高二物理周考（创新班）2.26
参考答案：
1.某交变电压瞬时值表达式为u＝6sin 314t V，则( )
A．用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为2 s
B．把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光
C．把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁
D．耐压6 V的电容器可以直接用在此电源上
【答案】 B
【解析】 由表达式可知电压的最大值是6 V，角速度是314 rad/s，所以电压的有效值是6 V，周期是0.02 s，所以B正确，A、C、D错误．
2.（2021·北京市人大附中高三上学期开学考试）在探究变压器的两个线圈的电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示．线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡．他所用的线圈电阻忽略不计．当闭合学生电源的开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）．如果仅从解决电源过载问题的角度考虑，下列采取的措施中，最可能有效的是
A. 增大电源电压
B. 适当增加原线圈a的匝数
C. 换一个电阻更小的灯泡
D. 将线圈a改接在学生电源直流输出端
【答案】B
【解析】
A．若增大电源电压，则次级b的电压变大，则次级电流增大，导致初级a电流变大，故电源更加过载，选项A错误；
B．适当增加原线圈a的匝数，则根据变压器电压和匝数关系可知，次级线圈b电压减小，次级电流减小，故初级电流减小，这时可使电源不过载，选项B正确；
C．换一个电阻更小的灯泡，则次级电阻减小，电流变大，则初级电流变大，电源更加过载，选项C错误；
D．将线圈a改接在学生电源直流输出端，则变压器次级将无电压，灯泡不亮，则不是最有效的方法，选项D错误；
故选B。
3.（2021·四川省宜宾市四中高三上学期开学考试）如图为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交变电源, 定值分别为，且,理想变压器的原、副线圈匝数比为k且,电流表、电压表均为理想表，其示数分別用I和U表示。当问下调节电滑动变阻器R3的滑动端P时，电流表、电压表示数变化分别用ΔI和ΔU表示。则以下说法错误的是（ ）
A. B.
C. 电源的输出功率一定减小 D. 电压表示数一定增加
【答案】B
【解析】
A．理想变压器初、次级线圈电压变化比
电流变化比为
则
将视为输入端电源内阻，则
所以
这也是耦合到次级线圏电阻值为，即为等效电源内阻，故A正确；
B．因
故B错误；
C．当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，负载电阻变大，电源电压不变，电流减小，故电源输出功率减小，故C正确；
D．当向下调节滑动变阻器R3的滑动端P时，负载电阻变大，则回路中电流变小，则原线圈电流也减小，那么电阻R1上的电压减小，电源电压不变，所以原线圈的电压变大，根据匝数比可知副线圈的电压也变大，故D正确。
故选B。
4.（2021·北京市首都师大附中高三上学期开学考试）如图1所示，理想变压器的原线圈接在交流电源上，副线圈接有R=10的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，交流电压表的示数是10V，电流表、电压表均可看作理想电表。图2是交流电源输出电压u随时间t变化的图像。则（ ）
A. 电流表的读数为1.00A
B. 电流表的读数为2.00A
C. 电源输出电压u随时间t变化的规律是
D. 电源输出电压u随时间t变化的规律是
【答案】C
【解析】
AB．交流电压表的示数是10V，则次级电流
则初级电流
电流表的读数为0.5A，选项AB错误；
CD．初级电压有效值
最大值
则电源输出电压u随时间t变化的规律是
选项C正确，D错误。
故选C。
5.（2020·北京市西城区高三下学期诊断测试）一交流电源的输出电压为u=Umsint，其中Um=311V，=100rad/s，下列表述正确的是（ ）
A. 该电源输出的交流电的频率是100Hz
B. 该电源输出的交流电的周期是0.05s
C. 若用交流电压表测量这一电源的输出电压，电压表示数为311V
D. 若将一电阻为50的电热器接在这一电源上，电热器的电功率约为968W
【答案】D
【解析】AB.根据公式
可知，该电源输出的交流电的周期是0.02s，频率为50Hz，故选项AB错误；
C. 若用交流电压表测量，则读数为电压的有效值，即为
故选项C错误；
D.根据公式
代入数据计算可得，故选项D正确。
故选D。
6.（2020·天津市南开区高三上学期期末）如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A. 通过线圈的最大电流为1.25A B. 线圈的角速度为50rad/s
C. 电压表的示数为V D. 穿过线圈的最大磁通量为Wb
【答案】A
【解析】
AC、根据闭合电路的欧姆定律可知，即通过线圈的最大电流为1.25A，电压表测量的是有效值，故有电压表的示数为，故选项A正确，C错误；
B、由乙图可知周期，转动的角速度为，故选项B错误；
D、根据可得穿过线圈的最大磁通量为，故选项D错误．
7.（2021·广东省惠州市高三上学期第一次调研测试）某发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为、，消耗的功率为。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则（ ）
