:2020届高三物理交变电流单元测试

:一、选择题（每题4分，共48分）
1．如图4－5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n1∶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20V
B．变压器的输出功率为200W
C．变压器输出端的交流电的频率为50Hz
D．穿过变压器铁芯的磁通量变化率的最大值为Wb/s
2．自耦变压器的特点是在铁心上只绕一个线圈，它的结构如图4－1所示，P、M之间可以当做一个线圈，移动滑动触头P，可以改变这个线圈的匝数；N、M之间可以当做另一个线圈。M、N与一个滑动变阻器相连，Q为滑动变阻器的滑动触头。下列论述正确的是              
A．当恒压交流电源接到a、b时，向上移动滑动触头P，电压表V1的示数不变，V2示数增大
B．当恒压交流电源接到a、b时，向上移动滑动触头P，电压表V1示数变大，V2示数也增大
C．当恒压交流电源接到c、d时，向上移动滑动触头Q，电压表V1的示数不变，V2示数不变
D．当恒压交流电源接到c、d时，向上移动滑动触头Q，电压表V1示数变大，V2示数不变
3. 一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感应电动势e随时间t的变化如图所示．下面说法中正确的是：（ ）
A.t1时刻通过线圈的磁通量为零
B.t2时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
  C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D.每当e变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大。
4、将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为（ ）
A. (2πl2nB)2/P
B.2(πl2nB)2/P
C.(l2nB)2/2P
D.(l2nB)2/P
5．小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（  ）
          A．升压变压器初级线圈中的电流变小      B．升压变压器次级线圈两端的电压变小
C．高压输电线路的电压损失变大        D．降压变压器次级线圈两端的电压变小
6、唱卡拉OK用的话筒，内有传感器，其中有一种是动圈式的，它的工作原理是在弹性膜片后面粘接一个轻小的金属线圈，线圈处于永磁体的磁场中，当声波使膜片前后振动时，就将声音信号转变为电信号，下列说法正确的是（   ）
A、 该传感器是根据电流的磁效应工作的    B、该传感器是根据电磁感应原理工作的
C、膜片振动时，穿过金属线圈磁通量不变  D、膜片振动时，金属线圈中不会产生感应电动势
7．如图所示，由一根绝缘导线绕成半径相同的两个小圆组成的如图所示形状的线圈水平放置，匀强磁场Ｂ垂直通过线圈平面，若将磁场的磁感强度从Ｂ增大到2Ｂ的过程中通过线圈的电量为Ｑ，则下列哪些过程亦可使线圈中通过电量为Ｑ  
 �Ａ．保持磁场Ｂ不变，将线圈平面翻转90°  �Ｂ．保持磁场Ｂ不变，将线圈平面翻转180°  �Ｃ．保持磁场Ｂ不变，将线圈的一个小圆平面翻转180°  �Ｄ．保持磁场Ｂ不变，将线圈拉成一个大圆 8．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯炮Ｌ１、Ｌ２和Ｌ３，输电线的等效电阻为Ｒ，原线圈接有一个理想的电流表．开始时，开关Ｓ接通，当Ｓ断开时，以下说法中正确的是  

图3-24
 �Ａ．原线圈两端Ｐ、Ｑ间的输入电压减小  �Ｂ．等效电阻Ｒ上消耗的功率变大  �Ｃ．原线圈中电流表示数增大  �Ｄ．灯炮Ｌ１和Ｌ２变亮 9．如图甲所示，闭合导体线框ａｂｃｄ从高处自由下落，落入一个有界匀强磁场中，从ｂｃ边开始进入磁场到ａｄ边即将进入磁场的这段时间里，在图3-26乙中表示线框运动过程中的感应电流-时间图象的可能是  
10．如图3-24所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其它条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使  
Ａ．原线圈匝数ｎ１增加   Ｂ．副线圈匝数ｎ２增加 Ｃ．负载电阻Ｒ的阻值增大  Ｄ．负载电阻Ｒ的阻值减小
11．如图所示为白炽灯Ｌ１（规格为“220Ｖ，100Ｗ”）、Ｌ２（规格为“220Ｖ，60Ｗ”）的伏安特性曲线（Ｉ-Ｕ图象），则根据该曲线可确定将Ｌ１、Ｌ２两灯串联在220Ｖ电源上时，两灯的实际功率之比大约为  
Ａ．1∶2  Ｂ．3∶5  
Ｃ．5∶3  Ｄ．1∶3
12．如图甲所示，两节同样的电池（内电阻不计）与滑线变阻器组成分压电路和理想变压器原线圈连接，通过改变滑动触头Ｐ的位置，可以在变压器副线圈两端得到图3-17乙中哪些电压?  

