2012全国普通高校招生考试试题分类汇编:交流电
2012年普通高等学校招生全国统一考试(答案)
2012年普通高等学校招生全国统一考试(课标全国)7.A B 项,能将I -氧化成I 2的物质都能使润湿的淀粉KI 试纸变蓝,如Cl 2、O 3、NO 2、Fe 3+等;C 项,CCl 4层显紫色,说明原溶液中存在I 2而不是I -;D 项,溶液中还可能含有SO 42-、SO 32-等离子。
8.B A 中医用酒精的浓度通常为75%;C 中油脂的相对分子质量较小,不属于高分子化合物;D 中合成纤维属于有机高分子材料。
9.D 常温常压下22.4 L Cl 2的物质的量不是1 mol,故在反应中转移的电子数不是2N A 。
10.D 试题要求回答分子式为C 5H 12O 的醇的同分异构体的种数,可先写出C 5H 12的同分异构体,有正戊烷、异戊烷、新戊烷3种,再用—OH 分别取代上述3种烷烃分子中的1个H 原子,分别可得到3种、4种和1种醇,故符合题意的醇共有8种。
评析 本题考查醇的性质及同分异构体的书写,考查的知识点较单一,难度不大。
11.C A 项,只有当HA 为强酸、BOH 为强碱,或HA 的电离常数K a 与BOH 的电离常数K b 相等时,溶液才呈中性;B 项,只有当温度T=298 K 时pH=7的溶液才呈中性;D 项为电荷守恒关系式,无论溶液呈酸性、碱性还是中性均成立;C 项,因c(H +)·c(OH -)=K W ,中性溶液中c(H +)=c(OH -),故c(H +)= K W mol ·L -1,正确。
12.C 仔细分析表中各项不难发现如下规律:(1)每4种物质为1组;(2)每组中4种物质的分子式通式依次为C n H 2n 、C n H 2n+2、C n H 2n+2O 、C n H 2n O 2(n ≥2)。
故第26项应该是第7组的第2种物质,其分子式为C 8H 18。
评析 本题重点考查学生接受、吸收、整合化学信息的能力。
通过审题,准确提取题中有用信息,总结归纳排布规律,再运用此规律进行推理得出最终答案,对学生的思维能力要求较高,有一定难度。
2012届高考物理专题卷:专题10(交变电流)答案与解析
2012届专题卷物理专题十答案与解析1.【命题立意】本题考查交流电的定义。
【思路点拨】解答本题需要掌握两个关键知识点:①交流电的定义;②y 轴正负半轴图象的含义。
【答案】CD 【解析】交变电流是大小方向都随时间变化的电流,所以C 、D 正确,A 、B 仅是电流的大小发生变化而方向不变,故不属于交变电流。
2.【命题立意】本题考查磁通量的计算及交流电瞬时值、平均值的计算。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下几个关键的知识点:①磁通量是穿过线圈的磁感线的条数;②交流电瞬时值的计算方法;③交流电平均值的计算方法。
【答案】BCD 【解析】闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,若从中性面开始计时,穿过线框的磁通量Φ按余弦规律变化,线框中产生的感应电动势按正弦规律变化,在穿过线框的磁通量为2BS的时刻,线圈转过60°,此时的电动势2360sin BS ωBS ωe =︒=,A 错误;穿过线框的磁通量为22BS 的时刻,线框中的感应电动势等于2245sin BS ωBS ωE =︒=,B 正确;线框转动四分之一周过程中,感应电动势的平均值为πωϕBS t E 2=∆∆=,线框每转动一周,磁通量的改变量等于零,平均感应电动势等于零,C 、D 正确。
3.【命题立意】考查远距离输电的导线损失功率的计算。
【思路点拨】解答本题需要掌握两个关键知识点:①导线上的电流与输送电流的关系;②损失功率的计算方法。
【答案】A 【解析】高压输电时P=UI ,I 是输送电路上的电流。
用电高峰时,若输送电压不变,则I 为正常时的2倍,A 正确;高压线上的热耗功率ΔP =I 2R 线则热耗功率变为4倍,B 错误;用电高峰时,若输送电压也加倍,则I 不变,与正常时相同,C 错误;由ΔP =I 2R 线则热耗功率也不变,D 错误。
4.【命题立意】本题考查中性面的性质与交流电仪表的读数特点。
【思路点拨】解答本题需要掌握以下三个关键的知识点:①中性面的性质特点;②交流电仪表的读数为交流电的有效值;③交流电最大值与转速的关系。
2012届高考物理交流电复习往年试题分类汇编
2012届高考物理交流电复习往年试题分类汇编2009―2011年高考物理试题分类汇编:交流电 2011年高考试题 19(2011安徽).如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B。
电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界)。
则线框内产生的感应电流的有效值为 A. B. C. D.答案:D 解析:交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的,线框转动周期为T,而线框转动一周只有T/4的时间内有感应电流,则有,所以。
D正确。
11(2011海南).如图:理想变压器原线圈与10V 的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡a和b,小灯泡a的额定功率为0.3w ,正常发光时电阻为30 可,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09A,可计算出原、副线圈的匝数比为_____,10:3流过灯泡b的电流为___0.2A, 解析:副线圈电压,由能量守恒得:代人数据得: 17(2011全国理综).如图,一理想变压器原副线圈的匝数比为1:2;副线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表。
现闭合开关,灯泡正常发光。
若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数,则(A)解析:主要考查理想变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系。
U2=220V,根据U1:U2=n1:n2得,U1=110V。
I2=P/U2= 0.1A,根据I1:I2= n2:n1得I1=0.2A。
所以正确答案是A。
4(2011天津).在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图1所示,产生的交变电动势的图象如图2所示,则 A.t =0.005s时线框的磁通量变化率为零 B.t =0.01s时线框平面与中性面重合 C.线框产生的交变电动势有效值为311V D.线框产生的交变电动势的频率为100Hz 【解析】:交变电流知识的考查。
全国普通高校招生考试试题分类汇编:交流电
14(2012福建卷)如图,理想变压器原线圈输入电压u=sin mt Uω,副线圈电路中0R 为定值电阻,R 是滑动变阻器。
