【立体设计】2012高考物理 第10章 章末强化训练 鲁教版

PAGEPAGE72012高考立体设计物理鲁科版第10章章末强化训练一、选择题(每小题5分，共40分)1.某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图象如图所示，由图中信息可以判断()A．在A和C时刻线圈处于中性面位置B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零C．从A～D时刻线圈转过的角度为2πD．若从O～D时刻历时0.02s，则在1s内交变电流的方向改变100次【解析】根据图象，首先判断出感应电流的数学表达式i＝Imsinωt.另外应该进一步认识到线圈是从中性面开始旋转，而且线圈旋转一周，两次经过中性面，经过中性面的位置时电流改变方向．从该图形来看，在t＝O、B、D时刻电流为零，所以此时线圈恰好在中性面的位置，且穿过线圈的磁通量最大；在A、C时刻电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零；从A到D时刻，线圈旋转3/4周，转过的角度为3π/2；如果从O到D时刻历时0.02s，恰好为一个周期，所以1s内线圈运动50个周期，100次经过中性面，电流方向改变100次．综合以上分析可得，只有选项D正确．【答案】D2．下图表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电的有效值是()A．5eq\r(2)AB．5AC.eq\f(7,2)eq\r(2)AD.eq\f(7,2)A【解析】本题要求的是矩形交变电流的有效值，与平时所熟知的正弦交变电流的有效值(即I有效＝Im/eq\r(2))不同．因此，有的同学对这样的题目感到无从下手．只有从有效值的定义出发才能顺利解答本题．该交变电流通过阻值为R的电阻1个周期的时间(即0.02s)内所产生的热量为：Q交＝(4eq\r(2))2×R×0.01＋(3eq\r(2))2×R×0.01＝50×0.01R.设直流电流I通过电阻R一个周期的时间(即0.02s)内产生的热量为Q直＝I2R×0.02.由交流电的有效值定义得Q直＝Q交，即50×0.01R＝I2×0.02R.则I＝5A，即交变电流的有效值为5A.【答案】B3.（2011届·合肥检测）在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了矩形线圈abcd.线圈cd边沿竖直方向且与磁场的右边界重合.线圈平面与磁场方向垂直.从t=0时刻起，线圈以恒定角速度ω=2π/T绕cd边沿图示方向转动，规定线圈中电流沿abcda方向为正方向，则从t=0到t=T时间内，线圈中的电流I随时间t变化关系图象为（）4．(2011届·广州检测)如图所示电路中，已知交流电源电压u＝200sin100πtV，电阻R＝100Ω.则电流表和电压表的示数分别为()A．1.41A,200VB．1.41A,141VC．2A,200VD．2A,141V【解析】电流表和电压表显示的是有效值，U＝eq\f(Um,\r(2))＝100eq\r(2)V≈141V；I＝eq\f(U,R)＝1.41A，故选项B正确．【答案】B5.(2011届·滨州测试)如图所示，M是理想变压器，电源电压U不变，当变阻器的滑片P向上移动时，示数发生变化的电表是()A．电流表A1B．都发生变化C．电压表V1D．电压表V2【解析】副线圈电压不变，所接的电路按直流电路分析：电阻变小，电流增大，而原线圈电压不变，电流随副线圈中的电流增大而增大．【答案】A6．在家用交流稳压器中，变压器的原、副线圈都带有滑动头，如图所示．当变压器输入电压发生变化时，可上下调节P1、P2的位置，使输出电压稳定在220V上．现发现输出电压低于220V，下列措施不正确的是()A．P1不动，将P2向上移B．P2不动，将P1向下移C．将P1向上移，同时P2向下移D．将P1向下移，同时P2向上移【解析】由变压器原、副线圈的电压比等于线圈匝数比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可知，输出电压低于220V，可以增加副线圈匝数或减少原线圈匝数，A、B、D正确，C错误．【答案】C7.如图所示，理想变压器原线圈接u=220sin100πt(V)的正弦交流电源，图中电流表内阻不计.副线圈接入“110V60W”灯泡一只，且灯泡正常发光.下列说法正确的是（）B.通过灯泡的电流的频率为50HzC.电流表的示数为AD.理想变压器原、副线圈匝数之比为2∶1【解析】由P入=P出得P入=60W，A错误；交流电的周期T=2π/ω=1/50s,故频率为50Hz，B正确；交流电的峰值Um=220V,则其有效值U=Um/=220V,由P=UI得I=P/U=A=A，C错；由eq\f(n1,n2)=得eq\f(n1,n2)==2∶1，D项错误.【答案】B8．传感器是一种采集信息的重要器件．如图所示是一种测定压力的电容式传感器，A为固定电极，B为可动电极，组成一个电容大小可变的电容器．