1、1第 13 章 光章末检测卷(时间：90 分钟 满分：100 分)一、选择题(本大题共 10 小题，每小题 4 分，共 40 分。在每小题给出的选项中。至少有一项符合题目要求。全部选对的得 4 分，选对但不全的得 2 分，有选错的得 0 分)1.(2018浙江省嘉兴市高二月考)当摇动如图 1 所示的手摇交流发电机时，发现小灯泡闪烁。此时流过小灯泡的电流是( )图 1A.交流电 B.直流电C.恒定电流 D.涡流解析 手摇交流发电机产生的电流大小、方向均变化是交流电，A 项正确，B、C、D 项错误。答案 A2.下列提到的交流电，不是指有效值的是( )A.交流电压表的读数 B.保险丝熔断电流C.电容
2、器击穿电压 D.220 V 交流电压解析 电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值。答案 C3.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图 2 所示，由图可以知道( )图 2A.0.01 s 时刻线圈处于中性面位置B.0.01 s 时刻穿过线圈的磁通量为零C.该交流电流的有效值为 2 AD.该交流电流的频率为 50 Hz解析 由图象可知，线圈从中性面开始转动，0.01 s 时线圈与磁场平行，磁通量为 0，故选项 A 错误、选项 B 正确；电流的有效值为 6.28 A4.44 A，故选项 C 错误；该交流电222的频率为 25 Hz，故选项 D 错误。答案 B4.某中学的学生食堂
3、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切断了电源。漏电保护器电路如图 3 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漏电保护器切断电源。造成漏电保护器切断电源的原因判断为磁卡机用电端( )图 3A.零线与火线之间漏电B.火线与地之间漏电C.零线与地之间漏电D.磁卡机装得过多，造成电流太大解析 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
4、。答案 BC5.(2018绍兴一中高二期末)在下列四幅交流电的图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是( )解析 我国居民生活所用的交流电的频率为 50 Hz，即周期为 0.02 s，有效值为 220 V，则电压的峰值为 220 V311 V，C 项正确。2答案 C6.(2017台州市高二期中)如图 4 所示， A、 B 两输电线间的电压是 u200 sin 100 t(V)，2输电线电阻不计，把电阻 R50 的用电器接在 A、 B 两输电线上，对此，下列说法正确的3是( )图 4A.电流表示数为 4 AB.电压表示数为 200 VC.通过 R 的电流方向每秒钟改变 50 次D.用电器消耗
5、的电功率为 1.6 kW解析 根据 u200 sin 100 t(V)，可知，交流电压的有效值 U V200 2Um2 20022V，则电压表的示数为 200 V，电流 I A4 A，所以电流表的示数为 4 A，A、B 项UR 20050正确；周期 T s0.02 s 一个周期内电流方向改变两次，则通过 R 的电流方向2 2100每秒钟改变 100 次，C 项错误；根据 P 得： P W800 W，D 项错误。U2R 200250答案 AB7.(2018南充高二检测)如图 5 所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1 n241，原线圈回路中的电阻 A 与副线圈回路中的电阻 B 阻值相等， a
6、、 b 两端加一定的交变电压 U 后两电阻消耗的功率之比 PA PB为( )图 5A.41 B.14C.161 D.116解析 设电路中通过 A、 B 的电流分别为 IA、 IB，有 IA IB n2 n114，故PA PB 116，选项 D 正确。答案 D8.如图 6 甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比 n1 n261，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中 L 为电感线圈， C 为电容器， R 为定值电阻。当原线圈两端接有如图乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交流电的4最大值保持不变，而将其频率变为原来的 2 倍，则对于交流电的频率改变之后与改变
7、前相比，下列说法中正确的是( )图 6A.副线圈两端的电压有效值均为 216 VB.副线圈两端的电压有效值均为 6 VC.灯泡变亮D.灯泡变亮解析 由图乙知原线圈两端电压有效值为 36 V，根据 得 U26 V，A 错误，B 正确；n1n2 U1U2将频率增大，电感线圈对交变电流阻碍作用变大，电容器的阻碍作用变小。电阻与频率无关，C 错误，D 正确。答案 BD9.如图 7，实验室一台手摇交流发电机，内阻 r1.0 ，外接 R9.0 的电阻。闭合开关 S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势 e10 sin 10 t (V)，则( )2图 7A.该交变电流的频率为 10 HzB.该电动
8、势的有效值为 10 V2C.外接电阻 R 所消耗的电功率为 10 WD.电路中理想交流电流表 A 的示数为 1.0 A解析 因 e10 sin 10 t (V)，故 10 rad/s，由 2 f 得 f 5 Hz，选22项 A 错误； Em10 V，故其有效值 E 10 V，选项 B 错误；交流电表的示数及功率的2Em2计算均要用有效值，因此电路中电流表 A 的示数 I 1.0 A，选项 D 正确；外接电阻ER rR 所消耗的功率为 P I2R1.0 29.0 W9 W，选项 C 错误。答案 D10.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要
