1、(本栏目内容，在学生用书中以活页形式分册装订！)(90分钟100分)一、选择题(本大题共10个小题，每小题5分，共50分，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，有选错的得0分)1.如右图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n.原线圈接正弦交流电压U，输出端接有一个交流电流表和一个电动机电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升下列判断正确的是()A电动机两端电压为IRB电动机消耗的功率为I2RC原线圈中的电流为nI D变压器的输入功率为【解析】电动机两端电压为，故电动机消耗的功率为，即
2、为变压器的输入功率，原线圈中的电流I0I/n.【答案】D2如图所示，T为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab和cd的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键S闭合时()A交流电压表V1和V2的示数一定都变小B交流电压表只有V2的示数变小C交流电流表A1、A2和A3的示数一定都变大D只有A1的示数变大【解析】闭合S时，输出电路电阻减小，副线圈中电流增大，V1示数不变，V2示数变小，A2示数变大，则A1示数也变大，由于V1示数不变，A2示数变大，则V2示数变小，A3示数变小【答案】B3.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、方向如右图所示的匀强磁场中匀速转动，转速
3、为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路接有额定功率为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.B.C. D.【解析】单匝正方形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，将产生正弦式交流电，则电动势的最大值EmBl22nBl2，其有效值E，计算小灯泡的额定功率P要用其有效值，即P.R，故只有B选项正确【答案】B4如下图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在t时刻()A线圈中的电流最大 B穿过线圈的磁通量为零C线圈所受的安培力为零
4、 D穿过线圈磁通量的变化率最大【解析】注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线)时的特点；磁通量、磁通量的变化、磁通量的变化率不同；t，线圈转过90，本题应选C.【答案】C5在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数分别为n1600匝、n2120匝，电源的电压为U311sin 100t(V)，原线圈中串联一个额定电流为0.2 A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则()A负载功率不能超过44 WB副线圈电流的最大值不能超过1 AC副线圈电流的有效值不能超过1 AD无论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁【解析】保险丝的额定电流指有效值，由电流与线圈匝数的关系及原线
5、圈中电流的有效值I10.2 A得副线圈中的电流的有效值I21 A，则副线圈电流的最大值不能超过I2A.再由电压与线圈匝数的关系及原线圈两端的电压的有效值U1220 V得副线圈两端电压的有效值U244 V，则有PU2I244 W，故A、C选项正确，B、D选项错误【答案】AC6如下图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u311sin 314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R3为一定值电阻当传感器R2所在处出现火警时，以
6、下说法中正确的是()AA1的示数不变，A2的示数增大BA1的示数增大，A2的示数增大CV1的示数增大，V2的示数增大DV1的示数不变，V2的示数减小【解析】考查了传感器和变压器在电路方面的综合应用当传感器R2所在处出现火警时，温度升高，R2的阻值减小，副线圈负载总电阻减小，故电流增大，所以电压表V2的示数减小，A2的示数减小，输出功率增大，故输入功率增大，而V1的示数不变，所以A1的示数增大，故选D.【答案】D7如下图所示，是通过变压器为一精密仪器供电的电路，仪器两端的电压可通过示波器显示出来，电路中的变压器可视为理想变压器，已知示波器显示的电压为U231.1sin (100t) V，变压器原
7、线圈与副线圈匝数比，若仪器可以看成纯电阻电路，其工作时的电阻R44 ，下列判断正确的是()A原线圈两端电压311 V，原线圈中的电流70.7 mAB原线圈两端电压220 V，原线圈中的电流50 mAC原线圈所接交流电源的频率为100 HzD原线圈所接交流电源的频率为50 Hz【解析】根据题目给出的副线圈输出电压的变化规律可知：副线圈两端的电压U2 V22 V由得，U1220 V；由U2I2R得I20.5 A500 mA.由得：I150 mA，B对，变压器原、副线圈中交流电的频率相等，均为50 Hz，D对【答案】BD8(2009年高考四川理综)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R
8、120 ，R230 ，C为电容器已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则()A交流电的频率为0.02 HzB原线圈输入电压的最大值为200 VC电阻R2的电功率约为6.67 WD通过R3的电流始终为零【解析】根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02 s、频率为50赫兹，A错；由图乙可知通过R1的电流最大值为Im1 A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um20 V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V，B错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系及并联电路特点可知电阻R2的电流有效
