【物理】安徽省合肥一六八中学2019-2020学年高二下学期3月线上测试试题（解析版）

【物理】安徽省合肥一六八中学2019-2020学年高二下学期3月线上测试试题（解析版）

安徽省合肥一六八中学2019-2020学年高二下学期 ‎3月线上测试物理试题 一、单选题 ‎1.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定转轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化规律如图所示．下列说法中正确的是 A. 时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大 B. 时刻通过线圈的磁通量为0‎ C. 时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大 D. 每当电流方向变化时，线圈平面就会与中性面垂直 ‎【答案】C ‎【解析】‎ ‎【详解】A.由图t1时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，故A错误；‎ B.t2时刻感应电动势为零，线圈通过中性面时，磁通量最大，故B错误；‎ C.t3时刻感应电动势最大，由法拉第电磁感电动势可知，此时通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大，故C正确；‎ D.每当电流转换方向时，线圈与磁场垂直，故D错误．‎ 故选C。‎ 点晴：矩形线圈中产生正弦式电流，当线圈通过中性面时，磁通量最大，感应电动势为零，电动势方向发生改变．而当线圈与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大，磁通量的变化率最大．‎ ‎2.图中，设磁感应强度为0.01T，单匝线圈边长AB为20cm，宽AD为10cm，转速n为50r/s，则线圈转动时感应电动势的最大值为（　　）‎ A. 1×10-2V B. 3.14X10-2Ｖ ‎ C. 2×10-2V D. 6.28×10-2V ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．，则角速度 最大电动势 故ABC错误，D正确。‎ 故选D。‎ ‎3. 图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是 A. 图1表示交流电，图2表示直流电 B. 两种电压的有效值相等 C. 图1所示电压的瞬时值表达式为u=311sin100V D. 图1所示电压经匝数比为10:1的变压器变压后，频率变为原来的 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 试题分析：由于两图中表示 电流方向都随时间变化，因此都为交流电，故A错误；由于对应相同时刻，图1电压比图2电压大，根据有效值的定义可知，图1有效值要比图2有效值大，故B错误；从图1可知，,所以图1电压的瞬时值表达式为，故C正确；交流电的频率和变压器无关，D错误；‎ 故选C 考点：交流的峰值、有效值以及它们的关系；变压器的构造和原理．‎ 点评：本题比较全面的涉及了关于交流电的物理知识，重点是交流电的描述和对于有效值的理解．‎ ‎4.如图所示，在x0y直角坐标系中的第二象限有垂直坐标平面向里的匀强磁场，第四象限有垂直坐标平面向外的匀强磁场，磁感应强度的大小均为B。直角扇形导线框半径为L、总电阻为R，在坐标平面内绕坐标原点O以角速度ω匀速转动。线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是（　　）‎ A. I= B. I= ‎ C. I=0 D. I=‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．设线框转动周期为T，从图示位置开始计时，则在时间内，线框中感应电流沿顺时针方向，线框产生的感应电动势 在时间内，线框中感应电流沿逆时针方向，线框产生的感应电动势 感应电流 ‎ 在时间内，线框中感应电流沿逆时针方向，线框产生的感应电动势 感应电流 在时间内，线框中感应电流沿顺时针方向，线框产生的感应电动势 感应电流 所以在一个周期中，线框内产生的感应电流的大小始终是 因此线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值为 故ACD错误，B正确。故选B。‎ ‎5.理想降压变压器的原线圈接电流表A1和电阻R1后，接6V恒定直流电源，如图所示，当副线圈的负载电阻R2变小时，以下说法正确的是（　　）‎ A. 输出功率增大 B. A2读数增大 C. A1读数增大 D. A1读数不为零，且保持不变 ‎【答案】D ‎【解析】‎ ‎【详解】ABCD．变压器不能用来改变恒定直流电压，因此变压器原线圈接在6 V恒定直流电电源上，副线圈上无电压，无输出功率，无读数，由于原线圈构成直流通路，故有恒定读数，ABC错误D正确。故选D。‎ ‎6.一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和的阻值分别为、和，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为。该变图压器原、副线圈匝数的比值为（ ）‎ A. 2 B. 3 C. 4 D. 5‎ ‎【答案】B ‎【解析】‎ ‎【详解】设理想变压器原、副线圈匝数的比值为k，根据题述，当开关S断开时，电流表示数为I，则由闭合电路欧姆定律得 由变压公式及功率关系，可得 即副线图输出电流为 ‎；‎ 当开关S闭合时，电流表示数为，则有 由变压器公式及功率关系 可得 即副线圈输出电流为 ‎，‎ 联立解得 选项B正确，ACD错误；故选B.‎ ‎7.如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为3∶1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2、L3、L4为四只规格均为“9 V　6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，开关K原来是闭合的．