[同步]2014年人教版高中物理选修1-1第三章3.3练习卷与答案(带解析).doc
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1、同步 2014年人教版高中物理选修 1-1第三章 3.3练习卷与答案(带解析) 选择题 ( 2015 成都模拟)图甲是一台小型发电机的构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势 e随时间 t变化的正弦规律图象如图乙所示发电 机线圈的内电阻不计,外接灯泡的电阻为 12则( ) A在 t=0.01s时刻,穿过线圈的磁通量为零 B电压表的示数为 6 V C灯泡消耗的电功率为 3W D若其它条件不变,仅将线圈的转速提高一倍,则线圈电动势的表达式 e=12 sin 100t( V) 答案: C 试题分析:在中性面感应电动势最小,磁通量最大;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
2、时值的表达式以及有效值等 解: A 在 t=0.01s的时刻,电动势为 0,则为中性面,穿过线圈磁通量最大故 A错误; B 电动势的最大值为 Em= ,电压表测量的为有效值,故示数为 =6V;故 B错误; C、灯泡消耗的功率 P= = =3W;故 C正确; D、周期为 0.02S,则瞬时电动势的表达式为转速提高一倍后,最大值变成 12 V,=2n,故角速度变为原来的 2倍,表达式应为: 12 sin200t;故 D错误; 故选: C 点评:本题考查了有关交流电描述的基础知识,要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量,同时正确书写交流电的表达式 ( 2014 潍坊模拟)
3、如图所示,匀强磁场的磁 感应强度 T单匝矩形线圈面积S=1m2,电阻不计,绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接, 为交流电流表调整副线圈的滑动触头 P,当变压器原、副线圈匝数比为 1: 2时,副线圈电路中标有 “36V, 36W”的灯泡正常发光以下判断正确的是( ) A电流表的示数为 lA B矩形线圈产生电动势的有效值为 18V C从矩形线圈转到中性面开始计时,矩形线圈电动势随时间的变化规律 V D若矩形线圈转速增大,为使灯泡仍能正常发光,应将 P适当下移 答案: BC 试题分析:由小灯泡正常发光,得到变压器的输出电压和输出电流,然后结合变压比公式和变流比公式求解
4、变压器的输入电压和电流,最后结合发电机的电动势公式e=NBSsint分析 解: A、小灯泡正常发光,故变压器的输出电流为: I2= ;根据变流比公式:,解得: I1=2A;故 A错误; B、小灯泡正常发光,故变压器的输出电压为 36V,根据变压比公式 ,解得:U1=18V;故矩形线圈产生电动势的有效值为 18V;故 B正确; C、矩形线圈产生电动势的最大值为 18 V,根 据公式 Em=NBS,解得:= ;故从矩形线圈转到中性面开始计时,矩形线圈电动势随时间的变化规律 e=Emsint= V;故 C正确; D、若矩形线圈转速增大,根据公式 Em=NBS,感应电动势的最大值增加,故有效值也增加;
5、为使灯泡仍能正常发光,应该减小变压比,故应将 P适当上移;故 D错误; 故选: BC 点评:本题关键是明确交流发电机的瞬时值、有效值、最大值的区别和求解方 法,同时要结合变压器的变压比和变流比公式列式求解 ( 2014 武昌区模拟)某水库用水带动如图甲所示的交流发电机发电,其与一个理想的升压变压器连接,给附近工厂的额定电压为 10kV的电动机供电交流发电机的两磁极间的磁场为匀强磁场,线圈绕垂直匀强磁场的水平轴 OO沿顺时针方向匀速运动,从图示位置开始计时,产生的电动势如图乙所示连接各用电器的导线电阻忽略不计,交流电压表与交流电流表都是理想电表下列说法正确的是( ) A 0.01s时 通过电流表
6、的电流的方向向右 B变压器原、副线圈的匝数比为 1: 20 C进入电动机的电流的频率是 100HZ D开关 K闭合时电压表的示数不变,电流表的示数变大 答案: ABD 试题分析:根据右手定则判定电流方向,由题图乙可知交流电电流的最大值、周期,电流表的示数为有效值,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最快,由动态分析判断电流表的读数变化 解: A、根据右手定则,判定如图 CD中的电流为 C到 D,故 0.01s时通过电流为 D到 C,电流表的电流的方向为向右,故 A正确; B、原电压有效值为 500V,用户 需要为 10KV,故匝数之比为 500: 10000=1: 20,故B正确; C、如图
