2011高三物理一輪復習 第13章 交變電流電磁場和電磁波 章末高效整合練習題

1、(本欄目內(nèi)容，學生用書中以活頁形式單獨裝訂成冊！)一、選擇題(本題共10個小題，每小題4分，共40分)1如下圖甲為電熱毯的電路圖，電熱絲接在u311sin 314t V的電源上，電熱毯被加熱到一定溫度后，通過裝置P使輸入電壓變?yōu)閳D乙所示波形， 從而進入保溫狀態(tài)，若電熱絲的電阻保持不變，此時交流電壓表的讀數(shù)是()A110 VB156 VC220 V D211 V【解析】設(shè)原來沒有裝置P時的功率為P，當加上裝置P時有一半被過濾掉，此時功率P，所以U156 V.【答案】B2如下圖所示，M是一小型理想變壓器，接線柱a、b接在電壓“u311 sin 314t (V)的正弦交流電源上，變壓器右側(cè)部分為一火

2、警報警系統(tǒng)，其中R2是用半導體熱敏材料(電阻隨溫度升高而降低)制成的傳感器，電流表A2是值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報警器上的電壓(報警器未畫出)，R3是一定值電阻當傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，下列說法正確的是()AA1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)增大BA1的示數(shù)增大，A2的示數(shù)增大CV1的示數(shù)增大，V2的示數(shù)增大DV1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小【解析】當R2所在處出現(xiàn)火情時，溫度升高，其電阻減小，因V1不變，所以副線圈中輸出端的電壓不變，副線圈中并聯(lián)電路兩端的電壓減小，V2減小，A2根據(jù)歐姆定律判斷也減小因副線圈的總電阻減小，副線圈輸出功率增大，A1讀數(shù)增大，綜述D項正確

3、【答案】D3目前雷達發(fā)射的電磁波頻率多在200 MHz至1 000 MHz的范圍內(nèi)下列關(guān)于雷達和電磁波說法正確的是()A真空中上述雷達發(fā)射的電磁波的波長范圍在0.3 m至1.5 m之間B電磁波是由恒定不變的電場或磁場產(chǎn)生的C測出從發(fā)射電磁波到接收反射波的時間間隔可以確定雷達和目標的距離D波長越短的電磁波，反射性能越強【解析】由公式vf可得，min m0.3 m，max m1.5 m，A正確；電磁波是由周期性變化的電場或磁場產(chǎn)生的，B錯誤；由雷達的工作原理可知C正確；波長越短的電磁波，傳播的直線性越好，反射性能越強，D正確【答案】ACD4我國“西電東送”采用高壓輸電，繼三峽至常州500 kV直流

4、輸電工程后，又實現(xiàn)了三峽至廣東的500 kV直流輸電工程采用高壓直流輸電有利于不同發(fā)電機為同一電網(wǎng)供電和不同電網(wǎng)的互聯(lián)關(guān)于高壓直流輸電，下列說法正確的是()A高壓輸電可以減小輸電電流，從而減少輸電導線的能量損失B恒定的直流輸電可以有效消除交流高壓輸電中感抗和容抗的影響C可以加快輸電的速度D為實現(xiàn)高壓直流輸電，可以用變壓器直接改變恒定電流的電壓【解析】在功率一定時，采用高壓輸電，根據(jù)PIU，可以通過減小電流，從而減少輸電導線的能量損失， A項正確；交流電由于感抗與容抗的作用，不能無限升壓，而利用直流輸電可以有效彌補這個缺陷，B項正確；兩種輸電方式都不能改變輸電的速度，C項錯誤；變壓器只能改變交變

5、電流的電壓，D項錯誤【答案】AB5如右圖所示，黑箱輸入端A、B輸入含有直流成分和交流成分的電流，為了使輸出端a、b輸出只有直流成分的電流，黑箱中可能有電容器、電感線圈或電阻，其中效果最好的是圖中的()【解析】電感通直流阻交流；電容通交流，隔直流選項C中，交流成分被電容器短路沒有去除的交流成分又被電感線圈阻礙，故去除交流成分的效果最好【答案】C6如下圖所示，理想變壓器初級線圈接一交變電流，交變電流的電壓有效值恒定不變則下列說法中正確的是()A只將S1從2撥向1時，電流表示數(shù)變小B只將S2從4撥向3時，電流表示數(shù)變小C只將S3從閉合變?yōu)閿嚅_，電阻R2兩端電壓增大D只將變阻器R3的滑動觸頭上移，變壓

