交流电 电磁场 电磁波 习题.doc

九市（区）高三物理研讨会交流材料交流电江苏省梁丰高中提供1下列甲、乙两图是电子技术中的常用电路，a、b是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“ ”表示，交流低频成分用“”表示，直流成分用“”表示关于两图中负载电阻R上得到的电流特征是 ( )ababRRA图甲中R得到的是交流成分B图甲中R得到的是直流成分C图乙中R得到的是低频成分D图乙中R得到的是高频成分2如图所示，当交流电源的电压为220V，频率为50Hz时，三只灯炮A、B、C的亮度相同，若将交流电源的频率改变为100Hz，则 ( )AA灯比原来亮BB灯比原来亮CC灯亮度不变DC灯比原来暗3如图所示，变压器的初级线圈n11000匝，接在311sin 314t V的交变电源上，次级线圈n2 =300匝，n3 =200匝，一只阻值为48.4的小灯如图中连接恰能正常发光，该灯泡的功率为 （ ）A10W B20W C30W D250W4如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“5V5W”，L4标有“5V10W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1n1和ab间电压应为 （ ）n1 n2L1L2L3L4abA21，25V B21，20V C12，25V D12，20V5如图，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 （ ）UARA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nID变压器的输入功率为UI/n图aA铁芯图b6钳形电流表的外形和结构如图a所示图a中电流表的读数为1.2A 图b中用同一电缆线绕了3匝，则（ ）A这种电流表能测直流电流， 图b的读数为2.4AB这种电流表能测交流电流，图b的读数为0.4AC这种电流表能测交流电流，图b的读数为3.6AD这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图b的读数为3.6A 7正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图a所示的方式连接，R=10，交流电压表的示数是10V图b是交变电源输出电压u随时间t变化的图象则（ ）V交变电源图au/Vt/10-2sOUm-Um12图bA通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos100t A B通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos50t V CR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos100t V DR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR=5cos50t V 8如图所示，求下列交流电的有效值是多少？2T/3U/VT/3UmTt/s2Um0TU/VT/2Um3T/2t/s2Um0abcdRBOO/9边长为L的正方形线框abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO/匀速转动初始时刻线框平面与磁场垂直，如图所示经过t时间，线框转过120求：线框转动周期和线框转过120时感应电动势的瞬时值；线框内感应电动势在t时间内的平均值；若线框电阻为r，小灯泡电阻为R，计算小灯泡的电功率10一水平放置的圆盘绕竖直固定轴转动在圆盘上沿半径开有一条宽度为2mm的均匀狭缝将激光器与传感器上下对准，使二者间连线与转轴平行，分别置于圆盘的上下两侧，且可以同步地沿圆盘半径方向匀速移动，激光器连续向下发射激光束在圆盘转动过程中，当狭缝经过激光器与传感器之间时，传感器接收到一个激光信号，并将其输入计算机，经处理后画出相应图线图a为该装置示意图，图b为所接收的光信号随时间变化的图线横坐标表示时间，纵坐标表示接收到的激光信号强度，图中t1=1.010-3s，t2=0.810-3s利用图b中的数据求1s时圆盘转动的角速度；说明激光器和传感器沿半径移动的方向；求图b中第三个激光信号的宽度t3激光器传感器图a图bt1t2t3T/sIO0.21.01.83111电磁炉起加热作用的底盘可以简化等效为如图所示的31个同心导电圆环，各圆环之间彼此绝缘，导电圆环所用材料单位长度的电阻为R0=0.125（/m）从中心向外第n个同心圆环的半径（cm），式中n=1、231电磁炉工作时产生垂直于锅底方向的变化磁场，磁场的磁感应强度B的变化率为=100sint（T/s）（计算时取2=10）半径为r1（n=1）的圆环中感应电动势最大值为多少伏？半径为r1（n=1）的圆环中感应电流的有效值为多少安？各导电圆环总的发热功率为多少瓦？