物理卷·2018届河北省衡水市武邑中学高二上学期第二次月考物理试卷（10月份） （解析版）

物理卷·2018届河北省衡水市武邑中学高二上学期第二次月考物理试卷（10月份） （解析版）

‎2016-2017学年河北省衡水市武邑中学高二（上）第二次月考物理试卷（10月份）‎ ‎　‎ 一、选择题（本题共15小题，共50分．1-10为单项选择题，每小题3分，11-15为多项选择题，每小题3分，全部选对得4分，部分得分为2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1．由交变电流瞬时表达式i=10sin500t（A）可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是（　　）‎ A．2 ms B．1 ms C．6.28 ms D．3.14 ms ‎2．如图所示为一理想自耦变压器的电路图，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡．在A、B两点间加上交变电压U1时，四个灯泡均能正常发光，若C、D两点间的电压为U2，则U1：U2为（　　）‎ A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．4：1‎ ‎3．如图所示为某种交变电流的波形，每半个周期按各自的正弦规律变化，其有效值为（　　）‎ A．4A B．5 A C．5 A D．4 A ‎4．如图所示，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多，第一位同学的方法小灯泡消耗的电能为W1，第二位同学的方法小灯泡消耗的电能为W2，它们相比较（　　）‎ A．W1=W2 B．W1＞W2 C．W1＜W2 D．不能比较 ‎5．如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1：n2=3：1，则图（a）中L1的功率和图（b）中L1的功率分别为（　　）‎ A．P、P B．9P、P C． P、9P D． P、9P ‎6．图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内（　　）‎ A．电流表A1的示数比A2的小 B．电流表A2的示数比A3的小 C．电流表A1和A2的示数相同 D．电流表的示数都不为零 ‎7．如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比n1：n2=2：1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为（　　）‎ A．4IR+ B． C．4IR D． IR+‎ ‎8．如图，理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是（　　）‎ A．I1和I2表示电流的有效值 B．U1和U2表示电压的最大值 C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变小 ‎9．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．如图所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎10．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如图所示的点火装置，这个装置的核心是一个变压器，它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，开关由机械进行自动控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花了，下列说法中正确的是（　　）‎ A．该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压 B．该设计方案可行，因为变压器能将直流电改变为交变电流 C．该设计方案可行，因为通过变压器原线圈的是变化的电流，可以通过变压器发生互感现象 D．该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器 ‎11．图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎12．在一阻值为R=10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电，则（　　）‎ A．此交流电的频率为0.5 Hz B．此交流电的有效值约为3.5 A C．在2～4 s内通过该电阻的电荷量为1 C D．在0～2 s内电阻产生的焦耳热为25 J ‎13．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的．和为理想电压表，读数分别为U1和U2；、和为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3．现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（　　）‎ A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大 C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大 ‎14．如图所示为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则（　　）‎ A．甲扬声器是低频扬声器 B．C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器 C．