2011年湛江市模拟)如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( ) A ．电流表的示数为AB ．电源输出功率为1200 WC ．电流表的示数为AD ．原线圈两端电压为11 V 图36.(2011年湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图4所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻和滑动变阻器R ，在原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )图4A ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大B ．保持Q 的位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变小C ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大D ．保持P 的位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小7.(2011年芜湖高二检测)如图5所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U ，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比和电源电压分别为()图5A ．1∶2 2UB ．1∶2 4UC ．2∶1 4UD ．2∶1 2U8.如图6甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是()图6A ．线圈匝数，B ．线圈匝数，C ．甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路D ．乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路 9.(2009年四川高考)如图7甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，，，为电容器．已知通过的正弦式交流电如图乙所示，则()图7A ．交流电的频率为0.02 HzB ．原线圈输入电压的最大值为 VC ．电阻的电功率约为6.67 WD ．通过的电流始终为零10.如图8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和，输电线的等效电阻为R .开始时，开关S 断开．当S 接通时，以下说法中正确的是()图8A ．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 上的电压增大C ．通过灯泡的电流减小D ．原线圈中的电流增大二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上） 11.如图9所示，自耦变压器输入端A 、B 接交流电源，其电压有效值，，当滑动片处于线圈中点位置时，C 、D 两端电压的有效值为________V ，通过电阻的电流有效值为________A.图9 图1012．如图10所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12 V 100 W ”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为 ,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A ．三、计算题（本题共3小题，共48分.解答时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.（16分）如图11所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V 的市电上，向额定电压为的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA 时，熔丝就熔断．图11(1)熔丝的熔断电流是多大？ (2)当副线圈电路中电流为10 mA 时，变压器的输入功率是多大？14．（16分）黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．图12如图12是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？15.（16分）如图13所示理想变压器输入的交流电压，有两组副线圈，其中匝，标有“6 V9 W”、“12 V12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：图13(1)原线圈的匝数和另一副线圈的匝数；(2)原线圈中电流.4 变压器得分：一、选择题二、填空题11. 12.三、计算题13.14.15.4 变压器参考答案一、选择题1.D 解析：由变压规律知高压线圈匝数多，由变流规律，匝数多的电流小，导线细；匝数少的电流大，导线粗，故选D.2.C 解析：由知.3.B 解析：对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得，同理，变压器烧坏前，，B正确．4.BCD 解析：匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A错，B正确；若棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C正确；当匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电．故D选项也正确．5.C 解析：副线圈电压，电流，则原线圈两端电压，电流，所以电流表示数为，选项A、D错误，C正确．电源输出功率为60 W，选项B错误．6.BC 解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由知不变，当P向上滑动时，由知减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由知，增大，由知增大，故增大，C正确，D错误．7.C 解析：设灯泡正常发光时的电流为，则，.由得.由得.故，C正确．8.BCD 解析：甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，，甲图中的电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，，乙图中电表为电流表，故选项B、C、D正确．9.C 解析：由图象可知该交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误；因为变压器输出电压最大值为，所以变压器原线圈电压的最大值为，B错误；的功率，C正确；因为电容器可以通过交流电，所以电阻中的电流不是始终为零，D错误．10.BCD 解析：由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡，总电阻变小，由欧姆定律知，流过的电流增大，电阻上的电压增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率得，增大，原线圈输入电流也增大．不变，变大，所以变小，流过灯泡的电流减小．二、填空题11.200 5解析：当滑片处于线圈中点时由变压比公式得，，通过的电流.12.216 0.46三、计算题13.（1）（2）解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为、、、，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有，当时，即为熔断电流，代入数据得.（2）设副线圈中的电流为时，变压器的输入功率为，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有，代入数据，得.14.解析：电网两极间电场可看做匀强电场由题意，空气被击穿时由理想变压器电压关系由峰值与有效值关系由以上各式：得.所以次、初级线圈匝数比不得超过.15.（1）1320匝72匝（2）0.095 A解析：(1)由于两灯泡均正常发光，所以有，根据原、副线圈电压与匝数的关系，由，得(匝)，(匝)．（2）由于入出，出，所以入，即，则.。

(人教版)物理高中选修(3-2)课后习题+单元检测卷 (全书完整版)

