章末檢測卷(時間：90分鐘滿分：100分)一、單項選擇題(本題共6小題，每小題4分，共24分)1．如下圖所示的四種隨時間變化的電流圖像，其中屬于交變電流的是()答案D解析由圖像可知，A、B、C選項電流的大小變化，但電流的方向一直沒變，由交變電流、直流電的廣義定義知該電流應(yīng)為直流電．D選項中電流大小和方向都改變，故為交變電流．2．圖1甲、乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示的電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示的電壓是正弦函數(shù)的一部分，下列說法錯誤的是()圖1A．圖甲、圖乙均表示交流電B．圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u＝20sin(100πt)VC．圖乙所示電壓的有效值為10eq\r(2)VD．圖乙所示電壓的有效值為10V答案C解析根據(jù)交變電流定義，圖甲、圖乙均表示交流電，圖甲所示電壓的瞬時值表達式為u＝20sin(100πt)V，選項A、B正確．由有效值定義，eq\f(10\r(2)V2,R)×0.02s＝0.04s×eq\f(U2,R)，解得題圖乙所示電壓的有效值為10V，選項D正確，C錯誤．3．在如圖2所示的交流電路中，保持電源電壓一定，當(dāng)交變電流的頻率增大時，各電壓表的示數(shù)將()圖2A．V1、V3增大，V2減小B．V1不變，V2減小，V3增大C．V1不變，V2增大，V3減小D．V1、V2、V3都不變答案C解析電感線圈對交流電的阻礙作用隨著頻率的增大而增大，因此電壓表V2示數(shù)增大，電容器對交流電的阻礙作用隨著頻率的增大而減小，電壓表V3減小，電壓表V1不變，故選C.4．在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖3甲所示，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的圖像如圖乙所示，則()圖3A．t＝0.005s時線框的磁通量變化率為零B．t＝0.01s時線框平面與中性面重合C．線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為311VD．線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢頻率為100Hz答案B解析由題圖乙可知，正弦交流電電壓的最大值為311V，周期T＝0.02s，所以該交流電的有效值為U＝eq\f(E,\r(2))＝eq\f(311,\r(2))V≈220V，頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，C、D錯誤；由題圖乙知，t＝0.005s時電動勢最大，磁通量的變化率最大，A錯誤；t＝0.01s時電動勢為0，磁通量變化率為0，但磁通量最大，線框處于中性面位置，B正確．5．某電源輸出的電流既有交流成分又有直流成分，而我們只需要穩(wěn)定的直流，下列設(shè)計的電路圖中，能最大限度使電阻R2獲得穩(wěn)定直流的是()答案A6.如圖4所示，線框匝數(shù)為N、面積為S，以角速度ω繞垂直磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動．線框的電阻、電感均不計，外電路接有電阻R、理想電流表和二極管D.二極管D具有單向?qū)щ娦裕凑螂娮铻榱悖聪螂娮锜o窮大．下列說法正確的是()圖4A．圖示位置電流最大B．R兩端電壓的有效值U＝eq\f(ω,\r(2))NBSC．交流電流表的示數(shù)I＝eq\f(ω,2R)NBSD．一個周期內(nèi)通過R的電荷量q＝eq\f(2BS,R)答案C解析由題圖可知，圖示位置通過R的電流為零，R兩端電壓的瞬時值如圖所示表示．設(shè)電壓的有效值為U，在一個周期內(nèi)有：eq\f(\f(NBSω,\r(2))2,R)eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)T，解得：U＝eq\f(1,2)NBSω，電流的有效值I＝eq\f(U,R)＝eq\f(NBSω,2R)，在一個周期內(nèi)，只有半周期的時間有電流通過R，故：q＝Neq\f(ΔΦ,R)＝eq\f(2NBS,R)，故選C.二、多項選擇題(本題共4小題，每小題5分，共20分．每題至少有兩個選項正確，選對得5分，漏選得2分，錯選得0分)7.如圖5所示的電路，一燈泡和一可變電容器串聯(lián)，下列說法正確的是()圖5A．a(chǎn)、b端接穩(wěn)恒直流電，燈泡發(fā)亮B．a(chǎn)、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮C．a(chǎn)、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，且將電容器電容增大時，燈泡亮度增大D．