高三物理测试卷:交变流电、电磁声和电磁波
高二物理交变电流电磁场和电磁波测试题及答案
高二物理同步测试(6)—交变电流电磁场和电磁波YCY本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分.满分100分,考试用时60分钟.第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,至少有一个选项是正确的,全部选对得4分,对而不全得2分。
)1.下列关于电磁波的叙述中,正确的是()A .电磁波是电磁场由发生区域向远处的传播B .电磁波由真空进入介质传播时,波长将变长C .电磁波不能产生干涉、衍射现象D .雷达是利用自身发射的电磁波来对目标进行定位的2.单匝矩形线圈abcd 边长分别为1l 和2l ,在匀强磁场中可绕与磁场方向垂直的轴O O 匀角速转动,转动轴分别过ad 边和bc 边的中点,转动的角速度为.磁场的磁感应强度为B .图为沿转动轴O O 观察的情况,在该时刻线圈转动到ab 边的速度方向与磁场方向夹角为,此时线圈中产生的感应电动势的瞬时值为()A .cos221l Bl B .sin 321l Bl C .cos 21l Bl D .sin21l Bl 3.某线圈在匀强磁场中匀速转动,穿过它的磁通量φ随时间的变化规律可用右图表示,那么在图中()A .t 1和t 2时刻,穿过线圈磁通量的变化率最大B .t 3时刻,线圈中的感应电动势为零C .t 2时刻,穿过线圈的磁通量变化率为零D .t 4时刻,线圈中的感应电动势达最大值4.一交流电压的图像如图所示,将该交流电压加在一阻值为22的电阻两端,下列说法中正确的是()A .该电阻消耗的功率为1100WB .该交流电压的瞬时值表达式为)V (π100sin 2110t u C .并联在该电阻两端的交流电压表的示数为V2110D .流过电阻的电流方向每秒改变50次5.远距离输电线路的示意图如下:若发电机的输出电压不变,则下列叙述中正确的是()A .升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B .输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定C .当用户用电器的总电阻减少时,输电线上损失的功率增大D .升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压6.下列有关电磁波的特性和应用,说法正确的是()A .红外线和X 射线都有很高的穿透本领,常用于医学上透视人体B .过强的紫外线照射有利于人的皮肤健康C .电磁波中频率最大为γ射线,最容易用它来观察衍射现象D .紫外线和X 射线都可以使感光底片感光7.一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q 调节,如右图所示。
交变电流 电磁场和电磁波
交变电流 电磁场和电磁波(阶段检测十二)(时间90分钟,满分100分)第Ⅰ卷(选择题,共60分)一、选择题(每小题6分,共60分) 1.(2010·合肥)图甲为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示.发电机线圈内阻为1 Ω,外接灯泡的电阻为9 Ω,则( )A .电压表的示数为6 VB .在t =10-2s 的时刻,穿过线圈的磁通量为零C .若线圈转速改为25 r/s ,则电动势的有效值为3 VD .若线圈转速改为25 r/s ,则通过电灯的电流为1.2 A解析:电压表的示数是有效值,U =E 有效R +r R =69+1×9 V =5.4 V ,A 错误;t =10-2s 时感应电动势为零,穿过线圈的磁通量最大,B 错误;原来线圈的转速为n =ω2π=2π2πT=50 r/s ,当线圈的转速改为25 r/s 时,感应电动势的最大值U m =6 22V =3 2V ,有效值为3 V ,C正确;若线圈转速改为25 r/s ,通过灯泡的电流为0.3 A ,D 错误.答案:C 2.(2010·湘潭)在真空中传播的电磁波,当它的频率增加时,它的传播速度及其波长( )A .速度不变,波长减小B .速度不变,波长增大C .速度减小,波长变大D .速度增大,波长不变解析:电磁波在真空中的传播速度始终为3×108 m/s ,与频率无关,v =λf ,波速不变、频率增加、波长减小,A 正确.答案:A3.2007年6月据英国广播公司报道,美国麻省理工学院的科学家在《科学》杂志上报告说,他们通过电磁感应,成功地“隔空”点亮了离电源两米多远的一个60瓦灯泡,科学家将这一技术称为“无线电力传输技术”.研究团队用两个直径60厘米的铜线圈做实验,一个线圈接在电源上,作为送电方,另一个作为受电方置于两米外,连接一个灯泡.当送电方的电源接通后,两个线圈都以10兆赫兹的频率振动,从而产生强大的电磁场,送电方发出的电即可传到受电方.两个线圈虽未相连,但仍可完成隔空供电,使灯泡发光.即使在电源与灯泡中间摆上木头、金属或其他电器,灯泡仍会发亮.下列关于这一技术说法正确的是( )A.能实现电力的无线输送是因为传送方的线圈的发出功率很大B.无线输电是利用两个铜制线圈作为电磁共振器来高效传输能量的C.无线输电时传送方的线圈发射电磁波的频率要比接收方的线圈的频率高D.无线输电时传送方的线圈发射电磁波的频率要比接收方的线圈的频率低解析:无线输电实际是利用物理学的“共振”原理——两个振动频率相同的物体能高效传输能量,当送电方和受电方振动的频率相同时,送电方的电能被受电方接收而充电,所以选B.点评:解题关键能从众多的信息中找到对解题有用的信息,如本题中的“两个线圈都以10兆赫兹的频率振动”,联想到“声波碎杯”和“电谐振”的知识,可知无线输电技术实质是共振的应用.答案:B4.(2010·厦门)关于远距离输电,若发电机的输出电压不变,则下列叙述中正确的是()A.升压变压器原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B.输电线路中的电流只由升压变压器的匝数比决定C.当用户消耗的总功率增大时,输电线上损失的功率增大D.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压解析:因输入功率等于输出功率,而发电机输出的电压不变,所以选项AB错误;当用户消耗的总功率增大时,输电线中的电流增大,根据P=I2R,输电线上损耗的功率增大,选项C正确;因为输电线上也有电压降,所以升压变压器输出电压不等于降压变压器的输入电压,选项D错误.答案:C5.(2010·苏北四市)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为11∶2,原线圈两端的输入电压u=220 2sin 100πt(V),电表均为理想电表,滑动变阻器R接入电路部分的阻值为10 Ω.下列叙述中正确的是()A.该交流电的频率为50 HzB.电压表的读数为42 2VC.电流表的读数为4 AD.若滑动变阻器的滑片P向a端移动,电流表的读数变大解析:根据原线圈两端输入电压的表达式可知,交流电的频率f =ω2π=100π2πHz =50 Hz ,A 正确;变压器原线圈电压的有效值为U 1=220 V ,利用变压器的变压比U 1∶U 2=n 1∶n 2,可求得U 2=40 V ,电压表的读数为40 V ,B 错误;电流表的读数为I =U 2R=4 A ,C 正确;若滑动变阻器的滑片P 向a 端移动,接入电路的电阻增大,而U 2不变,电流表示数变小,D 错误.答案:AC 6.(2010·崇文期末)一小型交流发电机中,矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示.矩形线圈与阻值为10 Ω的电阻构成闭合电路,若不计线圈电阻,下列说法中正确的是( )A .t 1时刻通过线圈的磁通量为零B .t 2时刻感应电流方向发生变化C .t 3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D .交流电流的有效值为2A 答案:D7.如图所示为可拆变压器,其原副线圈的匝数比为n 1∶n 2=110∶3,在变压器的原线圈输入220 V 的交变电压时,在副线圈接一个额定电压为6 V 的小灯泡,将铁芯A 向右移动使得铁芯由不闭合到闭合,结果小灯泡由不亮到正常发光,由这一实验现象,学生提出的以下猜测正确的是( )A .若铁芯不闭合时,原副线圈的电压比仍为 110∶3,灯泡不亮是由于漏磁而导致小灯泡上的功率不足B .若铁芯不闭合时,原线圈中的磁感线不能贯穿副线圈,导致副线圈无输出电压引起灯泡不亮C .若铁芯闭合时,原线圈中的磁感线全部贯穿副线圈,在原线圈输入220 V 的直流电,灯泡也能正常发光D .若铁芯闭合时,由于铁芯被磁化,绝大部分磁感线集中在铁芯内部,贯穿副线圈,大大增强了变压器传输电能的作用解析:本题考查的是变压器原理,由于铁芯不闭合时原线圈中的磁感线只有少量穿过副线圈,根据法拉第电磁感应定律可知,副线圈有感应电压产生,但感应电压很小,所以既不是没有输出电压,也不是原副线圈的电压比仍为110∶3,故A 、B 都错误;在原线圈输入220 V 的直流电时,虽然原线圈中的磁感线全部贯穿副线圈,但磁场是稳定的,不能产生感应电压而无输出电压,所以C 也错误;铁芯的作用就是通过磁化使穿过原副线圈磁感线都增多,从而增强变压器传输电能的作用,故正确选项为D.答案:D8.一理想变压器的初级线圈为n 1=100匝,次级线圈n 2=30匝,n 3=20匝,一个电阻为48.4 Ω的小灯泡接在次级线圈n 2与n 3上,如图所示.当初级线圈与e =2202sin ωt V 的交流电源连接后,变压器的输入功率是( )A .10 WB .20 WC .250 WD .500 W解析:设小灯泡两端的电压为U L ,根据理想变压器的工作原理得:e U L =n 1n 2-n 3.代入数据得:U L =22 V ,由P =U 2R得P L =10 W ,根据理想变压器的工作原理得P 1=P L =10 W.答案:A9.调光灯、调速电风扇以前是用变压器来实现的,该技术的缺点是成本高、体积大、效率低,且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速.现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的.如图为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压.那么现在电灯上的电压为( )A .U m B.2U m2C.U m 2D.U m 4解析:电灯上的电压值,如没有特殊说明一般指电压的有效值,设加在电灯上的电压的有效值为U ,取一个周期,由电流的热效应得P =U 2R T =(U m 2)2R ·T 4+(U m 2)2R ·T 4,所以可得U =U m2,故正确答案为C.答案:C10.将硬导线中间一段折成半圆形,使其半径为r (m),让它在磁感应强度为B (T)、方向如图所示的匀强磁场中绕轴MN 匀速转动,转速为n (r/s),导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接,外电路接有阻值为R (Ω)的电阻,其余部分的电阻不计,则( )A .通过电阻R 的电流恒为Bn π2r 2RB .电阻R 两端的电压的最大值为Bn π2r 2C .半圆导线从图示位置转过180°的过程中,通过电阻R 的电荷量为B πr 2RD .电阻R 上消耗的电功率为(Bn π2r 2)22R解析:本题将交变电流、电磁感应、电路等知识点融合在一起,特别是涉及功率和电荷量的计算,综合性比较强.因为是线圈转动发生电磁感应,且图示位置磁通量最大,产生正弦式交变电流,故A 项错误;感应电动势的最大值εm =BSω=B ·πr 22·2πn =Bn π2r 2,且电路中除电阻R 以外其余部分的电阻不计,所以U m =εm =Bn π2r 2,故B 项正确;由U =U m 2和P =U 2R 可得:P =(Bn π2r 2)22R,故D 项正确;导线由图示位置转过90°时,可视为通过半圆的磁通量由Φ=BS =B ·πr 22=B πr 22变为0,即ΔΦ=B πr 22,由法拉第电磁感应定律可得:ε=ΔΦΔt ,又I=εR,q =I Δt ,所以导线由图示位置转过90°时通过电阻R 的电荷量为q =I Δt =εR Δt =ΔΦRΔt Δt =B πr 22R,由于再转90°时电流的方向不变,由对称性可知,半圆导线从图示位置转过180°的过程中,通过电阻R 的电荷量Q =2q =B πr 2R,故C 项正确.答案:BCD第Ⅱ卷(非选择题,共40分)二、非选择题(共40分)11.(10分)如图所示,圆形线圈共100匝,半径为r =0.1 m ,在匀强磁场中绕过直径的轴OO ′匀速转动,磁感应强度B =0.1 T ,角速度为ω=300πrad/s ,电阻为R =10 Ω,求:(1)线圈由图示位置转过90°时,线圈中的感应电流为多大?(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示,图示位置为t =0时刻). 解析:(1)当从图示位置转过90°时,线圈中有最大感应电流,E m =NBSω=30 V ,则I m =E mR=3 A.(2)由题意知:i =I m sin ωt ,而I m =3 A .ω=300πrad/s ,所以:i =3sin 300πt A.答案:(1)3 A (2)i =3sin 300πt A12.(15分)一台交流发电机的额定输出功率P =4.0×103 kW ,以400 V 电压将其接在升压器上向远方输电.若输电导线的总电阻为10 Ω,允许输电线损失的功率为输出功率的10%,问:(1)升压变压器的变压比应为多大?(2)为了使远方用电器能得到220 V 的工作电压,降压变压器的变压比应为多大? 解析:(1)由P 损=P ×10%=I 22r ,得I 2=200 A , 由P =U 1I 1得I 1=1×104 A所以n 1n 2=I 2I 1=150.(2)U 2=U 1×n 2n 1=2×104 V所以U 3=U 2-I 2r =1.8×104 V又U 4=220 V ,所以n 3n 4=U 3U 4=90011.答案:(1)1∶50 (2)900∶11 13.(15分)(2009·郑州模拟)如图所示,一固定的矩形导体线圈水平放置,线圈的两端接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n =100匝,总电阻r =1.0 Ω,所围成矩形的面积S =0.040 m 2,小灯泡的电阻R =9.0 Ω,磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为e =nB m S 2πT cos 2πTt ,其中B m 为磁感应强度的最大值,T 为磁场变化的周期,不计灯丝电阻随温度的变化.求:(1)线圈中产生感应电动势的最大值; (2)小灯泡消耗的电功率;(3)在磁感应强度变化的0~T4时间内,通过小灯泡的电荷量.解析:(1)由图象知,线圈中产生的交变电流的周期T =3.14×10-2s ,所以E m =nB m Sω=2πnB m ST =8.0 V .(2)电流的最大值I m =E m R +r =0.80 A ,有效值I =I m 2=2 25A ,小灯泡消耗的电功率P =I 2P =2.88 W.(3)在0~T 4时间内,电动势的平均值E =nSΔBΔt,平均电流I =ER +r =nSΔB(R +r )Δt, 流过灯泡的电荷量Q =I Δt =nSΔB R +r=4.0×10-3 C.答案:(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0×10-3C。
高二物理交变电流 电磁振荡和电磁波
