2016-2017学年湖北省高二9月月考物理试卷（解析版）

一、选择题

1. 难度：简单

有一个交变电流U＝311 sin 314t（V），则下列说法中正确的是（  ）

A．这个交变电流的频率是50 Hz

B．它可以使“220 V,100 W”的灯泡正常发光

C．用交流电压表测量时，读数为311 V

D．使用这个交变电流的用电器，每通过一库仑的电量时，电流做功220 J

2. 难度：中等

如图用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图1所示，则（  ）

A．变压器输入功率约为3．9 W

B． 输出电压的最大值是110 V

C． 变压器原、副线圈匝数比是1∶2

D． 负载电流的函数表达式i＝0．05sin（100πt＋）A

3. 难度：中等

一根电阻丝接入100 V的恒定电压电路中，在1 min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2 min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是（  ）

A．141．4 V       B．100 V        C．70．7 V          D．50 V

4. 难度：困难

如图所示是一调压变压器原理图，如将它作为升压变压器使用，则（  ）

A．将交流电源接在a、b端，用电器接在c、d端

B．将交流电源接在c、d端，用电器接在a、b端

C．将交流电源接在a、c端，用电器接在b、d端

D．若要进一步升压，应使P逆时针方向旋转

5. 难度：中等

如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所电压u₀＝11 000sin 100πt V的交流电降为220 V供居民小区用电，则变电所变压器  （  ）

A．原、副线圈匝数比为50∶1

B．副线圈中电流的频率是50 Hz

C．原线圈的导线比副线圈的要粗

D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和

6. 难度：简单

在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（  ）

A．t＝0．005 s时线框的磁通量变化率为零

B．t＝0．01 s时线框平面与中性面重合

C．线框产生的交变电动势有效值为311 V

D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz

7. 难度：中等

图甲所示电路中，A₁、A₂、A₃为相同的电流表，C为电容器，电阻R₁、R₂、R₃的阻值相同，线圈L的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t₁～t₂时间内 （  ）

A．电流表A₁的示数比A₂的小

B．电流表A₂的示数比A₃的小

C．电流表A₁和A₂的示数相同

D．电流表的示数都不为零

8. 难度：中等

如图5，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U．变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比n₁∶n₂和电源电压U₁分别为（  ）

A．1∶2 2U     B．1∶2 4U

C．2∶1 4U      D．2∶1 2U

9. 难度：中等

如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为3∶1，图中完全相同的三只灯泡L₁、L₂、L₃正常发光，若保持电源输出电压U不变，滑动变阻器的滑片向上滑动，则L₁、L₂、L₃ 亮度的变化为  （    ）

A．L₁变亮       B．L₂、L₃变亮

C．L₁变暗      D．L₂、L₃不变

10. 难度：中等

如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n₁∶n₂＝4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻R_T（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（有内阻）组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声，则以下判断正确的是（  ）

A．变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u＝9sin（100πt）V

B．电压表示数为9 V

C．R_T处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声

D．R_T处温度升高时，变压器的输入功率变小

11. 难度：中等

如图所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比n_A∶n_B∶n_C ＝ 4∶2∶1，在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A与交变电源连接时，交变电流表A₂的示数为I₀，则交变电流表A₁的示数为多少？

二、计算题

12. 难度：中等

如图所示，圆形线圈共100匝，半径为r＝0．1 m，在匀强磁场中绕过直径的轴OO′匀速转动，磁感应强度B＝0．1 T，角速度为ω＝ rad/s，电阻为R＝10 Ω，求：

（1）线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？

（2）写出线圈中电流的表达式（磁场方向如图所示，图示位置为t＝0时刻）？

（3）线圈转动过程中产生的热功率多大．

13. 难度：简单

一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100 W，使用的区间变压器匝数比为165∶6，恰好能使额定电压为220 V的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250 W，若变压器输入电压仍为6 600 V，区间输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？

14. 难度：中等

如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0．10 m、匝数n＝20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝ T，线圈的电阻为R₁＝0．50 Ω，它的引出线接有R₂＝9．5 Ω的小电珠L．外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠．当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计）．求：

（1）小电珠中电流的峰值；

（2）电压表的示数；

（3）t＝0．1 s时外力F的大小；

（4）在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高，可采取什么办法（至少说出两种方法）?

三、简答题

15. 难度：中等

利用太阳能电池这个能量转换器件将太阳能转变为电能的系统又称光伏发电系统．有一台内阻为1 Ω的太阳能发电机，供给一个学校照明用电，如图8所示，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比为4∶1，输电线的总电阻R＝4 Ω，全校共22个班，每班有“220 V 40 W”灯6盏，若全部电灯正常发光，则

①发电机输出功率多大？

②发电机电动势多大？

③输电效率多少？

四、计算题

16. 难度：困难

如图所示，匝数为100匝、面积为0．01m²的线圈，处于磁感应强度B₁为T的匀强磁场中。当线圈绕O₁O₂以转速n为300r/min匀速转动时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A。电动机的内阻r为1Ω，牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0．2kg的导体棒MN沿轨道上升。导体棒的电阻R为1Ω，架在倾角为30°的框架上，它们处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B₂为1T的匀强磁场中。当导体棒沿轨道上滑1．6m时获得稳定的速度，这一过程中导体棒上产生的热量为4J。不计框架电阻及一切摩擦，g取10m/s²。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）导体棒MN的稳定速度；

（3）导体棒MN从静止到达到稳定速度所用的时间。