内容正文:
课后限时练14
1.C [t=0时刻通过线圈的磁通量最大,所以线圈平面处在中性面位置,A错误;t1、t3时刻磁通量为零,线圈平面与磁场方向平行,通过线圈的磁通量的变化率最大,线圈中的感应电流最大,但两时刻的电流方向相反,B错误;t2、t4时刻穿过矩形线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零,所以感应电流为零,C正确;t5时刻穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率最大,线圈中的感应电流最大,方向不变,D错误。]
2.D [用题图所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器阻值,发现电压表示数虽然有变化,但变化不明显,说明滑动变阻器既不断路,也不短路,也不是电流表阻值太小的原因,是由于其阻值始终相对于电池内阻很大,即电池内阻太小。故选D。]
3.D [根据闭合电路欧姆定律有U=E-IR2,可知,AB的斜率的绝对值代表R2的阻值,a的斜率表示通过R1的电流为0.1 A时,R1的有效电阻;b的斜率表示通过R1的电流为0.3 A时,R1的有效电阻。故选D。]
4.AC [由理想变压器的工作原理可知,A正确,B错误;理想变压器的输入功率等于输出功率,则P1=P2+P3=10.5 kW,C正确;变压器输出交变电压,两副线圈输出电压的最大值不是220 V,D错误。]
5.C [将S调到1位置时,电阻R1与表头并联,这是扩大表头的电流量程,故其改装后是电流表,故A正确;将S调到2位置,电阻R2与改装后的电流表串联,电阻R2起到分压作用,则为改装后的电压表,故B正确;若想扩大电流表的量程,电阻R1分流作用增大,电流增大,根据欧姆定律可知需要减小电阻R1,故C错误;若想扩大电压表的量程,则电阻R2分压作用要增大,故需要适当增大R2,故D正确。故选C。]
6.B [输入电压的有效值U1==22 V,根据,解得UV=2.2 V,A错误;根据,解得U2=220 V,副线圈上接的总电阻R=R1+=44 Ω,则通过副线圈的电流I2==5 A,根据,解得I1=50 A,原线圈的输入功率P=U1I1=1 100 W,B正确;输入电压的频率f==50 Hz,可知通过定值电阻R1的电流频率也是50 Hz,而交变电流一个周期内方向改变两次,故通过定值电阻R1的电流每秒钟方向改变100次,C错误;仅断开开关S,电压表的示数不变,但副线圈上接的总电阻变大,则电流表示数变小,D错误。故选B。]
7.C [根据题意,磁铁转动过程中通过线圈的磁通量向上逐渐减小,由楞次定律可知,感应电流产生向上的磁场,通过L的电流方向由c到d,故A错误;由题图可知,开始阶段,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小,转动后,磁通量减小,磁通量的变化率增大,当转过90°时,穿过线圈的磁通量最小,磁通量的变化率最大,可知,转动过程中L中的电流逐渐增大,故B错误;若灯泡L正常发光,两端电压的最大值为Um=12 V,根据Em=Um=nBSω=nΦω=12 V,可得ω=(rad/s),故C正确,D错误。故选C。]
8.C [由法拉第电磁感应定律E=,可知Φ-t图像的斜率绝对值为感应电动势,由题图乙可知t=0.01 s时线圈中磁通量的变化率最大,感应电动势最大,线圈中的电流不为零,故A项错误;由题图乙可知,0.005 s时Φ-t图像的斜率为零,由法拉第电磁感应定律可知线圈的感应电动势为零,故线圈内感应电流也为零,故B项错误;0~0.005 s内的磁通量变化量为ΔΦ1=2.0 Wb-0 Wb=2.0 Wb,设该过程中线圈产生的平均感应电动势为
,通过电阻R1的平均电流为,联立解得q=0.005 C,故C项正确;线圈产生的感应电动势的最大值为em=NBSω=NΦmω,有效值为U有=,副线圈两端电压的有效值U副满足,电阻R1消耗的功率为PR1=,由于R2与二极管串联,则在磁通量变化的一个周期内,仅在半个周期内有电流流过R2,设电阻R2两端电压有效值为UR2,有T=,电阻R2消耗的功率为PR2=,联立解得副线圈的总功率为P副=PR1+PR2=50 W,由于变压器为理想变压器,所以P原=P副=50 W,故D项错误。]
9.B [电压互感器起降压作用,电流互感器起减小电流作用,故A正确,不符合题意; 电压互感器原线圈两端电压U2=U=×200 V=4 000 V,电流互感器原线圈中的电流I2=I=×5 A=100 A,对于理想变压器,线路输送电功率P=P2=U2I2=4 000×100 W=400 kW,故B错误,符合题意;仅将滑片Q下移,相当于增加了升压变压器副线圈的匝数n2,根据理想变压器的规律U2=U1可知,升压变压器副线圈两端的电压U2增大;降压变压器原线圈两端电压U3增大,副线圈两端电压U4增大,通过负载的电流I4=,又用户数不变,即负载总电阻R不变,则I4增大,降压变压器原线圈中的电流I3=I4,匝数比不变,I3增大,根据ΔP=r,则输电线上损耗功率增大,故C正确,不符合题意;仅增加用户数,即负载总电阻R减小,若降压变压器副线圈两端电压U4不变,则通过副线圈的电流I4=增大,降压变压器原线圈中的电流增大,输电线上的电压损失ΔU=I3r,可知输电线上的电压损失增大,降压变压器原线圈两端电压U3=U2-ΔU减小,根据U4=U3可知,当U3减小时,减小n3可以使U4不变,所以要将降压变压器的滑片P上移,故D正确,不符合题意。故选B。]
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课后限时练14 电路
说明:单选题每小题4分,多选题每小题6分,本试卷总分38分
