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教科版选修3-2第二章 交变电流1 交变电流课后测评
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这是一份教科版选修3-2第二章 交变电流1 交变电流课后测评，共9页。
命题范围：选修3-2（第二章 交变电流、第三章 传感器）
全卷满分100分，用时90分钟。
第Ⅰ卷（共40分）
一、选择题（10个小题，共40分，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，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分）
1．某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，其中L1、L2是二个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源相通，稳定后的二个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是（ ）
A．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡
均发光且亮度也相同
B．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡
均发光，但L1比L2亮
C．当开关置于3、4时，稳定后，若只增加交流电
的频率,则二个灯泡的亮度将同时变暗
D．当开关置于3、4瞬间，L2立即发光，而L1亮度
慢慢增大
2．如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器的原副线圈匝数比为n1:n2=1:20，加在原线圈两端的电压为u=311sin100Лt（V）,霓虹灯正常工作的电阻R=４４０KΩ，则关于原、副线圈两端电压及原、副线圈中的电流，下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流14．1mA
B．副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10mA
C．原线圈中电流为500μA
D．原线圈中电流为500mA
3．如图所示是一理想变压器的电路图，若初级回路Ａ、Ｂ两点
接交流电压Ｕ时，四个相同的灯泡均正常发光，则原、副线
圈匝数比为 （ ）
A．4∶1 B．2∶1
C．1∶3 D．3∶1
4．如图所示，处在磁感应强度为B的匀强磁场中的单匝矩形线圈abcd，以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R。t=0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在离开纸面向外运动。则（ ）
a
b
c
d
B
A．时刻t线圈中电流的瞬时值；
B．线圈中电流的有效值；
C．线圈中电流的有效值；
D．线圈消耗的电功率．
5．如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线
圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其它条件不变
的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使 （ ）
A．原线圈匝数ｎ１增加
B．原线圈匝数ｎ２增加
C．负载电阻Ｒ的阻值增大
D．负载电阻Ｒ的阻值减小
6．一电阻接在10V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压u =10sinωt（V）上时功率为
（ ）
A．0．25P B．0．5P C．P D．2P
7．某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（ ）
A．据公式，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20
B．据公式，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C．据公式，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400
D．据公式，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍
8．火警报警系统的具体形式有很多，如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t（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为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，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的示数不变,A2的示数增大 B．V1的示数不变,V2的示数减小
C．V1的示数不变,V2的示数增大 D．A1的示数增大,A2的示数减小
9．如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（ ）
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
10．小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压．它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户．设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致
（ ）
A．发电机的输出电流变小
B．高压输电线路的功率损失变大
C．升压变压器次级线圈两端的电压变小
D．升压变压器次级线圈两端的电压变大
第Ⅱ卷 （共60分）
二、本题共2小题，共14分。把答案填在题中横线上或按题目要求作答。
11．（8分）
（1）用多用电表同一挡位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列描述正确的是（ ）
A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大
B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小
C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大
D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小
（2）利用传感器和计算机可以测量快速变化的力。如图所示是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落。从此图线所提供的信息，判断以下说法中正确的是 （ ）
A．t1时刻小球速度最大
B．t2时刻绳子最长
C．t3时刻小球动能最小
D．t4与t3时刻绳子最长
12．（6分）如图所示，甲为一信号源：
（1）若要观察此信号源发出的正弦交流电信号的波形，应将信号源的a端与示波器面板上的_________接线柱相连，b端与___________接线柱相连。
（2）若示波器所显示的输入波形如图乙所示，要将波形上移，应调节面板上的_________旋钮；要使此波横向展宽，应调节________旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形应调节_____________旋钮。
三、本题共3小题；共46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．（13分）如图所示N匝矩形线圈以自己的长边为轴在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，线圈边长分别为a和b，磁感应强度为B，M、N是两个集流环，外电路负载电阻为R，线圈电阻为r。当线圈从图示位置开始连续转动起来后，求：
（1）电流表和电压表的示数是多少？
（2）线圈产生的交流电的功率是多少？
（3）线圈匀速转动一周时，外力做多少功?