L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器 D．L2的作用是减少通过乙扬声器的高频电流 ‎15．某小型水电站的发电机输出电压为220V，若输送的总功率为Po，输电电压为U，输电导线的总电阻为r，升压变压器原副线圈匝薮分别为nl和n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3和n4，都是理想变压器，要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（　　）‎ A．输电线上的电流I=‎ B．越大，输电线上损失的功率越大 C．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 ‎　‎ 二、填空题和实验题（本题共3小题，共22分）‎ ‎16．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示．它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．‎ ‎（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断　　线圈的匝数较多（选填“A”或“B”）‎ ‎（2）如果把它看成理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线，一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤（写出要测的物理量，并用字母表示）．　　‎ ‎（3）A线圈的匝数为nA=　　（用所测物理量符号表示）‎ ‎17．匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图（甲）所示，产生的交变电动势的图象如图（乙）所示，在t=0.005s时通过线框平面的磁通量　　（填“最大”或“最小”）；在t=0.01s时线框平面与中性面　　；线框产生的交变电动势有效值约为　　；线框产生的交变电动势的频率为　　 Hz．‎ ‎18．某兴趣小组为了研制一台“电子秤”，找到一个力电转化传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的正压力，实验操作时，先调节传感器输入端的电压（要求从零开始调节），使力电转换传感器在空载时的输出电压为零，而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压．‎ ‎（1）如图所示，E为直流电源，S为开关；R为滑动变阻器；V为电压表，在图中用笔画线代替导线连接成实验电路图．‎ ‎（2）若将质量为m0的砝码放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U0；然后取下砝码，再将待测质量为m的物体放在力电转换器的受压面上，电压表的示数为U，则待测物体的质量m=　　．‎ ‎　‎ 三、计算题（本题共4小题，共38分，要有必要的文字说明和做题步骤，有单位的要写出单位，）‎ ‎19．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S=0.005m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B=T，如果用此发电机带动两侦查示有“220V 0.11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示．求：‎ ‎（1）发电机的输出电压为多少？‎ ‎（2）变压器原副线圈的匝数比为多少？‎ ‎（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？‎ ‎20．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=10Ω，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）电路中交流电压表的示数．‎ ‎21．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V．‎ ‎（1）输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；‎ ‎（2）如果该村某工厂用电功率为60kW，则该村还可以装“220V　40W”的电灯多少盏？‎ ‎22．如图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头．原线圈输入正弦式交变电压的u﹣t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻，或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80W．‎ ‎（1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；‎ ‎（2）求只在ce间接225Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；‎ ‎（3）求ce和de间线圈的匝数比． ‎ ‎　‎ ‎2016-2017学年河北省衡水市武邑中学高二（上）第二次月考物理试卷（10月份）‎ 参考答案与试题解析 ‎　‎ 一、选择题（本题共15小题，共50分．1-10为单项选择题，每小题3分，11-15为多项选择题，每小题3分，全部选对得4分，部分得分为2分，有选错或不答的得0分）‎ ‎1．由交变电流瞬时表达式i=10sin500t（A）可知，从开始计时起，第一次出现电流峰值所需要的时间是（　　）‎ A．