2010高考物理总复习名师学案--交变电流、电磁场和电磁波(2)

图13—1—5

【解析】 电流互感器是用来把大电流变成小电流的变压器，原线圈串联在被测电路的火线上，副线圈接入交流电流表，故A对.?

【答案】 A?

3.超导材料电阻降为零的温度称为临界温度，1987年我国科学家制成了临界温度为90 K的高温超导材料.利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电，现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW，电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为?

A.1 kW B.1.6×103 kW? C.1.6 kW D.10 kW?

【解析】 输电线中电流I=P/U，输电线上损失功率P′＝I2R线＝P2R线／U2＝1 kW.? 【答案】 A?

4.如图13—1—6所示，a、b、c为三只功率较大的完全相同的电炉，a离电源很近，而b、c离用户电灯L很近，电源离用户电灯较远，输电线有一定电阻，电源电压恒定，则?

①使用a时对用户电灯影响大?

②使用b时比使用a时对用户电灯影响大? ③使用c和b对用户电灯的影响几乎一样大? ④使用c时对用户电灯没有影响?

图13—1—6

以上说法正确的是? A.①③ B.②④? C.①④ D.②③?

【解析】 电灯的电压等于电源电压减去输电线电阻的电压.? 【答案】 D?

5.交流发电机在工作时的电动势为e=E0sinωt,若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为?

?t?tA.e=E0sin B.e=2E0sin?

22C.e=E0sin2ωt D.e=2E0sin2ωt? 【答案】 D?

6.一个理想的变压器，原线圈和副线圈的匝数分别为n1和n2,正常工作时输入和输出的电压、电流、功率分别为U1和U2、I1和I2、P1和P2.已知n1＞n2,则?

①U1＞U2,P1＜P2 ②P1=P2,I1＜I2? ③I1＜I2,U1＞U2 ④P1＞P2,I1＞I2? 以上说法正确的是? A.①② B.②③? C.①③ D.④? 【答案】 B?

7.已知交变电流i=ImsinωtA,线圈从中性面起开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值?

A.2π/ω

B.π/2ω?

C.π/4ω

D.π/2ω?

【答案】 C?

8.如图13—1—7为电热毯的电路图，电热丝接在U＝311sin100πt V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为图13—1—8所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是

A.110 V

B.156 V

图13—1—7

C.220 V D.311 V?

【解析】 由

12·（

3112）／R＝

2

UR2得图13—1—8对应的有效值U＝156 V.?

【答案】 B?

9.一个电热器接在10 V的直流电源上，在时间t内产生的热量为Q，今将该电热器接在一交流电源上，它在2t内产生的热量为Q，则这一交流电源的交流电压的最大

值和有效值分别是?

A.最大值是102 V，有效值是10 V? B.最大值是10 V，有效值是52V? C.最大值是52V，有效值是5 V? D.最大值是20 V，有效值是102V?

【解析】 根据交变电流有效值的定义来求有效值，对正弦交变电流有：Um=2U.?

【答案】 B?

10.如图13—1—9所示，理想变压器的原、副线圈分别接着完全相同的灯泡L1、Ｌ2，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，交流电源电压为U，则?

图13—1—9

①灯L1两端的电压为U/5? ②灯L1两端的电压为3U/5? ③灯L2两端的电压为2U/5? ④灯L2两端的电压为U/2? 以上说法正确的是? A.①③ B.②④? C.①④ D.②③?

【解析】 原副线圈中电流之比I1∶I2＝n2∶n1＝1∶2，因为U1＝I1R，U2＝I2R，所以U1∶U2＝1∶2.原、副线圈中电压之比

U?U1U2?n1n2，所以U1＝U／5，U2＝

25U.?

【答案】 A?

11.如图13—1—10所示，已知n1∶n2＝4∶3，R2＝100 Ω，变压器没有功率损耗，在原线圈上加上交流电压U1＝40sin100πt V，则R2上的发热功率是______Ｗ.若R3＝25 Ω，发热功率与R2一样，则流过原线圈的电流I1和流过R3的电流I3之比为______.?

图13—1—10

【解析】 U2=

n2n1U1?34×

402V=21.3 V，PR2＝

U22R2?21.31002 W=4.5 W.由

402I1=4.5×2，I32×

25=4.5，解得I1∶I3=3∶4.?

【答案】 4.5 3∶4? ★提升能力?

12.有一台内阻为4 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图13—1—11所示.升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4Ω，全校共22个班，每班有“220 V，40 W”灯6盏.若保证全部电灯正常发光，则：?

图13—1—11

(1)发电机输出功率多大?? (2)发电机电动势多大?? (3)输电效率是多少??

(4)若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率是否减半??

【解析】 (1)对降压变压器：U2′I2＝U3I3＝nP灯＝22×6×40 W＝5280 W.而U2′＝以I2＝

nP灯U?241U3＝880 V 所

＝6 A.对升压变压器：U1I1＝U2I2＝I22R＋U2′I2＝5424 W.

14(2)因为U2＝U2′＋I2R＝904 V，所以U1＝又因为U1I1＝U2I2 所以I1＝所以Ｅ＝U1＋I1r＝322 V? （3）η＝

P有P出U2I2U1U2＝226 V?

＝24 A?

×100％＝

52805424×100％＝97％?

（4）灯数减半时，发电机输出功率为P＝2676 Ｗ.故发电机输出功率不是减半.? 【答案】 (1)5424 W (2)322 V?(3)97% (4)不是减半?

13.如图13—1—12所示，闭合的单匝线圈在匀强磁场中以角速度ω绕中心轴OO′逆时针匀速转动.已知线圈的边长ab=cd=l1=0.20 m，bc=da=l2＝0.10 m，线圈的电阻值R=0.050 Ω，角速度ω=300 rad/s，匀强磁场磁感应强度的大小B=0.50 T，方向与转轴OO′垂直.规定线圈平面与中性面的夹角为θ.?

图13—1—12

(1)当θ=ωt=30°时，线圈中感应电动势大小如何?? (2)此时，作用在线圈上电磁力的瞬时功率等于多少?? 【解析】 (1)ｅ＝Bl1l2ωsin30°＝1.5 V? (2)电磁力的瞬时功率P=

E2R＝45 Ｗ?

【答案】 (1)1.5 V (2)45 W?

14.如图13—1—13所示，一理想变压器带有三个匝数都为50匝的副线圈ab、cd、ef，若原线圈匝数为100匝，并接到220 V交流电源上，通过副线圈的各种组合，可以得到以下哪些电压?

图13—1—13

①0 V ②110 V?③220 V ④330 V? 以上正确的是? A.①②③④ B.只有①②? C.只有③④ D.只有②③④?

【解析】 当三个副线圈互不连接或其中两个顺向并接时，可得到110 V电压.当其中两个副线圈顺向串接时，可得到220 V电压，当其中两个副线圈逆向串接时，可得到0 V电压.当三个线圈顺向串接时，可得到330 V电压.?

【答案】 A? ?

15.在真空中速度v＝6.4×107 m/s的电子束连续地射入两平行极板间，如图13—1—14所示，极板长度为l＝8.0×10-2 m，间距d=5.0×10-3 m.两极板不带电时，电子束将沿两极板之间的中线通过.在两极板上加一个50 Hｚ的交变电压u＝U0sinωt，如果所加电压的最大值U0超过某值UＣ时，电子束将有时能通过两极板，有时间断而不能通过(电子电荷量e=1.60×10-19 Ｃ，电子质量m=9.1×10-31 kg)：?

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