第一单元交变电流电磁振荡和电磁波同步题库一一、选择题1.如图1-1-1所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中绕OO′轴匀速旋转,产生感应电动势最小的位置是( ).A.线圈平面与磁力线平行B. 线圈平面与磁力线成45°角C. 线圈平面与磁力线成60°角D. 线圈平面与磁力线垂直2.一个电热器接在10V的直流电源上,具有一定的热功率.把它改接在交流电源上要使其热功率为原来的一半,则交流电源电压的最大值应为( ).A.7.07VB.6VC.14VD.10V3.变压器在使用中,下面哪句话是正确的( ).A.原线圈中输入的电流,随着副线圈中的输出电流的增大而增大B.原线圈输入电压,随着副线圈中的输出电流的增大而增大C.当副线圈空载(断路)时,原线圈中无电流D.当副线圈空载时,原线圈上的电压为零4.如图1-1-2,理想变压器的原线圈与灯泡A串联后,加上交流电压U1;副线圈两端电压为U2,接有B、C两个灯泡.若ABC是三个相同的灯泡,且都正常发光,则U1U2为( ).A. 4:1B. 3:1C. 2:1D. 1:15.下面有关交变电流的几种说法,其中正确的有( ).A.交流电器设备上所标的电压和电流值是最大值B.交流电流表和交流电压表测定的值是瞬时值C.给定的交变电流数值,没有特殊说明的都是指有效值D.跟直流电有相同热效应的交变电流的数值是交变电流的有效值6.如图1-1-3所示的理想变压器,给负载R供电,用下列哪些方法可增加变压器的输出功率( )A.减少副线圈的匝数B.增加原线圈的匝数C.减少负载电阻R的值D.提高加在原线圈两端的电压7.一台理想变压器,原线圈的匝数为N1,副线圈有两组,匝数分别为N2和N3.设三个线圈的电流强度和电压分别为I1、I2、I3和U1、U2、U3.则下列各式中正确的为( ).A. I1(N2+N3)=( I2+I3)N1B. I1N1= I2N2 + I3N3D.二、填空题8.矩形线圈abcd的边长ab=cd=40cm,bc=da=30cm,共有200匝,以300 r/min 的转速在磁感强度为0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO′匀速转动,在t=0时刻处于图1-1-4所示位置.此线圈产生的感生电动势最大值e= V,有效值为em=V,感电动势瞬时值表达式e=V.9.根据图1-1-5所示的i-t图象写出电流瞬时值表达式I= .10.一个电热器接在最大值36V交流电源上,产生电功率为P,若接到某直流电源上产生热功率为p/2,忽略电阻随温度的变化,则所接直流电压U=V.11.远距离输送一定功率的交流电,若将送电电压提高n倍,输电线上的电压损失是原来的倍,输电线上的电功率损失是原来的倍.12.发电机输出电压为1000V,输出电功率为800kW,输电线总电阻为1.0Ω,用电区输入电区为380V,为使在输电线上损耗的电功率是输出电功率的5%,则升压变压器原、副线圈匝数比n1:n2= ,降压变压器原、副线圈的匝数比n3:n4= .三、计算题13.扬水站一台效率为50%的水泵,每秒钟能把0.09m3的水抽到20m高处、水流出口速度为10 m/s,现用一台电动机通过皮带传动带动水泵运行,皮带传动的效率是80%,电动机效率是90%.取g=10 m/s2,求电动机的输入电功率为多少?14.变压器初、次级匝数之比为55:9,初级接在一电压为u=311sin100πt V的电源上,求(1)变压器的输入电压U和输出电压U2 .(2)当次1级分别接上60Ω的电灯1盏或并联两盏时,变压器的输入功率、输入电流各为多少?同步题库二一、选择题sin2ωt.若将发电机转速 1.有一交流发电机正常工作时的电动势为е=em减半,其它条件不变,则电动势的变化规律为( )A.е′=e m AsinωtB.е′=e m sin2ωtC.е′=sinωtD.е′=е′=e m Asinωt2.在直导线中通入交电流i=I m sinωt,电流正方向如图1-2-1所示.在正常通电过程中,以i=0为计时点的某一个周期内,导线下方矩形线圈中产生的感生电流的方向及大小的变化情况分别是(电流方向根据顺时针或逆时针用顺""逆"来表示,大小用"增""减"来表示变化)().A.顺逆顺逆,增减增减B.逆顺逆顺,减增减增C.顺逆逆顺,增减减增D.逆顺顺逆,减增减增3.远距离输送一定功率的交变电流,若送电电压提高到原来的n倍则( ).A.输电线上电能损失减少(n2-1)/n2B.输线上电压损失是原来的1/n2C.输电线电压损失减少(n-1)nD.若保持输电线的功率损失不变,导线面积应为原来的1/n24.一矩形线圈在匀强磁场中绕一轴线做匀速转动,产生的感应电动势e=311sin100πt(V),则下述说法中正确的是( )A.此线圈的转速为3000r/minB.此交变电流的电压有效值为220VC.当t=0时,线圈平面与中性面垂直D.当t=1/300(s)时,电压达到最大值二、填空题8.如图1-1-4所示变压器,各线圈匝数之比为n1:n2:n3=10:2:1,初级电压U不变,当开关分别接在a和b时,电流表读数之比为 . 111.用1万V的高压输送100kW的电功率,在输电线上有2%的电功率损失,则输电线的电阻是Ω,若把输送电压降低一半,则输电线上损失功率占输送功率的 .12.有一理想变压器能将100V的电压降到33V,将一导线绕过铁芯,两端接在伏特表上,此伏特表的读数为0.05V,则此变压器的原线圈是匝,副线圈是匝.三、计算题13.匝数为n,面积为S的闭合矩形线圈,在磁感强度为B的匀强磁场中以角速度ω按图示方向匀速转动,t=0时,线圈平面与磁力线平行,规定当线圈中感生电动势沿abcda方向时为正.已知线圈的总电阻为R,试求:A.线圈中感应电动势的有效值.B.线圈中感应电动势的瞬时表达式.C.线圈转动一周的过程中,外力对线圈所做的功.同步题库三一、选择题7.LC振荡电路中产生电磁振荡的过程中( ).A.当电容器放完电的瞬间,电路中的电流强度最大B.当电容器极间的电压为零时,电路中电流强度为零C.当磁场最强时,电路中电流强度最大8.在LC电路产生电磁振荡的过程中,当电路中流不断减小时().A.电容器两极板间电压减小B.电容器极板上的电量减小C.电路中的电场能减小D.电路中的磁场能减小9.一个长直螺线管通有正弦式电流,把一个带电粒子沿管轴线射入管中,粒子将在管中( )A.做匀速圆周运动B.沿轴线来回运动C.匀速直线运动D.做匀加速直线运动二、计算题12.电站向某地输送5000kW的电功率,输电线上损失的电功率为100 kW.如果输送的电功率不变,把输电电压提高为原来的10倍,同时将输电线的横截面积减为原来的一半,求输电线上损失的电功率减少多少?13.如图1-3-7所示,A和B为真空中相距为d的两平行金属板,加上电压后板间电场可视为匀强电场.板上所加电压波形如图象所示t=0时刻A板电势比B板高.此时在靠近B板处有一初速为零的电子.其质量为m,电量为e,在电场力作用下开始运动.要想使电子到达A板时速度恰为零,所加交变电压的周期应满足什么条件?同步题库四1.图1-4-1所示的交流发电机,单匝矩形线圈abcd绕垂直磁场的中心轴以角速度ω匀速转动,ab边和cd边分别长l1和l2,线圈电阻为r,外电路电阻R,匀强磁场磁感强度为B.设开始计时时线圈平面与磁场垂直,试求:(1). t秒末磁场对线圈ab和cd的作用力.(2). t秒末磁场对线圈的力矩M.(3). t秒末电磁力的即时功率.(4)画出电磁力矩随时间变化的图象.2.一个荷质比为q/m的带电粒子,在磁感强度为B的匀强磁场中受洛仑兹力作用而作匀速圆周运动,它的运动周期正好与一个LC振荡电路的固有周期相等,已知振荡器中的电容为C,那么电感L应为多少?3.一台小型发电机给一个距离较远的单位输电,升压变压器的匝数比是1:10,降压变压器的匝数比是10:1,输电线的总电阻为20Ω.已知用户得到的实际功率为4.32kW,实际电压为216V.求:(1)发电机输出功率为多大?)(2)发电机输出电压多大?(3)输电效率是多少?4.在LC振荡电路中,电容器的电容量可由3.6pF.调到100pF.线圈的电感量可由4mH调到90mH.这个振荡电路最高振荡频率多大?发射的电磁波最长多少?5.在真空中速度V=6.4×107m/s的电子束连续地射入两平行极板之间.极板长度为L=8.0×10-2m.间距为d=5.0×10-3m.两极板不带电时,电子束将沿两极板之间的中线通过.在两极板上加50Hz的交流电压U=U0sinωt,如果所加电压的最大值U0超过某一值Uc时,将开始出现以下现象:电子束有时能通过两极板;有时间断,不能通过.求:(1)Uc的大小;(2)U0为何值时才能使通过的时间(△t)通跟间断时间(△t)断之比为(△t)通:(△t)断=2:1.。
备考2024届高考物理一轮复习分层练习第十三章交变电流电磁振荡与电磁波传感器第2讲变压器远距离输电
第2讲 变压器 远距离输电1.[变压器的铭牌/2024广东惠州第一次调研]如图所示是一种理想变压器的铭牌,根据上面标示的信息,以下判断正确的是( B )A.这是一个升压变压器B.原线圈的匝数与副线圈的匝数之比为55∶3C.当原线圈输入交流电压220V 时,副线圈输出直流电压12VD.当原线圈输入交流电压220V 时,只要副线圈构成回路,则其电流一定为3.0A解析 额定输入电压U 1=220V 额定输入电压U 2=12V 额定输入电压I 2=3A{U 1>U 2,故为降压变压器,A 错n 1n 2=U 1U 2=220V 12V =553,B 对输入电压与输出电压均为交流电压,C 错副线圈的电流与负载功率有关,D 错2.电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示.其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上,则电流互感器( D )A.是一种降压变压器B.能测量恒定电流C.原、副线圈电流的频率不同D.副线圈的电流小于原线圈的电流解析 变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置,不能改变交变电流的频率,也不能在恒定电流电路中工作,B 、C 项均错误;根据变压器匝数与电压的关系U1U 2=n 1n 2可得副线圈的电压U 2=n2n 1U 1,由于原线圈匝数少而副线圈匝数多,即n 1<n 2,因此有U 2>U 1,电流互感器是一种升压变压器,A 项错误;根据变压器匝数与电流的关系I 1I 2=n2n 1可得副线圈的电流I 2=n1n 2I 1,由于n 1<n 2,因此有I 2<I 1,D 项正确.3.[2024湖南娄底校联考]如图所示为远距离输电电路图,左边升压变压器原、副线圈的匝数之比为2∶5,输入电压u=10√2sin50πt(V)的正弦交变电流.连接两理想变压器的输电线的总电阻为r=5Ω,右边降压变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1,负载的电功率为升压变压器输入功率的80%.下列说法正确的是(D)A.升压变压器原线圈上的电流为2AB.输电线上损失的功率为10WC.负载的功率为25WD.降压变压器原线圈上的电压为20V解析设升压变压器原、副线圈上的电压为U1、U2,电流为I1、I2,降压变压器原、副线圈上的电压为U3、U4,电流为I3、I4,有I2=I3,则由变流比得I1I2=52,I3I4=12,由题意可知,输电线上的功率为升压变压器输入功率的20%,则有U1I1=5I22r,代入数据,解得I2=1 A,则I1=2.5I2=2.5 A,故A错误;输电线上损失的功率为P r=I22r=5 W,故B错误;负载的功率为P R=4P r=20 W,故C错误;因为I4=2I2=2 A,则负载上的电压为U4=P RI4=10 V,则U3=2U4=20 V,故D正确.4.[2024江西临川一中校考]某电站用500kV电压输电给300km外的用户使用,其输出电功率是3×106kW,输电线总电阻为2.5Ω,则下列说法正确的是(B)A.输电线上输送的电流大小为3.0×105AB.输电线上由电阻造成的损失电压为15kVC.若改用5kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×108kWD.输电线上损失的功率为ΔP=U2r,U为输电电压,r为输电线的电阻解析由P=UI得输电线上输送的电流I=PU =3×106×103500×103A=6×103 A,故A错误;由ΔU=Ir得输电线路上的电压损失ΔU=Ir=6×103×2.5 V=15×103 V,故B正确;由于损失的功率不可能大于电站的输出功率,故C错误;输电线上损失的功率用ΔP=U 2r计算时,U为输电线上的电压降,而不是输电电压,故D错误.5.如图所示为一理想变压器,原线圈接在输出电压为U的交流电源两端.电路中R0为定值电阻,测量电表均为理想电表,导线电阻不计.现使滑动变阻器R的滑片P向上滑动,则下列说法正确的是(A)A.电压表V2的示数变大B.电压表V1与电流表A的示数的比值不变C.电流表A的示数变大D.定值电阻R0消耗的电功率变大解析输入电压不变,原、副线圈匝数比不变,输出电压由输入电压决定,则副线圈两端电压U2不变,滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的电阻变大,滑动变阻器两端电压变大,V2示数变大,故A正确;副线圈电路中总电阻变大,电流减小,原、副线圈匝数比不变,则原线圈中电流也减小,故C错误;副线圈中电流变小,定值电阻R0消耗的功率变小,故D错误;输入电压不变,输入电流随输出电流变化而变化,所以电压表V1与电流表A的示数的比值变化,故B错误.6.[多选]如图所示,电路中的变压器为理想变压器,S为单刀双掷开关,U1为加在原线圈两端的交变电压,I1、I2分别为原、副线圈中的电流.下列说法正确的是(BC)A.保持U1不变,S由b切换到a,则R上消耗的功率减小B.保持U1不变,S由a切换到b,则I2减小C.保持U1不变,S由b切换到a,则I1增大D.保持U1不变,S由a切换到b,则变压器的输入功率增大解析保持U1不变,S由b切换到a时,副线圈匝数增多,则输出电压U2增大,输出电流I2增大,根据P2=I2U2知,P2增大,又因P1=P2,故I1增大,A错误,C正确;S由a切换到b时,副线圈匝数减少,则输出电压U2减小,输出电流I2减小,根据P2=I2U2知,P2减小,又因P1=P2,所以变压器输入功率减小,B正确,D错误.7.[副线圈电路中含二极管/2024浙江高三联考]如图,某同学用自制的简易无线充电装置给手机充电,装置由一个电磁炉(发射线圈)、一个接收线圈、一个二极管、一个车载充电器构成,发射线圈、接收线圈匝数比为n1∶n2,若电磁炉两端所加电压为u=220√2sin314t (V),车载充电器的输入限制电压为4.4V,不考虑充电过程中的各种能量损失.则下列说法正确的是(A)A.接收线圈两端电压的有效值约为6.2VB.通过车载充电器的电流为交流电C.发射线圈、接收线圈匝数比为n 1∶n 2=50∶1D.接收线圈1s 内电流方向变化50次解析 设接收线圈两端电压的有效值为U 2,充电器两端电压有效值为U 3,由题意可知U 3=4.4 V ,根据有效值的定义可得U 22R·T2=U 32R·T ,解得U 2≈6.2 V ,故A 正确;因为二极管单向导电,则通过车载充电器的电流方向一定,为直流电,故B 错误;由题意可知发射线圈电压有效值为U 1=220 V ,故发射线圈、接收线圈匝数比为n1n 2=U1U 2=2206.2=1 10031,故C错误;根据所加电压表达式可知,电流的频率f =1T =ω2π=50 Hz ,接收线圈1个周期内电流方向改变两次,故1 s 内电流方向变化100次,故D 错误.8.[2023安徽江淮十校联考/多选]如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数分别为n 0=800匝、n 1=100匝和n 2=400匝,原线圈串联一个电阻R 0=8.0Ω,并接入内阻不计的正弦交流电源,电源电动势为E 且保持不变;两个副线圈分别接电阻R 1=1.0Ω和R 2=16.0Ω.开关S 断开时,理想电流表读数为I 1=4.0A ;开关S 闭合时,理想电流表读数为I 2.不计线圈电阻,则( BD )A.E =32.0VB.E =36.0VC.I 2=3.2AD.I 2=3.6A解析 开关S 断开时,理想电流表读数为I 1=4.0 A ,且n 0=800匝、n 1=100匝,故n0n 1=I1I 0,得I 0=0.5 A ,由n 0n 1=U 0U 1及U 1=I 1R 1=4 V ,可得U 0=32.0 V ,故E =I 0R 0+U 0=36.0 V ,故A错误,B 正确;开关S 闭合时,由输出功率等于输入功率,可知P 原=P 副1+P 副2,得U 0I 0=U 1I 1+U 2I 2,即36V−U 0R 0U 0=U 12R 1+U 22R 2,由n 0n 1=U 0U 1,n 0n 2=U0U 2,则U 1=3.6 V ,故I 2=3.6 A ,故C错误,D 正确.9.[用户功率增大时的动态分析/2024湖南怀化三中校考]图(a )是目前世界上在建规模最大、技术难度最高的水电工程——白鹤滩水电站,是我国实施“西电东送”的大国重器,其发电量位居全世界第二,仅次于三峡水电站.白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图(b )所示,如果升压变压器与降压变压器均为理想变压器,发电机输出电压恒定,R 表示输电线电阻,则当用户功率增大时( D )图(a)图(b)A.A2示数增大,A1示数减小B.V1、V2示数都减小C.输电线上的功率损失减小D.V1、A1示数的乘积大于V2、A2示数的乘积解析当用户功率增大时,降压变压器的输出功率增大,输出电流增大,A2示数增大,根据理想变压器原、副线圈电流与线圈匝数的关系可知,降压变压器中的输入电流增大,A1示数增大,故A错误;升压变压器线圈匝数以及升压变压器输入电压不变,则升压变压器输出电压不变,则V1的示数不变,降压变压器中的输入电流增大,输电线电阻消耗的电压增大,则降压变压器输入电压减小,根据理想变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系可知,降压变压器输出电压减小,故V2示数减小,故B错误;输电线上的电流增大,输电线上的功率损失增大,故C错误;根据降压变压器原、副线圈电流与线圈匝数的关系可知I1I2=n2n1,设降压变压器的输入电压为U0,有U1>U0,根据降压变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系可知U0U2=n1n2,故I1U1>I1U0=I2U2,故D正确.10.[汽车点火装置/2024湖北武汉部分学校调研]点火线圈能产生20000V的高压,使汽车启动.某型号点火线圈部分结构如图所示,其初级线圈匝数为100匝,次级线圈匝数为20000匝.已知汽车电瓶是电动势为12V的蓄电池.下列说法正确的是(D)A.点火线圈的次级线圈应和蓄电池相连B.仅增加初级线圈的匝数,也一定能成功点火C.汽车蓄电池是直流电源,需要将直流电先转化为交流电才能使点火线圈正常工作D.初级线圈断电瞬间,其两端电压约为100V解析由于蓄电池的电压为低电压,则结合变压器的变压规律可知蓄电池应和匝数较少的初级线圈相连,A错误;若仅增加初级线圈的匝数,则通过变压器产生的高压将减小,则不一定能点火成功,B错误;点火线圈利用的是在开关通、断电的瞬间通过线圈的磁通量发生变化从而在次级线圈两端产生高电压,所以不需要将汽车蓄电池产生的直流电转化为交流电,C错误;由题意可知初级线圈通、断电的瞬间,点火线圈能产生20000V的高压,则由变压器的变压规律可知此时初级线圈两端的电压约为100V,D正确.11.[黑光灯的应用]黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备,它发出的紫色光能够引诱害虫飞近黑光灯,然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”.如图所示是高压电网的工作电路,高压电网是利用变压器将有效值为220V的交流电压变成高压,高压电网相邻两极间距离为0.5cm,已知空气在常温常压下的击穿场强为6220V/cm,为防止空气被击穿而造成短路,变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少?答案10∶1解析电网两极间的电场可看作匀强电场且U m=E m d,由题意知空气被击穿时E m=6 220 V/cm,已知理想变压器电压关系为U1mU m =n1n2,峰值与有效值关系为U1m=√2U1,由以上各式得n1n2=110,所以变压器次、初级线圈匝数比不得超过10∶1.。
