1、单元质量检测 (十一)一、选择题(17 题为单项选择题，811 题为多项选择题)1小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 V，6 W”的小灯泡连接形成闭合回路，不计电路的其他电阻。当线圈的转速为 n5 r/s 时，小灯泡恰好正常发光，则电路中电流的瞬时表达式为( )Aisin 5t(A) Bisin 10t(A)C i1.41sin 5t(A) Di1.41sin 10t(A)解析 因为小灯泡正常发光，所以电路中电流的有效值为 I 1 A，则电流PU的最大值为 Im A1.41 A。因为转速 n5 r/s，且 2n，所以
2、 10 2rad/s，故电路中电流的瞬时值表达式为 i1.41sin 10t A ，选项 D 正确。答案 D2(2016广东湛江调研)如图 1，实验室一台手摇交流发电机的内阻 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 10t(V)，则( )2图 1A该交变电流的频率为 10 HzB该电动势的最大值为 10 VC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 的示数为 1 A解析 由发电机产生的感应电动势表达式 e10 sin 10t(V)可知，该交变电2流为正弦式交变电流，其感应电动势的瞬时值基本表达式为
3、eE msin t，由两式对照可知 Em10 V，10 rad/s，又由于 2f ，解得 f5 Hz，故2选项 A、B 错误；理想交流电流表测量的是电路中总电流的有效值，根据闭合电路的欧姆定律有 I 1 A，外接电阻 R 所消耗的电功率 PI 2R9 ER rW，故选项 C 错误， D 正确。答案 D3远距离输电的原理图如图 2 所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n 2，电压分别为 U1、U 2，电流分别为 I1、I 2，输电线上的电阻为 R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )图 2A. BI 2I1I2 n1n2 U2RC I1U1I R DI 1U1I 2U22解析
4、 由于理想变压器的电流比与匝数比成反比，即 ，A 错误；由于 RI1I2 n2n1两端的电压不等于 U2，故 B 错误；由能量关系可得 U1I1I RP 用 ，故 C 错2误；由功率关系，P 入 P 出 可得 I1U1I 2U2，D 项正确。答案 D4图 3 甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1n 251，电阻 R20 ，L 1、L 2 为规格相同的两只小灯泡，S 1 为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压 u 随时间 t 的变化关系如图乙所示。现将 S1 接 1、S 2 闭合，此时 L2 正常发光。下列说法正确的是( )图 3A输入电压 u 的表达式 u20 sin(50t) V
5、2B只断开 S2 后，L 1、L 2 均正常发光C只断开 S2 后，原线圈的输入功率增大D若 S1 换接到 2 后，R 消耗的电功率为 0.8 W解析 周期是 0.02 s，则 100 rad/s，所以输入电压 u 的表达式为u20 sin(100t) V，A 错误；只断开 S2 后，负载电阻变大为原来的 2 倍，电2压不变，副线圈电流变小为原来的一半， L1、L2 的功率均 变为额定功率的四分之一，均无法正常发光，故 B 错误；只断开 S2 后，原线圈的输入功率等于副线圈的功率都减小，C 错误；若 S1换接到 2 后，电阻 R 两端电压有效值为 4 V，R 消耗的电功率为 P 0.8 W，D
6、 正确。U2R答案 D5(2015安徽理综，16)如图 4 所示电路中，变压器为理想变压器， a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R 0 为定值电阻， R 为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表 A1 的示数增大了 0.2 A，电流表 A2 的示数增大了 0.8 A，则下列说法正确的是( )图 4A电压表 V1 示数增大B电压表 V2、V 3 示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿 cd 的方向滑动解析 由于 a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表 V1 示数不变，选项 A 错误 ；由理想变压 器原理公式 且 U1、n1、n2 不变，则
