新建 Microsoft Word 交流电电磁场

第第 1 单元单元 交变电流的产生和描述交变电流的产生和描述 一 选择题一 选择题 1 下列四幅图是交流电的图象 其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是 2 如图所示 矩形线圈 abcd 在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴 P1和 P2 以相同 的角速度匀速转动 当线圈平面转到与磁场方向平行时 A 线圈绕 P1转动时的电流等于绕 P2转动时的电流 B 线圈绕 P1转动时的电动势小于绕 P2转动时的电动势 C 线圈绕 P1和 P2转动时电流的方向相同 都是 a b c d D 线圈绕 P1转动时 dc 边受到的安培力大于绕 P2转动时 dc 边受 到的安培力 3 如图所示的直流电通过图中的电阻 R 则交变电流表的示数为 A 2 5 A B 2 8 C 4 0 A D 4 5 A 4 如图所示 单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中 线圈轴线 OO 与磁场 边界重合 线圈按图示方向匀速转动 t 0 时刻线圈平面与磁场方向垂直 规定电流方向 沿 abcda 为正方向 则线圈内感应电流随时间变化的图象是 5 如图所示的电路中 三个完全相同的灯泡 a b c 分别与电阻 R 电感 L 和电容 C 串联 成三个支路 当电路两端接入 220 V 50 Hz 的交变电压时 三 个灯泡的亮度相同 若保持交变电压大小不变 将其频率增大到 100 Hz 则将发生的现象是 A 三灯泡亮度不变 B 三灯泡均变亮 C a 不变 b 变亮 c 变暗 D a 不变 b 变暗 c 变亮 6 2008 年广东高考 小型交流发电机中 矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动 产生的感 应电动势与时间呈正弦函数关系 如图所示 此线圈与一个 R 10 的电阻构成闭合电路 不计电路的其他电阻 下列说法正确的是 A 交变电流的周期为 0 125 s B 交变电流的频率为 8 Hz C 交变电流的有效值为 2 A D 交变电流的最大值为 4 A 7 一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动 穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示 则下列说法正确的是 A t 0 时刻 线圈平面与中性面垂直 B t 0 01 s 时刻 的变化率最大 C t 0 02 s 时刻 交流电动势达到最大 D 该线圈相应产生的交流电动势的图象如图乙所示 8 2008 年山东高考 图甲 乙分别表示两种电压的波形 其中图甲所示电压按正弦规律 变化 下列说法正确的是 A 图甲表示交流电 图乙表示直流电 B 两种电压的有效值相等 C 图甲所示电压的瞬时值表达式为 U 311sin 100 t V D 图甲所示电压的匝数比为 10 1 的变压器变压后 频 率变为原来的 110 9 电阻 R1 R2与交流电源按照图甲方式连接 R1 10 R2 20 合上开关 S 后 通过电阻 R2的 正弦交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图乙所示 则 A 通过 R1的电流有效值是 1 2 A B R1两端的电压有效值是 6 V C 通过 R2的电流最大值是 1 2 A2 D R2两端的电压最大值是 6 V2 10 如图所示 在两平行金属板中央有一个静止的电子 不计重力 当两 板间加上交变电压后 能使电子有可能做往返运动的电压是 二 非选择题二 非选择题 11 如图所示 间距为 l 的光滑平行金属导轨 水平地放置在竖直方向的磁感应强度为 B 的 匀强磁场中 右端接阻值为 R 的电阻 一电阻为 r 质量为 m 的导体棒放置在导轨上 在 外力 F 作用下从 t 0 的时刻开始运动 