吉林省通榆一中学年度下学期高二物理电磁感应和交变电流综合测试.docx
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吉林省通榆一中学年度下学期高二物理电磁感应和交变电流综合测试
吉林省通榆一中2012----2013学年度下学期高二物理电磁感应和交变电流综合测试
命题:
沈士学
注意事项：
1、本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分。
满分100分，考试时间90分钟。
2、本试卷各题答案必须在答案纸上规定的答题区域作答，否则无效。
第I卷（选择题共48分）
一.选择题（本题共12小题：
每小题4分，共48分。
在每小题给出的四个选项中，有的小题只一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选错或不答得0分，选不全得2分）
1．许多科学家在物理学发展过程中做出了重要贡献，下列表述正确的是（）
A．奥斯特通过实验研究，发现电流周围存在磁场
B．麦克斯韦通过实验研究，发现磁铁和电流的磁场都是分子电流产生的
C．法拉第通过实验研究，发现利用变化的磁场可以产生电流
D．安培认为，磁场变化时会在空间中激发产生电场
2．一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势e=
（V），那么
A．该交变电流的频率是50Hz（）
B．当t=0时，线圈平面恰好位于中性面
C．当
时，e有最大值
D．该交变电流电动势的有效值为
V
3.如图所示是验证楞次定律实验的示意图,竖直放置的线圈固定不动.将磁铁从线圈上方插入或拔出,线圈和电流表构成的闭合回路中就会产生感应电流.各图中分别标出了磁铁的极性、磁铁相对线圈的运动方向以及线圈中产生的感应电流的方向等情况,其中表示正确的是（）
4．我国第一艘航母“辽宁舰”交接入列后，歼—15飞机顺利完成了起降飞行训练，图为一架歼—15飞机刚着舰时的情景。
已知该飞机机身长为l，机翼两端点C、D的距离为d，某次在我国近海海域训练中飞机降落时的速度沿水平方向，大小为v，该空间地磁场磁感应强度的水平分量为Bx，竖直分量为By。
C、D两点间的电势差为U，下列分析正确的是（）
A．U=Bxlv，C点电势低于D点电势
B．U=Bxdv，C点电势高于D点电势
C．U=Bylv，C点电势低于D点电势
D．U=Bydv，C点电势高于D点电势
5．两个相同的电阻分别通以如图1所示的正弦式交流电和方波形交变电流，两种交变电流的最大值相等，周期相等。
则在一个周期内，正弦式交流在电阻上产生的焦耳热Q1与方波式交流在电阻上产生的焦耳热Q2之比等于（ ）
A．3∶1B．1∶2
C．2∶1D．4∶3
6．如图所示是一种延时开关，当S1闭合时，电磁铁F将衔铁D吸下，C线路接通；当S1断开时，由于电磁感应作用，D将延迟一段时间才被释放，则（）
A．由于A线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
B．由于B线圈的电磁感应作用，才产生延时释放D的作用
C．如果断开B线圈的开关S2，无延时作用
D．如果断开B线圈的开关S2，延时将变长
7．为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电站升压后通过远距离输送，再经变电站将高压变为低压，某变电站将电压u0＝11000
sin100πtV的交流电降为220V供居民小区用电，则变电站变压器（ ）
A．原、副线圈匝数比为50∶1
B．副线圈中电流的频率是50Hz
C．原线圈的导线比副线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
8.如图6甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计。
在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化规律如图乙所示，则在t1～t2时间内（ ）
A．电流表A1的示数比A2的小
B．电流表A2的示数比A3的小
C．电流表A1和A2的示数相同
D．电流表的示数都不为零
9．如图10所示的电路中，电源电动势为E，线圈L的电阻不计。
以下判断正确的是（ ）
A．闭合S稳定后，电容器两端电压为E
B．闭合S稳定后，电容器的a极板带正电
C．断开S的瞬间，电容器的a极板将带正电
D．断开S的瞬间，电容器的a极板将带负电
10．如图所示，质量为m的铜质小闭合线圈静置于粗糙水平桌面上．当一个竖直放置的条形磁铁贴近线圈，沿线圈中线由左至右从线圈正上方等高、快速经过时，线圈始终保持不动．则关于线圈在此过程中受到的支持力N和摩擦力f的情况，以下判断正确的是（）
A．N先大于mg，后小于mg
B．N一直大于mg
C．f先向左，后向右
D．f一直向左
11．两块水平放置的金属板间的距离为d，用导线与一个n匝线圈相连，线圈电阻为r，线圈中有竖直方向的磁场，电阻R与金属板连接，如图6所示，两板间有一个质量为m、电荷量＋q的油滴恰好处于静止，则线圈中的磁感应强度B的变化情况和磁通量的变化率分别是（ ）
A．磁感应强度B竖直向上且正增强，
＝
B．磁感应强度B竖直向下且正增强，
＝
C．磁感应强度B竖直向上且正减弱，
＝
D．磁感应强度B竖直向下且正减弱，
＝
12．如图所示，边长为a的正方形区域内分布有垂直于纸面向里的匀强磁场，正方形的一条边刚好与x轴重合。
纸面内一直角边长为a的等腰直角三角形导线框以恒定速度沿x轴正方向穿过磁场区域，在t=0时刻恰好位于图示的位置。
以逆时针方向为导线框中电流的正方向，下列四幅图能够正确表示导线框中电流-位移关系（i-x）的是（）
第II卷（选择题共52分）
二、填空和实验（每小题4分,共16分）
13．现将电池组、滑动变阻器、带铁芯的线圈A、线圈B、电流计及电键如图所示连接．下列说法中正确的是
A．电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起电流计指针偏转
B．线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间电流计指针均不会偏转
C．电键闭合后，滑动变阻器的滑片P匀速滑动，会使电流计指针静止在中央零刻度
D．电键闭合后，只有滑动变阻器的滑片P加速滑动，电流计指针才能偏转
14.如图所示为一理想变压器，n2＝10匝，n3＝20匝，L1和L2均是“220V15W”的灯泡，与一匝线圈相连的电压表读数为11V，那么变压器的实际输入功率为__________W.
