高考物理 第十三章交变电流电磁场电磁波（A卷）练习

用心 爱心 专心1 第十三章第十三章 交变电流电磁场电磁波 交变电流电磁场电磁波 A A 卷 卷 一 本题共 12 小题 每小题 4 分 共 48 分 在每小题给出的 四个选项中 有的小题只有一个选项正确 有的小题有多个选项正 确 全部选对得 4 分 选不全的得 2 分 有选错或不答的得 0 分 1 在如图所示的电路 已知交流电源电压 u 200sin100 t V 电阻 R 10 0 则电流表和电压表的读数分别为 A 1 41 A 200 V B 1 41 A 141 V C 2 A 200 V D 2 A 141 V 解析解析 交流电流表和交流电压表的读数是交流电的有效值 由 u 200sin100 tV 知 Um 200 V 得电压表读数 U 141 V m U 2 用心 爱心 专心2 电流表读数 I 1 41 A U R 答案答案 B 2 一理想变压器 原副线圈的匝数比是 10 1 原线圈接入电 压为 220 V 的正弦交流电源 一只理想二极管和一个阻值为 10 的 电阻串联接在副线圈上 交流电流表测原线圈中的电流 交流电压 表测电阻两端的电压 如图所示 则以下说法中正确的是 A 交流电压表的读数为 22 V B 1 分钟内电阻 R 上产生的热量为 1 452 J C 二极管两端的最大电压为 22 V D 增大电阻 R 的值 交流电流表读数减小 解析解析 由理想变压器的电压比等于匝数比可得到副线圈两端电 压为 22V 这是电压的有效值 由于二极管的单向导电性 只限于正 向电压能通过二极管 由有效值的定义可求出通过二极管后的电压 用心 爱心 专心3 的有效值为 11V 故交流电压表的读数也为 11V 由 Q 得22 2 U t R 到 1 分钟内电阻 R 上产生的热量为 1 452 J 加负向电压时 二极管 处于截止状态 R 中没有电流 此时二极管两端的电压等于副线圈 两端的电压 故二极管两端的最大电压为 22V 增大电阻 R 副线2 圈中的电流变小 则原线圈中的电流也变小 故电流表读数变小 选 项 BD 正确 答案答案 BD 3 下列说法中 正确的是 A 任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场 振荡磁场 在周围空间产生同频率的振荡电场 B 任何电场都要在周围空间产生磁场 振荡电场在周围空间产 生同频率的振荡磁场 C 任何变化电场都要在周围空间产生磁场 振荡电场在周围空 间产生同频率的振荡磁场 D 电场和磁场总是相互联系着 形成一个不可分离的统一体 即电磁场 解析解析 根据麦克斯韦电磁场理论可知 恒定的电场 或磁场 周围不产生磁场 或电场 均匀变化的电场 磁场 周围产生恒定 的磁场 电场 而周期性变化的电场 磁场 周围产生同频率变化 的磁场 电场 所以 A B 项错 C 项正确 变化的电场和变化的 用心 爱心 专心4 磁场总是互相联系着 形成电磁场 故 D 项错误 答案答案 C 4 一矩形线圈 绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内固定轴转 动 线圈中的感应电动势 e 随时间 t 的变化情况如图所示 下列说 法正确的是 A t1时刻通过线圈磁通量最大 B t2时刻通过线圈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 通过线圈的磁通量最小 解析解析 从矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流电的模型可 知 通过线圈磁通量为零时 磁通量的变化率最大 产生的交变电 动势最大 而线圈平面与中性面重合时 通过线圈的磁通量最大 磁 用心 爱心 专心5 通量的变化率最小 产生的交变电动势为零 所以从图中的曲线可 知 t1时刻 e 为 0 则此时通过线圈的磁通量最大 t2时刻 e 最大 则此时通过线圈的磁通量为 0 t3时刻 e 为 0 则此时通过线圈的磁 通量最大 而磁通量的变化率为零 从图中曲线的走向 t1与 t3时 刻是 e 变换方向的时刻 此时交变电动势 e 为零 穿过线圈的磁通 量都为最大 故 A 正确 答案答案 A 5 如图所示 T 为理想变压器 A1 A2为理想交流电流表 V1 V2为理想交流电压表 R1 R2 R3为电阻 原线圈两端接电压一 定的正弦交流电 当开关 S 闭合时 各交流表的示数变化情况应是 A 电压表 V1读数变小 B 电压表 V2读数变大 