其速度随时间的变化规律为 v vmsin t 不计导轨电 阻 求 1 从 t 0 到 t 时间内电阻 R 产生的热量 2 2 从 t 0 到 t 时间内外力 F 所做的功 2 12 电压 u 120sin t V 频率为 50 Hz 的交变电流 把它加在激发电压和熄灭电压均为2 u0 60 V 的霓虹灯的两端 2 1 求在一个小时内 霓虹灯发光时间有多长 2 试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象 已知人眼的视觉暂留时间约为 s 1 16 第第 2 单元单元 变压器电能的输送变压器电能的输送 一 选择题一 选择题 1 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 2 A 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 4 A B 这种电流表能测交流电流 图 b 的读数为 0 4 A C 这种电流表能测交流电流 图 b 的读数为 3 6 A D 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 6 A 2 如图所示 理想变压器输入端 PQ 接稳定的交流电源 通过单刀双掷开关 S 可改变变压 器初级线圈匝数 图中电压表及电流表皆为理想电表 则下列说法中正确的是 A 当滑片 c 向 b 端移动时 变压器输入功率变大 B 当滑片 c 向 a 端移动时 电流表 A1的示数将减小 电压表 V 的示数不变 C 当滑片 c 向 b 端移动时 电流表 A2的示数将变大 电压表 V 的示数也变大 D 滑片 c 不动 将开关 S 由 1 掷向 2 时 三个电表 A1 A2 V 的示数都变大 3 2008 年北京高考 一理想变压器原 副线圈匝数比 n1 n2 11 5 原线圈与正弦交变电 源连接 输入电压 u 如图所示 副线圈仅接入一个 10 的 电阻 则 A 流过电阻的电流是 20 A B 与电阻并联的电压表的示数是 100 V2 C 经过 1 分钟电阻发出的热量是 6 103 J D 变压器的输入功率是 1 103 W 4 如图所示 一理想变压器原 副线圈匝数比为 3 1 副线圈上接三个相同的灯泡 均能正 常发光 原线圈中再串一个相同的灯泡 L 则 A 灯 L 也能正常发光 B 灯 L 比另三灯都暗 C 灯 L 将会被烧坏 D 不能确定 5 2009 年山东高考 某小型水电站的电能输送示意图如下 发电机的输出电压为 200 V 输电线总电阻为 r 升压变压器原副线圈匝数分别为 n1 n2 降 压变压器原副线圈匝数分别为 n3 n4 变压器均为理想变压器 要使额定电压为 220 V 的 用电器正常工作 则 A 31 24 nn nn B 31 24 nn nn C 升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 D 升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 6 如图所示 在绕制变压器时 某人误将两个线圈绕在图示变压器铁芯的左 右两个臂上 当通 以交流电时 每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈 另一半通过中间的臂 已知 线圈 1 2 的匝数之比为 N1 N2 2 1 在不接负载的情况下 A 当线圈 1 输入电压 220 V 时 线圈 2 输出电压为 110 V B 当线圈 1 输入电压 220 V 时 线圈 2 输出电压为 55 V C 当线圈 2 输入电压 110 V 时 线圈 1 输出电压为 220 V D 当线圈 2 输入电压 110 V 时 线圈 1 输出电压为 110 V 7 在远距离输电时 输送的电功率为 P 输电电压为 U 所用导线电阻率为 横截面积为 S 总长度为 L 输电线损失的电功率为 P 用户得到的电功率为 P 用 则 P P 用的关系 式正确的是 8 如图所示的甲 乙两电路中 当 