1、第十三章 交變電流電磁場電磁波（a卷）一、本題共12小題，每小題4分，共48分，在每小題給出的四個選項中，有的小題只有一個選項正確，有的小題有多個選項正確，全部選對得4分，選不全的得2分，有選錯或不答的得0分.圖所示的電路，已知交流電源電壓u=200sin100t v，電阻r=100 ，則電流表和電壓表的讀數(shù)分別為（） a，200 v b.1.41 a，141 vc.2 a，200 v d.2 a，141 v解析：交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是交流電的有效值.由u=200sin100tv知um=200 v，得電壓表讀數(shù)u= =141 v，電流表讀數(shù)i=1.41 a.答案：b2.一理想變壓器、原

2、副線圈的匝數(shù)比是10：1，原線圈接入電壓為220 v的正弦交流電源.一只理想二極管和一個阻值為10 的電阻串聯(lián)接在副線圈上，交流電流表測原線圈中的電流，交流電壓表測電阻兩端的電壓，如圖所示，則以下說法中正確的是()a.交流電壓表的讀數(shù)為22 vb.1分鐘內(nèi)電阻r上產(chǎn)生的熱量為1 452 jc.二極管兩端的最大電壓為22 vd.增大電阻r的值，交流電流表讀數(shù)減小解析：由理想變壓器的電壓比等于匝數(shù)比可得到副線圈兩端電壓為22v，這是電壓的有效值.由于二極管的單向?qū)щ娦裕幌抻谡螂妷耗芡ㄟ^二極管，由有效值的定義可求出通過二極管后的電壓的有效值為11v,故交流電壓表的讀數(shù)也為11v，由q=得到1分鐘

3、內(nèi)電阻r上產(chǎn)生的熱量為1 452 j.加負向電壓時，二極管處于截止狀態(tài)，r中沒有電流，此時二極管兩端的電壓等于副線圈兩端的電壓，故二極管兩端的最大電壓為22v.增大電阻r，副線圈中的電流變小，則原線圈中的電流也變小，故電流表讀數(shù)變小.選項bd正確.答案：bd3.下列說法中，正確的是（）a.任何變化的磁場都要在周圍空間產(chǎn)生變化的電場，振蕩磁場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩電場b.任何電場都要在周圍空間產(chǎn)生磁場，振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場圍空間產(chǎn)生磁場，振蕩電場在周圍空間產(chǎn)生同頻率的振蕩磁場d.電場和磁場總是相互聯(lián)系著，形成一個不可分離的統(tǒng)一體，即電磁場解析：根據(jù)麥克斯韋電磁場理論可知，恒

4、定的電場（或磁場）周圍不產(chǎn)生磁場（或電場）；均勻變化的電場（磁場）周圍產(chǎn)生恒定的磁場（電場）；而周期性變化的電場（磁場）周圍產(chǎn)生同頻率變化的磁場（電場），所以a、b項錯，c項正確；變化的電場和變化的磁場總是互相聯(lián)系著，形成電磁場，故d項錯誤.答案：c4.一矩形線圈，繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內(nèi)固定軸轉(zhuǎn)動，線圈中的感應電動勢e隨時間t的變化情況如圖所示，下列說法正確的是（）1時刻通過線圈磁通量最大2時刻通過線圈磁通量的絕對值最大3時刻通過線圈的磁通量變化率的絕對值最大d.每當e變換方向，通過線圈的磁通量最小解析：從矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電的模型可知，通過線圈磁通量為零時，磁通量

5、的變化率最大，產(chǎn)生的交變電動勢最大.而線圈平面與中性面重合時，通過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率最小，產(chǎn)生的交變電動勢為零，所以從圖中的曲線可知：t1時刻e為0，則此時通過線圈的磁通量最大；t2時刻e最大，則此時通過線圈的磁通量為0；t3時刻e為0，則此時通過線圈的磁通量最大，而磁通量的變化率為零；從圖中曲線的走向，t1與t3時刻是e變換方向的時刻，此時交變電動勢e為零，穿過線圈的磁通量都為最大，故a正確.答案：a5.如圖所示，t為理想變壓器，a1、a2為理想交流電流表，v1、v2為理想交流電壓表，r1、r2、r3為電阻，原線圈兩端接電壓一定的正弦交流電，當開關(guān)s閉合時，各交流表的示數(shù)變化情

