2011课件-高三物理一轮复习 第13章 交变电流电磁场和电磁波单元评估

2011金版新学案高三物理一轮复习 第13章 交变电流电磁场和电磁波单元评估 (本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)一、选择题1如右图所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是()A只增加原线圈的匝数B只增加副线圈的匝数C只减小R1的电阻D断开开关S【解析】输入功率由输出功率决定，副线圈上的功率P2.增加副线圈的匝数，U2增加，P2增大，B正确；增加原线圈匝数，U2减小，P2减小，A错；减小R1的电阻，副线圈上的总电阻R变小，P2增大，C对；断开S，R增大，P2减小，D错【答案】BC2如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则下列四幅图中正确的是()【解析】本题考查的知识点是交变电流的产生、交变电流的图象由图甲、乙可知初始时刻交变电流方向为adcba，是负值，所以感应电流的表达式为iImcos(t/4)，故选项D正确【答案】D3如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动，以线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按图乙所示的余弦规律变化，在t时刻()A线圈中的电流最大B穿过线圈的磁通量为零C线圈所受的安培力为零D穿过线圈磁通量的变化率最大【解析】注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同；t，线圈转过90，本题应选C.【答案】C4下图是可调光的台灯电路示意图，哪种(或几种)电路是可取的()【解析】三个电路中用来改变电灯两端电压的分别是电阻、感抗、变压器效果最好的是C，它是用变压器改变电压；而最不可取的是A，利用串联电阻虽然起到了降压作用，但电阻消耗了一定的电功率而B电路利用电感的感抗降低电压来调，虽然它占据一定的电功率，但不消耗电能【答案】BC5如右图所示是街头变压器给用户供电的示意图变压器的输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，输出电压通过输电线输送给用户输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法不正确的是()A相当于在增加用电器的数目BA1表的示数随A2表的示数的增大而增大CV1表的示数随V2表的示数的增大而增大D变压器的输入功率增大【解析】当滑动变阻器触头P向下移动时，用电器的总电阻减小，相当于并联的用电器数目增加，同时变压器的输入功率增大，A、D对；电网供电是“用多少供多少”输出电流增大则输入电流增大，B正确；但变压器的输出电压则由输入电压决定，当输入电压和变压器的匝数比一定时，输出电压一定，C错答案为C.【答案】C6如下图所示，MN和PQ为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(IR、IC均为有效值)()A若ab棒匀速运动，则IR0，IC0B若ab棒匀速运动，则IR0，IC0C若ab棒在某一中心位置两侧做简谐运动，则IR0，IC0D若ab棒做匀加速运动，则IR0，IC0【解析】ab匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳定恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A错B对；若ab棒在某一中心位置两侧做简谐运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C对；当ab匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中的电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充电故选项D也正确【答案】BCD7(2010年大连一模)如右图所示是磁电式电流表的结构图和磁场分布图，若磁极与圆柱间的磁场都是沿半径方向，且磁场有理想的边界，线圈经过有磁场的位置处磁感应强度大小相等某同学用此种电流表中的线圈和磁体做成发电机使用，让线圈匀速转动，若从图中水平位置开始计时，取起始电流方向为正方向，表示产生的电流随时间变化关系的下列图象中正确的是()【解析】由于线圈在磁场中切割磁感线，切割速度方向总是与磁场方向垂直，磁感应强度B、导线有效长度L和导线切割速率v等都不变化，由EBLv，可知产生的感应电动势大小不变，感应电流大小不变根据右手定则，电流方向做周期性变化，C正确【答案】C8一台发电机最大输出功率为4 000 kW，电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电输电线路总电阻R1 k.