高中物理巩固练习交流电复习与巩固基础

【巩固练习】一、选择题1．如图所示，边长为L的闭合正方形线框共有n匝，总电阻为R。在磁感应强度为B的匀强磁场中绕中心轴OO＇匀速转动，线框中心轴OO＇与磁场方向垂直。设线框转动的角速度为ω，从线框平面平行于磁感线的位置开始计时，则（）①线框中产生电动势的瞬时值表达式为nBL2ωcosωt②t=0时，线框中的感应电流值为nBL2ω／R③线框中电流的有效值为④线框中电流的频率为A．①②B．②③C．③④D．①④2．一交变电流的图像如图所示，由图可知()A．用电流表测该电流其示数为14.1AB．该交变电流的频率为50HzC．该交变电流通过10Ω电阻时，电阻消耗的电功率为1000WD．该交变电流瞬时值表达式为i＝14.1sin628tA3．（2016四川卷）如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则（）A．小灯泡变亮B．小灯泡变暗C．原、副线圈两段电压的比值不变D．通过原、副线圈电流的比值不变4．如图所示，有一个理想变压器，原线圈的匝数为n1，输入电压为U1，电流为I1；两个副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压分别为U2和U3，电流分别为I2和I3，下列判断正确的是（）A．U1∶U2=n1∶n2，U1∶U3=n1∶n3B．I1∶I2=n2∶n1，I1∶I3=n3∶n2C．n1I1=n2I2+n3I3D．I1U1=I2U2+I3U35．电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器。如图甲所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管。一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号。若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量Φ随时间t的变化如图乙所示，则螺线管内感应电流i随时间t变化图像为()6．调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示，线圈AB绕在一个圆环的闭合铁芯上，AB间加上有效值不变的正弦式电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压，在输出端连接了滑动变阻器尺和理想交流电流表A，变阻器的滑动触头为Q，则（）A．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大B．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小C．保持Q的位置不动，将P沿顺时针方向移动（不超过B）时，电流表的读数变大D．保持Q的位置不动，将P沿顺时针方向移动（不超过B）时，电流表的读数变小7．如图所示，理想变压器原线圈与灯泡A串联后，加上交变电流U1，副线圈两端电压为U2，接有B和C两个灯泡。若A、B、C是三个完全相同的灯泡且均正常发光，则为（）A．4∶1B．3∶1C．2∶1D．1∶18．平行板间加如图所示周期性变化的电压，重力不计的带电粒子静止在平行板中央，从t=0时刻开始将其释放，运动过程无碰板情况，则选项中能正确定性描述粒子运动的速度图象的是（）二、填空题9．一阻值恒定的电阻器，当两端加上10V的直流电压时，测得它的功率为P；当两端加上某一正弦式电压时，测得它的功率为。由此可知该交流电压的有效值为________V，最大值为________V。10．（2016西城教研）某变电站用220V电压输电，线路损失功率为输出功率的20%，若要使导线损失功率为输出功率的5%，则输电电压应为V（P出恒定）11．如右上图所示为一理想变压器，初级接220V正弦式电流，负载电阻R=10Ω，次级线圈b，c间匝数为10匝，当把开关S由接b改接c时，通过R上的电流增加0.2A，则通过变压器铁芯的磁通量变化率最大值是_______Wb／s。（取两位有效数字）三、解答题12．如图甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场。已知线圈的匝数n＝100匝，总电阻r＝1.0Ω，所围成矩形的面积S＝0.040m2，小灯泡的电阻R＝9.0Ω，磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为，其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期，不计灯丝电阻随温度的变化，求：(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的时间内，通过小灯泡的电荷量。13．