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1、用心 爱心 专心1第十三章第十三章 交变电流电磁场电磁波（交变电流电磁场电磁波（A A 卷）卷）一、本题共 12 小题，每小题 4 分，共 48 分，在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对得 4 分，选不全的得 2 分，有选错或不答的得 0 分.1.在如图所示的电路，已知交流电源电压 u=200sin100t V，电阻 R=100 ，则电流表和电压表的读数分别为（）A.1.41 A，200 V B.1.41 A，141 VC.2 A，200 V D.2 A，141 V解析解析：交流电流表和交流电压表的读数是交流电的有效值.由 u=200sin100
2、tV 知 Um=200 V，用心 爱心 专心2得电压表读数 U=mU 2=141 V，电流表读数 I=U R=1.41 A.答案答案：B2.一理想变压器、原副线圈的匝数比是 10：1，原线圈接入电压为 220 V 的正弦交流电源.一只理想二极管和一个阻值为 10 的电阻串联接在副线圈上，交流电流表测原线圈中的电流，交流电压表测电阻两端的电压，如图所示，则以下说法中正确的是()A.交流电压表的读数为 22 VB.1 分钟内电阻 R 上产生的热量为 1 452 JC.二极管两端的最大电压为 22 V用心 爱心 专心3D.增大电阻 R 的值，交流电流表读数减小解析解析：由理想变压器的电压比等于匝数比
3、可得到副线圈两端电压为 22V，这是电压的有效值.由于二极管的单向导电性，只限于正向电压能通过二极管，由有效值的定义可求出通过二极管后的电压的有效值为 112V,故交流电压表的读数也为 112V，由 Q=2UtR得到1 分钟内电阻 R 上产生的热量为 1 452 J.加负向电压时，二极管处于截止状态，R 中没有电流，此时二极管两端的电压等于副线圈两端的电压，故二极管两端的最大电压为 222V.增大电阻 R，副线圈中的电流变小，则原线圈中的电流也变小，故电流表读数变小.选项 BD正确.答案答案：BD3.下列说法中，正确的是（）A.任何变化的磁场都要在周围空间产生变化的电场，振荡磁场在周围空间产生
4、同频率的振荡电场B.任何电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空间产生同频率的振荡磁场C.任何变化电场都要在周围空间产生磁场，振荡电场在周围空用心 爱心 专心4间产生同频率的振荡磁场D.电场和磁场总是相互联系着，形成一个不可分离的统一体，即电磁场解析解析：根据麦克斯韦电磁场理论可知，恒定的电场（或磁场）周围不产生磁场（或电场） ；均匀变化的电场（磁场）周围产生恒定的磁场（电场） ；而周期性变化的电场（磁场）周围产生同频率变化的磁场（电场） ，所以 A、B 项错，C 项正确；变化的电场和变化的磁场总是互相联系着，形成电磁场，故 D 项错误.答案答案：C4.一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线
5、圈平面内固定轴转动，线圈中的感应电动势 e 随时间 t 的变化情况如图所示，下列说法正确的是（）用心 爱心 专心5A.t1时刻通过线圈磁通量最大B.t2时刻通过线圈磁通量的绝对值最大C.t3时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大D.每当 e 变换方向，通过线圈的磁通量最小解析解析：从矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生交流电的模型可知，通过线圈磁通量为零时，磁通量的变化率最大，产生的交变电动势最大.而线圈平面与中性面重合时，通过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，产生的交变电动势为零，所以从图中的曲线可知：t1时刻 e 为 0，则此时通过线圈的磁通量最大；t2时刻 e 最大，则此时通过线圈的磁通