9、显得暗些，这是因为此时( )5A.总电阻比深夜时大，干路电流减小，每盏灯分到的电压就小B.总电阻比深度时大，干路电流小，每一支路的电流就小C.总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D.干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电压解析 此时用电器多，电阻小(因为用电器都是并联的)，而变压器输出电压 U 不变，由 I可知，干路电流大，输电线上损失电压大，电灯两端电压小，故比深夜暗，故 C 正确。UR答案 C二、填空题(本题共 3 小题，共 18 分，请将正确的答案填在横线上)11.(6 分)(2017湖州市高二期中)发电机电枢以转速 n3 000 r/min 在匀强磁场中匀速转动，当
10、线圈平面与磁感线方向平行时，产生的感应电动势为 1 000 V，若从线圈平面与中性面重合时计时，则所产生的感应电动势的瞬时表达式_ V，当 t0.03 s 时，电动势为_ V。解析 当线圈平面转至与磁场方向平行时，产生的感应电动势最大，则 Em1000 V， 2 n100 rad/s，若从线圈平面与中性面重合时计时，则瞬时表达式 e Emsin t 1 000 sin 100 t V。当在 t0.03 s 时， e1 000sin 1000.03 V0。答案 1 000 sin 100 t 012.(6 分)一交流电压随时间变化的图象如图 8 所示，则此交流电的频率是_ Hz，若将该电压加在
11、10 F 的电容器上，则电容器的耐压值不应小于_ V；若将该电压加在一阻值为 1 k 的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于_ A。图 8解析 由题图知 T0.02 s， Um200 V 而 f1T所以 f50 Hz，电容器耐压值应不小于 200 V，I A0.14 A。Um2 1R 100 21000因为保险丝熔断电流指有效值，所以电路中保险丝熔断电流不能低于 0.14 A。答案 50 200 0.1413.(6 分)如图 9 所示，理想变压器的原线圈接在 220 V 的正弦交流电源上， R10 ，副6线圈 b、 c 间匝数为 10 匝。当
12、把电键 K 由 b 掷向 c 时，通过 R 上的电流增加 0.2 A，则通过变压器铁芯的最大磁通量变化率为_。图 9解析 由 得 可得 0.2 V/匝，即每匝线圈若接一个电压表，其示数U1n1 U2n2 U3n3 U1n1 U3 U2n3 n2 U1n1为 0.2 V，所以结合法拉第电磁感应定律可知，通过变压器铁芯的最大磁通量变化率为 25Wb/s。答案 Wb/s25三、计算题(本题共 3 小题，共 42 分。解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。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)14.(14 分)如图 10 所示，交流发电机电动势的有效值为 E
13、20 V，内阻不计，它通过一个R6 的指示灯连接变压器，变压器输出端并联 24 只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V 0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计。求：图 10(1)降压变压器初、次级线圈匝数比；(2)发电机的输出功率。(计算结果保留三位有效数字)解析 (1)彩色小灯泡额定电流 ILPU次级线圈总电流 I224 IL变压器输入功率 P 入 I1U1 I2U2变压器原线圈电路中，交流发电机电动势E U1 I1R由理想变压器的公式可得 n1n2 I2I1将 E20 V 代入以上式子可解得 。n1n2 31(2)发电机的输出功率 P 出 I1E代入数据可得 P 出 6.67 W。7答案
14、 (1) (2)6.67 W3115.(14 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 S0.05 m2，线圈转动的频率为 50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度 B T。如果用此发电机带动两个标有 “220 V 11 kW”的电2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 11。求：图 11(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？解析 (1)根据 Em nBS 1 100 V2得输出电压的有效值为
15、U1 1 100 VEm2(2)根据 U1U2 n1n2 51(3)根据 P 入 P 出 2.210 4W再根据 P 入 U1I1，解得 I120 A答案 (1)1 100 V (2)51 (3)20 A16.(14 分)如图 12 是某学习小组在空旷的场地上做“摇绳发电实验”的示意图。他们将一铜芯线像甩跳绳一样匀速摇动，铜芯线的两端分别通过细铜线与灵敏交流电流表相连。摇绳的两位同学的连线与所在处的地磁场(可视为匀强磁场)垂直。摇动时，铜芯线所围成半圆周的面积 S2 m2，转动角速度 10 rad/s，用电流表测得电路中电流 I40 A，电路2总电阻 R10 ，取 2.25。 2图 12(1)求该处地磁场的磁感应强度 B 的大小；8(2)从铜芯线所在平面与该处地磁场平行开始计时，求其转过四分之一周的过程中，通过电流表的电量 q；(3)求铜芯线转动一周的过程中，电路产生的焦耳热 Q。解析 (1)铜芯线中产生的是正弦交流电，由于：Im I， Em ImR， Em BS ，2代入数据解得 B210 5 T(2)在铜芯线与地磁场平行开始至铜芯线转动四分之一周的过程中：E ， BS， E IR， q It t代入数据解得 q410 6 C(3)铜芯线转动一周，电路中产生的焦耳热：答案 (1)210 5 T (2)410 6 C (3)7.210 9 J