（人教版）高中物理选修（3-2）课后习题+单元检测卷汇总第四章电磁感应1 划时代的发现2 探究感应电流的产生条件课时演练·促提升A组1.如图所示,一个矩形线圈与两条通有相同大小电流的平行直导线处于同一平面,并且处在两导线的中央,则()A.两导线电流同向时,穿过线圈的磁通量为零B.两导线电流反向时,穿过线圈的磁通量为零C.两导线电流同向或反向,穿过线圈的磁通量都相等D.两导线电流产生的磁场是不均匀的,不能判定穿过线圈的磁通量是否为零解析:根据安培定则,两导线电流同向时,它们在线圈处产生的磁场反向,穿过线圈的磁通量为零;两导线电流反向时,它们在线圈处产生的磁场同向,穿过线圈的磁通量不为零,故选项A正确.答案:A2.如图所示,条形磁铁正上方放置一矩形线框,线框平面水平且与条形磁铁平行. 则线框由N极端匀速平移到S极端的过程中,线框中的感应电流的情况是()A.线框中始终无感应电流B.线框中始终有感应电流C.线框中开始有感应电流,当线框运动到磁铁中部时无感应电流,过中部后又有感应电流D.线框中开始无感应电流,当线框运动到磁铁中部时有感应电流,过中部后又无感应电流解析:先画出条形磁铁的磁场分布情况,然后分析线圈在平移过程中,穿过线框的磁通量的变化情况,可知,穿过线圈的磁通量始终在变化,故B正确.答案:B3.如图所示,矩形线框在磁场内做的各种运动中,能够产生感应电流的是()解析:产生感应电流的条件是穿过线圈的磁通量发生变化,选项B符合要求.答案:B4.如图所示,竖直放置的长直导线通以图示方向的电流,有一矩形金属线框abcd与导线处在同一平面内,下列情况下,矩形线框中不会产生感应电流的是()A.导线中电流变大B.线框向右平动C.线框向下平动D.线框以ab边为轴转动解析:导线中电流变大,则周围的磁感应强度增强,线框中磁通量增大,可以产生感应电流;线框向右平动时,线框中的磁感应强度减小,磁通量减小,可以产生感应电流;线框向下平动时,线框中的磁感应强度不变,磁通量不变,不会产生感应电流;线框以ad边为轴转动时,线框中的磁通量发生变化,会产生感应电流,故选项A、B、D不合题意,选项C符合题意.答案:C5.如图所示,一通电螺线管b放在闭合金属线圈a内,螺线管的中心线恰好和线圈的一条直径MN重合. 要使线圈a中产生感应电流,可采用的方法有()A.使螺线管在线圈a所在平面内转动B.使螺线管上的电流发生变化C.使线圈以MN为轴转动D.使线圈以与MN垂直的直径为轴转动解析:图示位置,线圈a所在平面与磁感线平行,穿过线圈的磁通量为零,当按A、B、C所述方式变化时,线圈a所在平面仍与磁感线平行,磁通量不变,不产生感应电流;按D所述方式变化时,由于线圈与磁场夹角变化引起磁通量变化,能够产生感应电流,故选D.答案:D6.(多选)如图所示是截面为等腰直角形的三棱柱,其侧面abcd为正方形,边长为L,将它按图示位置放置于竖直向下的匀强磁场中,磁感应强度为B,下面说法中正确的是()A.通过abcd平面的磁通量大小为B·L2B.通过dcfe平面的磁通量大小为B·L2C.通过abfe平面的磁通量大小为B·L2D.通过整个三棱柱的磁通量为零解析:由公式Φ=BS cos θ可以得出通过侧面abcd的磁通量Φ1=BL2cos 45°=BL2,A错误;通过平面dcfe的磁通量Φ2=BL·L,B正确;通过平面abfe的磁通量Φ3=B·L2cos 90°=0,C错误;而整个三棱柱表面是个闭合曲面,穿入与穿出的磁感线条数相等,即穿过它的净磁感线的条数是0,故穿过整个三棱柱的磁通量为零,D正确.答案:BD7.(多选)如图所示,A、B两回路中各有一开关S1、S2,且回路A中接有电源,回路B中接有灵敏电流计,下列操作及相应的结果中可能的是()A.先闭合S2,后闭合S1的瞬间,电流计指针偏转B.S1、S2闭合后,在断开S2的瞬间,电流计指针偏转C.先闭合S1,后闭合S2的瞬间,电流计指针偏转D.S1、S2闭合后,在断开S1的瞬间,电流计指针偏转解析:回路A中有电源,当S1闭合后,回路中有电流,产生磁场,回路B中有磁通量. 在S1闭合或断开的瞬间,回路A中的电流从无到有或从有到无,产生的磁场发生变化,从而使穿过回路B的磁通量发生变化,此时若S2是闭合的,则回路B中有感应电流,电流计指针偏转,所以选项A、D正确.答案:AD8.如图所示为法拉第研究“磁生电”现象的实验装置原理图. 两个线圈分别绕在一个铁环上,线圈A接直流电源,线圈B接灵敏电流表,下列哪种情况不可能使线圈B中产生感应电流()A.开关S闭合或断开瞬间B.开关S闭合一段时间之后C.开关S闭合后,改变滑动变阻器滑片的位置时D.拿走铁环,再做这个实验,开关S闭合或断开的瞬间解析:根据法拉第对产生感应电流的五类概括,选项A、C、D符合变化的电流(变化的磁场)产生感应电流的现象. 而开关S闭合一段时间之后,A线圈中是恒定电流,产生恒定的磁场,B 线圈中磁通量稳定不变,故不能使B线圈中产生感应电流,故选项B符合题意.答案:B9.要研究电磁感应现象实验,为了能明显地观察到实验现象,请在如图所示的实验器材中,选择必要的器材,在图中用实线接成相应的实物电路图.答案:实物电路图如图所示.B组1.如图所示,在匀强磁场中的U形导轨上,有两根等长的平行导线ab和cd,以相同的速度v 匀速向右滑动. 为使ab中有感应电流产生,对开关S来说()A.打开和闭合都可以B.应打开C.打开和闭合都不行D.应闭合解析:若开关打开,导线运动时,闭合回路abdc中磁通量不变,不产生感应电流;若开关闭合,导线运动时,闭合回路abNM中磁通量变化,产生感应电流. 所以,应选D选项.答案:D2.如图所示,在条形磁铁的外面套着一个闭合金属弹簧线圈P,现用力从四周拉弹簧线圈,使线圈包围的面积变大,则下列关于穿过弹簧线圈磁通量的变化以及线圈中是否有感应电流产生的说法中,正确的是()A.磁通量增大,有感应电流产生B.磁通量增大,无感应电流产生C.磁通量减小,有感应电流产生D.磁通量减小,无感应电流产生解析:本题中条形磁铁磁感线的分布如图所示(从上向下看). 磁通量是指穿过一个面的磁感线的多少,由于垂直纸面向外的和垂直纸面向里的磁感线要抵消一部分,当弹簧线圈P的面积扩大时,垂直纸面向里的磁感线条数增加,而垂直纸面向外的磁感线条数是一定的,故穿过P的磁通量将减小,回路中会有感应电流产生.答案:C3.(多选)2013年12月2日1时30分,我国嫦娥三号搭载月球车“玉兔号”从西昌卫星发射中心顺利升空,正式开始探月之旅. 假如月球车登月后要探测一下月球表面是否有磁场,应该怎样进行实验()A.直接将电流表放于月球表面,看是否有示数来判断磁场有无B.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表无示数,则判断月球表面无磁场C.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈沿某一方向运动,若电流表有示数,则判断月球表面有磁场D.将电流表与线圈组成闭合电路,使线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,月球表面若有磁场,则电流表至少有一次示数不为零解析:只要线圈中能产生感应电流,电流表有示数,就说明月球上一定有磁场. 如果没有电流,只能说明线圈中的磁通量没有发生变化,需要变换转动轴或运动方向再试. 如果线圈分别绕两个互相垂直的轴转动,当空间有磁场时,至少会有一次产生感应电流,C、D正确.答案:CD4.(多选)下列说法中正确的是()A.只要导体相对磁场运动,导体中就一定会产生感应电流B.闭合导体回路在磁场中做切割磁感线运动,导体回路中不一定会产生感应电流C.只要穿过闭合导体回路的磁通量不为零,导体回路中就一定会产生感应电流D.只要穿过闭合导体回路的磁通量发生变化,导体回路中就一定会产生感应电流解析:产生感应电流要有两个条件:一是导体回路要闭合;二是穿过导体回路的磁通量要发生变化,故D正确;如果导体没有构成闭合回路或构成闭合回路但沿磁感线运动,导体中就没有感应电流,故A错误;如果闭合导体回路在与回路平面垂直的磁场中运动,两边都切割磁感线,但闭合导体回路的磁通量仍没有发生变化,也不产生感应电流,故B正确;穿过闭合导体回路的磁通量不为零,但如果磁通量没有变化,回路中就没有感应电流,故C错误.答案:BD5.如图所示,矩形线圈abcd左半边处在匀强磁场中,右半边在磁场外,磁感应强度为B,线圈一半的面积为S,初始时磁场垂直于线圈平面,求下列情况中线圈中磁通量的变化量:(1)以ab边为轴线圈转过90°.(2)以ab边为轴线圈转过60°.(3)以中线ef为轴线圈转过180°.解析:(1)线圈初始磁通量Φ1=BS,转过90°后,Φ2=0,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-BS,大小为BS.(2)当线圈以ab边为轴边转过60°时,矩形线圈恰好全部进入磁场,Φ2=B·2S cos 60°=BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=0,说明磁通量未发生变化.(3)当线圈绕中线转过180°时,因为Φ1=BS,磁感线是垂直于线圈的正前面向里穿过的,当线圈绕中线转过180°时,线圈的正后面转到正前面,磁感线是从原正后面向里穿过的,故Φ2=-BS,所以ΔΦ=Φ2-Φ1=-2BS,大小为2BS.答案:见解析.6.如图是研究电磁感应现象实验所需的器材,用实线将带有铁芯的线圈A、电源、滑动变阻器和开关连接成原线圈回路,将小量程电流表和线圈B连接成副线圈回路,并列举出在实验中能够改变副线圈回路磁通量,使副线圈中产生感应电流的三种方法:(1).(2).(3).答案:实线连接,如图所示.(1)A线圈在B线圈中,合上(或断开)开关瞬间(2)将原线圈插入副线圈或从副线圈中抽出的过程中(3)A线圈在B线圈中,移动滑动变阻器的滑片时3 楞次定律课时演练·促提升A组1.关于电磁感应现象,下列说法中正确的是()A.感应电流的磁场总是与原磁场方向相反B.闭合线圈放在变化的磁场中就一定能产生感应电流C.闭合线圈放在匀强磁场中做切割磁感线运动时,一定能产生感应电流D.感应电流的磁场总是阻碍原磁场的磁通量的变化解析:电磁感应现象中,若磁通量减小,则感应电流的磁场与原磁场方向相同,选项A错误;若闭合线圈平面与磁场方向平行,则无论磁场强弱如何变化,穿过线圈的磁通量始终为零,不产生感应电流,选项B错误;若线圈切割磁感线时,穿过线圈的磁通量不发生变化,则不能产生感应电流,选项C错误;只有选项D正确.答案:D2.如图所示,一线圈用细杆悬于P点,开始时细杆处于水平位置,释放后让它在匀强磁场中运动,已知线圈平面始终与纸面垂直,当线圈第一次通过位置Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ时(位置Ⅱ正好是细杆竖直位置),线圈内的感应电流方向(顺着磁场方向看去)是()A.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是顺时针方向B.Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ位置均是逆时针方向C.Ⅰ位置是顺时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是逆时针方向D.Ⅰ位置是逆时针方向,Ⅱ位置为零,Ⅲ位置是顺时针方向解析:线圈由初始位置向Ⅰ位置运动过程中,沿磁场方向的磁通量逐渐增大,根据楞次定律,感应电流的磁场方向与原磁场方向相反,从右向左穿过线圈,根据安培定则,Ⅰ位置时感应电流的方向(沿磁感线方向看去)是逆时针方向;在Ⅱ位置时由左向右穿过线圈的磁通量最大,由Ⅱ位置向Ⅲ位置运动时,向右穿过线圈的磁通量减少,根据楞次定律,感应电流的磁场方向向右,阻碍它的减少,根据安培定则可判定Ⅲ位置的电流方向(沿磁感线方向看去)是顺时针方向,且知Ⅱ位置时感应电流为零. 