2018-2019学年湖北省黄冈市黄梅国际育才高中高二（下）月考物理试卷（2月份）
文档属性
| 名称 | 2018-2019学年湖北省黄冈市黄梅国际育才高中高二（下）月考物理试卷（2月份） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 286.5KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 通用版 | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2019-03-14 22:38:06 | ||
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文档简介
2018-2019学年湖北省黄冈市黄梅国际育才高中高二（下）月考物理试卷（2月份）
一、单选题
1．一交流电压的瞬时值表达式为u＝220sin50πt（V），下列判断正确的是（ ）
A．该交流电压的频率为50Hz
B．t＝0.01s时，该交流电压的瞬时值为55V
C．直接用电压表测该交流电压，其示数为220V
D．若将该交流电压加在阻值为2kΩ的电阻两端，则电阻的发热功率为20W
2．边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为n，线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，图象中Φ0为已知。下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻线圈中感应电动势最大
B．t2时刻线圈中感应电流方向发生变化
C．匀强磁场的磁感应强度大小为
D．线圈中感应电动势的瞬时表达式为e＝2nNπΦ0sin2πnt
3．如图所示，变压器原副线圈的匝数比为3：1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“6v，6w”的相同灯泡，各电表为理想电表，四只灯泡均能正常发光则下列说法正确的是（ ）
A．此电路输入电压U＝18V
B．电流表的示数为3A
C．电压表的示数为0V
D．原线圈的输入功率为24W
4．如图1所示，一个矩形导线框放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的固定轴OO′以角速度rad/s顺时针转动。若以线框平面与磁场方向垂直时（如图2）为计时起点，并规定bc边中电流i的方向由b流向c时为正，则图中所示的四幅i﹣t图象正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10000V以上的电压，火花塞中产生火花。下列说法中正确的是（ ）
A．该点火装置能使火花塞的两端产生持续高压
B．变压器的原线圈用细导线绕制，而副线圈要用粗导线绕制
C．该点火装置巾变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数
D．要在副线圈中产生高压，必须将原线圈输人的12V直流电转换成交流电
6．如图所示，交流电流表A1、A2、A3分别与电容器C、线圈L和电阻R串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值为u1＝Umsinω1t，三个电流表读数相同．现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为u2＝Umsinω2t，ω2＝2ω1．改换电源后，三个电流表的读数将（ ）
A．A1将减小，A2将增大，A3将不变
B．A1将增大，A2将减小，A3将不变
C．A1将不变，A2将减小，A3将增大
D．A1将减小，A2将减小，A3将不变
7．如图，N匝矩形导线恒以角速度ω绕对称轴OO′匀速转动，线圈面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO′左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R理想电流表A，那么可以确定是（ ）
A．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为E＝NBωSsinωt
B．交流电流表的示数I＝
C．R两端电压的有效值U＝NBS
D．一个周期内R的发热量Q＝
8．如图所示为一远距离输电示意图，图中均为理想变压器，输电导线总电阻为R．则下列关系式正确的是（ ）
A．输电导线中的电流I2＝
B．输电线热损失的功率△P＝（U2﹣U3）I3
C．变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的关系满足I2＞I3
D．增加灯泡的个数，变压器②的输入电压U3增加
9．如图所示，某电子电路的输入端输入的电流既有直流成份，又有交流低频成分和交流高频成分，若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法正确的是（ ）
A．L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈
B．L在此的功能为通高频，阻低频，叫低频扼流圈
C．C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容
D．C2在此的功能为通高频，阻低频，叫高频旁路电容
10．如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B＝T的水平匀强磁场中，线圈面积S＝0.5m2，内阻不计．线圈绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝10π rad/s匀速转动．线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接人一只“12V，12W”的灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是（ ）
