物理学是一种自然科学,注重于研究物质、能量、空间、时间,尤其是它们各自的性质与彼此之间的相互关系,以下是物理2015-2016高考复习专题提升强化练习,期限为对考生复习有帮助。
一、选择题(1~5题为单选题,6~8题为多选题)
1.(2015四川理综)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图所示.矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压()
A.峰值是e0 B.峰值是2e0
C.有效值是Ne0 D.有效值是Ne0
答案:D
解析:A、B项,一匝线圈产生的感应电动势的峰值为ab边与cd边的峰值之和,即2e0,N匝线圈产生的感应电动势的峰值为一匝的N倍,即为2Ne0,即发动机输出电压峰值2Ne0,故A、B项错误。C、D项,该交流电压按正余弦规律变化,有效值为峰值的倍,即为Ne0,故C项错误,D项正确。
2.(2015安徽理综)图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是()
A.电压表V1示数增大
B.电压表V2、V3示数均增大
C.该变压器起升压作用
D.变阻器滑片是沿cd的方向滑动
答案:D
解析:A、B项,原、副线圈的匝数比不变,原线圈上的电压有效值不变,则电压表V1和V2的示数保持不变。故A、B项错误。C项,变压器原、副线圈的电流之比等于原、副线圈匝数比的倒数,电流表A2示数的增加值大于A1的示数增加值,说明原线圈的匝数大于副线圈的匝数,该变压器起降压作用,故C项错误。D项,电流表A1和A2的示数增大,说明副线圈上的电阻减小,则变阻器的滑片应沿由c到d的方向滑动,故D项正确。
3.(2015福建理综)图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Um sin t的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其它因素的影响,则输电线上损失的电功率为()
A.() B.()
C.4()2()2r D.4()2()2r
答案:C
解析:原线圈电压的有效值:U1=,根据=可求:U2=,又因为是理想变压器,所以T的副线圈的电流功率等于输入功率P,所以输电线上电流I=,导线上损耗的电功率P=I22r=4r22,所以C正确;A、B、D错误。
4.(2015广东理综)图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器,原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变。调节触头P,使输出电压有效值由220 V降至110 V。调节前后()
A.副线圈中的电流比为1∶2 B.副线圈输出功率比为2∶1
C.副线圈的接入匝数比为2∶1 D.原线圈输入功率比为12
答案:C
解析:A项,由于输出电压有效值降至原来的一半,而副线圈电路中电阻不变,由欧姆定律,副线圈中电流变为调节前的一半,前后电流比应为21,故A项错误。C项,由于原线圈条件未变,调节触头P,输出电压有效值降至原来的一半,因此副线圈接入匝数变为原来的一半,故C项正确。B、D项,副线圈输出功率可表示为P=I2R,由A项分析可知电流变为调节前的一半,前后功率比应为41;在理想变压器中,P入=P出,所以原线圈前后功率之比也为41,故B、D项错误。综上所述,本题正确答案为C。
5.(2015江苏单科)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为()
A.200 B.400
C.1600 D.3200
答案:B
解析:由理想变压器变压比等于匝数比,即=,可得n2=n1=400,则B正确。
6.(2015海南单科)如图,一理想变压器原、副线圈匝数之比为41,原线圈与一可变电阻串联后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0,是理想电压表。现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不变,此时电压表的读数为5.0V,则()
A.此时原线圈两端电压的最大值约为34V
B.此时原线圈两端电压的最大值约为24V
C.原线圈两端原来的电压有效值约为68V
D.原线圈两端原来的电压有效值约为48V
答案:AD
解析:当电压表的读数为5.0V时,副线圈两端的电压U2=6.0V,根据U1U2=n1n2,可得U1=24V,其最大值Um=2434V,A对,B错。当R=11R0时,由于电流没有发生变化,所以原来副线圈的电压U2=12V,则U1=48V,C错,D对。
7.(2015天津理综)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则()
A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大
B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小
C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小
答案:BC
