2011《》高三物理一輪復(fù)習(xí) 第13章 交變電流電磁場(chǎng)和電磁波單元評(píng)估

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1、2011《》高三物理一輪復(fù)習(xí) 第13章 交變電流電磁場(chǎng)和電磁波單元評(píng)估 (本欄目?jī)?nèi)容，在學(xué)生用書中以活頁(yè)形式分冊(cè)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．?dāng)嚅_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(cuò)；減小R1的電阻，副線圈上的總電阻R變小，P2增大，C對(duì)；斷開S，R增大，P2減小，D錯(cuò)． 【答案】　BC

2、 2．如圖甲所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO′以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角θ＝45°時(shí)(如圖乙)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎畡t下列四幅圖中正確的是 (　　) 【解析】　本題考查的知識(shí)點(diǎn)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(shí)刻交變電流方向?yàn)閍dcba，是負(fù)值，所以感應(yīng)電流的表達(dá)式為i＝－Imcos(ωt＋π/4)，故選項(xiàng)D正確． 【答案】　D 3．如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸OO′以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，以線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開始計(jì)時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交

3、變電流按圖乙所示的余弦規(guī)律變化，在t＝時(shí)刻 (　　) A．線圈中的電流最大 B．穿過(guò)線圈的磁通量為零 C．線圈所受的安培力為零 D．穿過(guò)線圈磁通量的變化率最大 【解析】　注意線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中通過(guò)兩個(gè)特殊位置(平行于磁感線和垂直于磁感線)時(shí)的特點(diǎn)；磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率不同；t＝＝，線圈轉(zhuǎn)過(guò)90°，本題應(yīng)選C. 【答案】　C 4．下圖是可調(diào)光的臺(tái)燈電路示意圖，哪種(或幾種)電路是可取的 (　　) 【解析】　三個(gè)電路中用來(lái)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

4、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(lái)調(diào)，雖然它占據(jù)一定的電功率，但不消耗電能． 【答案】　BC 5．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(huì)有很大的波動(dòng)，輸出電壓通過(guò)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(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P向下移動(dòng)時(shí)，下列說(shuō)法不正確的是 (　　) A．相當(dāng)于在增加用電器的數(shù)目 B．A1表的示數(shù)隨A2表的示數(shù)的增大而增大 C．V1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(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P向下移動(dòng)時(shí)，用電器的總電阻減小，相當(dāng)于并聯(lián)的用電器數(shù)目增加

5、，同時(shí)變壓器的輸入功率增大，A、D對(duì)；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(dāng)輸入電壓和變壓器的匝數(shù)比一定時(shí)，輸出電壓一定，C錯(cuò)．答案為C. 【答案】　C 6．如下圖所示，MN和PQ為兩光滑的電阻不計(jì)的水平金屬導(dǎo)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(dǎo)軌上垂直放置一金屬棒ab.今在水平導(dǎo)軌部分加一豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，則下列說(shuō)法中正確的是(IR、IC均為有效值) (　　) A．若ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，則IR≠0，IC＝0 B．若ab棒勻速運(yùn)動(dòng)，則IR＝0，IC＝0 C．若ab棒在某一中心位置兩側(cè)做

6、簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，則IR≠0，IC≠0 D．若ab棒做勻加速運(yùn)動(dòng)，則IR≠0，IC＝0 【解析】　ab勻速切割時(shí)產(chǎn)生恒定電動(dòng)勢(shì)，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(cuò)B對(duì)；若ab棒在某一中心位置兩側(cè)做簡(jiǎn)諧運(yùn)動(dòng)，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(jìn)行充放電，故C對(duì)；當(dāng)ab勻加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)均勻增加，原線圈中的電流均勻增加，產(chǎn)生的磁場(chǎng)均勻增強(qiáng)，副線圈中產(chǎn)生穩(wěn)定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈兩端電壓不變，因而電容器不會(huì)充電．故選項(xiàng)D也正確． 【答案】　BCD 7．(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(chǎng)分布

7、圖，若磁極與圓柱間的磁場(chǎng)都是沿半徑方向，且磁場(chǎng)有理想的邊界，線圈經(jīng)過(guò)有磁場(chǎng)的位置處磁感應(yīng)強(qiáng)度大小相等．某同學(xué)用此種電流表中的線圈和磁體做成發(fā)電機(jī)使用，讓線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，若從圖中水平位置開始計(jì)時(shí)，取起始電流方向?yàn)檎较颍硎井a(chǎn)生的電流隨時(shí)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(chǎng)中切割磁感線，切割速度方向總是與磁場(chǎng)方向垂直，磁感應(yīng)強(qiáng)度B、導(dǎo)線有效長(zhǎng)度L和導(dǎo)線切割速率v等都不變化，由E＝BLv，可知產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)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】　C 8．一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4 000 kW，電壓為4 000

8、V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠(yuǎn)方輸電．輸電線路總電阻R＝1 kΩ.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負(fù)載為多個(gè)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(jī)輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則 (　　) A．T1原、副線圈電流分別為103 A和20 A B．T2原、副線圈電壓分別為1.8×105 V和220 V C．T1和T2的變壓比分別為1∶50和40∶1 D．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＝＝ A＝1×103 A，輸電線上損失的功率為P損＝IR＝10%P1，所以I2＝＝

