1、章末自测卷(第十一章)(限时：45 分钟)一、单项选择题1.如图 1 为某发电站电能输送示意图.已知发电机的输出电压、输电线的电阻及理想升压、降压变压器匝数均不变，若用户电阻 R0 减小，下列说法正确的是( )图 1A.发电机的输出功率减小B.输电线上的功率损失减小C.用户得到的电压减小D.输电线输送电压减小答案 C解析 若用户电阻减小，则降 压变压器输出功率增大， 导致 发电机的输出功率增大，输电线上电流增大，输电线上损失电压 增大， 输电线上的功率损失增大，选项 A、B 错误.输电线上损失电压增大，降压变压器原线圈 输入电压减小，由于降 压变压 器的原、副线圈匝数比不变，降压变压器副线圈输
2、出电压(即用 户得到的电压) 减小， 选项 C 正确.发电机的输出电压不变，升压变压器原线圈输入电压不变.由于升压变压器的原、副 线圈匝数比不 变， 则输电线上输送电压不变，选项 D 错误.2.如图 2 所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表 、理想电压表 ，副线圈上通过输电线接有一个灯泡 L，一个电吹风 M，输电线的等效电阻为 R，副线圈匝数可以通过调节滑片 P 改变.S 断开时，灯泡 L 正常发光，滑片 P 位置不动，当 S 闭合时，以下说法中正确的是( )图 2A.电压表读数增大B.电流表读数减小C.等效电阻 R 两端电压增大D.为使灯泡 L 正常发光，滑片 P 应向下滑动答案 C
3、解析 当 S 闭合时，原、副 线圈的匝数比不变，副线圈两端电压不变，电压表读数不变， 选项A 错误.S 闭合时 ，副 线圈电路总电阻减小， 电流增大， 变压 器输出功率增大，则输入功率增大，电流表读数增大，选项 B 错误.由于输电线中电流增大，所以输电线等效电阻 R 两端电压增大，选项 C 正确.为使灯泡 L 正常 发光， 应该增大变压器输出电压，滑片 P 应向上滑动，选项 D 错误.3.如图 3 所示，单匝闭合金属线框 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为 m，线框中的最大感应电动势为 Em，从线框平面与磁场平行时刻开始计时，下面说法不正确的是( )
4、图 3A.当穿过线框的磁通量为 的时刻，线框中的感应电动势为m2 Em2B.线框中的电流强度随时间按余弦规律变化C.线框转动的角速度为EmmD.线框在垂直于磁场方向平面内的投影面积随时间按正弦规律变化答案 A解 析 设 线 框 转 动 的 角 速 度 为 ，根 据 题 意 ，线 框 中 的 感 应 电 动 势 的 瞬 时 值 表 达 式 为 e Emcos t，其中 Em m，所以 ，选项 B、C 正确；当穿过线框的磁通量为 的时刻，Emm m2t 30，所以线框中的感应电动势为 eE mcos 30 ，选项 A 错误；计时开始时刻，线3Em2框在垂直于磁场方向平面内的投影面积为零，所以以后
5、该 面积随时间按正弦规律变化， 选项D 正确.4.如图 4 所示为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 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 表示输电线的等效电阻.以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是( )图 4A.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为零B.发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为 eNBS sin tC.当用电量增加时，为使用户电压保持不变
6、，滑动触头 P 应向上移动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答案 C解析 线圈处于图示位置时，与中性面垂直，电流瞬时值最大，选项 A 错误；从垂直中性面开始计时，感应电动势的瞬时值 表达式为 eNBS cos t，选项 B 错误；当用电量增加时，变压器输出电流增大，输电线等效 电阻上电压增大， 为使用户电压 保持不变，滑动触头 P 应向上移动，选项 C 正确.当滑动触头 P 向下移动时，变压器原线圈两端的电压不变，输出电压将降低，选项 D 错误.5.如图 5 所示，图 a 中变压器为理想变压器，其原线圈接在 u12 sin 100t (V)的交流电源2上，副线圈与阻值
7、 R12 的电阻接成闭合电路，电流表为理想电流表.图 b 中阻值为R232 的电阻直接接到 u12 sin 100t (V)的交流电源上，结果电阻 R1 与 R2 消耗的电2功率相等，则( )图 5A.通过电阻 R1 的交流电的频率为 0.02 HzB.电阻 R1 消耗的电功率为 9 WC.电流表的示数为 6 AD.变压器原、副线圈匝数比为 41答案 D解析 由交流电瞬时值表达式 u12 sin 100t (V)可知，100 rad/s2f，则该交流电的2频率为 f 50 Hz，周期为 0.02 s，变压器不改变交流电的频率，所以通过电阻 R1 的交流电2的频率为 50 Hz，选项 A 错误.