6、況應是（）壓表v1讀數(shù)變小2讀數(shù)變大解析：閉合開關(guān)s后，由于輸入電壓不變，輸出電壓也不變，負載電阻減小，a2讀數(shù)變大，a12=u1-i2r1，u1不變，i2變大，u2變小，即v2讀數(shù)減小，故a、b錯誤.答案：c1和l2接到如圖所示的電路中，燈l1與電容器串聯(lián)，燈l2與電感線圈串聯(lián).當a、b間接電壓最大值為um、頻率為f的正弦交流電源時，兩燈都發(fā)光，且亮度相同.更換一個新的正弦交流電源后，燈l1的亮度低于燈l2的亮度.新電源兩極的電壓最大值和頻率可能是()m，而頻率大于fm，而頻率小于fm，而頻率仍為fm，而頻率仍為f解析：更換新電源后，燈l1的亮度低于燈l2的亮度，說明電容器的容抗增大，電感的

7、感抗減小.根據(jù)頻率對容抗、感抗的影響可知新電源頻率減小.所以正確選項是b.答案：b7.如圖所示，把電阻r、電感線圈l、電容器c分別串聯(lián)一個燈泡后并聯(lián)在電路中.接入交流電源后，三盞燈亮度相同.若保持交流電源的電壓不變，使交變電流的頻率減小，則下列判斷正確的是()1將變暗 2將變暗3將變暗 解析：保持交流電源的電壓不變，使交變電流的頻率減小，電感l(wèi)的感抗減小，燈泡l1變亮，電容器c的容抗增大，燈泡l2變暗，電阻r不變，燈泡l3亮度不變.答案：b8.某電站向遠處輸送一定功率的電能，則下列說法中正確的是（）a.輸電線不變，將送電電壓升高到原來的10倍時，輸電線損耗的功率減為原來的1/10b.輸電線不變

8、，將送電電壓升高到原來的10倍時，輸電線損耗的功率減為原來的1/100不變，將輸電線的橫截面直徑增加原來的一倍時，輸電線損耗的功率減為原來的一半d.送電電壓不變，將輸電線的橫截面直徑減半時，輸電線損耗的功率增為原來的四倍解析：輸電線上功率損失p損=i2r線=（）2r線，而r線=，則：r線、p一定時，u升高到原來的10倍，p損減為原來的，a錯b對.u、p一定時，d增加原來一倍時，s增為原來的四倍，r線減為原來的，p損減為原來的，c錯u、p一定時，d減半時，s減為原來的，r線增為原來的四倍，p損增為原來的四倍.d對.答案：bd9.已知交變電流i=imsinta，線圈從中性面起開始轉(zhuǎn)動，當其瞬時值等

9、于有效值時，則線圈轉(zhuǎn)動的時間為（）a. / b./ c./4 d./2解析：依題意=imsint所以sint=，t=，t=.答案：c這個變壓器在工作時（）副線圈兩端的電壓（有效值）一定保持不變原線圈中的電流（有效值）一定保持不變變壓器的輸入功率一定保持不變變壓器的輸出功率一定保持不變a. b. c. d.解析：功率與負載有關(guān).答案：a11.家用微波爐是一種利用微波的電磁能加熱食物的新型灶具，主要由磁控管、波導管、微波加熱器、爐門、直流電源、冷卻系統(tǒng)、控制系統(tǒng)、外殼等組成.接通電源后，220 v交流電經(jīng)變壓器，一方面在次級產(chǎn)生3.4 v交流電對磁控管加熱，同時在另一級產(chǎn)生2000 v高壓電經(jīng)整流

10、加到磁控的陰、陽兩極之間，使磁控管產(chǎn)生頻率為2450 mhz的微波.微波輸送至金屬制成的加熱器（爐腔），被來回反射，微波的電磁作用使食物內(nèi)分子高頻地運動而使食物加快受熱，并能最大限度地保存食物中的維生素.有下述說法，其中正確的是（）微波是振蕩電路中自由電子運動而產(chǎn)生的微波是原子外層電子受到激發(fā)而產(chǎn)生的微波爐變壓器的高壓變壓比為11：100×1015個a. b. c. d.解析：微波的產(chǎn)生機理是振蕩電路中的自由電子運動而產(chǎn)生的；微波爐變壓器的高壓比為n1：n2=220：2000=11：100；微波爐輸出功率為700 w時，每秒內(nèi)產(chǎn)生的光子為n=×1026個.答案：b12.下表

