十一、十二、交變電流電磁場(chǎng)和電磁波

1、十一、交變電流463 答案472十二、電磁場(chǎng)和電磁波470 答案477十一、交變電流1. 選擇題 2000夏季高考物理天津江西卷 一大題 9小題 4分考題： 9圖中A、B、C是本相交流電源的三根相線，O是中線，電源的相電壓為220V，、是三個(gè)“220V 60W”的燈泡，開關(guān)斷開，、閉合，由于某種原因，電源中線在圖中處斷了，那么和兩燈泡將A立刻熄滅B變得比原來(lái)亮一些C變得比原來(lái)暗一些D保持亮度不變82交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理正弦式電流的圖像和三角函數(shù)表達(dá)最大值與有效值，周期與頻率1. 不定項(xiàng)選擇題 2005夏季高考物理廣東卷 一大題 9小題 4分考題： 9鉗形電流表的結(jié)構(gòu)如圖4（a）所

2、示。圖4（a）中電流表的讀數(shù)為1.2A。圖4（b）中用同一電纜線繞了3匝，則A這種電流表能測(cè)直流電流，圖4（b）的讀數(shù)為2.4AB這種電流表能測(cè)交流電流，圖4（b）的讀數(shù)為0.4AC這種電流表能測(cè)交流電流，圖4（b）的讀數(shù)為3.6AD這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交流電流，圖4（b）的讀數(shù)為3.6A2. 選擇題 2003夏季高考大綜遼寧卷 一大題 34小題 6分考題： 34電學(xué)中的庫(kù)侖定律、歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律（有關(guān)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的規(guī)律）、安培定律（磁場(chǎng)對(duì)電流作用的規(guī)律）都是一些重要的規(guī)律，右圖為遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)的示意圖（為了簡(jiǎn)單，設(shè)用戶的電器是電動(dòng)機(jī)），下列選項(xiàng)中正確的是A發(fā)電機(jī)能發(fā)

3、電的主要原理是庫(kù)侖定律 變壓器能變壓的主要原理是歐姆定律 電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律B發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是安培定律 變壓器能變壓的主要原理是歐姆定律 電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的主要原理是庫(kù)侖定律C發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是歐姆定律 變壓器能變壓的主要原理是庫(kù)侖定律 電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律D發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律 變壓器能變壓的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律 電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的主要原理是安培定律3. 選擇題 2000春季高考物理北京安徽卷 一大題 9小題 4分考題： 9一矩形線圈abcd處在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中

4、，磁場(chǎng)方向與ab垂直當(dāng)線圈以角速度w 繞ab轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為，線圈受到的最大磁力矩為M1；當(dāng)以角速度w 繞中心軸轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為，最大磁力矩為M2則和分別為A11，11B11，12C12，11D12，124. 非選擇題 2003夏季高考理綜全國(guó)卷 第II卷大題 25小題 20分考題： 25（20分）曾經(jīng)流行過一種自行車車頭燈供電的小型交流發(fā)電機(jī)，圖1為其結(jié)構(gòu)示意圖。圖中N、S是一對(duì)固定的磁極，abcd為固定的轉(zhuǎn)軸上的矩形線框，轉(zhuǎn)軸過bc邊中點(diǎn)，與ab邊平行，它的一端有一半徑ro=1.0 cm的摩擦小輪，小輪與自行車車輪的邊緣相接觸，如圖2所示。當(dāng)車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，因摩擦而帶動(dòng)

5、小輪轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使線框在磁極間轉(zhuǎn)動(dòng)。設(shè)線框由N=800匝導(dǎo)線圈組成，每匝線圈的面積S=20 cm2 ，磁極間的磁場(chǎng)可視作勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感強(qiáng)度B=0.010T，自行車車輪的半徑R1=35 cm，小齒輪的半徑R2=4.0 cm，大齒輪的半徑R3=10.0 cm（見圖2）?，F(xiàn)從靜止開始使大齒輪加速轉(zhuǎn)動(dòng)，問大齒輪的角速度為多大才能使發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值U=3.2 V?（假設(shè)摩擦小輪與自行車輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)） 5. 非選擇題 2004夏季高考理綜天津卷 第II卷大題 25小題 22分考題： 25（22分）磁流體發(fā)電是一種新型發(fā)電方式，圖1和圖2是其工作原理示意圖。圖1中的長(zhǎng)方體是發(fā)電導(dǎo)管，其中空部分的長(zhǎng)、