高三物理电磁感应交变电流综合测试题.doc
B 高三物理电磁感应交变电流综合测试题第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.如图所示,为早期制作的发电机及电动机的示意图,A 盘和B 盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘,用导线将A 盘的中心和B 盘的边缘连接起来,用另一根导线将B 盘的中心和A 盘的边缘连接起来.当A 盘在外力作用下转动起来时,B 盘也会转动.则下列说法中正确的是( ) A .不断转动A 盘就可以获得持续的电流,其原因是整个铜盘可看 成沿径向排列的无数根铜条,它们切割磁感线,产生感应电动势 B .当A 盘转动时,B 盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用, 此力对转轴有力矩C .当A 盘顺时针转动时,B 盘逆时针转动D .当A 盘顺时针转动时,B 盘也顺时针转动2.阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上.以下说法中正确的是 ( )A .电压的有效值为10VB .通过电阻的电流有效值为22AC .电阻消耗电功率为5WD .电阻每秒种产生的热量为10J3.水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab ,开始时ab 棒以水平初速度v 0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程 ( ) A .安培力对ab 棒所做的功相等 B .电流所做的功相等 C .产生的总热量相等 D .ab 棒的动量改变量相等4.一直升飞机停在南半球的地磁极上空。
该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B 。
直升飞机螺旋桨叶片的长度为l ,螺旋桨转动的频率为f ,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动。
螺旋桨叶片的近轴端为a ,远轴端为b ,如图所示。
如果忽略a 到转轴中心线的距离,用E 表示每个叶片中的感应电动势,则 ( ) A .E =πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势B .E =2πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势C .E =πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势D .E =2πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势 5.如图所示,MN 是一根固定的通电直导线,电流方向由N 到M ,今将一金属框abcd 放在导线上,让线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘.当导线中的电流突然增大时,线框整体受力情况为 ( ) A .受力沿x 轴正向 B .受力沿x 轴负向 C .受力沿y 轴正向 D .受力沿y 轴负向6.如图所示,相距为L 的两条足够长的光滑平行轨道上,平行放置两根质量和电阻都相同的滑杆ab 和cd ,组成矩形闭合回路.轨道电阻不计,匀强磁场B 垂直穿过整个轨道平面.开始时ab 和cd 均处于静止状态,现用一个平行轨道的恒力F 向右拉ab 杆,则下列说法正确的是 ( ) A .cd 杆向左运动 B .cd 杆向右运动 C .ab 与cd 杆均先做变加速运动,后做匀速运动 D .ab 与cd 杆均先做变加速运动,后做匀加速运动7.如图所示的两个电路,灯泡L 2、L 3的功率均为P ,且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡,匝数比为1:3:21 n n ,则图(a )中L 1的功率和 图(b )中L 1的功率分别为( )A .P 、PB .9P 、P 94C .P 94、9PD .P 49、9P8.如图所示,一根长导线弯成“n ”形,通以电流I ,正中间用不计长度的一段绝缘线悬挂一金属环C ,环与导线处于同一竖直平面内,在电流I 增大的过程中,下列叙述正确的是( )A .金属环C 中无感应电流产生B .金属环C 中有沿逆时针方向的感应电流 C .悬挂金属环C 的竖直线拉力变大D .金属环C 仍能保持静止状态9.振弦型频率传感器的结构如图所示,它由钢弦和永久磁铁两部分组成,钢弦上端用固定夹块夹紧,下端的夹块与一膜片相连接,当弦上的张力越大时,弦的固有频率越大.这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化.下列说法正确的是( )A .当软铁块与磁铁靠近时,a 端电势高B .当软铁块与磁铁靠近时,b 端电势高C .膜上的压力较小时,线圈中感应电动势的频率高D .膜上的压力较大时,线圈中感应电动势的频率高 10.在图中的(a )、(b)、(c)中除导体棒ab 可动外,其余部分均固定不动,(a )图中的电容器C原来不带电,设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计.图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒ab 一个向右的初速度v 0,导体棒的最终运动状态是 ( ) A .三种情况下,导体棒ab 最终都 是匀速运动 B .图(a )、(c)中ab 棒最终将以不同的速度做匀速运动;图(b )中ab 棒最终静止 C .图(a )、(c )中,ab 棒最终将以相同的速度做匀速运动 D .三种情况下,导体棒ab 最终均静止第Ⅱ卷(非选择题,共110分)二、本题共2小题,共10分,把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答. 11.(4分)有一个称为“千人震”的趣味物理小实验,实验是用一节电动势为1.5V 的新干电池,几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位做这个实验的同学手拉手成一串,另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们和首、尾两位同学两个空着的手相连,如图所示,在通或断时就会使连成一串的同学都有触电感觉,该实验原理是___ ________;人有触电感觉时开关是通,还是断的瞬间______ ___,因为________ ___ __. 12.(6分)为了测定和描绘“220V 40W ”的白炽灯灯丝的伏安特性曲线,可以利用调压变压器供电.调压变压器上一一种自耦变压器,它只有一组线圈L ,绕在闭合的环形铁芯上,输入端接在220v 交流电源的火线与零线之间,输出端有一个滑动触头P ,移动它的位置,就可以使输出电压在0~250V 之间连续变化,如图所示,画出的是调压变压器的电路图符号.实验室备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、电键、导线等实验器材. (1)在图中完成实验电路图. (2)说明按的实验电路图进行测量,如果电表内阻的影响不能忽略, 电压较高段与电压较低段相比较,哪段误差更大?为什么? __________ _______. 三、本题共4小题,共50分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位. 13.(10分)如图甲所示的电路中,D 为二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),Ω==421R R ,Ω=63R ,当在AB 间加上如图乙所示的交流电压时,求:(1)在0~1×10-2s 时间内通过R 1的电流; (2)1s 内电阻R 3所消耗的电能.14.(12分)如图所示,abcde 和/////e d c b a 为两平行的光滑轨道,其中abcd 和/////e d c b a 部分为处于水平面内的导轨,ab 与a /b 的间距为cd 与d c /间距的2倍,de 、/d e '部分为圆弧形导轨,水平导轨部分处于竖直向上的匀强磁场中,圆弧形导轨部分处于匀强磁场外。
最新高中物理《交变电流》综合测试卷(附答题卡与参考答案)
高中物理《交变电流》综合测试卷考试时间:90分钟试卷总分:100分一、选择题:本题共 10 小题,每小题分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,第 1—6 题只有一项符合题目要求,第 7—10 题有多项符合题目要求。
全部选对得4分,选对但不全得2分,有选错的得 0 分。
1、如图甲所示,矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时,线圈中产生的交流电如图乙所示,设沿甲图中的abcda方向为电流正方向,则()A.乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B.乙图中c时刻对应甲图中的C图C.若乙图中d等于0.02 s,则1 s内电流的方向改变了50次D.若乙图中b等于0.02 s,则交流电的频率为50Hz2. 普通交流电流表不能直接接在高压输电线路上来测量电流,通常要通过电流互感器来连接。
如图所示的电流互感器,ab一侧线圈的匝数较少,工作电流为I ab,cd一侧线圈的匝数较多,工作电流为I cd,为使电流表能正常工作,则()A.ab接MN、cd接PQ,I ab<I cdB.ab接MN、cd接PQ,I ab>I cdC.ab接PQ、cd接MN,I ab<I cdD.ab接PQ、cd接MN,I ab>I cd3. 在匀强磁场中一矩形金属线两次分别以不同的转速绕与磁场垂直的轴匀速转动,产生的交变电压如图曲线a、b所示,则曲线b表示的交变电压的有效值为()A.25V B.252VC.24V D.242V4. 如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电,接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图,图中电表均为理想交流电表,变压器也均为理想变压器。
发电厂输出的电压一定,则当用户端进入用电高峰时()A.V1和A1示数均不变B.V2和A2示数均变大C.V3和A2示数均变大D.V4示数变小,A3示数变大5. 如图所示,小型发电机线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴OO’以角速度ω匀速转动。
已知线圈匝数为N、面积为S、电阻为r,匀强磁场的磁感应强度大小为B,线圈输出端接有一阻值可以任意调节的滑动变阻器,则该滑动变阻器消耗的最大电功率为()A.8r2 222SBNB .4r 2222S B N ωC .2r 2222S B N ω D.r2222S B N ω6. 如图所示,可调理想变压器原线圈与一台小型发电机相连,副线圈与灯泡L 、可调电阻R 、电容器C 连成如图所示的电路。
2019版高考物理一轮复习:交变电流电磁场与电磁波全章 含答案
第十三章交变电流电磁场与电磁波时间:50分钟分值:100分一、选择题(每小题6分,共60分)1.一闭合矩形线圈abcd绕垂直于磁感线的固定轴OO'匀速转动,线圈平面位于如图甲所示的匀强磁场中。
通过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图乙所示。
下列说法正确的是( )A.t1、t3时刻通过线圈的磁通量变化率最大B.t1、t3时刻线圈中感应电流方向改变C.t2、t4时刻线圈中磁通量最大D.t2、t4时刻线圈中感应电动势最小答案 C 磁通量为零,线圈平面在与中性面垂直的位置,磁通量变化率最大,电动势最大;磁通量最大,线圈平面在中性面上,磁通量变化率为零,经过此位置,电流方向要改变。
2.关于电磁场和电磁波,下列说法中正确的是( )A.均匀变化的电场在它的周围产生均匀变化的磁场B.电磁波既有横波,也有纵波C.电磁波和机械波一样依赖于媒质传播D.只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场,就能产生电磁波答案 D 根据麦克斯韦电磁场理论可知,均匀变化的电场在它的周围产生稳定的磁场,知A错;因电磁波中每一处的电场强度和磁感应强度总是互相垂直的,且与波的传播方向垂直,所以电磁波是横波,B错误;电磁波可以在真空中传播,传播不需要介质,C错误;只要空间中某个区域有振荡的电场或磁场,就在周期性变化的电场周围产生相同周期变化的磁场,周期性变化的磁场周围产生相同周期变化的电场,这样由近及远传播,形成了电磁波,D正确。
3.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示,由图可知( )A.该交流电的电压的有效值为100 VB.该交流电的频率为25 HzC.该交流电压瞬时值的表达式为u=100 sin 25t VD.若将该交流电压加在阻值为100 Ω的电阻两端,则该电阻消耗的功率为100 W答案 B 由图像可知该交变电流的电压有效值u= V=50 V,周期为4×10-2 s,所以频率为25 Hz,A错误,B正确;由ω==50πrad/s,得该交流电压瞬时值表达式为u=100 sin 50π·t(V),故选项C错误;该交流电加在阻值为100 Ω的电阻两端,该电阻消耗的功率P==50 W,故选项D 错误。
高考物理《交变电流、电磁场和电磁波》真题练习含答案
高考物理《交变电流、电磁场和电磁波》真题练习含答案1.[2023·湖南卷](多选)某同学自制了一个手摇交流发电机,如图所示.大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑),半径之比为4∶1,小轮与线圈固定在同一转轴上.线圈是由漆包线绕制而成的边长为L 的正方形,共n 匝,总阻值为R.磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B 的匀强磁场.大轮以角速度ω匀速转动,带动小轮及线圈绕转轴转动,转轴与磁场方向垂直.线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R 的灯泡.假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是( )A .线圈转动的角速度为4ωB .灯泡两端电压有效值为3 2 nBL 2ωC .若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L 的多匝正方形线圈,则灯泡两端电压有效值为42nBL 2ω3D .若仅将小轮半径变为原来的两倍,则灯泡变得更亮答案:AC解析:大轮和小轮通过皮带传动,线速度相等,小轮和线圈同轴转动,角速度相等,根据v =ωr 与题意可知大轮与小轮半径之比为4∶1,则小轮转动的角速度为4ω,线圈转动的角速度为4ω,A 正确;线圈产生感应电动势的最大值E max =nBS·4ω又S =L 2联立可得E max =4nBL 2ω 则线圈产生感应电动势的有效值E =E max 2=2 2 nBL 2ω 根据串联电路分压原理可知灯泡两端电压有效值为U =RE R +R= 2 nBL 2ω,B 错误;若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈,则线圈的匝数变为原来的2倍,线圈产生感应电动势的最大值E′max=8nBL2ω此时线圈产生感应电动势的有效值E′=E′max2=4 2 nBL2ω根据电阻定律R′=ρlS′可知线圈电阻变为原来的2倍,即为2R,根据串联电路分压原理可得灯泡两端电压有效值U′=RE′R+2R =42nBL2ω3,C正确;若仅将小轮半径变为原来的两倍,根据v=ωr可知小轮和线圈的角速度变小,根据E=nBSω2可知线圈产生的感应电动势有效值变小,则灯泡变暗,D错误.故选AC.2.[2022·山东卷]如图所示的变压器,输入电压为220 V,可输出12 V、18 V、30 V电压,匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为u=U m cos (100πt).单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表,电压表的示数为0.1 V.将阻值为12 Ω的电阻R接在BC两端时,功率为12 W.下列说法正确的是()A.n1为1 100匝,U m为220 VB.BC间线圈匝数为120匝,流过R的电流为1.4 AC.