高二物理寒假作业(五)交流电

1、高二物理寒假作业（五）交流电1.以下说法正确的是（）A发电机、电动机铭牌上所标数值为有效值C交流电压表所测数值为瞬时值B电容器的击穿电压为所加交变电压的有效值D保险丝的熔断电流为最大值2线圈在匀强磁场中转动产生电动势e=10sin20tV，则下列说法正确的是（）A.t=0时，线圈平面位于中性面B.t=0时，穿过线圈的磁通量最大C.t=0时，导线切割磁感线的有效速率最大D.t=0.4s时，e有最大值10.2V3一线圈在匀强磁场中匀速转动，在下图所示位置时A穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小B穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大C穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大D穿过线圈的磁通量

2、最小，磁通量的变化率最小4.如下图所示，一矩形线圈abed，已知ab边长为li,be边长为在磁感应强度为B的匀强磁场中绕00'轴以角速度3从图示位置开始匀速转动，则t时刻线圈中的感应电动势为（）A.O.5BI1I23Sin3tB.O.5BI1I23COS3tC.BI1I23Sin3tD.BI1I23COS3t5.如图（a）所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO'以角速度3逆时针匀速转动.若以线圈平面与磁场夹角0=45°寸（如图b）为计时起点,流向b时电流方向为正.则图的四幅图中正确的是（t/A2-noif/rad1亘.)G（3）r/AJ

3、./faLIhd"7MTG/A*LA如(at/raA6.正弦交流电的电压随时间变化的规律如右图所示.由图可知A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin25tV100B.该交流电的频率为25HzC.该交流电的电压的有效值为1002V45fir/io-5*D.若将该交流电压加在阻值为R=1000的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W7.如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220.2sin100tn的交流电源上,副线圈接有R=550的负载电阻.原、副线圈匝数之比为2:1.电流表、电压表均为理想电表，下列说法中正确的是A.原线圈中电流表的读数为B.原线圈中的输入功率为220.2WC.副

4、线圈中电压表的读数为1102VD.副线圈中输出交流电的周期为8.如右图所示为理想变压器原线圈所接交流电压的波形.原、副线圈匝数比m:n2=10:1,串联在原线圈电路中电流表的示数为1A,下列说法正确的是（A.变压器输出端所接电压表的示数为202VB.变压器的输出功率为200WC.变压器输出端的交流电的频率为50HzD.穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为智Wb/s9如图甲所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比ni:门尸10:1,接线柱a、b接上一个正弦交变电流，电压随时间变化规律如图乙所示.变压器右侧部分为一火灾报警系统原理图，其中巳为用半导体热敏材料（电阻随温度升高而减甲小）制成

5、的传感器，Ri为一定值电阻下列说法中正确的是（）A.电压表'示数为22VB.当传感器R2所在处出现火灾时，电压表-的示数减小C.当传感器R2所在处出现火灾时，电流表-的示数减小D.当传感器R2所在处出现火灾时，电阻Ri的功率变小10.一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为li,输入功率为Pi,副线圈的电流为-，输出功率为P2,当R增大时（）A.li减小，Pi增大B.li减小，Pi减小C.I2增大，P2减小D.12增大，P2增大II原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端接一正弦交变电流，为了使变压器输入功率增大，可以采取的措施有（）

6、A.只增加原线圈的匝数niC.只减少负载电阻R的阻值B.只减少副线圈的匝数n2D.只增大负载电阻R的阻值I2.如图所示，由导体棒ab和矩形线框cdef组成的“I0图案在匀强磁场中一起向右匀速平动，匀强磁场的方向垂直线框平面向里，磁感应强度B随时间均匀增大，则下列说法正确的是（）A.导体棒的a端电势比b端电势高，电势差Uab在逐渐增大B.导体棒的a端电势比b端电势低，电势差Uab在逐渐增大C.线框cdef中有顺时针方向的电流，电流大小在逐渐增大D.线框cdef中有逆时针方向的电流，电流大小在逐渐增大13.如下图（a）所示，一比为n1:n2=1:2，原线圈理想变压器有原线圈ab和副线圈cd，匝数a

7、b通有如下图（b）所示的正弦交变电流，那么在t=0.2s时刻（）A.铁芯中的磁通量为零B.铁芯中的磁通量的变化率为零C.c、d两端电压为零D.交流电流表的示数为2AXXa叫;b'14.如图，MN是一根固定的通电长直导线，电流方向向上.今将一金属线框放在导线上，让线框的位置偏向导线的左边，且两者彼此绝缘.当导线中的电流然增大时，线框整体的受力情况为（）A.受力向右B.受力向左C.受力向上D.受力为零15.如图所示，水平铜盘半径为r，置于磁感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度3做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器Ri与理想变压器的原线圈

