《2019-2020年高中物理 第五章 交流電提高鞏固練習（含解析）新人教版選修3-2.doc》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《2019-2020年高中物理 第五章 交流電提高鞏固練習（含解析）新人教版選修3-2.doc（6頁珍藏版）》請在裝配圖網上搜索。

2019-2020年高中物理 第五章 交流電提高鞏固練習（含解析）新人教版選修3-2 【鞏固練習】 一、選擇題 1．如圖所示，有一個理想變壓器，原線圈的匝數為n1，輸入電壓為U1，電流為I1；兩個副線圈的匝數分別為n2和n3，輸出電壓分別為U2和U3，電流分別為I2和I3，下列判斷正確的是（ ） A．U1∶U2=n1∶n2，U1∶U3=n1∶n3 B．I1∶I2=n2∶n1，I1∶I3=n3∶n2 C．n1I1=n2I2+n3I3 D．I1U1=I2U2+I3U3 2．如左圖所示，在閉合鐵芯上繞著兩個線圈M和P，線圈P與電流表構成閉合回路。若在t1至t2這段時間內，觀察到通過電流表的電流方向自上向下（即為由c經電流表至d），則可以判斷出線圈M兩端的電勢差uab隨時間t的變化情況可能是圖中的（ ） 3．調壓變壓器是一種自耦變壓器，它的構造如圖所示，線圈AB繞在一個圓環(huán)的閉合鐵芯上，AB間加上有效值不變的正弦式電壓U，移動滑動觸頭P的位置，就可以調節(jié)輸出電壓，在輸出端連接了滑動變阻器尺和理想交流電流表A，變阻器的滑動觸頭為Q，則（ ） A．保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數變大 B．保持P的位置不動，將Q向下移動時，電流表的讀數變小 C．保持Q的位置不動，將P沿順時針方向移動（不超過B）時，電流表的讀數變大 D．保持Q的位置不動，將P沿順時針方向移動（不超過B）時，電流表的讀數變小 4．如圖所示，理想變壓器原線圈與燈泡A串聯后，加上交變電流U1，副線圈兩端電壓為U2，接有B和C兩個燈泡。若A、B、C是三個完全相同的燈泡且均正常發(fā)光，則為（ ） A．4∶1 B．3∶1 C．2∶1 D．1∶1 5．平行板間加如圖所示周期性變化的電壓，重力不計的帶電粒子靜止在平行板中央，從t=0時刻開始將其釋放，運動過程無碰板情況，則選項中能正確定性描述粒子運動的速度圖象的是（ ） 6．圖中甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化。下列說法正確的是（ ） A．圖甲表示交變電流，圖乙表示直流 B．兩種電壓的有效值相等 C．圖甲所示電壓的瞬時值表達式為U=311 sin100πt V D．圖甲所示電壓經匝數比為10∶1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼? 7．如圖所示，理想變壓器的初級線圈接交流電源，次級線圈接阻值為R的負載電阻。若與初級線圈連接的電壓表V1的示數為U1，與次級線圈連接的電壓表V2的示數為U2，且U2＜U1，則以下判斷中正確的是（ ） A．該變壓器輸入電流與輸出電流之比為U1∶U2 B．該變壓器輸入功率與輸出功率之比為U2∶U1 C．通過負載電阻R的電流 D．通過初級線圈的電流 8．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想交流電表，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式，則（ ） A．當單刀雙擲開關與a連接時，電壓表的示數為22 V B．當時，c、d間的電壓瞬時值為110 V C．單刀雙擲開關與a連接，在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數均變小 D．當單刀雙擲開關由a扳向b時，電壓表和電流表的示數均變小 二、填空題 9．