1、- 1 -河北省武邑中学 2016-2017 学年高二物理上学期周考试题（11.27，含解析）一、选择题1、一理想变压器的初级线圈为 n1=100 匝，次级线圈 n2=30 匝，n 3=20 匝，一个电阻为 48. 4 的小灯泡接在副线圈 n2与 n3上，如图所示当原线圈与 e=220 sint 的交流电源连2接后，变压器的输入功率是（ ）A10W B20W C250W D500W【答案】A【解析】考点：变压器【名师点睛】本题的难点在于认清楚副线圈的理解方式，两个副线圈的匝数抵消一部分，结合变压器的变压原理和功率公式即可求解。2、如图所示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯灯泡相
2、同，且都是“220V, 40W” ；当灯泡所消耗的功率都调于 20W 时，哪种台灯消耗的功率最小（ ）A B C D【答案】C【解析】试题分析：从该题题干的问法上可以看出，该题是正确选项为唯一选项的单选题台灯的消- 2 -耗功率包含灯泡和其他辅助器件的总功率由 A、B、C、D 四选项分析可知：C 中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率（台灯消耗功率）只有灯泡的功率 20 W而其他选项中，不论滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于 20 W故选 C。考点：电功率【名师点睛】本题考查滑动变阻器及变压器在控制电路中的作用；要知道电路中电功率消耗与那些因素
3、有关掌握选择题的解答技巧。3、钳型电流表的外形和结构如图（a）所示，图（a）中电流表的读数为 1.2A，图（b）中用同一电缆线绕了 3 匝，则（ ）A这种电流表能测直流电流，图（b）的读数为 2.4A B这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为 0.4A C这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为 3.6A D这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为 3.6A【答案】C【解析】考点：变压器【名师点睛】该知识点题目比较简单，且题目单一，只要记住了原副线圈的输入功率和输出功率关系，输入电压和输出电压的关系一切题目都能顺利解出。4、某正弦交流电的电流 i 随时间 t 变化的图像如图
4、所示；由图可知：- 3 -A电流的最大值为 10A B电流的有效值为 10A C该交流电的周期为 0.03s D该交流电的频率为 0.02Hz【答案】B【解析】试题分析：根据图象，该交流电的最大电流为 10 A，周期为 0.02s，故 AC 错误；电流有2效值： ，故 B 正确；该交流电的频率为： ，选项 D 错102mIA 150.2fHzTs 误；故选 B。考点：交流电【名师点睛】本题考查的是学生读图的能力，根据图象读出交流电的最大值和周期，再逐项计算即可。5、一气体放电管，当其两电极间的电压超过 500 V 时，就放电而发光；在它发光的情况3下逐渐降低电压要降到 500 V 时才熄灭放电
5、管两电极不分正负现有一正弦交流电2源，输出电压峰值为 1000V，频率为 50Hz若用它给上述放电管供电，则在一小时内放电管实际发光的时间为（ ）A10 分钟 B25 分钟 C30 分钟 D35 分钟【答案】B【解析】考点：交流电- 4 -【名师点睛】本题考查了交流电表达式的灵活应用，写出交流电的表达式，灵活应用数学知识即可正确解答。6、如图所示，理想变压器原线圈接入交流电 u=Umsint，副线圈接有一电压表和电阻为 R的负载，电压表的示数为 10V，在 t=T/4 （T 为交变流的周期） ，原线圈两端电压的瞬时值100 V，由此可知变压器原副线圈的匝数比为（ ）2A10 ：1 B1:10
