2012高考物理总复习 易错题与高考综合问题解读 考点 12 交变电流 电磁场和电磁波 命题角度4

用心 爱心 专心 1 交变电流交变电流 电磁场和电磁波命题角度电磁场和电磁波命题角度 4 4 远距离输电远距离输电 1 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 考场错解考场错解 找不出关系式 无解题思路 不清楚远距离输电中的能量关系及变压器输入 输出端的电压 电流 功率关系 1 输电线路损失的功率为 导线电阻为 对导线 故副线圈电流为 I2 1 25 102A 故 带入数据得 U2 80 kV 即变压器的输出电压为 80 kV 2 2 某农村水力发电站的发电机的输出电压稳定 它发出的电先通过电站附近的升压变 压器升压 然后用输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器 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 随用电器总功率的增加导致 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大 考场错解考场错解 B 或 D 没有考虑输电电线的电阻 而凭感觉选择 C 变压器的输出电压由输入电压决定 用电器功率增加不会改变升达变压器输出电压 只使降压变压器输出电流增大 输入电流也增大 故导线损耗电压变大 使降压变压器输入 电压减小 远距离输电线路图以铁芯为界分为三个回路 升压变压器副线圈两端电压等于输电线电 阻上电压与降压变压器输入线圈两端电压之和 升压变压器输入功率等于负载消耗功率和输 电线上损耗的功率之和 用心 爱心 专心 2 命题角度命题角度 5 5 电磁场 电磁波 电磁波的波速及其应用电磁场 电磁波 电磁波的波速及其应用 1 目前雷达发射的电磁波频率多在 200 MHz 至 1000 MHz 的范围内 下列关于雷达和电 磁波说法正确的是 A 真空中上述雷达发射的电磁波的波长范围在 0 3 m 至 1 5 m 之间 B 电磁波是由恒定不变的电场或磁场产生的 C 测出从发射电磁波到接收反射波的时间间隔可以确定雷达和目标的距离 D 波长越短的电磁波 反射性能越强 考场错解考场错解 BD 不了解电磁波的产生原理而错选 B 认为波的反射性与波长有关 受光波的二相性影响 而选 D AC 由 c f 可求得波长范围为 0 3m 至 1 5 m 之间 即 A 正确 变化的电场和变化的磁 场交替产生 并向外传播形成电磁波 B 错 根据波发射后的匀速直线运动可判断 C 正 确 波的反射性与频率无关 D 错 2 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 考场错解考场错解 ABCD 不清楚电磁波的特点和传播规律 ACD 电磁波的传播不需要介质 而且真空中电磁波传播速度最大 其他介质传播速度 小 3 如图 12 12 所示 半径为 r 且水平放置的光滑绝缘的环形管道内 有一个电荷量为 e 质量为 m 的电子 此装置放在匀强磁场中 其磁感应强度随时间变化的关系式为 根据麦克斯韦电磁场理论 均匀变化的磁场将产生稳定的电场 该感应电场对 电子有沿圆环切线方向的作用力 使其加速 此过程管道对电子恰无作用力 t O 时刻电子 的初速度大小为 v0 方向顺时针 俯视 从此开始 运动一周后的磁感应强度为 B1 则此时 电子的速度大小为 用心 爱心 专心 3 考场错解考场错解 1 不理解电子的运动规律而得不出答案 2 B 或 C 不清楚变化磁场形成的电场的形状 不理解电子运动过程中各力的作用 BC 均匀变化的磁场将产生稳定的电场 在环形管道内形成环形电场 由法拉第电磁感 应定律可得 电场方向为逆时针 电场力对电子作正功 对电子由动能定理 所以 B 正确 又洛伦兹力提供向心力 得 C 对 故正 确答案为 BC 解决这类问题需要注意电磁波和机械波共同点和本质上决定的不同点 理解麦克斯韦电 磁场理论对电磁场产生的描述 考场思维训练考场思维训练 