若将R接在AB两端,R两端的电压为18 V,频率为100 HzD.若将R接在AC两端,流过R的电流为2.5 A,周期为0.02 s答案:D解析:根据理想变压器的变压规律有Un1=0.1 V1,代入U=220 V得n1=2 200,U m= 2U=220 2 V,A错误;由功率与电压的关系得U BC=PR =12 V,根据理想变压器的变压规律有Un1=U BCn BC,代入数据解得n BC=120,由欧姆定律得I=U BCR=1 A,B错误;由以上分析结合题意可知U AB=18 V,U AC=30 V,变压器不改变交流电的频率,故f=ω2π=50 Hz,C错误;由欧姆定律得I′=U ACR=2.5 A,周期T=1f=0.02 s,D正确.3.[2022·湖南卷]如图,理想变压器原、副线圈总匝数相同,滑动触头P1初始位置在副线圈正中间,输入端接入电压有效值恒定的交变电源.定值电阻R 1的阻值为R ,滑动变阻器R 2的最大阻值为9R ,滑片P 2初始位置在最右端.理想电压表的示数为U ,理想电流表的示数为I.下列说法正确的是( )A .保持P 1位置不变,P 2向左缓慢滑动的过程中,I 减小,U 不变B .保持P 1位置不变,P 2向左缓慢滑动的过程中,R 1消耗的功率增大C .保持P 2位置不变,P 1向下缓慢滑动的过程中,I 减小,U 增大D .保持P 2位置不变,P 1向下缓慢滑动的过程中,R 1消耗的功率减小答案:B解析:设原线圈两端电压为U 1,副线圈两端电压为U 2,通过原线圈的电流为I 1,通过副线圈的电流为I 2,由理想变压器变压规律和变流规律可得,原、副线圈及定值电阻R 1的等效电阻为R′=U 1I 1 =n 1n 2U 2n 2n 1I 2 =⎝⎛⎭⎫n 1n 2 2 U 2I 2 =⎝⎛⎭⎫n 1n 2 2 R 1;保持P 1位置不变,将原、副线圈及电阻R 1等效为一定值电阻,P 2向左缓慢滑动过程中,R 2接入电路的电阻减小,则整个电路的总电阻减小,由欧姆定律可知,回路中电流I 增大,原线圈两端电压增大,又电源电压不变,故电压表示数U 减小,A 项错误;由于原线圈两端电压增大,由理想电压器变压规律可知,副线圈两端电压增大,故R 1消耗的功率增大,B 项正确;当P 2位置不变,P 1向下滑动时,n 2减小,等效电阻R′增大,由欧姆定律可知,回路中电流减小,R 2两端电压减小,C 项错误;由于R 2两端电压减小,则原线圈两端电压增大,由变压规律可知,副线圈两端电压增大,R 1的功率增大,D 项错误.4.[2024·浙江1月]如图为某燃气灶点火装置的原理图.直流电经转换器输出u =5sin 100πtV 的交流电,经原、副线圈匝数分别为n 1和n 2的变压器升压至峰值大于10 kV ,就会在打火针和金属板间引发电火花,实现点火.下列正确的是( )A .n 2n 1 <720 000B . n 1n 2 <12 000C .用电压表测原线圈两端电压,示数为5 VD .副线圈输出交流电压的频率是100 Hz答案:B解析:原线圈两端电压的有效值U 1=52V =522 V ,根据电压匝数关系有U 1U 2 =n 1n 2 ,变压器副线圈电压的峰值U 2max = 2 U 2,根据题意有U 2max >10 0002 V ,解得n 2n 1 >20 000,即n 1n 2 <12000,A 错误,B 正确;用电压表测原线圈两端电压,电压表测的是有效值,则示数为U 1=52V =522 V ,C 错误;根据2πT =2πf =100π,解得f =50 Hz ,变压器不改变频率,则副线圈输出交流电压的频率是50 Hz ,D 错误.5.[2021·广东卷]某同学设计了一个充电装置,如图所示.假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为0.2 s ,电压最大值为0.05 V .理想变压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为1∶60.下列说法正确的是( )A .交流电的频率为10 HzB .副线圈两端电压最大值为3 VC .变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D .充电电路的输入功率大于变压器的输入功率答案:B解析:交流电的周期为0.2 s ,频率f =1T=5 Hz ,A 错误;根据变压器原、副线圈的电压规律可知U 1U 2 =n 1n 2,由于原线圈的电压最大值为0.05 V ,故副线圈的电压最大值为3 V ,B 正确;变压器的输入电压由螺线管与永磁铁相对运动产生,故输入电压与永磁铁的磁场强弱有关,C 错误;理想变压器的输入功率等于输出功率,D 错误.。
交变电流、电磁场和电磁波测试卷(附答案)
交变电流、电磁场和电磁波测试卷一、选择题1、电子钟是利用LC 振荡电路来工作计时的,现发现电子钟每天要慢30 s ,造成这一现象的原因可能是: A 、电池用久了;B 、振荡电路中电容器的电容偏大了;C 、振荡电路中线圈的电感偏大了;D 、振荡电路中电容器的电容偏小了;2、关于电磁波传播速度的表达式v =λf , 下述结论中正确的是: A 、波长越大,传播速度就越快; B 、频率越高,传播速度就越快;C 、发射时的能量越大,传播速度就越快;D 、电磁波的传播速度与传播介质有关。
3、交变电流通过一段长直导线,如果把这段长直导线绕成线圈,再接入原电路中,则线圈中将通过:A 、比原电流较强的电流;B 、比原电流较弱的电流;C 、与原电流相等的电流;D 、绕成线圈时没有电流。
4、在远距离输电中,当输送的电功率相同时,则关于输电导线上损失的功率下列说法正确的是:A 、减小输电导线的电阻可以减小损失的功率;B 、提高输送电压从而减小输送电流,可大大减小损失的功率;C 、损失的功率与输送电压的二次方成反比;D 、损失的功率与输电线上的电压降成反比。
5、如图13—4—1所示,在e 、f 间接上交流电源,保持电压最大值不变,使其频率增大,发现各灯的亮度变化情况是:灯1变暗,灯2变亮,灯3不变。
则黑箱a 、b 、c 中所接元件可能是A 、a 为电阻,b 为电容器,c 为电感线圈B 、a 为电阻,b 为电感线圈,c 为电容器C 、a 为电容器,b 为电感线圈,c 为电阻D 、a 为电感线圈,b 为电容器,c 为电阻6、理想变压器的原线圈接交变电压u 时,接在副线圈的负载电阻R 消耗的功率是P.为使负载电阻消耗的功率变为P/4,可采取的办法是图13—4—1A .使输入电压减小到原来的41 B .使原线圈匝数减小到原来的41 C .使副线圈的匝数减小到原来的21 D .使负载电阻R 的值减小到原来417、单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动,在转动的过程中,穿过线框中的最大磁通量为m φ,最大感应电动势为E m ,下列说法中正确的是: A 、当穿过线框的磁通量为零时,线框中的感应电动势也为零 B 、当穿过线框的磁通量减小时,线框中的感应电动势在增大 C 、当穿过线框的磁通量等于0.5m φ时,线框中感应电动势为0.5E m D 、线框转动的角速度为E m /m φ8、如图13—4—2所示,绕制变压器时,某人误将两个线圈绕在变压器铁芯的左右两个臂上, 当通以交流电时,两个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈,另一半通过中间 的臂。
高三物理专题练习:交变电流、电磁波
vBBB高三物理专题练习:交变电流、电磁波一.选择题1. 如图所示,为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B ,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L ,距磁场区域的左侧L 处,有一边长为L 的正方形导体线框,总电阻为R ,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F 使线框以速度v 匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定:电流沿逆时针方向时的电动势E 为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正,外力F 向右为正。
则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E 、外力F 和电功率P 随时间变化的图象正确的是 ( D )2如图所示,两条柔软的导线与两根金属棒相连,组成闭合电路,且上端金属棒固定,下端金属棒自由悬垂.如果穿过回路的磁场逐渐增强,下面金属棒可能的运动情况是 ( C ) A .向左摆动 B .向右摆动C .向上运动D .不动3.如图所示是一个基本逻辑电路。
声控开关、光敏电阻、小灯泡等元件构成的一个自动控制电路。
该电路的功能是在白天无论声音多么响,小灯泡都不会亮,在到控制中心EtBtΦAtP DtFC0 0晚上,只要有一定的声音,小灯泡就亮。
这种电路现广泛使用于公共楼梯间,该电路虚线框N 中使用的是门电路.则下面说法正确的是 ( A ) A .R 2为光敏电阻,N 为与门电路 B .R 2为光敏电阻,N 为或门电路 C .R 2为光敏电阻,N 为非门电路 D .R 2为热敏电阻,N 为非门电路4.在如下图所示的静电实验电路中,已知电容器的电容C 1=C 2=C 3,电源的电动势为E ,内阻为r ,电压表的内阻为10k Ω,当电路达到稳定状态后,则 ( D )A .电压表和静电计上的电势差相等,都是E /2B .电压表上电势差比静电计上的电势差大些C .静电计上电势差为零D .电压表上电势差为零5.图甲、图乙分别表示两种电压的波形,其中图甲所示电压按正弦规律变化,下列说法正确的是( D )A .图甲表示交流电,图乙表示直流电B .两种电压的有效值都是311VC .图甲所示电压的瞬时值表达式为u =220sin100πt (V )D .图甲所示电压经原、副线圈匝数比为10:1的理想变压器变压后,功率比为1:16.如图所示,在电路两端接上交变电流,保持电压不变,使频率增大,发现各灯的亮暗变化情况是:灯l 变暗、灯2变亮、灯3不变,则M 、N 、L 处所接元件可能是 ( C )0 1234 311 -311u /V t /(10-2 s)图甲 0 12 34 311 -311u /V t /(10-2 s)图乙•NL•+ •R 1R 2R 3声5VA .M 为电阻,N 为电容器,L 为电感器B .M 为电阻,N 为电感器,L 为电容器C .M 为电感器,N 为电容器,L 为电阻D .M 为电容器,N 为电感器,L 为电阻7.某变电站用原副线圈匝数比为n 1:n 2的变压器,将远距离输来的电能送到用户,如图所示。
高三物理专题练习—交变电流、电磁波
高三物理专题练习—交变电流、电磁波题组一一、选择题1.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知 ( BD )A .该交流电的电压瞬时值的表达式为u =100sin(25t)VB .该交流电的频率为25 HzC .该交流电的电压的有效值为141.4VD .若将该交流电压加在阻值R =100 Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率时50 W2.阻值为l0 的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上.以下说法中正确的是( BC ) A .电压的有效值为l0V B .通过电阻的电流有效值为A C .电阻消耗电功率为5W D .电阻每秒种产生的热量为10J3.某理想变压器的原、副线圈按如图所示电路连接,图中电表均为理想交流电表,且R 1=R 2,电键S 原来闭合。
现将S 断开,则电压表的示数U 、电流表的示数I 、电阻R 1上的功率P 1、变压器原线圈的输入功率P 的变化情况分别是 ( A )A .U 增大B .I 增大C .P 1减小D .P 增大4.如图所示,在AB 间接入正弦交流电U 1=220V,通过理想变压器和二极管D 1、D 2给阻值R =20Ω的纯电阻负载供电,已知D 1、D 2为相同的理想二极管,正向电阻为0,反向电阻无穷大,变压器原线圈n 1=110匝,副线圈n 2=20匝,Q 为副线圈正中央抽头,为保证安全,二极管的反向耐压值至少为U 0,设电阻R 上消耗的热功率为P ,则有( C )A .U 0=402V,P =80WB .U 0=40V,P =80WC .U 0=402V,P =20 WD .U 0=40V,P =20 W5. 对于理想变压器,下列说法中正确的是 ( AC ) A .原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大123456 0100 u /Vt /10-2 sAVn 1 R 1 n 22SAn 1n 2Q D 1D 2RB .原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流减少而增大C .原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D .当副线圈的电流为零时,原线圈的电压也为零 6. 下列说法中正确的是A . 拍摄玻璃橱窗内的物品时,往往在镜头前加一个偏振片以减弱反射光的强度B .如果质点所受总是指向平衡位置的合外力,质点的运动就是简谐运动C .静止在地面上的人观察一条沿自身长度方向高速运动的杆,观察到的长度比杆静止时长D .麦克斯韦提出光是一种电磁波并通过实验证实了电磁波的存在E .由光子说可知,光子的能量是与频率成正比的,这说明了光的波动性与光的粒子性是统一的F .横波在传播过程中,波峰上的质点运动到相邻的波峰所用的时间为一个周期 答案:AE7.关于电磁场和电磁波,下列说法中不正确的是( A )A.变化的电场周围产生变化的磁场,变化的磁场周围产生变化的电场,两者相互联系,统称为电磁场B.电磁场从发生区域由近及远的传播称为电磁波C.电磁波是一种物质,可在真空中传播。
2024年新教材高考物理一轮复习章末目标检测卷13交变电流电磁振荡与电磁波传感器含解析新人教版
章末目标检测卷十三交变电流电磁振荡与电磁波传感器(时间:90分钟满分:100分)一、单项选择题(本题共7小题,每小题4分,共28分。
每小题只有一个选项符合题目要求)1.如图所示,一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中,并绕过ab、cd中点的轴OO'以角速度ω逆时针匀速转动。
已知磁感应强度B=0.50 T,线圈匝数N=100,边长l ab=0.20 m,l bc=0.10 m,转速n=3 000 r/min。
若以线圈平面与磁场夹角θ=30°时为计时起点,电动势的瞬时值的表达式为()A.e=100πsin (100πt+π3)(V)B.e=100πsin (100πt-π3)(V)C.e=100√2πsin (100πt+π3)(V)D.e=100√2πsin (100πt-π3)(V)2.为了增大LC振荡电路的固有频率,下列方法可实行的是()A.增大电容器两极板的正对面积并在线圈中放入铁芯B.减小电容器两极板的距离并增加线圈的匝数C.减小电容器两极板的距离并在线圈中放入铁芯D.减小电容器两极板的正对面积并减小线圈的匝数3.(2024·山东日照校际联考)电阻为R的单匝闭合金属线框,在匀强磁场中围着与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的沟通电动势的图像如图所示。
下列推断正确的是()A.t2时刻线框平面与中性面平行B.穿过线框的磁通量最大为t0t2πC.线框转动一周做的功为t02ttD.从t=t4到t=3t4的过程中,线框的平均感应电动势为t024.(2024·山东菏泽一中模拟)下图所示电路中变压器为志向变压器,其原、副线圈的匝数比为10∶1,原线圈接有沟通电压u=220sin 100πt(V);图中电压表和电流表均为志向沟通电表,R T为负温度系数的热敏电阻(即当温度上升时,阻值减小),R0、R1为定值电阻,C为电容器。
通电一段时间后,下列说法正确的是()A.A1表的示数和A2表的示数都减小B.V1表的示数和V2表的示数都增大C.通过R1的电流始终为零D.变压器的输入功率增大5.(2024·山西试验中学月考)右图所示电路中变压器为一志向变压器,它的原线圈接在沟通电源上,副线圈接有一个标“100 V50 W”字样的灯泡。
高三物理电磁感应交变电流综合测试题.doc
B 高三物理电磁感应交变电流综合测试题第Ⅰ卷(选择题,共40分)一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分.在每题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确.全部选对的得4分,选不全的得2分,有选错或不答的得0分)1.如图所示,为早期制作的发电机及电动机的示意图,A 盘和B 盘分别是两个可绕固定转轴转动的铜盘,用导线将A 盘的中心和B 盘的边缘连接起来,用另一根导线将B 盘的中心和A 盘的边缘连接起来.当A 盘在外力作用下转动起来时,B 盘也会转动.则下列说法中正确的是( ) A .不断转动A 盘就可以获得持续的电流,其原因是整个铜盘可看 成沿径向排列的无数根铜条,它们切割磁感线,产生感应电动势 B .当A 盘转动时,B 盘也能转动的原因是电流在磁场中受到力的作用, 此力对转轴有力矩C .当A 盘顺时针转动时,B 盘逆时针转动D .当A 盘顺时针转动时,B 盘也顺时针转动2.阻值为10Ω的电阻接到电压波形如图所示的交流电源上.以下说法中正确的是 ( )A .电压的有效值为10VB .通过电阻的电流有效值为22AC .电阻消耗电功率为5WD .电阻每秒种产生的热量为10J3.水平固定放置的足够长的U 形金属导轨处于竖直向上的匀强磁场中,在导轨上放着金属棒ab ,开始时ab 棒以水平初速度v 0向右运动,最后静止在导轨上,就导轨光滑和粗糙两种情况比较,这个过程 ( ) A .安培力对ab 棒所做的功相等 B .电流所做的功相等 C .产生的总热量相等 D .ab 棒的动量改变量相等4.一直升飞机停在南半球的地磁极上空。
