交流電流（B卷） 2012物理人教版高中選修3-2

時間：45分鐘滿分：100分題序一二三總分結分人核分人得分一、 選擇題(16題每小題只有一個選項符合題意，每題4分；710題每小題有多個選項符合題意，全部選對的得5分，選對但不全的得2分，錯選或不答的得0分共44分)1. 如右圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO以角速度逆時針勻速轉動若以線圈平面與磁場夾角45時為計時起點，并規(guī)定當電流自a流向b時電流方向為正則以下四幅圖中正確的是()2. 如圖所示的理想變壓器，兩個副線圈匝數(shù)分別為n1和n2，當把電熱器接在ab，使cd空載時，電流表的示數(shù)為I1；當把電熱器接在cd，而使ab空載時，電流表讀數(shù)為I2，則I1：I2等于()A. n1n2 B. nnC. n2n1 D. nn23、.汽車消耗的主要燃料是柴油和汽油柴油機是靠壓縮汽缸內的空氣點火的；而汽油機做功沖程開始時，汽缸中汽油和空氣的混合氣是靠火花塞點燃的但是汽車蓄電池的電壓只有12 V，不能在火花塞中產(chǎn)生火花，因此，要使用如圖所示的點火裝置，此裝置的核心是一個變壓器，該變壓器的原線圈通過開關連到蓄電池上，副線圈接到火花塞的兩端，開關由機械控制，做功沖程開始時，開關由閉合變?yōu)閿嚅_，從而在副線圈中產(chǎn)生10000 V以上的電壓，這樣就能在火花塞中產(chǎn)生火花了下列說法中正確的是()A柴油機的壓縮點火過程是通過做功使空氣的內能增加的B汽油機點火裝置的開關始終閉合，副線圈的兩端也會有高壓C接該變壓器的原線圈的電源必須是交流電源，否則就不能在副線圈中產(chǎn)生高壓D汽油機的點火裝置中變壓器的副線圈匝數(shù)必須遠大于原線圈的匝數(shù)4某中學的學生食堂新安裝了磁卡就餐系統(tǒng)，使用不到一周，便出現(xiàn)了電源總開關總是無法接通的問題經(jīng)檢查，電源總開關中漏電保護器動作切斷了電源漏電保護器電路如圖所示，變壓器A處用火線與零線雙股平行繞制成線圈，然后接到磁卡機上，B處有一個輸出線圈，一旦線圈B中的電流經(jīng)放大器放大后便推動斷電器切斷電源造成漏電保護器動作切斷電源的原因判斷為磁卡機用電端().A零線與火線之間漏電B火線與地之間漏電或零線直接接地C只有火線與地之間漏電才會產(chǎn)生D刷卡機裝得過多，造成電流太大5. 如圖所示是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖變壓器輸入電壓是市電網(wǎng)的電壓，不會有很大的波動，可以認為輸入電壓是不變的輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，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，當滑動變阻器觸頭P向下移時()A. 相當于在減少用電器的數(shù)目B. A2表的示數(shù)隨A1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. 變壓器的輸入功率在增大6. 鉗形電流表的外形和結構如下圖(a)所示，圖(a)中電流表的讀數(shù)為1.2 A，圖(b)中用同一電纜線繞了3匝，則()(a) (b)A. 這種電流表能測直流，圖(b)的讀數(shù)為2.4 AB. 這種電流表能測交變電流，圖(b)的讀數(shù)為0.4 AC. 這種電流表能測交變電流，圖(b)的讀數(shù)為3.6 AD. 這種電流表既能測直流，又能測交變電流，圖(b)的讀數(shù)為3.6 A7. 如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為15，原線圈兩端的交變電壓為u20sin100tV，氖泡在兩端電壓達到100 V時開始發(fā)光，下列說法中正確的有()A. 開關接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100 HzB. 開關接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC. 開關斷開后，電壓表的示數(shù)變大D. 開關斷開后，變壓器的輸出功率變小8一交流發(fā)電機輸出電壓為，加在匝數(shù)比為的理想升壓變壓器的原線圈上，變壓器的副線圈通過總電阻為R的輸電線向用戶供電，若發(fā)電機的輸出功率為P，則輸電線上消耗的功率為()AB CD9.如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過輸電線接兩個相同的燈泡L1和L2，輸電線的等效電阻為R，開始時開關S斷開，當S接通時，以下說法正確的是( ).A. 副線圈兩端M、N的輸出電壓減小B. 副線圈輸電線等效電阻R上的電壓將增大C. 通過燈泡L1的電流減小D. 原線圈的電流增大10. 下圖所示是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比，加在原線圈的電壓為u1311sin100t(V)，霓虹燈正常工作的電阻R440 k，I1、I2表示原、副線圈中的電流下列判斷正確的是()A. 副線圈兩端電壓為6 220 V，副線圈中的電流為14.1 mAB. 