1 正弦交流电是由闭合线圈在匀强磁场中匀速转动产生的 线圈中感应电动势随时间变 化的规律如图 12 13 所示 则此感应电动势的有效值为 V 频率为 Hz lI 220 v 50 Hz 解析 正弦式电动势有效值 220V 频率 2 矩形线框在匀强磁场中匀速转动 所产生的交变电流波形如图 12 14 所示可知 A 在 t1时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 B 在 t2时刻穿过线圈的磁通量达到峰值 C 在 t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 D 在 f4时刻穿过线圈的磁通量的变化率达到峰值 2 BC 解析 t1 t2时刻 线圈平面与磁场平行 t2 t4时刻线圈位于中性面 3 在变电站里 经常要用交流电表去监测电网上的强电流 所用的器材叫电流互感 器 如下所示的四个图中 能正确反映其工作原理的是 3 A 解析 电流互感器要把大电流变为小电流 因此原线圈的匝数少 副线圈的匝数多 监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中 4 图 a 为某型号电热毯的电路图 将电热丝接在 U 156 sin 120 t V 的电源上 电热 毯被加热到一定温度后 由于 P 的作用使输入的正弦交流电仅有半个周期能够通过 即电压 变为图 b 所示波形 从而进入保温状态 则此时交流电压表的读数是 A 156 V B 1lO V C 78 V D 55 V 用心 爱心 专心 4 4 C 解析 由有效值的定义知 5 在交变电流中 如果电源电动势的最大值不变 频率可以改变 在如图 12 17 所示 电路 ab 的两点间逐次将图中的电路元件甲乙丙单独接入 当交流电频率增大时 可观察到 的现象是 A A1读数不变 A2增大 A3减小 B A1读数减小 A2不变 A3增大 C A1读数增大 A2不变 A3减小 D A1 A2 A3读数均不变 5 C 解析 频率增大甲阻碍作用减小 乙不变 丙增大 6 图 12 18 1 2 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 O 6 B 解析 1 电路是变压器 变压比公式适应 2 电路不能升压 仍为 110V 7 有一个电子器件 当其两端电压高于 100 V 时导电 等于或低于 100 V 时则不导电 若把这个电子器件接到 100 V 50 Hz 的正弦式交变电源上 这个电子器件将 A 不导电 B 每秒钟导电 50 次 C 每秒钟内导电 100 次 D 每次导电的时间为 0 00S s 7 CD 解析 100 V 50 Hz 的正弦式交变电流电源中的 100 V 指有效值 故电子器件一 个周期内通电 2 次 所以每秒通电 100 次 由正弦图象可知每次导电时间 8 如图 12 19 所示 平行板电容器和电池组相连 用绝缘工具将电容器两板间的距离 逐渐增大的过程中 关于电容器两极板间的电场和磁场 下列说法中正确的是 A 两极板间的电压和场强都将逐渐减小 B 两极板间的电压不变 场强逐渐减小 C 从上向下看两极板间将产生顺时针方向的磁场 D 从上向下看两极板间将产生逆时针方向的磁场 8 BD 解析 由于极板和电源保持连接 因此两极板间电压不变 两极板间距离增大 因此场强 E U d 将减小 由于电容器带电量 Q UC d 增大时 电容 C 减小 因此电容器带电 用心 爱心 专心 5 量减小 即电容器放电 放电电流方向为逆时针 在引线周围的磁场方向为逆时针方向 因此 在两极板间的磁场方向也是逆时针方向 9 一个小型水力发电站 发电机输出电压 U0 250 V 内一阻可以忽略不计 最大输出功 率为 Pm 30 kW 它通过总电阻 R线 2 0 的输电线直接向远处的居民供电 设居民区所有 用电器都是额定电压 U用 220 V 的白炽灯 总额定功率为 P用 22 kW 不计灯丝电阻随 温 度的变化 1 当居民区的电灯全部使用时 电灯两端的电压是多