6、C10：1 D1：1022【答案】C【解析】考点：变压器；交流电的有效值【名师点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题。7、如图甲所示，AB 两端接直流稳压电源，U AB=100V，R 0=40，滑动变阻器的总电阻 R=20; 滑动片处于变阻器中点；如图乙所示，自耦变压器输入端 A、B 接交流稳压电源，其电压有效值 UAB=100V，R 0=40，滑动片处于线圈中点位置则下列分析中正确的是（ ）A甲图中 UCD=50V，且 R0中的电流为 1.25A B乙图中 UCD=200V，且 R0中的电流的有效值为 5A C甲图中 UCD=80V，且 R0中的电
7、流的最大值约为 2.83A D乙图中 UCD=80V，且 R0中的电流的最大值约为 2.83A【答案】B【解析】- 5 -试题分析：R 的上半部分与 R0串联的总电阻为：R=R 0+ =50；由欧姆定律可得流过 R0的2R电流为： ； R0两端的电压为：U 0=I0R0=2A40=80V；即 CD 两端的0125ABUI电压为 80V，通过 R0的电流为 2A由乙图可知 AB 之间的线圈是原线圈，CD 之间的线圈是副线圈，滑片处于线圈中点位置时原副线圈匝数比为 1：2，根据电压与匝数成正比可求出 CD两端的电压为：U 2=2U1=200V，通过 R0的电流为： ，故选 B.054IA考点：变压
8、器；欧姆定律【名师点睛】本题考查欧姆定律的就用，只需明白电路结构即可顺利求解对变压器要知道输入电压和输出电压的关系该题就能顺利解出。8、矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交流电动势为 e=220 sin 100t，关于这个交变2电流，下列说法正确的是（ ）A交变电流的频率为 100Hz B电动势的有效值为 220V C电动势的峰值约为 311V Dt=0 时，线圈平面与中性面垂直【答案】BC【解析】考点：交流电【名师点睛】对于交流电的产生和描述要正确理解，要会推导交流电的表达式，明确交流电表达式中各个物理量的含义。9、如图所示，两只阻值相同的电阻分别通以正弦波和方波电流，电流的最大值相等，则两只电
9、阻产生的热功率的比是：- 6 -A1：4 B1：2 C1：l D2：l【答案】B【解析】试题分析：设电阻为 R，根据交变电流的图象可知：正弦交流电流的有效值为：，方波电流的有效值为：I 2=1V，据 P=I2R 得两只电阻产生的热功率的比是：12IA，故选 B.12 PI考点：交流电的有效值【名师点睛】本题考查了求解交流电有效值的方法：电流热效应法注意在不同类型交流电中的不同列式。10、一台发电机最大输出功率为 4000kW，电压为 4000V，经变压器 T1升压后向远方输电；输电线路总电阻 R=1k到目的地经变压器 T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W） 若在输电线路上消耗的
10、功率为发电机输出功率的 10%，变压器 T1和 T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ ）AT 1原、副线圈电流分别为 103 A 和 20 A BT 2原、副线圈电压分别为 1.8105 V 和 220 V CT 1和 T2的变压比分别为 1：50 和 40：1 D有 6104盏“220 V 60 W”灯泡正常发光【答案】ABD【解析】- 7 -用户得到的电压即为降压变压器的输出电压 U4=220V 由可知 B 正确降压变压器的匝数比 由知 C 错误34901n 用户得到的功率 P3=P2-10%P2=0.94000KW=3600KW可供灯泡正常发光的盏数 ，故 D 正确故选 AB
11、D。4360n灯 考点：远距离输电【名师点睛】本题考查远距离输电中的能量损失及功率公式的应用，要注意功率公式中 P=UI中的电压 U 应为输电电压，不是发电机的输出电压本题突破点是由输电线上的损失功率，从而算出电线上的电流。11、如图所示，理想变压器的原副线圈的匝数比为 1:5，原线圈两端的交变电压为u=20 sin100tV 氖泡的两端电压达到 100V 时开始发光，下列说法正确的有（）2A开关接通后，氖泡的发光频率为 100Hz B开关接通后，电压表的示数为 100V C开关断开后，电压表的示数变大 D开关断开后，变压器的输出功率不变【答案】AB【解析】- 8 -考点：变压器；交流电【名师
