單元過關(guān)檢測 (時間：90分鐘滿分：100分)一、選擇題(本大題共10個小題，每小題5分，共計50分每小題至少有一個答案正確，把正確選項前的字母填在題后的括號內(nèi))1如圖所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，則在0這段時間內(nèi)()A線圈中的感應(yīng)電流一直在減小B線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小C穿過線圈的磁通量一直在減小D穿過線圈的磁通量的變化率一直在減小解析：線圈從圖示位置開始計時，其瞬時感應(yīng)電流為iImcos t，在0內(nèi)，t由0到，所以感應(yīng)電流在減小，感應(yīng)電動勢在減小，因此也在減小，A、D正確，B錯誤但線圈平面與磁場方向的夾角在增大，因而穿過線圈的磁通量增大，C錯誤答案：AD2 如圖所示，L1、L2是高壓輸電線，圖中兩電表示數(shù)分別是220 V和10 A，已知圖(甲)中原、副線圈匝數(shù)比為1001，圖(乙)中原、副線圈匝數(shù)比為110，則()A圖(甲)中的電表是電壓表，輸電電壓為22 000 VB圖(甲)是電流互感器，輸電電流是100 AC圖(乙)中的電表是電壓表，輸電電壓為22 000 VD圖(乙)是電流互感器，輸電電流是10 A解析：根據(jù)輸入端的連接關(guān)系可知，題圖(甲)為電壓互感器，圖中電表為電壓表；圖(乙)為電流互感器，圖中的電表為電流表根據(jù)變壓器的電壓、電流與匝數(shù)的關(guān)系可得，圖(甲) 中原副線圈電壓關(guān)系為，所以輸電電壓U122 000 V；圖(乙)中原副線中(乙) 電流關(guān)系為，所以輸電電流I1100 A，故A正確答案：A3(2020年北京海淀期末)如圖所示，矩形導(dǎo)體線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動，沿著OO方向觀察，線圈沿逆時針方向轉(zhuǎn)動已知勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈匝數(shù)為n，ab邊的邊長為L1，ad邊的邊長為L2，線圈電阻為R，轉(zhuǎn)動的角速度為，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時()A線圈中感應(yīng)電流的方向為abcdaB線圈中的感應(yīng)電動勢為2nBL2C穿過線圈的磁通量隨時間的變化率最大D線圈ad邊所受安培力的大小為解析：由右手定則可知，ad棒中的電流從a到d，選項A錯誤；圖示位置兩根導(dǎo)體棒ad、bc同時切割磁感線，感應(yīng)電動勢E2nBL2v2nBL2·nBL2·L1，選項B錯誤；此位置穿過線圈的磁通量為零，但磁通量的變化率最大，選項C正確；ad邊所受安培力的大小為F安nBIL2nBL2，選項D正確答案：CD4(2020年浙江理綜)如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1800和n2200的兩個線圈，上線圈兩端與u51 sin 314t V的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是()A2.0 VB9.0 VC12.7 V D144.0 V解析：若未考慮鐵芯的漏磁因素，上線圈電壓有效值U136 V，按變壓器的變壓比得U2U19.0 V，而實際上副線圈磁通量2<1，由Un得>，則應(yīng)選A.答案：A5如圖所示，理想變壓器初級線圈的匝數(shù)為n1，次級線圈的匝數(shù)為n2，初級線圈的兩端a、b接正弦交流電，電壓表V的示數(shù)為220 V，負(fù)載電阻為R44 ，電流表A1的示數(shù)是0.20 A下列說法正確的是()A初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為21B初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為51C電流表A2的示數(shù)為1.0 AD電流表A2的示數(shù)為0.4 A解析：由P入P出得：220×0.2I×44，I21 A，C正確、D錯誤U2I2R244 V，所以匝數(shù)比，B正確、A錯誤答案：BC6 如圖所示，一個匝數(shù)為10的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，周期為T.