2 ms B．1 ms C．6.28 ms D．3.14 ms ‎【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式．‎ ‎【分析】先根据电流瞬时值表达式求解出周期，对于正弦式交变电流，在时刻第一次出现电流峰值．‎ ‎【解答】解：交变电流瞬时表达式i=5sin500t（A）‎ 故角频率为：ω=500rad/s 故周期为：T==0.01256s 由于是正弦式交变电流，从线圈经过中性面开始计时的，故在时刻第一次出现电流峰值，‎ 即：t=s=0.00314s=3.14 ms．故ABC错误，D正确．‎ 故选：D ‎　‎ ‎2．如图所示为一理想自耦变压器的电路图，L1、L2、L3、L4为四个完全相同的灯泡．在A、B两点间加上交变电压U1时，四个灯泡均能正常发光，若C、D两点间的电压为U2，则U1：U2为（　　）‎ A．1：1 B．2：1 C．3：1 D．4：1‎ ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】设每只灯的额定电流为I，因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为3I，由电流关系求出匝数比；由匝数比求电压关系．‎ ‎【解答】‎ 解：设每只灯的额定电流为I，额定电压为U，因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光，所以副线圈中的总电流为3I，原副线圈电流之比为1：3，所以原、副线圈的匝数之比为3：1，所以原线圈电压为3U，而A灯泡的电压也为U，所以电源的电压为4U，而副线圈电压为U，所以=，故ABC错误，D正确；‎ 故选：D ‎　‎ ‎3．如图所示为某种交变电流的波形，每半个周期按各自的正弦规律变化，其有效值为（　　）‎ A．4A B．5 A C．5 A D．4 A ‎【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．‎ ‎【分析】求有效值方法：是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值 ‎【解答】解：设有效值为I，取一个周期T研究，由电流的热效应得：‎ 则：I2RT=（）2R+（）2R 可得：I=5A 故选：B．‎ ‎　‎ ‎4．如图所示，两个同学利用图示装置做实验，第一位同学使ab在导轨上匀速运动，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，但两位同学对ab杆做的功一样多，第一位同学的方法小灯泡消耗的电能为W1，第二位同学的方法小灯泡消耗的电能为W2，它们相比较（　　）‎ A．W1=W2 B．W1＞W2 C．W1＜W2 D．不能比较 ‎【考点】电功、电功率．‎ ‎【分析】第一位同学使ab在导轨上匀速运动，穿过闭合回路的磁通量均匀变化，产生的感应电流恒定，第二位同学使ab在导轨上做变速运动，穿过闭合回路的磁通量不是均匀变化，产生的是变化的电流，线圈对恒定电流没有阻碍作用，而对变化的电流有阻碍作用，进而判断电流的大小，从而判断小灯泡消耗的电能．‎ ‎【解答】解：当ab匀速运动时，产生的感应电动势是稳定的，感应电流也是恒定的，因此在线圈上不会产生感抗，当ab变速运动时，产生的电动势是变化的，感应电流也是变化的，在线圈上产生感抗，使通过小灯泡的电流减小，所以灯泡消耗的电能少，所以W1＞W2，故B正确．‎ 故选：B ‎　‎ ‎5．如图所示，两种情况下变压器灯泡L2、L3的功率均为P，且L1、L2、L3为相同的灯泡，匝数比为n1：n2=3：1，则图（a）中L1的功率和图（b）中L1的功率分别为（　　）‎ A．P、P B．9P、P C． P、9P D． P、9P ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】根据变压器的电压与匝数成正比，电流与匝数成反比可知，变压器的输入电压和电流的关系，由功率的公式P=和P=I2R可以求得灯泡L1的功率的大小．‎ ‎【解答】解：由题意可知，两种情况下变压器输入功率为均为2P．设灯泡L2、L3的电压为U，电流为I，电阻为R，则有P=．根据电压与匝数成正比可知，两种情况下变压器的输入电压均为3U，根据输入功率和输出功率相等可知，变压器输入电流为I．所以图（a）中L1的功率为Pa==9P；图（b）中L1的功率为Pb=R=P；选项B正确．‎ 故选B．‎ ‎　‎ ‎6．图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内（　　）‎ A．电流表A1的示数比A2的小 B．电流表A2的示数比A3的小 C．电流表A1和A2的示数相同 D．电流表的示数都不为零 ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】由图可知副线圈电路中的磁通量的变化情况，则由电磁感应可得出产生的感应电流；根据电容器及电感器的性质可得出各表的电流大小．‎ ‎【解答】解：原线圈中磁场如乙图所示均匀变化，故副线圈中的磁通量均匀变化，故副线圈中产生恒定的电流，因线圈电阻不计，故线圈L对恒定电流没有阻碍作用，所以电流表A1和A2的读数相同，而电容器“通交隔直”，所以电流表A3的读数为0．故ABD错误，C正确；‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎7．如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比n1：n2=2：1，原线圈接正弦式交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R，当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升，若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为（　　）‎ A．