A. 消耗的功率变为 B. 电压表V的读数变为
C. 电流表A的读数变为 D. 通过的交变电流频率不变
【答案】BC
【解析】
B．根据
发电机线圈的转速变为原来的2倍，角速度变为原来的2倍，理想变压器的原线圈的最大电压为原来的2倍，根据
原线圈两端的电压有效值增大2倍，根据
可知理想变压器的副线圈的电压为原来的2倍，电压表V的读数变为2U，B正确；
A．R的电压变为原来的2倍，根据
R消耗的功率变为4P，A错误；
C．根据欧姆定律
通过理想变压器的副线圈的电流为原来的2倍，根据
理想变压器的副线圈的电流为原来的2倍，电流表A的读数变为2I，C正确；
D．根据
发电机线圈的转速变为原来的2倍，角速度变为原来的2倍，通过R的交变电流频率变为原来的2倍，D错误。
故选BC。
8.（2020·重庆市八中高三下学期第五次月考）如图所示，恒定，将R1阻值、R2阻值同时增大到原阻值的2倍，则下列说法正确的有（ ）
A. 流经的电流变为原来的一半
B. 流经的电流变为原来的
C. 的电功率变为原来的
D. 、的电功率之比不变
【答案】ACD
【解析】
AB.设之前流经电流为I1，流过流经的电流为I2，则
若将R1阻值、R2阻值同时增大到原阻值的2倍。则有
联立解得
故选项A正确B错误；
C.根据A选项流经的电流变为原来的一半，可知，流过流经的电流也变为原来的一半，因此根据公式
的电功率变为原来的，故选项C正确；
D. 、的电功率之比为
因此、的电功率之比不变，故选项D正确。
故选ACD。
9.（2020·福建省南平市高三一模）一矩形导线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的正弦交流电如图甲所示，导线框电阻不计，匝数为100匝，把线框产生的交流电接在图乙中理想变压器原线圈的a、b两端，Rt为热电阻(温度升高时，其电阻减小)，R为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，则
A. 线框在匀强磁场中的转速为50r/s
B. 在t=1.0×10－2s时刻，线框平面与磁场方向平行
C. 线框转动过程中磁通量变化率最大值为0.22wb/s
D. Rt处温度升高时，V1表示数与V2表示数比值不变
【答案】AC
【解析】A．由图可知线圈产生感应电动势的周期为T=0.02s，则转速
选项A正确；
B．在t=1.0×10－2s时刻，感应电动势为零，此时线框平面与磁场方向垂直，选项B错误；
C．电动势最大值，根据可知线框转动过程中磁通量变化率最大值为
选项C正确；
D．因为变压器初级电压是不变的，则次级电压不变，当Rt处温度升高时，电阻减小，则次级电流变大，则电阻R的电压变大，V2读数减小，而V1读数不变，则V1表示数与V2表示数的比值要变化，选项D错误；
故选AC。
10.（2020·山东省潍坊市高三上学期期末）在图甲所示的理想变压器a、b端加图乙所示的交变电压。已知变压器原副线圈的匝数比为4:1，R1为热敏电阻（温度升高时，其电阻减小），R为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。下列判断正确的是
A. 电压表V1的示数为22V
B. 电压表V2的示数为V
C. R1处温度升高时，V1示数与V2示数的比值变小
D. R1处温度升高时，V1示数与V2示数的比值变大
【答案】AD
【解析】
A．电压表V1测得是原线圈电压，也就是输入电压，交流电的有效值是峰值的一半，所以是22 V，A正确；
B．原副线圈匝数比为4:1，所以副线圈两端电压为5.5V，电压表V2测得是R1两端电压，应该小于5.5V，B错误；
CD．R1处温度升高，电阻减小，R阻值不变，R1分的电压变小，V2减小，V1不变，所以V1余V2示数的比值变大，C错误，D正确；
所以选AD。
11．如图甲所示，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动可以产生正弦交流电，a、b两线圈分别以不同的转速绕与磁感线方向垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（ ）
A．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3
C．曲线b表示的交变电动势有效值为9V D．曲线b表示的交变电动势有效值为4.5V
【答案】 BD
【解析】
AB．由题图乙可知，曲线、对应的线圈转动的周期之比为，根据
则转速之比为，所以A错误；B正确；
CD．由乙图知，线圈产生电动势的最大值为，故有效值
所以C错误；D正确；
故选BD。
12．边长为、电阻为的正方形单匝线圈abcd，放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中，初始位置如图所示（ab的中点和cd的中点的连线（恰好位于匀强磁场的边界线上），外电路接入的电阻为。现使线圈以的角速度绕轴匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．初始位置的磁通量最大，瞬时感应电动势为
B．闭合电路中感应电流的瞬时值的表达式为
C．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
D．线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为
【答案】 BC
【解析】
A．初始位置的磁通量最大，瞬时感应电动势为
代入数据解得
所以A错误；
B．闭合电路中感应电流的瞬时值的表达式为
所以B正确；
