河北省辛集市第一中学2020学年高二物理上学期第三次月考试题

河北省辛集市第一中学2020学年高二物理上学期第三次月考试题

河北省辛集市第一中学2020学年高二物理上学期第三次月考试题 ‎ 一、多项选择题 ‎1．发电机的转子在匀速转动过程中，下列物理量发生改变的有(　　)‎ A. 穿过线圈的磁通量 B. 线圈中产生的感应电动势 C. 闭合回路中的电流 D. 闭合回路中电流变化的周期 ‎2．如图所示，一电阻为R，长宽分别为l和d的金属线框在磁感应强度为B的磁场中绕垂直于磁场的轴OO'以角速度w匀速转动，初始时刻，磁场与线框平面垂直，则下列说法正确的是 A. 线框产生的感应电动势的最大值是 B. 线框产生的感应电动势的有效值是争 C. 线框产生的感应电动势的瞬时表达式是 D. 转动180。的过程中通过线框的电荷量是 ‎3．对于如图所示的电流i随时间t作周期性变化的图象，下列说法中正确的是 A、电流大小变化，方向不变，是直流电 B、电流大小、方向都变化，是交流电 C、电流最大值为‎0.2A，周期为0.01s D、电流大小变化，方向不变，不是直流电，是交流电 ‎4．如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，沿着OO′观察，线圈沿逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，电阻为R，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时(　　)‎ A. 线圈中的感应电流的方向为abcda B. 穿过线圈的磁通量为0‎ C. 线圈中的感应电流为 D. 穿过线圈磁通量的变化率为0‎ ‎5．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的轴，先后以转速n1和n2匀速转动，产生的交变电动势的图象为图中曲线a、b所示，则 A. 线圈先后两次的转速之比为3: 2 B. t=0时,两次穿过线圈的磁通量不等于零 C. 曲线a表示的交变电动势频率为4 Hz D. 曲线a表示的交变电动势有效值为15V ‎6．矩形线框绕垂直于匀强磁场且在线框平面的轴匀速转动时产生了交变电流，下列说法正确的是(　　)．‎ A. 当线框位于中性面时，线框中感应电动势最大 B. 当穿过线框的磁通量为零时，线框中的感应电动势也为零 C. 每当线框经过中性面时，感应电流方向就改变一次 D. 线框经过中性面时，各边切割磁感线的速度为零 ‎7．图示为一正弦交变电流电动势随时间的变化规律图象。将阻值为10Ω的电阻R接到该交变电流上,不计电源的内阻。下列说法正确的是( )‎ A. 每秒钟通过电阻R的电流方向改变100次 B. 该交变电流的频率为25Hz C. 通过电阻R的电流有效值为‎2A D. 电阻R消耗的电功率为20W ‎8．如图所示．矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内．下述说法正确的是(　　)‎ A. 因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零 B. 线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大 C. 线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大 D. 若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍 ‎9．远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，2是升压变压器的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表， 是输电线的电阻，交流电源的输出电压恒定.当K由2改接为1时，下列说法正确的是 A. 电压表读数增大 B. 电流表读数增大 C. 电流表读数减小 D. 输电线上损失的功率减小 二、单项选择题 ‎10．在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，Rt为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是 A. 在t＝0.01s时，穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零 B. 变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝36sin50πt（V）‎ C. Rt处温度升高时，由于变压器线圈匝数比不变，所以电压表V1、V2的比值不变 D. Rt处温度升高时，电流表的示数变小，变压器输入功率变大 ‎11．对于理想变压器来说，下列说法中不正确的是 A、变压器是利用互感现象制成的 B、变压器可以改变各种电源的额定功率 C、变压器不仅能改变电压，还同时改变电流 D、变压器的初级电流随次级电流的增大而增大 ‎12．如图所示为某小型电站高压输电示意图．发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U1和U2．下列说法正确的是（ ）‎ A. 采用高压输电可以增大输电线中的电流 B. 升压变压器原、副线圈匝数比 ‎ C. 输电线损耗的功率为 D. 将P下移，用户获得的电压将升高 ‎13．如图下所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图下所示。此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为 (　 　)‎ A. 110 V B. 156 V C. 220 V D. 311 V ‎14．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生交流电的图象如图所示，由图可以知道（ ）‎ A. 0.01‎s时刻线圈处于中性面位置 B. 0.01s时刻穿过线圈的磁通量为零 C. 该交流电流有效值为‎2‎A D. 该交流电流频率为50Hz ‎15．正弦交流电压U=50sin314t(V)，加在一氖管两端，已知当氖管两端的电压达到25v时才开始发光，则此氖管在一个周期内发光的总时间为（ ）‎ A. 0.02‎‎ B. 0.0025s C. 0.01s D. 0.005s ‎16．