A．通过灯泡的交变电流的频率是50 Hz
B．变压器原、副线圈匝数之比为10：1
C．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 V
D．若将该灯泡更换为“12 V，24 W”的灯泡且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速
11．钳形电流表的外形和结构如图甲所示．图甲中电流表的读数为0.9A．图乙中用同一电缆线绕了3匝，则（ ）
A．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为0.9A
B．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为0.3A
C．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为2.7A
D．这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流，图乙的读数为2.7A
二、多选题
12．如图所示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T1的原、副线圈匝数之比为n1：n2＝1：10．在T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r＝2Ω，降压变压器T2的原、副线圈数之比为n3：n4＝10：1，若T2的“用电设备”两端的电压为U4＝200V且“用电设备”消耗的电功率为10kW，不考虑其它因素的影响，则（ ）
A．T1的副线圈两端电压的最大值为2010V
B．T2的原线圈两端的电压为2000V
C．输电线上损失的电功率为100W
D．T1原线圈输入的电功率为10.1kW
13．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时所产生正弦式交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式交变电流的图象如图线b所示，下列关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是（ ）
A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为0
B．交变电流a的有效值为10V
C．线圈先后两次转速之比为3：2
D．交变电流b的最大值为5V
14．如图所示，一理想变压器有两个副线圈，输出电压分别为3V和5V，要获得8V输出电压，两个副线圈连接方法是（ ）
A．b、c连接，a、d两端输出8V电压
B．a、d连接，b、c两端输出8V电压
C．a、c连接，b、d两端输出8V电压
D．b、d连接，a、c两端输出8V电压
三、解答题
15．如图所示，某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω．求：
（1）若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？
（2）用如图所示的电路输电，允许线路损耗的功率为输出功率的4%，若村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（不计变压器的损耗）
16．如图甲所示，正方形闭合线圈abcd边长为10cm，总电阻为2.0Ω，匝数为100匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。求：
（1）在t＝1.0s时线圈中感应电动势的大小E1和在第3秒内线圈中感应电动势的大小E2。
（2）画出线圈一边ad边所受安培力FA随时间t变化的图象（只要画出变化的2个周期，取向右为正）。
（3）线圈中感应电流的有效值。
17．如图甲所示，一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图乙所示。发电机线圈电阻r＝4Ω，外电路中的电阻R＝6Ω，灯泡L电阻RL＝12Ω，不计其他电阻，交流电流表为理想电流表。（π＝3.14）求：
（1）线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式；
（2）从图示位置转过90°的过程中电阻R产生的热量。
2018-2019学年湖北省黄冈市黄梅国际育才高中高二（下）月考物理试卷（2月份）
参考答案与试题解析
一、单选题
1．【解答】解：A、频率为：f＝＝25Hz，故A错误；
B、t＝0.01s时，u＝220sin50πt（V）＝220sin50π×0.01＝220V，故B错误；
C、电压表测量的位移有效值，则E＝＝220V，故C正确；
D、若将该交流电压加在阻值为2kΩ的电阻两端，则电阻的发热功率为P＝＝W＝24.2W，故D错误。
故选：C。
2．【解答】解：A、t1时刻通过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零，故感应电动势为零，故A错误；
B、t2时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，磁通量变化率最大，线圈中感应电流为最大值，方向不变，故B错误；
C、磁通量与线圈匝数无关，所以磁感应强度B＝，故C正确；
D、线圈中瞬时感应电动势的表达式为e＝2Nπ?0ncos2πnt，故D错误；
故选：C。
3．【解答】解：A、原线圈的电流为I1＝＝1A，则匝数比为3：1．输出电压为6V，则原线圈电压为18V，输入电压为18+6＝24V，故A错误；
B、副线圈中每个灯泡电流：＝1A，则电流表的示数为I2＝3A，故B正确；