二、实验题和计算题（共102分）
13．在测定金属导体的电阻率的实验中
（1）用螺旋测微器（千分尺）测电阻丝直径时，示数如图所示，这时读出的数值是    ，单位是    。
（2）已知此电阻丝的电阻约为5欧左右（用RX表示），
根据下表给出可供选择器材测RX，
代号
器材名称
规格
a
电流表G
300微安，100欧
b
安培表A1
0．6安，0．1欧
c
安培表A2
3安，0．02欧
d
电阴箱R1
0—999．9欧
e
电阴箱R2
0—9999欧
f
滑动变阻器R3
全电阻5欧，2安
g
电源
3伏，0．01欧左右
h
电键K
单刀单掷
导线若干，上述各器材均只有一个

①   设计测RX的原理图（画在方框中）
②   写出选用的器材的代号和规格                       
③   写出简要的操作过程                           
                                     
④写出RX的表达式 RX=                  

14．下图实物分别为开关，两个电池串联的电源，电压表，电阻箱，还有导线若干（图中未画出）．现用这些器材来测量电源的电动势和内电阻ｒ．

（1）在上面右边线框内画出实验电路图并按电路图在实物图上连接导线．  �（2）若要测得、ｒ的值，电阻箱至少需取________个不同数值．  �（3）若电压表每个分度表示的电压值未知，但指针偏转角度与电压表两端电压成正比，能否用此电路测量?答：________．能否用此电路测ｒ？答：________．


15.交流发电机的原理如左下图所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO/轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如右下图所示，已知线圈的电阻为R=2.0Ω.求：
⑴通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？
⑵矩形线圈转动的周期是多少？   
⑶线圈电阻上产生的电热功率是多少？
⑷保持线圈匀速转动，1分钟内外界对线圈做的功是多少？














17．如图4－14甲所示，一线圈边长L=ab=40cm，L′=bc=20cm，匝数N=100，绕通过ad与bc的中点的轴OO′以角速度ω逆时针方向转动，设匀强磁场的磁感强度B=1.5T，转动轴OO′与磁感线垂直，矩形线圈的总电阻r=1Ω，外电阻R=1Ω。其它电阻不计。若已知线圈所受到磁场力的最大力矩为Mmax=7.2N·m，求：（1）感应电动势的最大值。（2）线圈转动的角速度。（3）线圈从图示位置转过90°时，感应电动势的平均值。（4）在线圈转动一周的过程中，电路所产生的热功率。（5）当线圈平面与磁感线夹角为60°时（如图4-7乙所示），所受的磁力矩。





18．如图3-110所示，一根足够长的粗金属棒ＭＮ固定放置，它的Ｍ端连一个定值电阻Ｒ，定值电阻的另一端连接在金属轴Ｏ上，另外一根长为ｌ的金属棒ａｂ，ａ端与轴Ｏ相连，ｂ端与ＭＮ棒上的一点接触，此时ａｂ与ＭＮ间的夹角为45°，如图所示，空间存在着方向垂直纸面向外的匀强磁场，磁感强度大小为Ｂ，现使ａｂ棒以Ｏ为轴逆时针匀速转动半周，角速度大小为ω，转动过程中与ＭＮ棒接触良好，两金属棒及导线的电阻都可忽略不计．  �（1）求出电阻Ｒ中有电流存在的时间；  �（2）写出这段时间内电阻Ｒ两端的电压随时间变化的关系式；  �（3）求出这段时间内流过电阻Ｒ的总电量．


林伟华中学2008届高三单元训练 

座号    姓名    

一、选择题（48分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案












13、（1）读出的数值是    ，单位是    。
（2）①设计测RX的原理图（画在右边方框中），
②写出选用的器材的代号和规格              

③写出简要的操作过程                   

                             

                                          

④写出RX的表达式 RX=                  
14、（1）作在下图中；（2）        （3） 答：________  答：________


15、








16



16、




17










18









19、
                         




















20．如图3-106所示，在密闭的真空中，正中间开有小孔的平行金属板Ａ、Ｂ的长度均为Ｌ，两板间距离为Ｌ／3，电源Ｅ１、Ｅ２的电动势相同，将开关Ｓ置于ａ端，在距Ａ板小孔正上方ｌ处由静止释放一质量为ｍ、电量为ｑ的带正电小球Ｐ（可视为质点），小球Ｐ通过上、下孔时的速度之比为∶；若将Ｓ置于ｂ端，同时在Ａ、Ｂ平行板间整个区域内加一垂直纸面向里的匀强磁场，磁感强度为Ｂ．在此情况下，从Ａ板上方某处释放一个与Ｐ相同的小球Ｑ．要使Ｑ进入Ａ、Ｂ板间后不与极板碰撞而能飞离电磁场区，则释放点应距Ａ板多高?（设两板外无电磁场）



