2013年高考物理复习卷C（十）（解析版）

一、选择题

1. 难度：中等

一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动的过程中，最大磁通量为Φ_m，最大感应电动势为E_m，下列说法正确的是（ ）
A．当磁通量为零时，感应电动势也为零
B．当磁通量减小时，感应电动势也在减小
C．当磁通量等于0.5Φ_m时，感应电动势等于0.5E_m
D．角速度等于E_m/Φ_m

2. 难度：中等

某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示，发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电．已知输电线的总电阻为rΩ，降压变压器原、副线圈的匝数比为n₃：n₄=n：1，降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示，降压变压器的副线圈与阻值为R=22Ω的电阻组成闭合电路．若将变压器视为理想变压器，则下列说法正确的是（ ）

A．发电机产生交流电的频率为0.5 Hz
B．降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin 100πt（V）
C．通过R的电流的最大值为20A
D．输电线损失的功率为W

3. 难度：中等

电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器．如图（甲）所示为电吉他的拾音器的原理图，在金属弦的下方置有一个连接到放大器的螺旋管．一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号．若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图（乙）所示，则对应感应电流的变化为（ ）
A．
B．
C．
D．

4. 难度：中等

如图所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动．设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在选项图中能正确描述线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（ ）
A．
B．
C．
D．

5. 难度：中等

调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图2所示，线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间输入交变电压，转动滑动触头P就可以调节MN两端的输出电压，图2中两电表均为理想交流电表，R₁、R₂为定值电阻，R₃为滑动变阻器，现在CD两端输入图1所示正弦式交流电，变压器视为理想变压器．则下列说法正确的是（ ）

A．由图甲可知MN两端输出交流电压不可能高于36V
B．当滑动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大
C．当滑动变阻器滑片向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变大
D．当滑动变阻器滑片向下滑动时，要保持电阻消耗的电功率不变，则应适当逆时针转动滑动触头P

6. 难度：中等

如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图．变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动．输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法中错误的是（ ）
A．相当于在增加用电器的数目
B．变压器的输入功率在增大
C．A₁表的示数随A₂表的示数的增大而增大
D．V₁表的示数随V₂表的示数的增大而增大

二、解答题

7. 难度：中等

一台发电机最大输出功率为4000kW，电压为4000V，经变压器T₁升压后向远方输电，输电线路的总电阻r=1kΩ，输送到目的地经变压器T₂降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V，60W）．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%，变压器T₁和T₂的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则：
（1）T₁副线圈两端电压为多少？
（2）T₁和T₂的变压比分别为多少？
（3）有多少个灯泡正常发光？

三、选择题

8. 难度：中等

某小型水电站的电能输送示意图如下．发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n₁，n₂．降压变压器原副线匝数分别为n₃、n₄（变压器均为理想变压器）．要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（ ）
A．
B．
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率

9. 难度：中等

一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动产生的交变电流的电动势为e=220sin100πt（V），则下列说法正确的是（ ）
A．该线圈匀速转动的转速为n=100r/s
B．t=0时，线圈平面恰好与中性面重合
C．t=s时，穿过线圈的磁通量最大
D．该交变电流电动势的有效值为440V

10. 难度：中等

在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝数分别为n₁=600匝、n₂=120匝，电源的电压为U=311sin100πt（V），原线圈中串联一个额定电流为0.2A的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则（ ）
A．副线圈电流的最大值不能超过1A
B．副线圈电流的有效值不能超过1A
C．无论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁
D．负载功率不能超过44W

11. 难度：中等

如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴O₁O₂垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω．从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A．那么（ ）
A．线圈消耗的电功率为4W
B．线圈中感应电流的有效值为2A
C．任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=sin

12. 难度：中等

如图所示，单匝矩形线圈一半放在有界匀强磁场中，中心轴线OO'与磁场边界重合，线圈绕中心轴线按图示方向（从上向下看为逆时针方向）匀速转动，t=0时线圈平面与磁场方向垂直，规定电流方向沿abcd方向为正，则下图表示线圈内感应电流随时间变化规律正确的是（ ）

