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湖北省黄冈中学高二月月考物理试卷（解析版）
高中物理考试
考试时间：
分钟
满分：
55 分
*注意事项：
1、填写答题卡的内容用2B铅笔填写 2、提前 xx 分钟收取答题卡
第Ⅰ卷 客观题
第Ⅰ卷的注释
一、选择题（共6题，共30分）
1、 如图用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图1所示，则（ ）
A. 变压器输入功率约为3．9 W B. 输出电压的最大值是110 V C. 变压器原、副线圈匝数比是1∶2 D. 负载电流的函数表达式i＝0．05sin（100πt＋ 2、 如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为3∶1，图中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3正常发光，若保持电源输出电压U不变，滑动变阻器的滑片向上滑动，则L1、L2、L3亮度的变化为 （ ）
A．L1变亮 B．L2、L3变亮 C．L1变暗 D．L2、L3不变 3、 一根电阻丝接入100V的恒定电压电路中，在1min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是（ ） A．141．4V B．100V C．70．7V D．50V 4、 如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所电压u0＝11000
A．原、副线圈匝数比为50∶1 B．副线圈中电流的频率是50Hz C．原线圈的导线比副线圈的要粗 D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和 5、 有一个交变电流U＝311sin314t（V），则下列说法中正确的是（ ） A．这个交变电流的频率是50Hz B．它可以使“220V,100W”的灯泡正常发光 C．用交流电压表测量时，读数为311V D．使用这个交变电流的用电器，每通过一库仑的电量时，电流做功220J 6、 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（有内阻）组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声，则以下判断正确的是（ ）
A．变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u＝9 B．电压表示数为9V C．RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声 D．RT处温度升高时，变压器的输入功率变小
二、解答题（共5题，共25分）
7、 如图所示，圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1m，在匀强磁场中绕过直径的轴OO′匀速转动，磁感应强度B＝0.1T，角速度为
(1)线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？ (2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示，图示位置为t＝0时刻)； (3)线圈转动过程中产生的热功率多大． 8、 如图所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比nA∶nB∶nC＝ 4∶2∶1，在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A与交变电源连接时，交变电流表A2的示数为I0，则交变电流表A1的示数为多少？
9、 如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0．10m、匝数n＝20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝
（1）小电珠中电流的峰值； （2）电压表的示数； （3）t＝0．1s时外力F的大小； （4）在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高，可采取什么办法（至少说出两种方法）? 10、 如图所示，匝数为100匝、面积为0．01m2的线圈，处于磁感应强度B1为
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式； （2）导体棒MN的稳定速度； （3）导体棒MN从静止到达到稳定速度所用的时间。 11、 一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100W，使用的区间变压器匝数比为165∶6，恰好能使额定电压为220V的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250W，若变压器输入电压仍为6600V，区间输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？ |
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湖北省黄冈中学高二月月考物理试卷（解析版）
1、
如图用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图1所示，则（ ）
A. 变压器输入功率约为3．9 W
B. 输出电压的最大值是110 V
C. 变压器原、副线圈匝数比是1∶2
D. 负载电流的函数表达式i＝0．05sin（100πt＋
）A
A
试题分析：负载的功率
，输入功率等于输出功率，A正确；输出电压的最大值
，B错误；变压器原、副线圈匝数比等于电压之比
，C错误；负载电流的函数表达式
，D错误；故选A。
2、
如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为3∶1，图中完全相同的三只灯泡L1、L2、L3正常发光，若保持电源输出电压U不变，滑动变阻器的滑片向上滑动，则L1、L2、L3亮度的变化为 （ ）
A．L1变亮 B．L2、L3变亮
C．L1变暗 D．L2、L3不变
BC
试题分析：滑动变阻器的滑片向上滑动，接入电路部分电阻增大，输出电流减小，变压器匝数比不变，变流比不变，原线圈电流减小，L1变暗，A错误；C正确；L1两端电压减小，电源输出电压U不变，变压器的输入电压增大，输出电压增大，L2、L3消耗的功率变大，变亮，B正确；D错误；故选BC。
3、
一根电阻丝接入100V的恒定电压电路中，在1min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电流的电路中，在2min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是（ ）