4IR+ B． C．4IR D． IR+‎ ‎【考点】变压器的构造和原理；功能关系；电功、电功率．‎ ‎【分析】输入功率等于输出功率，电流与匝数成反比，结合功率公式即可求解．‎ ‎【解答】解：电流与匝数成反比，副线圈的电流为2I，输入功率等于副线圈消耗的功率：P=（2I）2R+mgv=UI，所以电压表的读数U=4IR+．‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎8．如图，理想变压器原线圈输入电压u=Umsinωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器，V1和V2是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；A1和A2是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是（　　）‎ A．I1和I2表示电流的有效值 B．U1和U2表示电压的最大值 C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大 D．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变小 ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】在交流电中电表显示的都是有效值，滑片P向下滑动过程中，总电阻减小，只与输入电压和匝数有关，所以U2不变，I1变大．‎ ‎【解答】解：A、I1和I2表示电流的有效值，A正确；‎ B、U1和U2表示电压的有效值，B错误；‎ C、滑片P向下滑动过程中，总电阻减小，副线圈电压只与输入电压和匝数有关，所以U2不变，I1变大，C正确，D错误；‎ 故选：AC ‎　‎ ‎9．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．如图所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】电流互感器原理是依据电磁感应原理的．电流互感器是由闭合的铁心和绕组组成．它的一次绕组匝数很少，串在需要测量的电流的线路中，因此它经常有线路的全部电流流过，二次绕组匝数比较多，串接在测量仪表和保护回路中，电流互感器在工作时，它的2次回路始终是闭合的，因此测量仪表和保护回路串联线圈的阻抗很小，电流互感器的工作状态接近短路．‎ ‎【解答】解：由理想变压器的原副线圈的电流之比可知，电流与匝数成反比．则电流互感器应串连接入匝数较多的线圈上．同时一次绕组匝数很少，且串在需要测量的电流的线路中．故A正确；‎ 故选：A．‎ ‎　‎ ‎10．汽油机做功冲程开始时，汽缸中的汽油、空气混合气要靠火花塞点燃，但是汽车蓄电池的电压只有12V，不能在火花塞中产生火花，为此设计了如图所示的点火装置，这个装置的核心是一个变压器，它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，开关由机械进行自动控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，这样就能在火花塞中产生火花了，下列说法中正确的是（　　）‎ A．该设计方案不可行，因为蓄电池提供的是直流电，变压器不能改变直流电压 B．该设计方案可行，因为变压器能将直流电改变为交变电流 C．该设计方案可行，因为通过变压器原线圈的是变化的电流，可以通过变压器发生互感现象 D．该变压器可以是升压变压器，也可以是降压变压器 ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】开关由闭合变为断开，通过变压器的电流发生变化，磁通量发生变化，在副线圈中会产生感应电流，蓄电池的电压为12V，火花塞需要的电压高，所以电路中需要的是升压变压器 ‎【解答】解：变压器只能改变交变电流的原因是如果在原线圈上接恒定电压，则线圈的磁通量保持不变，从而不能产生感应电动势，副线圈中也就没有输出电压了．在本装置中，开关的闭合、断开，导致电流不断地变化，从而使得磁通量不断地变化，能够使变压器工作．‎ 故选：C．‎ ‎　‎ ‎11．图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P为滑动头．现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L两端的电压等于其额定电压为止．用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）．下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是（　　）‎ A． B． C． D．‎ ‎【考点】变压器的构造和原理；描绘小电珠的伏安特性曲线．‎ ‎【分析】根据电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论．‎ ‎【解答】解：副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，说明副线圈的匝数在均匀增大，由变压器的变压比得均匀增大（k为单位时间增加的匝数），所以C正确．‎ 灯泡两端的电压由零增大时其电阻增大，描绘的伏安特性曲线为B，所以B正确．‎ 灯泡的功率先增大的快（电阻小）后增大的慢（电阻大），所以D错误．‎ 原线圈功率等于灯泡功率是增大的，所以原线圈电流一定增大，所以A错误．‎ 故选BC．‎ ‎　‎ ‎12．在一阻值为R=10Ω的定值电阻中通入如图所示的交流电，则（　　）‎ A．