第5章综合能力测试B

第五章综合能力测试(B)本卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分．满分100分，时间90分钟第Ⅰ卷(选择题共40分)一、选择题(共10小题，每小题4分，共40分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项符合题目要求，有些小题有多个选项符合题目要求，全部选对的得4分，选不全的得2分，有选错或不答的得0分)1．对于电能输送的以下说法正确的是()A．输送电能的基本要求是：可靠、保质、经济B．减小输电导线上功率损失的唯一方法，是要采用高压输电C．减小输电导线上功率损失的唯一方法，是增大导线的横截面积D．实际输送电能时，要综合考虑各种因素，如输送功率大小、距离远近，技术和经济条件等答案：AD2．下面是可调光的台灯电路示意图，哪种(或几种)电路是可取的()D．无可能的电路答案：BC解析：三个电路中用来改变电灯两端电压的分别是电阻、感抗、变压器，效果最好的是C，它是用变压器改变电压；而最不可取的是A，利用串联电阻虽然起到了降压作用，但电阻消耗了一定的电功率．而B电路利用电感的感抗降低电压来调，虽然它占据一定的电功率，但不消耗电能3．(2010·东北师大附中高二期中)现用电压为380V的正弦交流电给额定电压为220V的电灯供电，以下电路中可能使电灯正常发光的有()答案：ABC解析：AB为分压器，CD为变压器．4．如图所示，两只阻值不相同的电阻，阻值之比为1∶2分别通以正弦波和方波电流．电流的最大值相等，则两只电阻产生的热功率的比是()A．1∶4B．1∶2C．1∶1D．2∶1答案：A解析：正弦波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为Q正＝(12)2RT，则P正＝QT＝12R方波电流通过电阻在一个周期内产生的热量为Q方＝I22RT，则P方＝QT＝2RP正P方＝14，A正确．5．一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图所示，如果负载电阻的滑动片向上移动，则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是(均为理想电表)()A．V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大B．V1、V2不变，A1、A2增大，P增大C．V1、V2不变，A1、A2减小，P减小D．V1不变，V2增大，A1减小，A2减小，P减小答案：C解析：理想变压器输入电压不变，则输出电压不变，故电压表V1，V2示数不变；滑片P向上移，使负载电阻增大，因而，副线圈中的电流I2减小，由于变压比不变．故原线圈中的电流也将减小；输出功率P出＝U2I2减小，P入＝P出，因而输入功率也将减小．6．如图，交流发电机的矩形线圈边长ab＝cd＝0.4m，ad＝bc＝0.2m，线圈匝数N＝100，电阻r＝1Ω，线圈在磁感应强度B＝0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以ω＝100πrad/s的角速度匀速转动，外接电阻R＝9Ω，以图示时刻开始计时，则()A．电动势瞬时值e＝160πsin(100πt)VB．t＝0时线圈中磁通量变化率最大C．t＝1/2s时线圈中感应电动势最小D．交变电流的有效值是82πA答案：BD解析：在题图所示位置时，产生的感应电动势最大，Em＝NBSω＝160πV，e＝160πcos(100πt)V，所以选项A、C是错误的，选项B是正确的．电动势的有效值是E＝160π2V，所以交变电流的有效值是I＝ER＋r＝82πA，故选项D是正确的．7．一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻，则()A．流过电阻的电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是1002VC．经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD．变压器的输入功率是1×103W答案：D解析：由图可知交流电源的有效值为220V，变压器输出电压为u2＝n2n1u1＝100V.∴I＝u2R＝10010A＝10A，A选项错；U＝IR＝100V，B选项错．Q＝I2Rt＝6×104J，C选项错；P＝IU＝1000W，D项正确．8．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的，为理想电压表，读数分别为U1和U2；为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3.现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是()A．U2变小、I3变小B．U2不变，I3变大C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大答案：BC解析：因U1不变，据U1U2＝n1n2得U2不变，当S断开时，副线圈电阻变大，电流减小I2减小，R1上的电压减小，R2、R3上的电压变大，I3变大，又I1U1＝I2U2，可知I1变小，故B、C选项正确．9．如图所示中的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线圈，下列说法中正确的是()A．甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表B．甲图中的电表是直流电压表，乙图中的电表是直流电流表C．互感器在使用时，铁芯或副线圈一定要接地D．线圈匝数n1n2，n3n4，也可以n1n2，n3n4答案：AC解析：电压互感器并联于电路中n1n2,电流互感器串联于电路中n3n4.10．如图所示，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多，第一位同学的方法小灯泡消耗的电能为W1，第二位同学的方法小灯泡消耗的电能为W2，它们相比较()A．