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2018-2019学年高二下学期第五单元训练卷
物 理 （二）
注意事项：
1．答题前，先将自己的姓名、准考证号填写在试题卷和答题卡上，并将准考证号条形码粘贴在答题卡上的指定位置。
2．选择题的作答：每小题选出答案后，用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑，写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
3．非选择题的作答：用签字笔直接答在答题卡上对应的答题区域内。写在试题卷、草稿纸和答题卡上的非答题区域均无效。
4．考试结束后，请将本试题卷和答题卡一并上交。
一、单选题
1．如图所示为一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为多大( )
A．I0 B．+I0 C．I0 D．
2．交流发电机在工作时产生的电动势为e=Emsinωt，若将电枢的转速提高一倍，同时将电枢所围面积减小一半，其他条件不变，则其电动势变为( )
A．e=Emsin B．e=2Emsin C．e=Emsin2ωt D．e=2Emsin2ωt
3．小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴，线圈绕匀速转动，如图所示，矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )
A．峰值是 B．峰值为2 C．有效值为 D．有效值为
4．一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示。下列说法中正确的是( )
A．t１时刻通过线圈的磁通量为零
B．t２时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C．t３时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最小
D．t４时刻线圈位于中性面
5．如图所示，三个灯泡是相同的，而且耐压足够，电源内阻忽略．当单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，那么S接B时( )
A．三个灯亮度相同
B．只有丙灯不亮，乙灯最亮
C．甲灯和乙灯亮度相同，丙灯不亮
D．甲灯最亮，丙灯不亮
6．如图，理想变压器的原、副线圈电路中接有四只规格相同的灯泡，原线圈电路接在电压恒为U0的交变电源上。当S断开时，L1、L2、L3三只灯泡均正常发光；若闭合S，已知灯泡都不会损坏，且灯丝电阻不随温度变化，则( )
A．灯泡L1变亮 B．灯泡L2变亮
C．灯泡L3亮度不变 D．灯泡L4正常发光
7．如图甲所示，一理想变压器原线圈接上如图乙所示的正弦交流电，与副线圈相连的两个灯泡规格均为“110V 40W”，电表均为理想电表，原、副线圈匝数比为2：1，开关K闭合前，电路正常工作。则闭合开关K后( )
A．灯泡将烧毁
B．电流表示数增大
C．经过灯泡的交流电频率为25Hz
D．变压器的输入功率增大一倍
8．如下图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n2=5：1，电阻R=20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1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、S2闭合，此时L2正常发光．下列说法正确的是( )
A．输入电压u的表达式u=20sin（100πt）V
B．只断开S2后，L1、L2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0.8W
9．图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为( )
A．（） B．（） C．4（）2（）2r D．4（）2（）2r
10．如图为远距离高压输电的示意图，关于远距离输电，下列表述正确的是( )
A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
11．如图甲所示，50匝矩形闭合导线框．ABCD处于磁感应强度大小B=
T的水平匀强磁场中，线框电阻不计。线框匀速转动时所产生的正弦交变电压图象如图乙所示。把该交变电压加在图丙中理想变压器的P、Q两端。已知变压器的原线圈I和副线圈Ⅱ的匝数比为5:1，交变电流表为理想电表，电阻R=，其他各处电阻不计，以下说法正确的是( )
A．t=0.1 s时，电流表的示数为0
B．副线圈中交变电流的频率为5 Hz
C．线框面积为 m2
D．0.05 s线圈位于图甲所示位置
二、多选题
12．远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( )
①输电线上的电功率损失是原来的；
②输电线上的电功率损失是原来的；
③输电线上的电压损失是原来的；
④输电线上的电压损失是原来的n倍．
A．①③ B．①④ C．②③ D．②④
13．某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R。则下列说法正确的是( )
A．输电线上的电流
B．输电线上的电流
C．输电线上损失的功率
D．输电线上损失的功率
14．如图所示,边长为L，匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以恒定角速度ω转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2。下列判断正确的有( )
A．在图示位置时线框中磁通量为零，感应电动势为NBωL2
B．电压表V1示数为NBωL2
C．穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率相等
D．当可变电阻R的滑片P向下滑动时，变压器的输入功率变大
15．（题文）如图甲所示为理想调压变压器，原线圈A、B端的输入电压如图乙所示，则当此变压器工作时，以下说法正确的是( )
A．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头下滑时，电流表示数将变大
B．若滑动触头P处于某一确定位置，当变阻器R的滑动触头上滑时，电压表示数增大
C．若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时上移，则电流表示数一定变大
D．若变阻器最大阻值为，且变阻器R的滑动触头置于最上端，则在滑动触头P滑动的过程中，电流表的电流变化范围为0～2 2 A
三、解答题
16．如图所示，匀强磁场B=1.0T，有一个N=15匝的矩形线圈，其=0.2m，=0.1m，线圈电阻r=1Ω，在磁场中绕垂直磁场中心轴OO′转动，转速n=300转/min，线圈两端接有“6V、12W”的灯泡，当线圈通过中性面时开始计时，求：
(1)线圈中感应电动势的瞬时值表达式；
(2)灯泡消耗的实际功率。
17．如图所示，某水电站发电机的输出功率为100kW，发电机的电压为250V，通过升压变压器升高电压后向远处输电，输电线总电阻为8Ω，在用户端用降压变压器把电压降为220V．若输电线上损失的功率为5kW，不计变压器的损耗．求：
(1)升压变压器的输出电压U2
(2)降压变压器的匝数比
(3)若要将输电线上损失的功率降低到原来的1/100，通过计算得出在其他条件不变的情况下，可将升压变压器的匝数比n1:n2改为多少？
18．如图中所示，理想变压器B的原线圈跟副线圈的匝数比n1∶n2=2∶1，交流电源电压U1=220 V，F为熔断电流为I0=1.0 A的保险丝，负载为一可变电阻.
