高二物理交变电流试题

高二物理交变电流试题

1. 两只相同的电阻，分别通过简谐波形的交流电和方形波的交流电．两种交变电流的最大值相等，波形如图13-1所示．在简谐波形交流电的一个周期内，简谐波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比为等于（ ）

A．3︰1 B．1︰2

C．2︰1 D．4︰3

【答案】B

【解析】根据电流的热效应相同，简谐波一个周期内产生的焦耳热Q1=

方波形交流电一个周期内产生的焦耳热Q2=,所以=1/2，B对。

思路分析：根据简谐波形交流电有效值，方形波形交流电的有效值I2=1A．

进行判断，得出结果。

试题点评：考查根据有效值求电功的相关计算

2. 某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图13-2所示，下列说法中正确的是

A．交变电流的频率为0.02Hz

B．交变电流的瞬时表达式为

C．在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大

D．若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W

【答案】D

【解析】由图知：，A错；交流电瞬时值的表达式为：，B错；当时，电流有最大值，穿过线圈的磁通量有最小值。C错；发电机线圈产生的热功率为：P===5W;D对。

思路分析：根据图像判断出频率，写出电流的瞬时表达式，根据电磁感应现象的原理判断出磁通量，最后利用有效值计算出电阻上消耗的电功率。

试题点评：考查交流电有效值的相关计算

3. 供打点计时器使用的学生电源变压器，输入电压为220V正弦交流电，输出电压有2V、4V、6V、8V等多个量程供选择使用，那么下列说法错误的是 ( )

A．输入电压的有效值是220V B．输入电压的最大值是380V

C．输出电压的频率与输入电压的频率相等

D．选择不同的输出电压是通过改变变压器副线圈的匝数实现的

【答案】B

【解析】平时所说的交流电压是指有效值，A对；有效值为220V，那么最大值为220×=314V，B错；因为变压器的原副线圈用的是同一个铁芯，所以磁通量的变化率是一样的，频率也是一样的，C对；原副线圈利用匝数比实现电压值比，所以D对；故此题选B。

思路分析：根据交流电的有效值与最大值之间的关系；利用变压器工作原理进行解题。

试题点评：考查电流的有效值与最大值以及变压器的工作原理

4. 如图13-4所示，两个相同变压器的副线圈接有相同的灯泡L1、L2，原线圈接有定值电阻R，导轨和金属棒MN的电阻不计．现使金属棒沿轨道向右匀速运动，乙图中金属棒移动速度大于甲图中棒的移动速度，则在棒运动的过程中（ ）

A．L1、L2都发光，L2比L1亮 B．L1、L2都不发光

C．L2发光，L1不发光 D．L1发光，L2不发光

【答案】D

【解析】变压器利用到了互感原理，当原线圈存在变化的电流时，副线圈上才能产生感应电流。在甲图中产生的感应电流是变化的，故灯可以发光，而在乙图中产生的是恒定的电流，故灯不能发光，所以选D.

思路分析：根据电磁感应现象的原理，根据变压器的工作原理做出选择

试题点评：考查变压器的工作原理。

5. 根据麦克斯韦电磁理论，下列说法正确的是 （ ）

A．电场周围一定产生磁场，磁场周围一定产生电场

B．变化的电场周围一定产生磁场，变化的磁场周围一定产生电场

C．变化的电场周围一定产生变化的磁场

D．电磁波在真空中的传播速度为

【答案】BD

【解析】根据麦克斯韦的电磁理论，只有变化的电场周围产生磁场，变化的磁场周围产生电场，但变化的电场周围不一定产生变化的磁场。电磁波的速度和光速一样都是

思路分析：根据麦克斯韦电磁理论直接判断

试题点评：考查对麦克斯韦电磁理论的理解

6. 雷达是利用无线电波的回波来探测目标方向和距离的一种装置，雷达的天线犹如喊话筒，能使电脉冲的能量集中向某一方向发射；接收机的作用则与人耳相仿，用以接收雷达发射机所发出电脉冲的回波。测速雷达主要是利用多普勒效应原理，可由回波的频率改变数值，计算出目标与雷达的相对速度。以下说法不正确的是 （ ）

A．雷达发射的是不连续的电磁波

B．雷达用的是微波波段的无线电波

C．目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率

D．目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将高于发射信号频率

【答案】C

【解析】雷达采用微波的形式发射电磁波。根据多普勒效应：观察着和波源靠近时接收频率会高于发射频率；观察着和波源远离时接收频率会小于发射频率。 所以ABD对，C错。

思路分析：雷达发射的是连续的电磁波，采用微波进行发射。当目标离雷达天线而去时，反射信号频率将高于发射信号频率目标向雷达天线靠近时，反射信号频率将小于发射信号频率（发生了多普勒效应）。