A．141．4V B．100V C．70．7V D．50V
B
试题分析：设正弦交流电电压有效值为
,对于恒定电流：
，对于正弦交变电流：
由以上两式联立得
，得到
,交流电压的峰值是
，故选B。
4、
如图所示，为了减少输电线路中电力损失，发电厂发出的电通常是经过变电所升压后通过远距离输送，再经变电所将高压变为低压．某变电所电压u0＝11000
sin100πtV的交流电降为220V供居民小区用电，则变电所变压器 （ ）
A．原、副线圈匝数比为50∶1
B．副线圈中电流的频率是50Hz
C．原线圈的导线比副线圈的要粗
D．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和
AB
试题分析：降压变压器输入电压的最大值为
，则有效值为11000V，则：
,A正确；交流电的频率
，经过变压器后，交流电的频率不变，B正确；降压变压器中副线圈的电流大于原线圈的电流，则副线圈导线比原线圈导线粗，C错误；副线圈的电流等于居民小区各用电器电流总和，而原副线圈的电流不等，所以输入原线圈的电流不等于居民小区各用电器电流的总和，D错误；故选AB。
5、
有一个交变电流U＝311sin314t（V），则下列说法中正确的是（ ）
A．这个交变电流的频率是50Hz
B．它可以使“220V,100W”的灯泡正常发光
C．用交流电压表测量时，读数为311V
D．使用这个交变电流的用电器，每通过一库仑的电量时，电流做功220J
ABD
试题分析：由瞬时值表达式可知，
,
，频率
,A正确；电压的有效值是：
，接入“220V,100W”的灯泡可正常发光，B正确；交流电表读数为有效值，C错误；没通过1C的电量，电流做功
，D正确；故选ABD。
6、
如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻RT（阻值随温度的升高而减小）及报警器P（有内阻）组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声，则以下判断正确的是（ ）
A．变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u＝9
sin（100πt）V
B．电压表示数为9V
C．RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声
D．RT处温度升高时，变压器的输入功率变小
AC
试题分析：原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压
，周期
，故角速度是
，则电压的瞬时值为：
，A正确；变压器的输入电压有效值为：
；根据变压比公式
，输出电压为：
，由于报警器的分压作用，热敏电阻的电压小于9V，B错误；Rt处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大；故RT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声，C正确；Rt处温度升高时，阻值减小，电流表的示数变大，但不会影响输入电压值，故输出电压也不变，故输出功率变大，输入功率等于输出功率，也变大；D错误；故选AC。
7、
如图所示，圆形线圈共100匝，半径为r＝0.1m，在匀强磁场中绕过直径的轴OO′匀速转动，磁感应强度B＝0.1T，角速度为
，电阻为R＝10Ω，求：
(1)线圈由图示位置转过90°时，线圈中的感应电流为多大？
(2)写出线圈中电流的表达式(磁场方向如图所示，图示位置为t＝0时刻)；
(3)线圈转动过程中产生的热功率多大．
（1）3 A （2）
（3）45 W
试题分析：（1）当从图示位置转过90°时，线圈中有最大感应电流，最大感应电动势为
．
（2）由题意知：
，即．
（3）感应电流的有效值：
发热功率：
．
8、
如图所示，一理想变压器上绕有A、B、C三个线圈，匝数比nA∶nB∶nC＝ 4∶2∶1，在副线圈B和C的两端各接一个相同的电阻R，当原线圈A与交变电源连接时，交变电流表A2的示数为I0，则交变电流表A1的示数为多少？
试题分析：由
可得
，
对于理想变压器有
即
所以
解得：
9、
如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r＝0．10m、匝数n＝20匝的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙所示）．在线圈所在位置磁感应强度B的大小均为B＝
T，线圈的电阻为R1＝0．50Ω，它的引出线接有R2＝9．5Ω的小电珠L．外力推动线圈框架的P端，使线圈沿轴线做往复运动，便有电流通过小电珠．当线圈运动速度v随时间t变化的规律如图丙所示时（摩擦等损耗不计）．求：
（1）小电珠中电流的峰值；
（2）电压表的示数；
（3）t＝0．1s时外力F的大小；
（4）在不改变发电装置结构的条件下，要使小电珠的功率提高，可采取什么办法（至少说出两种方法）?
（1）0．16A（2）1．07V（3）0．128N （4）提高vm、用变压器
试题分析：（1）由题意及法拉第电磁感应定律知道，由于线圈在磁场中做往复运动，产生的感应电动势的大小符合正弦曲线变化规律，线圈中的感应电动势的峰值：
，
电路总电阻为：
，
那么小电珠中电流的峰值为：
（2）电压表示数为有效值：
（3）当
也就是T/4时，外力F的大小为：
（4）提高vm、用变压器；
10、
如图所示，匝数为100匝、面积为0．01m2的线圈，处于磁感应强度B1为
T的匀强磁场中。当线圈绕O1O2以转速n为300r/min匀速转动时，电压表、电流表的读数分别为7V、1A。电动机的内阻r为1Ω，牵引一根原来静止的、长L为1m、质量m为0．2kg的导体棒MN沿轨道上升。导体棒的电阻R为1Ω，架在倾角为30°的框架上，它们处于方向与框架平面垂直、磁感应强度B2为1T的匀强磁场中。当导体棒沿轨道上滑1．6m时获得稳定的速度，这一过程中导体棒上产生的热量为4J。不计框架电阻及一切摩擦，g取10m/s2。求：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；
（2）导体棒MN的稳定速度；
（3）导体棒MN从静止到达到稳定速度所用的时间。
（1）
（2）
（3）
试题分析：（1）线圈转动过程中电动势的最大值为：
则从线圈处于中性面开始计时的电动势瞬时值表达式为：
（2）电动机的电流：
电动机的输出功率：
又
而棒产生的感应电流：
稳定时棒处于平衡状态，故有：
由以上各式代入数值，解得棒的稳定速度：
，
（舍去）
（3）由能量守恒定律得：
其中
解得：
11、
一居民小区有440户，以前每户平均消耗电功率为100W，使用的区间变压器匝数比为165∶6，恰好能使额定电压为220V的用电器正常工作，现在因家用电器增加，每户平均消耗的电功率为250W，若变压器输入电压仍为6600V，区间输电线路不变，为了使家用电器正常工作，需换用区间变压器，则此变压器的匝数比为多少？
220∶9
试题分析：未换时输电电流：
输送电压：
由
，得
换变压器后
线路电压损失
变压器输出电压
变压器匝数比