若把萬用電表的選擇開關(guān)撥到交流電壓擋，測得a、b兩點間的電壓為20.0 V，則可知：從中性面開始計時，當(dāng)tT/8時，穿過線圈的磁通量的變化率約為()A1.41 Wb/s B2.0 Wb/sC14.1 Wb/s D20.0 Wb/s解析：由于電壓表測量的是交變電流有效值，由此可以計算出交變電壓的最大值為EmE20 V；交變電壓的瞬時表達(dá)式為：e20sin t；當(dāng)tT/8時的瞬時值為：e20 V；由法拉第電磁感應(yīng)定律知，對應(yīng)該時刻磁通量的變化率為2.0 Wb/s，故B正確答案：B7 如圖所示，P為一理想自耦變壓器的滑片，Q為滑動變阻器的滑動觸頭在輸入交變電壓一定的條件下，下列說法正確的是()AQ不動，P向下移動，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大BQ不動，P向上移動，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)減小CP不動，Q向上移動，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)不變DP不動，Q向下移動，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)不變解析：題圖為升壓自耦變壓器，當(dāng)Q不變P下移時，n1減小U2增大，副線圈電流I2增大，原線圈電流I1增大， 讀數(shù)增大，故A錯誤；當(dāng)Q不變P上移時n1增大U2減小， 讀數(shù)減小，I2減小，I1也減小，B正確；當(dāng)P不動時n1不變，由知U2不變， 讀數(shù)不變，Q上移R減小I2增大I1增大， 讀數(shù)增大，C正確，D錯誤答案：BC8 如圖甲，兩個相同的燈泡串聯(lián)，并和電壓表、電流表一起連接在正弦交變電源上，每只燈泡的電阻R110 .如圖乙是交變電源輸出電壓隨時間t變化的圖象，則()A電壓表讀數(shù)是311 VB電流表讀數(shù)是 AC每只小燈泡兩端電壓隨時間變化的規(guī)律是UR311cos (100t) VD通過每只燈泡的電流隨時間變化的規(guī)律是icos (100t) A解析：由題圖乙，輸出電壓最大值為311 V，則有效值為220 V，故電壓表示數(shù)應(yīng)為220V，A錯電流表示數(shù)為1 A，B錯燈泡兩端電壓隨時間變化規(guī)律為URcos (100t)V，C錯電流icos (100t) A，D正確答案：D9 某小型水電站的電能輸送示意圖如下圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則()A.>B.<C升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率解析：由于輸電線上的功率損耗，故升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率，P出P損P入，故D正確.，因為U1200 V<U4220 V，U2>U3U2U線，故>，A正確答案：AD10(2020年福建理綜)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光下列說法正確的是()A輸入電壓u的表達(dá)式u20sin (50t) VB只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大D若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8 W解析：由圖象可知Um20 V，T0.02 s，故100 rad/s，即輸入電壓u的表達(dá)式u20sin (100t)V，所以A項錯誤斷開S2后兩燈泡串聯(lián)，總電壓仍為4 V，所以L1、L2均不能正常發(fā)光，B項錯誤根據(jù)P入P出可知斷開S2后R增大，P入變小，C項錯誤若S1接2，由P可得P W0.8 W，故答案為D.答案：D二、非選擇題(本題共6小題，共50分，解答時應(yīng)寫出必要的文字說明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計算的要注明單位)11(4分)當(dāng)光照射到光敏電阻上時，光敏電阻的阻值_(填“變大”、“不變”或“變小”)半導(dǎo)體熱敏電阻是利用半導(dǎo)體材料的電阻率隨_變化而改變的特性制成的解析：本題考查傳感器中兩個常用元件光敏電阻和熱敏電阻的性質(zhì)光敏電阻的感光元件，它的阻值隨光照強(qiáng)度的增強(qiáng)而減小，它可把光學(xué)量變?yōu)殡娮柽@一電學(xué)量，常用以制造光控開關(guān)，熱敏電阻對溫度反應(yīng)敏感答案：變小溫度12(6分)如下圖(a)所示是在溫度為10 左右的環(huán)境中工作的某自動恒溫箱原理簡圖，箱內(nèi)的電阻R120 k，R210 k，R340 k，Rt為熱敏電阻，它的電阻隨溫度變化的圖線如下圖(b)所示，當(dāng)a、b端電壓Uab0時，電壓鑒別器會令開關(guān)S接通，恒溫箱內(nèi)的電熱絲發(fā)熱，使箱內(nèi)溫度提高；當(dāng)Uab0時，電壓鑒別器使S斷開，停止加熱，則恒溫箱內(nèi)的溫度大約恒定在_.并簡述其原理解析：當(dāng)Uab0時，設(shè)通過R1與R2的電流是I1、通過R3及Rt的電流是I2，則有I1R1I2R3、I1R2I2Rt，兩式相比得RtR320 k，從圖可得，Rt20 k時對應(yīng)的溫度約是35 .