W1＝W2B．W1W2C．W1W2D．不能比较答案：B解析：匀速运动时，产生的感应电动势是稳定的，感应电流也是恒定的，因此在线圈上不会产生感抗，所以通过小灯泡的电流大，消耗的电能多；当ab变速运动，产生的感应电动势是变化的，感应电流也是变化的，在线圈上产生感抗，使通过小灯泡的电流减小，因此消耗的电能少．第Ⅱ卷(非选择题共60分)二、填空题(共3小题，每小题6分，共18分．把答案直接填在横线上)11．一交流电压随时间变化的图象如图所示，则此交流电的频率是________Hz，若将该电压加在10μF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1kΩ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.答案：502000.14解析：由图知T＝0.02s，Um＝200V而f＝1T∴f＝50Hz，电容器耐压值应不小于200V，I＝Um2·1R＝10021000＝0.14A.∵保险丝熔断电流指有效值∴电路中保险丝熔断电流不能低于0.14A.12．有一个理想变压器，原线圈匝数n1＝1100匝，接在220V交流电源上，当它对11只并联的“36V,60W”灯泡供电时，灯泡正常发光，由此可知该变压器副线圈匝数n2＝________，通过原线圈电流I1＝________.答案：180匝，3A解析：该变压器输出电压为36V输出功率P2＝60×11W＝660WU1＝220VU2＝36Vn2＝n1·U2U1＝180匝由能量关系I1＝I2U2/U1I1＝(11×60/220)A＝3A13．有一交流电压的变化规律为u＝311sin314t(V)．若将一辉光电压为220V的氖管接上此交流电压，则在1s内氖管发光的时间是________s.答案：0.5s解析：辉光电压为220V的氖管，电压超过220V，才能正常发光即u＝311sin314t≥220Vt≥1400s①由题意知ω＝100π，T＝2πω＝0.02s1秒中包含50个周期，在一个周期内有两次发光，所以t′＝50×2Δt＝100ΔtΔt＝12(T－4t)②联立①②得t′＝0.5s三、论述·计算题(共4小题，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．(10分)一理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈接入u1＝1410sin100πtV的交流电，副线圈通过电阻R＝1Ω的导线对标有“220V,40W”字样的白炽灯供电，问能供多少盏灯正常工作？答案：165盏解析：原线圈电压有效值：U1＝U1m2＝14102V＝1000V，副线圈电压有效值：U2＝n2n1U1＝14×1000V＝250V，每盏灯额定电流：I0＝PU＝40220A＝211A，由U2＝220V＋I2R＝220V＋NI0R，得N＝U2－220I0R＝250－220211×1盏＝165盏．15．(10分)(2008·启东模拟)如图所示，一台模型发电机的电枢是矩形导线框abcd，其ab和cd边长l1＝0.4m，ad和bc边长l2＝0.2m，匝数n＝100匝，它在磁感应强度B＝0.2T的匀强磁场中绕通过线框对称中心线且垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，当开关S断开时，电压表的示数为102V，开关S闭合时，外电路上标有“10V,10W”的灯泡恰好正常发光，求：(1)导线框abcd在磁场中转动的角速度？(2)S闭合后，当导线框从图示位置转过θ＝60°时的过程中通过灯泡的电荷量？答案：(1)12.5rad/s(2)225C解析：(1)E＝102VEm＝20V＝nBωSω＝EmnBL1L2＝20100×0.2×0.4×0.2rad/s＝12.5rad/s(2)S闭合后UL＝10VPL＝10WI＝PLUL＝1A，所以R总＝EI＝102Ωq＝nΔΦR总＝100×12BL1L2102＝100×12×0.2×0.4×0.2102C＝225C16．(11分)一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100W，使用的区间变压器匝数比为，恰好能使额定电压为220V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250W，若变压器输入电压仍为6600V，区间输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器匝数比为多少？答案：2209解析：未换变压器前：I＝P总U用＝440×100220A＝200A输出电压U2＝n2n1U1＝6165×6600V＝240V则R线＝240－220200Ω＝0.1Ω换变压器后I′＝P′总U用＝250×440220A＝500A则U′线＝I′R线＝50V所以变压器输送电压：U′2＝U用＋U′线＝270V则n′1n′2＝U1U′2＝6600270＝220917．(11分)如图所示，在匀强磁场中有一个“π”形导线框可绕AB轴转动，已知匀强磁场的磁感应强度B＝52πT，线框的CD边长为20cm，CE、DF长均为10cm，转速为50r/s.若从图示位置开始计时：(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2)在e－t坐标系中作出线框中感应电动势随时间变化关系的图象．解析：(1)线框转动，开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，在t时刻线框转过的角度为ωt，此时刻e＝Bl1l2ωcosωt即e＝BSωcosωt，其中B＝52πT，S＝0.1×0.2m2＝0.02m2，ω＝2πn＝2π×50rad/s＝100πrad/s，故e＝52π×0.02×100πcos100πtV，即e＝102cos100πtV.(2)线框中感应电动势随时间变化关系的图象如图所示．