12、点睛】本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。12、电学中的库仑定律、欧姆定律、法拉第电磁感应定律（有关感应电动势大小的规律） 、安培定则（磁场对电流作用的规律）都是一些重要的规律，如图为远距离输电系统的示意图（为了简单，设用户的电器是电动机） ，下列选项中正确的是（ ）A发电机能发电的主要原理是库仑定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 B发电机能发电的主要原理是安培定律；变压器能变压的主要原理是欧姆定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是库仑定律 C发电机能发电的主要原理是欧
13、姆定律；变压器能变压的主要原理是库仑定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是法拉第电磁感应定律 D发电机能发电的主要原理是法拉第电磁感应定律；变压器能变压的主要原理是法拉第电磁感应定律；电动机通电后能转动起来的主要原理是安培定律【答案】D【解析】考点：发电机和电动机的原理；电流的磁效应【名师点睛】本题考查了发电机和电动机的原理，以及电流的磁效应及应用；知道发电机和电动机的原理是本题的关键。- 9 -13、有一个电子器件，当其两端电压高于 100V 时导电，等于或低于 100V 时则不导电，若把这个电子器件接到 100V、50Hz 的正弦交变电流电源上，这个电子器件将（ ）A不导电 B每秒钟导电
14、 50 次 C每秒钟导电 100 次 D每次导电的时间为 0.005s【答案】CD【解析】试题分析：100V、50Hz 的正弦交变电流电源中 100V 指的是有效值，其最大值为 100 V，2则电子器件的电压在 100Vu100 V 范围内可以导电，所以 A 错误；结合交流电的特点，2每个周期内有两次 100Vu100 V，所以每秒内导电 502=100 次，所以 C 正确，B 错误；由于 ，所以一个周期内 - 以及 -2 内导电每个周期内分两次1042sin423共有一半时间导电，则每次导电时间为 ，所以 D 正确故选 CD。 10.5Ts考点：交流电【名师点睛】本题属于基础题，考查了交变电
15、流有效值与最大值的关系，可以结合交变电流的图象进行分析。14、家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，它主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、变压器、镇流系统、冷却系统、控制系统、外壳等组成接通电路后，220V 交流电经变压器变压，在次级产生 3.4V 低压交流电对磁控管加热，同时在另一次级产生 2000V 高压电，经镇流系统加到磁控管的阴、阳两极之间，使磁控管产生微波，微波输送至金属制成的加热器（炉腔） ，被来回反射，微波的电磁作用使食物内的分子高频运动，从而使食物受热，并能最大限度地保存食物中的维生素，关于上述微波炉，下列说法正确的是（ ）A微波是由于原子外层电子受激发而产生
16、的 B微波是由于原子内层电子受激发而产生的 C微波炉变压器的降压匝数比为 1100：17D微波炉变压器的升压匝数比为 17：10000- 10 -【答案】C【解析】考点：变压器【名师点睛】此题考查了电磁波在实际生活上的应用，我们需要了解微波炉的工作原理，产生机理。15、图甲是某小型家用电器电源部分的主要工作电路图，工作时部分变压器原线圈 A、B两端与输出电压为 220V 的交流电源相连接，通过电路元件的工作最后在部分 E、F 两端输出 6.0V 的直流电当 A、B 两端输入如图乙所示的交变电压时，在部分的 M、N 两端输出的电压如图丙所示部分的自感线圈 L 的直流电阻可忽略不计关于该电路及其工
17、作过程，下列说法中正确的是（ ）A部分的变压器是降压变压器 B部分的自感线圈 L 的作用是阻碍直流成分，导通交流成分 C部分的电容器 C 的作用是阻碍交流成分，导通直流成分 DM、N 两端输出电压的有效值为 2U0【答案】A【解析】考点：变压器；电容和电感- 11 -【名师点睛】本题考查的就是物理学中各种器材的作用，要知道二极管的作用是通过正向的电流，阻止负向的电流，电容器 C 的作用是通交流阻直流，自感线圈 L 的作用是通直流阻交流，了解不同的器材的特点即可轻松解答本题。二、计算题：16、如图所示为交流发电机和外接负载的示意图，发电机电枢线圈为 n 匝的矩形线圈，边长ab=L1、ad=L 2
