名师1号高考物理交流电电磁场电磁波综合检测一复习Word文档格式.docx
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由理想变压器的电压比等于匝数比可得到副线圈两端电压为22V,这是电压的有效值.由于二极管的单向导电性,只限于正向电压能通过二极管,由有效值的定义可求出通过二极管后的电压的有效值为11
V,故交流电压表的读数也为11
V,由Q=
得到1分钟内电阻R上产生的热量为1452J.加负向电压时,二极管处于截止状态,R中没有电流,此时二极管两端的电压等于副线圈两端的电压,故二极管两端的最大电压为22
V.增大电阻R,副线圈中的电流变小,则原线圈中的电流也变小,故电流表读数变小.选项BD正确.
BD
3.下列说法中,正确的是()
A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场,振荡磁场在周围空间产生同频率的振荡电场
B.任何电场都要在周围空间产生磁场,振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场
C.任何变化电场都要在周围空间产生磁场,振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场
D.电场和磁场总是相互联系着,形成一个不可分离的统一体,即电磁场
根据麦克斯韦电磁场理论可知,恒定的电场(或磁场)周围不产生磁场(或电场);
均匀变化的电场(磁场)周围产生恒定的磁场(电场);
而周期性变化的电场(磁场)周围产生同频率变化的磁场(电场),所以A、B项错,C项正确;
变化的电场和变化的磁场总是互相联系着,形成电磁场,故D项错误.
C
4.一矩形线圈,绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内固定轴转动,线圈中的感应电动势e随时间t的变化情况如图所示,下列说法正确的是()
A.t1时刻通过线圈磁通量最大
B.t2时刻通过线圈磁通量的绝对值最大
C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D.每当e变换方向,通过线圈的磁通量最小
从矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流电的模型可知,通过线圈磁通量为零时,磁通量的变化率最大,产生的交变电动势最大.而线圈平面与中性面重合时,通过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率最小,产生的交变电动势为零,所以从图中的曲线可知:
t1时刻e为0,则此时通过线圈的磁通量最大;
t2时刻e最大,则此时通过线圈的磁通量为0;
t3时刻e为0,则此时通过线圈的磁通量最大,而磁通量的变化率为零;
从图中曲线的走向,t1与t3时刻是e变换方向的时刻,此时交变电动势e为零,穿过线圈的磁通量都为最大,故A正确.
A
5.如图所示,T为理想变压器,A1、A2为理想交流电流表,V1、V2为理想交流电压表,R1、R2、R3为电阻,原线圈两端接电压一定的正弦交流电,当开关S闭合时,各交流表的示数变化情况应是()
A.电压表V1读数变小
B.电压表V2读数变大
C.电流表A1读数变大
D.电流表A2读数变小
闭合开关S后,由于输入电压不变,输出电压也不变,负载电阻减小,A2读数变大,A1读数随之变大,故C正确,D错误.U2=U1-I2R1,U1不变,I2变大,U2变小,即V2读数减小,故A、B错误.
6.两个相同的白炽灯泡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间接电压最大值为Um、频率为f的正弦交流电源时,两灯都发光,且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后,灯L1的亮度低于灯L2的亮度.新电源两极的电压最大值和频率可能是()
A.最大值仍为Um,而频率大于f
B.最大值仍为Um,而频率小于f
C.最大值大于Um,而频率仍为f
D.最大值小于Um,而频率仍为f
更换新电源后,灯L1的亮度低于灯L2的亮度,说明电容器的容抗增大,电感的感抗减小.根据频率对容抗、感抗的影响可知新电源频率减小.所以正确选项是B.
7.如图所示,把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后并联在电路中.接入交流电源后,三盏灯亮度相同.若保持交流电源的电压不变,使交变电流的频率减小,则下列判断正确的是()
A.灯泡L1将变暗B.灯泡L2将变暗
C.灯泡L3将变暗D.灯泡亮度都不变
保持交流电源的电压不变,使交变电流的频率减小,电感L的感抗减小,灯泡L1变亮,电容器C的容抗增大,灯泡L2变暗,电阻R不变,灯泡L3亮度不变.
8.某电站向远处输送一定功率的电能,则下列说法中正确的是()
A.输电线不变,将送电电压升高到原来的10倍时,输电线损耗的功率减为原来的1/10
B.输电线不变,将送电电压升高到原来的10倍时,输电线损耗的功率减为原来的1/100
C.送电电压不变,将输电线的横截面直径增加原来的一倍时,输电线损耗的功率减为原来的一半
D.送电电压不变,将输电线的横截面直径减半时,输电线损耗的功率增为原来的四倍
输电线上功率损失P损=I2R线=(
)2R线,而R线=ρ
,则:
R线、P一定时,U升高到原来的10倍,P损减为原来的
,A错B对.
U、P一定时,d增加原来一倍时,S增为原来的四倍,R线减为原来的
,P损减为原来的
,C错
U、P一定时,d减半时,S减为原来的
,R线增为原来的四倍,P损增为原来的四倍.D对.
9.已知交变电流i=ImsinωtA,线圈从中性面起开始转动,当其瞬时值等于有效值时,则线圈转动的时间为()
A.
π/ωB.π/
ωC.π/4ωD.π/2ω
依题意
=Imsinωt
所以sinωt=
,ωt=
,t=
.
10.一理想变压器,原、副线圈的匝数保持不变,在原线圈上所加交变电压的有效值也保持不变.则这个变压器在工作时()
①副线圈两端的电压(有效值)一定保持不变
②原线圈中的电流(有效值)一定保持不变
③变压器的输入功率一定保持不变
④变压器的输出功率一定保持不变
A.①B.①③C.①③④D.①②③④
功率与负载有关.