9、A＝20 A，選項(xiàng)A對(duì)；T1的變壓比為＝＝＝；T1上副線圈的電壓為U2＝50U1＝2×105 V, T2上原線圈的電壓為U3＝U2－I2R＝2×105 V－20×103 V＝1.8×105 V，選項(xiàng)B對(duì)；T2上原、副線圈的變壓比為＝＝＝，選項(xiàng)C錯(cuò)；能正常發(fā)光的燈泡的盞數(shù)為：N＝＝6×104，選項(xiàng)D對(duì)． 【答案】　ABD 9．如右圖所示，在兩平行金屬板中央有一個(gè)靜止的電子(不計(jì)重力)，當(dāng)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(yùn)動(dòng)的電壓是(如下圖) (　　) 【解析】　對(duì)A圖象可知，電子先做加速度減小的加速度運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻速度最大，由T到T做加速度增加的減速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻速

10、度為零．從T到T電子反向做加速度減小的加速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻速度最大，由T到T做加速度增大的減速運(yùn)動(dòng)，T時(shí)刻速度為零，回到原位置，即電子能往復(fù)運(yùn)動(dòng)．同樣的方法可得B、C也對(duì)． 【答案】　ABC 10．將硬導(dǎo)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(qiáng)度為B(T)、方向如右圖所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸MN勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n(r/s)，導(dǎo)線在a、b兩處通過(guò)電刷與外電路連接，外電路接有阻值為R(Ω)的電阻，其余部分的電阻不計(jì)，則 (　　) A．通過(guò)電阻R的電流恒為 B．電阻R兩端的電壓的最大值為Bnπ2r2 C．半圓導(dǎo)線從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為 D．電阻R上

11、消耗的電功率為 【解析】　因?yàn)槭蔷€圈轉(zhuǎn)動(dòng)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(xiàng)錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝BSω＝B·π·2πn＝Bnπ2r2，且電路中除電阻R以外其余部分的電阻不計(jì)，所以Um＝Em＝Bnπ2r2，故B項(xiàng)正確；由U＝和P＝可得：P＝，故D項(xiàng)正確；導(dǎo)線由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)，可視為通過(guò)半圓的磁通量由Φ＝BS＝B·＝變?yōu)?，即ΔΦ＝，由法拉第電磁感應(yīng)定律可得：＝，又＝，q＝Δt，所以導(dǎo)線由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°時(shí)通過(guò)電阻R的電荷量為q＝Δt＝Δt＝Δt＝，由于再轉(zhuǎn)90°時(shí)電流的方向不變，由對(duì)稱性可知，半圓導(dǎo)線從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量

12、Q＝2q＝，故C項(xiàng)也正確． 【答案】　BCD 二、非選擇題 11．示波器工作時(shí)，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　E．Y增益旋鈕　F．X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、K 12．(2009年海南單科)鉗型電流表的工作原理如右圖所示．當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過(guò)時(shí)，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)．由于通過(guò)環(huán)形鐵

13、芯的磁通量與導(dǎo)線中的電流成正比，所以通過(guò)偏轉(zhuǎn)角度的大小可以測(cè)量導(dǎo)線中的電流．日常所用交流電的頻率在中國(guó)和英國(guó)分別為50 Hz和60 Hz.現(xiàn)用一鉗型電流表在中國(guó)測(cè)量某一電流，電表讀數(shù)為10 A；若用同一電表在英國(guó)測(cè)量同樣大小的電流，則讀數(shù)將是________A．若此表在中國(guó)的測(cè)量值是準(zhǔn)確的，且量程為30 A；為使其在英國(guó)的測(cè)量值變?yōu)闇?zhǔn)確，應(yīng)重新將其量程標(biāo)定為________A. 【解析】　當(dāng)導(dǎo)線中電流的頻率由50 Hz變?yōu)?0 Hz時(shí)，若導(dǎo)線中電流大小相同，則它在鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng)的變化率增大為原來(lái)的1.2倍，導(dǎo)線中為10 A電流時(shí)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(dǎo)線

14、中電流應(yīng)為原來(lái)的倍，故頻率為50 Hz時(shí)，電流的量程為30 A，而頻率為60 Hz時(shí)電流表的量程就成為25 A了． 【答案】　12　25 13．交流發(fā)電機(jī)的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．一小型發(fā)電機(jī)的線圈共220匝，線圈面積S＝0.05 m2，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的頻率為50 Hz，線圈內(nèi)阻不計(jì)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T．為用此發(fā)電機(jī)所發(fā)出交流電帶動(dòng)兩個(gè)標(biāo)有“220 V, 11 kW”的電機(jī)正常工作，需在發(fā)電機(jī)的輸出端a、b與電機(jī)之間接一個(gè)理想變壓器，電路如下圖所示．求： (1)發(fā)電機(jī)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

15、線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？ 【解析】　(1)根據(jù)Em＝NBSω＝1 100 V 得輸出電壓的有效值為U1＝＝1 100 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I1＝20 A. 【答案】　(1)1 100 V　(2)　(3)20 A 14．如右圖所示矩形線圈abcd放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的有界磁場(chǎng)中，磁場(chǎng)只分布在線圈bc邊的左側(cè)．線圈繞bc軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為ω.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(jì)，已知ab＝l1，bc＝l2，求： (1)以abcda為電流正方向，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，畫出線圈中

16、電流隨時(shí)間變化的圖象； (2)從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)圈的時(shí)間內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量； (3)從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)圈的時(shí)間內(nèi)，通過(guò)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(chǎng)邊界特點(diǎn)，線圈中電流隨時(shí)間變化規(guī)律如下圖： (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值 Em＝Bl1l2ω， 則Im＝ 圈內(nèi)，電流有效值I＝ Q＝I2R·＝. (3)圈內(nèi)平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) ＝平均電流＝ 通過(guò)R的電荷量 q＝·T＝. (4)設(shè)此交變電流一個(gè)周期內(nèi)的有效值為I′，則 I′2RT＝2R· 解得I′＝Im＝ 故電路中交流電流表示數(shù)為. 【答案】　(1) (2)　(3)　(4)