a b 两端与 e f 两端分别加上 220 V 的交流电压时 测得 c d 间与 g h 间的电压均为 110 V 若 分别在 c d 两端与 g h 两端加上 110 V 的交流电压 则 a b 间 与 e f 间的电压分别为 A 220 V 220 V B 220 V 110 V C 110 V 110 V D 220 V 0 9 如图所示 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 IR B 电动机消耗的功率为 I2R C 原线圈中的电流为 nI D 变压器的输入功率为 UI n 10 2008 年 1 月份 我国南方大部分地区遭遇特大雪灾 输电线表面结冰严重 导致线断塔 倒 某学校实验兴趣小组设计了利用输电导线自身电阻发热除冰的救灾方案 处理后的电路 原理如图所示 输电线路终端降压变压器用模拟负载 R0 代替 RL 为输电线电阻 并将电阻 RL 放入冰雪中 在变压器原线圈两端加上交变电流后即 出现冰雪融化的现象 为了研究最好除冰方案 下列模拟 实验除给定操作外 其他条件不变 不考虑其可行性 你认为其中最合理的是 A 将调压变压器滑动触头 P 向上移动一些 B 将调压变压器滑动触头 P 向下移动一些 同时延长通电时间 C 通过计算 选择适当输出电压 并闭合 S 将模拟负载 R0短时短路 D 通过计算 选择适当输出电压 并将模拟负载 R0的阻值增大一些 二 非选择题二 非选择题 11 如图所示 理想变压器原线圈中输入电压 U1 3 300 V 副线圈两端电压 U2为 220 V 输 出端连有完全相同的两个灯泡 L1和 L2 绕过铁芯的导线所接的电压表 V 的示数 U 2 V 求 1 原线圈 n1等于多少匝 2 当开关 S 断开时 电流表 A2的示数 I2 5 A 则电流表 A1的示数 I1为多少 3 当开关 S 闭合时 电流表 A1的示数 I1 等于多少 12 某发电站的输出功率为 104 kW 输出电压为 4 kV 通过理想变压器升压后向 80 km 远 处供电 已知输电导线的电阻率为 2 4 10 8 m 导线横截面积为 1 5 10 4 m2 输电线路 损失的功率为输出功率的 4 求 1 升压变压器的输出电压 2 输电线路上的电压损失 第第 3 3 单元单元 电磁场电磁波电磁场电磁波 一 选择题一 选择题 1 下列关于电磁场的说法中正确的是 A 只要空间某处有变化的电场或磁场 就会在其周围产生电磁场 从而形成电磁波 B 任何变化的电场周围一定有磁场 C 振荡电场和振荡磁场交替产生 相互依存 形成不可分离的统一体 即电磁场 D 电磁波的理论在先 实践证明在后 2 2009 年天津高考 下列关于电磁波的说法正确的是 A 电磁波必须依赖介质传播 B 电磁波可以发生衍射现象 C 电磁波不会发生偏振现象 D 电磁波无法携带信息传播 3 关于雷达 下列说法正确的是 A 雷达只是用来向外发射电磁波的装置 B 雷达只是用来接收外界电磁波的装置 C 雷达除了向外界发射电磁波 它还要接收它发射出去的被障碍物反射回来的电磁波 D 雷达只能测出物体的位置 但不能描绘出物体的形状 4 关于电磁波传播速度表达式 v f 下述结论正确的是 A 波长越长 传播速度就越大 B 频率越高 传播速度就越大 C 发射能量越大 传播速度就越大 D 电磁波的传播速度与传播介质有关 5 手机 A 的号码为 12345670002 手机 B 的号码为 12345670008 手机 A 拨手机 B 时 手 机 B 发出响声 并且显示屏上显示 A 的号码 12345670002 若将手机 A 置于一透明真空 罩中 用手机 B 拨叫 A 则 A 发出响声 并显示 B 的号码 12345670008 B 不发出响声 但显示 B 的号码 12345670008 C 不发出响声 但显示 A 的号码 12345670002 D 既不发出响声 也不显示号码 6 电视机在室内接收电视台向空中发射的电磁信号时 下列判断正确的是 A 当电视机所在处离电视发射塔较近时 用室内天线也可以接收信号 这是电磁波的衍 射现象造成的 