解析:A、B项,保持Q的位置不动,则原、副线圈匝数比不变,所以副线圈两端电压不变,P向上滑动时,副线圈的电阻变大,则副线圈电流变小,原线圈电流随之变小,所以电流表读数变小,故A项错误,B项正确。C、D项,保持P的位置不动,将Q向上滑动时,原、副线圈匝数比变小,则副线圈两端电压变大,副线圈电阻不变,则副线圈电流变大,原线圈电流随之变大,所以电流表读数变大,故C项正确,D项错误。综上所述,本题正确答案为BC。
8.(2015河北衡水中学二模)如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,内阻不计,绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动,从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有可调电阻R,下列判断正确的是()
A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBScost
B.矩形线圈从图示位置经过时间内,通过电流表的电荷量为零
C.当P位置不动,R增大时,电压表读数也增大
D.当P位置向上移动,R不变时,电流表读数变大
答案:AD
解析:矩形线圈产生的感应电动势最大值Em=NBS,由图示线圈位置可知开始计时时产生的感应电动势最大,则瞬时值表达式为e=NBScost,A正确。线圈从图示位置经过时间,磁通量变化量0,由q=N可知,通过电流表的电荷量不为零,B错误。电压表的示数为U1=不变,C错误。由=得U2=,当P位置向上移动时,n1变小,则U2变大,又R不变,再由P=可知副线圈消耗的功率P2变大,则可知原线圈的输入功率P1=P2变大,再由I1=知I1变大,电流表读数变大,D正确。
二、非选择题
9.如图所示交流发电机矩形线圈的边长ab=cd=0.4m,ac=bd=0.2m,共50匝,线圈电阻r=1.线圈在磁感应强度B=0.2T的匀强磁场中,绕垂直磁场方向的轴以r/s的转速匀速转动,外接电阻为R=9,求:
(1)电压表的读数;
(2)电阻R上的电功率和发电机的电功率.
答案:(1)101.8V (2)1152W 1280W
解析:(1)线圈在磁场中转动产生的感应电动势的最大值为:
Em=nBS=500.20.20.4V=160V
路端电压为U,则:
U=IR=
=72V=101.8V
(2)电阻R上的功率为P,则:
P=UI=728W=1152W
发电机的电功率
P=EI===W=1280W。
10.如图所示,线圈面积为0.05m2,共100匝,线圈总电阻为1,与外电阻R=9相连。当线圈在B=T的匀强磁场中绕OO以转速n=300r/min匀速转动时,求:
(1)若从线圈处于中性面开始计时,写出电动势的瞬时表达式;
(2)两电表、的示数;
(3)线圈转过s时,电动势的瞬时值;
(4)线圈转过s的过程中,通过电阻R的电荷量;
(5)线圈匀速转一周外力做的功。
答案:(1)100sin10t(V) (2)45V (3)50V
(4)C (5)100J
解析:(1)因为Em=NBS,=2n,其中n=300r/min=5r/s,代入数据可得=10rad/s,Em=100V
若从线圈处于中性面时开始计时,则e=Emsint,所以电动势的瞬时表达式为:e=100sin10t(V)。
(2)两电表的示数为交流电的有效值:
I===5A,UR=IR=45V。
(3)当线圈转过s时,电动势的瞬时值
e=100sin(10)V=50V
(4)线圈转过t=s的过程中,通过电阻R的电荷量为:q=t=t=t=,而=2=BS(1-cos)=BS,综合解得q==C。
(5)线圈匀速转动一周,外力做功与电流做功相等,计算电功时必须运用交流电的有效值,即
WF=WE=T=100J。
11.发电机的端电压为220 V,输出电功率为44 kW,输电导线的电阻为0.2 ,如果用初、次级线圈匝数之比为110的升压变压器升压,经输电线路后,再用初、次级匝数比为101的降压变压器降压供给用户。
(1)画出全过程的线路图;
(2)求用户得到的电压和功率;
(3)若不经过变压而直接送到用户,求用户得到的功率和电压。
答案:(1)略 (2)219.6 V 43.92 kW
(3)36 kW 180 V
解析:(1)线路图如图所示:
(2)升压变压器次级的输出电压
U2=U1=2200 V
升压变压器次级输出电流I2=I1
升压变压器初级输入电流,由P=U1I1得
I1== A=200 A
所以I2== A=20 A
输电线路上的电压损失和功率损失分别为
UR=I2R=4 V
PR=IR=0.08 kW
加到降压变压器初级线圈上的输入电流和电压
I3=I2=20 A
U3=U2-UR=2196 V
降压变压器的输出电压和电流
U4=U3=219.6 V
I4=I3=200 A
用户得到的功率
P4=U4I4=43.92 kW
(3)若不采用高压输电,线路损失电压为
UR=I1R=40 V
用户得到的电压
U=U1-UR=180 V
用户得到的功率为P=UI1=36 kW。
物理2015-2016高考复习专题提升强化练习及答案的全部内容就是这些,更多精彩内容请考生关注查字典物理网。
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