该处地磁场的方向竖直向上,磁感应强度为B 。
直升飞机螺旋桨叶片的长度为l ,螺旋桨转动的频率为f ,顺着地磁场的方向看螺旋桨,螺旋桨按顺时针方向转动。
螺旋桨叶片的近轴端为a ,远轴端为b ,如图所示。
如果忽略a 到转轴中心线的距离,用E 表示每个叶片中的感应电动势,则 ( ) A .E =πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势B .E =2πfl 2B ,且a 点电势低于b 点电势C .E =πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势D .E =2πfl 2B ,且a 点电势高于b 点电势 5.如图所示,MN 是一根固定的通电直导线,电流方向由N 到M ,今将一金属框abcd 放在导线上,让线框的位置偏向导线的左边,两者彼此绝缘.当导线中的电流突然增大时,线框整体受力情况为 ( ) A .受力沿x 轴正向 B .受力沿x 轴负向 C .受力沿y 轴正向 D .受力沿y 轴负向6.如图所示,相距为L 的两条足够长的光滑平行轨道上,平行放置两根质量和电阻都相同的滑杆ab 和cd ,组成矩形闭合回路.轨道电阻不计,匀强磁场B 垂直穿过整个轨道平面.开始时ab 和cd 均处于静止状态,现用一个平行轨道的恒力F 向右拉ab 杆,则下列说法正确的是 ( ) A .cd 杆向左运动 B .cd 杆向右运动 C .ab 与cd 杆均先做变加速运动,后做匀速运动 D .ab 与cd 杆均先做变加速运动,后做匀加速运动7.如图所示的两个电路,灯泡L 2、L 3的功率均为P ,且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡,匝数比为1:3:21 n n ,则图(a )中L 1的功率和 图(b )中L 1的功率分别为( )A .P 、PB .9P 、P 94C .P 94、9PD .P 49、9P8.如图所示,一根长导线弯成“n ”形,通以电流I ,正中间用不计长度的一段绝缘线悬挂一金属环C ,环与导线处于同一竖直平面内,在电流I 增大的过程中,下列叙述正确的是( )A .金属环C 中无感应电流产生B .金属环C 中有沿逆时针方向的感应电流 C .悬挂金属环C 的竖直线拉力变大D .金属环C 仍能保持静止状态9.振弦型频率传感器的结构如图所示,它由钢弦和永久磁铁两部分组成,钢弦上端用固定夹块夹紧,下端的夹块与一膜片相连接,当弦上的张力越大时,弦的固有频率越大.这种装置可以从线圈输出电压的频率确定膜片处压力的变化.下列说法正确的是( )A .当软铁块与磁铁靠近时,a 端电势高B .当软铁块与磁铁靠近时,b 端电势高C .膜上的压力较小时,线圈中感应电动势的频率高D .膜上的压力较大时,线圈中感应电动势的频率高 10.在图中的(a )、(b)、(c)中除导体棒ab 可动外,其余部分均固定不动,(a )图中的电容器C原来不带电,设导体棒、导轨和直流电源的电阻均可忽略,导体棒和导轨间的摩擦也不计.图中装置均在水平面内,且都处于方向垂直水平面(即纸面)向下的匀强磁场中,导轨足够长,今给导体棒ab 一个向右的初速度v 0,导体棒的最终运动状态是 ( ) A .三种情况下,导体棒ab 最终都 是匀速运动 B .图(a )、(c)中ab 棒最终将以不同的速度做匀速运动;图(b )中ab 棒最终静止 C .图(a )、(c )中,ab 棒最终将以相同的速度做匀速运动 D .三种情况下,导体棒ab 最终均静止第Ⅱ卷(非选择题,共110分)二、本题共2小题,共10分,把答案填在题中相应的横线上或按题目要求作答. 11.(4分)有一个称为“千人震”的趣味物理小实验,实验是用一节电动势为1.5V 的新干电池,几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器,几位做这个实验的同学手拉手成一串,另一位同学将电池、镇流器、开关用导线将它们和首、尾两位同学两个空着的手相连,如图所示,在通或断时就会使连成一串的同学都有触电感觉,该实验原理是___ ________;人有触电感觉时开关是通,还是断的瞬间______ ___,因为___________ __. 12.(6分)为了测定和描绘“2 40W ”的白炽灯灯丝的伏安特性曲线,可以利用调压变压器供电.调压变压器上一一种自耦变压器,它只有一组线圈L ,绕在闭合的环形铁芯上,输入端接在2流电源的火线与零线之间,输出端有一个滑动触头P ,移动它的位置,就可以使输出电压在0~250V 之间连续变化,如图所示,画出的是调压变压器的电路图符号.实验室备有交流电压表、交流电流表、滑动变阻器、电键、导线等实验器材. (1)在图中完成实验电路图.(2)说明按的实验电路图进行测量,如果电表内阻的影响不能忽略,电压较高段与电压较低段相比较,哪段误差更大?为什么? __________ _______.三、本题共4小题,共50分.解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤.只写出最后答案的不能得分,有数值计算的题,答案中必须明确写出数值和单位. 13.(10分)如图甲所示的电路中,D 为二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),Ω==421R R ,Ω=63R ,当在AB 间加上如图乙所示的交流电压时,求:(1)在0~1×10-2s 时间内通过R 1的电流;(2)1s 内电阻R 3所消耗的电能.14.(12分)如图所示,abcde 和/////e d c b a 为两平行的光滑轨道,其中abcd 和/////e d c b a 部分为处于水平面内的导轨,ab 与a /b 的间距为cd 与d c /间距的2倍,de 、/d e '部分为圆弧形导轨,水平导轨部分处于竖直向上的匀强磁场中,圆弧形导轨部分处于匀强磁场外。
高中物理交变电流 电磁场和电磁波 综合练习 新课标 人教版 选修21
高中物理交变电流电磁场和电磁波综合练习新课标人教版选修21一.选择题1.如图所示为一理想变压器,K为单刀双掷开关,T为滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流,则下列说法不正确的是()A.保持U1及T的位置不变,K由a合到b时,I1将增大B.保持T的位置及U1不变,K由b合到a时,R消耗的功率减小C.保持U1不变,K合在a处,使T上滑,I1将增大D.保持T的位置不变,K合在a处,若U1增大,I1将增大2.当交流发电机的线圈平面与磁感线成60°角时,电流瞬时值为0.5 A,则该电流的有效值是()A.1A B. A C. AD. A3.如图所示理想变压器原副线圈匝数比n1∶n2=4∶1,当导体棒ab向右匀速切割磁感线时电流表A1的读数是12 mA,则副线圈中电流表A2的读数为()A.3 mAB.48 mAC.与R阻值无关 D.04.下列说法正确的是()A.摄像机实际上是一种将光信号转变为电信号的装置B.电视机实际上是一种将电信号转变为光信号的装置C.摄像机在1 s内要送出25张画面D.电视机接收的画面是连续的5.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高,农民负担过重.其中客观原因是电网陈旧老化.近来进行农村电网改造,为减少远距离输电的损耗而降低电费价格,可采取的措施有()A.提高输送功率B.应用超导材料做输电线C.提高输电的电压D.减小输电导线的横截面积6.目前雷达发射的电磁波频率多在 200 MHz 至 1 000 MHz 的范围内.下列关于雷达和电磁波说法正确的是()A.真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在 0.3 m 至 1.5 m 之间B.电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的C.测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离D.波长越短的电磁波,反射性能越强7.给额定功率为 60 W、额定电压为 220 V 的白炽灯泡加上如图所示的电压,恰使灯泡正常的大小最接近于()发光,则所加电压 UA.440 VB.350 VC.310V D.220 V8.钳形电流表的外形和结构如图(a)所示.图(a)中电流表的读数为1.2 A.图(b)中用同一电缆线绕了3匝,则()A.这种电流表能测直流电流,图(b)的读数为2.4 AB.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为0.4 AC.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为3.6 AD.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图(b)的读数为3.6 A9.如图所示电路中,A、B、C三灯亮度相同,电源为220 V、50 Hz的交流电,下列叙述正确的是()A.改接220 V、100 Hz交流电压时,A灯变亮、B灯变暗、C灯变亮B.改接220 V、100 Hz交流电压时,A灯变暗、B灯变亮、C灯亮度不变C.改接220 V直流电压时,A灯熄灭、B灯变亮、C灯亮度不变D.改接220 V直流电压时,A灯熄灭、B灯变亮、C灯变暗10.如图所示,M是一小型理想变压器,接线柱a、b接在电压u=311sin314t (V)的正弦交流电源上,变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器,电流表A2为值班室的显示器,显示通过R1的电流,电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出),R3为一定值电阻.当传感器R2所在处出现火警时,以下说法中正确的是()A.A1的示数不变,A2的示数增大 B.V1的示数不变,V2的示数减小C.V1的示数不变,V2的示数增大 D.A1的示数增大,A2的示数减小11.在远距离输电时,输送的总功率为P,输电电压为U,所用输电线的电阻率为ρ,横截面积为S,输电导线的长度之和为L.若导线上损耗的电功率为P1,用户得到的电功率为P2,则下列表达式中正确的是()A.P1= B.P1= C.P2=P-D.P2=12.关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是()A.电磁波是横波B.电磁波的传播需要介质C.电磁波能产生干涉和衍射现象D.电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直13.电视天线放在高压线下(相距较近)是危险的,如图所示,有一长直导线通以正弦交变电流,直导线下有一个电视天线.那么相对于b来说,a端电势最高是在()A.交变电流方向向右,电流最大时B.交变电流方向向左,电流最大时C.交变电流方向向左,电流减小到零时D.交变电流方向向右,电流减小到零时14.如图所示,在直导线PQ周围出现了一组闭合的电场线,则可判定()A.Q→P的电流迅速增强B.Q→P的电流迅速减弱C.P→Q的磁场迅速增强D.P→Q的磁场迅速减弱15.如图甲为电热毯的电路图,电热丝接在U=311 sin100πtV的交流电源上,电热毯被加热到一定温度后,通过装置J使输入电压变为图乙所示波形,从而进入保温状态,若电热丝电阻保持不变,此时交流电压表的读数是()A.110 VB.156 VC.220V D.311 V16.两个相同的白炽灯L1和L2接到如图所示的电路中,灯L1与电容器串联,灯L2与电感线圈串联,当a、b处接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同。
高考物理二轮总复习专题过关检测专题:交变电流电磁场电磁波(全部含详细答案解析)
高考物理二轮总复习专题过关检测交变电流电磁场电磁波( 附参照答案 )(时间 :90 分钟满分 :100 分 )一、选择题 ( 此题包含 10 小题 ,共 40分 .每题给出的四个选项中 ,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确 ,所有选对的得 4 分,选对但不全的得 2 分 ,错选或不选的得 0 分 )1.某电路中电场随时间变化的图象如图13-1 所示 ,能发射电磁波的电场是哪一种 ()图 13-1分析 : 周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场,均匀变化的电场产生稳固的磁场,振荡的电场产生同频次振荡的磁场.故只有选项 D 对 .答案 :D2.对于电磁波与声波,以下说法正确的选项是 ()A. 电磁波的流传不需要介质,声波的流传需要介质B. 由空气进入水中时,电磁波速度变小 ,声波速度变大C.由空气进入水中时,电磁波波长变小 ,声波波长变大D. 电磁波和声波在介质中的流传速度,都是由介质决定的 ,与频次没关分析 :能够依据电磁波的特色和声波的特色进行剖析,选项 A 、 B 均与事实符合 ,因此选项 A 、B正确 .依据v,频次不变 ,波长变小 ;声波速度变大 ,频次不变 ,波长变大 ,因此,电磁波波速变小f选项 C 正确 .电磁波在介质中的速度与介质相关,也与频次相关 ,在同一种介质中 ,频次越大 ,波速越小 ,因此选项 D 错误 .答案 :ABC3.某空间出现了如图13-2 所示的一组闭合的电场线,这可能是 ()图 13-2A. 沿 AB 方向磁场在快速减弱B. 沿 AB 方向磁场在快速增添C.沿 BA 方向磁场在快速增添D.沿 BA 方向磁场在快速减弱分析 : 依据电磁感觉,闭合回路中的磁通量变化时,使闭合回路中产生感觉电流,该电流可用楞次定律判断 . 依据麦克斯韦电磁场理论 ,闭合回路中产生感觉电流 ,是因为闭合回路中遇到了电场力的作用 , 而变化的磁场产生电场,与能否存在闭合回路没相关系,故空间内磁场变化产生的电场方向 ,仍旧可用楞次定律判断,四指围绕方向即为感觉电场的方向,由此可知 A、 C 正确 .答案 :AC4.如图 13-3 所示 ,在闭合铁芯上绕着两个线圈M 和 P,线圈 P 与电流表构成闭合回路 .若在 t1至t2这段时间内 ,察看到经过电流表的电流方向自上向下(即由 c 经电流表至 d),则能够判断出线圈M 两头的电势差 u ab随时间 t 的变化状况可能是图13-4 中的 ()图 13-3图 13-4分析 :对A图,u ab不变,A表中无电流,对B图,u ab均匀增大,由安培定章知,M中有向上加强的磁场 ,P 中有向下增添的磁通量,又由楞次定律和安培定章知,A 表中电流方向由 d 经电流表至c,故A 、B错 ,同理剖析得C、D正确 .答案 :CD5.如图 13-5 所示 ,把电阻流电源后,三盏灯亮度同样断正确的选项是 ()R、电感线圈L、电容器 C 分别串连一个灯泡后并联在电路中.若保持沟通电源的电压不变,使交变电流的频次减小,则以下判.接入交图13-5A. 灯泡L1 将变暗B.灯泡分析:当交变电流的频次减小时,L2将变暗C.灯泡 L3 将变暗D.灯泡亮度都不变 R 不变,电感线圈感抗减小,电容器容抗增大,则灯泡L3亮度不变, L 2变暗, L 1变亮,故 B 正确.答案 :B6.如图 13-6 所示 ,理想变压器有三个线圈A、B、 C,此中 B、C 的匝数分别为n2、n3,电压表的示数为 U ,电流表的示数为I,L1、L 2是完整同样的灯泡,依据以上条件能够计算出的物理量是()图 13-6A. 线圈 A 的匝数B. 灯 L 2两头的电压C.变压器的输入功率D. 经过灯 L1的电流分析 : 由题意知线圈 B 两头的电压为U, 设线圈 C 两头的电压为U C,则UCn3 , 因此U n2U C n3 U ,B正确;经过L2的电流为I,则能够求出L2的电阻 ,L2与 L 1的电阻同样 ,因此可求出n2经过 L 1的电流 ,D 正确 ;依据以上数据能够求出L1、L 2的功率 ,可得变压器总的输出功率,它也等于变压器的输入功率,C 正确 ;依据题意没法求出线圈 A 的匝数 ,A 错.答案 :BCD7.某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时,采纳了如图13-7 所示的电路,此中 L 1、L 2是两个完整同样的灯泡,已知把开关置于3、4 时,电路与沟通电源接通,稳固后的两个灯泡发光明度同样,则该同学在以下操作过程中能察看到的实验现象是()图 13-7A. 当开关置于 1、 2 时,稳固后 L1、 L2两个灯泡均发光且亮度同样B. 当开关置于1、 2 时,稳固后 L 1、 L2两个灯泡均发光,且 L 1比 L 2亮C.当开关置于3、 4 时,稳固后,若只增添交变电流的频次,则L1变暗, L2变亮D. 在开关置于3、 4 的瞬时, L 2立刻发光,而L1亮度慢慢增大分析 :当开关置于1、2时,稳固后因电容器隔直流,故电路断开,L2不发光, A、 B 错误;在开关置于 3、4 的瞬时,电容器通沟通, L 2立刻发光,因为电感的自感作用, L 1亮度慢慢增大,D 正确 .当开关置于 3、4 稳固后,增添交变电流频次,容抗减小,感抗增大, L1变暗, L 2变亮,C 正确.答案 :CD8.如图 13-8 所示,理想变压器初级线圈的匝数为n1,次级线圈的匝数为 n2,初级线圈的两头 a、b 接正弦沟通电源,电压表V 的示数为 220 V ,负载电阻 R=44Ω,电流表 A1的示数为 0.20 A.