此交流电的频率为0.5 Hz B．此交流电的有效值约为3.5 A C．在2～4 s内通过该电阻的电荷量为1 C D．在0～2 s内电阻产生的焦耳热为25 J ‎【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；焦耳定律．‎ ‎【分析】根据图象可知交流电的最大值以及周期等物理量，然后进一步可求出其瞬时值的表达式以及有效值等 ‎【解答】解：A、由图象可知其周期为2s，所以频率为0.5Hz，故A正确；‎ B、根据图象可知，设交流电的有效值为I，根据电流的热效应得：，代入数据解得：I=2.5A=3.5A，故B正确；‎ C、根据得在2～4s内通过该电阻的电荷量为：q=I2t﹣I1t=4×1﹣3×1c=1c，故C正确；‎ D、根据焦耳定律得在0～2s内电阻产生的焦耳热为：Q=I2RT=3.52×10×2J=250J，故D错误．‎ 故选：ABC．‎ ‎　‎ ‎13．如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的．和为理想电压表，读数分别为U1和U2；、和为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3．现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（　　）‎ A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大 C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大 ‎【考点】变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】和闭合电路中的动态分析类似，可以根据R2的变化，确定出总电路的电阻的变化，进而可以确定总电路的电流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的原件的电流和电压的变化的情况．‎ ‎【解答】解：理想变压器的电压与匝数程正比，由于理想变压器原线圈接到电压不变，则副线圈电压不变，所以V2的示数U2也不变，‎ 当s断开之后，并联电路的电阻变大，副线圈的电阻也就变大，由于副线圈电压不变，所以副线圈的总电流减小，即I2变小，‎ 由于电流与匝数成反比，当副线圈的电流减小时，原线圈的电流也就要减小，所以I1变小，‎ 由于副线圈的总电流减小，R1的电压减小，并联电路的电压就会增大，所以R3的电流I3就会增大，‎ 所以BC正确，AD错误．‎ 故选BC．‎ ‎　‎ ‎14．如图所示为音箱的电路图，高、低频混合电流由a、b端输入，L1和L2是线圈，C1和C2是电容器，则（　　）‎ A．甲扬声器是低频扬声器 B．C2的作用是阻碍高频电流通过乙扬声器 C．L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器 D．L2的作用是减少通过乙扬声器的高频电流 ‎【考点】电容器和电感器对交变电流的导通和阻碍作用．‎ ‎【分析】电感器的特点：通直流，阻交流；通低频，阻高频．电容器的特点：通交流，隔直流；通高频，阻低频．‎ ‎【解答】解：A、高频和低频交流电通入该电路，由于线圈通低频，阻高频，电容通高频，阻低频，所以低频交流电通过甲扬声器，高频交流电通过乙扬声器．所以甲扬声器是低音扬声器．故A正确．‎ ‎ B、C2的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器．故B错误．‎ ‎ C、根据电感器的特点：通直流，阻交流；通低频，阻高频，可知L1的作用是阻碍高频电流通过甲扬声器．故C正确．‎ ‎ D、L2的作用是让低频交流电通过，减弱乙扬声器的低频电流．故D错误．‎ 故选：AC ‎　‎ ‎15．某小型水电站的发电机输出电压为220V，若输送的总功率为Po，输电电压为U，输电导线的总电阻为r，升压变压器原副线圈匝薮分别为nl和n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3和n4，都是理想变压器，要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（　　）‎ A．输电线上的电流I=‎ B．越大，输电线上损失的功率越大 C．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压 ‎【考点】远距离输电；变压器的构造和原理．‎ ‎【分析】通过理想升压变压器将电送到用户附近，然后用理想降压变压器向远处用户供电家中．提升电压的目的是降低线路的功率损失，从而提高用户得到的功率．‎ ‎【解答】解：根据P=UI可得输电线上的电流，故A正确．‎ 在输送总功率不变的情况下，当升压变压器的匝数比增大时，输电电压增大，输电电流减小，根据可得，输电线上的功率损失减小，故B错误．‎ 由于输电线上有能量损失，所以降压变压器的输入功率和输入电压均比升压变压器的输出功率和输出电压要小，故C正确D错误．‎ 故选AC．‎ ‎　‎ 二、填空题和实验题（本题共3小题，共22分）‎ ‎16．有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示．它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．‎ ‎（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断　A　线圈的匝数较多（选填“A”或“B”）‎ ‎（2）如果把它看成理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线，一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤（写出要测的物理量，并用字母表示）．　