高三物理第一轮《交流电远距离输电电磁波》单元检测

用心爱心专心Babcdt0ICt0IDt0IAt0IB图1VR交变电源Um-UmU/Vt/×10-2s120图2高三物理第一轮《交流电远距离输电电磁波》单元检测总分：100分时间：90分钟命题人：李忠献刘水田2009.1.12一、选择题（本题共12小题，每小题4分，共48分。在每小题给出的四个选项中，有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，全部选对的得满分，选不全的得2分，有错选或不答的得0分）1、处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直。在t=0时刻，线圈平面与纸面重合（如图），线圈的cd边离开纸面向外运动。若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是（）2、正弦交流电源与电阻R、交流电压表按图1所示的方式连接，R=100Ω，交流电压表的示数是100V。图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则（）A.通过R的电流i随时间t变化的规律是i=2cos100πt(A)B.通过R的电流i随时间t变化的规律是i=2cos50πt(A)C.R两端的电压u随时间t变化的规律是u=1002cos100πt(V)D.R两端的电压u随时间t变化的规律是u=1002cos50πt(V)3、小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处用户附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户.设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器电功率的增加将导致（）A.升压变压器初级线圈中的电流变小B.升压变压器次级线圈两端的电压变小C.高压输电线路的电压损失变大D.降压变压器次级线圈两端的电压变小4．如图所示的电路中，理想变压器的两端共接有4只规格相同的灯泡，在开关S闭合的情况下，4只灯泡的亮度相同，若将开关S断开，灯泡都不会损坏，则（）用心爱心专心A．灯泡L1比S闭合时暗一些B．灯泡L1比S闭合时亮一些C．灯泡L2、L3的亮度不变D．灯泡L2、L3比S闭合时亮一些5.如图所示为电热毯电路示意图，交流电压u=311sinl00πt(v)，当开关S接通时．电热丝的电功率为P0；下列说法正确的是：()A．开关接通时，交流电压表的读数为220VB．开关接通时，交流电压表的读数为311VC.开关断开时，交流电压表的读数为311V，电热丝功率为P0/2D．开关断开时，交流电压表的读数为156V，电热丝功率为P0/26.某同学想用220V交流电作为小型收录机的电源，他先制作了一个将交流电变为直流电的整流器，但该整流器需用6V交流电源，于是再添置了一台220V/6V变压器(如图6)，看到它上面只有a、b、c、d四个引出线头，又没有表明接法的说明书，你能判断下列几种接法中正确的是()图6A、a、d接220V，b、c接6VB、a、d接6V，b、c接220VC、a、c接220V，b、d接6VD、a、c接6V，b、d接220V7.如图所示，有一理想变压器，原线圈与副线圈的匝数比为n.原线圈接在电压为U的交流电源上，副线圈上接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R。当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是（）A．原线圈中的电流为nIB.变压器的输入功率为UI/n.C.电动机消耗的功率为I2RD.电动机两端电压为IR8．我国部分省市的供电系统由于气候原因遭到严重破坏。为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图所示，图中R0表示输电线的电阻。滑动触头P置于a处时，用户的用电器恰好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则()A．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向上滑动B．当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动～发电机A2A1V2V1P用户R0a用心爱心专心C．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑D．如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑9．如图9所示为理想变压器原线圈所接正弦交变电压的波形。原、副线圈匝数比n1∶n2=10：1，串联在原线圈电路中电流表的示数为1A，则（）A．与副线圈并联的电压表在t=0.510-2s时的示数为2202VB．副线圈所接用电器在1min内消耗的电能为1.32104JC．1s内通过副线圈所接用电器的电量为60CD．副线圈中电流有效值为10A10．如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者并联，接在“220V，50Hz”的交变电压两端，三只灯泡亮度相同，若将交变电压改为“220V，500Hz”，则()ABCa亮度不变，b变亮，c变暗Da亮度不变，b变暗，c变亮11．雷达是是运用电磁波来工作的，它发射的电磁波频率多在300MHz至1000MHz的范围内，已知真空中光速c=3×108m/s，下列说法正确的是()A.电磁波可由恒定不变的电场和磁场产生B.电磁波可由周期性变化的电场或磁场产生C.雷达发射的电磁波在真空中的波长范围多在0．3m至lm之间D.雷达与目标之间的距离可由电磁波从发射到接收的时间间隔确定12．