1、一、选择题(本题共 7 小题，每小题 42 分，共 48 分在每小题给出的四个选项中，第 15 题只有一项符合题目要求，第 68 题有多项符合题目要求全部选对的得 6 分，选对但不全的得 3 分，有选错或不选的得 0 分)1(2016 新乡模拟 )一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流 e220 sin 100 t (V)，那么( )2A该交变电流的频率是 100 HzB当 t0 时，线圈平面恰好与中性面垂直C当 t s 时，e 最大1200D该交变电流电动势的有效值为 220 V2解析：根据交变电流的表达式可知该交变电流的频率 f 50 2Hz，有效 值为 220 V，选项 A、D 错误
2、；当 t0 时，e0，所以线圈平面恰好处于中性面，选项 B 错误；当 t s 时，e 有最大值 220 V，选1200 2项 C 正确答案：C2(2016 石家庄模拟)正弦交变电流经过匝数比为 n1n 2101的理想变压器与电阻 R、交流电压表 V、交流电流表 A 按图甲所示方式连接，R10 .图乙是 R 两端电压 U 随时间变化的图象， Um10 V，则下列说法中正确的是( )A通过 R 的电流 iR 随时间 t 变化的规律是 iR cos 100 t(A)2B电流表 A 的读数为 0.1 AC电流表 A 的读数为 A220D电压表 V 的读数为 10 V解析：由图乙知 T210 2 s，f
3、50 Hz， 2f100 rad/s，Im 1 A ，故 iRcos 100 t (A)，选项 A 错误；通过 R 的电流UmR的有效值 I2 A，再根据 知， I1 A，选项 B 错误，C 正Im2 22 I1I2 n2n1 220确；电压表读数应为副线圈两端电压的有效值，即 U V，故 选Um2 102项 D 错误答案：C3(2016 太原模拟 )如图所示， M 是一小型理想变压器，接线柱a、b 接在电压 u311 sin 314t(V)的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统，其中 R2 是用半导体热敏材料( 电阻随温度升高而降低) 制成的传感器，电流表 A2 是值班室的显示器，
4、显示通过 R1 的电流，电压表 V2 显示加在报警器上的电压(报警器未画出)，R 3 是一定值电阻当传感器 R2 所在处出现火情时，下列说法正确的是( )A A1 的示数不变， A2 的示数增大B V1 的示数增大， V2 的示数增大C V1 的示数减小， V2 的示数减小DA 1 的示数增大，A 2 的示数减小解析：当传感器 R2 所在处出现火情时，R 2 的电阻减小，导致电路的总电阻减小，所以电路中的总电流将会增加，A 1测量的是原线圈中的总电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流也要增大；由于电源的电压不变，原、副 线圈的电压也不变，所以 V1 的示数不变，由于副线圈中电流增大，R
5、 3 两端的电压变大，所以 V2 的示数要减小，即 R1两端的电压也要减小，所以 A2 的示数要减小，故 A、B、C 错误，D 正确答案：D4(2017 大连模拟 )如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号(交变电流) 产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器(视为理想变压器)之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是( )A一定是降压变压器，因为 PI 2R，降压后电流减少，导线上损失的电能减少B一定是降压变压器，因为 P ，降压后电压降低，导线上损U2R失的电能减少C一定是升压变压器，因为
6、I ，升压后，电流增大，使到达UR扩音机的信号加强D一定是升压变压器，因为 PUI ，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少解析：根据变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失可知，话筒内的这只变压器一定是升压变压器，因为 PUI，升压后，电 流减小， 导线 上损失的电能减少，选项 D 正确答案：D5(2017 保定模拟 )某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈 L1 由火线和零线并行绕成当右侧线圈 L2 中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关 K，从而切断家庭电路仅考虑 L1 在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有( )A家庭电路正常工作时，L 2 中的
7、磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时，L 2 中的磁通量不变C家庭电路发生短路时，开关 K 将被电磁铁吸起D地面上的人接触火线发生触电时，开关 K 将被电磁铁吸起解析：由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L 2 中的磁通量为零， 选项 A 正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起 L2 的磁通量的 变化，选项 B 正确，C 错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈 L1 中磁场变化引起 L2 中磁通量的变化， 产生感应电流，使电磁铁吸起开关 K，切断家庭电路，选项 D 正确答案：ABD6如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 OO
