题目内容

某交流电源电动势与时间呈正弦函数关系,如图所示,已知该电源输出功率为200kw,现用5000V的高压输电,输电线总电阻为25Ω,用户端利用匝数比为20:1的变压器降压,则下列说法中正确的是(  )
分析:根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量,然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等.同时由变压器电压与匝数成正比,电流与匝数成反比.
解答:解:A、由图象可知交流电的最大值为220
2
V,因此其有效值
220
2
2
V=220V,故A错误,
B、由题意可知,输电线中电流I=
P
U
=
200×103
5000
A=40A,故B错误.
C、发电机的输出电压随时间变化的关系,由图可知,T=2×10-2s,故f=
1
T
=50Hz,故C错误;
D、因输电线总电阻是10Ω,输电线电阻损失电压为U=IR=40×25V=1000V,由
U′
U
=
n1
n2
,U=(5000-1000)×
1
20
V=200V,故D正确;
故选:D
点评:本题考查了有关交流电描述的基础知识,要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量,同时正确书写交流电的表达式.
练习册系列答案
相关题目
(2013?惠州三模)(1)利用如图1所示的装置 可以做力学中的一些实验,已知交流 电的频率为f,小车质量为M,钩码 质量为m.
①如果利用它来探究物体的加速度与 力、质量的关系时,为使小车所受的合外力等于细线的拉力,应该采取的措施是
平衡摩擦力
平衡摩擦力
,要使细线的拉力等于钩码的总重量,应该满足的条件是M
远大于
远大于
 m(填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”)
②在满足了小车所受的合外力等于细线的拉力的条件下,且使细线的拉力等于钩码的 总重量,如果利用它来探究外力做功与动能的关系时得到的纸带如图2所示.O为小车开始 运动打下的第一点,A、B、C为过程中的三个相邻的计数点,相邻的计数点之间有四个点 没有标出,有关数据如图所示,要探究小车运动的动能定理,要满足一个怎样的关系式
mghB=
Mf2(hC-hA)2
200
mghB=
Mf2(hC-hA)2
200
 (用题中的字母符号表示)

③如果利用此装置来验证小车与钩码组成的系统机械能守恒时为尽可能消除摩擦力 对小车的影响:则小车质量和钩码的质量关系应该满足M
远小于
远小于
m (填“大于”、“远大于”、“小于”或“远小于”)
(2)用伏安法测量金属丝的电阻,某同学设计了如图3乙所示的电路图,电源电动势E=4V. 实验要求获得多组数据,且金属丝上所加的电压须从零开始.
①某同学先用多用电表粗测该金属丝的电阻.用已经调好零且选择开关指向欧姆挡“X 10“档位的多用电表测量,发现指针的偏转角度太大,这时他应将选择开关换成欧姆挡的档位(选填“x1OO”或“X1”),然后进行
欧姆调零
欧姆调零
,再次测量电阻丝的阻值,其表盘及指针所指位置如图3甲所示,则此段电阻丝的电阻为
14
14
Ω_.
②请根据图乙的电路图,在图3丙图中完成连线.
③连接电路时,开关S应处于
断开
断开
(选填“闭合“或“断开”)状态;开关闭合前,应将滑动变阻器的滑片P置于
a
a
端(选填“a”或“b”);为使电压表示数增大,P应由中点向
b
b
端滑动(选填“a”或“b”).
实验题
(1)在做“研究匀变速直线运动”的实验时,某同学得到一条用打点计时器打出的纸带.并在其上取了O、A、B、C、D、E、F 6个计数点(每相邻两个计数点间还有4个打点计时器打下的点.本图1中没有画出)打点计时器用的是220V、50Hz的交流电源.
①实验时,在正确安装好装置后,把小车放到靠近打点计时器的位置,再先
接通电源
接通电源
释放小车
释放小车
,使小车运动,而后得到反映小车运动的纸带.

