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1、2022年高三物理一輪 雙基鞏固卷 第十單元 一、選擇題(每小題6分，共42分) 1．一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖D10－1甲所示，則下列說法正確的是(　　) 圖D10－1 A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直 B．t＝0.01 s時刻，磁通量的變化率最大 C．t＝0.02 s時刻，交流電動勢達到最大值 D．該線圈相應產(chǎn)生的交流電動勢的圖象如圖乙所示 圖D10－2 2．如圖D10－2所示，一個矩形線圈繞與勻強磁場垂直的OO′軸逆時針轉動，線圈的兩條引線分別與A、B兩半圓銅環(huán)相連，兩個銅環(huán)通過滑動電刷連入電

2、路，電路中僅有一個電阻R.在線圈轉動過程中，通過R的電流(　　) A．大小和方向都不斷變化 B．大小不斷變化，方向從A→R→B C．大小和方向都不變 D．大小不斷變化，方向從B→R→A 圖D10－3 3．如圖D10－3所示，矩形線框通過導線與靈敏電流表相連，線框在豎直向下的磁場中繞垂直于磁場方向的轉軸勻速轉動，圖中線框平面處于豎直面內(nèi)．下述說法正確的是(　　) A．因為線框中產(chǎn)生的是交變電流，所以電流表示數(shù)始終為零 B．線框通過圖中位置瞬間，穿過線框的磁通量最大 C．線框通過圖中位置瞬間，通過電流表的電流瞬時值最大 D．若使線框轉動的角速度增大一倍，那么通過電流表的

3、電流有效值也增大一倍． 圖D10－4 4．如圖D10－4所示，閉合的矩形導體線圈abcd在勻強磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO′勻速轉動，沿著OO′方向觀察，線圈沿逆時針方向轉動．已知勻強磁場的磁感應強度為B，線圈匝數(shù)為n，ab邊的邊長為l1，ad邊的邊長為l2，線圈電阻為R，轉動的角速度為ω，則當線圈轉至圖示位置時(　　) A．線圈中感應電流的方向為abcda B．線圈中的感應電動勢為2nBl1l2ω C．穿過線圈的磁通量隨時間的變化率最大 D．線圈ad邊所受安培力的大小為 圖D10－5 5．某交變電流電路中有一個正在工作的理想變壓器，如圖D10－5所示，它的原線

4、圈匝數(shù)n1＝600，副線圈匝數(shù)n2＝120，交流電源的電動勢e＝311sin(100πt) V(不考慮其內(nèi)阻)，電壓表和電流表對電路的影響可忽略不計，原線圈串聯(lián)一個額定電流為0.2 A的保險絲．為保證保險絲不被燒斷，則(　　) A．負載功率不能超過62 W B．副線圈電流最大值不能超過1 A C．副線圈電路中的電阻R不能小于44 Ω D．副線圈電路中電壓表的讀數(shù)為62 V 6．如圖D10－6所示，接線柱a、b接在電壓u＝311sin 314t V的正弦交流電源上，理想變壓器右側部分為一火警報警系統(tǒng)電路圖，其中R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器(該熱敏材料的電阻率隨溫度升高而減小)，電

5、流表A2為值班室的顯示器，顯示通過R1的電流，電壓表V2顯示加在報警器上的電壓，R3為一定值電阻．當傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時，以下說法中正確的是(　　) 圖D10－6 A．變壓器輸出端的交變電流的頻率為314 Hz B．V1的示數(shù)是311 V C．A1的示數(shù)不變，A2的示數(shù)減小 D．V1的示數(shù)不變，V2的示數(shù)減小 7．如圖D10－7甲所示為一種可調(diào)壓自耦變壓器的結構示意圖，線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上，若AB間輸入如圖乙所示的交變電壓，轉動滑動觸頭P到如圖甲中所示位置，在BC間接一個理想的交流電壓表(圖甲中未畫出)，則(　　) 圖D10－7 A．AB間輸入的交流電的電壓瞬