和是理想交流电压表,示数分别用1U 和2U表示;是理想交流电流表,示数分别用1I和2I表示。
下列说法正确的是A .1I和2I表示电流的瞬间值 B .1U 和2U表示电压的最大值C .滑片P 向下滑动过程中,2U 不变、1I变大 D .滑片P 向下滑动过程中,2U变小、1I变小答案:C4(2012天津卷).通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U 保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则P1和12P P 分别为( )A .n kU PR 1, B .n R kU P 1,2⎪⎭⎫ ⎝⎛ C .21,n kU PR D .221,nR kU P ⎪⎭⎫ ⎝⎛ 解析:根据理想变压器的变压比有 U U k 1=,UUnk 2= 线路的输送功率不变有 2211I U I U P == 根据焦耳定律有 R kUPR U P R I P 221211)()(===, R I P 222=,222212122121nU U I I P P ===。
答案D 。
19(2012广东卷).某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin 100πt (V ),对此电动势,下列表述正确的有A.最大值是502VB.频率是100Hz C .有效值是252V D.周期是0.02s 答案:CD15(2012北京高考卷).一个小型电热器若接在输出电压为10V 的直流电源上,消耗电功率为P ;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为2P .如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为A .5VB .52VC .10VD .102V 答案:C18(2012山东卷).图甲是某燃气炉点火装置的原理图。
物理2012年普通高等学校招生全国统一考试[山东卷]
2012年普通高等学校招生全国统一考试(山东卷)理科综合能力测试物理部分试题解析本试卷分第I 卷和第II 卷两部分,共12页。
满分240分。
考试用时150分钟。
答题前,考生务必用0.5毫米黑色签字笔将自己的姓名、座号、考生号、县区和科类填写在试卷和答题卡规定的位置。
考试结束后,将本试卷和答题卡一并交回。
二、选择题(本题包括7小题,每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5分,选对但不全的得3分,有选错的得0分)14.以下叙述正确的是 ( AD )A .法拉第发现了电磁感应现象B .惯性是物体的固有属性,速度大的物体惯性一定大C .牛顿最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果D .感应电流遵从楞次定律所描述的方向,这是能量守恒定律的必然结果解析:惯性是物体的固有属性,质量是决定物体惯性大下的唯一因素,选项A 错误;伽利略最早通过理想斜面实验得出力不是维持物体运动的必然结果,选项C 错误。
答案AD 。
15.2011年11月3日,“神州八号”飞船与“天宫一号”目标飞行器成功实施了首次交会对接。
任务完成后“天宫一号”经变轨升到更高的轨道,等待与“神州九号”交会对接。
变轨前和变轨完成后“天宫一号”的运行轨道均可视为圆轨道,对应的轨道半径分别为R 1、R 2,线速度大小分别为v 1、v 2。
则21v v 等于( B )A .3231R R B .12R R C .2122R R D . 12R R 解析:万有引力提供向心力有R v m R Mm G 22=,得R GM v =,所以1221R R v v =,选项B 正确。
答案B 。
16.将地面上静止的货物竖直向上吊起,货物由地面运动至最高点的过程中,v -t 图像如图所示。
以下判断正确的是( AC )A .前3s 内货物处于超重状态B .最后2s 内货物只受重力作用C .前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同D .第3s 末至第5s 末的过程中,货物的机械能守恒解析:根据v -t 图像可知,前3s 内货物向上做匀加速直线运动,加速度向上,处于超重状态,选项A 正确;最后2s 内货物向上做匀减速直线运动处于失重状态,加速度大小为3=∆∆=tv a m/s 2,受重力和拉力两个作用力,选项B 错误;根据匀变速直线运动平均速度公式320=+=t v v v m/s ,前3s 内与最后2s 内货物的平均速度相同,选项C 正确;第3s末至第5s 末的过程中,货物匀速上升,机械能不守恒,选项D 错误。
2012年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试
2012年普通高等学校招生全国统一考试理科综合能力测试本试卷分第I卷(选择题)和第II卷(非选择题)两部分。
第I卷1至8页,第II卷9至16页,共300分。
考生注意:1.答题前,考生务必将自己的准考证号、姓名填写在答题卡上。
考生要认真核对答题卡上粘贴的条形码的“准考证号、姓名、考试科目”与考生本人准考证号、姓名是否一致。
2.第I卷每小题选出答案后,用2B铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号。
第II卷用黑色墨水签字笔在答题卡上书写作答,在试题卷上作答,答案无效。
3.考试结束,监考员将试题卷、答题卡一并收回。
第I卷一、选择题:1.同一物种的两类细胞各产生一种分泌蛋白,组成这两种蛋白质的各种氨基酸含量相同,但排列顺序不同。
其原因是参与这两种蛋白质合成的是(B)A. tRNA 种类不同B. mRNA碱基序列不同C.核糖体成分不同D.同一密码子所决定的氨基酸不同2.下列关于细胞癌变的叙述,错误的是(D)A.癌细胞在条件不适宜时可无限增殖B.癌变前后,细胞的形态和结构有明显差别C.病毒癌基因可整合到宿主基因组诱发癌变D.原癌基因的主要功能是阻止细胞发生异常增殖3.哺乳动物因长时间未饮水导致机体脱水时,会发生的生理现象是(B)A.血浆渗透压降低B.抗利尿激素分泌增加C.下丘脑渗透压感受器受到的刺激减弱D.肾小管和集合管对水的重吸收作用减弱4.当人看到酸梅时唾液分泌会大量增加,对此现象的分析,错误的是(C)A.这一反射过程需要大脑皮层的参与B.这是一种反射活动,其效应器是唾液腺C.酸梅色泽直接刺激神经中枢引起唾液分泌D.这一过程中有“电—化学—电”信号的转化5.取生长状态一致的燕麦胚芽鞘,分为a、b、c、d四组。
将a、b两组胚芽鞘尖端下方的一段切除,再从c、d两组胚芽鞘中的相应位置分别切取等长的一段,并按图中所示分别接入a、b两组胚芽鞘被切除的位置,得到a′、b′两组胚芽鞘。
2012年高考物理(高考真题 模拟新题)分类汇编:M单元 交变电流
