云南省楚雄州三中学年高二下学期期中考试物理试题Word格式.docx

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C．金属环向左侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向

D．金属环向右侧直导线靠近，则环上的感应电流方向为逆时针方向

4.如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W乙为（　　）

A．1∶

B．1∶2C．1∶3D．1∶6

5.下列说法中正确的有（　　）

A．交流电流表、交流电压表测的是电压、电流的最大值

B．电容器上标明的电压是有效值

C．交流电压表和电流表测出的是瞬时值

D．220V交流电的电压有效值是220V

6.如图所示，在水平方向的匀强磁场中，有一单匝矩形导线框可绕垂直于磁场方向的水平轴转动．在线框由水平位置以角速度ω匀速转过90°

的过程中

，穿过线框面的最大磁通量为Φ，已知导线框的电阻

为R，则下列说法中正确的是（　　）

A．导线框转到如图所示的位置时电流的方向将发生改变

B．导线框转到如图所示的位置时电流的方向为badc

C．以图中位置作为计时起点，该导线框产生的交流电瞬时值表达式为e＝Φωsinωt

D．以图中位置作为计时起点，该导线框产生的交流电瞬时值表达式为e＝Φωcosωt

7.如图所示，半径为r的n匝线圈套在边长为L的正方形abcd之外，匀强磁场局限在正方形区域内且垂直穿过正方形面积，当磁感应强度以

的变化率均匀变化时，线圈中产生的感应电动势的大小为（　　）

A．πr2

B．L2

C．nπr2

D．nL2

8.如图所示，为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用白炽灯泡相同，且都是“220V,40W”，当灯泡所消耗的功率都调于20W时，哪种台灯消耗的功率最小（　　）

A．

B．

C．

D．

9.如图所示，面积均为S的线圈均绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e＝BSωsinωt的图是（　　）

10.某同学为了验证自感现象，自己找来带铁芯的线圈L（线圈的自感系数很大，构成线圈的导线电阻可以忽略）、两个相同的小灯泡A和B、开关S和电池组E，用导线将它们连接成如图所示的电路．经检查，各元件和导线均是完好的，检查电路无误后，开始进行实验操作．他可能观察到的现象是（　　）

A．闭合S瞬间，A比B先亮

B．闭合S瞬间，B比A先亮

C．断开S瞬间，A比B先熄灭

D．断开S瞬间，B比A先熄灭

11.阻值为1Ω的电阻上通以交变电流，其i－t关系如图所示，则在0～1s内电阻上产生的热量为（　　）

A．1JB．1.5JC．2JD．2.8J

12.如图所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接，c、d两个端点接在匝数比5∶1（左边比右边）的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器，匀强磁场的磁感应强度为B、方向竖直向下．设导体棒ab长为L（电阻不计），并绕与ab平行的水平轴（也是两圆环的中心轴）OO′以角速度ω匀速转动．当变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则（　　）

A．变阻器两端的电压U＝IR

B．变阻器上消耗的功率为P＝25I2R

C．导体棒ab所受的最大安培力F＝BIL

D．导体棒ab在最高点时两端感应电动势为0

二、多选题（共4小题,每小题5.0分,共20分）

13.（多选）关于电子电路中的扼流圈，下列说法正确的是（　　）

A．扼流圈是利用电感线圈对交流的阻碍作用来工作的

B．高频扼流圈的作用是允许低频交流通过，而阻碍高频交流通过

C．低频扼流圈的作用是不仅要阻碍高频交流通过，还要阻碍低频交流通过

D．高频扼流圈的电感比低频扼流圈的电感大

14.（多选）如图所示的电路中，三个相同的灯泡A、B、C和电感L1、L2与直流电源连接，电感的电阻忽略不计．开关S从闭合状态突然断开时，下列判断正确的有（　　）

A．A先变亮，然后逐渐变暗

B．B先变亮，然后逐渐变暗

C．C先变亮，然后逐渐变暗

D．B、C都逐渐变暗

15.（多选）关于理想变压器的说法正确的是（　　）

A．理想变压器不考虑铁芯漏磁与发热

＝

只适用于一个原线圈和一个副线圈组成的变压器

C．在理想变压器中，无论有几个线圈一定有输入功率等于输出功率，即P入＝P出

D．在理想变压器中，如果有多个（大于等于3个）线圈同时工作，

同样适用

16.（多选）关于楞次定律，下列说法中正确的是（　　）

A．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相反

B．感应电流的磁场方向总是与原磁场的方向相同

C．感应电流的磁场方向与磁通量增大还是减小有关

D．感应电流的磁场总是阻碍原磁场的变化

分卷II

二、计算题

17.如图所示，匀强磁场磁感应强度B＝0.5T、匝数为n＝50匝的矩形线圈，绕垂直于匀强磁场的转轴OO′匀速转动，每匝线圈长为L＝25cm、宽为d＝20cm.线圈每分钟转动1500转，在匀速转动过程中，从线圈平面经过图示位置时开始计时．