故选D.答案:D3.闭合线圈abcd运动到如图所示的位置时,bc边所受到的磁场力方向向下,那么线圈的运动情况是()A.向左平动进入磁场B.向右平动出磁场C.向上平动D.向下平动解析:当bc受力向下时,说明感应电流方向由b指向c,当向左进入磁场时,磁通量增加,感应电流的磁场方向应该与原磁场方向相反,垂直纸面向里,用右手螺旋定则可以判断感应电流方向为顺时针方向.答案:A4.如图所示,一根条形磁铁自左向右穿过一个闭合螺线管,则电路中()A.始终有感应电流自a向b流过电流表GB.始终有感应电流自b向a流过电流表GC.先有a→G→b方向的感应电流,后有b→G→a方向的感应电流D.将不会产生感应电流解析:条形磁铁从左边进入螺线管的过程中,在螺线管内产生的磁场方向向右,且穿过螺线管的磁通量不断增加,根据楞次定律,产生的感应电流的方向是a→G→b;条形磁铁从螺线管中向右穿出的过程中,在螺线管中产生的磁场方向仍向右,穿过螺线管的磁通量不断减小,根据楞次定律,产生的感应电流的方向是b→G→a,故C正确.答案:C5.如图所示,磁铁垂直于铜环所在平面,当磁铁突然向铜环运动时,铜环的运动情况是()A.向右摆动B.向左摆动C.静止D.转动解析:铜环只有向右运动,才能阻碍穿过铜环的磁通量的增加.答案:A6.如图所示,矩形线框与长直导线在同一平面内,当矩形线框从直导线的左侧平移到右侧的过程中线框内感应电流的方向为()A.先顺时针,后逆时针B.先逆时针,后顺时针C.先顺时针,后逆时针,再顺时针D.先逆时针,后顺时针,再逆时针解析:直线电流产生的磁场在右侧垂直纸面向里,在左侧垂直线面向外,线框从左向右平移时,磁通量是先从垂直纸面向外的增强到减弱(线框通过导线时),当线框正通过直线电流的中间时,磁通量为零,继续向右运动时磁通量从垂直纸面向里的增强又到减弱,根据楞次定律和右手定则,感应电流的方向先为顺时针,后为逆时针,再顺时针.答案:C7.如图所示,一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上,细线从一水平金属圆环中穿过. 现将环从位置Ⅰ释放,经过磁铁到达位置Ⅱ. 设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为F T1和F T2,重力加速度大小为g,则()A.F T1>mg,F T2>mgB.F T1<mg,F T2<mgC.F T1>mg,F T2<mgD.F T1<mg,F T2>mg解析:当圆环经过磁铁上端时,磁通量增大,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上推,又由牛顿第三定律可知圆环给磁铁一个向下的磁场力,因此有F T1>mg;当圆环经过磁铁下端时,磁通量减小,根据楞次定律可知磁铁要把圆环向上吸,同理圆环要给磁铁一个向下的磁场力,因此有F T2>mg,所以只有A正确.答案:A8.(多选)如图是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动,将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流. 各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是()解析:根据楞次定律可确定感应电流的方向:如对C图分析,当磁铁向下运动时:(1)闭合线圈原磁场的方向——向上;(2)穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加;(3)感应电流产生的磁场方向——向下;(4)利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同. 线圈的上端为S极,磁铁与线圈相互排斥. 综合以上分析知,C、D正确.答案:CDB组1.如图所示,固定的水平长直导线中通有直流I,矩形线框与导线在同一竖直平面内,且一边与导线平行. 线框由静止释放,在下落过程中()A.穿过线框的磁通量保持不变B.线框中感应电流方向保持不变C.线框所受安培力的合力为零D.线框的机械能不断增大解析:线框下落过程中,穿过线框的磁通量减小,选项A错误;由楞次定律可判断出感应电流方向一直沿顺时针方向,选项B正确;线框受到的安培力的合力竖直向上,但小于重力,则合力不为零,选项C错误;在下落过程中,安培力对线框做负功,则其机械能减小,选项D错误. 答案:B2.如图所示,当导线ab在电阻不计的金属导轨上滑动时,线圈c向右摆动,则ab的运动情况是()A.向左或向右匀速运动B.向左或向右减速运动C.向左或向右加速运动D.只能向右匀加速运动解析:当导线ab在导轨上滑行时,线圈c向右运动,说明穿过线圈的磁通量正在减少,即右侧回路中的感应电流减小,导线正在减速运动,与方向无关,故A、C、D错误,B正确.答案:B3.如图所示,螺线管CD的导线绕向不明,当磁铁AB插入螺线管时,电路中有图示方向的电流产生,下列关于螺线管极性的判断正确的是()A.C端一定是N极B.C端一定是S极C.C端的极性一定与磁铁B端的极性相同D.无法判断极性,因螺线管的绕法不明解析:AB的插入使螺线管磁通量增大而产生感应电流,根据楞次定律知,感应电流的磁场阻碍AB插入,因此,C端极性一定和B端极性相同.答案:C4.如图所示,粗糙水平桌面上有一质量为m的铜质矩形线圈. 当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,若线圈始终不动,则关于线圈受到的支持力F N及在水平方向运动趋势的正确判断是()A.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向左B.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向左C.F N先小于mg后大于mg,运动趋势向右D.F N先大于mg后小于mg,运动趋势向右解析:当一竖直放置的条形磁铁从线圈中线AB正上方等高快速经过时,线圈中向下的磁通量先增加后减小,由楞次定律可知,线圈中先产生逆时针方向的感应电流,后产生顺时针方向的感应电流,线圈的感应电流磁场阻碍磁铁的运动,故靠近时磁铁与线圈相互排斥,线圈受排斥力向右下方,F N大于mg,线圈有水平向右运动的趋势;离开时磁铁与线圈相互吸引,线圈受到吸引力向右上方,F N小于mg,线圈有水平向右运动的趋势. 所以正确选项是D.答案:D5.(多选)如图所示,导体AB、CD可在水平轨道上自由滑动,且两水平轨道在中央交叉处互不相通. 当导体棒AB向左移动时()A.AB中感应电流的方向为A到BB.AB中感应电流的方向为B到AC.CD向左移动D.CD向右移动解析:由右手定则可判断导体AB中感应电流方向为A→B,由左手定则可判断导体CD受到向右的安培力作用而向右运动.答案:AD6.(多选)如图所示,在匀强磁场中放有平行铜导轨,它与大线圈M相连,要使线圈N获得顺时针方向的感应电流,则放在导轨上的裸金属棒ab的运动情况是(两线圈共面放置)()A.向右匀速运动B.向左加速运动C.向右减速运动D.向右加速运动解析:欲使线圈N产生顺时针方向的感应电流,则感应电流的磁场方向应为垂直纸面向里,由楞次定律可知有两种情况:一是M中有顺时针方向逐渐减小的电流,使其在N中的磁场方向向里,且磁通量在减小;二是M中有逆时针方向逐渐增大的电流,使其在N中的磁场方向向外,且磁通量在增大. 因此,对于前者,应使ab减速向右运动;对于后者,则应使ab加速向左运动. 故应选B、C. (注意匀速运动只能产生恒定电流;匀变速运动产生均匀变化的电流)答案:BC4 法拉第电磁感应定律课时演练·促提升A组1.闭合电路中产生的感应电动势的大小,跟穿过这一闭合电路的下列哪个物理量成正比()A.磁通量B.磁感应强度C.磁通量的变化率D.磁通量的变化量解析:根据法拉第电磁感应定律表达式E=n知,闭合电路中感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,而与磁通量Φ、磁感应强度B、磁通量的变化量ΔΦ无关,所以选项A、B、D 错误,选项C正确.答案:C2.穿过一个单匝线圈的磁通量,始终以每秒均匀地增加2 Wb,则()A.线圈中的感应电动势每秒增大2 VB.线圈中的感应电动势每秒减小2 VC.线圈中的感应电动势始终为2 VD.线圈中不产生感应电动势解析:根据题意,穿过线圈的磁通量始终每秒均匀增加2 Wb,即穿过线圈的磁通量的变化率=2 Wb/s,由法拉第电磁感应定律知E=n=2 V,所以选C.答案:C3.如图所示,有一匝接在电容器C两端的圆形导线回路,垂直于回路平面以内存在着向里的匀强磁场B,已知圆的半径r=5 cm,电容C=20 μF,当磁场B以4×10-2 T/s的变化率均匀增加时,则()A.电容器a板带正电,电荷量为2π×10-9 CB.电容器a板带负电,电荷量为2π×10-9 CC.电容器b板带正电,电荷量为4π×10-9 CD.电容器b板带负电,电荷量为4π×10-9 C解析:根据楞次定律可判断a板带正电,线圈中产生的感应电动势E=πr2=π×10-4 V,板上带电荷量Q=CE=2π×10-9 C,选项A正确.答案:A4.(多选)如图所示为地磁场磁感线的示意图,在北半球地磁场的竖直分量向下. 飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度保持不变. 由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差. 设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处的电势为φ2,则()A.若飞机从西往东飞,φ1比φ2高B.若飞机从东往西飞,φ2比φ1高C.若飞机从南往北飞,φ1比φ2高D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高解析:由右手定则可知机翼左端电势比右端电势高,即φ1>φ2,A、C项正确.答案:AC5.(多选)在北半球,地磁场的竖直分量向下. 飞机在我国上空匀速巡航,机翼保持水平,飞行高度不变,由于地磁场的作用,金属机翼上有电势差,设飞行员左方机翼末端处的电势为φ1,右方机翼末端处电势为φ2,则()A.若飞机从西往东飞,φ1比φ2高B.若飞机从东往西飞,φ2比φ1高C.若飞机从南往北飞,φ1比φ2高D.若飞机从北往南飞,φ2比φ1高解析:该题中飞机两翼是金属材料,可视为一垂直于飞行方向切割竖直向下的磁感线的导体棒,磁场水平分量对产生电动势无作用. 对选项A,磁场竖直分量向下,手心向上,拇指指向飞机飞行方向,四指指向左翼末端,故φ1>φ2,选项A正确. 同理,飞机从东往西飞,仍是φ1>φ2,选项B错误. 从南往北、从北往南飞,都是φ1>φ2,故选项C正确,选项D错误.答案:AC6.如图所示,在竖直向下的匀强磁场中,将一水平放置的金属棒ab以水平初速度v0抛出,设在整个过程中棒的方向不变且不计空气阻力,则在金属棒运动过程中产生的感应电动势大小变化情况是()A.越来越大B.越来越小C.保持不变D.无法判断解析:棒ab水平抛出后,其速度越来越大,但只有水平分速度v0切割磁感线产生感应电动势,故E=Bl v0保持不变.答案:C7.将一段导线绕成图甲所示的闭合回路,并固定在水平面(纸面)内. 回路的ab边置于垂直纸面向里的匀强磁场Ⅰ中. 回路的圆环区域内有垂直纸面的磁场Ⅱ,以向里为磁场Ⅱ的正方向,其磁感应强度B随时间t变化的图象如图乙所示. 用F表示ab边受到的安培力,以水平向右为F的正方向,能正确反映F随时间t变化的图象是()。