M 单元 交变电流M1 交变电流的产生及描述19.M1[2018·广东卷] 某小型发电机产生的交变电动势为e =50sin100πt(V),对此电动势,下列表述正确的有( )A .最大值是50 2 VB .频率是100 HzC .有效值是25 2 VD .周期是0.02 s19.CD [解析] 由电动势的表达式可知,最大值为50 V ,而有效值为:E =502V =25 2 V ,A 错、C 对;ω=2πf =100π,故f =50 Hz ,周期T =1f=0.02 s ,B 错、D 对.15.M1 [2018·北京卷] 一个小型电热器若接到输出电压为10 V 的直流电源上,消耗电功率为P ;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为P2.如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为( )A .5 VB .5 2 VC .10 VD .10 2 V15.C [解析] 由电流热效应可知,直流电在T 时间内产生的热量为Q 直=U2RT =PT ,该交流电在T 时间内产生的热量为Q 交=⎝ ⎛⎭⎪⎫U max 22R T =12PT ,两式联立可得,U max =10 V .本题答案为C 项.23.M1[2018·安徽卷] 图15是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO′转动,由线圈引出的导线ae 和df 分别与两个跟线圈一起绕OO′转动的金属圆环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R 形成闭合电路.图16是主视图,导线ab 和cd 分别用它们的横截面来表示.已知ab 长度为L 1,be 长度为L 2,线圈以恒定角速度ω逆时针转动.(只考虑单匝线圈)图15图16 (1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t 时刻整个线圈中的感应电动势e 1的表达式;(2)线圈平面处于与中性面成φ0夹角位置时开始计时,如图17所示,试写出t 时刻整个线圈中的感应电动势e 2的表达式:(3)若线圈电阻为r ,求线圈每转动一周电阻R 上产生的焦耳热.(其他电阻均不计)23.[解析] (1)如图18所示,矩形线圈abcd 转动过程中,只有ab 和cd 切割磁感线,设ab 和cd 的转动速度为v ,则v =ω·L 22在t 时刻,导线ab 和cd 因切割磁感线而产生的感应电动势均为 E 1=BL 1v ⊥由图18可知v ⊥=vsin ωt则整个线圈的感应电动势为 e 1=2E 1=BL 1L 2ωsin ωt(2)当线圈由图17位置开始运动时,在t 时刻整个线圈的感应电动势为 e 2=BL 1L 2ωsin(ωt +φ0) (3)由闭合电路欧姆定律可知I =E R +r这里E 为线圈产生的电动势的有效值E =E m 2=BL 1L 2ω2则线圈转动一周在R 上产生的焦耳热为Q R =I 2RT其中T =2πω于是Q R =πR ω⎝ ⎛⎭⎪⎫BL 1L 2R +r 2M215.M2 [2018·重庆卷] 如图所示,理想变压器的原线圈接u =110002sin100πt(V)的交变电压,副线圈通过电阻r =6 Ω的导线对“220 V/880 W”的电器R L 供电,该电器正常工作.由此可知( )A .原、副线圈的匝数比为50∶1B .交变电压的频率为100 HzC .副线圈中电流的有效值为4 AD .变压器的输入功率为880 W15.C [解析] 输入电压的有效值为11000 V ,用电器的额定电压为220 V ,所以变压器的输出电压大于220V ,原副线圈的匝数比小于501,A 错误;由输入电压的表达式知,f =100 π2 πHz =50 Hz ,B 错误;副线圈中的电流与用电器中的电流相同,I =PU=4 A ,C 正确;变压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和,大于880 W ,所以变压器的输入功率大于880 W ,D 错误.4.M2 [2018·天津卷] 通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P ,原线圈的电压 U 保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k 时,线路损耗的电功率为P 1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ,线路损耗的电功率为P 2,则P 1和P 2P 1分别为( )A.PR kU ,1nB.⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R ,1nC.PR kU ,1n 2D.⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R ,1n 2 4.D [解析] 原线圈的电压为U ,副线圈与原线圈的匝数比为k ,则副线圈的电压为kU ,输电线路中的电流为P kU ,所以线路损耗的电功率P 1=⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R ,故线路损耗的电功率与1k 2成正比,即若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ,输电线路损耗的电功率将变为原来的1n2,选项D 正确.18.M2[2018·山东卷] 图甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2,V 为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000 V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是( )图甲 A .电压表的示数等于5 VB .电压表的示数等于52 VC .实现点火的条件是n 2n 1>1000D .实现点火的条件是n 2n 1<100018.BC [解析] 交流电压表显示的是有效值,而原线圈输入的是正弦交流电,所以交流电压表的示数为52V ,故B 正确.如果副线圈电压的瞬时值大于5000 V ,则n 2n 1=U 2U 1>1000,故C 正确.17.M2[2018·课标全国卷] 自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分.