8、以恒定的角速度 转动，从线圈一面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在 t时刻( )2A线圈中的电流最大B穿过线圈的磁通量最大C线圈所受的安培力为零D穿过线圈磁通量的变化率最大解析：注意线圈转动过程中通过两个特殊位置(平行于磁感线和垂直于磁感线) 时的特点；磁通量、磁通量的变 化量、磁通量的变化率不同；t ，线圈转过 90，本题应选 B、C.2 T4答案：BC7(2016 杭州质检 )远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器当 S 由 2 改接为 1 时，下列说法正确的是( )A电压表读数变大B电流表读数变大C电流表读数变小D输电线损失
9、的功率减小解析：改接为 1 时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，所以输 送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，A 正确；降 压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流 I 灯 也变大，输电线上的电流 I 线 也随着 I 灯 的变大而变大，所以电流表读数变大，B 正确，C 错误；I 线 变大时，输电线损失的功率 P 线 I R2线变大，D 错误答案：AB二、非选择题(本题共 5 小题，共 58 分按题目要求作答，解答题应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位)8(8 分)( 2016济
10、宁模拟 )(1)如图甲所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻 Rg的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若用不透光的黑纸将 Rg包裹起来，表针将向_(填“左”或“右”)转动；若用手电筒光照射 Rg，表针将向_(填“左”或“右”)转动(2)如图乙所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与负温度系数的热敏电阻 RT的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央若往 RT上擦些酒精，表针将向_(填“左”或“右”)转动；若用吹风机热风吹向 RT，表针将向 _(填“左”或“右”)转动解析：光敏电阻是对光敏感的电阻，当有光照射的时候，其电阻减小在欧姆表的表盘
11、上，偏转角度越大说明电阻值越小，所以当外界没有光照的情况下，电阻很大，偏转角度很小，故表针向左转动，反则向右转动 负温度系数的热敏电阻的含义是当温度升高时电阻阻值减小当用酒精涂抹在热敏电阻上的时候，酒精蒸发使温度降低，电阻阻值增大，偏转角度减小，故表针向左转动，反则向右转动答案：(1) 左 (2 分) 右 (2 分) (2)左(2 分) 右(2 分)9(12 分)(2016衡阳模拟 )如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈 abcd 的边长 abcd50 cm ，bcad20 cm，匝数n100，线圈的总电阻 r0.20 ，线圈在磁感强度 B0.050 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的
12、转轴 OO匀速转动，线圈两端通过电刷E、 F 与阻值 R4.8 的定值电阻连接，当线圈以角速度 匀速转动时，发电机的输出功率为 2.16103 W，计算中 取 3.(1)推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式EmnBS(其中 S 表示线圈的面积)；(2)求线圈转动的角速度 ；(3)求线圈以 角速度转动 100 圈过程中发电机产生的电能解析：(1) 当 线圈平面与磁场平行时，线圈产生的感应电动势最大Em2nBLv2nBL ab nBS.(2 分)Lbc2(2)该发电 机 产生交变电动势的有效值 E ，(2 分)Em2发电机的输出功率 P 出 R.(2 分)(ER r)2 联立解得 300
13、rad/s.(2 分)(3)根据 Q t，(2 分)E2R rt .(1 分)1002联立解得 Q4 500 J(1 分)答案：(1) 见解析 (2)300 rad/s (3)4 500 J10 (12 分)(2017枣庄模拟 )如图所示，某小型发电站的发电机输出交流电压为 500 V，输出电功率为 50 kW，如果用电阻为 3 的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的 0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为 220 V 供用户使用，不考虑变压器的能量损失，这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？解析：用