①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；‎ ‎②将A线圈与低压交流电源相连接；‎ ‎③用多用电表的交流电压挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U；‎ ‎④然后求线圈A的匝数．　‎ ‎（3）A线圈的匝数为nA=　n　（用所测物理量符号表示）‎ ‎【考点】用多用电表测电阻．‎ ‎【分析】欧姆表指针示数与挡位的乘积是欧姆表示数，根据指针位置判断A、B线圈电阻大小，然后判断线圈匝数多少；‎ 根据变压器的原理，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，分析待测量，列出实验步骤．‎ ‎【解答】解：（1）欧姆表示数等于指针示数与挡位的乘积，用同一挡位测电阻，指针偏角越大，所测电阻阻值越小，指针偏角越小，电阻阻值越大，由图示可知，a位置指针偏角小，线圈A的电阻大，线圈A的匝数较多．‎ ‎（2）实验步骤：①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈；‎ ‎②将A线圈与低压交流电源相连接；‎ ‎③用多用电表的交流电压挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U；‎ ‎④然后求线圈A的匝数．‎ ‎（3）因为要测量A线圈匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接．变压器输入输出电压都是交流电，所以要用交流电压档测输入和输出电压．根据变压器电压比等于匝数比，有： =，则：nA=n；‎ 故答案为：（1）A；（2）实验步骤如上所述；（3）n．‎ ‎　‎ ‎17．匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图（甲）所示，产生的交变电动势的图象如图（乙）所示，在t=0.005s时通过线框平面的磁通量　最小　（填“最大”或“最小”）；在t=0.01s时线框平面与中性面　重合　；线框产生的交变电动势有效值约为　220V　；线框产生的交变电动势的频率为　50　 Hz．‎ ‎【考点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．‎ ‎【分析】由图乙可知特殊时刻的电动势，根据电动势的特点，可判处于各个时刻的磁通量；‎ 由图可得周期，由周期可得角速度，依据角速度可得转速；‎ 由图象还可知电动势的峰值和周期，根据有效值和峰值的关系便可求电动势的有效值 ‎【解答】解：由图（乙）可知，0.005 s时，感应电动势最大，通过线框平面的磁通量最小；0.01 s时，感应电动势为零，通过线框平面的磁通量最大，线框平面与中性面重合；感应电动势的最大值Em=311 V，所以交变电动势有效值E=；感应电动势的变化周期T=0.02 s，所以交变电动势的频率f==50 Hz．‎ 故答案为：最小；重合；220V，50‎ ‎　‎ ‎18．某兴趣小组为了研制一台“电子秤”，找到一个力电转化传感器，该传感器的输出电压正比于受压面的正压力，实验操作时，先调节传感器输入端的电压（要求从零开始调节），使力电转换传感器在空载时的输出电压为零，而后在其受压面上放一物体，即可测得与物体的质量成正比的输出电压．‎ ‎（1）如图所示，E为直流电源，S为开关；R为滑动变阻器；V为电压表，在图中用笔画线代替导线连接成实验电路图．‎ ‎（2）若将质量为m0的砝码放在力电转换传感器的受压面上，电压表的示数为U0；然后取下砝码，再将待测质量为m的物体放在力电转换器的受压面上，电压表的示数为U，则待测物体的质量m=　　．‎ ‎【考点】传感器在生产、生活中的应用．‎ ‎【分析】（1）要求力电转换器的输入电压可调，并且可使电压的调节范围尽可能大，所以滑线变阻器采用分压式接法；根据题意确定输入端电路，在输出端接测量输出电压的电压表．‎ ‎（2）根据测量的原理，利用示数的比值可求得物体的质量．‎ ‎【解答】解：（1）要求力电转换器的输入电压可调，并且可使电压的调节范围尽可能大，所以滑线变阻器采用分压式接法，如下图所示．‎ ‎（2）由以上测量的原理可知，U0=km0g，U=kmg 得：m=‎ 故答案为：（1）如图；（2）‎ ‎　‎ 三、计算题（本题共4小题，共38分，要有必要的文字说明和做题步骤，有单位的要写出单位，）‎ ‎19．交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动，一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S=0.005m2，线圈转动的频率为50Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B=T，如果用此发电机带动两侦查示有“220V 0.11kW”的电机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电机之间接一个理想变压器，电路如图所示．求：‎ ‎（1）发电机的输出电压为多少？‎ ‎（2）变压器原副线圈的匝数比为多少？‎ ‎（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为多少？‎ ‎【考点】变压器的构造和原理；交流发电机及其产生正弦式电流的原理．‎ ‎【分析】理想变压器的工作原理是原线圈输入变化的电流时，导致副线圈的磁通量发生变化，从而导致副线圈中产生感应电动势．而副线圈中的感应电流的变化，又导致在原线圈中产生感应电动势．变压器的电流比与电压比均是有效值，电表测量值也是有效值．