C、电压，表示数为18V，故C错误；
D、原线圈输入功率为P＝U1I1＝18×1＝18W，故D错误；
故选：B。
4．【解答】解：从图2可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到c，为正 值。故瞬时电流的表达式为i＝Imsinωt，根据数学知识可知，故A正确，BCD错误。
故选：A。
5．【解答】解：A、汽油机点火装置的开关若始终闭合，变压器就没有变化的磁通量，则不能工作，所以次级线圈两端也不会有高压，故A错误；
B、变压器线圈中电流越大，所用的导线应当越粗。原线圈电压低，根据P＝UI知，原线圈电流大，副线圈电压大，电流小，所以原线圈用粗导线绕制，副线圈用细导线绕制，故B错误；
C、由于火花塞需要的电压为10000V，但是电源的电压为12V，所以必须要经过升压变压器才可以得到高的电压，所以变压器左边线圈的匝数小于右边线圈的匝数，导致右边电压被提高，所以变压器副线圈匝数远大于原线圈的匝数，故C正确；
D、接该变压器的初级线圈的电源不一定是交流电源，直流也可以，只要使磁通量发生变化就可以，故D错误；
故选：C。
6．【解答】解：由公式f＝ 知，后来交流电的频率变大，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，对电阻没影响，所以A1示数将增大，A2数将减小，A3示数不变，所以选项B正确，ACD错误。
故选：B。
7．【解答】解：A、由图可知，线圈只有一半在磁场中，故产生的电动势的最大值为：Em＝NBω＝；故瞬时表达式为：e＝sinωt；故A错误；
B、电流表的示数为：I＝＝；故B正确；
C、R两端电压的有效值U＝E＝＝；故C错误
D、一个周期内的发热量Q＝I2RT＝（）2R×＝；故D错误；
故选：B。
8．【解答】解：A、因理想变压器，则P1＝P2，根据I＝，可知，输电导线中的电流强度I2＝，故A错误；
B、因输送电路不是纯电阻电路，输送的功率为P损＝P3﹣P2＝（U2﹣U3）I3，故B正确；
C、变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的相等。故C错误，
D、增加灯泡的个数，输出功率增加，导致线路上电流增大，从而使得变压器②的输入电压U3减小。故D错误。
故选：B。
9．【解答】解：A、L在此的功能为通直流、阻交流，将低频的交流成分送到下一级，则通低频，阻高频，叫低频扼流圈，故A错误，B也错误。
C、C1在此的功能为通交流，隔直流，使直流不能到达下一级电路。故C正确。
D、C2与输出电路并联，起到通高频，阻低频，使调频成分能通过，低频成分到达下一级，C2又叫高频旁路电容。故D正确。
故选：CD。
10．【解答】解：A、交流电的频率为＝5Hz，A错误；
B、矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电压的最大值为Em＝nBsω＝100××0.5×10π＝120V，所以交流电的有效值为120V，所以变压器原、副线圈匝数之比为120：12＝10：1，B正确C错误。
D、由于灯泡的额定电压不变，所以不需要改变交流电的转速，所以D错误。
故选：B。
11．【解答】解：由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化，则原线圈产生的磁场发生变化，故穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生感应电流，故这种电流表只能测交流电流，
根据输入功率和输出功率的关系有：
即
所以：
由题意可知：
当，，即
当时：
解得：，所以图乙中电流表读数为2.7A
故选：C。
二、多选题
12．【解答】解：AB、T2副线圈电流 I4＝＝A＝50A
设输电线中的电流为I3．则比得＝，则有I3＝5A
设T2原线圈两端的电压为U3．则＝，即得 U3＝2000V
输电线上的损失电压为 U损＝I3?2r＝5×2＝10V
T1的副线圈两端电压 U2＝U损+U3＝10+2000＝2010V，所以T1的副线圈两端电压的最大值为2010 V，故AB正确；
C、输电线上损失的功率 P损＝I32?2r＝52×2＝50W，故C错误。
D、T1的原线圈输入的电功率为 P1＝10kW+50W＝10.05kW，故D错误；
故选：AB。
13．【解答】解：A、t＝0时刻U＝0，根据法拉第电感定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大。则A错误。
B、交流电a的有效值为V，则B错误
C、周期之比为2：3，则转速之比为3；2，则C正确
D、交流电b的最大值由图无法读出。则D错误
故选：C。
14．【解答】解：n1为原线圈，接一正弦式电流，在n2、n3两个线圈上分别获得3V和5V电压，
根据线圈的绕向，要想得到8V电压，必须将a、c连在一起，b、d为输出端或b、d连在一起，a、c为输出端，输出端的电压都是8V．故CD正确，AB错误；
故选：CD。
三、解答题
15．【解答】解：（1）若不用变压器而由发电机直接输送（模型如图所示），有：
P输出＝UI线′
解得：
所以线路损耗的功率为：
P线＝I线′2R线＝182×10 W＝3 240 W
用户得到的电压为：
U用户＝U﹣I线′R线＝（500﹣18×10）V＝320 V
用户得到的功率
P用户＝P输出﹣P线＝（9 000﹣3 240）W＝5760 W．
（2）建立如图所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比．本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流I线，再根据输出功率求出U2，然后再求出U3．
由线路损耗的功率P线＝I线2R线可得：
又因为P输出＝U2I线，所以有：
U3＝U2﹣I线R线＝（1 500﹣6×10）V＝1 440 V
根据理想变压器规律有：
.