如图甲所示，在变压器的输入端串接上一只整流二极管D，在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u1=Um1sinωt，设t=0时刻为a“＋”、b“－”，则副线圈输出的电压的波形(设c端电势高于d端电势时的电压为正)是下图中的（）二．实验题（共14分）t/×10-2sU/V02202-22021234图9用心爱心专心1．（8分）下图是示波器面板，左上图是一个信号源。⑴若要观测此信号源发出的正弦交流信号的波形的应将信号源的a端与示波器面板上的______接线柱相连，b端_____接线柱相连。⑵若示波器显示的输入波形如左下图所示，要将波形上移，应调节面板上的__________旋钮；要使此波形横向展宽，应调节__________旋钮；要使屏上能够显示3个完整的波形，应调节_________旋钮。2．（6分）某示波器工作时，屏上显示出如图所示的波形，且亮度较弱。要将波形由A图位置调节到B图的位置和波形，示波器面板上的旋钮需要调节的是A．辉度旋钮B．聚焦旋钮C．辅助聚焦旋钮D．竖直位移旋钮E．Y增益旋钮F．X增益旋钮G．水平位移旋钮H．扫描微调旋钮I．衰减旋钮J．扫描范围旋钮K．同步开关三．计算题（共38分）1．（12分）如图所示，在坐标xoy平面内存在B=2.0T的匀强磁场，OA与OCA为置于竖直平面内的光滑金属导轨，其中OCA满足曲线方程)(5πsin50.0myx，C为导轨的最右端，导轨123456897101112131415开Y增益X增益扫描微调扫描范围1010010k100k1k外x衰减101001000DCACY输入X输入地同步+-↓↑←→1ABab用心爱心专心OA与OCA相交处的O点和A点分别接有体积可忽略的定值电阻R1和R2，其R1=4.0Ω、R2=12.0Ω。现有一足够长、质量m=0.10kg的金属棒MN在竖直向上的外力F作用下，以v=3.0m/s的速度向上匀速运动，设棒与两导轨接触良好，除电阻R1、R2外其余电阻不计，g取10m/s2，求：（1）金属棒MN在导轨上运动时感应电流的最大值；（2）外力F的最大值；（3）金属棒MN滑过导轨OC段，整个回路产生的热量。2．（12分）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω。（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。（2）若改用5000高压输电，用户端利用n1:n2＝22：1的变压器降压，求用户得到的电压。3．（14分）如下左图所示，真空中有两水平放置的平行金属板C、D，上面分别开有正对的小孔O1和O2，金属板C、D接在正弦交流电源上，两板间的电压uCD随时间t变化的图线如下右图所示。t=0时刻开始，从D板小孔O1处连续不断飘入质量为m=3.2×10-25kg，电荷量为q=1.6×10-19C的带正电的粒子（设飘入速度很小，可视为零）。在C板外侧有以MN为上边界CM为左边界的匀强磁场，MN与C金属板平行，相距d=10cm，O2C的长度L=10cm，匀强磁场磁感应强度的大小为B=0.10T，方向如图所示，粒子的重力及粒子间相互作用力忽略不计。平行金属板C、D之间的距离足够小，粒子在两板间的运动时间可忽略不计。求：⑴带电粒子经小孔O2进入磁场后，能飞出磁场边界MN的最小速度为多大？⑵从0到0.06s末时间内哪些时间段飘入小孔O1的粒子能穿过电场并飞出磁场边界MN？⑶磁场边界MN有粒子射出的长度范围有多长。（计算结果保留一位有效数字）⑷在图中用阴影标出有粒子经过的磁场区域。~uCDCDMNBO2O1OuCD/Vt/sO0.030.06500.015-50CMN~uCDCDMNBO2O1OuCD/Vt/sO0.030.06500.015-50用心爱心专心高三物理第一轮《交流电远距离输电电磁波》单元检测参考答案一、选择题1．C2.AC3.CD4.AD5.AD6.B7.B8.AC9.BD10.D11.BCD12.B二．实验题1.⑴Y输入，地⑵6，X增益，扫描范围和扫描微调。2.ADEFGK三．计算题1.（1）金属棒MN沿导轨竖直向上运动，进入磁场中切割磁感线产生感应电动势。当金属棒MN匀速运动到C点时，电路中感应电动势最大，产生的感应电流最大。金属棒MN接入电路的有效长度为导轨OCA形状满足的曲线方程中的x值。因此接入电路的金属棒的有效长度为yxL5sin5.0Lm=xm=0.5mvBLEmmEm=3.0V并REImm且2121RRRRR并0.1mIA(2)金属棒MN匀速运动中受重力mg、安培力F安、外力F外作用BLIFmmm安0.1mF安NmgFFmm安外0.2mF外N（3）金属棒MN在运动过程中，产生的感应电动势ye5sin0.3有效值为2mEE有金属棒MN滑过导轨OC段的时间为tvytoc25ym65ts用心爱心专心滑过OC段产生的热量tREQ并有225.1QJ2.解：（1）输电线上的电流强度为I＝32010380PUA＝52.63A输电线路损耗的功率为P损＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I′＝320105000PUA＝4A用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U－I′R＝（5000－4×6）V＝4976V根据1122UnUn用户得到的电压为U2＝211nUn＝122×4976V＝226.18V3．⑴v0=5×103m/s（提示：R0=d对应的是最小速度。）⑵0.035s-0.055s（提示：0.03s前粒子无法进入磁场，0.03s后设电压为u0时对应的半径为d，则qu0=mv02/2，u0=25V，根据图像可知与-25V电压对应的时间分别为0.035s和0.055s）⑶0.059m（提示：设粒子在磁场中运动的最大速度为vm，对应的运动半径为Rm，则qum=mvm2/2，Rm=0.14m，与之对应的侧移是0.0414m，磁场边界MN有粒子射出的长度范围为：Δx=d-x=0.0586m。⑷正确的画出粒子经过的磁场区域。~uCDCDMNBO2O1