如图甲所示，长为L，相距为d的两平行金属板与电源相连，一质量为m、带电荷量为q的粒子以速度v0沿平行于金属板的中线射入两板之间，从粒子射入时刻起，两板间所加交变电压随时间变化的规律如图乙所示，试求：（1）为使粒子射出电场时的动能最大，电压U0最大值为多大？（2）为使粒子射出电场时的动能最小，所加电压U0和周期各应满足什么条件？14．某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω。（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1∶n2=22∶1的变压器降压，求用户得到的电压。15．如图甲所示，两平行金属板的板长不超过0.2m，板间的电压u随时间t变化的u-t图线如图乙所示，在金属板右侧有一左边界为MN、右边无界的匀强磁场，磁感应强度B=0.01T，方向垂直纸面向里。现有带正电的粒子连续不断地以速度v0=105m／s，沿两板间的中线OO＇平行金属板射入电场中，磁场边界MN与中线OO＇垂直。已知带电粒子的荷质比C／kg，粒子的重力和粒子间相互作用力均可以忽略不计。（1）在每个粒子通过电场区域的时间内，可以把板间的电场强度看作是恒定的。试说明这种处理能够成立的理由。（2）设t=0.1s时刻射入电场的带电粒子恰能从平行金属板边缘穿越电场射人磁场，求该带电粒子射出电场时速度的大小。（3）对于所有经过电场射入磁场的带电粒子，设其射入磁场的入射点和从磁场射出的出射点间的距离为d，试判断：d的大小是否随时间而变化？若不变，证明你的结论；若变，求出d的变化范围。【答案与解析】一、选择题1．【答案】A2．【答案】CD【解析】根据图像知交流电的有效值为10A，则电流表示数为有效值10A，A项错；周期T＝0.01s，频率为100Hz，B项错；通过10Ω的电阻，电功率P＝I2R＝1000W，C项正确；瞬时值表达式为i＝Imsinωt＝14.1sin200πtA＝14.1sin628tA，D项正确。3．【答案】B【解析】根据数学规律可知，原副线圈减小相同的匝数后，匝数之比变大；因此电压之比变大；输出电压减小，故小灯泡变暗；而电流与匝数之比成反比，故电流的比值变小；故ACD错误，B正确。4．【答案】ACD【解析】根据变压器的原理，可判断选项A是正确的；对于理想变压器来说，输入功率等于输出功率，选项D正确；电流跟线圈匝数成反比的关系只适用于输出端只有一个副线圈工作时的情况，同样，只有当线圈2开路时，I1∶I3=n3∶n1才成立，故选项B错误；若两个线圈同时工作，电流跟线圈匝数的关系要根据“输入总功率等于输出的总功率”关系来判断。根据I1U1=I2U2+I3U3，变形得，代入，，整理得n1I1=n2I2+n3I3，故选项C正确。5．【答案】B【解析】由法拉第电磁感应定律，则螺线管内感应电流i随时间t变化图像为B。6．【答案】BD【解析】如果保持P位置不动，即副线圈两端电压不变，将P向下移动，电阻变大，电流表示数减小，故A错，B对；保持Q不变，将P沿顺时针方向移动，副线圈匝数减小，电压减小，电流表示数减小。故C错，D对。7．【答案】B【解析】A、B、C三个灯泡均正常发光时，设每个灯泡的额定电流为，，则副线圈中的电流I2=2I，原线圈的电流I1=I，由电流与匝数间的关系得；再根据电压与匝数的关系，得，又U1=UA+Uab，而UA=U2，则U1=3U2，得，B选项正确。8．【答案】A【解析】由，可知带电粒子做变速运动的加速度大小是定值，即，故C、D错误。由图知0～与时间段内加速度大小相等、方向相反，故粒子做单向直线运动，速度没有反向，故A正确，B错误。二、填空题9．【答案】10【解析】当电阻器两端加直流电压时，有，当电阻器两端加正弦式电压时，设交变电压的有效值为U＇，有，联立以上两式可解得，其最大值为。10．【答案】440【解析】根据损耗的功率P损＝I2R，得输电电流变为原来的，根据P=UI得，P一定，输出电压变为原来的2倍，为440V．11．【答案】0.28【解析】当把开关S从b掷向c，流过R的电流增加了0.2A，设R两端电压增加ΔU，即ΔU=IR=0.2×10V=2V，而，,（匝），又，当电压为最大值时，有最大值，。三、解答题12．【答案】(1)8.0V(2)2.88W(3)4.0×10－3C【解析】(1)由图像知，线圈中产生的交变电流的周期T＝3.14×10－2s，所以。(2)电流的最大值，有效值，小灯泡消耗的电功率P＝I2R＝2.88W。(3)在时间内，电动势的平均值，平均电流，流过灯泡的电荷量。13．【答案】（1）（2）见解析【解析】（1）要使粒子能飞出电场，又要电场力做功最多，必是一直做类平抛运动，且最大纵向位移为，故有，解得电压最大值。（2）要使粒子动能最小，即电场力做功为零，在电场中飞行时间应为电压周期的整数倍，即，故周期应满足的条件为（n=1，2，…）。要求电压U0应满足的条件是在nT时间内，电场力方向上的位移，其中s1/r