C 电流表 A1 读数变大 用心 爱心 专心6 D 电流表 A2 读数变小 解析解析 闭合开关 S 后 由于输入电压不变 输出电压也不变 负载电阻减小 A2读数变大 A1读数随之变大 故 C 正确 D 错误 U2 U1 I2R1 U1不变 I2变大 U2变小 即 V2读数减小 故 A B 错 误 答案答案 C 6 两个相同的白炽灯泡 L1和 L2接到如图所示的电路中 灯 L1 与电容器串联 灯 L2与电感线圈串联 当 a b 间接电压最大值为 Um 频率为 f 的正弦交流电源时 两灯都发光 且亮度相同 更换一 个新的正弦交流电源后 灯 L1的亮度低于灯 L2的亮度 新电源两极 的电压最大值和频率可能是 A 最大值仍为 Um 而频率大于 f B 最大值仍为 Um 而频率小于 f 用心 爱心 专心7 C 最大值大于 Um 而频率仍为 f D 最大值小于 Um 而频率仍为 f 解析解析 更换新电源后 灯 L1的亮度低于灯 L2的亮度 说明电容 器的容抗增大 电感的感抗减小 根据频率对容抗 感抗的影响可知 新电源频率减小 所以正确选项是 B 答案答案 B 7 如图所示 把电阻 R 电感线圈 L 电容器 C 分别串联一个灯 泡后并联在电路中 接入交流电源后 三盏灯亮度相同 若保持交流 电源的电压不变 使交变电流的频率减小 则下列判断正确的是 A 灯泡 L1将变暗 B 灯泡 L2将变暗 C 灯泡 L3将变暗 D 灯泡亮度都不变 解析解析 保持交流电源的电压不变 使交变电流的频率减小 电 感 L 的感抗减小 灯泡 L1变亮 电容器 C 的容抗增大 灯泡 L2变暗 用心 爱心 专心8 电阻 R 不变 灯泡 L3亮度不变 答案答案 B 8 某电站向远处输送一定功率的电能 则下列说法中正确的是 A 输电线不变 将送电电压升高到原来的 10 倍时 输电线损耗 的功率减为原来的 1 10 B 输电线不变 将送电电压升高到原来的 10 倍时 输电线损耗 的功率减为原来的 1 100 C 送电电压不变 将输电线的横截面直径增加原来的一倍时 输电线损耗的功率减为原来的一半 D 送电电压不变 将输电线的横截面直径减半时 输电线损耗 的功率增为原来的四倍 解析解析 输电线上功率损失 P损 I2R线 2R线 而 R线 P U 则 l s R线 P 一定时 U 升高到原来的 10 倍 P损减为原来的 A 1 100 错 B 对 U P 一定时 d 增加原来一倍时 S 增为原来的四倍 R 线减为 原来的 P 损减为原来的 C 错 1 4 1 4 U P 一定时 d 减半时 S 减为原来的 R线增为原来的四倍 1 4 P损增为原来的四倍 D 对 用心 爱心 专心9 答案答案 BD 9 已知交变电流 i Imsin tA 线圈从中性面起开始转动 当其 瞬时值等于有效值时 则线圈转动的时间为 A B C 4 D 2 22 解析解析 依题意 Imsin t m I 2 所以 sin t t t 1 24 4w 答案答案 C 10 一理想变压器 原 副线圈的匝数保持不变 在原线圈上所 加交变电压的有效值也保持不变 则这个变压器在工作时 副线圈两端的电压 有效值 一定保持不变 原线圈中的电流 有效值 一定保持不变 变压器的输入功率一定保持不变 变压器的输出功率一定保持不变 A B C D 解析解析 功率与负载有关 答案答案 A 11 家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具 主要由磁控管 波导管 微波加热器 炉门 直流电源 冷却系统 用心 爱心 专心10 控制系统 外壳等组成 接通电源后 220 V 交流电经变压器 一方 面在次级产生 3 4 V 交流电对磁控管加热 同时在另一级产生 2000 V 高压电经整流加到磁控的阴 阳两极之间 使磁控管产生频率为 2450 MHz 的微波 微波输送至金属制成的加热器 炉腔 被来回反 射 微波的电磁作用使食物内分子高频地运动而使食物加快受热 并能最大限度地保存食物中的维生素 有下述说法 其中正确的是 微波是振荡电路中自由电子运动而产生的 微波是原子外层电子受到激发而产生的 微波炉变压器的高压变压比为 11 100 微波输出功率为 700 W 的磁控管每秒内产生的光子为 2 3 1015个 A B C D 解析解析 微波的产生机理是振荡电路中的自由电子运动而产生的 微波炉变压器的高压比为 n1 n2 220 2000 11 100 微波炉输出 功率为 700 W 时 每秒内产生的光子为 N 4 3 1026个 346 