鲁科版高中物理选修3-2《第3章 交变电流》章末检测试卷(含答案)
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1、第第 3 章章 交变电流交变电流 章末检测章末检测 (时间:90 分钟 满分:100 分) 一、选择题(共 12 小题,每小题 5 分,共 60 分。18 题为单项选择题,912 题 为多项选择题) 1.下列说法中正确的是( ) A.电感对交流的阻碍作用是因为电感存在电阻 B.电容对交流的阻碍作用是因为电容器的电阻 C.感抗、容抗和电阻一样,电流通过它们做功时都是电能转化为内能 D.在交变电路中,电阻、感抗、容抗可以同时存在 解析 交变电流通过线圈时,在线圈上产生自感电动势,对电流的变化起到阻碍 作用, A 错误; 交变电流通过电容器时, 电容器两极板间的电压与电源电压相反, 阻碍了电流的通过
2、,B 错误;电流通过时,在电阻上产生焦耳热,在线圈上产生 磁场能,在电容器上产生电场能,C 错误;在交变电路中,电阻器、电感器、电 容器可以同时存在,D 正确。 答案 D 2.(2018 潍坊高二检测)如图 1 所示,A、B 两输电线间的电压是 u2002 sin(100t)V,输电线电阻不计,把电阻 R50 的纯电阻用电器接在 A、B 两输 电线上,对此,下列说法正确的是( ) 图 1 A.电流表示数为 4 A B.电压表示数为 200 2 V C.通过 R 的电流方向每秒改变 50 次 D.用电器消耗的电功率为 1.6 kW 解析 由 u200 2sin(100t)V 可知,电压最大值 U
3、m200 2 V,角速度 100 rad/s,所以电压的有效值 UUm 2200 V,周期 T 2 0.02 s,频率 f1 T 50 Hz。由欧姆定律得 IU R 200 50 A4 A,所以 A 正确,选项 B 错误;一周期内 电流方向改变两次,而 f50 Hz,则 1 s 内电流方向改变 100 次,选项 C 错误; 电功率 PIU4 200 W800 W,所以选项 D 错误。 答案 A 3.在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图 2 甲所 示,产生的交变电动势的图象如图乙所示,则( ) 图 2 A.t0.005 s 时线框的磁通量变化率为零 B.t0.01 s
4、时线框平面与中性面重合 C.线框产生的交变电动势有效值为 311 V D.线框产生的交变电动势频率为 100 Hz 解析 t0.005 s 时感应电动势最大,线框的磁通量变化率也最大,A 错误;t 0.01 s 时感应电动势为零,穿过线框磁通量最大,线框平面与中性面重合,B 正 确;感应电动势的最大值为 311 V,有效值则为311 2 V,C 错误;所产生电动势的 周期为 0.02 s,频率为 f50 Hz,D 错误。 答案 B 4.如图 3 所示是磁电式电流表的结构图和磁场分布图,若磁极与圆柱间的磁场都 是沿半径方向,且磁场有理想的边界,线圈经过有磁场的位置处磁感应强度大小 相等。某同学用
5、此种电流表中的线圈和磁体做成发电机使用,让线圈匀速转动, 若从图中水平位置开始计时,取起始电流方向为正方向,表示产生的电流随时间 变化关系的下列图象中正确的是( ) 图 3 解析 由于线圈在磁场中切割磁感线,切割速度方向总是与磁场方向垂直,磁感 应强度 B、导线有效长度 l 和导线切割速率 v 等都不变化,由 EBLv 可知产生的 感应电动势大小不变,感应电流大小不变。根据右手定则,电流方向做周期性变 化,C 正确。 答案 C 5.三个相同的电阻,分别通过如图 4 甲、乙、丙所示的交变电流,三个图中的 I0 和周期 T 相同。下列说法中正确的是( ) 图 4 A.在相同时间内三个电阻发热量相等