一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220 V 的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时,负载R 上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I 1,负载两端电压的有效值为U 2,且变压器是理想的,则U 2和I 1分别约为( )A .380 V 和5.3 AB .380 V 和9.1 AC .240 V 和5.3 AD .240 V 和9.1 A17.B [解析] 因变压器输出电压调至最大,故副线圈为1900匝,由变压器两端的电压与匝数成正比,即U 1U 2=n 1n 2,故副线圈的电压有效值U 2为380 V ;因变压器为理想变压器,故其输入功率等于输出功率,即P 1=P 2,由P 1=U 1I 1得I 1=9.1 A ,B 正确.7.M2[2018·江苏卷] 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L 2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K ,从而切断家庭电路.仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有( )图5A .家庭电路正常工作时,L 2中的磁通量为零B .家庭电路中使用的电器增多时,L 2中的磁通量不变C .家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起D .地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起7.ABD [解析] 由于火线和零线并行绕制,所以在家庭电路正常工作时,火线和零线的电流大小相等,方向相反,因此合磁通量为零,L 2中的磁通量为零,A 项正确;当家庭电路中使用的电器增多时,火线和零线的电流仍然大小相等,方向相反,L 2中的磁通量不变,B 项正确;家庭电路发生短路时,火线和零线的电流同时增大,合磁通量仍然为零,因此开关K 不会被电磁铁吸起,C 项错误;当地面上的人接触火线发生触电时,火线的电流突然变大,即L 1中的磁场发生变化,导致L 2中的磁通量变化,L 2中产生感应电流,电磁铁将开关K 吸起,D 项正确.M3 交变电流综合13.M3[2018·江苏卷] 某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为49π,磁场均沿半径方向.匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =l 、bc =ad =2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc 和ad 边同时进入磁场.在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 、方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r ,外接电阻为R.求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小E m ; (2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F ; (3)外接电阻上电流的有效值I.图1613.[解析] (1)bc 、ad 边的运动速度v =ωl2感应电动势E m =4NBlv解得E m =2NBl 2ω(2)电流I m =E mr +R安培力F =2NBI m l解得F =4N 2B 2l 3ωr +R(3)一个周期内,通电时间t =49TR 上消耗的电能W =I 2m Rt且W =I 2RT解得I =4NBl 2ω+14.M3 [2018·福建卷] 如图,理想变压器原线圈输入电压u =U m sin ωt ,副线圈电路中R 0为定值电阻,R 是滑动变阻器,V 1和V 2是理想交流电压表,示数分别用U 1和U 2表示;A 1和A 2是理想交流电流表,示数分别用I 1和I 2表示.下列说法正确的是( )A .I 1和I 2表示电流的瞬时值B .U 1和U 2表示电压的最大值C .滑片P 向下滑动过程中,U 2不变、I 1变大D .滑片P 向下滑动过程中,U 2不变、I 1变小14.C [解析] 电压表、电流表的读数都是交流电的有效值,A 、B 错;由U 1U 2=n 1n 2可知U 2不变,当滑片P 向下滑动时,副线圈的电阻变小,由I 2=U 2R +R 0可知通过副线圈的电流变大,即I 2变大,由I 1I 2=n 2n 1可知通过原线圈的电流变大,即I 1变大,C 对、D 错.1.2018·新乡调研如图所示为交流发电机示意图,线圈的AB 边连在金属滑环K 上,CD 边连在滑环L 上,导体做的两个电刷E 、F 分别压在两个滑环上,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接.关于其工作原理,下列分析正确的是( )A B .当线圈平面转到中性面的瞬间,线圈中的感应电流最大C .当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,穿过线圈的磁通量最小D .当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,线圈中的感应电流最小1.AC [解析] 我们把与磁感线垂直的平面称为中性面,当线圈处在中性面位置时,穿过线圈的磁通量最大,但线圈中的感应电动势为零,感应电流也为零,当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间,穿过线圈的磁通量最小,但磁通量的变化率最大,线圈中的感应电动势最大,感应电流也最大.本题答案为A 、C.2.2018·沧州模拟如图所示,正方形线框abcd 长为L ,每边电阻均为r ,在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕cd 轴以角速度ω转动,c 、d 两点与外电路相连,外电路电阻也为r.则下列说法中正确的是( )A .S 断开时,电压表读数为22B ωL 2 B .S 断开时,电压表读数为28B ωL 2C .S 闭合时,电流表读数为210rB ωL 2 D .S 闭合时,线框从图示位置转过π2过程中流过电流表的电荷量为BL27r2.BD [解析] 正方形线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕cd 轴以角速度ω转动,产生的感应电动势最大值为B ωL 2,电源电动势为E =22B ωL 2.S 断开时,内电路电流I =E 4r =28r B ωL 2,电压表读数等于c 、d 两点之间的电压,为U =Ir =28B ωL 2,选项B 正确,选项A 错误;S 闭合时,电路总电阻为3r +r 2=72r ,ab 中电流为I =2E 7r =27r B ωL 2,电流表读数为I 2=214r B ωL 2,选项C 错误;S 闭合时,线框从图示位置转过π2过程中,磁通量变化ΔФ=BL 2,时间Δt =π2ω,产生感应电动势的平均值为ΔФΔt =2ωBL 2π,电流平均值为4ωBL 27r π,流过电流表的电流平均值为I =2ωBL 27r π,电荷量为q =I Δt =BL27r,选项D 正确.3.2018·茂名模拟远距离输电装置如图所示,升压变压器和降压变压器均是理想变压器.