2019-2020学年高中物理人教版选修3-2同步作业与测评：第五章交变电流综合检测(B卷) Word版含解析

第五章综合检测(B卷)对应学生用书P37本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，满分110分，考试时间90分钟。

第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，每小题4分，共48分。

1～8小题只有一个选项正确，9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的不得分)1.如图所示电路中，A、B间接有交变电压u＝311sin100πt(V)，电路中接有“220 V440 W”的电暖宝、“220 V220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。

下列说法正确的是()A．交流电压表的示数为311 VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 2 AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．1 min内抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J答案D解析由u＝311sin100πt(V)可知，交变电压的有效值为220 V，故交流电压表的示数为220 V，选项A错误；已知两用电器的额定电压和额定功率，根据并联电路电流规律及P＝UI可知，I干＝P暖U暖＋P机U机＝440220A＋220220A＝3 A，故保险丝的额定电流应不小于3 A，选项B错误；因抽油烟机功率包括热功率及机械功率，故电暖宝发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍，选项C错误；根据W＝Pt可得1 min 内抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J，选项D正确。

2．在下列所示的四幅图中，a、b均为输入端，接交流电源，c、d均为输出端，则输出电压大于输入电压的电路是()答案C解析A、B两图均为滑动变阻器，它们只涉及电压的分配问题，不涉及变压问题，A图中，cd两端电压等于ab两端电压，故A错误；B图中，cd两端电压小于ab两端电压，故B错误；C、D两图为变压器，C图是一个升压变压器，输出电压大于输入电压，D图是一个降压变压器，输出电压小于输入电压。

故C正确，D错误。

3．输电导线的电阻为R，输送电功率为P。

人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套

人教版高中物理选修3-2测试题及答案解析全套含模块综合测试题，共4套第四章电磁感应(时间：50分钟满分：100分)一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共48分，第1～5小题中只有一个选项符合题意，第6～8小题中有多个选项符合题意，全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)1.如图1所示，大圆导线环A中通有电流，方向如图所示，另在导线环所在的平面画一个圆B，它的一半面积在A环内，另一半面积在A环外。

则B圆内的磁通量()图1A．为零B．垂直纸面向里C．垂直纸面向外D．条件不足，无法判断解析：选B根据右手螺旋定则可知，A产生的磁场在A线圈内部垂直纸面向里，在外部垂直纸面向外，由于磁感线是闭合的曲线，所以A内部的磁感线一定比A外部的磁感线要密一些，所以B项正确。

2.如图2所示，a为圆形金属环，b为直导线，且b垂直环面穿过圆环中心()图2A．若直导线b中通入恒定电流，金属环a中会产生感应电流B．若直导线b中通入交变电流，金属环a中会产生感生电流C．若直导线b中通入恒定电流，同时让直导线b绕过圆环中心的水平轴在竖直平面内转动，金属环a中会产生感应电流D．以上三种说法均不对解析：选D产生感应电流的条件是闭合回路中磁通量发生变化，不管b中通入什么样的电流，穿过a 中的磁通量始终为0，D 对。

3．半径为r 带缺口的刚性金属圆环在纸面上固定放置，在圆环的缺口两端引出两根导线，分别与两块垂直于纸面固定放置的平行金属板连接，两板间距为d ，如图3甲所示。

有一变化的磁场垂直于纸面，规定向内为正，变化规律如图乙所示。

在t ＝0时刻平板之间中心有一重力不计，电荷量为q 的静止微粒。

则以下说法正确的是( )图3A ．第2秒内上极板为正极B ．第3秒内上极板为负极C ．第2秒末微粒回到了原来位置D ．第2秒末两极板之间的电场强度大小为0.2 πr 2/d解析：选A 根据楞次定律，结合图像可以判断：在0～1 s 内，下极板为正极，上极板为负极；第2秒内上极板为正极，下极板为负极；第3秒内上极板为正极，下极板为负极；第4秒内上极板为负极，下极板为正极，故A 选项正确，B 选项错误。