8、相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n：1,变压器的副线圈与电阻为R2的负载相连，贝U()A.变压器原线圈两端的电压为Br23/2B.若Ri不变时，通过负载R?的电流强度为0C.若Ri不变时，变压器的副线圈磁通量为0XXJX：1D.若Ri变化时，通过负载R2的电流强度为通过Ri电流的-16. 如图所示，磁感应强度为B的匀强磁场有理想界面，用力将矩形线圈从磁场中匀速拉出在其他条件不变的情况下()A速度越大时，拉力做功越多B.线圈边长Li越大时，拉力做功越多C线圈边长L2越大时，拉力做功越多D线圈电阻越大时，拉力做功越多甲乙i7.电阻Ri、R2与交流电源按照图甲的方式连接，Ri=i0Q,R2=2

9、0Q合上开关S后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如下图乙所示，贝U()A.通过Ri的电流有效值是i.2AB.Ri两端的电压有效值是6VC.通过R2的电流最大值是i.22AD.R2两端的电压最大值是62Vi8.如图，足够长的U型光滑金属导轨平面与水平面成B角(0V0<90°，其中MN与PQ平行且间距为L,导轨平面与磁感应强度为B的匀强磁场垂直，导轨电阻不计.金属棒ab由静止开始沿导轨下滑，并与两导轨始终保持垂直且良好接触,ab棒接入电路的电阻为R,当流过ab棒某一横截面的电量为q时，棒的速度大小为v,则金属棒ab在这一过程中(A.运动的平均速度大小为|vB.下滑的

10、位移大小为BLC.产生的焦耳热为qBLvD.受到的最大安培力大小为19. 图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头.现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止.用IIIi表示流过原线圈的电流，-表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值；电功率指平均值).F列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是(a和b.小灯泡a的额定功率为0.3W，正常发光时电阻为30Q已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A，可计算出原、副线圈的匝数比为，流过灯泡b

11、的电流为A.1V，求从中性面开始计时，（1）产生的交流电动势的表达式；（2）电动势的峰值；（3）从中性面起经48S,交流电动势的大小.22. 家庭电路的引线均有一定电阻（约几欧姆）因此当家中大功率用电器如空调、电炉工作时，家中原来开着的电灯会变暗，下面通过一个简单的测试，可以估算出家庭电路引线部分的电阻，如右图所示，用r表示家庭电路引线部分的总电阻，-为两表笔插入插座的交流电压表，M为一个额定功率为P额定电压为U额的空调（P较大）.测试时，先断开所有家电电路，测得电压为再闭合电键S,测得电压为U2.试推导估算r的表达式（设电源两端电压保持恒定）；一若p=2.0kW,U额=220V，测得Ui=2

12、20V,U2=210V，则引线部分总电阻约为多少?23. 如图所示，正方形闭合线圈边长为0.2m,质量为0.1kg,电阻为0.1Q,在倾角为30。的斜面上的砝码质量为0.4kg，匀强磁场磁感应强度为0.5T,不计一切摩擦，砝码沿斜面下滑线圈开始进入磁场时，它恰好做匀速运动.（g取10m/s2）（1）求线圈匀速上升的速度.在线圈匀速进入磁场的过程中，砝码对线圈做了多少功?（3）线圈进入磁场的过程中产生多少焦耳热?高二物理寒假作业（五）交流电参考答案1解析：发电机、电动机铭牌所标数值、交流电压表、保险丝的熔断电流均为有效值，故A对，C、D错.电容器的击穿电压为最大值，B错.答案：A2.解析：由电动

13、势的瞬时值表达式，计时从线圈位于中性面时开始，所以t=0时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，A、B正确,C错误.当t=0.4s时，e=10sin20t千10xsin（20冷0.4）V=0,D错误.答案：AB3.解析：二,当线框平面平行于磁感线时，磁通量最小，但e最大，即At最大.答案：C4.解析：线圈从题图示位置开始转动，电动势瞬时值表达式为e=EmCOswt由题意，EmBS«BI1I23，所以e=BI1I23COSwt答案：D5.解析：在初始位置ad和bc切割磁感线，产生感应电流，由楞次定律可知电流的方向为dtctba，

14、是负值，选项A、B错误.当转过沪寸刻，线圈处在中性面位置，感应电流为零，则选项C错误，选项D正确.大值Um=100V，有效值为答案：D6.解析：_21由图可知该交流电的周期T4X10s,频率f=t25Hz,w=2n=50nrad/s，电压最u=100V=50/2V；电阻消耗的电功率=50W;交流电压瞬时值表达式u=100sin50nV.综上所述，选项A、C错，B、D正确.答案：BD7.解析：先计算副线圈的电压的有效值，原线圈电压的有效值为220V，根据匝数之比可以得到副线圈的电压的有效值为110V，根据负载电阻的大小可以知道副线圈中输出电流为2A，根据原、副线圈的输入和输出功率相等可以知道原线