15．如图所示，l1和l2是输电线，1是______________互感器，2是______________互感器．在图中空圈内填入所用的电表的符号，若已知变压比为1001，变流比为10001，并且知道电压表示数为220V，电流表示数为100A，则输电线路中的功率为____________W.
16．如图A所示，直导线AB中通以交变电流i，i随时间t的变化规律如图B中的正弦曲线所示，若规定电流方向从A到B为电流的正方向，导线AB的右方有如图所示的不闭合线圈，则线圈的C端比D端电势高而且有最大电势差的时刻是
A．t1时刻B．t2时刻
C．t3时刻D．t4时刻
三、计算题（共36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）
17.（8分）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图5－10甲所示．发电机内阻r＝5.0Ω，外电路电阻R＝95Ω.已知感应电动势的最大值Emax＝nωΦmax，其中Φmax为穿过每匝线圈磁通量的最大值．求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数．
18．（8分）如图12所示，面积为0.2m2的100匝线圈A处在磁场中，磁场方向垂直于线圈平面。
磁感应强度随时间变化的规律是B＝（6－0.2t）T，已知电路中的R1＝4Ω，R2＝6Ω，电容C＝30μF，线圈A的电阻不计。
求
（1）闭合S后，通过R2的电流大小和方向；
（2）闭合S一段时间后，断开S，S断开后通过R2的电荷量是多少？
19．（10分）一小型水电站，其交流发电机的输出功率为1000千瓦，输出电压为1000伏，在输电过程中，要求能量损耗不大于4%，已知输电线电阻为16欧，用户降压变压器的输出电压为240伏，求送电线路中，升压变压器与降压变压器的变压比各多大？
20．（10分）如图11所示，一对光滑的平行金属导轨（电阻不计）固定在同一水平面内，导轨足够长且间距为L，左端接有阻值R的电阻，一质量m、长度L的金属棒MN放置在导轨上，棒的电阻为r，整个装置置于竖直向上的匀强磁场中，磁场的磁感应强度为B，棒在水平向右的外力作用下，由静止开始做加速运动，保持外力的功率P不变，经过时间t导体棒最终做匀速运动。
求：
（1）导体棒匀速运动时的速度是多少?
（2）t时间内回路中产生的焦耳热是多少?
参考答案
1.AC
2.AB
3.答案CD解析:
根据楞次定律可确定感应电流的方向:
对C选项,当磁铁向下运动时:
（1）闭合线圈原磁场的方向——向上;
（2）穿过闭合线圈的磁通量的变化——增加;（3）感应电流产生的磁场方向——向下;（4）利用安培定则判断感应电流的方向——与图中箭头方向相同,线圈的上端为S极,磁铁与线圈相互排斥.综合以上分析知,选项C、D正确.
4.D
5.解析：
正弦式交流电有效值U1＝
，所以Q1＝
T＝
，方波形交流电的有效值U2＝Um，所以Q2＝
T＝
，所以Q1∶Q2＝1∶2，B项正确。
6.解析：
B线圈的S2闭合时，当S1断开瞬间，通过B的磁场发生变化，B发生自感现象，磁场不会立即消失，故选B、C.