6、器的輸入功率減小【解析】由可得A項中n1變小，U1、n2不變，則U2變大，I2變大，又可得I1變大，B項中n2變小，n1、U1不變，則U2變小，I2變小，又，所以I1變小，故A錯，B正確；C項中，R增大，U2不變，所以UR2UR3不變，又R3不變，所以UR2不變，C項錯；D項中，R3變大，R總變大，U2不變，則I2變小，P出U2I2變小，R入P出變小，D項正確【答案】BD7多數(shù)同學家里都有調(diào)光臺燈、調(diào)速電風扇，過去是用變壓器來實現(xiàn)上述調(diào)節(jié)的，缺點是成本高、體積大、效率低，且不能任意調(diào)節(jié)燈的亮度或電風扇的轉(zhuǎn)速現(xiàn)在的調(diào)光臺燈、調(diào)速電風扇是用可控硅電子元件來實現(xiàn)調(diào)節(jié)的如右圖所示為一個經(jīng)過雙向可控硅電

7、子元件調(diào)節(jié)后加在電燈上的電壓即在正弦交流電的每一個二分之一周期中，前面四分之一被截去從而改變電燈上的電壓那么現(xiàn)在電燈上的電壓為() AUm B.C. D.【解析】由有效值的定義知T×，得U.【答案】C8如下圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，以線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈中產(chǎn)生的交變電流按圖乙所示的余弦規(guī)律變化，在t時刻()A線圈中的電流最大 B穿過線圈的磁通量為零C線圈所受的安培力為零 D穿過線圈磁通量的變化率最大【解析】注意線圈轉(zhuǎn)動過程中通過兩個特殊位置(平行于磁感線和垂直于磁感線)時的特點；磁通量、磁通量的變化、磁通量的變

8、化率不同；t，線圈轉(zhuǎn)過90°，本題應選C.【答案】C9如右圖所示，P為一理想自耦變壓器的滑片，Q為滑動變阻器的滑動觸頭在輸入交變電壓一定的條件下，下列說法正確的是()AQ不動，P向下移動，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大BQ不動，P向上移動，電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)減小CP不動，Q向上移動，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)不變DP不動，Q向下移動，電流表示數(shù)增大，電壓表示數(shù)不變【解析】圖為升壓自耦變壓器，當Q不動P下移時，n1減小U2，讀數(shù)增大，副線圈電流I2，原線圈電流I1，讀數(shù)增大，故A錯；當Q不動P上移時n1U2讀數(shù)減小，I2I1B正確；當P不動時，n1不變，由知U2不變，讀數(shù)不變，

9、Q上移RI2I1讀數(shù)增大，C對D錯【答案】BC10如右圖所示，在兩平行金屬板中央有一個靜止的電子(不計重力)，當兩板間加上如圖所示的交變電壓后，能使電子有可能做往返運動的電壓是(如下圖)()【解析】對A圖象可知，電子先做加速度減小的加速度運動，T時刻速度最大，由T到T做加速度增加的減速運動，T時刻速度為零從T到T電子反向做加速度減小的加速運動，T時刻速度最大，由T到T做加速度增大的減速運動，T時刻速度為零，回到原位置，即電子能往復運動同樣的方法可得B、C也對【答案】ABC二、非選擇題(本題共6個小題，共60分)11(8分)鉗型電流表的工作原理如右圖所示當通有交流電的導線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時，

10、與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)由于通過環(huán)形鐵芯的磁通量與導線中的電流成正比，所以通過偏轉(zhuǎn)角度的大小可以測量導線中的電流日常所用交流電的頻率在中國和英國分別為50 Hz和60 Hz.現(xiàn)用一鉗型電流表在中國測量某一電流，電表讀數(shù)為10 A；若用同一電表在英國測量同樣大小的電流，則讀數(shù)將是_A若此表在中國的測量值是準確的，且量程為30 A；為使其在英國的測量值變?yōu)闇蚀_，應重新將其量程標定為_A.【解析】當導線中電流的頻率由50 Hz變?yōu)?0 Hz時，若導線中電流大小相同，則它在鐵芯中產(chǎn)生的磁場的變化率增大為原來的1.2倍，導線中為10 A電流時示數(shù)為12 A；若電流表指針偏角相同，則磁通