12人们利用发电机把天然 存在的各种形式的能（水流能、风能、煤等燃烧的化学能）转化为电能为了合理的利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方但是，用电的地方往往很远因此，需要高压输送线路把电能输送到远方如果，某发电站将U=6000V的电压直接地加在高压输电线的入端，向远方供电，且输送的电功率为P=800kW则此时安装在高压输送线路的入端和终端的电能表一昼夜读数就相差 E=9600kWh求：此种情况下，高压线路的输电效率和终端电压；若要使此高压输电线路的输电效率为98%，则在发电站处应安装一个变压比 n1n2是多少的变压器？13平行轨道PQ、MN两端各接一个阻值R1=R2=8的电热丝，轨道间距L=1m，轨道很长，本身电阻不计轨道间磁场按如图所示的规律分布，其中每段垂直纸面向里和向外的磁场区域宽度为2cm，磁感应强度的大小均为B=1T，每段无磁场的区域宽度为1cm导体棒ab本身电阻r=1，与轨道接触良好现让ab以v=10m/s的速度向右匀速运动求：（1）当ab处在磁场区域时，ab中的电流为多大？ab两端的电压为多大？ab所受磁场力为多大？（2）整个过程中，通过ab的电流为交变电流，其有效值为多大？无无无1cmR12cm2cmR2PQMNvab14三峡水利枢纽工程是流域治理开发的关键工程，建成后将是中国规模最大的水利工程，枢纽控制流域面积1106km2，占长江流域面积的56，坝址处年平均流量为 Q=4.511011m3水利枢纽的主要任务包括防洪、发电、航运三方面，在发电方面，三峡电站安装水轮发电机组26台，总装机容量指26台发电机组同时工作时的总发电功率为P=1.82107kW年平均发电约为W=8.401010kWh，该工程将于2009年全部竣工，电站主要向华中、华东电网供电，以缓解这两个地区的供电紧张局面，阅读上述资料，解答下列问题：（水的密度 =1.0103kg/m3，取重力加速度g=10m/s2）(1)若三峡电站上、下游水位差按H=100m计算，试推导三峡电站将水流的势能转化为电能的效率的公式，并计算出效率h 的数值(2)若26台发电机组全部建成并发电，要达到年发电量的要求，每台发电机组平均年发电时间t为多少天?(3)将该电站的电能输送到华中地区，送电功率为P1=4.5106kW，采用超高压输电，输电电压为U=500kV，而发电机输出的电压约为U0=18kV，要使输电线上损耗的功率小于输送电功率5，求：发电站的升压变压器原副线圈的匝数比和输电线路的总电阻15曾经流行过一种向自行车车头灯供电的小型交流发电机，图甲为其结构示意图图中N、S是一对固定的磁极，abcd为固定在转轴上的矩形线框，转轴过bc边中点、与ab边平行，它的一端有一半径r0=1.0cm的摩擦小轮，小轮与自行车车轮的边缘相接触，如图乙所示当车轮转动时，因摩擦而带动小轮转动，从而使线框在磁极间转动设线框由N=800匝导线圈组成，每匝线圈的面积S=20cm2，磁极间的磁场可视为匀强磁场，磁感强度B=0.010T，自行车车轮的半径R1=35cm，小齿轮的半径R2=4.0cm，大齿轮的半径R3=10.0cm（见图乙）现从静止开始使大齿轮加速运动，问大齿轮的角速度为多大时才能使发电机输出电压的有效值U=3.2V？（假定摩擦小轮与自行车轮之间无相对滑动）参考答案1AC 2AC 3A 4A 5D 6D 7 A 812.25A 1.29Um 0.79Um9（1）线框转动周期T3t，线框转过1200时，线框中的感应电动势瞬时值e=BSsin =2/2t e=3BL2/3t （2）=3BL2 E平 t3BL22t （3）线框中感应电动势的最大值 Em BL2 =2/3t 小灯泡的电功率PR=I2R I= Em/2(R+r) PR=22B2L4R/ 9t2(R+r)210（1）由图线读得，转盘的转动周期T=0.8s （2）激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动（理由为：由于脉冲宽度在逐渐变窄，表明光信号能通过狭缝的时间逐渐减少，即圆盘上对应探测器所在位置的线速度逐渐增加，因此激光器和探测器沿半径由中心向边缘移动）（3）设狭缝宽度为d，探测器接收到第i个脉冲时距转轴的距离为ri，第i个脉冲的宽度为ti，激光器和探测器沿半径的运动速度为v 解得11（1）半径为r1的圆环中感应电动势 代入数据得最大值 （2）半径为r1的圆环中感应电动势的有效值 E1有0.40V圆环中电流的有效值 代入数据得 （3）第n个圆环的电动势 有效值 第n个圆环的热功率 代入已知条件得 是a18，公差d9的等差数列，求和公式或所以各导电圆环总的发热功率为12（1）此情况下，终端功率ET800W9600Wh/24h=400W=/=400W/800W=50%（2）设：高压输送线路的导线电阻为r由题意知；原来线路损耗：P损I12 r = 400W UI1= P P损= P(198%)= I12r UI2= PU：U= n1：n2 