6、高、寬分別為、，前后兩個(gè)側(cè)面是絕緣體，上下兩個(gè)側(cè)面是電阻可略的導(dǎo)體電極，這兩個(gè)電極與負(fù)載電阻相連。整個(gè)發(fā)電導(dǎo)管處于圖2中磁場(chǎng)線圈產(chǎn)生的勻強(qiáng)磁場(chǎng)里，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，方向如圖所示。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)有電阻率為的高溫、高速電離氣體沿導(dǎo)管向右流動(dòng)，并通過專用管道導(dǎo)出。由于運(yùn)動(dòng)的電離氣體受到磁場(chǎng)作用，產(chǎn)生了電動(dòng)勢(shì)。發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)電離氣體流速隨磁場(chǎng)有無(wú)而不同。設(shè)發(fā)電導(dǎo)管內(nèi)電離氣體流速處處相同，且不存在磁場(chǎng)時(shí)電離氣體流速為，電離氣體所受摩擦阻力總與流速成正比，發(fā)電導(dǎo)管兩端的電離氣體壓強(qiáng)差維持恒定，求：（1）不存在磁場(chǎng)時(shí)電離氣體所受的摩擦阻力F多大；（2）磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)E的大??；（3）磁流體發(fā)電機(jī)發(fā)電導(dǎo)管的輸入功率

7、P。 6. 非選擇題 2000夏季高考物理廣東卷 四大題 18小題 12分考題： 18（12分）一小型發(fā)電機(jī)的矩形線圈的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)。線圈匝數(shù)n100穿過每匝線圈的磁通隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r50，外電路電阻R95。已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Emnm，其中m為穿過每匝線圈磁通量的最大值。求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計(jì)）的讀數(shù)。7. 非選擇題 2000夏季高考物理天津江西卷 四大題 18小題 12分考題： 18（12分）一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)，穿過每匝線圈的磁通量隨時(shí)

8、間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻，外電路電阻，已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，其中為穿過每匝線圈磁通量的最大值，求串聯(lián)在外電路中的交流電流表（內(nèi)阻不計(jì)）的讀數(shù)。8. 非選擇題 2000夏季高考物理全國(guó)卷 四大題 18小題 12分考題： 18（12分）一小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈匝數(shù)，穿過每匝線圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻，外電路電阻，已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值，其中為穿過每匝線圈磁通量的最大值，求串聯(lián)在外電路的交流電流表（內(nèi)阻不計(jì)）的讀數(shù)。9. 非選擇題 2004夏季高考物理上海卷 三大題 14小題 5分考題： 14（5

9、分）用打點(diǎn)計(jì)時(shí)器研究物體的自由落體運(yùn)動(dòng)，得到如圖一段紙帶，測(cè)得AB=7.65cm， BC=9.17cm. 已知交流電頻率是50Hz，則打B點(diǎn)時(shí)物體的瞬時(shí)速度為 m/s.如果實(shí)驗(yàn)測(cè)出的重力加速度值比公認(rèn)值偏小，可能的原因是 . 83電阻、電感和電容對(duì)交變電流的作用1. 選擇題 2002夏季高考理綜天津卷 第I卷大題 19小題 6分考題： 19在三相交流電源上按星形接法連接相同負(fù)載1、2、3，如圖所示，NN是中性線。已知負(fù)載1上的電壓為220V，電流強(qiáng)度為15A?，F(xiàn)以I表示中性線上的電流，U表示圖中P、Q兩點(diǎn)之間的電壓，則AI15A，U440V BI45A，U380VBI0A，U440V DI0A