11.家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具,主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成.接通电源后,220V交流电经变压器,一方面在次级产生3.4V交流电对磁控管加热,同时在另一级产生2000V高压电经整流加到磁控的阴、阳两极之间,使磁控管产生频率为2450MHz的微波.微波输送至金属制成的加热器(炉腔),被来回反射,微波的电磁作用使食物内分子高频地运动而使食物加快受热,并能最大限度地保存食物中的维生素.有下述说法,其中正确的是()
①微波是振荡电路中自由电子运动而产生的
②微波是原子外层电子受到激发而产生的
③微波炉变压器的高压变压比为11:
100
④微波输出功率为700W的磁控管每秒内产生的光子为2.3×
1015个
A.②③B.①③C.③④D.①④
微波的产生机理是振荡电路中的自由电子运动而产生的;
微波炉变压器的高压比为n1:
n2=220:
2000=11:
100;
微波炉输出功率为700W时,每秒内产生的光子为
N=
=4.3×
1026个.
12.下表为一只电热器铭牌上的一部分.由此可以判定()
电压
220V
功率
700W
频率
50Hz
A.此电热器必须在周期是0.02s,在电压有效值是220V的交流电路上使用
B.此电热器必须在周期是0.02s,在电压有效值是156V的交流电路上使用
C.此电热器必须在频率是50Hz,在电压有效值是311V的交流电路上使用
D.若将此电热器接在电压小于220V的交流电路中,其实际消耗的电功率还是700W
二、本题共5题,共72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.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示.设发电机线圈内阻为r=2Ω,现将R=98Ω的用电器接在此交流电路上,它消耗的功率是多大?
如果将电容是2μF的电容器接在电路上,则电容器的耐压值至少是多大?
此交流电的最大值为Em=100V,则电动势的有效值为E=Em/
=
V,由全电路欧姆定律知,电阻R上的电压有效值为U=
·
R=
V,故电阻R消耗的功率为P=
W=49W.电容器接入电路,则要求电容器的耐压值至少等于感应电动势的最大值,故有Um=Em=100V.
49W100V
14.某居民小区的降压变压器匝数比是3:
1,初级线圈的输入电压是660V,设次级线圈的电阻是0.2Ω,此变压器供给100盏“220V,60W”的电灯用电,试求:
(1)变压器空载时,次级线圈两端的电压多大?
输出功率多大?
(2)当接通负载时,次级线圈两端的电压多大?
每个灯泡的实际功率多大?
(1)空载时,由电压比求得U2=220V,此时P=0.
(2)接通负载后,可将次级线圈看成电源E=220V,每盏灯电阻R=
=807Ω,100盏并联电阻R′=8.07Ω,由欧姆定律U=IR′=
=215V,每个灯泡实际功率P′=
=57.3W.
(1)220V0
(2)215V57.3W
15.如图所示为交流发电机示意图,匝数为n=100匝的矩形线圈,边长分别为10cm和20cm,内阻为5Ω,在磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中绕OO′轴以50
rad/s的角速度匀速转动,线圈和外部20Ω电阻R相接,求:
(1)S断开时,电压表示数;
(2)电键S合上时,电压表和电流表示数;
(3)为使R正常工作,R的额定电压是多少?
(4)通过电阻R的电流最大值是多少?
电阻R上所消耗的电功率是多少?
(1)感应电动势最大值:
Em=nBSω=100×
0.5×
0.1×
0.2×
50
V=50
V
S断开时,电压表示数为电源电动势有效值
E=
=50V.
(2)电键S合上时,由全电路欧姆定律
I=
A=2.0A
U=IR=2×
20V=40V
即电流表示数为2A,电压表示数为40V.
(3)额定电压即为电压有效值U有=I·
R=2.0A×
20Ω=40V.
(4)通过R中电流的最大值Im=
I=2
电阻R上所消耗的电功率P=IU=2×
40W=80W.
(1)50V
(2)2A40V(3)40V(4)2
A80W
16.有条瀑布,流量Q=2m3/s,落差5m,现利用其发电,若发电机总效率为50%,输出电压为240V,输电线总电阻R=30Ω,允许损失功率为输出功率的6%,为满足用电需求,则该输电线路所用理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少?
能使多少盏“220V,100W”的电灯正常发光?
远距离输电电路示意图如下图所示
设水的密度为ρ,电源输出功率
P输出=(mgh/t)×
50%=Qρgh×
50%=5×
104W
由题意P损=
R=(
)2·
R
又P损=6%P输出,∴U2=5.0×
103V
故升压和降压变压器匝数比
n1/n2=U1/U2=240/5.0×
103=6:
125.
又∵U3=U2-I2R=4700V,U4=220V
∴n3/n4=U3/U4=235:
11.
正常发光的电灯盏数
N=(P输出-P损)/P灯=P输出·
(1-6%)/P灯=470盏.
6:
125235:
11,470
17.如图所示,间距为L的光滑平行金属导轨,水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中,一端接阻值是R的电阻,一电阻是r、质量为m的导体棒放置在导轨上,在外力F作用下从t=0开始运动,其速度随时间的变化规律是v=vmsinωt,不计导轨电阻.
(1)从t=0到t=
时间内电阻R产生的热量;
(2)从t=0到t=
时间内外力F所做的功.
(1)导体棒产生的感应电动势e=BLv=BLvmsinωt,是正弦交流电,其有效值E=
在Δt=2
=T的时间内,电阻R上产生的热量
Q=I2RT=(
)2R·
(2)t=0到t=
的时间是1/4周期,在这段时间内对导体棒运用能量守恒定律,得
W外=
mv2+Q′
Q′是这段时间内电阻R和r产生的热量和
Q′=
所以这段时间内外力F所做的功是
m
+
(1)
(2)
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