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1：3和72：11．
答：（1）村民和村办小企业得到的电压为320V，功率为5760W．
（2）升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为1：3和72：11．
16．【解答】解：（1）由法拉第电磁感应定律：E1＝＝na2＝100×0.12×V＝1V，E2＝na2＝100×0.12×＝2V。
（2）线圈ad受到的安培力分段计算：0～2s和3s～5s内，F1＝nBa＝100B×＝5B（N ），当B为最大时力最大为10N，由左手定则判断方向为向右；2s～3s和5s～6s内：F2＝nB＝nB×1××0.1N＝10B （N），当B最大时，安培力最大为20N，方向向左；显然均随磁感应强度的变化而变化，与磁感应强度的图象相似，画出F﹣t图象如图所示。
（3）一个周期内两个时间段的电流分别为：I1＝0.5A，I2＝1A （恒定），取一个周期T＝3s，根据有效值的定义有：I2R×3＝I12R×2+I22R×1，将电流值代入求得：I＝A＝0.71A。
答：（1）在t＝1.0s时线圈中感应电动势的大小E1为1V在第3秒内线圈中感应电动势的大小E2为2V。
（2）画出线圈一边ad边所受安培力FA随时间t变化的图象如图所示。
（3）线圈中感应电流的有效值为0.71A。
17．【解答】解：（1）根据乙图可知周期为：T＝3.14×10﹣2s，则角速度为：ω＝＝200rad/s；
线圈产生的电动势的最大值为：Em＝nΦmω＝200V
线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式：e＝200cos200t；
（2）电阻R上电压的有效值为：
转过90°角的时间：
电阻R产生的热量为：
答：（1）线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式e＝200cos200t；
（2）从图示位置转过90°的过程中电阻R产生的热量为9.8J。
一、单选题
1．一交流电压的瞬时值表达式为u＝220sin50πt（V），下列判断正确的是（ ）
A．该交流电压的频率为50Hz
B．t＝0.01s时，该交流电压的瞬时值为55V
C．直接用电压表测该交流电压，其示数为220V
D．若将该交流电压加在阻值为2kΩ的电阻两端，则电阻的发热功率为20W
2．边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为n，线圈所围面积内的磁通量Φ随时间t变化的规律如图所示，图象中Φ0为已知。下列说法正确的是（ ）
A．t1时刻线圈中感应电动势最大
B．t2时刻线圈中感应电流方向发生变化
C．匀强磁场的磁感应强度大小为
D．线圈中感应电动势的瞬时表达式为e＝2nNπΦ0sin2πnt
3．如图所示，变压器原副线圈的匝数比为3：1，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“6v，6w”的相同灯泡，各电表为理想电表，四只灯泡均能正常发光则下列说法正确的是（ ）
A．此电路输入电压U＝18V
B．电流表的示数为3A
C．电压表的示数为0V
D．原线圈的输入功率为24W
4．如图1所示，一个矩形导线框放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的固定轴OO′以角速度rad/s顺时针转动。若以线框平面与磁场方向垂直时（如图2）为计时起点，并规定bc边中电流i的方向由b流向c时为正，则图中所示的四幅i﹣t图象正确的是（ ）
A． B．
C． D．
5．如图所示为汽车的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端，当开关由闭合变为断开时，副线圈中产生10000V以上的电压，火花塞中产生火花。下列说法中正确的是（ ）
A．该点火装置能使火花塞的两端产生持续高压
B．变压器的原线圈用细导线绕制，而副线圈要用粗导线绕制
C．该点火装置巾变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数
D．要在副线圈中产生高压，必须将原线圈输人的12V直流电转换成交流电
6．如图所示，交流电流表A1、A2、A3分别与电容器C、线圈L和电阻R串联后接在同一个交流电源上，供电电压瞬时值为u1＝Umsinω1t，三个电流表读数相同．现换另一个电源供电，供电电压瞬时值为u2＝Umsinω2t，ω2＝2ω1．改换电源后，三个电流表的读数将（ ）
A．A1将减小，A2将增大，A3将不变
B．A1将增大，A2将减小，A3将不变
C．A1将不变，A2将减小，A3将增大
D．A1将减小，A2将减小，A3将不变
7．如图，N匝矩形导线恒以角速度ω绕对称轴OO′匀速转动，线圈面积为S，线框电阻、电感均不计，在OO′左侧有磁感应强度为B的匀强磁场，外电路接有电阻R理想电流表A，那么可以确定是（ ）