（1）写出感应电动势e的瞬时值表达式；

（2）若每匝线圈本身电阻r＝0.02Ω，外接一阻值为13Ω的用电器，

使线圈与外电路组成闭合电路，写出感应电流i的瞬时值表达式；

（3）若从线圈平面垂直于磁感线的位置开始计时，感应电动势

e′和感应电流i′的瞬时值表达式如何？

（4）画出

（1）

（2）中的e－t、i－t图象．

18.某发电厂发电机的输出总功率P＝100kW，发电机两端电压U1＝250V，向远处送电的输电线的总电阻R＝8Ω.要使传输电线上的功率损失不超过输送总功率P的5%，用户得到的电压U4又正好是220V，用如图的电路输电．求

（1）升压变压器原、副线圈的匝数比n1：

n2＝？

（2）降压变压器原、副线圈的匝数比n3：

n4＝？

19.如图是演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度B＝0.5T，线圈匝数N＝50匝，每匝线圈面积为0.48m2，转速150r/min，在匀速转动过程中，从图示位置线圈转过90°

开始计时．

（1）写出交变感应电动势瞬时值的表达式．

（2）画出e－t图象．

20.如图所示，某小型水电站发电机输出功率为10kW，发电机输出电压为400V，向远距离用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V,9.5kW的电力（即电功率）．求：

（1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比n1∶n2；

（2）输电线路导线电阻R线；

（3）用户降压变压器原、副线圈匝数比n3∶n4.

答案解析

1.【答案】C

【解析】由法拉第电磁感应定律可知，感应电动势E＝n

，即感应电动势与线圈匝数有关；

同时可知，感应电动势与磁通量的变化率有关，磁通量变化越快，感应电动势越大，穿过线圈的磁通量大，但若所用的时间长，则电动势可能小．故A、B、D错误，C正确．

2.【答案】D

【解析】此题考查电容、电感对交变电流的影响，也就是容抗、感抗与交变电流的关系．当交变电流的频率变大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，因此c变亮，b变暗．又因为电阻在直流和交流电路中起相同的作用，故a灯亮度不变．所以选D.

3.【答案】D

【解析】当金属环上下移动时，穿过环的磁通量不发生变化，根据楞次定律，没有感应电流产生，选项A、B错误；

当金属环向左移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向外且增强，根据楞次定律可知，产生顺时针方向的感应电流，故选项C错误；

当金属环向右移动时，穿过环的磁通量垂直纸面向里且增强，根据楞次定律可知，产生逆时针方向的感应电流，故选项D正确．

4.【答案】C

【解析】题图甲中，由有效值的定义得（

）2R×

2×

10－2＋0＋（

10－2＝IR×

6×

10－2，得I1＝

A；

题图乙中，I的值不变，故I2＝1A，由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1∶3.C正确．

5.【答案】D

【解析】交流电流表、交流电压表测的是电压、电流的有效值，A、C错误．电容器上标明的电压是耐压值，即击穿电压，B错误.220V交流电的电压有效值是220V，D正确．

6.【答案】D

【解析】

7.【答案】D

【解析】根据法拉第电磁感应定律，线圈中产生的感应电动势的大小为E＝n

＝nL2

.

8.【答案】C

【解析】C图为理想变压器调节，而理想变压器不消耗能量，A、B、D三图中均利用电阻来调节灯泡上的电压，故一定消耗能量．

9.【答案】A

【解析】线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，且从中性面开始计时，产生的电动势e＝BSωsinωt，由此判断，只有A选项符合．

10.【答案】A

【解析】从实物图中我们可以看出两个小灯泡是并联状态，其中自感线圈和B灯泡串联，当闭合开关的瞬间，通过B的电流增大，自感线圈产生感应电流阻碍电路电流增大，所以B是逐渐亮起来，而A灯泡不受影响，故A比B先亮，A正确，B错误；

当断开开关的瞬间，电流减小，自感线圈要阻碍电流的减小，产生与原电流方向相同的感应电流，A、B灯泡一起缓慢熄灭，故C、D错误．

11.【答案】D

【解析】因为所加的电流为交变电流，大小在变化，所以只能分时间段来求热量．在0～1s内有效电流为1A和2A的时间段分别为t1＝0.4s，t2＝0.6s，所以Q＝IRt1＋IRt2＝2.8J.