②利用纸带的数据可计算得出该物体的加速度a为
0.641
0.641
m/s2;(计算结果保留三位有效数字)
③如果当时电网中交变电流的频率是f=49Hz,而做实验的同学并不知道,由此引起的系统误差将使加速度的测量值比实际值偏
.(填“大”或“小”).
(2)用图3给出的器材,测量一只标有“3V、0.6W”的小灯泡正常发光时的电阻R1.实验过程要求尽量减小误差(滑动变阻器最大阻值为10Ω;电源电动势为12V,内阻为1Ω;电流表内阻约为1Ω,电压表的内阻约为10kΩ).
①电流表应选用的是量程是
0.6
0.6
 A(选填“0.6”或“3”),电压表应选用的是量程是
3
3
 V(选填“3”或“15”);
②请将你设计的实验电路图,画在图2的虚线框中;
③根据②中的电路图,用笔画线代替导线,完成右下图中的实物连接;
④若小灯泡发光较暗时的电阻为R2,你根据所学的知识可判断出R1与R2的大小关系是R1
大于
大于
  R2(选填“大于”、“等于”或“小于”).
(一)在测量电源的电动势和内电阻时,
(1)用设计的电路读取两组数据,分别用I1、U1、I2、U2表示,求得待测电池电动势E=
 
,内阻r=
 

(2)在处理实验数据的过程中,为使结果更精确(在不改变实验器材、实验电路的前提下),请你提出一条建议:
 

(二)在“测量滑块与木板之间动摩擦因数”的探究活动中,某物理小组设计使用的实验装置如图1所示,一表面粗糙的木板水平固定在桌面上,一端装有定滑轮.木板上有一滑块,其一端与打点计时器的纸带相连,另一端通过跨过定滑轮的细线与托盘连接.打点计时器使用的交流电源的频率为50Hz.开始实验时,在托盘中放入适量砝码,滑块开始做匀加速运动,在纸带上打出一系列小点
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(1)图2给出的是实验中获取的一条纸带的一部分,0、1、2、3、4、5、6、7是计数点,每相邻两计数点间还有4个打出的点(图中未标出),计数点间的距离如图2所示.根据图中数据计算可得滑块加速度a=
 
(保留三位有效数字).
(2)回答下列两个问题:
①为测量动摩擦因数,下列物理量中还应测量的有
 
 (填入所选物理量前的字母).
A.木板的长度l    B.木板的质量m1  C.滑块的质量m2
D.托盘和砝码的总质量m3   E.滑块运动的时间t
②测量①中所选定的物理量时,需要的实验器材是
 

(3)滑块与木板间的动摩擦因数μ=
 
(用被测物理量的字母表示,重力加速度为g).与真实值相比,测量的动摩擦因数
 
(填“偏大”、“偏小”或“相等”).写出支持你的看法的一个论据:
 
(1)用如图甲所示装置做“探究物体的加速度跟力的关系”的实验.实验时保持小车的质量不变,用钩码所受的重力作为小车受到的合力,用打点计时器和小车后端拖动的纸带测出小车运动的加速度.
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①实验时先不挂钩码,反复调整垫木的左右位置,直到小车做匀速直线运动,这样做的目的是
 

②图乙为实验中打出的一条纸带的一部分,从比较清晰的点迹起,在纸带上标出了连续的5个计数点A、B、C、D、E,相邻两个计数点之间都有4个点迹没有标出,测出各计数点到A点之间的距离,如图乙所示.已知打点计时器接在频率为50Hz的交流电源两端,则此次实验中小车运动的加速度的测量值a=
 
m/s2.(结果保留两位有效数字)
③实验时改变所挂钩码的质量,分别测量小车在不同外力作用下的加速度.根据测得的多组数据画出a-F关系图线,如图丙所示.此图线的AB段明显偏离直线,造成此现象的主要原因可能是
 