C．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
所以C正确；
D．线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为
所以D错误；
故选BC。
13.（8分）.(2019-2020学年·林省吉化一中高二下学期期中)某中学有一台应急备用发电机，发电机线圈内阻为r＝1 Ω，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器的匝数比为4∶1，输电线的总电阻为R＝4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V,40 W”规格的电灯6盏，要求所有灯都正常发光，输电线路如图所示。求：
(1)发电机的输出功率；
(2)发电的电动势；
(3)输电线上损耗的电功率。
【答案】：(1)5 424 W (2)250 V (3)144 W
【解析】：(1)对降压变压器：U′2I2＝U3I3＝nP灯＝22×6×40 W＝5 280 W
而U′2＝U3＝880 V，I2＝＝ A＝6 A
对升压变压器：
U1I1＝U2I2＝IR＋U′2I2＝62×4＋5 280 W＝5 424 W
P出＝5 424 W
(2)U2＝U′2＋I2R＝880＋6×4 V＝904 V
U1＝U2＝×904 V＝226 V
又U1I1＝U2I2 I1＝＝4I2＝24 A
E＝U1＋I1r＝(226＋24×1) V＝250 V
(3)输电线上损耗的功率ΔP＝IR＝62×4 W＝144 W
14.（10分）如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3 300 V，副线圈两端电压为U2＝220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U＝2 V．求：(电表均为理想电表)
(1)原线圈匝数n1等于多少匝？
(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2＝5 A．则电流表A1的示数I1为多少？
(3)在(2)中情况下，当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？
【答案】 (1)1 650匝 (2) A (3) A
【解析】 (1)由电压与变压器匝数的关系可得：
＝＝U，则n1＝1 650匝．
(2)当开关S断开时，有：
U1I1＝U2I2，I1＝＝ A
(3)当开关S断开时，有：R1＝＝44 Ω.当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R′，有R′＝＝22 Ω，副线圈中的总电流为I2′＝＝10 A．由U1I1′＝U2I2′可知，I1′＝＝ A.
15.（12分）如图所示线圈面积为S＝0.05 m2，共N＝100匝，线圈总电阻为r＝1 Ω，外电阻R＝9 Ω，线圈处于B＝ T的匀强磁场中。当线圈绕OO′以角速度ω＝10π rad/s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180°的过程中，通过电阻的电荷量q；
(4)线圈匀速转一圈回路产生的总热量Q。
【答案】：(1)100sin10πt(V) (2)5 A 45 V (3)C (4)100 J
【解析】：(1)线圈的角速度ω＝10π rad/s，感应电动势的最大值Em＝NBSω＝100 V，则从线圈处于中性面开始计时，电动势的瞬时值表达式为e＝Emsinωt＝100sin10πt V
(2)电路中电流的有效值I＝，
E＝Em，代入解得I＝5 A，即电流表读数为5 A。
电压表读数为U＝IR＝45 V
(3)线圈转过180°的过程中，通过电阻的电荷量
q＝N＝＝C
(4)线圈匀速转一圈产生的总热量
Q＝I2(R＋r)T＝100 J。2023-2024学年龙岩北附高二物理周考（创新班）2.26
考试时间：75分钟；命题人：林建
姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单项选择题：本题共6小题，每小题6分，共36分。在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的。
1.某交变电压瞬时值表达式为u＝6sin 314t V，则( )
A．用此交变电流作打点计时器的电源时，打点周期为2 s
B．把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，小灯泡正常发光
C．把额定电压为6 V的小灯泡接在此电源上，小灯泡将烧毁
D．耐压6 V的电容器可以直接用在此电源上
2.在探究变压器的两个线圈的电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示．线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，线圈b接小灯泡．他所用的线圈电阻忽略不计．当闭合学生电源的开关时，他发现电源过载（电流过大，超过学生电源允许的最大值）．如果仅从解决电源过载问题的角度考虑，下列采取的措施中，最可能有效的是
A. 增大电源电压
B. 适当增加原线圈a的匝数
C. 换一个电阻更小的灯泡
D. 将线圈a改接在学生电源直流输出端
3.如图为模拟远距离输电的部分测试电路。a、b端接电压稳定的正弦交变电源, 定值分别为，且,理想变压器的原、副线圈匝数比为k且,电流表、电压表均为理想表，其示数分別用I和U表示。当问下调节电滑动变阻器R3的滑动端P时，电流表、电压表示数变化分别用ΔI和ΔU表示。则以下说法错误的是（ ）