可动电极两端固定，当待测压力施加在可动电极上，可动电极发生形变，从而改变了电容器的电容．现将此电容式传感器与零刻线在中央的灵敏电流表和电源串联，组成闭合电路，已知电流从电流表正接线柱流入时指针向右偏转．当待测压力增大时()A．电容器的电容将减小B．灵敏电流表指针在正中央零刻线处C．灵敏电流表指针向左偏转D．灵敏电流表指针向右偏转【解析】当待测压力增大时，电容器板间距离缩小，由C＝eq\f(εS,4πkd)知，电容器的电容增大，A错；由于电容器与电源相连，故电压U不变，由Q＝CU知，电容器的电量将增加，即电容器需充电，故电流从电流表的正接线柱流入，指针将向右偏转，D正确．【答案】D二、非选择题(共60分)9．(2011届·青岛检测)(12分)热敏电阻是传感电路中常用的电子元件．现用伏安法研究热敏电阻在不同温度下的伏安特性曲线，要求特性曲线尽可能完整．已知常温下待测热敏电阻的阻值约为4～5Ω.热敏电阻和温度计插入带塞的保温杯中，杯内有一定量的冷水，其他备用的仪表和器具有：盛有热水的热水瓶(图中未画出)、电源(3V、内阻可忽略)、直流电流表(内阻约1Ω)、直流电压表(内阻约5kΩ)，滑动变阻器(0～20Ω)、开关、导线若干．(1)在下面虚线框中画出实验电路图，要求测量误差尽可能小．(2)根据电路图，在下图的实物图上连线．(3)简要写出完成接线后的主要实验步骤________________________________________________________________________________________________________________________________________________.【解析】由于常温下热敏电阻的阻值为4～5Ω，与电流表内阻很接近，故采用外接法；又因特征曲线尽量完整，电压表、电流表读数范围大，故滑动变阻器采用分压式．【答案】(1)电路图如图所示(2)实物图如图所示(3)①往保温杯中加一些热水，待温度稳定时读出温度计的值；②调节滑动变阻器，快速测出几组电流表和电压表的值；③重复步骤①、②，测量不同温度下的数据；④绘出各测量温度下热敏电阻的伏安特性曲线．10．(14分)某发电站通过升压变压器、输电线和降压变压器把电能输送给生产和照明用户，发电机输出功率是100kW，输出电压是250V，升压器原、副线圈的匝数比为1∶25，输电线上功率损失为4%，用户所需要的电压为220V，则输电线的电阻和降压器原、副线圈的匝数比是多少？若有60kW分配给生产用电，其余电能用来照明，那么可装25W的电灯多少盏？【解析】输电线路如图所示，由变压比知eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，所以U2＝eq\f(U1n2,n1)＝25×250V＝6250V.副线圈电流I2＝eq\f(P,U2)＝eq\f(100×103,6250)A＝16A，输电线电阻R上损失的功率为Ieq\o\al(2,2)R＝4%P，得R＝eq\f(4%P,I\o\al(2,2))＝eq\f(0.04×100×103,162)Ω＝15.6Ω.降压器输入电压U2′＝U2－I2R线＝6250V－16×15.6V＝6×103V.降压器匝数比eq\f(n1′,n2′)＝eq\f(U2′,U3)＝eq\f(6×103,220)＝eq\f(300,11).由功率关系可知：P入＝P损＋P生产＋P照．则P照＝96%×100×103W－60×103W＝36×103W，又P照＝nPL，得n＝eq\f(P照,PL)＝eq\f(36×103,25)＝1440盏．【答案】15.6Ωeq\f(300,11)1440盏11．(2011届·东莞检测)(16分)如图所示，理想变压器原线圈匝数n1＝440，副线圈匝数n2＝22，在原线圈的两端加图甲所示的交流电压，求：(1)副线圈中电压表的示数；(2)电阻R在什么范围内取值，才能使副线圈中电流表的示数不超过2.0A?【解析】(1)U1＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(311,1.414)V＝220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(22,440)×220V＝11V.(2)I2＝eq\f(U2,R)≤2.0A，R≥eq\f(11,2.0)Ω＝5.5Ω.【答案】(1)11V(2)R≥5.5Ω12.（18分）发电机的端电压为220V，输出电功率为44kW，输电导线的电阻为0.2Ω,如果用初、次级匝数之比为1∶10的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为10∶1的降压变压器降压供给用户.（1）画出全过程的线路图.（2）求用户得到的电压和功率.（3）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压.【解析】（1）线路图如图所示.（2）升压变压器次级输出电压U2＝eq\f(n2,n1)U1=2200