6、量为 0；t3时刻 e 为 0，则此时通过线圈的磁用心 爱心 专心6通量最大，而磁通量的变化率为零；从图中曲线的走向，t1与 t3时刻是 e 变换方向的时刻，此时交变电动势 e 为零，穿过线圈的磁通量都为最大，故 A 正确.答案答案：A5.如图所示，T 为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2、R3为电阻，原线圈两端接电压一定的正弦交流电，当开关 S 闭合时，各交流表的示数变化情况应是（）A.电压表 V1读数变小B.电压表 V2读数变大C.电流表 A1 读数变大用心 爱心 专心7D.电流表 A2 读数变小解析解析：闭合开关 S 后，由于输入电压不变，输出
7、电压也不变，负载电阻减小，A2读数变大，A1读数随之变大，故 C 正确，D 错误.U2=U1-I2R1，U1不变，I2变大，U2变小，即 V2读数减小，故 A、B 错误.答案答案：C6.两个相同的白炽灯泡 L1和 L2接到如图所示的电路中，灯 L1与电容器串联，灯 L2与电感线圈串联.当 a、b 间接电压最大值为 Um、频率为 f 的正弦交流电源时，两灯都发光，且亮度相同.更换一个新的正弦交流电源后，灯 L1的亮度低于灯 L2的亮度.新电源两极的电压最大值和频率可能是()A.最大值仍为 Um，而频率大于 f用心 爱心 专心8B.最大值仍为 Um，而频率小于 fC.最大值大于 Um，而频率仍为
8、fD.最大值小于 Um，而频率仍为 f解析解析：更换新电源后，灯 L1的亮度低于灯 L2的亮度，说明电容器的容抗增大，电感的感抗减小.根据频率对容抗、感抗的影响可知新电源频率减小.所以正确选项是 B.答案答案：B7.如图所示，把电阻 R、电感线圈 L、电容器 C 分别串联一个灯泡后并联在电路中.接入交流电源后，三盏灯亮度相同.若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，则下列判断正确的是()A.灯泡 L1将变暗 B.灯泡 L2将变暗用心 爱心 专心9C.灯泡 L3将变暗 D.灯泡亮度都不变解析解析：保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，电感 L 的感抗减小，灯泡 L1变亮，电容器
9、C 的容抗增大，灯泡 L2变暗，电阻 R 不变，灯泡 L3亮度不变.答案答案：B8.某电站向远处输送一定功率的电能，则下列说法中正确的是（）A.输电线不变，将送电电压升高到原来的 10 倍时，输电线损耗的功率减为原来的 1/10B.输电线不变，将送电电压升高到原来的 10 倍时，输电线损耗的功率减为原来的 1/100C.送电电压不变，将输电线的横截面直径增加原来的一倍时，输电线损耗的功率减为原来的一半D.送电电压不变，将输电线的横截面直径减半时，输电线损耗的功率增为原来的四倍解析解析：输电线上功率损失 P损=I2R线=（P U）2R线，而 R线=l s，则：用心 爱心 专心10R线、P 一定时
10、，U 升高到原来的 10 倍，P损减为原来的1 100，A错 B 对.U、P 一定时，d 增加原来一倍时，S 增为原来的四倍，R 线减为原来的1 4，P 损减为原来的1 4，C 错U、P 一定时，d 减半时，S 减为原来的1 4，R线增为原来的四倍，P损增为原来的四倍.D 对.答案答案：BD9.已知交变电流 i=ImsintA，线圈从中性面起开始转动，当其瞬时值等于有效值时，则线圈转动的时间为（）A. 2/ B./2 C./4 D./2解析解析：依题意mI 2=Imsint所以 sint=1 2，t=4，t=4w.答案答案：C10.一理想变压器，原、副线圈的匝数保持不变，在原线圈上所加交变电压