18、 绕 OO轴在磁感强度为 B 的磁场中以角速度 转动（不计一切摩擦） ，线圈电阻为 r，外电路负载电阻为 R试求：（1）电路中伏特表的示数；（2）线圈每转动一周，外力所做的功。【答案】 （1） （2）1nBLRUr221()nBRLWr【解析】- 12 -考点：交流电；能量守恒定律【名师点睛】据题境明确感应电动势的瞬时值，知道电压表示数为有效值，与电路知识向衔接是解题的关键；灵活应用能量守恒的角度求外力做的功.17、如图是一种配有小型风力发电机和光电池的新型路灯，其功率为 120W；该风力发电机的线圈由风叶直接带动，其产生的电流可视为正弦交流电已知风叶的半径为 r=1m，风能的利用效率为 1=
19、4%，风力发电机的线圈共有 N=200 匝，磁场的磁感应强度为 B=0.1T，线圈的面积为 S1=0.2m2，空气的密度为 =1.3kg/m 3，太阳垂直照射到地面上单位面积上的功率为1kw，如果光电池板垂直太阳光方向的平均受光面积为 S=1m2，光能的利用效率为 2=20%， 取 3，结果保留 2 位有效数字（1）若某天是无风的晴天，太阳光照 6 小时，则太阳能光电池产生的电能可使路灯正常工- 13 -作多少小时？（2）如果在某天晚上，有 8m/s 的风速持续刮风 6 小时，则风机所发的电可供路灯正常工作多少小时？（3）如果在一有风的晴天，经 3 小时的光照和风吹，路灯可正常工作 7 小时，
20、则风速为多大？若通过交流电表测得风力发电机线圈的电流强度为 1A，则此时风叶的转速为多少？【答案】 （1）10h（2）2h（3）5r/s【解析】又 E3+E4=107h解得 v=10m/s，E 4=86400J设风力发电机转动产生交流电的峰值电压为 Um，U m=NBS=NBS2n，所以 4111240862mUItNBSItSnIthJ解得 05/nrs即风速为 10m/s，风叶的转速为 5r/s- 14 -考点：能量守恒定律；动量定理【名师点睛】此题考查了能量守恒定律及动量定理的应用；解题时要善于建立物理模型是解决实际问题的关键，注意电能与风能及光能之间的转化关系。18、如图甲矩形线框 a
21、bcd 的边 ab=2L，ad=3L，OO /为线框的转动轴，aO=bO /=2L；匀强磁场垂直于线圈平面，磁感应强度为 B，OO刚好与磁场界重合线圈总电阻为 R当线圈绕 OO以角速度 匀速时，试求：（1）线圈的 ab 边第一次出磁场前的瞬时，回路中电流的大小和方向（2）从图示位置开始计时，取电流沿 abcda 方向正，请在图乙中画出线圈中电流 i 随时间t 变化关系图（画两个周期） （2）线圈中电流有效值.【答案】 （1） （沿 adcba 方向）（2）图像如图；（3）24BlIR 25BlIR【解析】- 15 -考点：交流电的产生【名师点睛】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，会
22、求感应电动势和感应电流的最大值并能画出图象，理解有效值的定义。19、如图所示，匀强磁场的方向竖直向上，磁感应强度的大小为 B0，电阻为 R、边长为 L 的正方向线框 abcd 水平放置，OO为过 ad、bc 两边中点的直线，线框全部位于磁场中现将线框右半部固定不动，而将线框左半部以角速度 绕 OO为轴向上匀速转动，如图中虚线所示，要求：（1）写出转动过程中线框中产生的感应电动势的表达式；（2）若线框左半部分绕 OO向上转动 90，求此过程中线框中产生的焦耳热；（3）若线框左半部分转动 60后固定不动，此时磁感应强度随时间按 B=B0+kt 变化，k 为常量，写出磁场对线框 ab 边的作用力随时间变化的关系式。【答案】 （1） e B0 L2sin t（2） （3）24016BLR304kLFBtR【解析】试题分析：（1）线框在转动过程中，ab 边的线速度： 2v- 16 -产生的感应电动势： e B0L( )sin( t) B0 L2sin t21考点：法拉第电磁感应定律；闭合电路欧姆定律；焦耳定律【名师点睛】考查法拉第电磁感应定律与闭合电路欧姆定律，及焦耳定律的应用，掌握安培力表达式的内容，注意只有是正弦式交流电时，最大值与有效值才存在 倍的关系。2