14、 500 V 电压送电时示意图如图所示，则输电线上的电流I0 A100 A， (2 分)PU0 50103500用户获得电压 U1U 0I 0R(5001003) V200 V，(1 分)用户获得的功率 P1U 1I0210 4 W(1 分)改用高压输送时，示意图如图所示，要求 P 损 0.6%P，即 P 损5010 30.6%W300 W(2 分)输电电流 I A10 A，(1 分)P损R 3003发电站升压后输电电压 U V5 000 V，(1 分)PI 5010310升压变压器匝数比 ，(1 分 )n1n2 U0U 5005 000 110输电线上损失的电压 UIR 103 V 30 V
15、 ，(1 分)到达用户输入变压器电压 U2UU(5 00030) V4 970 V，(1分)所以降压变压器的原副线圈的匝数比为 .(1 分)4 970220 49722答案：200 V 210 4 W 110 4972211 (12 分)如图甲所示，长、宽分别为 L1、L 2 的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为 n，总电阻为 r，可绕其竖直中心轴 O1O2 转动线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 C、D(集流环) 焊接在一起，并通过电刷和定值电阻 R 相连线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度 B 的大小随时间 t 的变化规律如图乙所示，其中 B0、B 1 和 t1 均已知在
16、 0t 1 的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t 1 时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度 匀速转动求：(1)0 t1 时间内通过电阻 R 的电流大小；(2)线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻 R 产生的热量；(3)线框匀速转动后，从图甲所示位置转动 90的过程中，通过电阻 R 的电荷量解析：(1)0t 1时间内，线框中的感应电动势E n .(2 分)t nL1L2（B1 B0）t1根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻 R 的 电流I .(2 分)ER r nL1L2（B1 B0）（R r）t1(2)线框 产生感 应电动势的最大值 EmnB 1L1L2，(1
17、 分)感应电动势的有效值 E nB1L1L2，(1 分)22通过电阻 R 的电流的有效值 I ，(1 分)2nB1L1L22（R r）线框转动一周所需的时间 t ，(1 分)2此过程中，电阻 R 产生的热量QI 2RtR .(1 分)(nB1L1L2R r )2 (3)线框从 题图 甲所示位置转过 90的过程中：平均感应电动势 E ，(1 分 )nt nB1L1L2t平均感应电流 .(1 分)I nB1L1L2t（R r）通过电阻 R 的电荷量 q t .(1 分)I nB1L1L2R r答案：(1) (2) RnL1L2（B1 B0）（R r）t1 (nB1L1L2R r )2 (3)nB1
18、L1L2R r12 (14 分)(2017运城模拟 )某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角均为 ，磁场均沿半径方向匝数为 N 的矩形线圈 abcd 的边长49ab cdl、 bcad 2l.线圈以角速度 绕中心轴匀速转动， bc 和 ad边同时进入磁场在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直线圈的总电阻为 r，外接电阻为R.求：(1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小 Em；(2)线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小 F；(3)外接电阻上电流的有效值 I.解析：(1)bc、 ad 边的运动速度 v ，(2
19、 分)l2感应电动势 Em4NBlv.(2 分)解得 Em2NBl 2.(1 分)(2)电流 Im ，(2 分)Emr R安培力 F2NBI ml，(2 分)解得 F .(1 分)4N2B2l3r R(3)一个周期内，通 电时间 t T，(1 分)49R 上消耗的电能 WI Rt，(1 分)2m且 WI 2RT.(1 分)解得 I .(1 分 )4NBl23（r R）答案：(1)2NBl 2 (2) (3)4N2B2l3r R 4NBl23（r R）教师用书备选题13 (2015苏北名校联考)关于图甲、乙、丙、丁，下列说法正确的是( )A图甲中电流的峰值为 2 A，有效值为 A，周期为 5 s
20、2B图乙中电流的峰值为 5 A，有效值为 2.5 A2C图丙中电流的峰值为 2 A，有效值为 A2D图丁中电流的最大值为 4 A，有效值为 A，周期为 2 s2解析：题图甲是正弦式交变电流图线，峰值( 最大值)为 2 A，有效值是峰值的 ，即 A，周期为 4 s，所以选项 A 错误；题图乙电流大小改12 2变但方向不变，所以不是交变电流，计算有效值时因为热效应与电流方向无关，所以仍是峰值的 ，即 2.5 A，所以 选项 B 正确；题图丙是图12 2甲减半的脉冲电流，有效值不可能为峰值的 ，所以 选项 C 错误；题图12丁是交变电流图线，周期为 2 s，根据有效 值 定义则有42R 3 2R I 2RT，解得电流有效值 I2.5 A，所以选项T2 T2 2D 错误答案：B