试题点评：考查对多普勒效应的理解

7. （6分）如图13-6所示，LC振荡回路中振荡电流的周期为，自振荡电流沿反时针方向达到最大值开始计时时，电容器正处于 状态（填充电、放电、充电完毕或放电完毕）。这时电容器的下极板 （填带正电、带负电或不带电） 【答案】充电，带负电 【解析】电流最大，回路中磁场能最大，开始向电场能转化，所以电容器开始充电，根据自感现象，流过线圈的电流开始减小，会产生同向的感应电动势，下极板带负电，上极板带正电。

思路分析：根据LC振荡电路能量守恒与转化的关系判断电容器的充放电

试题点评：考查LC振荡电路的相关能量转化问题

8. （15分）如图13-7甲所示的电路中，D为二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），，，当在AB间加上如图13-7乙所示的交流电压时，求：

（1）在0～1×10－2s时间内通过R1的电流；

（2）1s内电阻R3所消耗的电能．

【答案】（1）（2）4．92J

【解析】（1）在0～1×10－2s时间内D处于导通状态，

则电路总电阻为 （2分）

通过R3的电流 （2分）

代入数据解得：I=1A （1分）

则通过R1的电流 （2分）

（2）在1×10－2s～2×10－2s时间内D处于截止状态，则通过R3的电流（2分）

代入数据得，A （2分）

t=1s内R3消耗的电能 （2分）

代入数据解得，E=4．92J （2分）

思路分析：根据串并联关系求出电路中的总电阻，再利用欧姆定律求出通过R1中的电流；根据二极管的截止状态，利用能量守恒求解第二问。

试题点评：考查含有二极管的电路问题

9. （16分）如图13-8所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P是一个变压器铁芯，入户的两根电线（火线和零线）采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接户内的用电器．Q是一个脱扣开关的控制部分（脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线上，开关断开时，用户的供电被切断），Q铁芯另一侧到副线圈的两端之间，当a、b间没有电压时，Q使得脱扣开关闭合，当a、b间有电压时脱扣开关立即断开，使用户断电．

（1）用户正常用电时，a、b之间有没有电压?为什么?

（2）如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开?为什么?

（3）已知原线圈的双线各在铁芯上绕了匝，加在另一侧的副线圈绕了匝．已知正常用电时通过火线和零线的电流都是I，某人站在地面上，手误触火线而触电时通过人体的电流为．把这个变压器视为理想变压器，在人触电的这段时间内，已知a、b两端的电压是2V，求火线线圈两端的电压和通过Q的电流各多大?

【答案】（1）a、b间没有电压（2）会断开（3）

【解析】（1）由题文中提取的有用信息是：“火线和零线采用双线”，在铁芯中没有交变磁通产生．因此，在Q中不会产生电磁感应，a、b间没有电压． （5分）

（2）手误触火线时，相当于把入户线短接，通过人体的电流不通过原线圈，在Q中会产生电磁感应，a、b间有电压，Q会断开． （5分）

（3）根据变压器规律，，可得火线线圈两端的电压为 （3分）

通过Q的电流为 （3分）

思路分析：（1）根据电磁感应原理判断出a、b间没有电压；

（2）根据输出功率决定输入功率，进行判断。

（3）根据变压器工作原理匝数比和电流比的关系求出电流

试题点评：考查电磁感应现象产生的原理；根据变压器的工作原理进行解析。

10. （16分）“嫦娥一号”探月卫星与稍早前日本的“月亮女神号”探月卫星不同，“嫦娥一号”卫星是绕月极地轨道上运动的加上月球的自转，因而“嫦娥一号”卫星能探测到整个月球的表面。12月11日“嫦娥一号”卫星CCD相机已对月球表面进行成像探测，并获取了月球背面部分区域的影像图。卫星在绕月极地轨道上做圆周运动时距月球表面高为H，绕行的周期为TM；月球地公转的周期为TE，半径为R0。地球半径为RE，月球半径为RM。试解答下列问题：

（1）若忽略地球及太阳引力对绕月卫星的影响，试求月球与地球质量之比；

（2）当绕月极地轨道的平面与月球绕地公转的轨道平面垂直，也与地心到月心的连线垂直（如图所示）。此时探月卫星向地球发送所拍摄的照片，此照片由探月卫星传送到地球最少需要多长时间？已知光速为c。

【答案】（1）；（2）

【解析】（1）由牛顿第二定律得……（2分） 万有引力写律公式为：……（2分）

月球绕地公转进由万有引力提供向心力，故……（2分）

同理，探月卫星绕月运动时有：…（2分）

由上两式联立解得：……（2分）

（2）设探月极地轨道上卫星到一地心的距离为L0，则卫星到地面的最短距离为L0－RE，由几何知识得：……（3分）

将照片发回地面的时间

t……（3分）

思路分析：（1）根据牛顿第二定律，利用万有引力提供向心力联立求解。

（2）根据几何关系，利用勾股定理求出距离，根据速度路程求出照片发回地面的时间

试题点评：考查牛顿第二定律的应用，此题还要注意作图要准确。