10、，U380V2. 選擇題 2000夏季高考物理全國(guó)卷 一大題 9小題 4分考題： 9圖為一電路板的示意圖，a、b、c、d為接線柱，a、b與200V的交流電源連接，ab間、bc間、cd間分別連接一個(gè)電阻?，F(xiàn)發(fā)現(xiàn)電路中沒有電流，為檢查電路故障，有一交流電壓表分別測(cè)得b、d兩點(diǎn)間以及a、c兩點(diǎn)間的電壓均為200V。由此可知Aab間電路通，cd間電路不通Bab間電路不通，bc間電路通Cab間電路通，bc間電路不通Dbc間電路不通，cd間電路通84變壓器的原理，電壓比和電流比1. 選擇題 2003夏季高考大綜廣東卷 一大題 35小題 6分考題： 35電學(xué)中的庫(kù)侖定律、歐姆定律、法拉第電磁感應(yīng)定律（有關(guān)感

11、應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小的規(guī)律）、安培定律（磁場(chǎng)對(duì)電流作用的規(guī)律）都是一些重要的規(guī)律，右圖為遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)的示意圖（為了簡(jiǎn)單，設(shè)用戶的電器是電動(dòng)機(jī)），下列選項(xiàng)中正確的是A發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是庫(kù)侖定律 變壓器能變壓的主要原理是歐姆定律 電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律B發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是安培定律 變壓器能變壓的主要原理是歐姆定律 電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的主要原理是庫(kù)侖定律C發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是歐姆定律 變壓器能變壓的主要原理是庫(kù)侖定律 電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律D發(fā)電機(jī)能發(fā)電的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律 變壓器能變壓的主要原理是法拉第電磁感應(yīng)定律

12、 電動(dòng)機(jī)通電后能轉(zhuǎn)動(dòng)起來(lái)的主要原理是安培定律2. 選擇題 2004夏季高考理綜天津卷 第I卷大題 18小題 6分考題： 18一臺(tái)理想降壓變壓器從10kV的線路中降壓并提供200A的負(fù)載電流。已知兩個(gè)線圈的匝數(shù)比為，則變壓器的原線圈電流、輸出電壓及輸出功率是A5A，250V，50kWB5A、10，C200A，250V，50D，10，3. 選擇題 2001夏季高考物理全國(guó)卷 一大題 2小題 4分考題： 2一個(gè)理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別是n1和n2，正常工作時(shí)輸入和輸出的電壓、電流、功率分別為U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1>n2，則AU1>U2 P1<P2

13、BP1=P2 I1<I2 CI1<I2 U1>U2 DP1>P2 I1>I24. 選擇題 2001夏季高考物理廣東河南卷 一大題 3小題 4分考題： 3一個(gè)理想變壓器，原線圈和副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，正常工作時(shí)輸入和輸出的電壓、電流、功率分別為U1和U2、I1和I2、P1和P2，已知n1n2，則AU1U2，P1P2BP1P2 ，I1I2， CI1I2，U1U2DP1P2，I1I25. 選擇題 2002夏季高考物理廣東廣西河南卷 一大題 9小題 4分考題： 9遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖如下圖所示，若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是 A升壓變壓器的原線圈中

14、的電流與用戶用電設(shè)備消耗的功率無(wú)關(guān)B輸電線中的電流只由升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定C當(dāng)用戶用電器的總電阻減少時(shí)，輸電線上損失的功率增大D升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓6. 非選擇題 2004夏季高考物理江蘇卷 三大題 13小題 14分考題： 13(14分)如圖所示，一個(gè)變壓器(可視為理想變壓器)的原線圈接在220V的市電上，向額定電壓為1.80×104V的霓虹燈供電，使它正常發(fā)光為了安全，需在原線圈回路中接入熔斷器，使副線圈電路中電流超過12mA時(shí)，熔絲就熔斷（1）熔絲的熔斷電流是多大?（2）當(dāng)副線圈電路中電流為10mA時(shí)變壓器的輸入功率是多大? 7. 非選擇題 20