A．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为E＝NBωSsinωt
B．交流电流表的示数I＝
C．R两端电压的有效值U＝NBS
D．一个周期内R的发热量Q＝
8．如图所示为一远距离输电示意图，图中均为理想变压器，输电导线总电阻为R．则下列关系式正确的是（ ）
A．输电导线中的电流I2＝
B．输电线热损失的功率△P＝（U2﹣U3）I3
C．变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的关系满足I2＞I3
D．增加灯泡的个数，变压器②的输入电压U3增加
9．如图所示，某电子电路的输入端输入的电流既有直流成份，又有交流低频成分和交流高频成分，若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电路中各器件的作用，下列说法正确的是（ ）
A．L在此的功能为通直流，阻交流，叫高频扼流圈
B．L在此的功能为通高频，阻低频，叫低频扼流圈
C．C1在此的功能为通交流，隔直流，叫隔直电容
D．C2在此的功能为通高频，阻低频，叫高频旁路电容
10．如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度B＝T的水平匀强磁场中，线圈面积S＝0.5m2，内阻不计．线圈绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝10π rad/s匀速转动．线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接人一只“12V，12W”的灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是（ ）
A．通过灯泡的交变电流的频率是50 Hz
B．变压器原、副线圈匝数之比为10：1
C．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 V
D．若将该灯泡更换为“12 V，24 W”的灯泡且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速
11．钳形电流表的外形和结构如图甲所示．图甲中电流表的读数为0.9A．图乙中用同一电缆线绕了3匝，则（ ）
A．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为0.9A
B．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为0.3A
C．这种电流表能测交变电流，图乙的读数为2.7A
D．这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流，图乙的读数为2.7A
二、多选题
12．如图所示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T1的原、副线圈匝数之比为n1：n2＝1：10．在T1的原线圈两端接入一正弦交流电，输电线的总电阻为2r＝2Ω，降压变压器T2的原、副线圈数之比为n3：n4＝10：1，若T2的“用电设备”两端的电压为U4＝200V且“用电设备”消耗的电功率为10kW，不考虑其它因素的影响，则（ ）
A．T1的副线圈两端电压的最大值为2010V
B．T2的原线圈两端的电压为2000V
C．输电线上损失的电功率为100W
D．T1原线圈输入的电功率为10.1kW
13．如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时所产生正弦式交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦式交变电流的图象如图线b所示，下列关于这两个正弦式交变电流的说法正确的是（ ）
A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为0
B．交变电流a的有效值为10V
C．线圈先后两次转速之比为3：2
D．交变电流b的最大值为5V
14．如图所示，一理想变压器有两个副线圈，输出电压分别为3V和5V，要获得8V输出电压，两个副线圈连接方法是（ ）
A．b、c连接，a、d两端输出8V电压
B．a、d连接，b、c两端输出8V电压
C．a、c连接，b、d两端输出8V电压
D．b、d连接，a、c两端输出8V电压
三、解答题
15．如图所示，某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω．求：
（1）若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？
（2）用如图所示的电路输电，允许线路损耗的功率为输出功率的4%，若村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？（不计变压器的损耗）
16．如图甲所示，正方形闭合线圈abcd边长为10cm，总电阻为2.0Ω，匝数为100匝，放在垂直于纸面向里的匀强磁场中，磁感应强度B随时间t的变化关系如图乙所示。求：