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最新人教版高中物理选修3-2测试题及答案全套单元测评(一)电磁感应(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．下列现象中，属于电磁感应现象的是()A．小磁针在通电导线附近发生偏转B．通电线圈在磁场中转动C．因闭合线圈在磁场中运动而产生的电流D．磁铁吸引小磁针解析：电磁感应是指“磁生电”的现象，而小磁针和通电线圈在磁场中转动，反映了磁场力的性质，所以A、B、D项不是电磁感应现象，C项是电磁感应现象．答案：C如图所示，开始时矩形线框与匀强磁场的方向垂直，且一半在磁场内，一半在磁场外，若要使线框中产生感应电流，下列办法中不可行的是() A．将线框向左拉出磁场B．以ab边为轴转动(小于90°)C．以ad边为轴转动(小于60°)D．以bc边为轴转动(小于60°)解析：将线框向左拉出磁场的过程中，线框的bc部分做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量减少，所以线框中将产生感应电流．当线框以ab边为轴转动时，线框的cd边的右半段在做切割磁感线运动，或者说穿过线框的磁通量在发生变化，所以线框中将产生感应电流．当线框以ad边为轴转动(小于60°)时，穿过线框的磁通量在减小，所以在这个过程中线框中会产生感应电流．如果转过的角度超过60°(60°～300°)，bc 边将进入无磁场区，那么线框中将不产生感应电流．当线框以bc边为轴转动时，如果转动的角度小于60°，则穿过线框的磁通量始终保持不变(其值为磁感应强度与矩形线框面积的一半的乘积)．答案：D如图所示，通电螺线管水平固定，OO′为其轴线，a、b、c三点在该轴线上，在这三点处各放一个完全相同的小圆环，且各圆环平面垂直于OO′轴．则关于这三点的磁感应强度B a、B b、B c的大小关系及穿过三个小圆环的磁通量Φa、Φb、Φc的大小关系，下列判断正确的是()A．B a＝B b＝B c，Φa＝Φb＝ΦcB．B a＞B b＞B c，Φa＜Φb＜ΦcC．B a＞B b＞B c，Φa＞Φb＞ΦcD．B a＞B b＞B c，Φa＝Φb＝Φc解析：根据通电螺线管产生的磁场特点可知B a＞B b＞B c，由Φ＝BS可得Φa ＞Φb＞Φc，故C项正确．答案：C如图所示，一均匀的扁平条形磁铁的轴线与圆形线圈在同一平面内，磁铁中心与圆心重合，为了在磁铁开始运动时在线圈中得到逆时针方向的感应电流，磁铁的运动方式应是()A．N极向纸内，S极向纸外，使磁铁绕O点转动B．N极向纸外，S极向纸内，使磁铁绕O点转动C．磁铁在线圈平面内顺时针转动D．磁铁在线圈平面内逆时针转动解析：当N极向纸内、S极向纸外转动时，穿过线圈的磁场由无到有并向里，感应电流的磁场应向外，电流方向为逆时针，A选项正确；当N极向纸外、S极向纸内转动时，穿过线圈的磁场向外并增加，电流方向为顺时针，B选项错误；当磁铁在线圈平面内绕O点转动时，穿过线圈的磁通量始终为零，因而不产生感应电流，C、D选项错误．答案：A5．穿过闭合回路的磁通量Φ随时间t变化的图象分别如图所示，下列关于回路中产生的感应电动势的论述，正确的是()①②③④A．图①中回路产生的感应电动势恒定不变B．图②中回路产生的感应电动势一直在变大C．图③中回路在0～t1时间内产生的感应电动势小于在t1～t2时间内产生的感应电动势D．图④中回路产生的感应电动势先变小再变大解析：图④中磁通量的变化率先变小后变大，因此，回路产生的感应电动势先变小再变大．答案：D6．(多选题)变压器的铁芯是利用薄硅钢片叠压而成的，而不是采用一整块硅钢，这是因为()A．增大涡流，提高变压器的效率B．减小涡流，提高变压器的效率C．增大铁芯中的电阻，以产生更多的热量D．增大铁芯中的电阻，以减小发热量解析：不使用整块硅钢而是采用很薄的硅钢片，这样做的目的是增大铁芯中的电阻，阻断涡流回路，来减少电能转化成铁芯的内能，提高效率是防止涡流而采取的措施．本题正确选项是BD.答案：BD7．(多选题如图所示，电阻不计的平行金属导轨固定在一绝缘斜面上，两相同的金属导体棒a、b垂直于导轨静止放置，且与导轨接触良好，匀强磁场垂直穿过导轨平面．现用一平行于导轨的恒力F作用在a的中点，使其向上运动．若b始终保持静止，则它所受摩擦力可能()A．变为0B．先减小后不变C．等于F D．先增大再减小解析：导体棒a在恒力F作用下加速运动，最后匀速运动，闭合回路中产生感应电流，导体棒b受到安培力方向应沿斜面向上，且逐渐增大，最后不变．由力平衡可知，导体棒b受到的摩擦力先沿斜面向上逐渐减小，最后不变，所以选项A、B正确，选项C、D错误．答案：AB8．如图所示，两条平行虚线之间存在匀强磁场，虚线间的距离为l，磁场方向垂直纸面向里，abcd是位于纸面内的梯形线圈，ad与bc间的距离也为l，t＝0时刻，bc边与磁场区域左边界重合．现令线圈以向右的恒定速度v沿垂直于磁场区域边界的方向穿过磁场区域，取沿a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则在线圈穿越磁场区域的过程中，感应电流I随时间t的变化的图线是图中的()A BC D解析：0～lv段，由右手定则判断感应电流方向为a→d→c→b→a，大小逐渐增大；lv～2lv段，由右手定则判断感应电流方向为a→b→c→d→a，大小逐渐增大，故B选项正确．答案：B9．(多选题)如图所示，水平放置的平行金属导轨左边接有电阻R，轨道所在处有竖直向下的匀强磁场，金属棒ab横跨导轨，它在外力的作用下向右匀速运动，速度为v.若将金属棒的运动速度变为2v，(除R外，其余电阻不计，导轨光滑)则() A．作用在ab上的外力应增大到原来的2倍B．感应电动势将增大为原来的4倍C．感应电流的功率将增大为原来的2倍D．外力的功率将增大为原来的4倍解析：由平衡条件可知，F＝B2L2Rv，可见，将金属棒的运动速度变为2v时，作用在ab上的外力应增大到原来的2倍，外力的功率将增大为原来的4倍．答案：AD10．(多选题)如图所示，E为电池，L是电阻可忽略不计、自感系数足够大的线圈，D1、D2是两个规格相同且额定电压足够大的灯泡，S是控制电路的开关．对于这个电路，下列说法正确的是()A．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小相等B．刚闭合开关S的瞬间，通过D1、D2的电流大小不相等C．闭合开关S待电路达到稳定，D2熄灭，D1比原来更亮D．闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开的瞬间，D2立即熄灭，D1闪亮一下再熄灭解析：由于线圈的电阻可忽略不计、自感系数足够大，在开关S闭合的瞬间线圈的阻碍作用很大，线圈中的电流为零，所以通过D1、D2的电流大小相等，A项正确、B项错误；闭合开关S待电路达到稳定时线圈短路，D1中电流为零，回路电阻减小，D2比原来更亮，C项错误；闭合开关S待电路达到稳定，再将S断开瞬间，D2立即熄灭，线圈和D1形成回路，D1闪亮一下再熄灭，D项正确．答案：AD如图所示，矩形线圈放置在水平薄木板上，有两块相同的蹄形磁铁，四个磁极之间的距离相等，当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈仍静止不动，那么线圈受到木板的摩擦力方向是()A．先向左，后向右B．先向左、后向右、再向左C．一直向右D．一直向左解析：当两块磁铁匀速向右通过线圈时，线圈内产生感应电流，线圈受到的安培力阻碍线圈相对磁铁的向左运动，故线圈有相对木板向右运动的趋势，故受到的静摩擦力总是向左．选项D正确，A、B、C项错误．答案：D光滑曲面与竖直平面的交线是抛物线，如图所示，抛物线的方程为y ＝x 2，其下半部处在一个水平方向的匀强磁场中，磁场的上边界是y ＝a 的直线(如图中的虚线所示)．一个小金属块从抛物线上y ＝b (b >a )处以速度v 沿抛物线下滑，假设曲面足够长，则金属块在曲面上滑动的过程中产生的焦耳热总量是( )A ．mgbB.12m v 2 C ．mg (b －a ) D ．mg (b －a )＋12m v 2 解析：金属块进出磁场时，会产生涡流，部分机械能转化成焦耳热，所能达到的最高位置越来越低，当最高位置y ＝a 时，由于金属块中的磁通量不再发生变化，金属块中不再产生涡流，机械能也不再损失，金属块会在磁场中往复运动，此时的机械能为mga ，整个过程中减少的机械能为mg (b －a )＋12m v 2，全部转化为内能，所以D 项正确．答案：D第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、实验题(本题有2小题，共14分．请按题目要求作答)13．(6分)如图所示，在一根较长的铁钉上，用漆包线绕两个线圈A 和B .将线圈B 的两端与漆包线CD 相连，使CD 平放在静止的小磁针的正上方，与小磁针平行．试判断合上开关的瞬间，小磁针N 极的偏转情况？线圈A 中电流稳定后，小磁针又怎样偏转？解析：在开关合上的瞬间，线圈A内有了由小变大的电流，根据安培定则可判断出此时线圈A在铁钉内产生了一个由小变大的向右的磁场．由楞次定律可知，线圈B内感应电流的磁场应该阻碍铁钉内的磁场在线圈B内的磁通量的增加，即线圈B内感应电流的磁场方向是向左的．由安培定则可判断出线圈B 内感应电流流经CD时的方向是由C到D.再由安培定则可以知道直导线CD内电流所产生的磁场在其正下方垂直于纸面向里，因此，小磁针N极应该向纸内偏转．