一交變電壓隨時間變化的圖象如左下圖所示，則此交變電流的頻率是________Hz，若將該電壓加在10μF的電容器上，則電容器的耐壓值不應小于________V；若將該電壓加在一阻值為1 kΩ的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，電路中保險絲的額定電流不能低于________A。 10．如右上圖所示為一理想變壓器，初級接220 V正弦式電流，負載電阻R=10Ω，次級線圈b，c間匝數為10匝，當把開關S由接b改接c時，通過R上的電流增加0.2 A，則通過變壓器鐵芯的磁通量變化率最大值是_______ Wb／s。（取兩位有效數字） 11．閉合線圈在勻強磁場中勻速轉動，轉速為240 r／min，若線圈平面轉至與磁感線平行時的電動勢為2 V，則從中性面開始計時，所產生的感應電動勢表達方式為e=________V，從中性面起經s，感應電動勢的大小為________。 三、解答題 12．如圖甲所示，兩平行金屬板的板長不超過0.2 m，板間的電壓u隨時間t變化的u-t圖線如圖乙所示，在金屬板右側有一左邊界為MN、右邊無界的勻強磁場，磁感應強度B=0.01 T，方向垂直紙面向里?，F有帶正電的粒子連續(xù)不斷地以速度v0=105 m／s，沿兩板間的中線OO＇平行金屬板射入電場中，磁場邊界MN與中線OO＇垂直。已知帶電粒子的荷質比C／kg，粒子的重力和粒子間相互作用力均可以忽略不計。 （1）在每個粒子通過電場區(qū)域的時間內，可以把板間的電場強度看作是恒定的。試說明這種處理能夠成立的理由。 （2）設t=0.1 s時刻射入電場的帶電粒子恰能從平行金屬板邊緣穿越電場射人磁場，求該帶電粒子射出電場時速度的大小。 （3）對于所有經過電場射入磁場的帶電粒子，設其射入磁場的入射點和從磁場射出的出射點間的距離為d，試判斷：d的大小是否隨時間而變化？若不變，證明你的結論；若變，求出d的變化范圍。 13．如圖所示，理想變壓器接在電壓為220 V的交流電源上，燈L1的額定電壓為6 V，L2的額定電壓為2 V，電阻分別為RL1=3Ωn和RL2=10Ω，接有電壓表的線圈為n3=5匝，當S閉合在“1”處時兩燈正常發(fā)光，電壓表示數為1 V。 （1）在圖示情況下，另一副線圈的匝數n2以及電流表示數是多少？ （2）若將S由“1”合向“2”時，燈L1、L2和電流表示數如何變化？ 14．有一個阻值為R的電阻，若將它接在電壓為20 V的直流電源上時，消耗的電功率為P；若將它接在圖中的理想變壓器的次級線圈兩端時，消耗的電功率為。已知變壓器輸入的是正弦式電流，其電壓的最大值為200 V，不計電阻阻值隨溫度的變化，求： （1）理想變壓器次級線圈兩端電壓的有效值； （2）此變壓器的原、副線圈的匝數之比。 15．如圖所示，某發(fā)電廠的輸出電壓恒定，分別用甲、乙兩種線路向同一用電器送電，用電器上的功率相同。甲線路中不用變壓器，線路總電阻為0.9Ω；乙線路中在用電器處裝原、副線圈匝數比為9∶10的升壓變壓器，線路總電阻為1.8Ω，求： （1）甲、乙兩線路中輸電線損耗的功率之比是多少？ （2）用電器的電阻是多少？ 【答案與解析】 一、選擇題 1．【答案】ACD 【解析】根據變壓器的原理，可判斷選項A是正確的；對于理想變壓器來說，輸入功率等于輸出功率，選項D正確；電流跟線圈匝數成反比的關系只適用于輸出端只有一個副線圈工作時的情況，同樣，只有當線圈2開路時，I1∶I3=n3∶n1才成立，故選項B錯誤；若兩個線圈同時工作，電流跟線圈匝數的關系要根據“輸入總功率等于輸出的總功率”關系來判斷。 根據I1U1=I2U2+I3U3，變形得， 代入，，整理得n1I1=n2I2+n3I3， 故選項C正確。 2．【答案】CD 【解析】由電流表中電流方向和右手定則知P中感應電流的磁場方向豎直向下，因四個選項中Uab均大于0，故可假設Ua＞Ub，Uab產生的感應磁場方向是一致的，因此t1至t2時刻，M中的電流減小，即Uab減小?？梢耘卸–、D正確，A、B錯誤。 3．【答案】BD 【解析】如果保持P位置不動，即副線圈兩端電壓不變，將P向下移動，電阻變大，電流表示數減小，故A錯，B對；保持Q不變，將P沿順時針方向移動，副線圈匝數減小，電壓減小，電流表示數減小。