答案：35其原理為：當(dāng)熱敏電阻的溫度(即恒溫箱內(nèi)的溫度)高于35 時，其電阻將小于20 k，則I2將增大，R3兩端電壓增大，b點電勢將降低，使得Uab0，據(jù)題意，此時電壓鑒別器使S斷開，電熱絲停止工作，溫度就逐漸降低；當(dāng)熱敏電阻的溫度低于35時，其電阻將大于20 k，則I2將減小，R3兩端電壓減小，b點電勢將升高，使得Uab0，據(jù)題意，此時電壓鑒別器使S閉合，電熱絲工作，溫度又逐漸升高這樣就使得恒溫箱內(nèi)的溫度大約恒定在35 了13(9分)如圖(乙)所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1440，副線圈匝數(shù)n222，在原線圈的兩端加如圖(甲)所示的交流電壓，求：(1)副線圈中電壓表的示數(shù)；(2)電阻R在什么范圍內(nèi)取值，才能使副線圈電路中電流表的示數(shù)不超過2.0 A?解析：(1)U1220 V由得U2U111 V.(2)I22.0 A得出R 5.5 .答案：(1)11 V(2)R5.5 14(9分)交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸OO勻速轉(zhuǎn)動一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220 匝，線圈面積S0.05 m2，線圈轉(zhuǎn)動的頻率為50 Hz，線圈內(nèi)阻不計，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B T用此發(fā)電機(jī)所發(fā)出的交流電帶動兩個標(biāo)有“220 V、11 kW”的電動機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個理想變壓器，電路如圖所示，求：(1)發(fā)電機(jī)的輸出電壓為多少？(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？解析：(1)根據(jù)EmNBS1 100 V得輸出電壓的有效值為U11 100 V.(2)根據(jù)得51.(3)根據(jù)P入P出2.2×104 W再根據(jù)P入U1I1，解得I120 A.答案：(1)1 100 V(2)51(3)20 A15(10分)如圖甲所示，邊長為L、電阻為R/2的正方形線框abcd通過滑環(huán)與一阻值為R的電阻連成閉合回路，線框置于均勻輻向磁場中，圖乙是磁場與線框的俯視圖，線框的ab、cd兩邊所在處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，在線框繞其中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動的過程中，求：(1)電流表的示數(shù)：(2)兩滑環(huán)間的電壓；(3)線框轉(zhuǎn)動一周的過程中外力對線框所做的功解析：(1)線框在轉(zhuǎn)動過程中，ab、cd兩邊切割磁感線，且速度方向始終跟磁場垂直，切割的速度v產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢E2BLvBL2故I(2)兩滑環(huán)間的電壓為路端電壓UBL2(3)線框做勻速轉(zhuǎn)動，外力對線框所做的功等于回路中產(chǎn)生的電能故Wt答案：(1)(2)BL2(3)16(12分)三峽水利樞紐工程是長江流域治理開發(fā)的關(guān)鍵工程，是中國規(guī)模最大的水利工程，樞紐控制流域面積1.0×106 km2，占長江流域面積的56%，壩址處年平均流量為Q4.51×1011 m3，水利樞紐的主要任務(wù)包括防洪、發(fā)電、航運三方面在發(fā)電方面，三峽電站安裝水輪發(fā)電機(jī)組26臺，總裝機(jī)容量(指26臺發(fā)電機(jī)組同時工作時的總發(fā)電功率)為P1.82×107 kW，年平均發(fā)電量約為W8.40×1010 kW·h.該工程于2020年全部竣工，電站主要向華中、華東電網(wǎng)供電，以緩解這兩個地區(qū)的供電緊張局面閱讀上述資料，解答下列問題(水的密度1.0×103 kg/m3，g取10 m/s2)：(1)若三峽電站上、下游水位差按H100 m計算，試推導(dǎo)三峽電站將水流的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率的公式，并計算出效率的數(shù)值(2)若26臺發(fā)電機(jī)組全部建成并發(fā)電，要達(dá)到年發(fā)電量的要求，每臺發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電時間t為多少天？(3)將該電站的電能輸送到華中地區(qū)，送電功率為P14.5×106 kW，采用超高壓輸電，輸電電壓為U5×105 V，而發(fā)電機(jī)輸出的電壓約為U01.8×104 V要使輸電線上損耗的功率等于輸送電功率的5%，求：發(fā)電站的升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和輸電線路的總電阻解析：(1)電站能量轉(zhuǎn)化效率為：×100%代入數(shù)據(jù)：×100%67.1%.(2)據(jù)P，有t192.3天(3)升壓變壓器匝數(shù)比為：.據(jù)P1IU，得I9.0×103 A.由P損I2R5%P1，得R2.78 .答案：(1)×100%67.1%(2)192.3天(3)92502.78