（1）在t＝1.0s时线圈中感应电动势的大小E1和在第3秒内线圈中感应电动势的大小E2。
（2）画出线圈一边ad边所受安培力FA随时间t变化的图象（只要画出变化的2个周期，取向右为正）。
（3）线圈中感应电流的有效值。
17．如图甲所示，一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n＝100，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图乙所示。发电机线圈电阻r＝4Ω，外电路中的电阻R＝6Ω，灯泡L电阻RL＝12Ω，不计其他电阻，交流电流表为理想电流表。（π＝3.14）求：
（1）线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式；
（2）从图示位置转过90°的过程中电阻R产生的热量。
2018-2019学年湖北省黄冈市黄梅国际育才高中高二（下）月考物理试卷（2月份）
参考答案与试题解析
一、单选题
1．【解答】解：A、频率为：f＝＝25Hz，故A错误；
B、t＝0.01s时，u＝220sin50πt（V）＝220sin50π×0.01＝220V，故B错误；
C、电压表测量的位移有效值，则E＝＝220V，故C正确；
D、若将该交流电压加在阻值为2kΩ的电阻两端，则电阻的发热功率为P＝＝W＝24.2W，故D错误。
故选：C。
2．【解答】解：A、t1时刻通过线圈的磁通量最大，而磁通量的变化率等于零，故感应电动势为零，故A错误；
B、t2时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，磁通量变化率最大，线圈中感应电流为最大值，方向不变，故B错误；
C、磁通量与线圈匝数无关，所以磁感应强度B＝，故C正确；
D、线圈中瞬时感应电动势的表达式为e＝2Nπ?0ncos2πnt，故D错误；
故选：C。
3．【解答】解：A、原线圈的电流为I1＝＝1A，则匝数比为3：1．输出电压为6V，则原线圈电压为18V，输入电压为18+6＝24V，故A错误；
B、副线圈中每个灯泡电流：＝1A，则电流表的示数为I2＝3A，故B正确；
C、电压，表示数为18V，故C错误；
D、原线圈输入功率为P＝U1I1＝18×1＝18W，故D错误；
故选：B。
4．【解答】解：从图2可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到c，为正 值。故瞬时电流的表达式为i＝Imsinωt，根据数学知识可知，故A正确，BCD错误。
故选：A。
5．【解答】解：A、汽油机点火装置的开关若始终闭合，变压器就没有变化的磁通量，则不能工作，所以次级线圈两端也不会有高压，故A错误；
B、变压器线圈中电流越大，所用的导线应当越粗。原线圈电压低，根据P＝UI知，原线圈电流大，副线圈电压大，电流小，所以原线圈用粗导线绕制，副线圈用细导线绕制，故B错误；
C、由于火花塞需要的电压为10000V，但是电源的电压为12V，所以必须要经过升压变压器才可以得到高的电压，所以变压器左边线圈的匝数小于右边线圈的匝数，导致右边电压被提高，所以变压器副线圈匝数远大于原线圈的匝数，故C正确；
D、接该变压器的初级线圈的电源不一定是交流电源，直流也可以，只要使磁通量发生变化就可以，故D错误；
故选：C。
6．【解答】解：由公式f＝ 知，后来交流电的频率变大，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，对电阻没影响，所以A1示数将增大，A2数将减小，A3示数不变，所以选项B正确，ACD错误。
故选：B。
7．【解答】解：A、由图可知，线圈只有一半在磁场中，故产生的电动势的最大值为：Em＝NBω＝；故瞬时表达式为：e＝sinωt；故A错误；
B、电流表的示数为：I＝＝；故B正确；
C、R两端电压的有效值U＝E＝＝；故C错误
D、一个周期内的发热量Q＝I2RT＝（）2R×＝；故D错误；
故选：B。
8．【解答】解：A、因理想变压器，则P1＝P2，根据I＝，可知，输电导线中的电流强度I2＝，故A错误；
B、因输送电路不是纯电阻电路，输送的功率为P损＝P3﹣P2＝（U2﹣U3）I3，故B正确；
C、变压器①的输出电流I2和变压器②的输入电流I3的相等。故C错误，
D、增加灯泡的个数，输出功率增加，导致线路上电流增大，从而使得变压器②的输入电压U3减小。故D错误。
故选：B。
9．【解答】解：A、L在此的功能为通直流、阻交流，将低频的交流成分送到下一级，则通低频，阻高频，叫低频扼流圈，故A错误，B也错误。
C、C1在此的功能为通交流，隔直流，使直流不能到达下一级电路。故C正确。
D、C2与输出电路并联，起到通高频，阻低频，使调频成分能通过，低频成分到达下一级，C2又叫高频旁路电容。故D正确。
故选：CD。
10．【解答】解：A、交流电的频率为＝5Hz，A错误；
B、矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电压的最大值为Em＝nBsω＝100××0.5×10π＝120V，所以交流电的有效值为120V，所以变压器原、副线圈匝数之比为120：12＝10：1，B正确C错误。