‎ ‎【解答】解：（1）线圈转动产生的电动势最大值为：Em=NBSω=220××0.005×2π×50=110V ‎ 由于线圈内阻不计，则输出电压就等于电动势，‎ 得输出电压的有效值为U1==110 V ‎ ‎（2）由于电动机的额定电压为220V，所以变压器的匝数比由变压器的电压关系得： =‎ 得： =‎ ‎（3）根据P入=P出=2.2×102W ‎ ‎ 再根据P入=U1 I1‎ ‎ 解得 I1=A=0.2A 答：（1）发电机的输出电压为110V；‎ ‎（2）变压器原副线圈的匝数比为1：2；‎ ‎（3）与变压器原线圈串联的交流电流表的示数为0.2A．‎ ‎　‎ ‎20．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=10Ω，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）电路中交流电压表的示数．‎ ‎【考点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；交流发电机及其产生正弦式电流的原理．‎ ‎【分析】（1）交流发电机产生电动势的最大值Em=nBSω，根据Φ﹣t图线得出周期T以及磁通量的最大值Φ=BS．从而求出感应电动势的最大值．‎ ‎（2）交流电压表的示数为有效值，求出电动势的有效值，根据闭合电路欧姆定律求出电压表的示数．‎ ‎【解答】解：（1）交流发电机产生电动势的最大值 Em=nBSω 而Φm=BS，ω=，‎ 所以Em=‎ 由Φ﹣t图线可知：Φm=2.0×10﹣2 Wb，‎ T=6.28×10﹣2s 所以Em=200 V．‎ 答：交流发电机产生的电动势最大值为200V．‎ ‎（2）电动势的有效值 E=Em=100 V 由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为 I== A 交流电压表的示数为 U=IR=90 V=127 V．‎ 答：电路中交流电压表的示数为127V．‎ ‎　‎ ‎21．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为100kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上损耗的电功率为4kW，该村的用电电压是220V．‎ ‎（1）输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比；‎ ‎（2）如果该村某工厂用电功率为60kW，则该村还可以装“220V　40W”的电灯多少盏？‎ ‎【考点】电能的输送．‎ ‎【分析】（1）根据输电线路图，由输电线损耗功率求出输电电流I2，再由发电机输出功率与输出电压求得升压变压器的原线圈的电流I1，由是I1，I2得升压变压器的匝数比；‎ 求出升压变压器的匝数比后可求出降压变压器的原线圈的电压，再与用户电压结合求出降压变压器的原副线圈的匝数比．‎ ‎（2）根据总的照明的功率的大小和每盏灯泡的功率可以求得总的灯泡的数目．‎ ‎【解答】解：（1）根据如图所示输电线路，设高压输电线电流I2，输电电压为U2，‎ 由题意可知：P损=I22r=4×103W；‎ 得：I2=20A；‎ 所以有：U2==5×103V；‎ 根据匝数与电压成正比，则有： ==；‎ U损=Ir=20×10V=200V；‎ 则有，U3=U2﹣U损=5000﹣200=4800V；‎ 所以， ==‎ ‎（2）设最多安装n个40W电灯，‎ 根据功率相等，则有：P总﹣P损=60×103+40n ‎ 解得：n=900个 答：（1）在用户需220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的匝数比分别是1：10与240：11；‎ ‎（2）如果用户计划生产用电60kW，其余是照明用电，那么最多可安装“220V 40W”的电灯900盏．‎ ‎　‎ ‎22．如图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头．原线圈输入正弦式交变电压的u﹣t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻，或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80W．‎ ‎（1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；‎ ‎（2）求只在ce间接225Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；‎ ‎（3）求ce和de间线圈的匝数比． ‎ ‎【考点】变压器的构造和原理；电功、电功率．‎ ‎【分析】（1）要求原线圈的输入电压的瞬时值的表达式需要知道输入电压的圆频率和电压的最大值；‎ ‎（2）已知原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，而输入功率P=U1I1即可求出原线圈的输入电流I1．‎ ‎（3）根据输出功率关系可以知道输出电压关系，根据原副线圈的电压关系可知ce和de间线圈匝数关系．‎ ‎【解答】解：（1）由题图乙知ω==200πrad/s，故原线圈的输入电压瞬时值uab=400sin200πt（V）‎ ‎（2）原线圈输入电压的有效值U1==200V，理想变压器输入功率等于副线圈的输出功率即 P1=P2=80w 根据P1=U1I1‎ 可得原线圈中的电流 I1==≈0.28A；‎ ‎（3）设ab间匝数为n1‎ ‎=‎ 由题意知 R=‎ 可得 解得．‎ 答：（1）原线圈的输入电压瞬时值uab=400sin200πtV．‎ ‎（2）原线圈中的电流为0.28A．‎ ‎（3）ce和de间线圈的匝数比为4：3．‎ ‎　‎ ‎2016年12月14日