B 电磁波在传播过程中遇到金属物质时 要损失一部分能量 C 在离电视发射塔远处时要用架设室外天线的方法接收信号 这是由于发送电视信号用 的是微波 波长短 基本上是直线传播 D 有线电视的信号也是通过电磁波传送的 7 一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中 则 A 有可能发射电磁波 B 不可能发射电磁波 C 电子和质子组成的系统能量一定守恒 D 电子和质子组成的系统动量守恒 8 在电磁波发射与接收过程中 互为逆过程的是 A 调制与调谐 B 调幅与调频 C 调制与检波 D 调谐与检波 9 2006 年度诺贝尔物理学奖授予了两名美国科学家 以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射 的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化 他们的出色工作被誉为是宇宙学研究进 入精密科学时代的起点 下列与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中正确的是 A 微波是指波长在 10 3 m 到 10 m 之间的电磁波 B 微波和声波一样都只能在介质中传播 C 黑体的热辐射实际上是电磁辐射 D 普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说 10 如图所示是一个水平放置的玻璃圆环型小槽 槽内光滑 槽的宽度和深度处处相同 现 将一直径略小于槽宽的带正电小球放在槽中 让它受绝缘棒打 击后获得一初速度 v0 与此同时 有一变化的磁场垂直穿过玻 璃形小槽外径所对应的圆面积 磁感应强度的大小跟时间成正 比 其方向竖直向下 设小球在运动过程中电荷量不变 那么 A 小球受到的向心力大小不变 B 小球受到的向心力大小不断增加 C 洛伦兹力对小球做了正功 D 小球受到的磁场力逐渐变大 二 非选择题二 非选择题 11 1 麦克斯韦理论的内容是 2 电磁波在传播过程中 每处的电场方向和磁场方向总是 的 并和该处电磁波 的传播方向 这就说明电磁波是 波 3 目前雷达发射的电磁波频率多在 200 MHz 至 1 000 MHz 的范围内 请回答下列关于 雷达和电磁波的有关问题 雷达发射电磁波的波长范围是多少 能否根据雷达发出的电磁波确定雷达和目标间的距离 12 无线电广播的中波段波长范围是 187 560 m 1 试求无线电广播的中波段频率范围 2 为避免邻近电台干扰 两个电台的频率范围至少应差 104 Hz 那么此波段中最多能 容纳多少个电台 一 选择题一 选择题 1 解析解析 我国居民日常生活所用交流电的电压有效值为 220 V 频率为 50 Hz 由此可算出最大 电压值为 220 V 311 V 周期 T 0 02 s 符合条件的只有 C 2 答案答案 C 2 解析解析 产生正弦交流电的条件是轴和磁感线垂直 与轴的位置和线框形状无关 转到图示 位置时产生的电动势 E 具有最大值 Em nBS 由欧姆定律 I E R 总可知此时 I 相等 A 对 B 错 由右手定则可知电流方向为 a d c b 故 C 错 两种情况下 cd 边受的安培力均为 F BLcdI 故 D 错 答案答案 A 3 解析解析 如图所示的直流电的大小是变化的 它不属于恒定电流 而交变电流表的示数为电 流的有效值 但这个电流的有效值不是 5 2 A 显然 应该从电流有效值的定义来求解 图中的 I t 图象是正弦曲线 在半个周期内 它的有效值与正弦交变电流的有效值相同 再 根据直流电在一个周期内所做的功和其有效值做功等效的关系 就可以求出通过电流表的 示数 答案答案 A 4 解析解析 由楞次定律可知前半个周期感应电流沿 adcba 方向 后半个周期沿 abcda 的方向 因线圈绕垂直磁场的轴匀速转动 所以产生正弦式交变电流 A 正确 答案答案 A 5 解析解析 因为电阻不随频率改变 而感抗随频率的增大而增大 容抗随频率的增大而减小 所以交流电的频率增大 电感支路的电流减小 