高中物理交變電流知識點(diǎn)總結(jié)及五年真題理論知識真題兩部分

[理化生]高中物理交變電流——知識點(diǎn)總結(jié)及五年真題理論知識真題兩部分交變電流、電磁學(xué)第一部分(理論知識點(diǎn)、重點(diǎn))一、知識網(wǎng)絡(luò)產(chǎn)生:線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動而產(chǎn)生的I=Isinωt瞬時(shí)值:m峰值:I=nsBω/Rm描有效值:I,I/2m述周期和頻率的關(guān)系:T=1/f交圖像:正弦曲線變電感對交變電流的作用:通直流、阻交流，通低頻、阻高頻電電容對交變電流的作用:通交流、阻直流，通高頻、阻低頻流應(yīng)原理:電磁感應(yīng)用變變壓比:U/U=n/n1212壓只有一個副線圈:I/I=n/n1221器變流比:有多個副線圈:In=In=In=……112233P2功率損失:P,R，，損線U電能的輸送P電壓損失:U,R損線U遠(yuǎn)距離輸電方式:高壓輸電二、重、難點(diǎn)知識歸納1(交變電流產(chǎn)生(一)、交變電流:大小和方向都隨時(shí)間作周期性變化的電流叫做交變電流，簡稱交流。如圖17-1所示(b)、(c)、(e)所示電流都屬于交流，其中按正弦規(guī)律變化的交流叫正弦交流。如圖(b)所示。而(a)、(d)iiiiiooodototttta))(()(bdc(e)(())151圖圖17-1為直流其中(a)為恒定電流。(二)、正弦交流的產(chǎn)生及變化規(guī)律。(1)、產(chǎn)生:當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，線圈中產(chǎn)生的交流是隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的。即正弦交流。(2)、中性面:勻速旋轉(zhuǎn)的線圈，位于跟磁感線垂直的平面叫做中性面。這一位置穿過線圈的磁通量最大，但切割邊都未切割磁感線，或者說這時(shí)線圈的磁通量變化率為零，線圈中無感應(yīng)電動勢。(3)、規(guī)律:從中性面開始計(jì)時(shí)，則e=NBSωsinωt。用ε表示峰值NBSω則e=εsinωt在純電阻mm,em電路中,電流I=sinωt=Isinωt，電壓u=Usinωt。,mmRR2、表征交變電流大小物理量(1)瞬時(shí)值:對應(yīng)某一時(shí)刻的交流的值用小寫字母x表示，eiu(2)峰值:即最大的瞬時(shí)值。大寫字母表示，U，εmmmε=nsBω，=ε/Rmmm注意:線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，所產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的峰值為ε=NBSω，m即僅由匝數(shù)N，線圈面積S，磁感強(qiáng)度B和角速度ω四個量決定。與軸的具體位置，線圈的形狀及線圈是否閉合都是無關(guān)的。(3)有效值:a、意義:描述交流電做功或熱效應(yīng)的物理量b、定義:跟交流熱效應(yīng)相等的恒定電流的值叫做交流的有效值。,IUmmmc、正弦交流的有效值與峰值之間的關(guān)系是ε=I=U=。222,UImmmI,注意:正弦交流的有效值和峰值之間具有ε=，U=的關(guān)系，非正弦(或余弦)交流222無此關(guān)系，但可按有效值的定義進(jìn)行推導(dǎo)，如對于正負(fù)半周最大值相等的方波電流，其熱效應(yīng)和與其最大值相等的恒定電流是相同的，因而其有效值即等于其最大值。即I=I。me、交流用電器的額定電壓和額定電流指的是有效值;交流電流表和交流電壓表的讀數(shù)是有效值。對于交流電若沒有特殊說明的均指有效值。f、在求交流電的功、功率或電熱時(shí)必須用交流電的有效值。(4)峰值、有效值、平均值在應(yīng)用上的區(qū)別。峰值是交流變化中的某一瞬時(shí)值，對純電阻電路來說，沒有什么應(yīng)用意義。若對含電容電路，在判斷電容器是否會被擊穿時(shí)，則需考慮交流的峰值是否超過電容器的耐壓值。交流的有效值是按熱效應(yīng)來定義的，對于一個確定的交流來說，其有效值是一定的。而平均值是,,,n由公式確定的，其值大小由某段時(shí)間磁通量的變化量來決定，在不同的時(shí)間段里是不相同的。,,t如對正弦交流，其正半周或負(fù)半周的平均電動勢大小,n,2Bs2nBs,為,,，而一周期內(nèi)的平均電動勢卻為零。在計(jì)算交流通過電阻產(chǎn)生的熱功率時(shí)，只能T,2用有效值，而不能用平均值。在計(jì)算通過導(dǎo)體的電量時(shí)，只能用平均值，而不能用有效值。在實(shí)際應(yīng)用中，交流電器銘牌上標(biāo)明的額定電壓或額定電流都是指有效值，交流電流表和交流電壓表指示的電流、電壓也是有效值，解題中，若題示不加特別說明，提到的電流、電壓、電動勢時(shí)，都是指有效值。