6、 B.在相同时间内,甲、乙发热量相等,是丙发热量的 2 倍 C.在相同时间内,甲、丙发热量相等,是乙发热量的1 2 D.在相同时间内,乙发热量最大,甲次之,丙的发热量最小 解析 甲图象电流的有效值为 I0 2,乙图象电流的有效值为 I0,丙图象根据电流有 效值的定义有:I20RT 2I 2RT,解得电流有效值 II0 2,根据焦耳定律相同时间内产 生的热量之比等于电流有效值的平方比,Q1Q2Q3121,C 正确。 答案 C 6.在匀强磁场中, 一电阻为 R 的单匝矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动, 如图 5 所示,某时刻线框平面与磁感线垂直,穿过线框的磁通量为 。当线框再 转过 60 时
7、,回路中电流瞬时值为 I,则线框转动的周期是( ) 图 5 A. 2IR B. 3 2IR C. IR D. 3 IR 解析 由题意可知 Em2 T , 瞬时值 eEmsin t, 故 iEm R sin t, 当 t60 时, iI,解得 T 3 IR ,选项 D 正确。 答案 D 7.一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动,产生交流电的图象如图 6 所示,由图可以 知道( ) 图 6 A.0.01 s 时刻线圈处于中性面位置 B.该交变电流有效值为 0.2 A C.0.01 s 时刻穿过线圈的磁通量为零 D.将该交变电流频率增大时,则接入电路中的电感线圈的感抗和电容器的容抗都 增大 解析 由题图可
8、知 0.01 s 时刻,感应电流最大,线圈产生的感应电动势最大,线 圈与磁感线平行,即与中性面垂直,穿过线圈的磁通量为零,A 错误,C 正确; 由正弦交变电流有效值与最大值的关系得 I Im 2 6.28 1.41 A4.45 A,B 错误;该交 变电流频率增大时,电感线圈的感抗增大,电容器的容抗减小,D 错误。 答案 C 8.如图 7 所示,L甲、L乙是规格相同的灯泡,接线柱 a、b 接电压为 U 的直流电源 时,无论电源的正极与哪一个接线柱相连,灯 L甲均能正常发光,灯 L乙都完全不 亮。当 a、b 接电压的有效值为 U 的交流电源时,灯 L甲发出微弱的光,灯 L乙能 正常发光,则下列判断
9、正确的是( ) 图 7 A.与灯 L甲串联的元件 x 是电容器,与灯 L乙串联的元件 y 是电感线圈 B.与灯 L甲串联的元件 x 是电感线圈,与灯 L乙串联的元件 y 是电容器 C.与灯 L甲串联的元件 x 是二极管,与灯 L乙串联的元件 y 是电容器 D.与灯 L甲串联的元件 x 是电感线圈,与灯 L乙串联的元件 y 是二极管 解析 由 a、 b 接直流电源时的现象可知, 元件 x“通直流”, 元件 y“隔直流”; 由 a、 b 接交流电源时的现象可知,元件 x“阻交流”,元件 y“通交流”,根据电容器和电 感线圈的特点,元件 x 是电感线圈而不是二极管,元件 y 是电容器,二极管具有 单
10、向导电性,故 x 和 y 均不能是二极管,选项 B 正确,A、C、D 错误。 答案 B 9.(2018 石家庄高二检测)电阻 R1、 R2与交流电源按照图 8 甲方式连接, R110 , R220 ,合上开关 S 后,通过电阻 R2的正弦交变电流 i 随时间 t 变化的情况如 图乙所示,则( ) 图 8 A.R1两端的电压有效值是 6 V B.通过 R1的电流有效值是 1.2 A C.通过 R2的电流最大值是 1.2 2 A D.R2两端的电压最大值是 12 2 V 解析 从图乙可以看出,通过 B2电流的最大值 Im0.6 2 A,有效值是 I Im 2 0.6 A,故通过 R1的电流有效值是
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