以下判断中正确的选项是 ()图 13-8A. 初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶ 1B. 初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶ 1C.电流表 A2的示数为 1.0 AD. 电流表 A2的示数为 0.4 A分析 :对于理想变压器,P1=U1I1=220×0.20 W=44 W,则负载电阻耗费的功率P2=P1 =44 W ,据U 2244V, 则n1U1220P2,得U2P2R4444V5, 故B正确.A2的读数R n2U 244I 2U 244 A1A,故C正确.R44答案 :BC9.某理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶ 9,原线圈所接电源电压按图示规律变化,副线圈接有一灯泡,此时灯泡耗费的功率为40W ,则以下判断正确的选项是()图 13-9A. 副线圈两头输出的电压为36 2VB. 原线圈中电流表的示数约为0.18 AC.变压器的输入、输出功率之比为55∶ 9D. 原线圈两头电压的刹时价表达式为u=220sin100 t(V)π分析 : 依据变压器的原、副线圈的电压之比等于匝数之比,故副线圈两头输出的电压为U 2n2 U 1n136V,A错;依据理想变压器知P1=P2,故有I 1P1U 10.18A,B选项正确,C 错;原线圈两头电压的刹时价表达式为u 220 2 sin 100 t (V ) ,D错 .只有B 选项正确.答案 :B10.利用如图13-10 所示的电流互感器能够丈量被测电路中的大电流,若互感器原、副线圈的匝数比 n1∶ n2=1∶ 100,沟通电流表 A 的示数是50 mA ,则 ()图 13-10A. 被测电路的电流有效值为0.5 AB. 被测电路的电流均匀值为0.5 AC.被测电路的电流最大值为 5 2 AD.原副线圈中的电流同时达到最大值分析 :沟通电流表示数为副线圈中电流的有效值,即 I 2=50 mA=0.05 A ,依据I1n2得,I1=5 A ,I 2n1A 、B 均错误;原线圈 (被测电路 )中电流的最大值I lm2I1 5 2A ,C项正确;原线圈中电流最大时,线圈中磁通量的变化率等于零,此时副线圈中的电流最小;原线圈中电流等于0时,磁通量的变化率最大,副线圈中电流最大.因此原、副线圈电流有相位差,故不可以同时达到最大值, D 项错误 .答案 :C二、问答与计算 (此题包含 6 小题 ,共 60分 .解答应写出必需的文字说明、方程式和重要演算步骤 ,只写出最后答案的不可以得分.有数值计算的题目 ,答案中一定明确写出数值和单位)11.(8 分 )在“练习使用示波器”实验中 ,某同学欲按要求先在荧光屏上浮出亮斑,为此 ,他进行了如下操作 : 第一将辉度调理旋钮逆时针转究竟,竖直位移和水平位移旋钮转到某地点,将衰减调理旋钮置于 1 000 挡 ,扫描范围旋钮置于“外 x 挡”然.后翻开电源开关(指示灯亮 ),过 2 min 后 ,顺时针旋转辉度调理旋钮 ,结果屏上一直无亮斑出现(示波器完满 ).那么 ,他应再调理什么旋钮才有可能在屏上出现亮斑 ?答案 :竖直位移旋钮和水平位移旋钮.12.(12 分 )沟通发电机的原理如图13-11 甲所示,闭合的矩形线圈放在匀强磁场中,绕 OO′轴匀速转动,在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示,已知线圈的电阻为R=2.0 Ω,求 :图 13-11(1)经过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少?(2)矩形线圈转动的周期是多少?(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少?(4)保持线圈匀速运动, 1 min 内外界对线圈做的功是多少?分析 :(1)由It图可知经过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值I m=2.0 A.-3(2)矩形线圈转动的周期 T=4.0 ×10 s.(3)由有效值 I Im , 线圈电阻上产生的电热功率为P I 2 R Im2R4W . 22(4)外界对线圈做功转变成电能再转变成电热,1分钟内外界对线圈做的功W=Pt=240 J.答案 :( 1)2.0 A(2)4.0 ×10-3s (3)4 W (4)240 J13.(9 分 )有一台内阻为 1 Ω的发电机,供应一学校照明用电,如图13-12 所示 .升压变压器原、副线圈匝数比为1∶ 4,降压变压器原、副线圈匝数比为4∶ 1,输电线的总电阻为 4 Ω全.校共有 22 个班,每班有“220 V 40 W”灯 6 盏,若保证所有电灯正常发光,则图 13-12(1) 发电机的电动势为多大? (2) 发电机的输出功率为多大?(3) 输电效率为多少?分析 :(1) 由题意知 U 4=220 VP 40 22 6A24A则 I 3nU R220由降压变压器变压关系:U3n 3, 得 U 3 U 4n 3 880VU 4n 4 n 4由降压变压器变流关系I 2 n 4 ,得 I 2n 4 I 3 6A:n 3 n 3I 3又因为 U 2=U 3 +I 2R=880 V+6 ×4 V=904 V由升压变压器变压关系:U 1n 1, 得 U 1=226 VU 2n 2由升压变压器变流关系:I1n 2 , 得 I 1=24 AI 2n 1因此 :(1) 发电机的电动势 :E=U 1+I 1r =250 V.(2) 发电机的输出功率 P 出=EI 1- I 12r=5 424 W.(3) 输电的效率P有效 22 40 6J 100% 5280 100% 97%.P5424J 5424出答案 :(1)250 V (2)5 424 W (3)97%14.(9 分 )如图 13-13 甲所示是一种振动发电装置, 它的构造由一个半径为 r=0.1 m 的 50 匝的线 骗局在辐形永远磁铁槽上构成, 假定磁场的磁感线均沿半径方向均匀散布(如图乙 ). 线圈运动区域内磁感觉强度 B 的大小均为1T ,方向不变,线圈的总电阻为2 Ω,它的引出线接有 8 Ω5的电珠 L ,外力推进线圈的 P 端,使线圈做来去运动,便有电流经过电珠,当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时 (x 取向右为正 ).图 13-13(1)画出经过电珠 L 的电流图象 (规定从 L →b 为正方向 );(2) 在 0.1 s~ 0.15 s 内推进线圈运动过程中的作使劲;(3)求该发电机的输出功率 (其余消耗不计 ).分析 :(1)在0 s~0.1 s内:感觉电动势E1=nBLv 1v10.10E10.2Am/s 1m/s L=2πr,I10.1R总在 0.1 s~0.15 s 内 :v2=2 m/s , E2=nBLv 2,I2E20.4A. R总(2) 因为外力匀速推进线圈,因此有:F=F 安=nBI 2L=nBI 2· 2r,πF500.20.420.1N0.8N.(3)电流的有效值为 I ,则有 :I2 R×0.15=0.22R×0.1+0.4 2R×0.05I 2225216因此20.64 .P出I R8W W W2525答案 :(1)略(2)0. 8 N(3)0.64 W15.(12 分 ) 如图 13-14甲所示,一固定的矩形导体线圈水平搁置,线圈的两头接一只小灯泡,在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀散布的磁场.已知线圈的匝数 n=100 匝,电阻r=1.0Ω,所围成矩形的面积S=0.040 m2,小灯泡的电阻 R=9.0 Ω,磁场的磁感觉强度随时间按如图乙所示的规律变化,线圈中产生的感觉电动势刹时价的表达式为e nB m S 2Tcos2TtV ,此中B m为磁感觉强度的最大值,T 为磁场变化的周期.忽视灯丝电阻随温度的变化,求:图 13-14(1) 线圈中产生感觉电动势的最大值;(2) 小灯泡耗费的电功率; (3) 在磁感觉强度变化的0 ~ T的时间内,经过小灯泡的电荷量 .4分析 :(1) 因为线圈中产生的感觉电流变化的周期与磁场变化的周期同样,因此由图象可知,线圈中产生交变电流的周期为T=3.14 ×10-2 s因此线圈中感觉电动势的最大值为E m2 nB m S8.0V.TE m(2) 依据欧姆定律,电路中电流的最大值为I m0.80ARr经过小灯泡电流的有效值为 II m / 2 0.40 2A小灯泡耗费的电功率为 P=I 2R=2.88 W.(3) 在磁感觉强度变化的0~ T/4 内,线圈中感觉电动势的均匀值E nSBt经过灯泡的均匀电流IE nS Br( Rr )tR 经过灯泡的电荷量 QI tnS B 4.0 10 3C.R r答案 :(1)8.0 V (2)2.88 W(3)4.0 ×10-3 C16.(10 分 )某村在距乡村较远的地方修筑了一座小型水电站,发电机输出功率为9 kW ,输出电压为 500 V ,输电线的总电阻为 10 Ω,同意线路消耗的功率为输出功率的 4%.求 :(1) 村民和村办小公司需要 220 V 电压时,所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少? (不计变压器的消耗 )(2) 若不用变压器而由发电机直接输送,村民和村办小公司获得的电压和功率是多少? 分析 :成立如图甲所示的远距离输电模型,要求变压器原、副线圈的匝数比,先要知道原、副 线圈两头的电压之比 .此题能够线路上消耗的功率为打破口,先求出输电线上的电流据输出功率求出 U 2,而后再求出 U 3.I 线,再根甲(1) 由线路消耗的功率P 线=I 线2R 线可得P 线90004%A 6AI 线R 线10又因为 P 输出 =U 2I 线,因此U 2P 输出 9000 I 线V 1500V6U 3=U 2- I 线 R 线=(1 500 - 6×10) V=1 440 V 依据理想变压器规律n 1 U 1 500V 1 n 2 U 2 1500V 3n 3 U 3 1440V 72 n 4U 4220V11因此升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是 1∶ 3 和 72∶ 11.(2) 若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图乙所示 ),由乙P 输出=UI 线′可得P输出9000I 线 'A 18AU500因此线路消耗的功率2线=18 2×10 W=3 240 W P 线=I 线′R 用户获得的电压U 用户=U - I 线 ′R 线=(500- 18×10) V=320 V 用户获得的功率P 用户=P 输出- P 线=(9 000- 3 240) W=5 760 W.答案 :(1)1∶ 3 72∶ 11 (2)320 V5 760 W。
高三物理周练(电磁感交变电流电磁场电磁波A)
准兑市爱憎阳光实验学校高三物理周练〔交变电流、电磁场、电磁波〕A林涛 2009-2-18一、选择题〔每题4分,共48分〕1、某线圈在匀强磁场中匀速转动,穿过它的磁通量φ随时间的变化规律可用右图表示,那么在图中 〔 〕A .t 1和t 2时刻,穿过线圈磁通量的变化率最大B .t 3时刻,线圈中的感电动势为零C .t 2时刻,穿过线圈的磁通量变化率为零D .t 4时刻,线圈中的感电动势达最大值2、一个边长为6cm 的正方形金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场垂直,电阻为0.36Ω。
磁感强度B 随时间t 的变化关系如下图,那么线框中感电流的有效值为〔 〕A .2×10—5A B .6×10—5A C .22×10—5AD .223×10—5A3、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形,每边长为l ,它在磁感强度为B 、方向如图的匀强磁场中匀速转动,转速为n ,导线在a 、b 两处通过电刷与外电路连接,外电路有额功率为P 的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余的电阻不计,灯泡的电阻为〔 〕A. (2πl 2nB )2/P B . 2(πl 2nB )2/P C. (l 2nB)2/2P D. (l 2nB)2/P4、在收音机线路中,经天线接收下来的电信号既有高频成份,又有低频成份,经放大后送到下一级,需要把低频成份和高频成份分开,只让低频成份输送到再下一级,我们可以采用如下图电路,其中a 、b 选择的元件是〔 〕 A 、a 是电容较大的电容器,b 是低频扼流圈 B 、a 是电容较大的电容器,b 是高频扼流圈 C 、a 是电容较小的电容器,b 是低频扼流圈 D 、a 是电容较小的电容器,b 是高频扼流圈5、理想变压器的原线圈连接电流表,副线圈接入电路的匝数可以通过触头Q 调节,在副线圈输出端连接了值电阻R 0和滑动变阻器R ,在原线圈上加一电压为U 的交流电,如下图,假设〔 〕 A .Q 位置不变,将P 向上滑动,U ′变大B .Q 位置不变,将P 向上滑动,电流表的读数变大C .P 位置不变,将Q 向上滑动,电流表的读数变大D .P 位置不变,将Q 向上滑动,变压器的输入功率不变6、一台简单收音机的收音过程至少要经过哪两个过程 〔 〕A .调幅和检波B .调制和检波C .调谐和解调D .调谐和调幅7、如图甲所示,在两平行金属板有一个静止的电子(不计重力),当两板间加上如图乙所示的交变电压后,能使电子baBl有可能作往返运动的电压是〔 〕 8、如图的甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图,以下说法正确的选项是:( ) ①线圈匝数N 1 <N 2 ,N 3 <N 4 ②线圈匝数N 1 >N 2 ,N 3 <N 4③甲图中的电表是电压表,乙图中的电表是电流表 ④甲图中的电表是电流表,乙图中的电表是电压表 A. ①④ B. ①③ C.②③ D. ②④ 9、如下图的LC 振荡电路正处在振荡过程中,某时刻L 中的磁场和C 中的电场如下图,可知〔 〕 A 、电容器中的电场强度正在增大B 、线圈中磁感强度正在增大C 、该时刻电容器带电量最多D 、该时刻振荡电流达最大值10、远距离输电线路的示意图如下:假设发电机的输出电压不变,那么以下表达中正确的选项是 〔 〕A .升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关B .输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决C .当用户用电器的总电阻减少时,输电线上损失的功率增大D .升压变压器的输出电压于降压变压器的输入电压 11、如下图,一根长导线弯曲成“п〞,通以直流电I ,间用绝缘线悬挂一金属环C ,环与导线处于同一竖直平面内。
专题05 交变电流、电磁振动与电磁波(解析版)-2023年高考物理二模试题分项汇编(浙江专用)
专题05 交变电流、电磁振动与电磁波(解析版)一、单选题(本大题共9小题)1. (2023年浙江省四校联盟高考物理模拟试卷)“救命神器”——自动体外除颤仪(AAAAAA),它是一种便携式的医疗设备,可以诊断特定的心律失常,并且给予电击除颤,是可被非专业人员使用,用于抢救心脏骤停患者的医疗设备。
其结构如图所示,低压直流电经高压直流发生器后向储能电容器CC充电。
除颤治疗时,开关拨到2,将脉冲电流作用于心脏,使患者心脏恢复正常跳动,其他条件不变时,该除颤器的电容器电容为15μμμμ,如果充电后电容器的电压为9.0kkkk,电容器在5.0mmmm时间内完成放电。
下列说法正确的是( )A. 放电前,电容器存储的电荷量为0.135CCB. 放电过程中,电流大小不变C. 放电后,电容器的电容为零D. 自感系数LL越小,放电脉冲电流的振荡周期越长【答案】A【解析】本题借助自动体外除颤仪考查电容器的充放电过程和振荡电路的特点等知识。
解决问题的关键是清楚电容器的放电电流的特点,会利用振荡电路的振荡周期为TT=2ππ√LLCC分析判断。
【解答】A.放电前,电容器存储的电荷量为QQ=CCCC=0.135CC,A正确;B.电容器放电过程中,开始时电流较大,随着带电量的减小,放电电流逐渐减小,不是恒定的,B错误;C.电容器的电容反映的是电容器存储电荷的本领,与电容器是否带电、如何放电无关,C错误;D.振荡电路的振荡周期为TT=2ππ√LLCC,自感系数LL越小,放电脉冲电流的振荡周期越短,D错误。
2. (2023年浙江省北斗联盟高考物理模拟试卷)单匝闭合矩形线框电阻为RR,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量ΦΦ与时间tt的关系图像如图所示.下列说法正确的是( )A. TT2时刻线框平面与中性面垂直B. 线框的感应电动势最大值为√ 2ππΦΦmm TTC. 线框转一周外力所做的功为2ππ2ΦΦmm2RRTTD. 从tt=0到tt=TT4过程中线框的平均感应电动势为ππΦΦmm TT【答案】C【解析】解:A、由图象可知T2时刻线圈的磁通量最大,因此此时线圈处于中性面位置,故A错误。
高考物理试题汇编交变流电 电磁波