.(选填下列选项的序号)
A.小车与平面轨道之间存在摩擦      B.平面轨道倾斜角度过大
C.所挂钩码的总质量过大            D.所用小车的质量过大
(2)小明利用实验室提供的器材测量某种电阻丝材料的电阻率,所用电阻丝的电阻约为20Ω.他首先把电阻丝拉直后将其两端固定在刻度尺两端的接线柱a和b上,在电阻丝上夹上一个与接线柱c相连的小金属夹,沿电阻丝移动金属夹,可改变其与电阻丝接触点P的位置,从而改变接入电路中电阻丝的长度.可供选择的器材还有:
电池组E(电动势为3.0V,内阻约1Ω);电流表A1(量程0~100mA,内阻约5Ω);电流表A2(量程0~0.6A,内阻约0.2Ω);
电阻箱R(0~999.9Ω);开关、导线若干.
小明的实验操作步骤如下:
A.用螺旋测微器在电阻丝上三个不同的位置分别测量电阻丝的直径;
B.根据所提供的实验器材,设计并连接好如图丁所示的实验电路;
C.调节电阻箱使其接入电路中的电阻值较大,闭合开关;
D.将金属夹夹在电阻丝上某位置,调整电阻箱接入电路中的电阻值,使电流表满偏,记录电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L;
E.改变金属夹与电阻丝接触点的位置,调整电阻箱接入电路中的阻值,使电流表再次满偏.重复多次,记录每一次电阻箱的电阻值R和接入电路的电阻丝长度L.
F.断开开关.
①小明某次用螺旋测微器测量电阻丝直径时其示数如图戊所示,则这次测量中该电阻丝直径的测量值d=
 
 mm;
②实验中电流表应选择
 
(选填“A1”或“A2”);
③小明用记录的多组电阻箱的电阻值R和对应的接入电路中电阻丝长度L的数据,绘出了如图己所示的R-L关系图线,图线在R轴的截距为R0,在L轴的截距为L0,再结合测出的电阻丝直径d,可求出这种电阻丝材料的电阻率ρ=
 
(用给定的物理量符号和已知常数表示).
④若在本实验中的操作、读数及计算均正确无误,那么由于电流表内阻的存在,对电阻率的测量结果是否会产生影响?若有影响,请说明测量结果将偏大还是偏小.(不要求分析的过程,只回答出分析结果即可)答:
 
(1)某实验小组利用如图甲所示的装置验证牛顿第二定律.他们将拉力传感器一端与细绳相连,另一端固定在小车上,用拉力传感器及数据采集器记录小车受到的拉力F的大小;小车后面的打点计时器,通过拴在小车上的纸带,可测量小车匀加速运动的速度与加速度.图乙中的纸带上A、B、C为三个计数点,每两个计数点间还有打点计时器所打的4个点未画出,打点计时器使用的是50Hz交流电源.

①由图乙,AB两点间的距离为S1=3.27cm,AC两点间的距离为S2=
8.00
8.00
cm,小车此次运动经B点时的速度vB=
0.400
0.400
m/s,小车的加速度a=
1.46
1.46
m/s2;(保留三位有效数字)
②要验证牛顿第二定律,除了前面提及的器材及已测出的物理量外,实验中还要使用
天平
天平
来测量出
小车的总质量
小车的总质量

③由于小车受阻力f的作用,为了尽量减小实验的误差,需尽可能降低小车所受阻力f的影响,以下采取的措施中必要的是
A
A

A、适当垫高长木板无滑轮的一端,使未挂钩码的小车被轻推后恰能拖着纸带匀速下滑
B、应使钩码总质量m远小于小车(加上传感器)的总质量M
C、定滑轮的轮轴要尽量光滑
(2)某同学用如图甲所示的电路测量两节干电池串联而成的电池组的电动势E和内电阻r,R为电阻箱.实验室提供的器材如下:电压表(量程0~3V,内阻约3kΩ),电阻箱(阻值范围0~99.9Ω);开关、导线若干.
①请根据图甲的电路图,在图乙中画出连线,将器材连接成实验电路;
②实验时,改变并记录电阻箱R的阻值,记录对应电压表的示数U,得到如下表所示的若干组 R、U的数据.根据图丙所示,表中第4组对应的电阻值读数是
13.9
13.9
Ω;
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
电阻R/Ω 60.5 35.2 20.0 9.9 5.8 4.3 3.5 2.9 2.5
电压U/V 2.58 2.43 2.22 2.00 1.78 1.40 1.18 1.05 0.93 0.85
③请推导
1
U
1
R
的函数关系式(用题中给的字母表示)
1
U
=
1
E
+
r
ER
1
U
=
1
E
+
r
ER
,根据实验数据绘出如图丁所示的
1
U
-
1
R
图线,由图线得出电池组的电动势E=
2.86
2.86
V,内电阻r=
5.86
5.86
Ω.(保留三位有效数字)

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