15、圈中电流为1A.答案：A&解析：答案：C（/.=200V,所以4狞=100羽叽由卷=焉得仍=10'蛊压器的输出功率=Pa=UI=Idi图町知“宏变电流的频舉上*令0血穿过变压器铁蛊的磁通量査化率的最大值需二勰I谱9.解析：本题考查交变电流和变压器原理.由图象可知交变电流的电压有效值为220V，因为原副线圈的匝数比为10:1，故变压器副线圈的输出电压为22V，而电压表测的是R2两端的电压，所以小于22V，故A错误；当传感器R2处出现火灾时，热敏电阻R2的阻值随温度升高而减小，变压器的输出电压不变，热敏电阻与定值电阻R1分压，故R2的分压减小，电压表示数变小，B正确；R2减小时，变

16、压器的负载电阻减小，电流增大，则原线圈的电流也增大，所以电流表的示数增大，C错误；由于负载电路的电流增大，电阻Ri消耗的功率也增大，故D也错误，难度中等.答案：B10. 解析：考查理想变压器及其相关知识，当副线圈接的可调电阻R增大时，变压器输出功率P2减小，导致变压器输入功率Pi减小，原线圈中电流Ii减小，所以正确选项是B.答案：B11. 解析：由ni=屮知，当ni增大时，U2减小，当减小n2时，U2也减小，又根据P入=P出=知，n2U2RA、B两项均错，C项对，D项错.答案：C12.解析：本题考查电磁感应现象和楞次定律.对导体棒ab由右手定则可判断a端电势高，由E=BIV可知，因为磁感应强度

17、均匀增大，所以Uab变大，故选项A对，B错；对矩形线框cdef,由楞次定律可判断，感应电流的方向为逆时针方向，但由于磁感应强度是均匀增大，所以感应电流是恒定的，不会增大，所以选项C、D都不对难度中等.答案：A13. 答案：A14. 解析：首先判断出由于电流I增大使得穿过回路abcd的磁通量是增大还是减小由于线框位置偏向导线左边，使跨在导线左边的线圈面积大于右边面积，线圈左边部分磁感线穿出，右边部分磁感线穿入，整个线框中的合磁通量是穿出的，并且随电流增大而增大再用“阻碍磁通量变化”来考虑线框受磁场力而将要发生运动的方向显然线框只有向右发生运动，才与阻碍合磁通量增加相符合，因此线框受的合磁场力应向

18、右，故正确答案为A.答案：A15. 解析：水平铜盘做匀速圆周运动，半径切割磁感线产生恒定的感应电动势相当于电源.当R1不变时变压器原线圈所加的是恒定电压，副线圈中的磁通量一定，磁通量的变化量为零，故其输出电压为零，分析可知A、C错，B对；当R1变化时，原线圈所加的不是交流电压，其原、副线圈的电流关系不确定，故D错.答案：B16解析：以极端情况考虑：若速度极小接近于零，则线圈中几乎没有感应电流，就无需克服安培力做功，从而速度越大时拉力做功越多；若L1极小接近于零，则L1切割磁感线产生的感应电动势便接近于零，线圈中几乎没有感应电流，也无需克服安培力做功，从而L1越大时拉力做功越多；若L2极小接近于

19、零，则将线圈拉出时的位移接近于零，从而L2越大时拉力做功越多；若线圈电阻极大趋于无限大，则线圈中几乎没有感应电流，亦无需克服安培力做功，从而线圈电阻越大时拉力做功越小所以应选A、B、C项.答案：ABC17.解析：R1与R2串联，R1与R2中的电流变化情况应相同，电流有效值11=12=0.6A,电流最大值l1m=I2m=0.6冷2A,电压有效值Ui=I1R1=6V,U2=12R2=12V,电压最大值U1m=25=62V,U2m=农U2=12谄V.答案：B17解析：对棒受力分析如图所示.22BLvF安=BIL=,R故D错;速度的增大而增大，故棒做的不是匀加速直线运动.因此运动的平均速度丰1v,F安随棒的A错；由q=n誹得：q=BRx，故棒下滑的位移x=器，B正确；求焦耳热应该用有效值，故C错.19.解析:当滑动头P匀速上滑时，副线圈匝数均匀增大，由出=豈知，U2=益U1,U2随时间均匀答案：B增大，C项正确；由于灯泡的电阻随温度的升高而增大，所以当电压均匀增加时，由欧姆定律1=¥知灯泡R中电流并非均匀增加，而是增加的越来越慢，其12t图线的斜率逐渐减小，B项正确；灯泡消耗的功率N2=U2I2,N2随时间并不是均匀增加的，D项错误；变压器的输入功率与输出功率