A. B.
C. 电源的输出功率一定减小 D. 电压表示数一定增加
4.如图1所示，理想变压器的原线圈接在交流电源上，副线圈接有R=10的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，交流电压表的示数是10V，电流表、电压表均可看作理想电表。图2是交流电源输出电压u随时间t变化的图像。则（ ）
A. 电流表的读数为1.00A
B. 电流表的读数为2.00A
C. 电源输出电压u随时间t变化的规律是
D. 电源输出电压u随时间t变化的规律是
5.一交流电源的输出电压为u=Umsint，其中Um=311V，=100rad/s，下列表述正确的是（ ）
A. 该电源输出的交流电的频率是100Hz
B. 该电源输出的交流电的周期是0.05s
C. 若用交流电压表测量这一电源的输出电压，电压表示数为311V
D. 若将一电阻为50的电热器接在这一电源上，电热器的电功率约为968W
6.如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO’匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若线圈匝数N=100匝，外接电阻R=70Ω，线圈电阻r=10Ω，则下列说法正确的是（ ）
A. 通过线圈的最大电流为1.25A B. 线圈的角速度为50rad/s
C. 电压表的示数为V D. 穿过线圈的最大磁通量为Wb
二、多项选择题：本题共6小题，每小题6分，共36分。每小题有多项符合题目要求，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。
7.某发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为、，消耗的功率为。若发电机线圈的转速变为原来的2倍，则（ ）
A. 消耗的功率变为 B. 电压表V的读数变为
C. 电流表A的读数变为 D. 通过的交变电流频率不变
8.如图所示，恒定，将R1阻值、R2阻值同时增大到原阻值的2倍，则下列说法正确的有（ ）
A. 流经的电流变为原来的一半
B. 流经的电流变为原来的
C. 的电功率变为原来的
D. 、的电功率之比不变
9.一矩形导线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的正弦交流电如图甲所示，导线框电阻不计，匝数为100匝，把线框产生的交流电接在图乙中理想变压器原线圈的a、b两端，Rt为热电阻(温度升高时，其电阻减小)，R为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表，则
A. 线框在匀强磁场中的转速为50r/s
B. 在t=1.0×10－2s时刻，线框平面与磁场方向平行
C. 线框转动过程中磁通量变化率最大值为0.22wb/s
D. Rt处温度升高时，V1表示数与V2表示数比值不变
10.在图甲所示的理想变压器a、b端加图乙所示的交变电压。已知变压器原副线圈的匝数比为4:1，R1为热敏电阻（温度升高时，其电阻减小），R为定值电阻，电压表和电流表均为理想电表。下列判断正确的是
A. 电压表V1的示数为22V
B. 电压表V2的示数为V
C. R1处温度升高时，V1示数与V2示数的比值变小
D. R1处温度升高时，V1示数与V2示数的比值变大
11．如图甲所示，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动可以产生正弦交流电，a、b两线圈分别以不同的转速绕与磁感线方向垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图乙中曲线a、b所示，则（ ）
A．曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3
C．曲线b表示的交变电动势有效值为9V D．曲线b表示的交变电动势有效值为4.5V
12．边长为、电阻为的正方形单匝线圈abcd，放置在磁感应强度大小为的匀强磁场中，初始位置如图所示（ab的中点和cd的中点的连线（恰好位于匀强磁场的边界线上），外电路接入的电阻为。现使线圈以的角速度绕轴匀速转动，下列说法正确的是（ ）
A．初始位置的磁通量最大，瞬时感应电动势为
B．闭合电路中感应电流的瞬时值的表达式为
C．线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为
D．线圈从图示位置转过的过程中，通过电阻R的电荷量为
三、解答题（共2题，共28分）
14.（13分）如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3 300 V，副线圈两端电压为U2＝220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U＝2 V．求：(电表均为理想电表)
(1)原线圈匝数n1等于多少匝？
(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2＝5 A．则电流表A1的示数I1为多少？
(3)在(2)中情况下，当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？
15.（15分）如图所示线圈面积为S＝0.05 m2，共N＝100匝，线圈总电阻为r＝1 Ω，外电阻R＝9 Ω，线圈处于B＝ T的匀强磁场中。当线圈绕OO′以角速度ω＝10π rad/s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180°的过程中，通过电阻的电荷量q；
(4)线圈匀速转一圈回路产生的总热量Q。
