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1、
2022年高考物理一輪復(fù)習(xí)方案 45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(十一)
一、單項(xiàng)選擇題(每小題6分,共18分)
1.一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖D11-1甲所示,則下列說法正確的是( )
圖D11-1
A.t=0時(shí)刻,線圈平面與中性面垂直
B.t=0.01 s時(shí)刻,磁通量的變化率最大
C.t=0.02 s時(shí)刻,交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大值
D.該線圈相應(yīng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示
2.如圖D11-2所示,一個(gè)矩形線圈繞與勻強(qiáng)磁場(chǎng)垂直的OO′軸逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),線圈的兩條引線分別與A、B兩半圓銅環(huán)相連,兩個(gè)銅環(huán)通過
2、滑動(dòng)電刷連入電路,電路中僅有一個(gè)電阻R.在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中,通過R的電流( )
圖D11-2
A.大小和方向都不斷變化
B.大小不斷變化,方向從A→R→B
C.大小和方向都不變
D.大小不斷變化,方向從B→R→A
3.如圖D11-3所示,理想變壓器的原線圈接u=11000sin100πt(V)的交變電壓,副線圈通過電阻r=6 Ω的導(dǎo)線對(duì)“220 V,880 W”的電器R供電,該電器正常工作.由此可知( )
圖D11-3
A.原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1
B.交變電壓的頻率為100 Hz
C.副線圈中電流的有效值為4 A
D.變壓器的輸入功率為880 W
二、雙
3、項(xiàng)選擇題(每小題6分,共24分)
圖D11-4
4.如圖D11-4所示,閉合的矩形導(dǎo)體線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng),沿著OO′方向觀察,線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng).已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,線圈匝數(shù)為n,ab邊的邊長(zhǎng)為l1,ad邊的邊長(zhǎng)為l2,線圈電阻為R,轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為ω,則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)( )
A.線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda
B.線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2nBl1l2ω
C.穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大
D.線圈ad邊所受安培力的大小為
5. 如圖D11-5所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=20∶1.一個(gè)標(biāo)有“10
4、 V,100 W”的燈泡正常發(fā)光時(shí)( )
圖D11-5
A.輸入功率P1=100 W
B.輸入電壓U1=10 V
C.輸入電流I1=0.5 A
D.輸出電流I2=0.25 A
6.如圖D11-6所示,接線柱a、b接在電壓u=311sin 314t V的正弦交流電源上,理想變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)電路圖,其中R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器(該熱敏材料的電阻率隨溫度升高而減小),電流表A2為值班室的顯示器,顯示通過R1的電流,電壓表V2顯示加在報(bào)警器上的電壓,R3為一定值電阻.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),以下說法中正確的是( )
圖D11-6
A.變壓器輸出
5、端的交變電流的頻率為314 Hz
B.V1的示數(shù)是220 V
C.A1的示數(shù)不變,A2的示數(shù)減小
D.V1的示數(shù)不變,V2的示數(shù)減小
7.如圖D11-7甲所示為一種可調(diào)壓自耦變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖,線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上,若AB間輸入如圖乙所示的交變電壓,轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P到如圖甲中所示位置,在BC間接一個(gè)理想的交流電壓表(圖甲中未畫出),則( )
圖D11-7
A.AB間輸入的交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u=220 sin(100πt) V
B.該交流電的頻率為100 Hz
C.t=1×10-2 s時(shí)電壓表的讀數(shù)為零
D.BC間輸出的電功率為零
三、實(shí)驗(yàn)題(18分)
8.
6、如圖D11-8所示,圖甲為熱敏電阻的R-t圖象,圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個(gè)簡(jiǎn)單恒溫箱溫控電路,繼電器線圈的電阻為100 Ω.當(dāng)線圈中的電流大于或等于20 mA時(shí),繼電器的銜鐵被吸合.為繼電器線圈供電的電池的電動(dòng)勢(shì)E=9.0 V,電池的內(nèi)阻可以不計(jì).圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源.問:
圖D11-8
(1)應(yīng)該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在 ________(選填“A、B端”或“C、D端”).
(2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃,可變電阻R′的阻值應(yīng)調(diào)為________Ω.
四、計(jì)算題(40分)
9.(20分)如圖D11-9所示,磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中有一匝數(shù)為N
7、的矩形線圈,其面積為S,電阻為r,線圈兩端外接一電阻為R的用電器和一個(gè)理想交流電壓表.若線圈繞對(duì)稱軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則當(dāng)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,求:
(1)通過電阻R的電荷量;
(2)交流電壓表的示數(shù);
(3)電阻R產(chǎn)生的熱量.
圖D11-9
10.(20分)發(fā)電機(jī)的端電壓為220 V,輸出電功率為44 kW,輸電線路的電阻為0.2 Ω,先用初、次級(jí)線圈匝數(shù)之比為1∶10 的升壓變壓器升壓,經(jīng)輸電線路后,再用初、次級(jí)線圈匝數(shù)之比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶.
(1)畫出全過程的線路圖.
(2)求用戶得到的電
8、壓和功率.
(3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶,求用戶得到的電壓和功率.