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡(220 V、60 W)若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T1和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则()AT1原、副线圈电流分别为103 A和20 ABT2原、副线圈电压分别为1.8105 V和220 VCT1和T2的变压比分别为150和401D有6104盏灯泡(220 V、60 W)正常发光【解析】T1原线圈的电流为I1 A1103 A，输电线上损失的功率为P损IR10%P1，所以I2 A20 A，选项A对；T1的变压比为；T1上副线圈的电压为U250U12105 V, T2上原线圈的电压为U3U2I2R2105 V20103 V1.8105 V，选项B对；T2上原、副线圈的变压比为，选项C错；能正常发光的灯泡的盏数为：N6104，选项D对【答案】ABD9如右图所示，在两平行金属板中央有一个静止的电子(不计重力)，当两板间加上如下图所示的交变电压后，能使电子有可能做往返运动的电压是(如下图)()【解析】对A图象可知，电子先做加速度减小的加速度运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增加的减速运动，T时刻速度为零从T到T电子反向做加速度减小的加速运动，T时刻速度最大，由T到T做加速度增大的减速运动，T时刻速度为零，回到原位置，即电子能往复运动同样的方法可得B、C也对【答案】ABC10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)、方向如右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()的电阻，其余部分的电阻不计，则()A通过电阻R的电流恒为B电阻R两端的电压的最大值为Bn2r2C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D电阻R上消耗的电功率为【解析】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EmBSB2nBn2r2，且电路中除电阻R以外其余部分的电阻不计，所以UmEmBn2r2，故B项正确；由U和P可得：P，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BSB变为0，即，由法拉第电磁感应定律可得：，又，qt，所以导线由图示位置转过90时通过电阻R的电荷量为qttt，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Q2q，故C项也正确【答案】BCD二、非选择题11示波器工作时，屏上显示出如下图甲所示的波形，且亮度较弱要将波形由甲图位置调节到乙图的位置和波形，示波器面板上的旋钮被调节的是_A辉度旋钮B聚焦旋钮C辅助聚焦旋钮D竖直位移旋钮EY增益旋钮FX增益旋钮G水平位移旋钮H扫描微调旋钮I衰减旋钮J扫描范围旋钮K同步开关【答案】A、D、E、F、G、K12(2009年海南单科)钳型电流表的工作原理如右图所示当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50 Hz和60 Hz.现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10 A；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是_A若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30 A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为_A.【解析】当导线中电流的频率由50 Hz变为60 Hz时，若导线中电流大小相同，则它在铁芯中产生的磁场的变化率增大为原来的1.2倍，导线中为10 A电流时示数为12 A；若电流表指针偏角相同，则磁通量变化率相同，导线中电流应为原来的倍，故频率为50 Hz时，电流的量程为30 A，而频率为60 Hz时电流表的量程就成为25 A了【答案】122513交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S0.05 m2，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B T为用此发电机所发出交流电带动两个标有“220 V, 11 kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如下图所示求：(1)发电机的输出电压为多少？(2)变压器原、副线圈的匝数比为多少？(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多大？【解析】(1)根据EmNBS1 100 V得输出电压的有效值为U11 100 V.(2)根据得.(3)根据P入P出2.2104 W再根据P入U1I1，解得I120 A.【答案】(1)1 100 V(2)(3)20 A14如右图所示矩形线圈abcd放置在磁感应强度为B的有界磁场中，磁场只分布在线圈bc边的左侧线圈绕bc轴转动，角速度为.将电阻R、理想交流电流表接在线圈上组成电路，且电路中其他电阻不计，已知abl1，bcl2，求：(1)以abcda为电流正方向，从图示位置开始计时，画出线圈中电流随时间变化的图象；(2)从图示位置转过圈的时间内，电阻R上产生的热量；(3)从图示位置转过圈的时间内，通过电阻R上的电荷量；(4)电流表示数【解析】(1)线圈开始在中性面位置，根据楞次定律，开始电流为正，再根据磁场边界特点，线圈中电流随时间变化规律如下图：(2)感应电动势最大值EmBl1l2，则Im圈内，电流有效值IQI2R.(3)圈内平均感应电动势平均电流通过R的电荷量qT.(4)设此交变电流一个周期内的有效值为I，则I2RT2R解得IIm故电路中交流电流表示数为.【答案】(1)(2)(3)(4)