当S 由2改接为1时,下列说法正确的是( )A .电压表读数变大B .电流表读数变大C .电流表读数变小D .输电线损失的功率减小3.AB [解析] 当S 由2改接为1时,升压变压器的原线圈匝数不变,副线圈匝数变大,所以输送电压变大,降压变压器的输入电压和输出电压均变大,电压表示数变大,选项A 正确;降压变压器的输出电压变大时,流过灯泡的电流I 灯也变大,输电线上的电流I 线也随着I 灯的变大而变大,所以电流表读数变大,选项B 正确,选项C 错误;I 线变大时,输电线上损失的功率P 线=I 2线R 变大,选项D 错误.4.2018( )A .交流电的周期为2 sB .用电压表测量该交流电压时,读数为311 VC .交变电压的有效值为220 VD .将它加在电容器上时,电容器的耐压值必须大于311 V4.CD [解析] 由图可知正弦电压的周期为0.02 s ,最大值为311 V ,有效值为220 V ,故选项A 、B 错误,选项C 正确;电容器的耐压值指的是瞬时值,所以必须大于311 V ,选项D 正确.5.2018·扬州模拟如图所示,边长为L 的正方形线圈abcd ,其匝数为n ,总电阻为r ,外电路的电阻为R ,ab 的中点和cd 的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上,磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始,以角速度ω绕A .闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e =B .在t =π2ω时刻,磁场穿过线圈的磁通量为零,但此时磁通量随时间变化最快C .从t =0 时刻到t =π2ω时刻,电阻R 上产生的热量为Q =n 2B 2L 4πωR+2D .从t =0 时刻到t =π2ω时刻,通过R 的电荷量q =nBL2+5.BCD [解析] 初始时刻,线圈平面处在中性面,穿过线圈的磁通量最大为12BL 2,线圈中的感应电动势为0,即t =0时,e =0,闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e =12nBL 2ωsin ωt ,选项A 错误;在t =π2ω时刻,感应电动势e =12nBL 2ω最大,表示此时磁通量随时间变化最快,磁场穿过线圈的磁通量为零,选项B 正确;U 有=e m2=24nBL 2ω,I 有=U 有r +R =2nBL 2ω+,从t =0时刻到t =π2ω时刻,电阻R 上产生的热量为Q =I 2有Rt =n 2B 2L 4πωR +2,选项C 正确;根据q =I -Δt =nΔΦ+Δt .Δt =n ΔΦR +r 以及从t =0 时刻到t =π2ω时刻磁场穿过线圈的磁通量ΔΦ=12BL 2,可得此时间段内通过R 的电荷量q =nBL2+,选项D 正确.。
04-2012北京高考交流电试题汇编
1NO2 交流电(05年北京)18. 正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照下左图所示的方式连接,R=10Ω交流电压表的示数是10V 。
下右图是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象,则( )A 通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是)(100cos 2A t i R π=B 通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是)(50cos 2A t i R π=C R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是)(100cos 25V t u R π=D R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是)(50cos 25V t u R π=(07年北京)17. 电阻R 1、R 2交流电源按照图1所示方式连接,R 1=10 Ω,R 2=20 Ω。
合上开关后S 后,通过电阻R 2的正弦交变电流i 随时间t 变化的情况如图2所示,则( )A .通过R 1的电流的有效值是1.2 AB .R 1两端的电压有效值是6 VC .通过R 2的电流的有效值是D .R 2两端的电压有效值是V(08年北京)18.一理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=11:5。
原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u 如图所示。
副线圈仅接入一个10的电阻。
则 ( )A .流过电阻的电流是20 AB .与电阻并联的电压表的示数是100VC .经过1分钟电阻发出的热量是6×103J D .变压器的输入功率是1×103W(12年)15.一个小型电热器若接在输出电压为10V 的直流电源上,消耗电功率为P ;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为P 2。
如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为A.5VB. C.10VD.2图1图2-10-2 s。
2009--2012年高考物理试题分类汇编:交流电 答案
2009年高考试题1.解析:本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。
电动势的最大值,电动势的有效值,电流的有效值;。
2.答案:ABD解析:依据输电原理,电路中的功率损耗,而,增大输电线的横截面积,减小输电线的电阻,则能够减小输电线上的功率损耗,A 正确;由P=UI 来看在输送功率一定的情况下,输送电压U 越大,则输电电流越小,则功率损耗越小,B 正确;若输电电压一定,输送功率越大,则电流I 越大,电路中损耗的电功率越大,C 错误;输电电压并不是电压越高越好,因为电压越高,对于安全和技术的要求越高,因此并不是输电电压越高越好,D 正确。
3.答案:AB解析:本题主要考查变压器的知识,要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。
由交变电压的瞬时值表达式知,原线圈两端电压的有效值为V=20V ,由得副线圈两端的电压为V ,电压表的示数为交流电的有效值,B 项正确;交变电压的频率为 Hz ,一个周期内电压两次大于100V ,即一个周期内氖泡能两次发光,所以其发光频率为100Hz ,A 项正确;开关断开前后,输入电压不变,变压器的变压比不变,故输出电压不变,C 项错误;断开后,电路消耗的功率减小,输出功率决定输入功率,D 项错误。
