1. (09·崇文模拟)如图所示,为两个有界匀强磁场,磁感应强度大小均为B,方向分别垂直纸面向里和向外,磁场宽度均为L,距磁场区域的左侧L处,有一边长为L的正方形导体线框,总电阻为R,且线框平面与磁场方向垂直,现用外力F使线框以速度v匀速穿过磁场区域,以初始位置为计时起点,规定:电流沿逆时针方向时的电动势E为正,磁感线垂直纸面向里时磁通量Φ的方向为正,外力F向右为正。则以下关于线框中的磁通量Φ、感应电动势E、外力F和电功率P随时间变化的图象正确的是 ( D )
2.(郴州市2009届高三调研试题).如图所示,两条柔软的导线与两根金属棒相连,组成闭合电路,且上端金属棒固定,下端金属棒自由悬垂.如果穿过回路的磁场逐渐增强,下面金属棒可能的运动情况是 ( C )
A.向左摆动 B.向右摆动
C.向上运动 D.不动
9.(09·福建·16)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0,则外接一只电阻为95.0的灯泡,如图乙所示,则 ( D )
A.电压表v的示数为220v
B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为484w
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J
解析:电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图像知电动势的最大值Em=V,有效值E=220V,灯泡两端电压,A错;由图像知T=0.02S,一个周期内电流方向变化两次,可知1s内电流方向变化100次,B错;灯泡的实际功率,C错;电流的有效值,发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为,D对。
2009年联考题
7.(09·四川·17)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,R1=20 ,R2=30 ,C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示,则 ( C )
A.交流电的频率为0.02 Hz
B.原线圈输入电压的最大值为200 V
C.电阻R2的电功率约为6.67 W
D.通过R3的电流始终为零
解析:根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同,周期为0.02s、频率为50赫兹,A错。由图乙可知通过R1的电流最大值为Im=1A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um=20V,再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V、B错;因为电容器有通交流、阻直流的作用,则有电流通过R3和电容器,D错;根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为I=、电压有效值为U=Um/V,电阻R2的电功率为P2=UI=W、C对。
6.(09·山东·19)某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n,n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为220V的用电器正常工作,则 ( AD )
A.
B.
C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
解析:根据变压器工作原理可知,,由于输电线上损失一部分电压,升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压,有,所以,A正确,BC不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率,D正确。
考点:变压器工作原理、远距离输电
提示:理想变压器的两个基本公式是:⑴ ,即对同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。⑵,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时,才有。
远距离输电,从图中应该看出功率之间的关系是:P1=P2,P3=P4,P1/=Pr=P2。电压之间的关系是:。电流之间的关系是:。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用,而不能用。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失。
5.(09·海南物理·12)钳型表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时,与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比,所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流,电表读数为10A;若用同一电表在英国测量同样大小的电流,则读数将是 A。若此表在中国的测量值是准确的,且量程为30A;为使其在英国的测量值变为准确,应重新将其量程标定为 A.
答案:12 25
4.(09·海南物理·9)一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V,经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻.到目的地经变压器降压,负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W)。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器和的耗损可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则( ABD )
A.原、副线圈电流分别为和20A
