2011《》高三物理一輪復習 第13章 交變電流電磁場和電磁波單元評估

2011高三物理一輪復習 第13章 交變電流電磁場和電磁波單元評估 (本欄目內(nèi)容，在學生用書中以活頁形式分冊裝訂！)一、選擇題1如右圖所示為一理想變壓器，在原線圈輸入電壓不變的條件下，要提高變壓器的輸入功率，可采用的方法是()A只增加原線圈的匝數(shù)B只增加副線圈的匝數(shù)C只減小R1的電阻D斷開開關(guān)S【解析】輸入功率由輸出功率決定，副線圈上的功率P2.增加副線圈的匝數(shù)，U2增加，P2增大，B正確；增加原線圈匝數(shù)，U2減小，P2減小，A錯；減小R1的電阻，副線圈上的總電阻R變小，P2增大，C對；斷開S，R增大，P2減小，D錯【答案】BC2如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉(zhuǎn)動若以線圈平面與磁場夾角45°時(如圖乙)為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正則下列四幅圖中正確的是()【解析】本題考查的知識點是交變電流的產(chǎn)生、交變電流的圖象由圖甲、乙可知初始時刻交變電流方向為adcba，是負值，所以感應(yīng)電流的表達式為iImcos(t/4)，故選項D正確【答案】D3如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強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，以線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈中產(chǎn)生的交變電流按圖乙所示的余弦規(guī)律變化，在t時刻()A線圈中的電流最大B穿過線圈的磁通量為零C線圈所受的安培力為零D穿過線圈磁通量的變化率最大【解析】注意線圈轉(zhuǎn)動過程中通過兩個特殊位置(平行于磁感線和垂直于磁感線)時的特點；磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率不同；t，線圈轉(zhuǎn)過90°，本題應(yīng)選C.【答案】C4下圖是可調(diào)光的臺燈電路示意圖，哪種(或幾種)電路是可取的()【解析】三個電路中用來改變電燈兩端電壓的分別是電阻、感抗、變壓器效果最好的是C，它是用變壓器改變電壓；而最不可取的是A，利用串聯(lián)電阻雖然起到了降壓作用，但電阻消耗了一定的電功率而B電路利用電感的感抗降低電壓來調(diào)，雖然它占據(jù)一定的電功率，但不消耗電能【答案】BC5如右圖所示是街頭變壓器給用戶供電的示意圖變壓器的輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓，不會有很大的波動，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶輸電線的電阻用R0表示，變阻器R表示用戶用電器的總電阻，當滑動變阻器觸頭P向下移動時，下列說法不正確的是()A相當于在增加用電器的數(shù)目BA1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大CV1表的示數(shù)隨V2表的示數(shù)的增大而增大D變壓器的輸入功率增大【解析】當滑動變阻器觸頭P向下移動時，用電器的總電阻減小，相當于并聯(lián)的用電器數(shù)目增加，同時變壓器的輸入功率增大，A、D對；電網(wǎng)供電是“用多少供多少”輸出電流增大則輸入電流增大，B正確；但變壓器的輸出電壓則由輸入電壓決定，當輸入電壓和變壓器的匝數(shù)比一定時，輸出電壓一定，C錯答案為C.【答案】C6如下圖所示，MN和PQ為兩光滑的電阻不計的水平金屬導軌，N、Q接理想變壓器，理想變壓器的輸出端接電阻元件R、電容元件C，導軌上垂直放置一金屬棒ab.今在水平導軌部分加一豎直向上的勻強磁場，則下列說法中正確的是(IR、IC均為有效值)()A若ab棒勻速運動，則IR0，IC0B若ab棒勻速運動，則IR0，IC0C若ab棒在某一中心位置兩側(cè)做簡諧運動，則IR0，IC0D若ab棒做勻加速運動，則IR0，IC0【解析】ab勻速切割時產(chǎn)生恒定電動勢，原線圈中有穩(wěn)定恒電流，副線圈不產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故副線圈電流為零，A錯B對；若ab棒在某一中心位置兩側(cè)做簡諧運動，原線圈中產(chǎn)生周期性變化的電流，副線圈產(chǎn)生電磁感應(yīng)現(xiàn)象，副線圈電流不為零，電容器進行充放電，故C對；當ab勻加速運動時，產(chǎn)生的電動勢均勻增加，原線圈中的電流均勻增加，產(chǎn)生的磁場均勻增強，副線圈中產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電動勢，副線圈兩端電壓不變，因而電容器不會充電故選項D也正確【答案】BCD7(2010年大連一模)如右圖所示是磁電式電流表的結(jié)構(gòu)圖和磁場分布圖，若磁極與圓柱間的磁場都是沿半徑方向，且磁場有理想的邊界，線圈經(jīng)過有磁場的位置處磁感應(yīng)強度大小相等某同學用此種電流表中的線圈和磁體做成發(fā)電機使用，讓線圈勻速轉(zhuǎn)動，若從圖中水平位置開始計時，取起始電流方向為正方向，表示產(chǎn)生的電流隨時間變化關(guān)系的下列圖象中正確的是()【解析】由于線圈在磁場中切割磁感線，切割速度方向總是與磁場方向垂直，磁感應(yīng)強度B、導線有效長度L和導線切割速率v等都不變化，由EBLv，可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小不變，感應(yīng)電流大小不變根據(jù)右手定則，電流方向做周期性變化，C正確【答案】C8一臺發(fā)電機最大輸出功率為4 000 kW，電壓為4 000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠方輸電輸電線路總電阻R1 k.