交流电流（B卷） 2012物理人教版高中选修3-2

时间：45分钟满分：100分题序一二三总分结分人核分人得分一、 选择题(16题每小题只有一个选项符合题意，每题4分；710题每小题有多个选项符合题意，全部选对的得5分，选对但不全的得2分，错选或不答的得0分共44分)1. 如右图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO以角速度逆时针匀速转动若以线圈平面与磁场夹角45时为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正则以下四幅图中正确的是()2. 如图所示的理想变压器，两个副线圈匝数分别为n1和n2，当把电热器接在ab，使cd空载时，电流表的示数为I1；当把电热器接在cd，而使ab空载时，电流表读数为I2，则I1：I2等于()A. n1n2 B. nnC. n2n1 D. nn23、.汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10000 V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了下列说法中正确的是()A柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的B汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压C接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压D汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数4某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题经检查，电源总开关中漏电保护器动作切断了电源漏电保护器电路如图所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中的电流经放大器放大后便推动断电器切断电源造成漏电保护器动作切断电源的原因判断为磁卡机用电端().A零线与火线之间漏电B火线与地之间漏电或零线直接接地C只有火线与地之间漏电才会产生D刷卡机装得过多，造成电流太大5. 如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动，可以认为输入电压是不变的输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移时()A. 相当于在减少用电器的数目B. A2表的示数随A1表的示数的增大而增大C. V1表的示数随V2表的示数的增大而增大D. 变压器的输入功率在增大6. 钳形电流表的外形和结构如下图(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) (b)A. 这种电流表能测直流，图(b)的读数为2.4 AB. 这种电流表能测交变电流，图(b)的读数为0.4 AC. 这种电流表能测交变电流，图(b)的读数为3.6 AD. 这种电流表既能测直流，又能测交变电流，图(b)的读数为3.6 A7. 如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压为u20sin100tV，氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有()A. 开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB. 开关接通后，电压表的示数为100 VC. 开关断开后，电压表的示数变大D. 开关断开后，变压器的输出功率变小8一交流发电机输出电压为，加在匝数比为的理想升压变压器的原线圈上，变压器的副线圈通过总电阻为R的输电线向用户供电，若发电机的输出功率为P，则输电线上消耗的功率为()AB CD9.如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时开关S断开，当S接通时，以下说法正确的是( ).A. 副线圈两端M、N的输出电压减小B. 副线圈输电线等效电阻R上的电压将增大C. 通过灯泡L1的电流减小D. 原线圈的电流增大10. 下图所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器已知变压器原线圈与副线圈匝数比，加在原线圈的电压为u1311sin100t(V)，霓虹灯正常工作的电阻R440 k，I1、I2表示原、副线圈中的电流下列判断正确的是()A. 副线圈两端电压为6 220 V，副线圈中的电流为14.1 mAB. 副线圈两端电压为4 400 V，副线圈中的电流为10.0 mAC. I1I2D. I1I2二、 填空题(每空3分，共30分)11. 如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I_.线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q_.12. 如左下图所示的理想变压器，它的原线圈接在交流电源上，副线圈接一个标有“12 V100 W”的灯泡已知变压器原、副线圈的匝数比为181，那么小灯泡正常工作时，图中电压表的读数为_V，电流表的读数为_A.13. 如右上图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1n212，电源电压为200 V，A是保险丝(额定电流I01 A)，R为可变电阻，为使原线圈中电流不超过I0，R的阻值最小不得小于_.14. 理想变压器是指在变压器变压的过程中，线圈和铁芯不损耗能量、磁场被束缚在铁芯内不外漏的变压器现有一个理想变压器，有一个原线圈(匝数为n1)和两个副线圈(匝数分别为n2、n3)甲、乙、丙三位同学想探究这个理想变压器的原、副线圈两端的电压与线圈匝数的关系(1)甲同学猜想：U1U2U3n1n2n3；乙同学猜想：U1U2U3n3n2n1；丙同学猜想：U1n1U2n2U3n3.你认为猜想合理的是_同学，你作出上述判断所依据的物理规律是_；(2)为了验证理论推导的正确性，可以通过实验来探究为保证实验安全、有效地进行，应选用_电源；(3)在实验时，若采用多用电表进行测量，应先将选择开关置于_档，并选用_量程进行测试，大致确定被测数据后，再选用适当的量程进行测量三、 计算题(共26分)15. (12分)一个直流电动机的内电阻r2 ，与R8 的电阻串联接在线圈上，如图所示已知线圈面积为 m2，共100匝，线圈的电阻为2 ，线圈在BT的匀强磁场中绕OO以转速n600 r/min匀速转动时，在合上开关S后电动机正常工作，电压表的示数为100 V，求电动机正常工作时的输出功率16. (14分)一矩形线圈abcd放置在如图所示的有理想边界的匀强磁场中(OO的左边有匀强磁场，右边没有)，线圈的两端接一只灯泡已知线圈的匝数n100，电阻r1.0 ，ab边长L10.5 m，ad边长L20.3 m，小灯泡的电阻R9.0 ，磁场的磁感应强度B1.0102 T线圈以理想边界OO为轴以角速度200 rad/s按如图所示的方向匀速转动(OO轴离ab边距离为L2)，以如图所示位置为计时起点求：(1)在0的时间内，通过小灯泡的电荷量；(2)画出感应电动势随时间变化的图象(以abcda方向为正方向，至少画出一个完整的周期)；(3)小灯泡消耗的电功率参考答案1. D提示：由楞次定律知，t0时，电流方向为负，线圈平面与中性面的夹角为，线圈再转过到达中性面，所以，线圈中感应电流为iImsin，因而，只有D项正确2. B提示：当把电热器接在ab，使cd空载时，设电热器的电阻为R，理想变压器的输出功率等于输入功率得：UI1，当把电热器接在cd，使ab空载时，UI2，又由电压与匝数的关系知，联立解得：I1：I2等于n：n，B对3. AD解析：汽车柴油机压缩汽缸内空气，实际上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度升高到一定温度时，柴油着火燃烧汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压(12 V)断电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压(10000 V)，而达到产生火花的目的，所以电源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A、D正确4 B解析：由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电5. D6. C7. A、B、D由变压器的规律可知，原副线圈匝数比等于电压比，可以知道副线圈端电压的有效值为100 V，氖管的发光频率等于交流电的频率，为100 Hz，AB对，开关断开后副线圈端电压不变，但副线圈消耗功率变小，C错D对8. D9. B、C、D.解析：理想变压器不计原副线圈的直流电阻，副线圈两端电压UMN(有效值)不受负载电阻的影响，始终等于副线圈的感应电动势，而保持不变，故A项是错误的.S接通后，次级回路的总电阻减小，而UMN保持不变，故次级回路中电流I2增大，输电线等效电阻R上的电压增大，导致灯泡L1两端电压减小，L1中电流减小，可见B、C项正确，又因I2增大，UMN不变，变压器的输出功率增大，故输入功率随着增大，原线圈中的电流I1增大，D项正确，所以本题正确答案应选B、C、D10. B、D11. 提示：(1)线框转动产生交变电流EmaxBS，Imax，有效值I；线框转过的过程中，BS，qt.12. 2160.4613. 80014. (1)甲电磁感应定律(2)低压交流(一般低于12 V)(3)交流电压较大(或最大)15. 线圈转动时产生的电动势的最大值为：EmNBS200 V.有效值为：E200 V.设线圈的电阻为r，则电路中的电流I为I.电动机正