电容支路的电流增大 电阻支路的电流不 变 由此得出正确答案为 D 项 答案答案 D 6 解析解析 由图象可知 交变电流的周期为 0 250 s 频率为 4 Hz 交变电流的最大值为 A 2 20 10 A 有效值为 A A 所以应选 C 2 2 2 答案答案 C 7 解析解析 答案答案 B 8 解析解析 因图象的纵坐标上电压的正负表示电压的方向 因此两图均为交流电 A 错 对于 正弦交流电才有 U有效 虽然两图的峰值相同 但图乙非正弦 余弦 交流电不适用 2 m U 上式有效值的求法 故 B 错 正弦交流电电压瞬时值的表达式为 U Umsin t 由图象可知 Um 311 V T 2 10 2 s 可得 100 代入上式得 U 311sin 100 t 故 C 对 由变压器 2 T 原理可知变压器只能根据匝数比改变电压和电流 它不会改变周期和频率 故 D 错 答案答案 C 9 解析解析 由 i t 图象可知 电流最大值 Im 0 6 A 有效值 I 0 6 A 因 R1与 R2串联 2 2 m I 则 I1 I 0 6 A U1 IR1 6 V I2m Im 0 6A U2m ImR2 12 V 故 A C D 错 B 正确 22 答案答案 B 10 解析解析 对 A 图象可知 电子先做加速度减小的加速运动 T 时刻速度最大 由T 到 1 4 1 4 T 做加速度增加的减速运动 T 时刻速度为零 从T 到 T 电子反向做加速度减小 1 2 1 2 1 2 3 4 的加速运动 T 时刻速度最大 由T 到 T 做加速度增大的减速运动 T 时刻速度为零 3 4 3 4 回到原位置 即电子能做往复运动 同样的方法可得 B C 也对 答案答案 ABC 二 非选择题二 非选择题 11 12 解析解析 1 如图所示 画出一个周期内交流电的 u t 图 其中阴影部分对应的时间 t1表 示霓虹灯不能发光的时间 根据对称性 一个周期内霓虹灯不能发光的时间为 4t1 2 很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的 而熄灭的时间间隔只有 s 如图中 1 300 t2 t3那段时间 由于人的眼睛具有视觉暂留现象 而这个视觉暂留时间约为s 远大于 1 16 s 因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉 1 300 答案答案 1 2 400 s 2 见解析 1 解析解析 该钳形电流表的工作原理为电磁感应现象 所以只能测交流电流 且电流与匝数成 反比 故 C 项正确 答案答案 C 2 解析解析 c 向 b 端移动时 R 变大 输出功率 又因 U2不变 则 P2减小 所以输 2 2 2 U P R 入功率减小 A 项错 c 向 a 移动时 R 变小 A2示数变大 则 A1示数变大 B 2 2 U I R 项错 c 向 b 移动时 R 变大 由 知 A2示数变小 故 C 项错 当滑片 c 不动 2 2 U I R 开关 S 由 1 掷向 2 时 原线圈匝数 n1减少 由知 U2变大 故 A2示数变大 A1示 1 2 2 n U n 数变大 故 D 项正确 答案答案 D 3 解析解析 原线圈中电压的有效值是 220 V 由变压比知副线圈中电压为 100 V 流过电阻的电流 是 10 A 与电阻并联的电压表的示数是 100 V 经过 1 分钟电阻发出的热量是 6 104 J P入 P出 W 1 103 W D 项正确 2 2 U R 2 100 10 答案答案 D 4 解析解析 原 副线圈中的电流之比为 而副线圈中通过每盏灯的电流均为其额定 11 22 1 3 In In 电流 I额 又 I1 I2 所以通过原线圈中灯 L 的电流恰为其额定电流 灯 L 正常发光 2 3 I1 3 所以 A 正确 答案答案 A 5 答案答案 AD 6 答案答案 BD 7 答案答案 BD 8 解析解析 图甲中只要加交流电 其电压比就等于线圈的匝数比 所以 ab 间电压为 220 V 图 乙中 e f 两端加 220 V 的交流电压时 测得 g