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 V、60 W)若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，則()AT1原、副線圈電流分別為103 A和20 ABT2原、副線圈電壓分別為1.8×105 V和220 VCT1和T2的變壓比分別為150和401D有6×104盞燈泡(220 V、60 W)正常發(fā)光【解析】T1原線圈的電流為I1 A1×103 A，輸電線上損失的功率為P損IR10%P1，所以I2 A20 A，選項A對；T1的變壓比為；T1上副線圈的電壓為U250U12×105 V, T2上原線圈的電壓為U3U2I2R2×105 V20×103 V1.8×105 V，選項B對；T2上原、副線圈的變壓比為，選項C錯；能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：N6×104，選項D對【答案】ABD9如右圖所示，在兩平行金屬板中央有一個靜止的電子(不計重力)，當兩板間加上如下圖所示的交變電壓后，能使電子有可能做往返運動的電壓是(如下圖)()【解析】對A圖象可知，電子先做加速度減小的加速度運動，T時刻速度最大，由T到T做加速度增加的減速運動，T時刻速度為零從T到T電子反向做加速度減小的加速運動，T時刻速度最大，由T到T做加速度增大的減速運動，T時刻速度為零，回到原位置，即電子能往復運動同樣的方法可得B、C也對【答案】ABC10將硬導線中間一段折成半圓形，使其半徑為r(m)，讓它在磁感應(yīng)強度為B(T)、方向如右圖所示的勻強磁場中繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速為n(r/s)，導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路接有阻值為R()的電阻，其余部分的電阻不計，則()A通過電阻R的電流恒為B電阻R兩端的電壓的最大值為Bn2r2C半圓導線從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，通過電阻R的電荷量為D電阻R上消耗的電功率為【解析】因為是線圈轉(zhuǎn)動發(fā)生電磁感應(yīng)，且圖示位置磁通量最大，產(chǎn)生正弦式交變電流，故A項錯誤；感應(yīng)電動勢的最大值EmBSB··2nBn2r2，且電路中除電阻R以外其余部分的電阻不計，所以UmEmBn2r2，故B項正確；由U和P可得：P，故D項正確；導線由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時，可視為通過半圓的磁通量由BSB·變?yōu)?，即，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：，又，qt，所以導線由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時通過電阻R的電荷量為qttt，由于再轉(zhuǎn)90°時電流的方向不變，由對稱性可知，半圓導線從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，通過電阻R的電荷量Q2q，故C項也正確【答案】BCD二、非選擇題11示波器工作時，屏上顯示出如下圖甲所示的波形，且亮度較弱要將波形由甲圖位置調(diào)節(jié)到乙圖的位置和波形，示波器面板上的旋鈕被調(diào)節(jié)的是_A輝度旋鈕B聚焦旋鈕C輔助聚焦旋鈕D豎直位移旋鈕EY增益旋鈕FX增益旋鈕G水平位移旋鈕H掃描微調(diào)旋鈕I衰減旋鈕J掃描范圍旋鈕K同步開關(guān)【答案】A、D、E、F、G、K12(2009年海南單科)鉗型電流表的工作原理如右圖所示當通有交流電的導線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)由于通過環(huán)形鐵芯的磁通量與導線中的電流成正比，所以通過偏轉(zhuǎn)角度的大小可以測量導線中的電流日常所用交流電的頻率在中國和英國分別為50 Hz和60 Hz.現(xiàn)用一鉗型電流表在中國測量某一電流，電表讀數(shù)為10 A；若用同一電表在英國測量同樣大小的電流，則讀數(shù)將是_A若此表在中國的測量值是準確的，且量程為30 A；為使其在英國的測量值變?yōu)闇蚀_，應(yīng)重新將其量程標定為_A.【解析】當導線中電流的頻率由50 Hz變?yōu)?0 Hz時，若導線中電流大小相同，則它在鐵芯中產(chǎn)生的磁場的變化率增大為原來的1.2倍，導線中為10 A電流時示數(shù)為12 A；若電流表指針偏角相同，則磁通量變化率相同，導線中電流應(yīng)為原來的倍，故頻率為50 Hz時，電流的量程為30 A，而頻率為60 Hz時電流表的量程就成為25 A了【答案】122513交流發(fā)電機的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO勻速轉(zhuǎn)動一小型發(fā)電機的線圈共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)強度B T為用此發(fā)電機所發(fā)出交流電帶動兩個標有“220 V, 11 kW”的電機正常工作，需在發(fā)電機的輸出端a、b與電機之間接一個理想變壓器，電路如下圖所示求：(1)發(fā)電機的輸出電壓為多少？(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.(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)(3)20 A14如右圖所示矩形線圈abcd放置在磁感應(yīng)強度為B的有界磁場中，磁場只分布在線圈bc邊的左側(cè)線圈繞bc軸轉(zhuǎn)動，角速度為.將電阻R、理想交流電流表接在線圈上組成電路，且電路中其他電阻不計，已知abl1，bcl2，求：(1)以abcda為電流正方向，從圖示位置開始計時，畫出線圈中電流隨時間變化的圖象；(2)從圖示位置轉(zhuǎn)過圈的時間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量；(3)從圖示位置轉(zhuǎn)過圈的時間內(nèi)，通過電阻R上的電荷量；(4)電流表示數(shù)【解析】(1)線圈開始在中性面位置，根據(jù)楞次定律，開始電流為正，再根據(jù)磁場邊界特點，線圈中電流隨時間變化規(guī)律如下圖：(2)感應(yīng)電動勢最大值EmBl1l2，則Im圈內(nèi)，電流有效值IQI2R·.(3)圈內(nèi)平均感應(yīng)電動勢平均電流通過R的電荷量q·T.(4)設(shè)此交變電流一個周期內(nèi)的有效值為I，則I2RT2R·解得IIm故電路中交流電流表示數(shù)為.【答案】(1)(2)(3)(4)