如图所示，L是自感系数很大的理想线圈，a、b为两只完全相同的小灯泡，R0是一个定值电阻，则下列有关说法中正确的是(　　)‎ A. 当S闭合瞬间，a灯比b灯亮 B. 当S闭合待电路稳定后，两灯亮度相同 C. 当S突然断开瞬间，a灯比b灯亮些 D. 当S突然断开瞬间，b灯立即熄灭 ‎17．两个完全相同的电热器，分别通以图甲、乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲∶P乙等于(　　)‎ A. ∶1‎ B. 2∶1‎ C. 4∶1‎ D. 1∶1‎ ‎18．如图所示，电路中完全相同的三只灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，然后再并联到220V、50Hz的交流电路上，三只灯泡亮度恰好相同。若保持交变电压不变，将交变电流的频率增大到100Hz，则三灯的亮度变化是( )‎ A. 三灯亮度不变 B. 三灯均变亮 C. a不变、b变亮、c变暗 D. a不变、b变暗、c变亮 ‎19．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5．0，则外接一只电阻为95．0的灯泡，如图乙所示，则（ ）‎ A. 电压表的示数为220v ‎ B. 电路中的电流方向每秒钟改变50次 C. 灯泡实际消耗的功率为484W D. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24．2J ‎20．单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，转动轴垂直于磁场．若线圈所围面积的磁通量随时间变化的规律如图所示，则(　　)‎ A. 线圈中0时刻感应电动势最小 B. 线圈中C时刻感应电动势为零 C. 线圈中C时刻感应电动势最大 D. 线圈从0至C时间内平均感应电动势为4 V ‎21．如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用Ro表示），则当进入用电高峰时 A. 电压表Vl、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小 B. 电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变 C. 电压表V3、V4读数的比值减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大 D. 线路损耗功率减小 三、计算题 ‎22．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图．其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100，电阻r＝10 Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R＝90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表．在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：‎ ‎(1)交流发电机产生的电动势最大值；‎ ‎(2)电路中电压表的示数；‎ ‎(3)R上的热功率．‎ ‎23．如图所示，N＝50匝的矩形线圈abcd，ab边长l1＝‎20 cm，ad边长l2＝‎25 cm，放在磁感应强度B＝0.4 T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴以n＝3 000 r/min的转速匀速转动，线圈电阻r＝1Ω，外电路电阻R＝9Ω，t＝0时线圈平面与磁感线平行，ab边正转出纸外、cd边转入纸里．求：‎ ‎(1)t＝0时感应电流的方向；‎ ‎(2)感应电动势的瞬时值表达式；‎ ‎(3)线圈转一圈外力做的功；‎ ‎(4)从图示位置转过90°的过程中流过电阻R的电荷量．‎ ‎24．一台小型发电机的最大输出功率为100 kW，输出电压恒为500 V，现用电阻率为1.8×10－8 Ω·m，横截面积为10－‎5 m2‎的输电线向4×‎103 m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，则：‎ ‎(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？‎ ‎(2)如果用户用电器的额定电压为220 V，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？‎ 参考答案 ‎1．ABC 2．AC 3．AC 4．BC 5．AB 6．CD 7．BD 8．CD 9．AB ‎10．A 11．B 12．B 13．B 14．B 15．C 16．C 17．B 18．D 19．D ‎20．B 21．B ‎22．（1）200 V（2）127.3 V.（3）180 W.‎ ‎【解析】(1)交流发电机产生电动势的最大值：Em＝nBSω，‎ 而Φm＝BS，ω＝，所以. ‎ 由Φ－t图线可知：Φm＝2.0×10－2 Wb，‎ T＝6.28×10－2s，所以Em＝200 V.‎ ‎(2)电动势的有效值E＝＝100V，‎ ‎(3)R上的功率为： .‎ ‎23．（1）感应电流方向为adcba.（2）e＝Em cos ωt＝314cos 100πt V.（3）98.6 J.（4）‎‎0.1C ‎【解析】(1)根据右手定则，线圈感应电流方向为adcba.‎ ‎(2)线圈的角速度ω＝2πn＝100 πrad/s，‎ 图示位置的感应电动势最大，其大小为Em＝NBl‎1l2ω， 代入数据得Em＝314 V 感应电动势的瞬时值表达式：e＝Em cos ωt＝314cos 100πt V.‎ ‎(3)电动势的有效值E＝ 线圈匀速转动的周期T＝＝0.02 s，‎ 线圈匀速转动一圈，外力做功大小等于电功的大小，即：‎ W＝I2(R＋r)T＝T 代入数据得W＝98.6 J.‎ ‎(4)从t＝0起转过90°过程中，Δt内流过R的电荷量：‎ ‎ ， 代入数据得q＝‎0.1 C.‎ ‎24．（1）1:12（2）288:11 【解析】(1)导线电阻R线＝ 得R线＝14.4 Ω 升压变压器原线圈中电流I1满足P＝U1I1，得I1＝‎200 A，‎ 升压变压器副线圈中电流I2＝I线，又I2线R线＝4%P，得I2＝A，由，得 ‎(2)降压变压器的输入电压U3满足：P-4%P＝U3I线，得U3＝5 760 V，‎ 因为输出电压U4＝220 V，由，得 ‎