4.ABD5. 答案:12 (2分) 25(2分)6. 答案:C7. 答案:AD解析:根据变压器工作原理可知,,由于输电线上损失一部分电ωBS E =m 2mE E =RBS RE I 22ω==R BS R t t R t R E t I q =====∆Φ∆∆∆Φ∆∆线R I P 2=∆SLR ρ=线22201=U 2121U U n n =1002=U 502100==ππf 122220n n U =334220n U n =压,升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压,有,所以,A 正确,BC 不正确。
2012年全国统一高考物理试卷(新课标)(含解析版)
2012年全国统一高考物理试卷(新课标)一.选择题1.(3分)伽利略根据小球在斜面上运动的实验和理想实验,提出了惯性的概念,从而奠定了牛顿力学的基础.早期物理学家关于惯性有下列说法,其中正确的是()A.物体抵抗运动状态变化的性质是惯性B.没有力作用,物体只能处于静止状态C.行星在圆周轨道上保持匀速率运动的性质是惯性D.运动物体如果没有受到力的作用,将继续以同一速度沿同一直线运动2.(3分)如图,x轴在水平地面内,y轴沿竖直方向。
图中画出了从y轴上沿x轴正向抛出的三个小球a、b和c的运动轨迹,其中b和c是从同一点抛出的,不计空气阻力,则()A.a的飞行时间比b的长B.b和c的飞行时间相同C.a的水平速度比b的小D.b的初速度比c的大3.(3分)如图,一小球放置在木板与竖直墙面之间。
设墙面对球的压力大小为N1,球对木板的压力大小为N2.以木板与墙连接点所形成的水平直线为轴,将木板从图示位置开始缓慢地转到水平位置。
不计摩擦,在此过程中()A.N1始终减小,N2始终增大B.N1始终减小,N2始终减小C.N1先增大后减小,N2始终减小D.N1先增大后减小,N2先减小后增大4.(3分)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分,一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为()A.380 V和5.3 A B.380 V和9.1 A C.240 V和5.3 A D.240 V和9.1 A5.(3分)如图所示,平行板电容器的两个极板与水平地面成一角度,两极板与一直流电源相连.若一带电粒子恰能沿图中所示水平直线通过电容器,则在此过程中,该粒子()A.所受重力与电场力平衡B.电势能逐渐增加C.动能逐渐增加D.做匀变速直线运动6.(3分)如图,均匀磁场中有一由半圆弧及其直径构成的导线框,半圆直径与磁场边缘重合;磁场方向垂直于半圆面(纸面)向里,磁感应强度大小为B0.使该线框从静止开始绕过圆心O、垂直于半圆面的轴以角速度ω匀速转动半周,在线框中产生感应电流。
20092012年高考物理试题分类汇编交流电
交变电流2009— 2012高考题2009年咼考试题1.(天津卷)(6分)(1)如图所示,单匝矩形闭合导线框 abed 全部处 于磁感应强度为 B 的水平匀强磁场中,线框面积为 S ,电阻为R 。
线框绕 与ed 边重合的竖直固定转轴以角速度 匀速转动,线框中感应电流的有 效值1=。
线框从中性面开始转过一的过程中,通过导线横截2面的电荷量 q= __________2. (广东物理)图为远距离高压输电的示意图。
关于远距离输电,下列表述正确的是A •增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中 的电能损失损耗C .在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小D •高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好 3.(江苏物理)如图所示,理想变压器的原、畐U 线圈匝数比为 1: 5,原线圈两端的交变电压为u 20 2 sin100 t V 氖泡在两端电压达到 有A .开关接通后,氖泡的发光频率为 100HzB .开关接通后,电压表的示数为 100 VC .开关断开后,电压表的示数变大D •开关断开后,变压器的输出功率不变 4.(海南物理)一台发电机最大输出功率为 4000kW,电压为4000V ,经变压器「升压后向远方输电。
输电线路总电阻 R 1k Q •至U 目的地经变压器 T 2降压,负载为多个正常发光的灯泡(220V 、60W )。
若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,B •高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热 100V 时开始发光,下列说法中正确的愛电工#A電/1A变压器「和T2的耗损可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则3A • T1原、副线圈电流分别为10 A和20A5B. T2原、副线圈电压分别为1.8 10 V和220VC. T i和T2的变压比分别为1: 50和40 : 1D •有6 104盏灯泡(220V、60W)正常发光5. (海南物理)钳型表的工作原理如图所示。
12年普通高等学校招生全国统一考试.docx
高中物理学习材料2012年普通高等学校招生全国统一考试 理科综合能力测试 物理部分解析(解析原创:江苏省特级教师戴儒京)本试卷分第I 卷(选择题)和第II 卷(非选择题)两部分。
第I 卷1至4页,第II 卷5至11页。
考试结束后,将本试题卷和答题卡一并交回。
第I 卷注意事项:1.答卷前,考生务必用黑色字迹的钢笔或签字笔将自己的姓名、准考证号填写清楚,并贴好条形码。
请认真核准条形码上的准考证号、姓名和科目。
2.每小题选出答案后,用2B 铅笔把答题卡上对应题目的答案标号涂黑,如需改动,用橡皮擦干净后,再选涂其他答案标号,在试题卷上作答无效.........。
3.第I 卷共21小题,每小题6分,共126分。
二,选择题:本题共8题。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项份额和题目要求,有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得6分,选对但选不全的得3分,有选错的德0分。
14.下列关于布朗运动的说法,正确的是 A .布朗运动是液体分子的无规则运动B. 液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈 C .布朗运动是由于液体各个部分的温度不同而引起的D.布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的【解析】布朗运动是液体内悬浮粒子的运动,不是液体分子的无规则运动。
布朗运动是由液体分子从各个方向对悬浮粒子撞击作用的不平衡引起的,液体温度越高,悬浮粒子越小,布朗运动越剧烈。