7、知周期 T=0.02s,故频率为 f=50Hz,故 C错误; D、开关 K闭合时电压表的示数不变,负载电压不变,电阻减小,电流增大,根据知电流表的示数变大,故 D正确 故选: ABD 点评:本题考查交变电流的产生及有效值的定义,要注意明确电流表示数、机器铭牌上所标的电流值、电压值等均为有效值 ( 2014 惠州一模)边长为 L的正方形线框在匀强磁场 B中以 角速度匀速转 动,产生的感应电流的最大值为 Im,设灯泡的电阻为 R,其它电阻不计从如图位置开始计时,则( ) A Im= B电路中交流电的表达式为 Imsint C电流表的读数为 D电阻 R上产生的电功率为 答案: AD 试题分析:由 E
8、m=NBS可确定感应电动势的最大值,再确定瞬时表达式;计算电功率及电流表读数均为有效值 解: A、感应电动势的最大值 Em=BL2,则最大电流 Im= = ,故 A正确; B、线圈由电流的最大值开始计时,故电路中交流电的表达式应为 Imcos;故 B错误; C、电流表的读数为有效值,为 I= Im;故 C错误; D、电阻 R上产生的电功率 P=I2R= ;故 D正确; 故选: AD 点评:本题考查交流电的四值,要明确电流表、电压表读数以及计算功率等等均要用有效值 ( 2014 榕城区三模)矩形线圈的面积为 S,匝数为 n,在磁感应强度为 B的匀强磁场中,绕垂直于磁场的轴 OO以角速度 匀速转动
9、当转到线圈平面与磁场垂直的图示位置时( ) A线圈中的电动势为 nBS B线圈中的电动势为 0 C穿过线圈的磁通量为 0 D穿过线圈的磁通量变化率最大 答案: B 试题分析:图示时刻线框四边都不切割磁感线,不产生感应电动势线圈与磁场垂直,根据公式 =BS求出磁通量根据法拉第电磁感应定律分析磁通量的变化率 解: A、 B、图示时刻线框的四边都不切割磁感线,不产生感应电动势,即线圈中的电动势为 0故 A错误, B正确 C、图示时刻线框与磁场垂直,磁通量最大,为 =BS故 C错误 D、图示位置线圈中的电动势为 0,根据法拉第电磁感应定律 E=n 可知穿过线圈的磁通 量变化率为 0故 D错误 故选:
10、B 点评:本题要能根据线圈各边速度方向,判断线圈是否产生感应电动势,只有线圈切割磁感线时才产生感应电动势,并掌握磁通量公式 =BS ( 2014 淄博二模)如图所示, 50匝矩形线圈 ABCD处于磁感应强度大小为 的水平匀强磁场中,线圈面积为 0.5m2,电阻忽略不计线圈绕垂直于磁场的轴 OO以200rad/s的角速度匀速转动,并与理想变压器原线圈相连,变压器副线圈接入 “220V,100W”的灯泡,且灯泡正常 发光,熔断器允许通过的最大电流为 10A,下列说法正确的是( ) A矩形线圈 ABCD通过中性面时穿过它的磁通量为零 B矩形线圈 ABCD中产生的交变电压的有效值为 500 v C变压
11、器原、副线圈匝数比为 25: 11 D副线圈最多能并联接入 50盏 “220V, 100W”的灯泡 答案: CD 试题分析:根据电压与匝数成正比,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: A、由图可知,此时线圈和磁场 垂直,此时线框的磁通量最大,所以 A错误 B、矩形闭合导线框 ABCD在磁场中转动,产生的交流电的最大值为: Em=nBs=50 0.5200=500 V,由于最大值为有效值的 倍,所以交流电的有效值为 500V,所以 B错误 C、由于电压与匝数成正比,所以变压器原、副线圈匝数之比为 = ,所以 C正确 D、熔断器电流为 10A,则原线圈电流不
12、得超过 10A,则由 = 可知,副线圈中电流不得超过 A; “220V, 100W”的电流 I= = A;则并联总灯泡不能超过:=50盏的灯泡;故 D正确; 故选: CD 点评:掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系,明确电流之比等于原副线圈的匝数的反比 ( 2014 宁波一模)图甲是小 型交流发电机的示意图,两极 M、 N间的磁场可视为水平方向的匀强磁场, A为理想交流电流表, V为理想交流电压表内阻不计的矩形线圈绕垂直于磁场方向的水平轴 OO沿逆时针方向匀速转动,矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头 P上下移动时可改变变压器副线圈的输出电压,副线圈接有可调电阻 R,从图示位置开始
13、计时,发电机线圈中产生的交变电动势随时间变化的图象如图乙所示,以下判断正确的是( )A电压表的示数为 10V B 0.01s时发电机线圈平面与 磁场方向平行 C若 P的位置向上移动、 R的大小不变时,电流表读数将减小 D若 P的位置不变、 R的大小不变,而把发电机线圈的转速增大一倍,则变压器的输入功率将增大到原来的 4倍 答案: ABD 试题分析:由题图乙可知交流电电流的最大值、周期,电流表的示数为有效值,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最快,由动态分析判断电流表的读数变化 解: A、由图乙知交流电电压峰值为 10 V,电压表显示的为有效值 10V, A正确; B、 0.01s时线圈中的