D、由于灯泡的额定电压不变，所以不需要改变交流电的转速，所以D错误。
故选：B。
11．【解答】解：由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化，则原线圈产生的磁场发生变化，故穿过副线圈的磁通量发生变化，从而在副线圈中产生感应电流，故这种电流表只能测交流电流，
根据输入功率和输出功率的关系有：
即
所以：
由题意可知：
当，，即
当时：
解得：，所以图乙中电流表读数为2.7A
故选：C。
二、多选题
12．【解答】解：AB、T2副线圈电流 I4＝＝A＝50A
设输电线中的电流为I3．则比得＝，则有I3＝5A
设T2原线圈两端的电压为U3．则＝，即得 U3＝2000V
输电线上的损失电压为 U损＝I3?2r＝5×2＝10V
T1的副线圈两端电压 U2＝U损+U3＝10+2000＝2010V，所以T1的副线圈两端电压的最大值为2010 V，故AB正确；
C、输电线上损失的功率 P损＝I32?2r＝52×2＝50W，故C错误。
D、T1的原线圈输入的电功率为 P1＝10kW+50W＝10.05kW，故D错误；
故选：AB。
13．【解答】解：A、t＝0时刻U＝0，根据法拉第电感定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大。则A错误。
B、交流电a的有效值为V，则B错误
C、周期之比为2：3，则转速之比为3；2，则C正确
D、交流电b的最大值由图无法读出。则D错误
故选：C。
14．【解答】解：n1为原线圈，接一正弦式电流，在n2、n3两个线圈上分别获得3V和5V电压，
根据线圈的绕向，要想得到8V电压，必须将a、c连在一起，b、d为输出端或b、d连在一起，a、c为输出端，输出端的电压都是8V．故CD正确，AB错误；
故选：CD。
三、解答题
15．【解答】解：（1）若不用变压器而由发电机直接输送（模型如图所示），有：
P输出＝UI线′
解得：
所以线路损耗的功率为：
P线＝I线′2R线＝182×10 W＝3 240 W
用户得到的电压为：
U用户＝U﹣I线′R线＝（500﹣18×10）V＝320 V
用户得到的功率
P用户＝P输出﹣P线＝（9 000﹣3 240）W＝5760 W．
（2）建立如图所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比．本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流I线，再根据输出功率求出U2，然后再求出U3．
由线路损耗的功率P线＝I线2R线可得：
又因为P输出＝U2I线，所以有：
U3＝U2﹣I线R线＝（1 500﹣6×10）V＝1 440 V
根据理想变压器规律有：
.
所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1：3和72：11．
答：（1）村民和村办小企业得到的电压为320V，功率为5760W．
（2）升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为1：3和72：11．
16．【解答】解：（1）由法拉第电磁感应定律：E1＝＝na2＝100×0.12×V＝1V，E2＝na2＝100×0.12×＝2V。
（2）线圈ad受到的安培力分段计算：0～2s和3s～5s内，F1＝nBa＝100B×＝5B（N ），当B为最大时力最大为10N，由左手定则判断方向为向右；2s～3s和5s～6s内：F2＝nB＝nB×1××0.1N＝10B （N），当B最大时，安培力最大为20N，方向向左；显然均随磁感应强度的变化而变化，与磁感应强度的图象相似，画出F﹣t图象如图所示。
（3）一个周期内两个时间段的电流分别为：I1＝0.5A，I2＝1A （恒定），取一个周期T＝3s，根据有效值的定义有：I2R×3＝I12R×2+I22R×1，将电流值代入求得：I＝A＝0.71A。
答：（1）在t＝1.0s时线圈中感应电动势的大小E1为1V在第3秒内线圈中感应电动势的大小E2为2V。
（2）画出线圈一边ad边所受安培力FA随时间t变化的图象如图所示。
（3）线圈中感应电流的有效值为0.71A。
17．【解答】解：（1）根据乙图可知周期为：T＝3.14×10﹣2s，则角速度为：ω＝＝200rad/s；
线圈产生的电动势的最大值为：Em＝nΦmω＝200V
线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式：e＝200cos200t；
（2）电阻R上电压的有效值为：
转过90°角的时间：
电阻R产生的热量为：
答：（1）线圈从图示位置开始转动产生的电动势的瞬时值表达式e＝200cos200t；
（2）从图示位置转过90°的过程中电阻R产生的热量为9.8J。
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