20、



























 
电磁感应和交变电流
一、选择题（48分）
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
答案
BCD
D
D
B
CD
B
AC
D
CD
BD
D
BCD
13．（1）1.975 ，mm.（4分）
（2）（每小题3分）
方法1：电流表G与电阴箱R2组成伏特表，用伏安法测电阻







RX=
方法2：欧姆表法





A、B短路，调A1满偏，此时电阻5欧，所以RX=
方法3：半偏法



14．（1）电路图如图10甲所示 实物图如图10乙所示

图10
 �（2）2  （3）不能  能
15、解答：：(1)由图象得：电流最大值为Imax=2A
(2) 由图象得：T=4.0×10-2s
(3)电热功率P=I2R=
（4）外界对线圈做的功为W=Pt=4×60=240J
16、解答：：（1）设原副线圈电压为U1，U2，则
由P=U2/R得P直/PR=U直2/U22
则U2=10
（2）因为U1=100，则n1/n2=U1/U2=10:1


17、（1）6V，（2）0.5rad/s，（3）3.8V，（4）1.8W，（5）1.8N•m。
18、解：（1）ｔ＝（π／2）／ω＝π／2ω．  �（2）当导体棒转过角度ωｔ时，由正弦定理，有  �1／ｓｉｎ（180°－45°－ωｔ）＝ｘ／ｓｉｎ45°， 又 ＵＲ＝（1／2）Ｂｘ2ω，  �解①、②得ＵＲ＝Ｂｌ2ω／2（1＋ｓｉｎ2ωｔ）．  �（3）Ｑ＝Δｔ＝（Ｂ（1／2）ｌ2／ΔｔＲ）·Δｔ＝Ｂｌ2／2Ｒ． 19、（1） 当棒先向下运动时，在和以及导轨所组成的闭合回路中产生感应电流，于是棒受到向下的安培力，棒受到向上的安培力，且二者大小相等。释放棒后，经过时间t，分别以和为研究对象，根据动量定理，则有：


代入数据可解得：
（2）在、棒向下运动的过程中，棒产生的加速度，棒产生的加速度。当棒的速度与棒接近时，闭合回路中的逐渐减小，感应电流也逐渐减小，则安培力也逐渐减小。最后，两棒以共同的速度向下做加速度为g的匀加速运动。
20、解：Ｐ从静止释放到Ａ板的过程中，做自由落体运动，设到达Ａ板时的速度为ｖ１，则  �ｖ１２＝2ｇｌ．  ①  �当开关Ｓ置于ａ时，Ｐ在Ａ、Ｂ板间受重力和电场力的共同作用做匀加速直线运动，设它到达Ｂ板时的速度为ｖ２，由动能定理可得  �（ｍｇ＋ｑＥ）·Ｌ／3＝（1／2）ｍｖ２2－（1／2）ｍｖ１2，  ② 又 ｖ１／ｖ２＝／，  ③ 由①②③式可得ｑＥ＝ｍｇ．  ④  �设Ｑ的释放点距Ａ板的高度为ｈ，下落至Ａ板即将进入两板间时的速度为ｖ０，则  �ｖ０2＝2ｇｈ．  ⑤  �当开关Ｓ置于ｂ时，由于Ｑ在两板间时所受重力和电场力大小相等、方向相反，故Ｑ将在洛仑兹力作用下在两板间做匀速圆周运动，由左手定则可知其所受洛伦兹力方向向右，故Ｑ只能从两板右侧飞出，当Ｑ从Ａ板右边缘飞出时，其轨道半径为Ｌ／4，所以 �   ｑＢｖ０＝ｍｖ０2／（Ｌ／4），   ⑥ 解④⑤⑥式得ｈ＝ｑ2Ｂ2Ｌ2／32ｍ2ｇ．  ⑦  �当Ｑ沿与Ｂ板相切的轨迹飞出两板间时，其轨道半径为Ｌ／3，所以�   ｑＢｖ０＝ｍｖ０2／（Ｌ／3），   ⑧  �解④⑤⑧式得ｈ＝ｑ2Ｂ2Ｌ2／18ｍ2ｇ．  �故释放点距Ａ板的高度满足ｑ2Ｂ2Ｌ2／32ｍ2ｇ＜ｈ＜ｑ2Ｂ2Ｌ2／18ｍ2ｇ时，可不与极板相撞而飞离电磁场区．