6、時值表達式為u＝220 sin(100πt) V B．該交流電的頻率為100 Hz C．t＝1×10－2 s時電壓表的讀數(shù)為零 D．BC間輸出的電功率為零 二、填空題(每空4分，共24分) 8．圖D10－8甲是一教學演示用發(fā)電機構造示意圖，線圈轉動產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律如圖乙所示．發(fā)電機線圈電阻為0.5 Ω，外接電阻為2.5 Ω，則線圈轉速為________r/s，電路中電流的最大值為________A. 圖D10－8 9．在遠距離輸電時，采用升壓變壓器使輸電電壓升高n倍，對于輸送一定的電功率來說，輸電線路上的電流將減小為原來的________，輸電線路上的電能損失

7、將減少為原來的________． 10．如圖D10－9所示，圖甲為熱敏電阻的R－t圖象，圖乙為用此熱敏電阻R和繼電器組成的一個簡單恒溫箱溫控電路，繼電器線圈的電阻為100 Ω.當線圈中的電流大于或等于20 mA時，繼電器的銜鐵被吸合．為繼電器線圈供電的電池的電動勢E＝9.0 V，電池的內(nèi)阻可以不計．圖中的“電源”是恒溫箱加熱器的電源．問： 圖D10－9 (1)應該把恒溫箱內(nèi)的加熱器接在 ________(選填“A、B端”或“C、D端”)． (2)如果要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃，可變電阻R′的阻值應調(diào)為________Ω. 三、計算題(44分) 11．(20分)如圖D10－1

8、0所示，磁感應強度為B的勻強磁場中有一匝數(shù)為N的矩形線圈，其面積為S，電阻為r，線圈兩端外接一電阻為R的用電器和一個理想交流電壓表．若線圈繞對稱軸OO′以角速度ω勻速轉動，則當線圈從圖示位置轉過90°的過程中，求： (1)通過電阻R的電荷量； (2)交流電壓表的示數(shù)； (3)電阻R產(chǎn)生的熱量． 圖D10－10 12．(24分)發(fā)電機的端電壓為220 V，輸出電功率為44 kW，輸電線路的電阻為0.2 Ω，先用初、次級線圈匝數(shù)之比為1∶10 的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線路后，再用初、次級線圈匝數(shù)之比為10∶1的降壓變壓器降壓供給用戶． (1)畫出全過程的線路圖．

9、(2)求用戶得到的電壓和功率． (3)若不經(jīng)過變壓而直接送到用戶，求用戶得到的電壓和功率． 1．B　[解析] 由Φ－t圖知，t＝0時，Φ最大，即線圈處于中性面位置，此時e＝0，選項A、D錯誤；由圖知T＝0.04 s，在t＝0.01 s時，Φ＝0，最大，e最大，選項B正確；在t＝0.02 s時，Φ最大，＝0，e＝0，選項C錯誤． 2．D　[解析] 線圈中產(chǎn)生交流電，由于電刷交替與兩銅環(huán)接觸，因而流過R的電流方向不變．根據(jù)右手定則可知，通過R的電流方向是B→R→A. 3．CD　[解析] 線框在勻強磁場中勻速轉動，在中性面位置即線框與磁感線垂直時，磁通量最大，感應電動勢最小，而當線框

10、與磁感線平行時，磁通量最小，感應電動勢最大，選項B錯誤，選項C正確；電流表記錄的是電流的瞬時值，線框中產(chǎn)生大小和方向周期性變化的電流，因而電流表指針左右擺動，選項A錯誤；電流的有效值I＝，在其余的量都不變時，若角速度增大一倍，則電流也增大一倍，選項D正確． 4．CD　[解析] 根據(jù)右手定則，線圈中感應電流的方向為adcba，選項A錯誤；當線圈轉至圖示位置時，線圈中感應電動勢應為最大值Em＝nBl1l2ω，此時，穿過線圈磁通量隨時間的變化率最大，選項B錯誤，選項C正確；線圈ad邊所受安培力的大小F＝nIl2B＝，選項D正確． 5．C　[解析] 由＝得U2＝ V＝44 V，選項D錯誤；由P2＝