a(chǎn)、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，在不改變交變電流有效值的情況下增大其頻率，燈泡亮度增大答案BCD解析電容器有“通交流，隔直流，通高頻，阻低頻”的特點，B、D項正確，A錯誤；增大電容器的電容，電容的阻礙作用減小，電流增大，燈泡的亮度增大，C項正確．8．一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖6所示，由圖可知()圖6A．該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin(25t)VB．該交流電的頻率為25HzC．該交流電的電壓的有效值為100eq\r(2)VD．若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率為50W答案BD解析由圖像可知正弦交流電的周期T＝0.04s，則f＝eq\f(1,T)＝25Hz，ω＝2πf＝50πrad/s，所以該交流電的電壓瞬時值的表達式為u＝100sin(50πt)V，A錯誤，B正確；該交流電的電壓的有效值為eq\f(100,\r(2))V＝50eq\r(2)V，則C錯誤；若將該交流電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，則電阻消耗的功率為P＝eq\f(U2,R)＝eq\f(50\r(2)2,100)W＝50W，則D正確，所以正確答案為B、D.9．如圖7甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，為交流電流表．線圈繞垂直于磁場方向的水平軸OO′沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是()圖7A．電流表的示數(shù)為10AB．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC．0.01s時線圈平面與磁場方向平行D．0.02s時電阻R中電流的方向自右向左答案AC10．如圖8所示，發(fā)電機內(nèi)部線圈處于磁鐵和圓柱形鐵心之間的徑向磁場中，兩半邊間的過渡區(qū)域?qū)挾群苄。珊雎圆挥嫞€圈的總匝數(shù)為N、總電阻為r，每匝線圈的面積為S，線圈所在位置的磁感應(yīng)強度大小為B.當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，額定電壓為U、電阻為R的小燈泡在電路中恰能正常發(fā)光，則發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值是()圖8A．NBSωB.eq\f(\r(2),2)NBSωC．UD．(1＋eq\f(r,R))U答案AD解析根據(jù)題述線圈處于磁鐵和圓柱形鐵心之間的徑向磁場中，當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的交變電流為矩形波，發(fā)電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值是NBSω，選項A正確，B錯誤．由閉合電路歐姆定律，E＝U＋eq\f(Ur,R)＝(1＋eq\f(r,R))U，選項C錯誤，D正確．三、填空題(本題共2小題，共8分)11.(4分)一交流電壓隨時間變化的圖像如圖9所示．若將該電壓加在10μF的電容器上，則電容器的耐壓值應(yīng)小于______V；若將該電壓加在一阻值為1kΩ的純電阻用電器上，用電器恰能正常工作，為避免意外事故的發(fā)生，電路中保險絲額定電流不能低于________A.圖9答案2000.14解析電容器的耐壓值應(yīng)小于交流電的最大值，即小于200V；保險絲的額定電流為有效值，所以I＝eq\f(\f(Umax,\r(2)),R)＝eq\f(\f(200,\r(2)),1000)A＝0.14A.12．(4分)有一個電子元件，當(dāng)它兩端的電壓的瞬時值高于e＝110eq\r(2)V時則導(dǎo)電，低于e＝110eq\r(2)V時不導(dǎo)電，若把這個電子元件接到有效值為220V、頻率為50Hz的正弦交流電的兩端，則它在1s內(nèi)導(dǎo)電________次，每個周期內(nèi)的導(dǎo)電時間為________．答案100eq\f(1,75)s解析由題意知，加在電子元件兩端電壓隨時間變化的圖像如圖所示，表達式為u＝220eq\r(2)sinωtV其中ω＝2πf，f＝50Hz，T＝eq\f(1,f)＝0.02s，得u＝220eq\r(2)sin(100πt)V把u′＝110eq\r(2)V代入上述表達式得到t1＝eq\f(1,600)s，t2＝eq\f(5,600)s所以每個周期內(nèi)的通電時間為Δt＝2(t2－t1)＝eq\f(4,300)s＝eq\f(1,75)s由所畫的u－t圖像知，一個周期內(nèi)導(dǎo)電兩次，所以1s內(nèi)導(dǎo)電的次數(shù)為n＝2eq\f(t,T)＝100.