(1)电阻两端的电压U2多大？
(2)当电阻R=100 Ω时，保险丝能否被熔断?
(3)要使保险丝不被熔断，电阻R的阻值应不小于多少?
2018-2019学年高二下学期第五单元训练卷
物 理（二）答 案
一、单选题
1．【答案】C
【解析】设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R．则有：，解得：，故选C.
2．【答案】C
【解析】在未改变前，改变后，其电动势瞬时值为，选C。
3．【答案】D
【解析】由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项A、B错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U＝，即U＝，故选项C错误；选项D正确。
【名师点睛】熟知并理解教材中正弦式交变电流的产生原理，能自己熟练推导该交变电流的瞬时值表达式。
4．【答案】C
【解析】由图可知，t1时刻线圈的感应电动势最小（零），则磁通量的变化率也为零，所以通过线圈的磁通量为最大，故A错误；由图可知，t2时刻线圈的感应电动势最大，则磁通量的变化率也为最大，所以通过线圈的磁通量为零，故B错误；由图可知，t3时刻线圈的感应电动势最小（零），则磁通量的变化率也为零，所以C正确； t4时刻感应电动势最大，磁通量为零时，磁通量变化率最大，故线圈垂直中性面。故D错误；故选C。
点睛：学会通过瞬时感应电动势来判定在什么时刻，线圈处于什么位置；同时还能画出磁通量随着时间变化的图象及线圈中的电流随着时间变化的规律．
5．【答案】B
【解析】由题，当单刀双掷开关S接A时，三个灯亮度相同，说明电感L的感抗与电阻R相同，当S接B时，电感L没有感抗，电容器具有隔断直流的作用，而交流与直流对电阻R没有影响，所以丙灯不亮，灯甲亮度不变，乙灯亮度增加，乙灯最亮。故选B。
6．【答案】A
【解析】当S接通后，副线圈回路电阻变小，输出功率变大，输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡L1的电压增大，L1变亮；原线圈电压减小，匝数比不变故副线圈电压减小，所以灯泡 L2、L3两端的电压变小，灯泡L2、L3亮度变暗；L2、L3 、L4电压相等比S断开时电压小，S断开时灯泡正常发光，S闭合时L4不能正常发光，故A正确，BCD错误；故选A。
7．【答案】D
【解析】由理想变压器，可知副线圈两端电压U2=110V，则K闭合前灯泡正常工作，当K闭合后，U2保持不变，故两灯泡均能正常发光，不会烧毁，所以电流表示数不变，消耗功率增大一倍，则输入功率增大一倍；经过变压器后频率不发生变化，仍为50Hz，故ABC错误，D正确；故选D。
8．【答案】D
【解析】周期是0.02s，ω==100π，所以输入电压u的表达式应为u=20sin（100πt）V，A错误；当S1接1，断开S2时，负载电阻变大为原来的2倍，电压不变，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，负线圈的功率减小，则原线圈的输入功率等于副线圈的功率都减小，选项BC错误；若S1换接到2后，电阻R电压有效值为4V，R消耗的电功率为 =0.8W，D正确。故选D。
9．【答案】D
【解析】交流电源的电压的有效值为，根据公式可得输送电压为，因为输送功率为P，则输送电流为，输电线上损失的电功率为，联立解得，C正确。
10．【答案】ABD
【解析】在导线材料、长度一定的情况下，导线的横截面积越大，导线电阻越小，导线损失的功率越小，故A正确；由P损=I2R可知，在输电导线电阻一定的情况下，输电电流越小损失的功率越小，减小输电电流，可以减少电路的发热损耗，故B正确；由 可知，输电电压一定，输送功率越大，输电损失功率越大，损失的电能越多，故C错误．在高压输电的过程中，电压过高时，感抗和容抗影响较大，所以不一定是电压越高越好，故D正确．本题选错误的；故选C。
11．【答案】BC