45分鐘單元能力訓(xùn)練卷(十一)
1.B 2.D
3.C [解析] 輸入電壓的有效值為11000 V,用電器的額定電壓為220 V,所以變壓器的輸出電壓大于220 V,原、副線圈的匝數(shù)比小于,A錯(cuò)誤;由輸入電壓的表達(dá)式知,f= Hz=50 Hz,B錯(cuò)誤;副線圈中的電流與用電器中的電流相同,I==4 A,C正確;變壓器的輸出功率為用電器的功率和導(dǎo)線電阻損耗的功率之和,大于880 W,所以變壓器的輸入功率大于880 W,D錯(cuò)誤.
4.CD [解析] 根據(jù)右手定則,線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba
9、,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí),線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)為最大值Em=nBl1l2ω,此時(shí),穿過線圈磁通量隨時(shí)間的變化率最大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤,選項(xiàng)C正確;線圈ad邊所受安培力的大小F=nIl2B=,選項(xiàng)D正確.
5.AC [解析] 燈泡正常發(fā)光時(shí),消耗的功率為100 W,即P2=100 W,由理想變壓器的特點(diǎn)知P1=P2=100 W,A對(duì);輸出電壓U2=10 V,由=得輸入電壓U1=200 V,B錯(cuò);由P1=I1U1得輸入電流I1=0.5 A,C對(duì);由P2=I2U2得輸出電流I2=10 A,D錯(cuò).
6.BD [解析] 電壓表的示數(shù)為電壓的有數(shù)值,故U1==220 V,選項(xiàng)B正確;交變電流的頻率f
10、=Hz=50 Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;因原副線圈兩端的電壓不變,出現(xiàn)火警時(shí),R2變小,副線圈電路的總電阻變小,總電流變大,R3兩端的電壓變大,R2端的電壓變小,通過R2電流變小,通過R1的電流變大,原線圈中的電流變大,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確.
7.AD [解析] 由乙圖可讀出交流電的最大值為Um=220 V,周期T=2×10-2 s,ω==100π rad/s,則交流電的電壓瞬時(shí)值u=Umsinωt=220 sin(100πt) V,選項(xiàng)A正確;f==50 Hz,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;當(dāng)用電壓表測(cè)交流電電壓時(shí),電壓表讀數(shù)為交流電壓的有效值,所以讀數(shù)為220 V,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由于BC間接理想電壓表,內(nèi)阻R
11、V無窮大,則輸出的電功率P==0,選項(xiàng)D正確.
8.(1)A、B端 (2)260 [解析] (1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應(yīng)接在A、B端.當(dāng)線圈中的電流較小時(shí),繼電器的銜鐵在上方,恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài),恒溫箱內(nèi)溫度升高.隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高,熱敏電阻R的阻值變小,則線圈中的電流變大,當(dāng)線圈的電流大于或等于20 mA時(shí),繼電器的銜鐵被吸到下方來,則恒溫箱加熱器與電源斷開,加熱器停止工作,恒溫箱內(nèi)溫度降低.隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低,熱敏電阻R的阻值變大,則線圈中的電流變小,當(dāng)線圈的電流小于20 mA時(shí),繼電器的銜鐵又被釋放到上方,則恒溫箱加熱器又開始工作,這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度.
(2)
12、要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃,即50℃時(shí)線圈內(nèi)的電流為20 mA.由閉合電路的歐姆定律有I=,r為繼電器線圈的電阻.由圖甲可知,50℃時(shí)熱敏電阻的阻值為90 Ω,所以R′=-R-r=260 Ω.
9.(1) (2) (3)
[解析] (1)線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°的過程中,穿過線圈的磁通量的改變量ΔΦ=BS,通過電阻R的電荷量q=IΔt=Δt=Δt==;
(2)線圈相當(dāng)于一個(gè)具有內(nèi)阻的電源,電壓表測(cè)量路端電壓,電源電壓的有效值為E=,根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得,電壓表的示數(shù)為U==;
(3)電阻R產(chǎn)生的熱量為Q=t=··=.
10. (1)如圖所示 (2)219.6 V 43.92
13、 kW (3)180 V 36 kW
[解析] (1)線路圖如圖所示.
(2)升壓變壓器次級(jí)線圈輸出電壓U2=U1=2200 V.
升壓變壓器初級(jí)線圈輸入電流I1== A=200 A,
所以升壓變壓器次級(jí)線圈輸出電流I2=I1=×200 A=20 A,
輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為
UR=I2R=4 V,
PR=IR=0.08 kW,
加到降壓變壓器初級(jí)線圈上的輸入電流和電壓分別為
I3=I2=20 A,
U3=U2-UR=2196 V.
降壓變壓器次級(jí)線圈的輸出電壓和電流分別為
U4=U3=219.6 V,
I4=I3=200 A.
用戶得到的功率P4=U4I4=43.92 kW.
(3)若不采用高壓輸電,則線路損失電壓為U′R=I1R=40 V,
用戶得到的電壓U′=U1-UR′=180 V,
用戶得到的功率為P′=U′I1=36 kW.