n1：n2=1：513ab在两磁场中切割磁场产生的电动势EBLV10（V）则ab中的感应电流大小均为（A）流过导体棒ab的电流随时间变化规律如图所示i/AOt/103s36912151412457810111322由电流图象得流过ab棒的电流周期为T6103s由 14（1）电站能量转化效率为：代入数据：67.1（2）据有192.3天（3）升压变压器匝数比为：9250据IU得I9.0103A 由 得：R2.7815当自行车车轮转动时，通过摩擦小轮使发电机的线框在匀强磁场内转动，线框中产生一正弦交流电动势，其最大值E0BSN 式中0为线框转动的角速度，即摩擦小轮转动的角速度 发电机两端电压的有效值 U/2Em设自行车车轮转动的角速度为1，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，有R11R00 小齿轮转动的角速度与自行车轮转动的角速度相同，也为1设大齿轮转动的角速度为，有 R3R21 由以上各式解得 (U/BSN)(R2r0/R3r1)代入数据得3.2s rad/s九市（区）高三物理研讨会交流材料电磁场和电磁波江苏省梁丰高中提供1过量接收电磁辐射有害人体健康按照有关规定，工作场所受到的电磁辐射强度(单位时间内垂直通过单位面积的电磁辐射能量)不得超过某个临界值W，若某无线电通讯装置的电磁辐射功率为P，则符合规定的安全区域到该通讯装置的距离至少为 （ ）A B C D2关于电磁场和电磁波，下列说法正确的是 （）A电磁波是横波B电磁波的传播需要介质C电磁波能产生干涉和衍射现象D电磁波中电场和磁场的方向处处相互垂直3在LC振荡电路中产生振荡电流的过程中，理想的情况是能量没有损耗，振荡电流的振幅保持不变但实际的振荡电路如果没有外界能量的及时补充，振荡电流的振幅总是要逐渐减小下面的几种情况中，哪些是造成振幅减小的原因 （ ）A电路中电阻对电流的阻碍作用B线圈中铁心内感应电流产生热量C线圈自感电动势对电流的阻碍作用D向空间辐射电磁波4某LC振荡电路的频率为535kHz，要将频率调为1605kHz，可采取以下方法 （ ）A调节可变电容，使电容增大为原来的9倍B调节可变电容，使电容增加1/9倍C调节可变电容，使电容减小为原来的1/9D调节可变电容，使电容减小1/95一个LC振荡电路中,线圈的自感系数为L,电容器的电容为C,从电容器上电压达到最大值Um开始计时,则 ( )A至少历时,磁场能量达到最大B至少历时,磁场能量达到最大C在周期的时间内,电容器放电的电量是CUmD在周期的时间内,电路中的平均电流是6如图所示，LC振荡电路在某一时刻线圈产生的磁场和电容中产生的电场方向，则由图可知()A磁场正在减弱B电容器正在放电C线圈两端的电势差正在增大D线圈L两端的电势差正在减小7无线电广播中波段的波长范围为187560m，为了避免邻台干扰，在一定范围内有两个相邻电台的频率至少应相差10kHz，则在此波段中，能够容纳电台的个数约为 （ ）A5000个 B100个 C187个 D20个8如图所示，在甲、乙两个振荡电路中，其固有频率之比f甲：f乙等于 ( )1：2 B2：1C：1 D4：19某防空雷达发射的电磁波频率为f=3103MHZ，屏幕上尖形波显示，从发射到接受经历时间t=0.4ms，那么被监视的目标到雷达的距离为_km该雷达发出的电磁波的波长为_m10如图所示的装置位于真空中，从阴极K发射出的电子经过与阳极间的第区域，从阳极的小孔A射出，经过由金属管道构成的第区域，离开金属管道后进入有匀强磁场的第区域，磁场方向如图所示电子在上述三个区域中运动时，在第_区域会发射电磁波，其原因是_11如图所示，原线圈接频率为f的交流电源，将电感应L的副线圈接一个适当的电容器成为LC振荡电路，这种振荡和机械振动中的 振动相类似，其振荡周期等于 改变电容器的电容量，当电容等于 时，振荡电流的幅值可达最大值12如图所示LC振荡电路中的电感量L0.5mH，电容量C0.2F，电源电动势 4V，内阻不计，电阻R10先闭合电键K，待电路稳定后再断开K，试求：(1)振荡频率及振荡电流的最大值； (2)从断开K到电容器a板开始带正电所经历的最短时间13如图所示,电源电动势为E，平行板电容器的电容为C，线圈的电感为L（直流电阻不计）当开关S接1时电容器两极板间有一个带电微粒恰好处于平衡状态，将S掷向2后，微粒在电容器两极板间运动 若从S与2接通开始计时 (不考虑能量损失，设微粒没有运动到极板上), 求：经过多长时间微粒的加速度达到最大？最大加速度是多少？当微粒的加速度为多大时，LC回路中的电流最大？14雷达是用来对目标进行定位的现代化定位系统海豚也具有完善的声纳系统，它能在黑暗中准确而快速地捕捉食物，避开敌害，远远优于现代化的无线电系统(1) 海豚的定位是利用自身发射的 ( )A电磁波 B红外线 C次声波 D超声波(2) 雷达的定位是利用自身发射的 ( )A电磁波 B红外线 C次声波 D光波(3) 雷达定位一般用到的是微波，这是因为微波具有 特性(4) 一雷达探测敌机时发射脉冲波，某一时刻发现目标开始发射第一个脉冲，T1秒后返回接收到，接着发射