8、由题图 b 可知，阻值为 R232 的电阻两端电压的有效值为U12 V，电阻 R2 消耗的电功率为 P2 4.5 W.根据题述，电阻 R1 与 R2 消耗的电功率相U2R2等，可知电阻 R1 消耗的电功率为 P1P 24.5 W，选项 B 错误.由 P1I 2R1，解得电流表的示数为 I1.5 A，选项 C 错误.变压器副线圈两端电压 U2IR 13 V，变压器原、副线圈匝数比为 n1n 2UU 212341，选项 D 正确.6.如图 6 甲所示，自耦理想变压器输入端 a、b 接入图乙所示的交流电源，一个二极管和两个阻值均为 R40 的负载电阻接到副线圈的两端，电压表和电流表均为理想交流电表.
9、当滑片位于原线圈中点位置时，开关 S 处于断开状态，下列说法正确的是( )图 6A.t0.01 s 时，电压表示数为零B.t0.015 s 时，电流表示数为 5.5 AC.闭合开关 S 后，电压表示数增大D.闭合开关 S 后，电流表示数为 16.5 A答案 D解析 交流电压表和电流表示数均为有效值，因而 t0.01 s 时，副线圈两端电压有效值U2440 V，选项 A 错误；根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数为 11 A，选项 B 错误；副线圈电压取决于原线圈电压和匝数比， 闭合开关 S 后， 电压表示数不变，选项 C 错误；闭合开关 S 后，副线圈在一个周期内消耗的能量等于原线圈一个周期内
10、消耗的能量，即 U 1I1T，代入数据解得 I133 A ，而 I1n1 I2n2，故 I216.5 A，选项 D 正确.U2R2 T2 U2RT2二、多项选择题7.如图 7 所示，一理想变压器原线圈为 n11 000 匝，副线圈为 n2200 匝，将原线圈接在u200 sin 120t (V)的交流电压上，电阻 R100 ，电流表 A 为理想电表，下列推断正确2的是( )图 7A.交变电流的频率为 50 HzB.穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 0.2 Wb/s2C.电流表 A 的示数为 0.4 A2D.变压器的输入功率是 16 W答案 BD8.如图 8 所示，图 a 是远距离输电线路的示意图
11、，图 b 是用户得到的电压随时间变化的图象，已知降压变压器的匝数比为 101，不考虑降压变压器与用户间导线的电阻，则( )图 8A.发电机输出交流电的频率是 50 HzB.升压变压器的输出电压为 2 200 VC.输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小答案 AD解析 根据题图 b 所示的用户得到的电压随时间变化的图象，可知该交变电流的电压最大值为 220 V，周期 T0.02 s，频率 f 50 Hz.由于变压器不改变正弦交变电流的频率，所以21T发电机输出交流电的频率是 50 Hz，选项 A 正确.用户得到的电压为 U220 V
12、，则降压变压器的输入电压为 2 200 V.由于输电线上有电压损失，所以升压变压器的输出电压一定大于 2 200 V，选项 B 错误.根据变压器的功率关系，输出功率决定输 入功率，输电线的电流不但与降压变压器原、副线圈的匝数比有关，还与用户的电功率有关，匝数比一定时，用户使用的电功率越大，输电线中电流就越大，选项 C 错误.当用户用电器的总电阻增大时，用户使用的电功率减小，输电线上电流减小，输电线上损失的功率减小，选项 D 正确.9.如图 9 所示，M 为理想变压器，电表为理想电表，导线电阻忽略不计，原线圈接稳定的正弦式交流电源.当滑动变阻器滑片 P 向上移动时，读数发生变化的电表是( )图
13、9A.A1 B.A2 C.V1 D.V2答案 AB解析 根据变压器输入电压决定输出电压，可知 电压表 V1 和 V2 的读数不变，选项 C、D 错误；当滑动变阻器滑片 P 向上移动时，滑动变阻器 R 接入电路的电阻逐渐减小，电流表 A2 的读数增大，选项 B 正确；由变压器输出功率等于输入功率，可知输入功率增大，电流表 A1 的读数增大，选项 A 正确.10.图 10 甲中的变压器为理想变压器，原线圈的匝数 n1 与副线圈全部匝数 n2 之比为 51，副线圈接有两个电阻，R 110 ，R 25 .现在原线圈输入稳定的正弦式交变电流，将滑动触头 P 置于副线圈的中点，a、b 两端接示波器，检测
14、a、b 两端的电压如图乙所示.设电流表 A 为理想电流表，导线电阻不计 .则下列判断正确的是( )图 10A.原线圈上电压变化的频率为 50 HzB.电流表的示数约为 0.14 AC.只将滑动触头 P 向上移动一些，电流表示数可能减小D.只将 a、b 两端用导线连接，原线圈的输入功率为 45 W答案 BD解析 由题图乙知，交变电流的周期 为 0.04 s，所以频率为 25 Hz，A 项错误；因为 a、b 两端电压有效值为 Uab5 V，则 副线圈中的电流为 I2 A，根据 ，解得 I1 A0.14 2 2I1I2 n22n1 210A，B 项正确；将滑动触头 P 向上移 动，根据 可知，副线圈