线圈A内电流稳定后，CD内不再有感应电流，所以，小磁针又回到原来位置．答案：在开关合上的瞬间，小磁针的N极向纸内偏转．(3分)当线圈A内的电流稳定以后，小磁针又回到原来的位置(3分)14．(8分)如图所示为“研究电磁感应现象”的实验装置，部分导线已连接．(1)用笔画线代替导线将图中未完成的电路连接好．(2)如果在闭合电键时发现灵敏电流计的指针向右偏了一下，那么闭合电键后，将原线圈迅速插入副线圈的过程中，电流计指针将向________偏；原线圈插入副线圈后，将滑动变阻器滑片迅速向右移动时，电流计指针将向________偏．答案：(1)如图所示．(4分)(2)右(2分)左(2分)三、计算题(本题有3小题，共38分．解答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)15．(10分)匀强磁场的磁感应强度B＝0.8 T，矩形线圈abcd的面积S＝0.5 m2，共10匝，开始B与S垂直且线圈有一半在磁场中，如图所示．(1)当线圈绕ab边转过60°时，线圈的磁通量以及此过程中磁通量的改变量为多少？(2)当线圈绕dc边转过60°时，求线圈中的磁通量以及此过程中磁通量的改变量．解析：(1)当线圈绕ab转过60°时，Φ＝BS⊥＝BS cos 60°＝0.8×0.5×12Wb＝0.2 Wb(此时的S⊥正好全部处在磁场中)．在此过程中S⊥没变，穿过线圈的磁感线条数没变，故磁通量变化量ΔΦ＝0. (5分)(2)当线圈绕dc 边转过60°时，Φ＝BS ⊥，此时没有磁场穿过S ⊥，所以Φ＝0；不转时Φ1＝B ·S2＝0.2 Wb ，转动后Φ2＝0，ΔΦ＝Φ2－Φ1＝－0.2 Wb ，故磁通量改变了0.2 Wb. (5分) 答案：(1)0 (2)0.2 Wb16．(14分)两根光滑的长直金属导轨MN 、M ′N ′平行置于同一水平面内，导轨间距为l ，电阻不计，M 、M ′处接有如图20所示的电路，电路中各电阻的阻值均为R ，电容器的电容为C .长度也为l 、阻值同为R 的金属棒ab 垂直于导轨放置，导轨处于磁感应强度为B 、方向竖直向下的匀强磁场中．ab 在外力作用下向右匀速运动且与导轨保持良好接触，在ab 运动距离为x 的过程中，整个回路中产生的焦耳热为Q .求：(1)ab 运动速度v 的大小； (2)电容器所带的电荷量q .解析 (1)设ab 上产生的感应电动势为E ，回路中的电流为I ，ab 运动距离为x ，所用时间为t ，则有E ＝Bl v (2分) I ＝E4R(2分) t ＝xv (2分) Q ＝I 2(4R )t (2分)由上述方程得v ＝4QRB 2l 2x (2分)(2)设电容器两极板间的电势差为U ，则有U ＝IR ，电容器所带电荷量q ＝CU ，(2分) 解得q ＝CQRBlx (2分) 答案：(1)4QR B 2l 2x(2)CQRBlx17．(14分)如图所示，两足够长的光滑金属导轨竖直放置，相距为L ，一理想电流表与两导轨相连，匀强磁场与导轨平面垂直．一质量为m 、有效电阻为R 的导体棒在距磁场上边界h 处静止释放．导体棒进入磁场后，流经电流表的电流逐渐减小，最终稳定为I .整个运动过程中，导体棒与导轨接触良好，且始终保持水平，不计导轨的电阻．求：(1)磁感应强度的大小B ；(2)电流稳定后，导体棒运动速度的大小v ； (3)流经电流表电流的最大值I m .解析：(1)电流稳定后，导体棒做匀速运动，受力平衡，有F 安＝G ，即BIL ＝mg ①(2分)解得B ＝mgIL ②(2分)(2)由法拉第电磁感应定律得导体棒产生的感应电动势 E ＝BL v ③(1分)闭合电路中产生的感应电流I ＝ER ④(1分) 由②③④式解得v ＝I 2Rmg (2分)(3)由题意知，导体棒刚进入磁场时的速度最大，设为v m ，由机械能守恒定律得12m v 2m ＝mgh (2分)感应电动势的最大值E m ＝Bl v m (1分) 感应电流的最大值I m ＝E mR (1分) 解得I m ＝mg 2ghIR .(2分)答案：(1)mgIL (2)I 2R mg (3)mg 2gh IR单元测评(二) 交变电流(时间：90分钟满分：100分) 第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．) 1．在下图中，不能产生交变电流的是( )ABCD解析：矩形线圈绕着垂直于磁场方向的转轴做匀速圆周运动就产生交流电，而A图中的转轴与磁场方向平行，线圈中无电流产生，所以选A.答案：A2．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流i＝I m sin ωt.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为()A．i′＝I m sin ωt B．i′＝I m sin 2ωtC．i′＝2I m sin ωt D．i′＝2I m sin 2ωt解析：由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为4E m，匝数加倍后，其电阻也应该加倍，此时线圈的电阻为2R，根据欧姆定律可得电流的最大值为I m′＝4E m2R＝2I m，因此，电流的变化规律为i′＝2I m sin 2ωt.答案：D3.(多选题)如图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0.01 sB ．最大值是311 VC ．有效值是220 VD ．表达式为u ＝220sin 100πt (V)解析：由波形图可知：周期T ＝0.02 s ，电压最大值U m ＝311 V ，所以有效值U ＝U m 2＝220 V ，表达式为u ＝U m sin 2πT t (V)＝311sin100πt (V)，故选项B 、C正确，选项A 、D 错误．答案：BC4.(多选题)如图所示，变频交变电源的频率可在20 Hz 到20 kHz 之间调节，在某一频率时，L 1、L 2两只灯泡的炽热程度相同．则下列说法中正确的是 ( )A ．如果将频率增大，L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强B ．如果将频率增大，L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱C ．如果将频率减小，L 1炽热程度减弱、L 2炽热程度加强D ．如果将频率减小，L 1炽热程度加强、L 2炽热程度减弱解析：某一频率时，两只灯泡炽热程度相同，应有两灯泡消耗的功率相同，频率增大时，感抗增大，而容抗减小，故通过A1的电流增大，通过A2的电流减小，故B项正确；同理可得C项正确，故选B、C.答案：BC5．(多选题)如图所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是()A．升高U1会减小输电电流I2B．升高U1会增大线路的功率损耗C．升高U1会增大线路的电压损耗D．升高U1会提高电能的利用率解析：提高输电电压U1，由于输入功率不变，则I1将减小，又因为I2＝n1n2I1，所以I2将减小，故A项对；线路功率损耗P损＝I22R，因此功率损耗在减小，电压损失减小，故B项、C项错误；因线路损耗功率减小，因此利用率将升高，D项正确．答案：AD6．如图甲所示，a、b为两个并排放置的共轴线圈，a中通有如图乙所示的交变电流，则下列判断错误的是()甲乙A．在t1到t2时间内，a、b相吸B．在t2到t3时间内，a、b相斥C．t1时刻两线圈间作用力为零D．t2时刻两线圈间吸引力最大解析：t1到t2时间内，a中电流减小，a中的磁场穿过b且减小，因此b中产生与a同向的磁场，故a、b相吸，A选项正确；同理B选项正确；t1时刻a 中电流最大，但变化率为零，b中无感应电流，故两线圈的作用力为零，故C 选项正确；t2时刻a中电流为零，但此时电流的变化率最大，b中的感应电流最大，但相互作用力为零，故D选项错误．因此，错误的应是D.答案：D7．如图所示是四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是“220 V40 W”，当灯泡所消耗的功率都调到20 W时，消耗功率最小的台灯是()ABCD解析：利用变阻器调节到20 W时，除电灯消耗电能外，变阻器由于热效应也要消耗一部分电能，使台灯消耗的功率大于20 W，利用变压器调节时，变压器的输入功率等于输出功率，本身不消耗电能，所以C中台灯消耗的功率最小．答案：C8．一电阻接一直流电源，通过4 A的电流时热功率为P，若换接一正弦交流电源，它的热功率变为P2，则该交流电电流的最大值为()A．4 A B．6 A C．2 A D．4 2 A解析：由P＝I2R得R＝PI2＝P16，接交流电时，P2＝I′2P16，2I′2＝16，I′＝42A，所以I m＝2I′＝4 A．应选A.答案：A9．(多选题)如图所示为两个互感器，在图中圆圈内a、b表示电表，已知电压比为100∶1，电流比为10∶1，电压表的示数为220 V，电流表的示数为10 A，则()A．a为电流表，b为电压表B．a为电压表，b为电流表C．线路输送电功率是2 200 WD．线路输送电功率是2.2×106 W解析：电压互感器应并联在电路中，并且是降压变压器，即图中a为电压互感器，由其读数知，输电线上的电压为22 000 V，同理可知输电线上的电流为100 A.答案：BD10．