11、的有效值也保持不变.则这个变压器在工作时（）副线圈两端的电压（有效值）一定保持不变用心 爱心 专心11原线圈中的电流（有效值）一定保持不变变压器的输入功率一定保持不变变压器的输出功率一定保持不变A. B. C. D.解析解析：功率与负载有关.答案答案：A11.家用微波炉是一种利用微波的电磁能加热食物的新型灶具，主要由磁控管、波导管、微波加热器、炉门、直流电源、冷却系统、控制系统、外壳等组成.接通电源后，220 V 交流电经变压器，一方面在次级产生 3.4 V 交流电对磁控管加热，同时在另一级产生 2000 V 高压电经整流加到磁控的阴、阳两极之间，使磁控管产生频率为2450 MHz 的微波.微
12、波输送至金属制成的加热器（炉腔） ，被来回反射，微波的电磁作用使食物内分子高频地运动而使食物加快受热，并能最大限度地保存食物中的维生素.有下述说法，其中正确的是（）微波是振荡电路中自由电子运动而产生的微波是原子外层电子受到激发而产生的用心 爱心 专心12微波炉变压器的高压变压比为 11：100微波输出功率为 700 W 的磁控管每秒内产生的光子为2.31015个A. B. C. D.解析解析：微波的产生机理是振荡电路中的自由电子运动而产生的；微波炉变压器的高压比为 n1：n2=220：2000=11：100；微波炉输出功率为 700 W 时，每秒内产生的光子为N=346Pt700 1 h6.6
13、3 102450 10=4.31026个.答案答案：B12.下表为一只电热器铭牌上的一部分.由此可以判定（）电压功率频率A.此电热器必须在周期是 0.02 s，在电压有效值是 220 V 的交流电路上使用B.此电热器必须在周期是 0.02 s，在电压有效值是 156 V 的交流电路上使用用心 爱心 专心13C.此电热器必须在频率是 50 Hz，在电压有效值是 311 V 的交流电路上使用D.若将此电热器接在电压小于 220 V 的交流电路中，其实际消耗的电功率还是 700 W答案答案：A二、本题共 5 题，共 72 分，解答应写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤，只写出最后答案答案的不能得
14、分，有数值计算的题，答案答案中必须明确写出数值和单位）13.某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示.设发电机线圈内阻为 r=2 ，现将 R=98 的用电器接在此交流电路上，它消耗的功率是多大？如果将电容是 2F 的电容器接在电路上，则电容器的耐压值至少是多大？用心 爱心 专心14解析解析：此交流电的最大值为 Em=100 V，则电动势的有效值为E=Em/ 2=100 2V，由全电路欧姆定律知，电阻 R 上的电压有效值为U=E RrR=98 2V，故电阻 R 消耗的功率为 P=22U981 R298 W=49 W.电容器接入电路，则要求电容器的耐压值至少等于感应电动势的最大值，故有 U
15、m=Em=100 V.答案答案：49 W100 V14.某居民小区的降压变压器匝数比是 3：1，初级线圈的输入电压是 660 V，设次级线圈的电阻是 0.2 ，此变压器供给 100 盏“220 V，60 W”的电灯用电，试求：用心 爱心 专心15（1）变压器空载时，次级线圈两端的电压多大？输出功率多大？（2）当接通负载时，次级线圈两端的电压多大？每个灯泡的实际功率多大？解析解析：（1）空载时，由电压比求得 U2=220 V，此时 P=0.（2）接通负载后，可将次级线圈看成电源 E=220 V，每盏灯电阻 R=2U P=807 ，100 盏并联电阻 R=8.07 ，由欧姆定律U=IR=ERRr=215 V，每个灯泡实际功率 P=2U P=57.3 W.答案答案：（1）220 V0（2）215 V57.3 W15.如图所示为交流发电机示意图，匝数为 n=100 匝的矩形线圈，边长分别为 10 cm 和 20 cm，内阻为 5 ，在磁感应强度 B=0.5 T的匀强磁场中绕 OO轴以 502 rad/s 的角速度匀速转动，线圈和外部 20 电阻 R 相接，求：用心 爱心 专心16（1）S 断开时，电压表示数；（2）电键 S 合上时，电压表和电流表示数；（3）为使 R 正常工作，R 的额定电压是多少？（4）通过电阻 R 的电流最大值是多少？电阻 R 上