14、感应电流达到最大,感应电动势最大,则穿过线圈的磁通量变化最快,磁通量为 0,故线圈平面与磁场方向平行,故 B正确; C、若 P的位置向上移动,匝数比减小,副线圈电压增大, R的大小不变时,电流表读数将增大,故 C错误; D、若 P的位置不变、 R的大小不变,而把发电机线圈的转速增大一倍电压增大为原来的 2倍,则变压器的输入功率将增大到原来的 4倍,故 D正确 故选: ABD 点评:本题考查交 变电流的产生及有效值的定义,要注意明确电流表示数、机器铭牌上所标的电流值、电压值等均为有效值 ( 2014 绵阳模拟)如图,线圈 abcd的 ad长 20cm, ab长 10cm,匝数 N=50匝,电阻不
15、计,在磁感应强度 B= T的匀强磁场中绕 OO1轴匀速转动,角速度 w=100rad/s, OO1轴通过 ad且同时垂直于 ad和 bc,距 ab的距离是距 dc的距离的 2倍线圈的输出端接单相理想变压器线圈,接在变压器副线圈两端的灯泡 “10V, 10W”刚好正常发光 则( ) A变压器原线圈两端电压有效值为 100 V B变压器原线圈中电流为 1A C变压器的原副线圈匝数比为 10: 1 D通过灯泡的交流电频率为 50Hz 答案: C 试题分析:线框与磁场垂直时,位于中性面,感应电动势为零根据电压与匝数成正比,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: A
16、、矩形闭合导线框 ABCD在磁场中 转动,产生的交流电的最大值为:Em=nBs=50 0.20.1100V=100 V,故有效值为 U1=100V故 A错误; BC、由于电压与匝数成正比,所以变压器原、副线圈匝数之比为: = ,故C正确,根据功率为 P=UI知 I2= = =1A,又 = 知 I1=0.1A,故 B错误 D、通过灯泡的交流电频率为 f= = ,故 D错误; 故选: C 点评:本题关键交变电流产生的过程及其规律,掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系,根据瞬时值表达式求解瞬时值的大小 ( 2014 盐城一模)如图所示,甲为一台小型发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动
17、势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示发电机线圈内阻为 1,外接灯泡的电阻为 9,则( ) A电压表的示数为 6V B发电机的输出功率为 4W C在 l.010-2s时刻,穿过线圈的磁通量最大 D在 0.510-2s时刻,穿过线圈的磁通量变化率最大 答案: CD 试题分析:由最大值和有效值间的关系,由图象可以判断电压的最大值,在根据欧姆定律可以求电压表的示数,由 P= 可以计算灯泡的功率,由 = 可以计算角速度 解: A、由图象可知,电动机电压的最大值为 6 V,那么有效电压就是 6V,电压表测量的是灯泡的电压,所以电压为 9v=5.4v,所以 A错误 B、由 P= 知, P= =3.24W,所
18、以 B错误 C、在 t=l10-2s时刻,有图象可知此时的电动势为零,那么此时的磁通量应该是最大,所以 C正确; 的由 = = rad/s=l00rad/s, D、在 t=0.510-2s时刻,有图象可知此时的电动势最大,那么此时的磁通量变化率最大,故 D正确; 故选: CD 点评:应用正弦式交变电流最大值和有效值间的关系,判断出电压,注意功率要用有效值求解 ( 2014 眉山模拟)如图所示, 10匝矩形线框,在磁感应强度为 0.4T的匀强磁场中,绕垂直磁场的轴 OO以角速 度为 100rad/s匀速转动,线框电阻不计,面积为 0.5m2,线框通过滑环与一理想变压器的原线圈相连,副线圈接有两只
19、灯泡 L1和 L2已知变压器原、副线圈的匝数比为 10: 1,开关断开时 L1正常发光,且电流表示数为 0.01A,则( ) A若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为 200sin100tV B灯泡 L1的额定功率为 2W C若开关 S闭合,灯泡 L1将更亮 D若开关 S闭合,电流表示数将增大 答案: D 试题分析:先 根据公式 Um=NBS求解输入电压的最大值,然后根据理想变压器的变压比公式和变流比公式列式求解 解: A、变压器的输入电压的最大值为: Um=NBS=100.40.5100=200V 从垂直中性面位置开始计时,故线框中感应电动势的瞬时值为:u=Umcost=200co
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- 同步 2014 年人教版 高中物理 选修 第三 3.3 练习 答案 解析
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