故C錯，D對。 4．【答案】B 【解析】A、B、C三個燈泡均正常發(fā)光時，設每個燈泡的額定電流為，，則副線圈中的電流I2=2I，原線圈的電流I1=I，由電流與匝數間的關系得；再根據電壓與匝數的關系，得 ，又U1=UA+Uab，而UA=U2，則U1=3U2，得，B選項正確。 5．【答案】A 【解析】由，可知帶電粒子做變速運動的加速度大小是定值，即，故C、D錯誤。 由圖知0～與時間段內加速度大小相等、方向相反，故粒子做單向直線運動，速度沒有反向，故A正確，B錯誤。 6．【答案】C 【解析】因圖象的縱坐標——電壓的正負表示電壓的方向，因此兩圖均為交變電流，A錯；對于正弦式電流才有，雖然兩圖的峰值相同，但圖乙非正弦（余弦）式電流不適用上式有效值的求法，故B錯；正弦式電流瞬時值的表達式為U=Umsinωt，由圖象可知Um=311 V，T=2×10－2 s，可得，代入上式得U=311sin100πt（V），故C對；由變壓器原理可知變壓器只能根據匝數比改變電壓和電流，它不會改變周期和頻率，故D錯。 7．【答案】CD 【解析】理想變壓器的輸入功率等于它的輸出功率，即，所以，，則A、B均錯，D正確。通過負載電阻R的電流，C正確，本題考查了理想變壓器的有關知識。 8．【答案】A 【解析】由正弦式電流的最大值與有效值的關系，可以確定原線圈電壓有效值為220 V，電壓表所測電壓值也是有效值，由變壓器原、副線圈電壓比等于匝數比，所以電壓表示數為22 V，A正確；將s代入瞬時值表達式計算得V，B錯；對于理想變壓器，副線圈電壓只與原線圈電壓和原、副線圈匝數比有關，所以滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電壓表示數不變，所以C錯；開關由a扳向b，原、副線圈匝數比變小，所以副線圈電壓變大，電流變大，所以D錯。 二、填空題 9．【答案】50 200 0.14 【解析】由圖知T=0.02 s，Um=200 V，而，所以f=50 Hz，電容器耐壓值應不小于200 V，（A）。保險絲熔斷電流指有效值，以電路中保險絲熔斷電流不能低于0.14 A。 10．【答案】0.28 【解析】當把開關S從b擲向c，流過R的電流增加了0.2 A，設R兩端電壓增加ΔU，即ΔU=IR=0.2×10 V=2V，而，,（匝），又，當電壓為最大值時，有最大值，。 11．【答案】2sin8πt 1 V 【解析】由n=240 r／min=4 r／s得ω=2πn=2π×4 rad／s=8πrad／s。當線圈平面與磁感線平行時，感應電動勢最大，即Em=2 V，所以e=Emsinωt=2 sin8πt V。時，e=2sin8π×V=2sinV=2×V=1 V。 三、解答題 12．【答案】見解析 【解析】（1）粒子穿過金屬板間的時間，板間電場周期T=0.2 s。因，故在t時間內可認為板間場強恒定。 （2）t=0.1 s時，U=100 V，由，得。 （3）設某時刻從電場中射出的粒子速度為v，方向與水平成角，如圖所示，則有v=v0／cos， 進入磁場后做勻速圓周運動， 由qvB=mv2／R，得。 由幾何關系可得粒子射入與射出點距離為。 故d的大小恒為0.2 m，不隨時間變化。 13．【答案】（1）40匝 5.6×10－2 A （2）變暗 減小 【解析】（1）由于S閉合在“1”處時兩燈正常發(fā)光，所以UL1=6 V，UL2=2 V，即U2=8 V，由，得n2=40匝，由P入=P出代入數據得I=5.6×10－2 A。 （2）S由“1”合向“2”，n1增大，n2、n3不變，U2減小，IL1、IL2減小，燈變暗，由n1I1=n2I2減小，電流表示數減小。 14．【答案】（1）V （2）10∶1 【解析】（1）由，得，，解得V。 （2）由題意知U1m=200 V，所以V，所以。 15．【答案】（1） （2）11Ω 【解析】（1）由用電器的功率相同，得甲圖中：；乙圖中：，所以 。 （2）由U源=IR甲+IR用，，解得R用=11Ω。