B.原、副线圈电压分别为和220V
C.和的变压比分别为1:50和40:1
D.有盏灯泡(220V、60W)正常发光
3.(09·江苏物理·6)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5,原线圈两端的交变电压为 氖泡在两端电压达到100V时开始发光,下列说法中正确的有 ( AB )
A.开关接通后,氖泡的发光频率为100Hz
B.开关接通后,电压表的示数为100 V
C.开关断开后,电压表的示数变大
D.开关断开后,变压器的输出功率不变
解析:本题主要考查变压器的知识,要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。由交变电压的瞬时值表达式知,原线圈两端电压的有效值为V=20V,由得副线圈两端的电压为V,电压表的示数为交流电的有效值,B项正确;交变电压的频率为 Hz,一个周期内电压两次大于100V,即一个周期内氖泡能两次发光,所以其发光频率为100Hz,A项正确;开关断开前后,输入电压不变,变压器的变压比不变,故输出电压不变,C项错误;断开后,电路消耗的功率减小,输出功率决定输入功率,D项错误。
2.(09·广东物理·9)图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电,下列表述正确的是 ( ABD )
A.增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗
C.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小
D.高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好
解析:依据输电原理,电路中的功率损耗,而,增大输电线的横截面积,减小输电线的电阻,则能够减小输电线上的功率损耗,A正确;由P=UI来看在输送功率一定的情况下,输送电压U越大,则输电电流越小,则功率损耗越小,B正确;若输电电压一定,输送功率越大,则电流I越大,电路中损耗的电功率越大,C错误;输电电压并不是电压越高越好,因为电压越高,对于安全和技术的要求越高,因此并不是输电电压越高越好,D正确。
1.(09·天津·9)(1)如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动,线框中感应电流的有效值I= 。线框从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量q= 。
答案:(1),
解析:本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。
电动势的最大值,电动势的有效值,电流的有效值;。
5.电视和雷达
⑴电视:
在电视的发射端,用摄像管将光信号转换为电信号,利用电信号对高频振荡进行调制然后通过天线把带有信号的电磁波发射出去; 在电视的接收端,通过调谐、检波、解调等过程将电信号送到显像管,再由显像管将电信号还原成图象。
⑵雷达:
雷达是利用无线电波来测定物体位置的无线电设备,是利用电磁波遇到障碍物后发生反射的现象工作的。
[例5]关于电磁场的理论,下列说法中正确的是( BD )
A.变化的电场周围产生的磁场一定是变化的
B.变化的电场周围产生的磁场不一定是变化的
C.均匀变化的磁场周围产生的电场也是均匀变化的
D.振荡电场在周围空间产生同样频率的振荡磁场
解析:麦克斯韦电磁理论指出,如果电场的变化是均匀的,产生的磁场是稳定的;如果电场的变化是不均匀的,产生的磁场是变化的;振荡电路是按正弦(或余弦)规律变化的,它产生的磁场也按正弦(或余弦)规律变化.
说明:变化电场有均匀变化和非均匀变化两种,其产生的磁场就有稳定和变化之分.新产生的场在某一时刻的大小取决于原来的场在这一时刻的变化率.均匀变化的场,其变化率是一个定值,故新产生的场就是一个稳定场.
[例6]LC振荡电路中线圈的电感为2×10-6Hz,欲使它发射出长波长为15 m的电磁波,电容器的电容应多大?
解析:电磁波在真空(或空气)中传播时,不论其频率大小如何,速度均为C(C=3.00×108m/s),且波长和频率成反比关系,由此求得频率.然后由LC振荡电路的频率公式,即可求得电容C的大小. 因为C=λf,所以f=c/λ=2×107Hz。
又f=1/2π 得C=1/4π2Lf2=3.1×10-11F=31 pF
[例7]. 一台收音机,把它的调谐电路中的可变电容器的动片从完全旋入到完全旋出,仍然收不到某一较高频率的电台信号。要想收到该电台信号,应该______(增大还是减小)电感线圈的匝数。
分析:调谐电路的频率和被接受电台的频率相同时,发生电谐振,才能收到电台信号。由公式可知,L、C越小,f越大。当调节C达不到目的时,肯定是L太大,所以应减小L,因此要减小匝数。
[例8] 某防空雷达发射的电磁波频率为f=3×103MHZ,屏幕上尖形波显示,从发射到接受经历时间Δt=0.4ms,那么被监视的目标到雷达的距离为______km。该雷达发出的电磁波的波长为______m。
分析:由s= cΔt=1.2×105m,这是电磁波往返的路程,所以目标到雷达的距离为s /2=0.6×105m=60km;由c=fλ可得λ= 0.1m
[例9] 电子感应加速器是利用变化磁场产生的电场来加速电子
的。如图所示,在圆形磁铁的两极之间有一环形真空室,用交变电
流励磁的电磁铁在两极间产生交变磁场,从而在环形室内产生很强
的电场,使电子加速.被加速的电子同时在洛伦兹力的作用下沿圆
形轨道运动。设法把高能电子引入靶室,就能进一步进行实验工作。
已知在一个轨道半径为r=0.84m的电子感应加速器中,电子在被加
速的4.2ms内获得的能量为120MeV.设在这期间电子轨道内的高频交变磁场是线性变化的,磁通量的最小值为零,最大值为1.8Wb,试求电子在加速器中共绕行了多少周?
分析:根据法拉第电磁感应定律,环形室内的感应电动势为E== 429V,设电子在加速器中绕行了N周,则电场力做功NeE应该等于电子的动能EK,所以有N= EK/Ee,带入数据可得N=2.8×105周。
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