以下说法正确的是(　　)‎ A. ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝27sin 100πt(V)‎ B. ab输入端输入功率Pab＝18 W C. 电流表的示数为2 A，且四只灯泡均能正常发光 D. 断开开关K，电压表V的读数将变小 ‎【答案】C ‎【解析】‎ 由输入端交变电压u的图象，可知其最大值为，有效值是27 V，副线圈电压为：U′＝×U1＝×27＝9 V，所以副线圈三只灯泡均能正常发光．灯泡的额定电流：，电流表读数为，原线圈电流为，所以原线圈的灯泡也能正常发光，ab输入端电压为Uab＝U＋U2＝9＋27＝36V，输入端电压的瞬时值表达式为Uab＝sin100πt(V)，故A错误，C正确；四个灯泡都正常发光，所以ab输入端输入功率Pab＝4×6＝24 W，故B错误；若将K断开，则副线圈上的输出电流将减小，所以原线圈的输入电流减小，则流过灯泡L1的电流减小，L1上消耗的电压减小，所以原线圈上的电压将增大，即电压表V读数将变大，故D错误．所以C正确，ABD错误．‎ ‎8.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R以外，其余电阻均不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为：u1＝220sin 100πt(V)．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22 V B. t＝ s时，c、d两点间的电压瞬时值为110 V C. 单刀双掷开关与a连接，滑动变阻器触头向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D. 当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变小 ‎【答案】A ‎【解析】‎ A项：当单刀双掷开关与a连接时，原线圈的电压的最大值为，根据电压与匝数成正比可知，所以副线圈的电压的最大值为 ‎，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为22V，故A正确；‎ B项：由瞬时值表达式为：，故B错误；‎ C项：滑动变阻器触头向上移动的过程中，电阻增大，电压不变电流减小，电流表的示数变小，故C错误；‎ D项：若将单刀双掷开关由a拨向b，副线圈电压增大，电流增大，两电流表的示数均变大，故D错误．‎ 点晴：做好本题要理解变压器中心抽头的作用：改变了匝数之比，从而改变了电压之比，也改变了两表的示数．‎ 二、多选题 ‎9.如图甲所示为一交变电压随时间变化的图像，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化。若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R阻值为100Ω，则（　　）‎ A. 理想电压表读数为100V B. 理想电流表读数0.75A C. 电阻R消耗的电功率为56W D. 电阻R在100秒内产生的热量为5625J ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】A．根据电流的热效应，一个周期内产生的热量为 代入数据解得 ‎ ‎ A错误；‎ B．电流表读数为 B正确；‎ C．电阻R消耗的电功率为 C错误；‎ D．电阻R在100s内产生的热量为 D正确。故选BD。‎ ‎10.如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=10∶1,原线圈通过一理想电流表A接在u=200sin(100πt)V的正弦交流电源上,一个二极管D和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端,理想电压表V和电阻R并联.假设该二极管D的正向电阻为零,反向电阻为无穷大,则(　　) ‎ A. 交流电压表示数为20 V B. 交流电压表示数为14.1 V C. 减小负载电阻的阻值R,电流表的读数变小 D. 将二极管短路,电流表的读数变大 ‎【答案】BD ‎【解析】‎ ‎【详解】由得副线圈电压有效值为U2=20V，因为二极管具有单向导电性，由此根据焦耳定律得：，解得U′=14.1V，交流电压表示数为14.1 V，故A错误，B正确；减小负载电阻的阻值R，副线圈输出功率变大，原线圈输入功率也变大，电流表的读数变大，故C错误；将二极管短路，输出功率将变大，而原线圈输入电压不变，则初级电流变大，电流表读数变大，故D正确．‎ 故选BD.‎ 三、计算题 ‎11.如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab 的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计，求：‎ ‎（1）感应电动势的最大值；‎ ‎（2）从图示位置起转过周的时间内负载电阻R上产生的热量；‎ ‎（3）从图示位置起转过周的时间内通过负载电阻R的电荷量；‎ ‎（4）电流表的示数．‎ ‎【答案】（1）π2Bnr2 （2）（3）（4）‎ ‎【解析】‎ ‎【详解】(1) 线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流．‎ 此交变电动势的最大值为 Em＝BSω＝B··2πn＝π2Bnr2.‎ ‎(2)在线圈从图示位置转过周的时间内，电动势的有效值为：‎ E＝‎ 电阻R上产生的热量：‎ Q＝‎ ‎(3)在线圈从图示位置转过周的时间内，电动势的平均值为：‎ E＝‎ 通过R的电荷量：‎ q＝I·Δt＝‎ ‎(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E′，由有效值的定义得：‎ 解得：‎ E′＝‎ 故电流表的示数为：‎ I＝.‎