7、U2 不U1U2 n1n2变，即 V2 的示数不 变，V 3 的示数 U3U 2I 2R0应减小，故 选项 B 错误；由公式 得： 4，则 n1n 2，该变压器起降压作用，故 C 错误；I1I2 n2n1 n1n2 I2I1 0.80.2又 I2 ，I2 增大，R 应减小，故滑片应沿 cd 方向滑动，故 D 正确。U2R0 R答案 D6如图 5 甲所示，交流发电机的矩形线圈边长 abcd0.2 m，adbc0.4 m，线圈匝数为 50 匝，线圈的总电阻 r1 ，线圈在磁感应强度 B0.2 T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以 r/s 的转速匀速转动，外接电阻100R9 ，电压表为理想交流电表，则
8、( )图 5A图甲中交流电压表的示数为 80 V2B图甲中电阻 R 上消耗的电功率为 1 152 W2C如图乙所示，在外电路接上原、副线圈匝数比 n1n 231 的理想变压器时，电阻 R 上消耗的电功率最大D如图乙所示，在外电路接上原、副线圈匝数比 n1n 213 的理想变压器时，电阻 R 上消耗的电功率最大解析 线圈转动的角速度 2 n200 rad/s，发电机产生正弦式交变电流，电动势最大值 EmNBS160 V，电动势的有效值 E Em80 V，交流22 2电压表 V 的示数为外电压的有效值 U 72 V，选项 A 错误；电阻 RRER r 2上消耗的电功率 P 1 152 W，选项 B
9、 错误；将理想变压器和电阻 R 等效U2R为电路中的一个电阻 R， ，电源的输出功率 P 出 ( )2R，RRU1I1U2I2 ER r当 Rr1 时，P 出 最大， ，选项 C 错误，D 正确。n1n2 RR 13答案 D7若某小区变压器输入电压为 6 600 V，经过变压器降压，然后经过一段输电线路给小区供电，该居民区有 440 户。以前每户平均消耗电功率 100 W，使用的降压变压器匝数比为 1656，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，每户平均消耗电功率为 250 W。若输入电压为 6 600 V、输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用变压器，则
10、此变压器原、副线圈匝数比应为(变压器皆可视为理想变压器)( )A1109 B2209 C301 D2009解析 居民小区有居民 440 户，以前每户平均消耗电功率 100 W，消耗的总功率为 44 000 W，此时输电线路上的电流为 I1 A200 A，使用的变44 000220压器匝数比为 1656，所以变压器副线圈上的电压为 U2 6 V240 6 600165V，输电线 路上的 电压为 240 V220 V20 V，输电线电阻为 0.1 。20200家用电器增加，每户平均消耗电功率为 250 W 时，消耗的 总功率为 110 000 W，此时输电线路上的电流为 500 A，输电线路上的
11、电压为 5000.1 V50 V，所以 变压 器副线圈上的 电压为 220 V50 V270 V，此 时变压器原、副线圈匝数比为 6 600270220 9，B 正确。答案 B8如图 6 是温度自动报警器的工作原理图，图中 1 是电磁铁、2 是衔铁、3 是触点、4 是水银温度计。则下列说法正确的是( )图 6A温度低于警戒温度时，电铃报警B温度高于警戒温度时，电铃报警C温度低于警戒温度时，电铃控制电路处于通路状态指示灯亮D温度高于警戒温度时，电铃控制电路处于通路状态指示灯亮解析 当温度低于警戒温度时，控制电路处于开路状态，电磁铁线圈没有电流通过，电磁铁没有磁性。此时指示灯通过常闭触点与工作电源
12、接通，指示灯亮，选项 C 正确，D 错误；温度升高，水银面上升，因水银是导体，当温度上升到金属丝下端所指温度时，控制电路被接通， 电磁铁线圈就有电流通过， 电磁铁产生磁性吸引衔铁，使触点开关闭合，工作 电路形成回路， 电铃就响起来，发出报警信号，选项 A 错误 ，B 正确。答案 BC9(2017安徽模拟) 如图 7 所示，理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡，若四个灯泡恰好都能正常发光，则下列说法正确的是( )图 7AU 1U 234B U1U 243C若将 L1 短路，则副线圈的三个灯泡仍能正常发光D若将 L2 短路，则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的 倍43解析 设灯泡的额