有个成语是“见微而知著”,对布朗运动而言,是“见著而知微”。
【答案】BD15. 23592U 经过m 次a 衰变和n 次β衰变Pb 20782,则 A.m=7,n=3 B.m=7n=4 C.m=14 n=9 D. m=14 n=18【解析】质量数减少为:4m=235-207=28,m=7.核电荷数减少为:2m-n=92-82=10,n=4 【答案】B16.在双缝干涉实验中,某同学用黄光作为入射光,为了增大干涉条纹的间距,该同学可以采用的方法有 A.改用红光作为入射光 B.改用蓝光作为入射光 C.增大双缝到屏的距离 D.增大双缝之间的距离【解析】根据λdLx =∆,红光比黄光波长大,所以A 正确;增大双缝到屏的距离即增大L ,所以C 正确。
2012全国普通高校招生考试试题分类汇编:电学实验
23(2012全国新课标).(10分)图中虚线框内存在一沿水平方向、且与纸面垂直的匀强磁场。
现通过测量通电导线在磁场中所受的安培力,来测量磁场的磁感应强度大小、并判定其方向。
所用部分器材已在图中给出,其中D 为位于纸面内的U 形金属框,其底边水平,两侧边竖直且等长;E 为直流电源;R 为电阻箱;○A 为电流表;S 为开关。
此外还有细沙、天平、米尺和若干轻质导线。
(1)在图中画线连接成实验电路图。
(2)完成下列主要实验步骤中的填空 ①按图接线。
②保持开关S 断开,在托盘内加入适量细沙,使D 处于平衡状态;然后用天平称出细沙质量m 1。
③闭合开关S ,调节R 的值使电流大小适当,在托盘内重新加入适量细沙,使D________;然后读出___________________,并用天平称出____________。
④用米尺测量_______________。
(3)用测量的物理量和重力加速度g 表示磁感应强度的大小,可以得出B =_________。
(4)判定磁感应强度方向的方法是:若____________,磁感应强度方向垂直纸面向外;反之,磁感应强度方向垂直纸面向里。
[答案]③重新处于平衡状态, 电流表的示数I , 此时细沙的质量m 2④D 的底边长L (3)ILg m m B 21-=(4)12m m >22(2012全国理综).(6分)在黑箱内有一由四个阻值相同的电阻构成的串并联电路,黑箱面板上有三个接线柱1、2、3.用欧姆表测得1、2接线柱之间的电阻为1Ω,2、3接线柱之间的电阻为1.5Ω,1、3接线柱之间的电阻为2.5Ω。
(1)在虚线框中画出黑箱中的电阻连接方式;(2)如果将1、3接线柱用导线连接起来,1、2接线柱之间的电阻为______Ω。
【解析与答案】 (1)如下图(2)两电阻并联为 6.0。
34(1)(2012广东卷)某同学测量一个圆柱体的电阻率,需要测量圆柱体的尺寸和电阻。
2012年高考物理试题分类汇编:电学实验(带详细解析)
2012年高考物理试题分类汇编——电学实验(全国卷1)23.(16分)一电流表的量程标定不准确,某同学利用图1所示电路测量该电流表的实际量程m I 。
所用器材有:量程不准的电流表1A ,内阻1r =10.0Ω,量程标称为5.0mA ;标准电流表2A ,内阻2r =45.0Ω,量程1.0mA ;标准电阻1R ,阻值10.0Ω;滑动变阻器R ,总电阻为300.0Ω;电源E ,电动势3. 0V ,内阻不计;保护电阻2R ;开关S ;导线。
回答下列问题:(1)在答题卡上(图2所示)的实物图上画出连线。
(2)开关S 闭合前,滑动变阻器的滑动端c 应滑动至 端。
(3)开关S 闭合后,调节滑动变阻器的滑动端,使电流表1A 满偏;若此时电流表2A 的读数为2I ,则1A 的量程m I = 。
(4)若测量时,1A 未调到满偏,两电流表的示数如图3所示,从图中读出1A的示数1I = ,2A的示数2I = ;由读出的数据计算得m I= 。
(保留3位有效数字)(5)写出一条提高测量准确度的建议:。
【答案】⑴连线如图⑵阻值最大⑶121 2)( r rRIIm +=⑷6.05mA【解析】⑴连线如图⑵在滑动变阻器的限流接法中在接通开关前需要将滑动触头滑动到阻值最大端⑶闭合开关调节滑动变阻器使待测表满偏,流过的电流为Im。
根据并联电路电压相等有)(1221R r I r I m +=得1212)(r r R I I m +=⑷待测表未满偏有)(12211R r I r I +=,将A2的示数0.66mA 和其他已知条件代入有63.310)4510(66.0)(12121=+⨯=+=r r R I I Ma但图中A1的示数3.0mA 量程为5.0mA ,根据电流表的刻度是均匀的,则准确量程为6.05mA⑸略(全国卷2)23.(13分)如图,一热敏电阻RT 放在控温容器M 内:○A 为毫安表,量程6mA ,内阻为数十欧姆;E 为直流电源,电动势约为3V ,内阻很小;R 为电阻箱,最大阻值为999.9Ω;S 为开关。
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14(2012福建卷)如图,理想变压器原线圈输入电压u=sin m
t U
ω,副线圈电路中0R 为
定值电阻,R 是滑动变阻器。
和
是理想交流电压表,示数分别用
1
U 和2
U
表示;
是理想交流电流表,示数分别用
1
I
和
2
I
表示。
下列说法正确的是
A .1
I
和
2
I
表示电流的瞬间值 B .
1
U 和2
U
表示电压的最大值
C .滑片P 向下滑动过程中,
2
U 不变、1
I
变大 D .滑片P 向下滑动过程中,2
U
变小、
1
I
变小
答案:C
4(2012天津卷).通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U 保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则P1和1
2
P P 分别为( )
A .
n kU PR 1, B .n R kU P 1
,2⎪⎭⎫ ⎝⎛ C .21,n kU PR D .22
1,n
R kU P ⎪⎭⎫ ⎝⎛ 解析:根据理想变压器的变压比有 U U k 1=
,U
U
nk 2= 线路的输送功率不变有 2211I U I U P == 根据焦耳定律有 R kU
P
R U P R I P 2212
11)()(
===, R I P 22
2=,22221212
2121
n
U U I I P P ===。
答案D 。
19(2012广东卷).某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin 100πt (V ),对此电动势,下列表述正确的有
A.最大值是V
B.频率是100Hz
C .有效值是V D.周期是0.02s 答案:CD
15(2012北京高考卷).一个小型电热器若接在输出电压为10V 的直流电源上,消耗电功率
为P ;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为P .如果电热器电阻不变,
则此交流电源输出电压的最大值为
A .5V
B .