11、為一只電熱器銘牌上的一部分.由此可以判定（）電壓功率頻率a.此電熱器必須在周期是0.02 s，在電壓有效值是220 v的交流電路上使用b.此電熱器必須在周期是0.02 s，在電壓有效值是156 v的交流電路上使用在頻率是50 hz，在電壓有效值是311 v的交流電路上使用d.若將此電熱器接在電壓小于220 v的交流電路中，其實際消耗的電功率還是700 w答案：a二、本題共5題，共72分，解答應寫出必要的文字說明、方程式和重要演算步驟，只寫出最后答案的不能得分，有數(shù)值計算的題，答案中必須明確寫出數(shù)值和單位）13.某交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢與時間的關(guān)系如圖所示.設發(fā)電機線圈內(nèi)阻為r=2 ，現(xiàn)將r

12、=98 的用電器接在此交流電路上，它消耗的功率是多大？如果將電容是2f的電容器接在電路上，則電容器的耐壓值至少是多大？解析：此交流電的最大值為em=100 v，則電動勢的有效值為e=em/ = v，由全電路歐姆定律知，電阻r上的電壓有效值為u=·r= v，故電阻r消耗的功率為p= w=49 w.電容器接入電路，則要求電容器的耐壓值至少等于感應電動勢的最大值，故有um=em=100 v.答案：49 w100 v：1，初級線圈的輸入電壓是660 v，設次級線圈的電阻是0.2 ，此變壓器供給100盞“220 v，60 w”的電燈用電，試求：（1）變壓器空載時，次級線圈兩端的電壓多大？輸出功

13、率多大？（2）當接通負載時，次級線圈兩端的電壓多大？每個燈泡的實際功率多大？解析：（1）空載時，由電壓比求得u2=220 v，此時p=0.（2）接通負載后，可將次級線圈看成電源e=220 v，每盞燈電阻r= =807 ，100盞并聯(lián)電阻r=8.07 ，由歐姆定律u=ir=215 v，每個燈泡實際功率p=57.3 w.答案：（1）220 v0（2）215 v57.3 w15.如圖所示為交流發(fā)電機示意圖，匝數(shù)為n=100匝的矩形線圈，邊長分別為10 cm和20 cm，內(nèi)阻為5 ，在磁感應強度b=0.5 t的勻強磁場中繞oo軸以50 rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動，線圈和外部20 電阻r相接，求：（1）

14、s斷開時，電壓表示數(shù)；（2）電鍵s合上時，電壓表和電流表示數(shù)；（3）為使r正常工作，r的額定電壓是多少？（4）通過電阻r的電流最大值是多少？電阻r上所消耗的電功率是多少？解析：（1）感應電動勢最大值：em=nbs=100××××50v=50vs斷開時，電壓表示數(shù)為電源電動勢有效值e= =50 v.（2）電鍵s合上時，由全電路歐姆定律i= a=2.0 au=ir=2×20 v=40 v即電流表示數(shù)為2 a，電壓表示數(shù)為40 v.（3）額定電壓即為電壓有效值u有=i·r=2.0 a×20 =40 v.（4）通過r中電流的最大值i

15、m= i=2a電阻r上所消耗的電功率p=iu=2×40 w=80 w.答案：（1）50 v（2）2 a40 v（3）40 v（4）2a80 w16.有條瀑布，流量q=2 m3/s，落差5 m，現(xiàn)利用其發(fā)電，若發(fā)電機總效率為50%，輸出電壓為240 v，輸電線總電阻r=30 ，允許損失功率為輸出功率的6%，為滿足用電需求，則該輸電線路所用理想的升壓、降壓變壓器的匝數(shù)比各是多少？能使多少盞“220 v，100 w”的電燈正常發(fā)光？解析：遠距離輸電電路示意圖如下圖所示設水的密度為，電源輸出功率p輸出=（mgh/t）×50%=qgh×50%=5×104 w由題意p損=·r=（）2·r又p損=6%p輸出，u2×103 v故升壓和降壓變壓器匝數(shù)比n1/n2=u1/u2×103=6：125.又u3=u2-i2r=4700 v，u4=220 vn3/n4=u3/u4=235：11.正常發(fā)光的電燈盞數(shù)n=（p輸出-p損）/p燈=p輸出·（1-6%）/p燈=470盞.答案：6：125 235：11，47017.如圖所示，間距為l的光滑平行金屬導軌，水平地放置在豎直方向的磁感應強度為b的勻強磁場中，一端接阻值是r的電阻，一電阻是r、質(zhì)量為m的導體棒放置在導軌上，在外力f作用下從t=0開始運動，其速度隨時