9、值为I 、电压有效值为UUm/ V，电阻R2的电功率为P2UIW，C对【答案】C9.如右图所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R.t=0时刻线圈平面与纸面重合且cd边正在向纸面外转动，则()A线圈中电流t时刻瞬时值表达式为icos tB线圈中电流有效值IC线圈中电流有效值ID线圈消耗的电功率P【解析】回路中感应电动势最大值EmBS电流最大值Im，t0时为中性面，故瞬时值表达式isin t.电流有效值I，PI2R，故A、B、D错误，C正确【答案】C10一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，
10、角速度为时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0.若使线圈转动的角速度变为2，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为()AE2E0，TT0，P2P0 BEE0，TT0，P2P0CE2E0，TT0，P2P0 DE2E0，TT0，P4P0【解析】设线圈为n匝，面积为S，所在区域磁感应强度为B，当角速度为时产生的最大感应电动势E0NBS，周期T0，外力提供的功率P0.当角速度为2时产生的最大感应电动势E2NBS2E0，周期TT0，外力提供的功率P4P0.故选项D对【答案】D二、实验题(本大题共2个小题，共10分)11(
11、4分)当光照射到光敏电阻上时，光敏电阻的阻值_(填“变大”、“不变”或“变小”)半导体热敏电阻是利用半导体材料的电阻率随_变化而改变的特性制成的【解析】本题考查传感器中两个常用元件光敏电阻和热敏电阻的性质光敏电阻的感光元件，它的阻值随光照强度的增强而减小，它可把光学量变为电阻这一电学量，常用以制造光控开关，热敏电阻对温度反应敏感【答案】变小温度12(6分)有一个教学用的可拆变压器，如下图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，则A线圈的电阻为_，由此可推断_线圈的匝数较多(选填
12、“A”或“B”)(2)如果把它看做理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)：_；A线圈的匝数为nA_.(用所测物理量符号表示)【答案】(1)24A(2)用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；将A线圈与低压交流电源相连接；用多用电表的交流电压挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压Un(其他方法，只要合理即可)三、计算题(本大题共4个小题，共40分，解答时请写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)13(8分)某电
13、站输送电压为U6 000 V，输送功率为P500 kW，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜里读数相差4 800 kWh(即4 800度电)试求：(1)输电线的电阻；(2)若要使输电损失的功率降到输送功率的2%，电站应使用多高的电压向外输电？【解析】(1)因为两地的电表读数之差，即为线路损失的电能，由此可求线路损失的功率：P损200 kW，又由P损I2R2R得：RU26 0002 28.8 .(2)要使输电损失的功率降到输送功率的2%，则有P损500 kW2%10 kW由上面的式子可得：UP500 000 V2.68104 V.【答案】(1)28.8 (2)2.68104 V14(10
14、分)收音机的变压器的初级线圈有1 210匝，接在U1220 V的交流电源上，变压器有两个次级线圈次级线圈的匝数为35匝，次级线圈的匝数是1 925匝如果不计变压器自身的能量损耗，当变压器工作时，线圈的电流I20.3 A时，初级线圈的电流I10.114 A求线圈中电流和输出电压(电流的计算结果保留3位有效数字)【解析】U2U12206.36 V，U3U1220350 V.不计变压器自身的能量损耗，由能量转化和守恒定律P1P2P3，即I1U1I2U2I3U3.则I30.066 2 A.【答案】0.066 2 A350 V15(10分)(2010年郑州模拟)如图所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线
15、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n100匝，总电阻r1.0 ，所围成矩形的面积S0.040 m2，小灯泡的电阻R9.0 ，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enBmScos t，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0时间内，通过小灯泡的电荷量【解析】(1)由图象知，线圈中产生的交变电流的周期T3.14102 s，所以EmnBmS8.0 V.(2)电流的最大值Im0.8
16、0 A，有效值I A，小灯泡消耗的电功率PI2R2.88 W.(3)在0时间内，电动势的平均值，平均电流流过灯泡的电荷量Qt4.0103 C.【答案】(1)8.0 V(2)2.88 W(3)4.0103 C16(12分)某小型发电站的发电机输出交流电压为500 V，输出电功率为50 kW，如果用电阻为3 的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 V供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？【解析】用500 V电压送电时示意图如右图所示，50 kW的电功率在输电线上的电流I0P/U050103/500 A100 A.用户获得电压U1U0I0R(5001003) V200 V，用户获得的功率P1I0U12104 W.改用高压输送时，示意图如下图所示，要求P损0.6%P，即P损501030.6% W300 W.输电电流I A10 A.发电站升压后输电电压U V5 000 V，升压变压器匝数比n1/n2U0/U500/5 0001/10，输电线上损失的电压UIR103 V30 V.到达用户输入变压器电压U2UU(5 00030) V4 970 V，降压变化器的匝数比.【答案】200 V2104 W11049722