11、P1＝U1I1得P2＝220×0.2 W＝44 W，選項A錯誤；副線圈電流的有效值I2＝＝1 A，故最大值為 A，選項B錯誤；由R＝得R的最小值為44 Ω，選項C正確． 6．D　[解析] 電壓表的示數(shù)為電壓的有數(shù)值，故U1＝＝220 V，選項B錯誤；交變電流的頻率f＝Hz＝50 Hz，選項A錯誤；因原副線圈兩端的電壓不變，出現(xiàn)火警時，R2變小，副線圈電路的總電阻變小，總電流變大，R3兩端的電壓變大，R2端的電壓變小，通過R2電流變小，通過R1的電流變大，原線圈中的電流變大，故選項C錯誤，選項D正確． 7．AD　[解析] 由乙圖可讀出交流電的最大值為Um＝220 V，周期T＝2×10－2

12、s，ω＝＝100π rad/s，則交流電的電壓瞬時值u＝Umsinωt＝220 sin(100πt) V，選項A正確；f＝＝50 Hz，選項B錯誤；當用電壓表測交流電電壓時，電壓表讀數(shù)為交流電壓的有效值，所以讀數(shù)為220 V，選項C錯誤；由于BC間接理想電壓表，內(nèi)阻RV無窮大，則輸出的電功率P＝＝0，選項D正確． 8. 50 　[解析] 由題圖乙可知，交流電的周期為T＝0.02 s，由T＝可得，轉速n＝50 r/s；交流電的最大值為Em＝3 V，電路中電流的最大值為Im＝＝ A. 9.　　[解析] 由I＝可知，輸電電壓升高n倍，輸電線路上的電流將減小為原來的；由P損＝R線可知，輸電電壓升

13、高n倍，輸電線路上損失的功率將減少為原來的. 10．(1)A、B端　(2)260　[解析] (1)恒溫箱內(nèi)的加熱器應接在A、B端．當線圈中的電流較小時，繼電器的銜鐵在上方，恒溫箱的加熱器處于工作狀態(tài)，恒溫箱內(nèi)溫度升高．隨著恒溫箱內(nèi)溫度升高，熱敏電阻R的阻值變小，則線圈中的電流變大，當線圈的電流大于或等于20 mA時，繼電器的銜鐵被吸到下方來，則恒溫箱加熱器與電源斷開，加熱器停止工作，恒溫箱內(nèi)溫度降低．隨著恒溫箱內(nèi)溫度降低，熱敏電阻R的阻值變大，則線圈中的電流變小，當線圈的電流小于20 mA時，繼電器的銜鐵又被釋放到上方，則恒溫箱加熱器又開始工作，這樣就可以使恒溫箱內(nèi)保持在某一溫度． (2)

14、要使恒溫箱內(nèi)的溫度保持在50℃，即50℃時線圈內(nèi)的電流為20 mA.由閉合電路的歐姆定律有I＝，r為繼電器線圈的電阻．由圖甲可知，50℃時熱敏電阻的阻值為90 Ω，所以R′＝－R－r＝260 Ω. 11．(1)　(2)　(3) [解析] (1)線圈從圖示位置轉過90°的過程中，穿過線圈的磁通量的改變量ΔΦ＝BS，通過電阻R的電荷量q＝IΔt＝Δt＝Δt＝＝； (2)線圈相當于一個具有內(nèi)阻的電源，電壓表測量路端電壓，電源電壓的有效值為E＝，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得，電壓表的示數(shù)為U＝＝； (3)電阻R產(chǎn)生的熱量為Q＝t＝··＝. 12. (1)如圖所示　(2)219.6 V　43.9

15、2 kW　(3)180 V　36 kW [解析] (1)線路圖如圖所示． (2)升壓變壓器次級線圈輸出電壓U2＝U1＝2200 V. 升壓變壓器初級線圈輸入電流I1＝＝ A＝200 A， 所以升壓變壓器次級線圈輸出電流I2＝I1＝×200 A＝20 A， 輸電線路上的電壓損失和功率損失分別為 UR＝I2R＝4 V， PR＝IR＝0.08 kW， 加到降壓變壓器初級線圈上的輸入電流和電壓分別為 I3＝I2＝20 A， U3＝U2－UR＝2196 V. 降壓變壓器次級線圈的輸出電壓和電流分別為 U4＝U3＝219.6 V， I4＝I3＝200 A. 用戶得到的功率P4＝U4I4＝43.92 kW. (3)若不采用高壓輸電，則線路損失電壓為U′R＝I1R＝40 V， 用戶得到的電壓U′＝U1－UR′＝180 V， 用戶得到的功率為P′＝U′I1＝36 kW.