P t700 1 h6 63 102450 10 答案答案 B 12 下表为一只电热器铭牌上的一部分 由此可以判定 用心 爱心 专心11 电压 功率 频率 A 此电热器必须在周期是 0 02 s 在电压有效值是 220 V 的交 流电路上使用 B 此电热器必须在周期是 0 02 s 在电压有效值是 156 V 的交 流电路上使用 C 此电热器必须在频率是 50 Hz 在电压有效值是 311 V 的交 流电路上使用 D 若将此电热器接在电压小于 220 V 的交流电路中 其实际消 耗的电功率还是 700 W 答案答案 A 二 本题共 5 题 共 72 分 解答应写出必要的文字说明 方程 式和重要演算步骤 只写出最后答案答案的不能得分 有数值计算的题 答案答案中必须明确写出数值和单位 13 某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示 设 发电机线圈内阻为 r 2 现将 R 98 的用电器接在此交流电路 上 它消耗的功率是多大 如果将电容是 2 F 的电容器接在电路上 则电容器的耐压值至少是多大 用心 爱心 专心12 解析解析 此交流电的最大值为 Em 100 V 则电动势的有效值为 E Em V 由全电路欧姆定律知 电阻 R 上的电压有效值为2 100 2 U R V 故电阻 R 消耗的功率为 P W 49 W E Rr 98 2 22 U981 R298 电容器接入电路 则要求电容器的耐压值至少等于感应电动势的最 大值 故有 Um Em 100 V 答案答案 49 W100 V 14 某居民小区的降压变压器匝数比是 3 1 初级线圈的输入 电压是 660 V 设次级线圈的电阻是 0 2 此变压器供给 100 盏 220 V 60 W 的电灯用电 试求 1 变压器空载时 次级线圈两端的电压多大 输出功率多大 用心 爱心 专心13 2 当接通负载时 次级线圈两端的电压多大 每个灯泡的实 际功率多大 解析解析 1 空载时 由电压比求得 U2 220 V 此时 P 0 2 接通负载后 可将次级线圈看成电源 E 220 V 每盏灯电 阻 R 807 100 盏并联电阻 R 8 07 由欧姆定律 2 U P U IR 215 V 每个灯泡实际功率 P 57 3 W E R Rr 2 U P 答案答案 1 220 V0 2 215 V57 3 W 15 如图所示为交流发电机示意图 匝数为 n 100 匝的矩形线圈 边长分别为 10 cm 和 20 cm 内阻为 5 在磁感应强度 B 0 5 T 的匀强磁场中绕 OO 轴以 50 rad s 的角速度匀速转动 线圈和2 外部 20 电阻 R 相接 求 用心 爱心 专心14 1 S 断开时 电压表示数 2 电键 S 合上时 电压表和电流表示数 3 为使 R 正常工作 R 的额定电压是多少 4 通过电阻 R 的电流最大值是多少 电阻 R 上所消耗的电功 率是多少 解析解析 1 感应电动势最大值 Em nBS 100 0 5 0 1 0 2 50V 50V22 S 断开时 电压表示数为电源电动势有效值 用心 爱心 专心15 E 50 V 2 Em 2 电键 S 合上时 由全电路欧姆定律 I A 2 0 A E50 Rr205 U IR 2 20 V 40 V 即电流表示数为 2 A 电压表示数为 40 V 3 额定电压即为电压有效值 U有 I R 2 0 A 20 40 V 4 通过 R 中电流的最大值 Im I 2A22 电阻 R 上所消耗的电功率 P IU 2 40 W 80 W 答案答案 1 50 V 2 2 A40 V 3 40 V 4 2A80 W2 16 有条瀑布 流量 Q 2 m3 s 落差 5 m 现利用其发电 若发 电机总效率为 50 输出电压为 240 V 输电线总电阻 R 30 允 许损失功率为输出功率的 6 为满足用电需求 则该输电线路所用 理想的升压 降压变压器的匝数比各是多少 能使多少盏 220 V 100 W 的电灯正常发光 解析解析 远距离输电电路示意图如下图所示 用心 爱心 专心16 设水的密度为 电源输出功率 P输出 mgh t 50 Q gh 50 5 104 W 由题意 P损 R 2 R 2 2 I 2 P U 输出 又 P损 6 P输出 U2 5 0 103 V 故升压和降压变压器匝数比 n1 n2 U1 U2 240 5 0 103 6 125 又 U3 U2 I2R 4700 V U4 220 V n3 n4 U3 U4 235 11 正常发光