15、00春季高考物理北京安徽卷 二大題 14小題 5分考題： 14如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為，原線圈回路中的電阻A與副線圈回路中的負(fù)載電阻B的阻值相等a、b端加一定交流電壓后，兩電阻消耗的電功率之比 兩電阻兩端電壓之比 85電能的輔送1. 選擇題 2004夏季高考理綜上海卷 第I卷大題 14小題 3分考題： 14分時(shí)電表惠及百萬(wàn)家。2001年上海市啟用分時(shí)電表，家庭用電在谷時(shí)段（22：00次日6:00）以每千瓦時(shí)030元優(yōu)惠計(jì)費(fèi)，平時(shí)段（6:0022:00）仍以每千瓦時(shí)061元計(jì)費(fèi)。 抽水蓄能電站可以在用電低谷時(shí)，將電網(wǎng)中多余的電能轉(zhuǎn)化為重力勢(shì)能；在用電高峰時(shí)，再將重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電

16、能輸回電網(wǎng)，假定多余電能為5×104 kw·h，這部分多余電能經(jīng)儲(chǔ)存再回到電網(wǎng)過程中將損失44%，則此蓄能電站能給電網(wǎng)補(bǔ)充的電能為A22×104 kw·hB28×104 kw·hC35×104 kw·hD5×104 kw·h2. 選擇題 2000春季高考物理北京安徽卷 一大題 6小題 4分考題： 6遠(yuǎn)距離輸送交流電都采用高壓輸電我國(guó)正在研究用比330千伏高得多的電壓進(jìn)行輸電采用高壓輸電的優(yōu)點(diǎn)是 A可節(jié)省輸電線的銅材料 B可根據(jù)需要調(diào)節(jié)交流電的頻率 C可減少輸電線上的能量損失 D可加快輸電的速度3

17、. 選擇題 2002夏季高考物理廣東廣西河南卷 一大題 9小題 4分考題： 9遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖如下圖所示，若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是 A升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設(shè)備消耗的功率無(wú)關(guān)B輸電線中的電流只由升壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定C當(dāng)用戶用電器的總電阻減少時(shí)，輸電線上損失的功率增大D升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓十二、電磁場(chǎng)和電磁波1. 非選擇題 2000夏季高考物理上海卷 四大題 24小題 13分考題： 24（13分）閱讀如下資料并回答問題：自然界中的物體由于具有一定的溫度，會(huì)不斷向外輻射電磁波，這種輻射因與溫度有關(guān)，稱為勢(shì)輻射，勢(shì)輻射具有如下

18、特點(diǎn)：輻射的能量中包含各種波長(zhǎng)的電磁波；物體溫度越高，單位時(shí)間從物體表面單位面積上輻射的能量越大；在輻射的總能量中，各種波長(zhǎng)所占的百分比不同。處于一定溫度的物體在向外輻射電磁能量的同時(shí)，也要吸收由其他物體輻射的電磁能量，如果它處在平衡狀態(tài)，則能量保持不變，若不考慮物體表面性質(zhì)對(duì)輻射與吸收的影響，我們定義一種理想的物體，它能100%地吸收入射到其表面的電磁輻射，這樣的物體稱為黑體，單位時(shí)間內(nèi)從黑體表面單位央積輻射的電磁波的總能量與黑體絕對(duì)溫度的四次方成正比，即，其中常量瓦/（米2·開4）。在下面的問題中，把研究對(duì)象都簡(jiǎn)單地看作黑體。有關(guān)數(shù)據(jù)及數(shù)學(xué)公式：太陽(yáng)半徑千米，太陽(yáng)表面溫度開，火星

19、半徑千米，球面積，其中R為球半徑。（1）太陽(yáng)熱輻射能量的絕大多數(shù)集中在波長(zhǎng)為2×109米1×104米范圍內(nèi)，求相應(yīng)的頻率范圍。（2）每小量從太陽(yáng)表面輻射的總能量為多少？（3）火星受到來(lái)自太陽(yáng)的輻射可認(rèn)為垂直射可認(rèn)為垂直身到面積為（為火星半徑）的圓盤上，已知太陽(yáng)到火星的距離約為太陽(yáng)半徑的400倍，忽略其它天體及宇宙空間的輻射，試估算火星的平均溫度。86電磁場(chǎng)電磁波電磁波的周期、頻率、波長(zhǎng)和波速1. 不定項(xiàng)選擇題 2005夏季高考物理廣東卷 一大題 8小題 4分考題： 8關(guān)于電磁場(chǎng)和電磁波，下列說法正確的是A電磁波是橫波B電磁波的傳播需要介質(zhì)C電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D電磁波