15、两端电压 U2 增大，副 线圈消U1U2 n1n2耗功率增大，原线圈中输入功率增大，所以电流表示数增大，C 项错误；只将 a、b 两端用导线连接，副线圈消耗的功率为 P2 45 W，原线圈的输入功率 P1P 245 W，D 项正确.U2R111.理想变压器原、副线圈的匝数比为 113，各电表均为理想交流电表，导线电阻不计，原线圈 a、b 端接有正弦式交变电压 u220 sin 100t (V)，副线圈 c、d 端接有如图 11 所示2电路，三个定值电阻的阻值均为 R40 .开关 S 闭合后，下列说法中正确的是( )图 11A.副线圈 c、d 端输出电压的频率约为 14 HzB.电压表的示数为
16、20 VC.变压器输入的功率为 60 WD.开关 S 断开后，电流表的示数减小约 0.02 A答案 BC解析 变压器不改变交流电的频率， f50 Hz，A 错；由 u220 sin 100 t (V)可知原线圈2a、b 端输入电压的有效值为 U1220 V，则副线圈 c、d 端电压有效值为 U2 U160 V，由n2n1串并联电路特点知电压表的示数为 20 V，B 对；因副线圈电路的总电阻为 R60 ，所U23 32以副线圈电路中电流为 I21 A，原 线圈电流为 I1 I2 A，由 PU 1I1 得变压器输入的n2n1 311功率为 P60 W，C 对；开关断开后，副线圈总电阻增大，变为 8
17、0 ，电流变为 I2 A，此34时原线圈中电流为 I1 I2 A，电流减小了 I A0.07 A，D 错.n2n1 944 34412.如图 12 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 115，现在原线圈 A、B 之间加上u220 sin 100t (V)的正弦交流电，副线圈上接有一电阻 R25 ，D 为理想二极管，灯2泡发光时的电阻为 10 ，电阻与灯泡两支路可由一单刀双掷开关进行切换，则(电表为理想电表)( )图 12A.开关拨到 1 时，电流表示数为 5.6 AB.开关拨到 1 时，电阻的功率为 400 WC.开关拨到 2 时，电流表示数为 5 AD.开关拨到 2 时，灯泡的功率为 500
18、 W答案 BD解析 当开关拨到 1 时，电阻接到 变压器的副线圈上，因 为 原线圈上电压的有效值为 220 V，变压器的原、副线圈的匝数比 为 115，所以副 线圈上电压 有效值为 100 V，则电流表的示数I 4 A，功率 PI 2R400 W，A 项错误，B 项正确；当开关 拨到 2 时，副线圈上电压100 V25 的有效值为 100 V，二极管的作用是让灯泡的通电时间变为 无二极管时的一半，无二极管 时，电流的有效值 I010 A，有二极管时，设电流的有效值为 I1，则 I02RL I 12RLT，可得 I15 T2 2A，功率 PI 12RL500 W，C 项错误，D 项正确.三、非选
19、择题13.如图 13 所示装置可以用来测量硬弹簧(即劲度系数较大的弹簧) 的劲度系数 k.电源的电动势为 E，内阻可忽略不计；滑动变阻器全长为 L，重力加速度为 g. 为理想电压表.当木板(不计重力) 上没有放重物时，滑动变阻器的触头位于图中 a 点，此时电压表示数为零.在木板上放置质量为 m 的重物，滑动变阻器的触头随木板一起下移.由电压表的示数 U 及其他给定条件，可计算出弹簧的劲度系数 k.图 13(1)写出 m、U 与 k 之间所满足的关系式.(2)已知 E1.50 V，L12.0 cm，g 取 9.80 m/s2.测量结果如下表：m/kg 1.00 1.50 3.00 4.50 6.
20、00 7.50U/V 0.108 0.154 0.290 0.446 0.608 0.740在图 14 中给出的坐标纸上利用表中数据描出 mU 直线 .图 14mU 直线的斜率为_kg/V(结果保留三位有效数字).弹簧的劲度系数 k_N/m(结果保留三位有效数字).答案 (1)m U (2) 见解析图 10.0 1.2310 3LkEg解析 (1)设放置质量为 m 的重物 时弹簧的压缩量为 x，则 有 mgkx，又 U ExL解得 m U.LkEg(2)用描点法作图，作出的 图象如图所示.选取(0,0)、(0.90,9)两点，则斜率为 kg/V 10.0 kg/V.mU 9 00.90 0因 m U，故 ，LkEg LkEg mUk 10.0 N/m1.2310 3 N/m.mUEgL 1.509.800.120