A．
B．
C．
D．

13. 难度：中等

如图所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数是10：1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电源，一只理想二极管和一个阻值为16Ω的电阻R串联接在副线圈上，以下说法正确的是（ ）
A．电压表的读数为22V
B．二极管丙端的最大电压为22V
C．若将R换成一个阻值大于10Ω的电阻，则电流表的读数变小
D．1min内电阻R上产生的热量为1452J

14. 难度：中等

如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B=T的水平匀强磁场中，线框面积S=0.5m²，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω=200rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220V，60W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10A，下列说法正确的是（ ）

A．图示位置穿过线框的磁通量为零
B．线框中产生交变电压的有效值为V
C．变压器原、副线圈匝数之比为25：11
D．允许变压器输出的最大功率为5000W

15. 难度：中等

如图所示，电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速ω匀速转动．t=0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表．则（ ）
A．滑片P下滑时，电压表的读数不变
B．图示位置线圈中的感应电动势最大
C．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R的电量为
D．1 s内流过R的电流方向改变次

16. 难度：中等

自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW．设此时原线圈中电流有效值为I₁，负载两端电压的有效值为U₂，且变压器是理想的，则U₂和I₁分别约为（ ）

A．380 V和5.3 A
B．380 V和9.1 A
C．240 V和5.3 A
D．240 V和9.1 A

17. 难度：中等

远距离输电线路的示意图如图所示，若发电机的输出电压不变，则下列叙述中正确的是（ ）

A．升压变压器的原线圈中的电流与用户用电设备消耗的功率无关
B．输电线中的电流只由升压变压器原副线圈的匝数比决定
C．当用户用电器的总电阻减少时，输电线上损失的功率增大
D．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压

18. 难度：中等

一理想变压器原、副线圈匝数比n₁：n₂=11：5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10Ω 的电阻．则（ ）
A．流过电阻的最大电流是20A
B．与电阻并联的电压表的示数是141V
C．变压器的输入功率是1×10³W
D．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×10³J

19. 难度：中等

如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B．电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动（O轴位于磁场边界）．则线框内产生的感应电流的有效值为（ ）
A．
B．
C．
D．

20. 难度：中等

有一种电热毯，其电路原理图如图1所示，当电热丝接在U=311sin 100πt（V）的交变电源上时，电热毯开始发热，当其温度升高到某一数值后，装置P启动，使电热丝所接电压与时间的关系变为图2所示（仍为正弦波形），从而进入保温状态．若不考虑电热丝阻值的变化，则（ ）

A．装置P启动后，电热丝的功率变为原来的一半
B．装置P启动后，电热丝的功率变为原来的四分之一
C．装置P启动后，电压表的读数变为原来的一半
D．装置P启动后，电压表的读数变为原来的四分之一

21. 难度：中等

如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n₁：n₂=22：5，原线圈接的交流电，电阻R₁=R₂=25Ω，D为理想二极管，则（ ）

A．电阻R₁两端的电压为50V
B．二极管的反向耐压值应大于
C．原线圈的输入功率为200W
D．通过副线圈的电流为3A

22. 难度：中等

如图为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为2：1，原线圈接有交流电压u=220sin100πt V；图中电压表和电流表均为理想交流电表，R_t为负温度系数的热敏电阻（即当温度升高时，阻值减小），R₁为定值电阻，C为电容器．下列说法正确的是（ ）

A．电压表示数是110V
B．交流电的频率为100 Hz
C．通过R₁的电流始终为零
D．当R_t处温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大

23. 难度：中等

如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是50：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10Ω，其余电阻不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压．则下列说法中正确的是（ ） 

A．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为4.4V
B．当单刀双掷开关与a连接且t=0.01s时，电流表示数为零
C．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大
D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25Hz

四、解答题

24. 难度：中等

某电站输送电压为U=6000V，输送功率为P=500kW，这时安装在输电线路的起点和终点的电能表一昼夜里读数相差4800kW•h（即4800度电），试求：
（1）输电线的电阻；
（2）若要使输电损失的功率降到输送功率的2%，电站应使用多高的电压向外输电？

25. 难度：中等

交流发电机的原理如图所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO’轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象，如图所示，已知线圈的电阻为R=2.0Ω．求：
（1）通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？
（2）矩形线圈转动的周期是多少？
（3）线圈电阻上产生的电热功率是多少？
（4）保持线圈匀速转动，1分钟内外界对线圈做的功是多少？