14．（15分）在图甲中，电源的电动势E=9．0V，电源内电阻可忽略不计；G为小量程的电流表，电流表内阻Rg保持不变，R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R-t图线所示。闭合开关S，当R的温度等于20C时，电流表示数I1=2mA，则当电流表的示数I2=3．6mA时，热敏电阻R的温度为多少？
15．（18分）如图（1）所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连，已知有一质量为 m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动，在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图（2）所示．已知子弹射入的时间极短，且图（2）中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？
参考答案
1．D；2．BD；3．Ｄ；4．C；5．ＢＤ；6．B；7．C；8．BD；9．BD；10．B
11．（1）AD；（2）B
12．答案：（1）Y输入，地 （2）↑↓；X增益，扫描范围和扫描微调。
13．【解析】：感应电动势最大值
感应电流的最大值
其有效值即电流表示数：
电压表示数是：
（2）交流电功率：
（3）旋转一周所用时间：，外力做的功等于交流电产生的电功，则：
14．【解析】：这是典型的温度传感器应用问题，由图线知t1=20℃时，R=4kΩ
据全电路欧姆定律有 ，代入数据得 Rg=500Ω
同理有 ，代入数据得 ＝2000Ω
由图线知这时 t2=120℃
15．【解析】：由图2可直接看出，A、B一起做周期性运动，则运动的周期①
令表示A的质量，表示绳长．表示B陷入A内时即时A、B的速度（即圆周运动最低点的速度），表示运动到最高点时的速度，F1表示运动到最低点时绳的拉力，F2表示运动到最高点时绳的拉力，
由图2可知 ② ③
根据动量守恒定律，
在最低点和最高点处得 ④
用牛顿定律可得 ⑤
⑥
根据机械能守恒定律可得
⑦
由以上各式可解得，反映系统性质的物理量是
⑧ ⑨
A、B一起运动过程中的守恒量是机械能E，若以最低点为势能的零点，则
由④⑧⑩式解得
命题范围：选修3-2（第二章 交变电流、第三章 传感器）
全卷满分100分，用时90分钟。
第Ⅰ卷（共40分）
一、选择题（10个小题，共40分，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，全选对的得4分，选对但不全的得2分，选错的得0分）
1．某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图所示的电路，其中L1、L2是二个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源相通，稳定后的二个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作中能观察到的实验现象是（ ）
A．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡
均发光且亮度也相同
B．当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡
均发光，但L1比L2亮
C．当开关置于3、4时，稳定后，若只增加交流电
的频率,则二个灯泡的亮度将同时变暗
D．当开关置于3、4瞬间，L2立即发光，而L1亮度
慢慢增大
2．如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器，已知变压器的原副线圈匝数比为n1:n2=1:20，加在原线圈两端的电压为u=311sin100Лt（V）,霓虹灯正常工作的电阻R=４４０KΩ，则关于原、副线圈两端电压及原、副线圈中的电流，下列判断正确的是（ ）
A．副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流14．1mA
B．副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10mA
C．原线圈中电流为500μA
D．原线圈中电流为500mA
3．如图所示是一理想变压器的电路图，若初级回路Ａ、Ｂ两点
接交流电压Ｕ时，四个相同的灯泡均正常发光，则原、副线
圈匝数比为 （ ）
A．4∶1 B．2∶1
C．1∶3 D．3∶1
4．如图所示，处在磁感应强度为B的匀强磁场中的单匝矩形线圈abcd，以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R。t=0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在离开纸面向外运动。则（ ）
a
b
c
d
B
A．时刻t线圈中电流的瞬时值；
B．线圈中电流的有效值；
C．线圈中电流的有效值；
D．线圈消耗的电功率．
5．如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线
圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其它条件不变
的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使 （ ）
A．原线圈匝数ｎ１增加
B．原线圈匝数ｎ２增加
C．负载电阻Ｒ的阻值增大
D．负载电阻Ｒ的阻值减小
6．一电阻接在10V直流电源上，电热功率为P；当它接到电压u =10sinωt（V）上时功率为
（ ）
A．0．25P B．0．5P C．P D．2P
7．某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（ ）
A．据公式，提高电压后输电线上的电流降为原来的1/20
B．据公式，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
C．据公式，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的1/400