7答案：
AB解析：
变压器的输入端电压U1＝11000V，由
＝
得n1∶n2＝50∶1，A项正确；变压器不改变交变电流的频率，故原、副线圈的频率都为f＝
＝50Hz，B项正确；因原线圈匝数多，由
＝
知原线圈的电流小，所以原线圈的导线比副线圈的要细，C错；各用电器电流之和应等于副线圈的电流，D错。
8答案：
C解析：
由于通过原线圈中的磁感应强度随时间发生均匀变化，故副线圈中的磁感应强度也应随时间发生均匀变化，所以副线圈将产生恒定电流，由于线圈L的内阻不计，所以A1与A2的示数相同。
由于电容的“隔直流、通交流”作用，故A3的示数为零，答案为C。
9.答案：
C解析：
闭合S稳定后，电容器被线圈L短路，两端电压为0，电容器不带电。
稳定时流过L的电流方向是由右向左，断开S时，由楞次定律可知电容器的a极板将带正电。
10.AD
11.答案：
C解析：
由平衡条件知，下金属板带正电，故电流应从线圈下端流出，由楞次定律可以判定磁感应强度B竖直向上且正减弱或竖直向下且正增强，A、D错误；因mg＝q
，U＝
R，E＝n
，联立可求得
＝
，故只有C项正确．
12.AD
13答案 A解析 电键闭合后，线圈A插入或拔出都会引起穿过线圈B的磁通量发生变化，从而电流计指针偏转，选项A正确；线圈A插入线圈B中后，电键闭合和断开的瞬间，线圈B的磁通量会发生变化，电流计指针会偏转，选项B错误；电键闭合后，滑动变阻器的滑片P无论匀速滑动还是加速滑动，都会导致线圈A的电流发生变化，线圈B的磁通量变化，电流计指针都会发生偏转，选项C、D错误．
14答案：
18.75解析：
本题主要考查变压器的内容．一匝线圈的电压为11V，则n2的电压为110V，n3的电压是220V，则L2能正常发光P2＝15W，而L1不能正常发光．由P＝
知P1＝
P＝3.75W，P输入＝P输出，P1＋P2＝（15＋3.75）W＝18.75W.
15.答案：
电压 电流 1中为V 2中为A 2.2×109
解析：
电压互感器是并联在电路中，电流互感器是串联在电路中，由电压表的读数和变压比得到电路两端电压为22000V，由电流表读数和变流比得到电路中的电流为100000A，由P＝UI得到功率为2.2×109W.
16.解析:
不闭合的线圈回路中磁通量的变化规律与导线AB中电流的变化规律一样，当直导线中电流由A流向B时，由安培定则判知，回路中磁场方向垂直纸面向外，根据法拉第电磁感应定律，t2和t4时刻，磁通量变化率最大，C、D两端的电势差最大，由楞次定律可判知，t2时刻C端比D端电势高。
故B选项正确。
17.（8分）解析：
从Φ－t图线看出
Φmax＝1.0×10－2Wb，T＝3.14×10－2s.（1分）
已知感应电动势的最大值
Emax＝nωΦmax，又ω＝
.（1分）
故电路中电流最大值
Imax＝
＝
＝
A＝2A（4分）
交流电流表读数是交变电流的有效值，即
I＝
＝1.4A．（2分）
答案：
1.4A
18（8分）解析：
（1）由于磁感应强度随时间均匀变化，根据B＝（6－0.2t）T，可知
＝0.2T/s,所以线圈中感应电动势的大小为E＝n
＝nS
＝100×0.2×0.2V＝4V，通过R2的电流为I＝
＝
A＝0.4A，由楞次定律可知电流的方向由上向下。
（2）闭合S一段时间后，电容器被充上一定的电荷量，此时其电压U＝IR2＝0.4×6V＝2.4V，断开S，电容器将放电，通过R2的电荷量就是C原来所带的电荷量，
Q＝CU＝30×10－6×2.4C＝7.2×10－5C。
答案：
（1）0.4A 由上向下
（2）7.2×10－5C
19.（10分）解析：
这是远距离输电的问题，解决这方面问题的必要步骤之一是画出输电线路的简单电路图，如图所示，
P线＝I线2R线根据题目中条件P线≤P2×4%得：
I线＝
＝
＝
A＝50A
根据能量守恒P3＝P2－P线
∴P3＝P2－P2×4%＝960kW
故U3＝
＝
V＝1.92×104V
降压变压器的匝数比
＝
＝
＝80:
1
升压变压器副线圈上的电压为：
U2＝
＝
V＝2×104V
升压变压器的匝数比：
n1/n2＝
＝
＝1:
20.
20.（10分）
高二物理答案纸
一.选择题（每小题4分,48分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
二.填空题:
（每小题4分,16分）
13.14.
15.16.
三.计算题（36分）
17.（8分）
18.（8分）
班级姓名
19.（10分）
20.（10分）
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