h 间的电压为 110 V 此时为变阻器的分压 接法 滑片正好在变阻器的中央位置 如果在 g h 两端加上 110 V 的交流电压 则 e f 间的电压与 g h 两端的电压相等 此时变阻器的上部分电阻相当于导线 故 B 正确 答案答案 B 9 解析解析 电动机两端电压为 故电动机消耗的功率为 即为变压器的输入功率 原线 U n IU n 圈中的电流 I0 I n 答案答案 D 10 解析解析 输电线的导线电阻 RL 一定 将调压变压器滑动触头 P 向上移动一些 可以增大输 出电压和输出电流 因此 RL 上消耗的功率增大 可以增强除冰效果 但同时也增大了电 能消耗 延长通电时间 虽可以增大发热量 但发热慢 若发热与导线散热平衡 则导线 上的冰是不能除去的 如果所加电压适当 闭合 S 将模拟负载 R0短时短路 可以将所有电 能在 RL 上释放短时产生大量热量而除冰 适当电压可保证输电线不被烧断 节能省时 若增大 R0 则 RL 上的电功率会减小 因此最合理的是方案 C 答案答案 C 二 非选择题二 非选择题 11 解析解析 1 由电压与变压器匝数的关系可得 U1 n1 U2 n2 U 则 n1 1 650 匝 2 当开关 S 断开时 有 U1I1 U2I2 I1 U2I2 U1 A 1 3 3 当开关 S 断开时 有 RL1 U2 I2 44 当开关 S 闭合时 设副线圈总电阻为 R 有 R RL1 2 22 副线圈中的总电流为 I2 则 I2 U2 R 10 A 由 U1I1 U2I2 可知 I1 U2I2 U1 A 2 3 答案答案 1 1 650 匝 2 A 3 A 1 3 2 3 12 解析解析 根据已知输电导线的电阻率 导线横截面积和输电距离 首先求出导线电阻 然 后依据能量关系计算导线电阻的功率损失 由损失功率再进一步计算导线上的电流 最后 依据变压器的基本关系求解 1 输电线的电阻为 R 2 L S 25 6 P损 P出 4 107 4 W 4 105 W I2R 所以输电导线的电流为 I 125 A 升压变压器的输出电压为 U2 P I 7 10 125 W A 所以 U2 80 000 V 2 输电线路上的电压损失为 U IR 3 200 V 答案答案 1 80 000 V 2 3 200 V 1 解析解析 根据麦克斯韦的电磁场理论可知选项 A 错误 若电场或磁场的变化是均匀的 则不能 形成电磁波 只能形成稳定的磁场或电场 B 项正确 若电场的变化是非均匀的 则可形成 电磁场 由电磁场的定义可知 C 正确 英国物理学家麦克斯韦从理论上预见了电磁波的存在 并指出电磁波的特点 例如 电磁波的传播不需要介质 它在真空中的速度等于光速 电磁 波是横波等 进而说明光是电磁波家庭中的一员 二十多年后德国物理学家赫兹用实验验证 了电磁波的存在 所以 D 正确 答案答案 BCD 2 解析解析 电磁波可以在真空中传播 能发生干涉 衍射 偏振等现象 并且它可以传递信 息 可知只有 B 选项正确 答案答案 B 3 解析解析 雷达是发射电磁波后再接收反射回来的电磁波 利用发射和接收的时间差计算出 被测物距雷达距离 s 12c t 还可以描绘出物体的形状 答案答案 C 4 答案答案 D 5 解析解析 电磁波可以在真空中传播 而声波传播则需要介质 当手机 B 拨手机 A 时 A 置 于一透明真空罩中 A 能显示 B 的号码 不能发出响声 即 B 正确 答案答案 B 6 解析解析 电磁波从室外传播到室内时发生了衍射 使得在不同位置处的电视机用室内天线 就可以接收到电磁信号 A 选项正确 电磁波遇到金属导体时 使金属内部产生感应电 流 从而损失一部分能量 B 选项正确 电磁信号是用微波发射的 而微波波长较小 其衍射能力不强 故在离电视台较远的地方 一般用架得很高的室外天线来接收电磁信 号 C 选项正确 有线电视是通过导线直接输送电磁信号的 而不是通过电磁波传送的 D 选项错误 答案答案 ABC 7 解析解析 一个电子向一个固定不动的质子运动的过程中 电子受到质子的库仑力的作用 库仑力 F ke2 r2 r 是减小的 F 是增大的 所以加速