11、量變化率相同，導線中電流應為原來的倍，故頻率為50 Hz時，電流的量程為30 A，而頻率為60 Hz時電流表的量程就成為25 A了【答案】122512(8分)在交流電路中，如果電源電動勢的最大值不變，頻率可以改變，在如右圖所示電路的a、b兩點間逐次將圖中的電路元件(1)、(2)、(3)單獨接入，當交變頻率增加時，可以觀察到A1讀數(shù)_，A2讀數(shù)_，A3讀數(shù)_(以上各空填“不變”、“增大”或“減小”)【解析】電容“通高頻，阻低頻”；電感線圈“通低頻，阻高頻”【答案】增大不變減小13(10分)按照有關(guān)規(guī)定，工作場所所受到的電磁輻射強度(單位時間內(nèi)垂直通過單位面積的電磁輻射能量)不得超過0.50 W/

12、m2，若某小型無線通訊裝置的電磁輻射功率是1 W，那么在距離該通訊裝置_m以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域？(已知球面面積為S4R2)【解析】設(shè)離該通訊裝置R處以外是符合規(guī)定的安全區(qū)域，據(jù)題意：1 W/(4R2)0.50 W/m2，解得R0.40 m【答案】0.4014(10分)將電阻R1和R2，如下圖甲所示接在變壓器上，變壓器原線圈接在電壓恒為U的交流電源上，R1和R2上的電功率之比為21；若其他條件不變，只將R1和R2改成如圖乙接法，R1和R2上的功率之比為18，若甲圖中原線圈的電流為I2，乙圖中原線圈電流為I2，求：(1)兩組副線圈的匝數(shù)之比；(2)I1和I2之比【解析】(1)甲圖中R1和R2串

13、聯(lián)，電流相同，功率與電阻成正比，所以有R12R2設(shè)乙圖三組線圈的匝數(shù)分別是n1、n2、n3，兩組副線圈上的電壓分別是U2和U3，易得U2UU3U由乙圖中R1和R2上的功率之比為18，即(U/R1)(U/R2)18聯(lián)立式解得.(2)設(shè)甲圖中輸出功率為P1，則P1(U)2/(R1R2)設(shè)乙圖中輸出功率為P2，則P22/R12/R2以R12R2，n32n2代入，可得：.由于輸入功率等于輸出功率，所以甲、乙兩圖中輸入功率之比也為，根據(jù)PIU，電壓恒定，所以兩圖中電流之比I1I223.【答案】(1)12(2)2315(12分)交流發(fā)電機的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO勻速轉(zhuǎn)動一小型發(fā)

14、電機的線圈共220匝，線圈面積S0.05 m2，線圈轉(zhuǎn)動的頻率為50 Hz，線圈內(nèi)阻不計，磁場的磁感應強度B T為用此發(fā)電機所發(fā)出交流電帶動兩個標有“220 V, 11 kW”的電機正常工作，需在發(fā)電機的輸出端a、b與電機之間接一個理想變壓器，電路如下圖所示求：(1)發(fā)電機的輸出電壓為多少？(2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為多少？(3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)為多大？【解析】(1)根據(jù)EmNBS1 100 V得輸出電壓的有效值為U11 100 V.(2)根據(jù)得.(3)根據(jù)P入P出2.2×104 W再根據(jù)P入U1I1，解得I120 A.【答案】(1)1 100 V(2)(3)20 A16(12分)如右圖中線圈匝數(shù)N20，面積S0.02 m2，把它們頭尾相連組成一個閉合回路，每匝導線的電阻為r0.1 ，現(xiàn)讓線圈在B1 T的勻強磁場中繞對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)速n3 000轉(zhuǎn)/分，求：(1)線圈轉(zhuǎn)動過程中，感應電動勢的最大值為多少？(2)從圖示位置線圈至少轉(zhuǎn)多少度可獲得最感應電動勢的一半？(3)不計線圈的自感，為使線圈勻速轉(zhuǎn)動，外力應提供變化的瞬時功率，該瞬時功率的最大值為多大？(4)線圈從如圖位置旋轉(zhuǎn)90°的過程中，從導體某一截面上通過的電荷量是多