【解析】原线圈中电压的有效值，根据，解得U2=2V，故副线圈中的电流，电流表的电流为I1，则，解得I1=0.4A，故A错误；交流电的周期T=0.2s，故交流电的频率f=＝5Hz，故B正确；根据Em=nBSω可知，故C正确；0.05s时线圈产生的感应电动势最大，线圈平面与中性面垂直，故D错误；故选BC。
二、多选题
12．【答案】C
【解析】设输送的电功率一定为P，输送电压为U，输电线上功率损失为，电压损失为，电流为I，输电线总电阻为R,由知，,则得，，由题P、R一定，则得，,所以输电线上的电功率损失是原来的倍，电压损失是原来的倍，故BC正确，AD错误。
点睛：解决本题的关键掌握输送电功率公式，以及输电线上损失的电功率及欧姆定律，要注意公式中各量应对应于同一段导体。
13．【答案】BC
【解析】AB. 根据P=UI得，输电线上的电流I=P0/U，而电流I=U/R，当U是导线上损失的电压才算正确，然而输电电压为U，故A错误，B正确； C. 则输电线上损耗的功率P损=I2R=.故C正确，D错误。故选：BC。
14．【答案】ACD
【解析】从线圈所处平面与磁场方向平行时开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为，在图示位置时穿过正方形线圈中的磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，感应电动势为，故A正确；交流电压的最大值等于，电压表示数为有效值，故B错误；根据理想变压器的工作原理得出：穿过变压器原、副线圈的磁通量的变化率相等，故C正确；当P位置向下移动，R减小，根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表的示数不变，输出功率为：，故输出功率变大，变压器的输入与输出功率相等，故当可变电阻R的滑片P向下滑动时，变压器的输入功率变大，故D正确；故选ACD。
15．【答案】AD
【解析】滑动触头P处于某一确定位置，则变压器的输出电压不变；当变阻器R的滑动触头下滑时，接入电路的有效电阻减小，电流表示数将变大．故A
B错误；若滑动触头P和变阻器R的滑动触头同时上移，则变压器的输出电压增大，负载的电阻也增大，所以电流表示数不一定变大．故C错误；由乙图可得变压器的输入电压的最大值是220V，有效值是220V，当滑动触头P的上下移动，R上只能获得0～220V之间的任意的电压．若变阻器最大阻值为100Ω，而R上只能获得0～220V之间的任意的电压，则电流表的电流变化范围为0～2.2A．故D正确．故选点睛：变压器只能改变交流电的电压和电流，不会改变交流电的周期和频率，利用动态分析的方法去判断电压、电流和功率的变化。
三、解答题
16．【答案】(1) e=3πsin10πt（V） (2)P=8.4W
【解析】（1）感应电动势的最大值，因为从中性面时开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式e=3πsin10πt（V）；
（2）灯泡的电阻：
根据闭合电路欧姆定律，流过灯泡电流的有效值：
灯泡消耗的实际功率为
17．【答案】(1)U2=4000V (2) (3)
【解析】（1）由知输电线上的电流：
升压变压器的输出电压：
即：升压变压器的输出电压为4000V
（2）降压变压器的输入电压：
降压变压器的匝数比：
即：降压变压器的匝数比190:11
（3）由可知：变为原来的，则变为原来的10倍，即
则：
即：将升压变压器的匝数比改为1:160。
【点睛】本题考查了远距离输电；解决本题的关键知道原副线圈的电压比与匝数比的关系，知道升压变压器的输出电压、电压损失、降压变压器的输入电压之间的关系。
18．【答案】(1) (2)不会熔断 (3)R不小于55Ω
【解析】（1）根据，得：，即为电阻两端的电压
（2）当电阻R=100Ω时，副线圈中电流：
由输入功率等于输出功率，得原线圈电流：
故保险丝不会熔断
（3）设电阻R为r时，原线圈中电流刚好达到熔断电流，即
根据
则副线圈的电流：
根据欧姆定律得：
即R不小于55Ω
【点睛】本题考查了变压器的变压原理，知道电压、电流与匝数的关系，结合输入功率等于输出功率即可求解．
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