副線圈兩端電壓為4 400 V，副線圈中的電流為10.0 mAC. I1I2D. I1I2二、 填空題(每空3分，共30分)11. 如圖所示，單匝矩形閉合導線框abcd全部處于磁感應強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉軸以角速度勻速轉動，線框中感應電流的有效值I_.線框從中性面開始轉過的過程中，通過導線橫截面的電荷量q_.12. 如左下圖所示的理想變壓器，它的原線圈接在交流電源上，副線圈接一個標有“12 V100 W”的燈泡已知變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為181，那么小燈泡正常工作時，圖中電壓表的讀數(shù)為_V，電流表的讀數(shù)為_A.13. 如右上圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n212，電源電壓為200 V，A是保險絲(額定電流I01 A)，R為可變電阻，為使原線圈中電流不超過I0，R的阻值最小不得小于_.14. 理想變壓器是指在變壓器變壓的過程中，線圈和鐵芯不損耗能量、磁場被束縛在鐵芯內不外漏的變壓器現(xiàn)有一個理想變壓器，有一個原線圈(匝數(shù)為n1)和兩個副線圈(匝數(shù)分別為n2、n3)甲、乙、丙三位同學想探究這個理想變壓器的原、副線圈兩端的電壓與線圈匝數(shù)的關系(1)甲同學猜想：U1U2U3n1n2n3；乙同學猜想：U1U2U3n3n2n1；丙同學猜想：U1n1U2n2U3n3.你認為猜想合理的是_同學，你作出上述判斷所依據(jù)的物理規(guī)律是_；(2)為了驗證理論推導的正確性，可以通過實驗來探究為保證實驗安全、有效地進行，應選用_電源；(3)在實驗時，若采用多用電表進行測量，應先將選擇開關置于_檔，并選用_量程進行測試，大致確定被測數(shù)據(jù)后，再選用適當?shù)牧砍踢M行測量三、 計算題(共26分)15. (12分)一個直流電動機的內電阻r2 ，與R8 的電阻串聯(lián)接在線圈上，如圖所示已知線圈面積為 m2，共100匝，線圈的電阻為2 ，線圈在BT的勻強磁場中繞OO以轉速n600 r/min勻速轉動時，在合上開關S后電動機正常工作，電壓表的示數(shù)為100 V，求電動機正常工作時的輸出功率16. (14分)一矩形線圈abcd放置在如圖所示的有理想邊界的勻強磁場中(OO的左邊有勻強磁場，右邊沒有)，線圈的兩端接一只燈泡已知線圈的匝數(shù)n100，電阻r1.0 ，ab邊長L10.5 m，ad邊長L20.3 m，小燈泡的電阻R9.0 ，磁場的磁感應強度B1.0102 T線圈以理想邊界OO為軸以角速度200 rad/s按如圖所示的方向勻速轉動(OO軸離ab邊距離為L2)，以如圖所示位置為計時起點求：(1)在0的時間內，通過小燈泡的電荷量；(2)畫出感應電動勢隨時間變化的圖象(以abcda方向為正方向，至少畫出一個完整的周期)；(3)小燈泡消耗的電功率參考答案1. D提示：由楞次定律知，t0時，電流方向為負，線圈平面與中性面的夾角為，線圈再轉過到達中性面，所以，線圈中感應電流為iImsin，因而，只有D項正確2. B提示：當把電熱器接在ab，使cd空載時，設電熱器的電阻為R，理想變壓器的輸出功率等于輸入功率得：UI1，當把電熱器接在cd，使ab空載時，UI2，又由電壓與匝數(shù)的關系知，聯(lián)立解得：I1：I2等于n：n，B對3. AD解析：汽車柴油機壓縮汽缸內空氣，實際上是活塞對氣體做功使其內能增加，當溫度升高到一定溫度時，柴油著火燃燒汽油機是借助于變壓器在通入原線圈中電壓(12 V)斷電時產(chǎn)生變化的磁通量從而在副線圈中產(chǎn)生瞬時高壓(10000 V)，而達到產(chǎn)生火花的目的，所以電源可以是直流，且副線圈匝數(shù)要遠大于原線圈匝數(shù)，故A、D正確4 B解析：由題意知，火線和零線均繞在鐵芯上，故只有火線與零線中電流大小不等時，才會引起漏電保護器切斷電源，故可能是火線與地之間漏電，也可能是零線與地之間漏電5. D6. C7. A、B、D由變壓器的規(guī)律可知，原副線圈匝數(shù)比等于電壓比，可以知道副線圈端電壓的有效值為100 V，氖管的發(fā)光頻率等于交流電的頻率，為100 Hz，AB對，開關斷開后副線圈端電壓不變，但副線圈消耗功率變小，C錯D對8. D9. B、C、D.解析：理想變壓器不計原副線圈的直流電阻，副線圈兩端電壓UMN(有效值)不受負載電阻的影響，始終等于副線圈的感應電動勢，而保持不變，故A項是錯誤的.S接通后，次級回路的總電阻減小，而UMN保持不變，故次級回路中電流I2增大，輸電線等效電阻R上的電壓增大，導致燈泡L1兩端電壓減小，L1中電流減小，可見B、C項正確，又因I2增大，UMN不變，變壓器的輸出功率增大，故輸入功率隨著增大，原線圈中的電流I1增大，D項正確，所以本題正確答案應選B、C、D10. B、D11. 提示：(1)線框轉動產(chǎn)生交變電流EmaxBS，Imax，有效值I；線框轉過的過程中，BS，qt.12. 2160.4613. 80014. (1)甲電磁感應定律(2)低壓交流(一般低于12 V)(3)交流電壓較大(或最大)15. 線圈轉動時產(chǎn)生的電動勢的最大值為：EmNBS200 V.有效值為：E200 V.設線圈的電阻為r，則電路中的電流I為I.電動機正