四、計算題(本題共4小題，共48分)13．(8分)一臺微波爐說明書所列的部分技術(shù)參數(shù)如下表，請回答：型號WD800(MG－5579MT)輸入電源220V,50Hz輸出功率800W微波頻率2450MHz輸入功率1250W(1)這臺微波爐使用的是哪一種電源？(2)這臺微波爐輸入電流的有效值是多大？輸入電流的峰值是多大？答案(1)交流電源(2)5.68A8.03A解析(1)由表數(shù)據(jù)可知其是交流電源．(2)輸入電流有效值I＝eq\f(P,U)＝eq\f(1250,220)A≈5.68A輸入電流的峰值Imax＝eq\r(2)I＝eq\r(2)×5.68A≈8.03A.14．(10分)某電路兩端交流電壓u＝Umaxsin(100πt)，在t＝0.005s時刻，電壓u為10V，求接在此電路兩端的電壓表示數(shù)．如將阻值為R的電阻接在此交流電壓上時功率為P，而改接在電壓為U0的直流電壓上時功率為eq\f(P,2)，求U0的值．答案7.07V5V解析根據(jù)u＝Umaxsin(100πt)，代入t＝0.005s時的電壓值，10V＝Umaxsin(0.5π)，得Umax＝10V而電壓表的示數(shù)指的是有效值故U＝eq\f(1,\r(2))Umax＝7.07V由功率關(guān)系P＝eq\f(U2,R)和eq\f(1,2)P＝eq\f(U\o\al(2,0),R)得所求直流電壓的值U0＝eq\f(1,\r(2))U＝eq\f(1,2)Umax＝5V.15．(12分)如圖10所示，間距為l的光滑平行金屬導(dǎo)軌，水平放置在豎直向下的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，右端接阻值為R的電阻．一電阻為r、質(zhì)量為m的導(dǎo)體棒放置在導(dǎo)軌上，在外力F作用下從t＝0時刻開始運動，其速度隨時間的變化規(guī)律為v＝vmaxsinωt.不計導(dǎo)軌電阻，求：圖10(1)從t＝0到t＝eq\f(2π,ω)時間內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量；(2)從t＝0到t＝eq\f(π,2ω)時間內(nèi)外力F所做的功．答案(1)eq\f(πRB2l2v\o\al(2,max),ωR＋r2)(2)eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)＋eq\f(πB2l2v\o\al(2,max),4ωR＋r)解析導(dǎo)體切割磁感線產(chǎn)生的電動勢為e＝Blv＝Blvmaxsinωt＝Emaxsinωt可見它是一個正弦交變電流，所以其有效值為E＝eq\f(Emax,\r(2))＝eq\f(Blvmax,\r(2))電流的有效值為I＝eq\f(E,R＋r)(1)時間t＝eq\f(2π,ω)＝T所以這段時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q＝I2Rt＝eq\f(πRB2l2v\o\al(2,max),ωR＋r2).(2)t′＝eq\f(π,2ω)＝eq\f(T,4)在四分之一周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q′＝I2·(R＋r)·eq\f(T,4)＝eq\f(E2,R＋r2)·(R＋r)·eq\f(π,2ω)＝eq\f(πB2l2v\o\al(2,max),4ωR＋r)由功能關(guān)系得：W外＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)＋Q′W外＝eq\f(1,2)mveq\o\al(2,max)＋eq\f(πB2l2v\o\al(2,max),4ωR＋r).16．(18分)如圖11所示，線圈面積為0.05m2，共100匝，線圈總電阻為1Ω，與外電阻R＝9Ω相連．當(dāng)線圈在B＝eq\f(2,π)T的勻強磁場中繞OO′以轉(zhuǎn)速n＝300r/min勻速轉(zhuǎn)動時，求：圖11(1)若從線圈處于中性面開始計時，寫出電動勢的瞬時值表達式；(2)兩電表、的示數(shù)；(3)線圈轉(zhuǎn)過eq\f(1,60)s時，電動勢的瞬時值；(4)線圈轉(zhuǎn)過eq\f(1,30)s的過程中，通過電阻R的電荷量；(5)線圈勻速轉(zhuǎn)一周外力做的功．答案(1)e＝100sin(10πt)V(2)5eq\r(2)A45eq\r(2)V(3)50V(4)eq\f(1,2π)C(5)100J解析(1)因為Emax＝NBSω，ω＝2πn，其中n＝300r/min＝5r/s，代入數(shù)據(jù)可得ω＝10πrad/s，Emax＝100V若從線圈處于中性面時開始計時，則e＝Emaxsinωt，所以電動勢的瞬時值表達式為e＝100sin(10πt)V.(2)兩電表的示數(shù)為交流電的有效值：I＝eq\f(E,R＋r)＝eq\f(Emax,\r(2)R＋r)＝5eq\r(2)A，UR＝IR＝45eq