13、定电压为 U，额定电流为 I，则副线圈电压为 3U，电流为I，原线圈的灯泡正常发光， 电流也为 I，所以原、副 线圈的匝数比为 1：1，原线圈两端电压为 3U，所以 U1U 243， 选项 A 错误， B 正确；若将 L1 短路，则原线圈的电压增大，则副线圈两端电压也增大，三个灯泡不能正常发光， 选项 C 错误；若将 L2 短路，设副线圈的电流为 I，原线圈的电流也为 I，因此2IRIRU 14U，则 IR U，即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电43压的 ，选项 D 正确。43答案 BD10如图 8 所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电。第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图
14、 9 甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若图 9 甲、乙中的 U0、T 所表示的电压、周期值是相等的，则以下说法正确的是( )图 8图 9A第一次灯泡两端的电压有效值是 U022B第二次灯泡两端的电压有效值是 U032C第一次和第二次灯泡的电功率之比是 29D第一次和第二次灯泡的电功率之比是 15解析 第一次所加正弦交流电压的有效值为 U1 U0，A 项正确；设第二次22所加交流电压的有效值为 U2，则根据有效值的定义有 T （2U0）2R T2 ，解得 U2 U0，B 项错；根据电功率的定义式 P 可知，T2 102 U2RP1P 215， C 项错、D 项正确。答案 AD11
15、如图 10 所示，将额定电压为 60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关 S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表) 的示数分别为 220 V 和 2.2 A。以下判断正确的是( )图 10A变压器输入功率为 484 WB通过原线圈的电流的有效值为 0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为 2.2 AD变压器原、副线圈匝数比 n1n 2113解析 用电器正常工作，则知变压器输出电压 U260 V，理想变压器输入功率等于输出功率，则 P1 P2U 2I2602.2 W132 W，故 A 错；通过原线圈的电流为 I1 A0.6 A，故 B 对；通过副线圈的
16、电流最大值为P1U1 132220I2m2.2 A3.1 A，故 C 错；变压器原、副线圈匝数比为 2n1n2 U1U2 22060，故 D 对。113答案 BD二、非选择题12(2016江苏单科，10)小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值 R 随温度t 的变化关系，已知该金属电阻在常温下的阻值约 10 ，R 随 t 的升高而增大，实验电路如图 11 所示，控温箱用以调节金属电阻的温度。图 11实验时闭合 S，先将开关 K 与 1 端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度 t1，t 2，和电流表的相应示数 I1，I 2，。然后将开关 K 与 2 端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为 I1，
17、I 2，分别记下电阻箱相应的示数R1，R 2，。(1)有以下两电流表，实验电路中应选用_。A量程 0100 mA，内阻约 2 B量程 00.6 A，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由 9.9 调节至 10.0 ，需旋转图中电阻箱的旋钮“a” 、 “b”、 “c”，正确的操作顺序是_ 。将旋钮 a 由“0”旋转至 “1”将旋钮 b 由“9”旋转至 “0”将旋钮 c 由“9”旋转至“0”(3)实验记录的 t 和 R 的数据见下表温度 t() 20.0 40.0 60.0 80.0 100.0阻值 R() 9.6 10.4 11.1 12.1 12.8请根据表中数据，在答题卡的方格纸上作出 Rt 图线。由图线求得 R 随 t 的变化关系为 R_。解析 (1)电路中的最大电流约 I 100 mA，故电流表应选用 A。 ER Rm r(2)调节电阻箱 时按照先调大再调小的原则，旋转各旋钮的正确操作顺序是。(3)Rt 图象如图所示由 Rt 图象知，R 0.04t8.8()。答案 (1)A (2) (3)见解析 0.04t8.8
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