高考物理试题汇编:交变流电 电磁波1、(扬州市2008届第二次调研)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,b 是原线圈的中心抽头,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c 、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为1u tV π=,则( )AA 、当单刀双掷开关与a 连接时,电压表的示数为22V ;B 、当1600t s =时,c 、d 间的电压瞬时值为110V ; C 、单刀双掷开关与a 连接,在滑动变阻器触头P 向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小;D 、当单刀双掷开关由a 扳向b 时,电压表和电流表的示数均变小;2、(扬州市2008届第四次调研)如图所示,面积为S 、匝数为N 、电阻为r 的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。
线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动。
设线圈转动到图示位置的时刻0t =。
则( )BCA.在0t =时刻,线圈处于中性面,流过电阻R的电流为0,电压表的读数也为0 B.1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ωπ次 C.在电阻R的两端再并联一只电阻后,电压表的读数将减小D.在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后,电压表的读数不变3、(盐城市2008届第一次调研)一根电阻丝接入100V 的恒定电流电路中,在1min 内产生的热量为Q ,同样的电阻丝接 入正弦交变电流的电路中,在2min 内产生的热量也为Q ,则该交流电压的峰值是BA .141.4VB .100VC .70.7VD .50V4、(徐州市2008届第3次质检)如图所示为一理想变压器,原线圈匝数为n 1,四个副线圈的匝数均为n 2,四个副线圈中负载电阻的阻值相同,二极管为理想二极管。
现从原线圈P 、Q 两端输入正弦交变电流,那么下列说法正确的是 CA .只有流过R a 和R d 上的电流仍是交变电流B .加在R a 两端的电压是R b 的两倍C .R a 消耗的功率是R b 的两倍D .若输入的正弦交变电流频率增大,R c 的功率减小,R d 的功率增大5、(南通四县市2008届高三联考)如图所示,一理想变压器原副线圈匝数之比为5∶1,原线圈端输入交流电压u =311sin100πt V ,电阻R=44Ω,电流表和电压表对电路的影响忽略不计.下列说法中正确的是 BCA . 电压表V 1的示数约为311VB .电流表A 1的示数约为0.20AB . 电压表V 2的示数约为44VD .电流表A 2的示数约为1.4A6、(徐州市2008届第一次质检)如图甲所示,变压器原副线圈的匝数比为3:1,L 1、L 2、L 3、L 4为四只规格均为“9V ,6W ”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,输入端交变电压u 的图象如图乙所示.则以下说法中正确的是BCDA .电压表的示数为36VB .电流表的示数为2AC .四只灯泡均能正常发光D .变压器副线圈两端交变电流的频率为50Hz7、(通州市2008届第六次调研)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比是10:1,原线圈输入交变电压t u 50sin 100π=V ,O 为副线圈中心抽出的线头,电路中两个电阻阻值相同,Ω=10R ,下列关于电路的分析正确的是BCA .开关S断开时,电流表示数为B .开关S 断开时,两电阻总的电功率为2.5WC .开关S 闭合时,两电阻总的电功率为2.5WD .电容器的耐压值至少是25V8、(南通市2008届第三次调研)某交流发电机给灯泡供电,产生正弦式交变电流的图象如图所示,下列说法中正确的是DA .交变电流的频率为0.02HzB .交变电流的瞬时表达式为5cos50(A)i t π=C .在t=0.01s 时,穿过交流发电机线圈的磁通量最大D .若发电机线圈电阻为0.4Ω,则其产生的热功率为5W9、(南京市2008届第二次调研)图示是一中调压变压器的原理图,线圈AB 绕在一个圆形的铁芯上,AB 间加上正弦交流电压U ,移动滑动触头P 的位置,就可以调节输出电压,在输出短连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为Q ,则下列判断中正确的是( )BCDA .保持P 的位置不动,将Q 向下移动时,R 消耗的功率变大-3sB .保持P 的位置不动,将Q 向下移动时,R 消耗的功率变小C .保持Q 的位置不动,将P 沿逆时针方向移动时,电流表的读数变大D .保持Q 的位置不动,将P 沿顺时针方向移动时,R 消耗的功率变小10、(苏州市2008届期终考试)关于电磁波,下列说法中不正确...的是 A .电磁波既可以在介质中传播,又可以在真空中传播B .只要有变化的电场,就一定能产生电磁波C .电磁波在真空中传播时,频率和波长的乘积是一个恒量D .振荡电路的频率越低,发射电磁波的本领越大11、(盐城市2008年第二次调研)如图所示,一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是10:1,原线圈接入电压为220V 的正弦交流电源,一只理想二极管和一个阻值为10Ω的电阻R 串联接在副线圈上。
高三物理交变电流与电磁学模块新信息题测试卷
交变电流与电磁学模块新信息题测试卷孝感三中 三尺方地本卷分选择题和非选择题组成(共120分 限时:90分钟)一、不定项选择题(本题共12小题,共48分在每个小题给出的四个选项中,有的只有一个选项正确,有的有多个选项正确,全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分)1、如图,一理想变压器原线圈接入一交流电源,副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻,开关S为U1和U 2;I 1、I 2和I 3。
现断开S ,U 1数值不变,下列推断中正确的是( )A .U 2变小、I 3变小B .U 2不变、I 3变大C .I 1变小、I 2变小D .I 1变大、I 2变大2、超导限流器是一种短路故障电流限制装置,它由超导部件和限流电阻并联组成,原理图如图所示.当通过超导部件的电流大于其临界电流I C 时,超导部件由超导态(可认为电阻为零)转变为正常态(可认为是一个纯电阻),以此来限制电力系统的故障电流.超导部件正常态电阻R 1=7.5Ω,临界电流I C =0.6A ,限流电阻R 2=15Ω,灯泡L 上标有 “6V 3W”,电源电动势E =7V ,内阻r =2Ω,电路正常工作.若灯泡L 突然发生短路,则下列说法正确的是( ) A .灯泡L 短路前通过R 1的电流为13AB .灯泡L 短路后超导部件电阻为零C .灯泡L 短路后通过R 1的电流为23A D .灯泡L 短路后通过R 1的电流为1A3、四个相同的电流表分别改装成两个安培表和两个电压表,安培表A 1的量程大于A 2的量程,电压表V 1的量程大于V 2的量程,把它们按右图接触电路中( )A .A 1的读数比A 2的读数大B .A 1指针偏转角度比A 2指针偏转角度大C .V 1读数比V 2读数大D .V 1指针偏转角度比V 2指针偏转角度大4、如图所示,交流发电机线圈的面积为 0.05m 2,共100匝,在磁感应强度为1πT 的匀强磁场中,以10πrad/s 的角速度匀速转动,电阻R 1和R 2的阻值均为50Ω,线圈的内阻忽略不计,若从图示位置开始计时,则 ( )A .线圈中的电动势为e =50sin10πt VB .电压表的示数为CD .R 1上消耗的电功率为 50 W5、在垂直于纸面向里的匀强磁场中,一个电荷量为q 的正离子,自a 点垂直于磁场方向从离子源射出,在磁场中沿以ab 为直径的半圆轨道运动到b 点,此时吸收了若干个静止的电子,又沿直径为bc 的半圆轨道运动到c 点,a 、b 、c 三点在一条直线上,测得ab=2ac ,如图所示。
2023年新教材高中物理第3章交变电流达标检测卷新人教版选择性
第三章达标检测卷(考试时间:60分钟满分:100分)一、单项选择题(本大题共7小题,每小题4分,共28分.在每小题给出的四个选项中,只有一项符合题目要求)1.如图所示,理想变压器的原线圈接有电压为U的正弦交流电源,输出电压的有效值恒定.R1和R2为定值电阻,R3为光敏电阻,其阻值随照射光强度的增大而减小.现增大照射光强度,则( )A.通过原线圈的电流减小B.变压器的输出功率增大C.R1两端的电压减小D.R2消耗的功率增大【答案】B 【解析】理想变压器输出电压一定,光照增强,光敏电阻R3阻值减小;副线圈的总电阻减小,根据欧姆定律知,副线圈的电流增大,根据理想变压器电流与匝数的关系可知,通过原线圈的电流也增大,故A错误;理想变压器的输出功率P=UI,其中U不变,I变大,故变压器的输出功率变大,故B正确;副线圈电流增大,根据欧姆定律,R1两端电压增大;R2两端电压减小,功率减小,故C、D错误.2.实验室一台手摇交流发电机如图所示,内阻r=1.0 Ω,外接R=9.0 Ω的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=102sin(10πt) V,则( )A.该交变电流的频率为10 HzB.该电动势的有效值为10 2 VC.外接电阻R所消耗的电功率为10 WD.电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A【答案】D 【解析】因e=102sin(10πt) V,故ω=10π rad/s,f=ω2π=5 Hz, A错误;E m=10 2 V,故其有效值E=E m2=10 V, B错误;交流电表的示数及功率的计算均要用有效值,因此电路中理想电流表A的示数I=ER+r=1.0 A, D正确;外接电阻R所消耗的电功率为P=I2R2×9 W=9 W, C错误.3.如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sin(100πt) V的交流电源上,副线圈接有R=110 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为4∶1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )A.电流表的读数为2 AB.原线圈的输入功率为27.5 WC.电压表的读数为77.8 VD .副线圈输出交流电的周期为50 s【答案】B 【解析】原线圈电压有效值为U 1=220 V ,根据匝数比可得次级电压有效值U 2=55 V ,则次级电流有效值I 2=U 2R =55110 A =0.5 A ,则初级电流表的读数为I 1=n 2n 1I 2=18A ,A 错误;原线圈的输入功率为P 1=U 1I 1=220×18 W =27.5 W ,B 正确;电压表的读数为U 2=55V ,C 错误;副线圈输出交流电的周期为T =2πω=2π100π=0.02 s ,D 错误.4.如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为U 的灯泡A 和B .输入电压为5U 时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是( )A .原、副线圈匝数比为1∶4B .原、副线圈的功率比为4∶1C .流过灯泡A 、B 的电流之比为4∶1D .灯泡A 、B 的额定功率之比为1∶4【答案】D 【解析】两灯均正常发光,则A 、B 两端的电压均为U ,原线圈两端电压U 1=5U -U =4U ,副线圈两端电压U 2=U ,所以原、副线圈匝数比n 1∶n 2=U 1∶U 2=4∶1,故A 错误;理想变压器自身不消耗能量,输入功率等于输出功率,所以原、副线圈的功率比为1∶1,故B 错误;原、副线圈匝数比n 1∶n 2=U 1∶U 2=4∶1,则原、副线圈的电流比I 1∶I 2=n 2∶n 1=1∶4,故C 错误;灯泡A 、B 的电流之比为1∶4,两灯的额定电压相同,则灯泡A 、B的额定功率之比为1∶4,故D 正确.5.理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示,M 、N 端连接一个稳压交流电源,三个灯泡L 1、L 2和L 3接入电路中发光,当滑动变阻器的滑片P 向上移动时,下列说法正确的是( )A .灯泡L 1变亮,L 2变暗B .灯泡L 1、L 2都变亮C .灯泡L 2、L 3都变亮D .电源输出功率减小【答案】B 【解析】设MN 两端稳压交流电源的电压有效值为U ,原线圈两端的电压为U 1,电流为I 1,副线圈两端的电压为U 2,电流为I 2,原副线圈的匝数比n 1∶n 2=k ,灯泡的电阻都为R ,根据欧姆定律,可得副线圈两端的电压为U 2=I 2(R +R 并),根据U 1U 2=n 1n 2=k 得原线圈两端的电压为U 1=kU 2=kI 2(R +R 并),根据I 1I 2=n 2n 1=1k,解得I 1=1kI 2,根据欧姆定律,可得L 1两端的电压U 1′=I 1R =I 2Rk,则稳压交流电源的电压为U =U 1′+U 1=I 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤R k +k R +R 并,当滑动变阻器的滑片P 向上移动时,其电阻减小,则R 并电阻减小,所以总电阻减小,而稳压交流电源的电压U 不变,所以电流I 2变大,则L 2变亮;原线圈的电流I 1=1kI 2也增大,所以L 1变亮,其两端的电压变大,所以原线圈两端的电压减小,则副线圈两端的电压减小,而L 2的电压变大,所以L 3与滑动变阻器并联部分的电压减小,所以L 3变暗,B 正确,A 、C 错误;因为原线圈的电流增大,稳压交流电源的电压不变,根据P =UI 1,可知电源输出功率增大,D 错误.6.如图,理想变压器的原线圈与二极管一起接在u =2202sin(50πt ) V 交流电源上,副线圈接有R =55 Ω的电阻,原、副线圈匝数比为2∶1.假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大,电流表为理想电表.则( )A .副线圈的输出功率为110 WB .原线圈的输入功率为110 2 WC .电流表的读数为1 AD .副线圈输出的电流方向不变【答案】A 【解析】因为原线圈上接有理想二极管,原线圈只有半个周期有电流,副线圈也只有半个周期有电流,则U 1m ∶U 2m =n 1∶n 2,所以副线圈电压的最大值U 2m =110 2 V .设副线圈电压的有效值为U 2,则U 22R T =⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2m 22R ·T2,解得U 2=55 2 V ,副线圈的输出功率P 2=U 22R=110 W ,原线圈的输入功率P 1=P 2=110 W ,故A 正确,B 错误.电流表读数I 2=U 2R= 2 A ,故C 错误.因为原线圈上接有理想二极管,原线圈中电流方向不变,原线圈中电流增大和减小时在副线圈中产生的感应电流方向相反,副线圈输出的电流方向改变,故D 错误.7.如图所示,理想变压器初级线圈匝数n 1=1 210匝,次级线圈匝数n 2=121匝,电压u =311sin(100πt ) V ,负载电阻R =44 Ω.不计电表对电路的影响,下列说法正确的是( )A .电流表读数为0.05 AB .电压表读数为311 VC .输入电压频率为100 HzD .若增大R 的电阻值,变压器输入功率增大【答案】A 【解析】由瞬时值的表达式可知,原线圈的电压最大值为311 V ,所以原线圈的电压的有效值为U 1=3112V≈220 V,所以电压表的读数约为220 V ,根据变压比公式U 1U 2=n 1n 2可得,U 2=U 1n 2n 1=22 V ,则右侧线圈电流为I 2=U 2R =2244 A =0.5 A ,则根据公式I 1I 2=n 2n 1,代入数据得I 1=I 2n 2n 1=0.05 A ,故A 正确,B 错误.根据公式f =1T ,T =2πω,代入数据得f =50 Hz ,故C 错误.根据电功率公式P =U 2R可知,当U 不变时,电阻变大,电功率变小,故若增大R 的电阻值,变压器输出功率减小,又因为输入功率等于输出功率,所以变压器输入功率减小,故D 错误.二、多项选择题(本大题共3小题,每小题6分,共18分.在每小题给出的四个选项中,有多项符合题目要求.全选对的得6分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)8.如图所示,理想变压器的原线圈接在u =2202sin(100πt ) V 的交流电源上,副线圈接有R =55 Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )A .电流表的读数为1.00 AB .电流表的读数为2.00 AC .电压表的读数为110 VD .电压表的读数为155 V【答案】AC 【解析】原线圈电压有效值U 1=220 V ,根据原、副线圈匝数比为2∶1可知次级电压为U 2=110 V ,则电压表的读数为110 V, C 正确,D 错误;根据变压器输入功率等于输出功率,即U 1I 1=U 22R,解得I 1=1.00 A, A 正确,B 错误.9.理想变压器与电阻R 及交流电流表A 、电压表V 按图示方式连接,已知变压器原副线圈的匝数比为n 1∶n 2=10∶1,电阻R =11 Ω,原线圈两端输入电压U 随时间变化的图像如图所示.下列说法中正确的是( )A .电压表的读数为220 VB .通过R 的电流为2 AC .电流表的读数为2 AD .