20、中電場(chǎng)和磁場(chǎng)方向處處互相垂直2. 選擇題 2002夏季高考理綜上海卷 第I卷大題 10小題 3分考題： 10改革開放以來(lái)，我國(guó)人民生活水平和生活質(zhì)量有了較大的改善，電冰箱、空調(diào)機(jī)、電視機(jī)等家用電器得到了普遍使用。 下列有關(guān)各種家用電器性能的判斷中，正確的是A空調(diào)機(jī)和電風(fēng)扇都可以降低室溫B微波爐產(chǎn)生的微波是波長(zhǎng)很短的機(jī)械波C電視機(jī)和收音機(jī)都能接收電磁波D電冰箱的耗電量夏天與冬天一樣多87無(wú)線電波的發(fā)射和接收1. 非選擇題 2001夏季高考理綜上海卷 第卷大題 27小題 4分考題： 27為了轉(zhuǎn)播火箭發(fā)射的實(shí)況，在發(fā)射場(chǎng)建立了發(fā)射臺(tái)用于發(fā)射廣播與電視信號(hào)。已知傳輸無(wú)線電廣播所用的電磁波波長(zhǎng)為550米

21、，而傳輸電視信號(hào)所用的電磁波波長(zhǎng)為0.566米，為了不讓山區(qū)擋住信號(hào)的傳播，使城市居民能收聽和收看火箭發(fā)射的實(shí)況，必須通過建在山頂上的轉(zhuǎn)發(fā)站來(lái)轉(zhuǎn)發(fā) （選填：無(wú)線電廣播信號(hào)或電視信號(hào)）。這是因?yàn)椋?88電視雷達(dá)十一、交變電流1.C 82交流發(fā)電機(jī)及其產(chǎn)生正弦式電流的原理正弦式電流的圖像和三角函數(shù)表達(dá)最大值與有效值，周期與頻率1.C 2.D 3.A 4. 答案： 25（20分）參考解答：當(dāng)自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，通過摩擦小輪使發(fā)電機(jī)的線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(chǎn)生一正弦交流電動(dòng)勢(shì)，其最大值0BSN式中0為線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，即摩擦小輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。發(fā)電機(jī)兩端電壓的有效值U/2m設(shè)自行車車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為

22、1，由于自行車車輪與摩擦小輪之間無(wú)相對(duì)滑動(dòng)，有R11R00小齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度與自行車輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度相同，也為1。設(shè)大齒輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，有R3R21由以上各式解得(U/BSN)(R2r0/R3r1)代入數(shù)據(jù)得3.2s15. 答案： 25（22分）（1）不存在磁場(chǎng)時(shí)，由力的平衡得（2）設(shè)磁場(chǎng)存在時(shí)的氣體流速為，則磁流體發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)回路中的電流電流I受到的安培力設(shè)為存在磁場(chǎng)時(shí)的摩擦阻力，依題意存在磁場(chǎng)時(shí)，由力的平衡得根據(jù)上述各式解得（3）磁流體發(fā)電機(jī)發(fā)電導(dǎo)管的輸入功率 由能量守恒定律得 故6. 答案： 187. 答案： 18參考解答：已知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 設(shè)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的周其為T，則有 根據(jù)歐姆定律，電路中電流的最大值為 設(shè)交流電流表的讀數(shù)I，它是電流的有效值，根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系，有 由題給的圖線可讀得 解以上各式，并代入數(shù)據(jù)，得 評(píng)分標(biāo)準(zhǔn)：本題12分。式1分，式2分，式3分，式2分，式2分，式2分。8. 答案： 18參考解答：已知感應(yīng)電動(dòng)熱的最大值 設(shè)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T，則有 根據(jù)歐姆定律，電路中電流的最大值為 設(shè)交流電流表的讀數(shù)為，它是