D．据公式，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍
8．火警报警系统的具体形式有很多，如图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t（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为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，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的示数不变,A2的示数增大 B．V1的示数不变,V2的示数减小
C．V1的示数不变,V2的示数增大 D．A1的示数增大,A2的示数减小
9．如图所示为光敏电阻自动计数器的示意图，其中R1为光敏电阻，R2为定值电阻，此光电计数器的基本工作原理是（ ）
A．当有光照射R1时，信号处理系统获得高电压
B．当有光照射R1时，信号处理系统获得低电压
C．信号处理系统每获得一次低电压就记数一次
D．信号处理系统每获得一次高电压就记数一次
10．小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压．它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户．设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致
（ ）
A．发电机的输出电流变小
B．高压输电线路的功率损失变大
C．升压变压器次级线圈两端的电压变小
D．升压变压器次级线圈两端的电压变大
第Ⅱ卷 （共60分）
二、本题共2小题，共14分。把答案填在题中横线上或按题目要求作答。
11．（8分）
（1）用多用电表同一挡位测量热敏电阻和光敏电阻的阻值时，下列描述正确的是（ ）
A．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越大
B．测热敏电阻时，温度越高，多用电表指针偏角越小
C．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越大
D．测光敏电阻时，光照越弱，多用电表指针偏角越小
（2）利用传感器和计算机可以测量快速变化的力。如图所示是用这种方法获得的弹性绳中拉力随时间的变化图线。实验时，把小球举高到绳子的悬点O处，然后让小球自由下落。从此图线所提供的信息，判断以下说法中正确的是 （ ）
A．t1时刻小球速度最大
B．t2时刻绳子最长
C．t3时刻小球动能最小
D．t4与t3时刻绳子最长
12．（6分）如图所示，甲为一信号源：
（1）若要观察此信号源发出的正弦交流电信号的波形，应将信号源的a端与示波器面板上的_________接线柱相连，b端与___________接线柱相连。
（2）若示波器所显示的输入波形如图乙所示，要将波形上移，应调节面板上的_________旋钮；要使此波横向展宽，应调节________旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形应调节_____________旋钮。
三、本题共3小题；共46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．（13分）如图所示N匝矩形线圈以自己的长边为轴在匀强磁场中以角速度ω匀速转动，线圈边长分别为a和b，磁感应强度为B，M、N是两个集流环，外电路负载电阻为R，线圈电阻为r。当线圈从图示位置开始连续转动起来后，求：
（1）电流表和电压表的示数是多少？
（2）线圈产生的交流电的功率是多少？
（3）线圈匀速转动一周时，外力做多少功?
14．（15分）在图甲中，电源的电动势E=9．0V，电源内电阻可忽略不计；G为小量程的电流表，电流表内阻Rg保持不变，R为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的R-t图线所示。闭合开关S，当R的温度等于20C时，电流表示数I1=2mA，则当电流表的示数I2=3．6mA时，热敏电阻R的温度为多少？
15．（18分）如图（1）所示为一根竖直悬挂的不可伸长的轻绳，下端拴一小物块A，上端固定在C点且与一能测量绳的拉力的测力传感器相连，已知有一质量为 m0的子弹B沿水平方向以速度v0射入A内（未穿透），接着两者一起绕C点在竖直面内做圆周运动，在各种阻力都可忽略的条件下测力传感器测得绳的拉力F随时间t的变化关系如图（2）所示．已知子弹射入的时间极短，且图（2）中t=0为A、B开始以相同速度运动的时刻，根据力学规律和题中（包括图）提供的信息，对反映悬挂系统本身性质的物理量（例如A的质量）及A、B一起运动过程中的守恒量，你能求得哪些定量的结果？
参考答案
1．D；2．BD；3．Ｄ；4．C；5．ＢＤ；6．B；7．C；8．BD；9．BD；10．B
11．（1）AD；（2）B
12．答案：（1）Y输入，地 （2）↑↓；X增益，扫描范围和扫描微调。
13．【解析】：感应电动势最大值
感应电流的最大值
其有效值即电流表示数：
电压表示数是：
（2）交流电功率：
（3）旋转一周所用时间：，外力做的功等于交流电产生的电功，则：
14．【解析】：这是典型的温度传感器应用问题，由图线知t1=20℃时，R=4kΩ
据全电路欧姆定律有 ，代入数据得 Rg=500Ω
同理有 ，代入数据得 ＝2000Ω
由图线知这时 t2=120℃
15．【解析】：由图2可直接看出，A、B一起做周期性运动，则运动的周期①
令表示A的质量，表示绳长．表示B陷入A内时即时A、B的速度（即圆周运动最低点的速度），表示运动到最高点时的速度，F1表示运动到最低点时绳的拉力，F2表示运动到最高点时绳的拉力，
由图2可知 ② ③
根据动量守恒定律，
在最低点和最高点处得 ④
用牛顿定律可得 ⑤
⑥
根据机械能守恒定律可得
⑦
由以上各式可解得，反映系统性质的物理量是
⑧ ⑨
A、B一起运动过程中的守恒量是机械能E，若以最低点为势能的零点，则
由④⑧⑩式解得
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