变压器的输入功率为44 W【答案】BD 【解析】由原线圈两端输入电压U 随时间变化的图像可知,U 1=220 V ,T =0.02 s ,根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比,可知U 2=110U 1=22 V ,所以电压表的示数为22 V ,故A 错误;根据欧姆定律得I 2=U 2R =2 A ,故B 正确;电流表的读数为I 1=n 2n 1I 2=0.2 A ,故C 错误;副线圈功率P 2=I 2U 2=44 W ,所以变压器的输入功率P 1=P 2=44 W ,故D 正确.10.如图所示,理想变压器为降压变压器,原线圈通过灯泡L 1与正弦式交流电源相连,副线圈通过导线与两个相同的灯泡L 2和L 3相连,开始时开关S 处于断开状态.当S 闭合后,所有灯泡都能发光,下列说法中正确的是( )A .灯泡L 1和L 2中的电流有效值可能相等B .灯泡L 2两端的电压变小C .灯泡L 1变亮,灯泡L 2的亮度不变D .电源的输出功率不变【答案】AB 【解析】当S 接通后,根据I 1n 1=I 2n 2可知,因为是降压变压器,则n 1>n 2,则I 1<I 2,I 1等于灯泡L 1的电流,I 2是灯泡L 2和L 3的电流之和,则灯泡L 1和L 2中的电流有效值可能相等, A 正确;当S 闭合后,电阻变小,输出功率变大,则输出电流变大,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L 1的电压增大(功率变大,则灯泡L 1变亮),原线圈电压减小,匝数不变,故副线圈电压减小,灯泡L 2两端的电压变小(功率变小,则L 2变暗),故B 正确,C 错误;当S 闭合后,变压器的输入电流变大,所以电源的输出功率变大,故D 错误.三、非选择题(本大题共4小题,共54分)11.(10分)(1)某同学选用匝数可调的可拆变压器来做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验,变压器原线圈两端所接的电源应是电压为12 V 的低压________________(填“交流电源”或“直流电源”);先保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压________(填“增大”“减小”或“不变”);然后再保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压________(填“增大”“减小”或“不变”).(2)如图是自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图,转轴的一端装有一对随轴转动的磁极,另一端装有摩擦小轮.电枢线圈绕在固定的U 形铁芯上,自行车车轮转动时,通过摩擦小轮带动磁极转动,使线圈中产生正弦式交变电流,给车头灯供电.已知自行车车轮半径r =35 cm ,摩擦小轮半径r 0=1.00 cm ,线圈匝数n =800匝,线圈横截面积S =20 cm 2,总电阻R 1=40 Ω,旋转磁极的磁感应强度B =0.01 T ,车头灯电阻R 2ω=8 rad/s 时.发电机磁极转动的角速度为________rad/s ;车头灯中电流的有效值为________mA .【答案】(1)交流电源 增大 减小 (2)280 64【解析】(1)变压器的工作原理是互感现象,故原线圈两端所接的电源应是电压为12 V 的低压交流电源;根据变压比公式U 1U 2=n 1n 2,保持原线圈的匝数不变,增加副线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压增大;保持副线圈的匝数不变,增加原线圈的匝数,观察到副线圈两端的电压减小.(2)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等,由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动,故有ω0r 0=ωr ,则ω0=ωrr 0=280 rad/s.摩擦小轮带动磁极转动,线圈产生的感应电动势的最大值为E m =nBSω0=4.48 V ,感应电动势的有效值E =22E m ≈3.2 V,通过车头灯电流的有效值I =ER 1+R 2=0.064 A =64 mA .12.(12分)一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数n =100匝.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化,如图所示,发电机内阻r =5.0 Ω,外电路电阻RE m =nωΦm ,其中Φm 为穿过每匝线圈磁通量的最大值.求串联在外电路中的交流电流表(内阻不计)的读数.解:从Φ-t 图像可以看出Φm =1.0×10-2 Wb , T =3.14×10-2 s ,已知E m =nωΦm ,又ω=2πT,故电路中电流最大值I m =E m R +r =n ·2π·ΦmT R +r=100×2×3.14×1.0×10-23.14×10-2× A =2 A . 交流电流表读数I =I m2= 2 A . 13.(16分)如图所示,交流发电机电动势的有效值E =20 V ,内阻不计,它通过一个R =6 Ω的指示灯连接在降压变压器的输入端,变压器输出端并联24只彩色小灯泡,每只灯泡都标有“6 V 0.25 W”,灯泡都能正常发光,导线电阻不计.求:(1)降压变压器初、次级线圈匝数之比;(2)发电机的输出功率.(计算结果保留三位有效数字) 解:(1)每只彩色小灯泡的额定电流I L =PU, 次级线圈总电流I 2=24I L , 变压器输入功率P 入=I 1U 1=I 2U 2,变压器初级线圈所连的电路中,由欧姆定律可得E =U 1+I 1R ,由理想变压器的公式可得n 1n 2=I 2I 1,将E =20 V 代入以上式子可解得n 1n 2=31.(2)发电机的输出功率P 出=I 1E , 代入数据可解得P 出≈6.67 W.14.(16分)如图所示,变压器原线圈n 1=800匝,副线圈n 2=200匝,灯泡L 标有“10 V 2 W”,电动机M 的线圈电阻为1 Ω,将交变电流u =1002sin(100πt ) V 加到理想变压器原线圈两端,灯泡恰能正常发光,求:(1)副线圈两端电压(有效值); (2)电动机M 的电功率. 解:(1)原线圈两端电压(有效值)U 1=10022V =100 V ,由变压器变压比规律U 1U 2=n 1n 2知,副线圈两端电压U 2=n 2n 1U 1=25 V.(2)电动机两端电压U M =U 2-U L =15 V. 通过电动机的电流I =I L =P L U L=0.2 A , 电动机的功率P M =U M I =3 W.。
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2005-2006学年度高三物理测试卷:交变流电、电磁声和电磁波本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分。
共150分考试用时120分钟。
第Ⅰ卷(选择题共40分)一、每小题给出的四个选项中,有的小题只有一个选项正确,有的小题有多个选项正确。
1.(99年全国高考)如图18-总-3是4种亮度可调的台灯的电路的示意图,它们所用的灯泡相同,且都是“220V 40W”,当灯泡消耗的功率都调至20W时,哪种台灯消耗的功率最小()2.一矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电动势为e=102sin20πt(V),则下列说法正确的是()A.t=0时线圈位于中性面B.t=0时穿过线圈的磁通量为零C.t=0时导线切割磁感线的有效速度最大D.t=0.4秒时电动势第一次出现最大值3.测电笔中的氖管起辉电压为86.6V,把它接到70.7V 50Hz的余弦交流电源上,则氖管()A.不能发光B.能发光,每秒发光50次C.能发光,每秒发光100次D.增大电源电压,每次发光时间减少4.一个电热器接在10V的直流电源上,消耗的功率是P,当把它接到一交流电源上时,消耗的功率是p/4,则该交流电源的电压的最大值是( )A .5VB .7.07VC .10VD .14.14V5.用理想变压器给负载电阻R 供电,变压器输入电压不变,用下面哪几种方法可以使变压 器输入功率变大(除改变给定因素,其他条件不变)( )A .增多变压器原线圈的匝数B .减小负载电阻的阻值C .增大负载电阻的阻值D .增多变压器副线圈的匝数6.理想变压器的原线圈通入i=I m sin ωt 的交变电流,一灯泡和交流电流表串联后接在副线圈 两端,读数是0.4A ,当t=T 83时,原线圈的电流i=30mA ,由此可知,此变压器的原副线圈的匝数之比为 ( )A .40﹕3B .3﹕402 C .402﹕3 D .4﹕307.如图18-检-1所示,理想变压器的副线圈上通过输电线接有三只灯泡L 1、L 2和L 3,输电 线的等效电阻为R ,原线圈接有一个理想的电流表。
开始时开关S 接通,当S 断开时, 以下说法正确的是( )A .原线圈两端P 、Q 间的输入电压减小B .等效电阻R 上消耗的功率变大C .原线圈中电流表示数变大D .灯泡L 1和L 2变亮8.在远距离输电时输送的电功率为P ,输电电压为U ,所用导线电阻率为ρ,横截面积为S , 总长度为L ,输电线损耗的电功率为P /,用户得到的电功率为P 用,则P /、P 用的关系正确 的是( )A .LSu p ρ2/=B .Su L p p 22/ρ=C .LSU P P ρ2-=用D .)1(2SU L P P P ρ-=用9.图19-1-6是LC电路振荡过程中某时刻的电场、磁场的示意图,由图可以判定()A.电容器放电,电流为顺时针方向,磁场能向电场能转化B.电容器充电,电流为顺时针方向,电场能向磁场能转化C.电容器充电,电流为逆时针方向,磁场能向电场能转化D.电容器放电,电流为逆时针方向,电场能向磁场能转化10.按着麦克斯韦磁场理论,以下说法中正确的是()A.稳定的电场周围产生稳定的磁场,稳定的磁场周围产生稳定的电场B.变化的电场周围产生磁场,变化磁场周围产生电场C.均匀变化的电场周围产生稳定的磁场,均匀变化的磁场周围产生稳定的电场D.振荡电场周围产生同频率的振荡磁场,振荡磁场周围产生同频率的振荡电场第Ⅱ卷(非选择题共110分)二、本题共三小题。
把答案填在题中的横线上或按题目要求作图例:11.为了保证用电安全家庭居室的室内电路前端一般都安装漏电保护开关,图19-总-1是保护开关的电路原理间图。
发电厂的零线是接地的,漏电保护开关有一个结构和变压器相似的电流互感器,其铁芯的a侧有两个形状、绕向和匝数都完全相同的线圈(图中分别用实线和虚线表示),它们分别将用电器和火线、零线串联起来,220V交变电流在MNO、QRK与发电厂之间流过;铁芯的b侧有另一个线圈与电磁继电器J的线圈(图中未画出)并联,室内电路正常工作时,b线圈没有电流,J保持导通状态,当漏电时,b线圈便会产生感应电流,推动电磁继电器J切断用电器的电路,从而防止事故的发生。
(1)电路正常工作时,b线圈是没有电流的,原因是什么?(2)如果站在地上的人不小心接触火线时,b线圈为什么会产生感应电流?12.如图是示波器示波器的面板图,若要测量外部交流电压信号,应将信号输入线接在和接线柱上。
这时“衰减”旋钮不能置于“”,“扫描范围”为能置于档。
若信号水平方向的幅度过小或过大,应该用旋钮进行调整,若信号过于偏于屏幕下方,应该用旋钮进行调整。
(用图中的符号表示)13.如图18-检-4所示,L1和L2是输电线,1是______互感器,2是______互感器。
在图中空圈内填入所用的电表的符号,若已知变压比为100﹕1,变流比为1000﹕1,并且知道伏特表示数为220V,安培表示数为100A,则输电线路中的功率为_________W。
三、本题共7小题,90分。
解答应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤。
只写出最后答案的不能得分。
有数值计算的题答案中必须明确写出数值和单位。
14.某收音机接受电磁波的波长范围在577m到182m之间,该收音机调谐电路的可变电容器的动片完全旋出时,回路的总电容为39pF,求:(1)该收音机接收的电磁波的频率范围是多少?(2)该收音机调谐电路的可变电容器的动片完全旋入时,电路的总电容是多大?10分15.一台接在220V交流电上的理想变压器有两个副线圈,12V的副线圈匝数N1为60匝,输出电流为4.5A;60V的副线圈匝数为N2,输出电流为0.75A,求:(1)副线圈N2匝数,原线圈N0匝数(2)原线圈的输入功率和输入电流。
10分16.某小型发电机矩形线圈面积为200cm2,共50匝,电阻为0.05Ω,用电磁铁做磁场产生频率为50Hz的单相正弦交变电流,外电路由110盏“220V 40W”的灯泡组成,当灯泡全部正常发光时,磁场的磁感应强度为1T,试求:(1)输电导线的电阻多大?若只用11盏电灯,为了使电灯正常发光,而发出的交变电流频率又不能变化,则电磁铁磁场的磁感应强度应调到多大?12分17.如图所示,每边质量为m 、长为L 的正方形均质导线框在人的控制下可绕水平轴O O '匀速转动,角速度为ω,线框处于方向竖直向上、磁感应强度大小为B 的 匀强磁场中,线框的总电阻为R ,当线框 平面由水平位置匀速转到竖直位置过程中, 导线框始终是闭合的,求在这过程中人对 导线框所做的功。
14分18.如图所示,匀强磁场的磁感应强度B = 0.5T ,边长L = 10cm 的正方形线圈abcd 共100匝,线圈电阻r = 1Ω,线圈绕垂直于磁感线的对称轴O O '匀速转动,角速度s ra d /2πω=,外电路电阻R = 4Ω。
求: (1)转动过程中感应电动势的最大值;(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势; (3)由图示位置转过90°角的过程产生的平均感应电动势; (4)交流电压表的示数。
14分19.某发电站能通过燃烧煤来发电,每1kg煤放热500J热能,热能发电效率为0.8,发电站通过升压器,输电线和降压器把电能输送给生产和照明组成的用户,发电机输出功率是100KW,输出电压为250V,升压器原副线圈的匝数比为1﹕25,输电线上的功率损失为输出功率的4%,用户需要的电压为220V,则(1)煤的主要成份有_________________________。
(2)输电线的电阻和降压器的匝数比为多少?(3)若有60KW分配给生产用电,其余电能用于照明,那么可装25W的电灯多少盏?15分20.在真空中速度v=6.4×107m/s的电子束连续的射入两平行板间,如图18-总-4所示,极板长度L=8.0×10-2m,间距d=5.0×10-3m,两极板不带电时,电子将沿极板间的中线通过,在极板上加以个50Hz的交变电压u=U0sinωt,如果所加电压的最大值U0超过某值U c时,电子束将有时能通过两极板,有时间断而不能通过(电子电量e=1.6×10-19C,电子质量m=9.1×10-31kg)(1)U c的大小为多少?(2)求U 0为何值时,才能使通过与间断的时间之比1t ∆﹕Δt 2=2﹕1。
15分参考答案11.答(1)电流互感器a 侧两线圈完全相同,流过两线圈的电流大小相等,方向相反,它们产生的磁场相互抵消,b 侧线圈磁通量总为零而不变,线圈中不产生感应电流。
(2)火线的电流有一部分流经人体,经大地流回发电厂,a 侧两线圈电流大小不等,产生“剩余电流”在铁芯中产生变化的“剩余磁通”,b 侧线圈中磁通量发生变化,线圈中产生感应电流。
12.Y 地外x x 增益13.电压,电流 ,1中为V , 2中为A , 9102.2⨯14. LCf c πλλ2== 5.199×105~1.648×106Hz ,------------------5分(2)392pF , f C λ=当可变电容器动片完全旋出是电容最小,波长最小,代入公式求得自感系数L ;当动片完全旋入时,电容最大,代入公式求得最大电容。
-----------5分15.由221100N U N U N U ==,可得N 0、N 1;(1)800,1100,--------------------5分由221100I N I N I N +=, 可得I 0,输入功率P 0=U 0I 0。
(2)174W ,0.8A16.(1)0.05Ω,由E m =NBS*2πf 算出电动势的最大值E m , 算有效值E=E m /2=222V , - -------------------4分每盏灯流过电流为40/220A ,干路中的电流为110×40/220=20A ,由闭合电路欧姆定律E=220+20(0.05+R),得R=0.05Ω; -------------------4分 同理只有11盏灯时,先算电源电动势的有效值,再算最大值,进而得到电磁铁的磁场磁感应强度。
0.992T- -------------------4分 17.转动过程中电动势的最大值为E m =BL 2ω 有效值为E=22ωBL -------------------4分转动所用的时间为t t=ωπ2 ----------------2分线框产生的电能为w w=t RE2解得w=RL B 442ωπ-------------------4分线框的重力势能减少为 2mgL所以线框转动过程中人做的功为RL B 442ωπ -2mgL- ------------------4分18.E m =ωnBS =π(v) ------------------3分e=ωnBS cos t ω 当t ω=600时 e=1.57(v) ------------------4分E=tn∆∆ϕ=2(v) ------------------3分U=rR RE m+2=1.8(v) -----------------4分19.(1)煤的主要成份是碳C ,它燃烧生成多种物质,同时放出大量的能量。