水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW ，若以1 100 V 送电，则线路损失为10 kW ，若以3 300 V 送电，则线路损失可降为( )A ．3.3 kWB ．1.1 kWC ．30 kWD ．11 kW解析：由P ＝UI ，ΔP ＝I 2R 可得：ΔP ＝P2U2R ，所以当输送电压增大为原来3倍时，线路损失变为原来的19，即ΔP ＝1.1 kW.答案：B11．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝2∶1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R ，当输入端接通电源后，电流表读数为I ，电动机带动一质量为m 的重物以速度v 匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为( )A ．4IR ＋mg vI B.mg v I C ．4IRD.14IR ＋mg v I 解析：根据电流与匝数的关系知变压器的输出电流为2I ，电动机消耗的总功率为P 2＝mg v ＋4IR ，又变压器的输入功率P 1＝UI ＝P 2＝mg v ＋4I 2R ，则U ＝mg vI ＋4IR ，故A 项正确．答案：A12．(多选题)如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u ＝311sin 314t (V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2是半导体热敏传感器(温度升高时R2的电阻减小)，电流表A2安装在值班室，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是()A．A1的示数增大，A2的示数减小B．A1的示数不变，A2的示数增大C．V1的示数不变，V2的示数减小D．V1的示数增大，V2的示数增大解析：传感器R2所在处出现火警，温度升高，则R2电阻减小，副线圈负载电阻减小．因输出电压不变，所以副线圈电流增大，则电阻R3两端电压增大，电压表V2的示数减小，电流表A2的示数减小．副线圈电流增大，则原线圈电流增大，但输入电压不变，即电流表A1的示数增大，电压表V1的示数不变．答案：AC第Ⅱ卷(非选择题，共52分)二、计算题(本题有4小题，共52分．解答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．(12分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100匝．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图甲所示．发电机内阻r＝5.0 Ω，外电路电阻R＝95 Ω.已知感应电动势的最大值E m＝nωΦm，其中Φm为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数．甲乙解析：从Φ－t图线看出Φm＝1.0×10－2Wb，T＝3.14×10－2s.(2分) 已知感应电动势的最大值E m＝nωΦm，又ω＝2πT.(3分)故电路中电流最大值I m＝E mR＋r＝n·2π·ΦmT(R＋r)＝100×2×3.14×1.0×10－23.14×(95＋5.0)×10－2A＝2 A(4分)交流电流表读数是交变电流的有效值，即I＝I m2＝1.4 A．(3分)答案：1.4 A14．(12分)有一个电子元件，当它两端的电压的瞬时值高于u＝110 2 V 时则导电，低于u＝110 2 V时不导电，若把这个电子元件接到220 V、50 Hz的正弦式交变电流的两端，则它在1 s 内导电多少次？每个周期内的导电时间为多少？解析：由题意知，加在电子元件两端电压随时间变化的图象如图所示，表达式为u ＝2202sin ωt V ．(2分)其中ω＝2πf ，f ＝50 Hz ，T ＝1f ＝0.02 s ，得u ＝2202sin100πt V ．(2分)把u ′＝110 2 V 代入上述表达式得到t 1＝1600 s ，t 2＝5600s(2分) 所以每个周期内的通电时间为Δt ＝2(t 2－t 1)＝4300 s ＝175s ．(3分) 由所画的u －t 图象知，一个周期内导电两次，所以1 s 内导电的次数为n ＝2t T ＝100.(3分)答案：100次 175s 15．(14分)如图所示，变压器原线圈输入电压为220 V ，副线圈输出电压为36 V ，两只灯泡的额定电压均为36 V ，L 1额定功率为12 W ，L 2额定功率为6 W ．求：(1)该变压器的原、副线圈匝数比．(2)两灯均工作时原线圈的电流以及只有L 1工作时原线圈中的电流．解析：(1)由变压比公式得U 1U 2＝n 1n 2(2分) n 1n 2＝22036＝559.(2分) (2)两灯均工作时，由能量守恒得P 1＋P 2＝U 1I 1(3分)I 1＝P 1＋P 2U 1＝12＋6220A ＝0.082 A(2分) 只有L 1灯工作时，由能量守恒得P 1＝U 1I ′1(3分)解得I ′1＝P 1U 1＝12220A ＝0.055 A ．(2分) 答案：(1)55∶9 (2)0.082 A 0.055 A16．(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100 kW ，输出电压为500 V ，输电导线的总电阻为10 Ω，导线上损耗的电功率为4 kW ，该村的用电电压是220 V .(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60 kW ，则该村还可以装“220 V ,40 W”的电灯多少盏？解析：(1)因为P损＝I22R线(2分)所以I2＝P损R线＝4×10310A＝20 A(1分)I1＝PU1＝100×103500A＝200 A(2分)则n1n2＝I2I1＝20200＝110(1分)U3＝U2－I2R线＝(500×10－20×10) V＝4 800 V(2分)则n3n4＝U3U4＝4 800220＝24011.(1分)(2)设还可装灯n盏，据功率相等有P3＝P4(1分)其中P4＝(n×40＋60×103) W(1分)P3＝(100－4) kW＝96 kW(1分)所以n＝900.(2分)答案：(1)1∶10240∶11(2)900盏单元测评(三)传感器(时间：90分钟满分：100分)第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题有12小题，每小题4分，共48分．)1．关于干簧管，下列说法正确的是()A．干簧管接入电路中相当于电阻的作用B．干簧管是根据热胀冷缩的原理制成的C．干簧管接入电路中相当于开关的作用D．干簧管是作为电控元件以实现自动控制的答案：C2．(多选题)为了保护电脑元件不受损害，在电脑内部有很多传感器，其中最重要的就是温度传感器，常用的温度传感器有两种，一种是用金属做的热电阻，另一种是用半导体做的热敏电阻．关于这两种温度传感器的特点说法正确的是()A．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变大B．金属做的热电阻随着温度的升高电阻变小C．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变大D．用半导体做的热敏电阻随着温度的升高电阻变小解析：金属的电阻率随着温度的升高而变大，半导体在温度升高时电阻会变小．答案：AD3．街旁的路灯、江海里的航标都要求在夜晚亮、白天熄，利用半导体的电学特性制成了自动点亮、熄灭的装置，实现了自动控制，这是利用半导体的() A．压敏性B．光敏性C．热敏性D．三种特性都利用答案：B4．(多选题)有定值电阻、热敏电阻、光敏电阻三只元件，将这三只元件分别接入如图所示电路中的A、B两点后，用黑纸包住元件或者把元件置入热水中，观察欧姆表的示数，下列说法中正确的是()A．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是热敏电阻B．置入热水中与不置入热水中相比，欧姆表示数不变化，这只元件一定是定值电阻C．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数变化较大，这只元件一定是光敏电阻D．用黑纸包住元件与不用黑纸包住元件相比，欧姆表示数相同，这只元件一定是定值电阻解析：热敏电阻的阻值随温度变化而变化，定值电阻和光敏电阻不随温度变化；光敏电阻的阻值随光照变化而变化，定值电阻和热敏电阻不随之变化．答案：AC5.传感器是一种采集信息的重要器件，如图是由电容器作为传感器来测定压力变化的电路，当待测压力作用于膜片电极上时，下列说法中正确的是()①若F向下压膜片电极，电路中有从a到b的电流②若F向下压膜片电极，电路中有从b到a的电流③若F向下压膜片电极，电路中不会有电流产生④若电流表有示数，说明压力F发生变化⑤若电流表有示数，说明压力F不会发生变化A．②④B．①④C．③⑤D．①⑤解析：当下压时，因为C＝εr S4πkd，d减小，C增大，在U不变时，因为C＝QU，Q增大，从b向a有电流流过，②正确；当F变化时，电容器两板的间距变化，电容变化，电容器上的带电量发生变化，电路中有电流，④正确，故选A.答案：A6.如图所示，R1为定值电阻，R2为负温度系数的热敏电阻，当温度降低时，电阻变大，L为小灯泡，当温度降低时()。