12.【答案】B

【解析】根据变压器电流与匝数成反比，可得变阻器上的电流为5I，两端的电压为U＝5IR，A错误；

消耗的功率为P＝25I2R，B正确；

安培表电流I为有效值，电流最大值为

I，则导体棒ab所受的最大安培力F＝B

IL，C错误；

导体棒ab在最高点时，垂直切割磁感线，两端感应电动势最大，D错误．

13.【答案】ABC

【解析】本题考查了高频扼流圈、低频扼流圈．扼流圈是利用变化的电流通过线圈时，感应出感应电动势，从而来阻碍电流的变化的，故A正确；

高频扼流圈是“通低频，阻高频”，故B正确；

低频扼流圈是“阻高频、阻低频、通直流”，故C正确；

高频扼流圈比低频扼流圈自感系数小，故D错．

14.【答案】AD

【解析】设S闭合时通过每个灯泡的电流为I，则流过L1的电流为2I，流过L2的电流为I，当S断开时，通过电感的电流不会发生突变，L1中的电流从2I减小到零，L2中的电流从I减小到零，B、C中电流都从I减小到零，A中电流从2I减小到零，故B、C缓慢变暗，A灯先亮一下然后逐渐变暗，A、D正确．

15.【答案】AC

【解析】理想变压器是不计一切损失的变压器，选项A、C正确；

可适用于多个线圈组成的变压器的任意两个线圈之间，选项B错误；

只适用于一个原线圈和一个副线圈工作的变压器，选项D错误．

16.【答案】CD

【解析】当磁通量增大时，感应电流的磁场与原磁场方向相反，当磁通量减小时，感应电流的磁场与原磁场方向相同．即感应电流的磁场方向取决于引起感应电流的磁通量是增加还是减小．故A、B错误，C、D正确．

17.【答案】

（1）e＝196cos50πt　

（2）i＝14cos50πtA　（3）e′＝196sin50πtV　i′＝14sin50πtA

（4）

（1）线圈匝数n＝50，磁场的磁感应强度B＝0.5T，线圈转动的角速度ω＝2πf＝2π×

rad/s＝50πrad/s，线圈的面积S＝Ld＝0.05m2

所以Em＝nBSω＝50×

0.5×

0.05×

50πV≈196V

从图示位置计时，有e＝Emcosωt＝196cos50πtV.

（2）若r＝0.02Ω，则r′＝50r＝0.02×

50Ω＝1Ω

R总＝R＋r′＝13Ω＋1Ω＝14Ω

Im＝

A＝14A

则i＝Imcosωt＝14cos（50πt）A

（3）若从线圈平面与磁感线垂直的位置开始计时，即从中性面开始计时，感应电动势和感应电流的瞬时值表达式分别为e′＝196sin（50πt）V，i′＝14sin（50πt）A.

（4）因为ω＝50π，

所以T＝

＝0.04s，Em＝196V，Im＝14A

（1）

（2）中的e－t、i－t图象分别如图甲、乙所示．

甲

乙

18.【答案】

（1）

（2）

（1）按题意，P损＝5%P＝0.05×

100×

103W＝5×

103W.

设输电线路中的电流为I，P损＝I2R，

I＝

A＝25A.

输送电压U2＝

V＝4000V，

对升压变压器

，

（2）输电线路上损失电压

U损＝IR＝25×

8V＝200V，

降压变压器原线圈n3两端电压

U3＝U2－U损＝（4000－200）V＝3800V，

用户在副线圈n4两端得到电压U4＝220V，

所以

即升压变压器原、副线圈匝数比为1∶16；

降压变压器的匝数比为190∶11.

19.【答案】

（1）e＝188.4sin5πtV　

（2）见解析图

（1）从线圈平面经过中性面开始计时，则线圈在时间t内转过角度ωt，于是瞬时感应电动势e＝Emsinωt，其中Em＝NBSω.

由题意知：

N＝50，B＝0.5T，

ω＝2πn＝

rad/s＝5πrad/s，

S＝0.48m2，e＝Emsinωt，

Em＝NBSω＝50×

0.48×

5πV＝188.4V；

所以e＝188.4sin5πtV，T＝

＝0.4s.

（2）画线时，最大值是正弦图线的峰值，由纵轴上的刻度值标出．交流电的角速度与正弦图线的周期相对应，ω＝

.而周期由时间轴上的刻度值标出．

e－t图象如图所示：

20.【答案】

（2）20Ω　（3）

（1）升压变压器原、副线圈匝数比为

（2）导线电阻R线与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有P损＝I2R线，而输送电流又决定于输电电压及输送功率，有I＝

，所以R线＝

Ω＝20Ω.

（3）设降压变压器原线圈上电压为U3，

U3＝U2－IR线＝2000V－5×

20V＝1900V，

所以降压变压器原、副线圈匝数比为