C .10V
D .答案:C
18(2012山东卷).图甲是某燃气炉点火装置的原理图。
转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为1n 、2n 。
○
V 为交流电压表。
当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。
以下判断正确的是 A .电压表的示数等于5V
B
C .实现点火的条件是
2
1
1000n n > D .实现点火的条件是2
1
1000n n <
答案:BC
16(2012四川卷).如图所示,在铁芯P 上绕着两个线圈a 和b ,则 A .线圈a 输入正弦交变电流,线圈b 可输出恒定电流 B .线圈a 输入恒定电流,穿过线圈b 的磁通量一定为零 C .线圈b 输出的交变电流不对线圈a 的磁场造成影响 D .线圈a 的磁场变化时,线圈b 中一定有电场 答案:D
17(2012全国新课标).自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分,一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。
已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V 的交流电源上。
当变压器输出电压调至最大时,负载R 上的功率为2.0kW 。
设此时原线圈中电流有效值为I 1,负载两端电压的有效值为U 2,且变压器是理想的,则U 2和I 1分别约为
A.380V 和5.3A
B.380V 和9.1A
C.240V 和5.3A
D.240V 和9.1A [答案]B
[解析]先判断出原副线圈的匝数,由式
12
1
2n n U U =得3802=U V 。
负载R 上的功率就是变
压器的输出功率,因为是理想变压器,故输入功率U1I1等于输出功率,从而求出I1=9.1A 。
7(2012江苏卷).某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成,当右侧线圈L 2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K ,从而切断家庭电路,仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有
A .家庭电路正常工作时,L 2中磁通量为零
B .家庭电路中使用的电器增多时,L 2中的磁通量不变
C .家庭电路发生短路时,开关K 将被电磁铁吸起
D .地面上的人接触火线发生触电时,开关K 将被电磁铁吸起。
【解析】因原线圈是双线绕法,所以家庭电路正常工作时1L 、2L 磁通量为0,A 、B 正确;家庭电路短路时,1L 、2L 磁通量仍为0,C 错误;地面上的人接触火线发生触电时,两根电线电流不等且变化,开关K 被磁铁吸起,D 正确。
【答案】ABD
15(2012重庆卷).如题15图所示,理想变压器的原线圈接入t u
π100sin 211000=(V)
的交变电压,副线圈通过电阻r=6Ω导线对“220V/880W ”电器R L 供电,该电器正常工作。
由此可知 A . 原、副线圈的匝数比为50 : 1 B . 交变电压的频率为100H Z C . 副线圈中电流的有效值为4A D . 变压器的输入功率为880W 答案:C
11(2012海南卷).如图:理想变压器原线圈与10V 的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡a 和b ,小灯泡a 的额定功率为0.3w ,正常发光时电阻为30Ω可,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09A ,可计算出原、副线圈的匝数比为_____,10:3流过灯泡b 的电流为___0.2A,
解析:副线圈电压23a U U v ==
=
1122103
n U n U ==, 3b a U U v == 由能量守恒得: 11a b b U I p U I =+ 代人数据得:0.2b I A = 23(2012安徽卷).(16分)
图1是交流发电机模型示意图。
在磁感应强度为B 的匀强磁场中,有一矩形线图abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴'
OO 转动,由线圈引起的导线ae 和df 分别与两个跟线圈一起绕'
OO 转动的金属圈环相连接,金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻R 形成闭合电路。
图2是线圈的住视图,导线ab 和cd 分别用它们的横截面来表示。
已知ab 长度为1L , bc 长度为2L ,线圈以恒定角速度ω逆时针转动。
(只考虑单匝线圈)
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t 时刻整个线圈中的感应电动势1e 的表达式;
(2)线圈平面处于与中性面成0ϕ夹角位置时开始计时,如图3所示,试写出t 时刻整个线圈中的感应电动势2e 的表达式;
(3)若线圈电阻为r ,求线圈每转动一周电阻R 上产生的焦耳热。
(其它电阻均不计) 23.(1) t l l B e ωωsin 211= (2) )sin(0211ϕωω+=t l l B e (3)2
2
2212)
(r R l l RB Q +=
πω
解析:(1)从中性面开始计时,经过时间t ,线圈平面转过的角度t ωθ=,ab 边和cd 边的速度22l v ω
=,则两边分别产生大小为t l Bl v Bl e ωω
θsin 2
sin 211==的电动势。
且两边电动势串联,故线圈中产生的电动势t l Bl e ωωsin 211=
图2
图1
图3
(2)若线圈从与中性面夹角0ϕ位置时开始计时,其初相为0
ϕ,其表达式为:
)sin(0211ϕωω+=t l l B e
(3)由闭合电路欧姆定律得回路中电流有效值为
t r R l Bl I ωωsin )
(221+=
由焦耳定律得2
2
22122
)
(2r R l l RB R
I Q +=
=πωω
π
13(2012江苏卷).(15分)某兴趣小组设计一种发电装置,如图所示,在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为
4
9
p ,磁场均沿半径方向,匝数为N 的矩形线圈abcd 边长ab =cd =l 、bc =ad =2l ,线圈以角速度ω绕
中心轴匀速转动,bc 与ad 边同时进入磁场,在磁场中,两条边的经过处的磁感应强度大小均为B ,方向始终与两条边的运动方向垂直,线圈的总电阻为r ,外接电阻为R ,求
(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小E m (2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F (3)外接电阻上电流的有效值I
【答案】
(1)bc 、ad 边的运动速度2
l
v ω
= , 感应电动势NBlv E m 4=,解得ω22NBl E m =。
(2)电流R r E I m m +=, 安培力 l N B I F m 2=,解得 R
r l B N F +=
ω
3224. (3)一个周期内,通电时间T t 9
4
=
,R 上消耗的电能Rt I W m 2=,且RT I W 2= 解得)
(342R r NBl I +=ω。