1.[鲁科版教材选择性必修第二册P69T5改编]如图甲所示,一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向且与线圈共面的轴OO′匀速转动,从某个时刻开始计时,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化图像如图乙所示,则下列说法正确的是( )
A.t=0时刻线圈平面垂直于中性面
B.t1、t3时刻线圈中的感应电流最大且方向相同
C.t2、t4时刻穿过矩形线圈的磁通量最大,但感应电流却为零
D.t5时刻穿过线圈的磁通量为零,电流方向改变
2.某实验小组采用如图所示电路测量时,在较大范围内调节滑动变阻器阻值,发现电压表示数虽然有变化,但变化不明显,主要原因是( )
A.滑动变阻器与电路接触处断路
B.电流表阻值太小
C.滑动变阻器的阻值太小
D.电池内阻太小
3.(人教版教材必修第三册P100T7改编)(2025·江苏宿迁泗阳县高三下学期一模)在图甲的电路中,电源内阻不计,不计电表内阻的影响。调节R1的阻值,得到各组电压表和电流表数据,作出的UI图像如图乙中AB所示,则表示R1阻值的是( )
A.AB的斜率 B.仅a的斜率
C.仅b的斜率 D.a或b的斜率
4.(多选)(2025·云南卷)电动汽车充电桩的供电变压器(视为理想变压器)示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1,输入电压U1=1.1 kV;两副线圈的匝数分别为n2和n3,输出电压U2=U3=220 V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时,两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW,下列说法正确的是( )
A.n1∶n2=5∶1
B.n1∶n3=1∶5
C.变压器的输入功率为10.5 kW
D.两副线圈输出电压最大值均为220 V
5.(2025·北京朝阳区高三下学期二模)某学习小组想将一块表头改装为电压表和电流表,设计了如图所示的电路。下列说法不正确的是( )
A.若将S调到1位置,则为改装后的电流表
B.若将S调到2位置,则为改装后的电压表
C.若想扩大电流表的量程,可适当增大R1
D.若想扩大电压表的量程,可适当增大R2
6.(2025·河南部分重点高中联合模拟考试)在如图所示的电路中,开关S闭合,理想变压器的输入电压U=22sin 100πt(V),原线圈匝数n1=10,副线圈匝数n2=100,定值电阻的阻值R1=24 Ω,R2=R3=40 Ω,在变压器的闭合铁芯上还绕有一匝线圈,该线圈接交流电压表。电流表和电压表均为理想电表,下列说法正确的是( )
A.电压表的示数为 V
B.原线圈的输入功率为1 100 W
C.通过定值电阻R1的电流每秒钟方向改变50次
D.仅断开开关S,电压表的示数变小,电流表的示数变小
7.(2025·重庆第八中学高三下学期三诊)如图甲所示为某自行车的车灯发电机,其结构图如图乙所示。绕有线圈的“”形铁芯开口处装有磁铁(图示时刻通过铁芯横截面的磁通量大小为Φ、铁芯不漏磁),车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动,摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起(与车轮角速度相等)转动,从而使铁芯中磁通量发生变化,线圈两端c、d作为发电机输出端,通过导线与标有“12 V 6 W”的灯泡L 相连,当车轮匀速转动时,发电机输出电压视为正弦交流电,该发电机供电线圈匝数为n,假设灯泡阻值不变,摩擦轮与轮胎间不打滑,则( )
A.在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中,通过L的电流方向由d到c
B.在磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中,L中的电流逐渐变小
C.若灯泡L正常发光,车轮转动的角速度为(rad/s)
D.若灯泡L正常发光,车轮转动的角速度为(rad/s)
8.(2025·浙江杭州模拟)如图甲所示,一电阻不计的单匝线圈处于变化的磁场中,图乙是穿过线圈的磁通量Φ随时间t按正弦变化的图像(规定磁感应强度垂直纸面向里时Φ为正)。线圈右边与理想变压器的原线圈连接,已知理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=20∶1,电阻R1=20 Ω、R2=10 Ω,D为理想二极管,取π2=10,下列说法正确的是( )
A.t=0.01 s时,圆形线圈中电流为零
B.t=0.005 s时,圆形线圈中有最大电流
C.0~0.005 s内,流过R1的电荷量可能为0.005 C
D.原线圈的输入功率为75 W
9.“西电东送”是我国实现经济跨区域可持续快速发展的重要保证,如图为模拟远距离高压输电示意图。已知升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2,降压变压器原、副线圈两端的电压分别为U3和U4。在输电线路的起始端接入两个互感器,两个互感器原、副线圈的匝数比分别为20∶1和1∶20,各互感器和电表均为理想状态,则下列说法错误的是( )
A.电压互感器起降压作用,电流互感器起把强电流变为弱电流作用
B.若电压表的示数为200 V,电流表的示数为5 A,则线路输送电功率为100 kW
C.若保持发电机输出电压U1和用户数不变,仅将滑片Q下移,则输电线损耗功率增大
D.若发电机输出电压U1一定,仅增加用户数,为维持用户电压U4不变,可将滑片P上移
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