人教版高中物理选修3-2全册同步练习测试解析版[92页]

知能综合检测(A 卷)................................................................. 64 知能综合检测(B 卷) ................................................................. 68 第6章第 1 节........................................................................ 73
A．Ba＝Bb＝Bc，Φa＝Φb＝Φc C．Ba＞Bb＞Bc，Φa＞Φb＞Φc
B．Ba＞Bb＞Bc，Φa＜Φb＜Φc D．Ba＞Bb＞Bc，Φa＝Φb＝Φc
解析：根据通电螺线管产生的磁场特点，Ba＞Bb＞Bc，由 Φ＝BS，可得 Φa＞Φb＞Φc，故 C 正确．答案： C 4． (2011·永安高二检测)如图所示，有一正方形闭合线圈，在足够大的匀强磁场中运动．下
人教版高中物理选修 3-2 全册同步练习解析版目录
第4章第4章第4章第4章第4章第 1、2 节 ................................................................... 1 第 3 节.......................................................................... 5 第 4 节........................................................................ 10 第 6 节........................................................................ 16 第 7 节........................................................................ 21

高中物理人教版本选修3-2 第五单元《交变电流》单元测试卷及解析

高中物理人教版本选修3-2第五单元《交变电流》单元测试卷注意事项：1．答题前填写好自己的姓名、班级、考号等信息2．请将答案正确填写在答题卡上第I卷（选择题）一、选择题abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda方向为电流正方向，则下列说法正确的是( )A. 乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B. 乙图中c时刻对应甲图中的C图C. 若乙图中d等于0.02s，则1s内电流的方向改变50次D. 若乙图中b等于0.02s，则交流电的频率为50Hz2.正弦交变电动势的最小值出现在（）A.线圈经过中性面时B.穿过线圈的磁通量为零时C.穿过线圈的磁通量变化最快时D.线圈边框的速度与磁感线垂直时3.一个照明电灯，其两端允许加的最大电压为311V，当它接入220V的照明电路时，这盏灯A.将不亮B.灯丝将烧断C.只能暗淡发光D.能正常发光4.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=110√2V，I=0.2AD. U=110√2V，I=0.2√2A5.在交变站里，经常要用交流电表取检测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器，如图所示的四个图中，能正确反应工作原理的是（）A. B. C. D.6.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="0.2A"B.U="110V" , I="0.05" AC.U=110V, I="0.2A"D.U=110V, I="0.22" A7.线圈中产生的交流电动势e 随时间t 变化的情况如图所示，下列说法中正确的是AB ．交流电动势的最大值为2 VC ．交流电的频率为0.2 HzD ．交流电的周期为0.2s8.一矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴转动，产生的交流电动势e=10sin4πt （V ），以下说法正确的是A.交流电的频率是4πHzB.当t=0时，线圈平面跟中性面垂直C.当t=0.5s 时，e 有最大值D.交流电的周期是0.5s9.如图所示，一理想变压器的原线圈匝数为n 1=1000匝，副线圈匝数为n 2=200匝，电阻R=8.8Ω，原线圈接入一电压u t π= (V)的交流电源，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，则（）/sOA. 副线圈交变电流的频率是100 HzB. t=1s的时刻，电压表的示数为0C. 变压器的输入电功率为220WD. 电流表的示数为10A10.如图，将R＝220Ω的电阻接入电压u＝311sin314t V的交流电路中，则()A. 电压表示数是311VB. 电压表示数是157VC. 电流表示数是1AD. R消耗的功率是311W11.某电池充电器的工作原理可以简化为理想变压器，如果正常工作时输入电压为220 V，输出电压为4.2 V，输出电流为0.65 A，则( )A. 原线圈输入电流约为0.20 AB. 原线圈输入电流约为0.01 AC. 原、副线圈的匝数比约为52∶1D. 原、副线圈的匝数比约为1∶5212.一个小水电站，输出的电功率为20 kW，输电线总电阻为0.5 Ω，如果先用400 V电压输送，后又改用2 000 V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是（）A.减少50 WB.减少1 200 WC.减少7.68×106WD.增大7.68×106W13.关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法中正确的是( )A. 线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B. 线圈每转动一圈，感应电流方向就改变一次C. 线圈平面经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D. 线圈每转动一圈，感应电动势和感应电流方向都要改变一次第II卷（非选择题）二、解答题20 cm，线框总电阻为1 Ω，线框绕OO′轴以10πrad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T．问：(1)该线框产生的交变电流电动势最大值、电流最大值分别是多少？(2)线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？(3)写出感应电动势随时间变化的表达式．15.如图所示，一小型发电机内有n＝100匝矩形线圈，线圈面积S＝0.10m2，线圈电阻可忽略不计．在外力作用下矩形线圈在B＝0.10T匀强磁场中，以恒定的角速度ω＝100πrad/s绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，发电机线圈两端与R＝100Ω的电阻构成闭合回路．求：(1)线圈转动时产生感应电动势的最大值；(2)从线圈平面通过中性面时开始，线圈转过90°角的过程中，通过电阻R横截面的电荷量．16.发电机转子是边长为0.2m的正方形，线圈匝数为100匝，内阻为8Ω，初始位置如图所示，以ad、bc中点连线为轴以600T的匀强磁场中转动，灯泡电阻为24Ω，则：r/min的转速在磁感应强度为1π(1)从图示位置开始计时，写出感应电动势的瞬时值表达式；三、新添加的题型（）C. D.四、填空题U=15 sin100πt ，将该交流电压加在一电阻上，产生的电功率为25W，那么这个电阻的阻值 __________Ω。

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