(5)、表征交變電流變化快慢的物理量a、周期T:電流完成一次周期性變化所用的時(shí)間。單位:s.b、頻率f:一秒內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)。單位:,.Zc、角頻率ω:就是線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動的角速度。單位:rad/s.φm2,d、角速度、頻率、周期，的關(guān)系ω=2f=,Tot(6)、疑難辨析a()交流電的電動勢瞬時(shí)值和穿過線圈面積的磁通量的變化率εm成正比。當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，線圈磁通量也是按ot正弦(或余弦)規(guī)律變化的，若從中性面開始計(jì)時(shí)，t=0時(shí)，磁b()T圖17-212圖5通量最大，φ應(yīng)為余弦函數(shù)，此刻變化率為零(切線斜率為零)，t=時(shí)，磁通量為4零，此刻變化率最大(切線斜率最大)，因此從中性面開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式是正弦函數(shù)，如上圖17-2所示分別是φ=φcosωt和e=εsinωt。mm3、變壓器(1)變壓器的構(gòu)造:原線圈、副線圈、鐵心(2)(變壓器的工作原理在原、副線圈上由于有交變電流而發(fā)生的互相感應(yīng)現(xiàn)象，叫做互感現(xiàn)象，互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)。(3)(理想變壓器:磁通量全部集中在鐵心內(nèi)，變壓器沒有能量損失，輸入功率等于輸出功率。(4)(理想變壓器電壓跟匝數(shù)的關(guān)系:U/U=n/n1212說明:對理想變壓器各線圈上電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系，不僅適用于原、副圈只有一個的情況，而UUU312,,且適用于多個副線圈的情況。即有=??。這是因?yàn)槔硐胱儔浩鞯拇磐咳考性阼Fnnn123心內(nèi)。因此穿過每匝線圈的磁通量的變化率是相同的，每匝線圈產(chǎn)生相同的電動勢，因此每組線圈的電動勢與匝數(shù)成正比。在線圈內(nèi)阻不計(jì)的情況下，每組線圈兩端的電壓即等于電動勢，故每組電壓都與匝數(shù)成正比。(5)理想變壓器電流跟匝數(shù)的關(guān)系I/I=n/n(適用于只有一個副線圈的變壓器)1221說明:原副線圈電流和匝數(shù)成反比的關(guān)系只適用于原副線圈各有一個的情況，一旦有多個副線圈時(shí)，反比關(guān)系即不適用了，可根據(jù)輸入功率與輸出功率相等的關(guān)系推導(dǎo)出:UI=UI+UI+UI+??再根據(jù)11223344nnn324U=UU=UU=U??可得出:213144nnn111nI=nI+nI+nI+??11223344(6)(注意事項(xiàng)nn12(1)當(dāng)變壓器原副線圈匝數(shù)比()確定以后,其輸出電壓U是由輸入電壓U決定的(即U=U)2121nn21但若副線圈上沒有負(fù)載,副線圈電流為零輸出功率為零,則輸入功率為零,原線圈電流也為零,只有副n2線圈接入一定負(fù)載,有了一定的電流,即有了一定的輸出功率，原線圈上才有了相應(yīng)的電流(I=I)，12n1同時(shí)有了相等的輸入功率，(P=P)所以說:變壓器上的電壓是由原線圈決定的，而電流和功率是由入出副線圈上的負(fù)載來決定的。4、電能的輸送(1)輸送電能的過程:輸送電能的過程如下所示:發(fā)電站?升壓變壓器?高壓輸電線?降壓變壓器?用電單位。(2).高壓輸電的道理思路:輸電?導(dǎo)線(電阻)?發(fā)熱?損失電能?減小損失。輸電要用導(dǎo)線，導(dǎo)線當(dāng)然有電阻，如果導(dǎo)線很短，電阻很小可忽略，而遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，導(dǎo)線很長，電阻大不能忽略。電流通過很長的導(dǎo)線要發(fā)出大量的熱，所以，輸電時(shí)，必須設(shè)法減小導(dǎo)線發(fā)熱損失。由焦2耳定律Q=IRt，減小發(fā)熱Q有以下三種方法:一是減小輸電時(shí)間t，二是減小輸電線電阻R，三是減小輸電電流I。第一種方法等于停電，沒有實(shí)際價(jià)值。第二種方法從材料、長度、粗細(xì)三方面來說都有實(shí)際困難。適用的超導(dǎo)材料還沒有研究出來。排除了前面兩種方法，就只能考慮第三種方法了。從焦耳定律公式2Q=IRt可以看出，第三種辦法是很有效的:電流減小一半，損失的電能就降為原來的四分之一。所以說要減小電能的損失，必須減小輸電電流。但從另一方面講，輸電就是要輸送電能，輸送的功率必須足夠大，才有實(shí)際意義。根據(jù)公式P=UI，要使輸電電流I減小，而輸送功率P不變(足夠大)，就必須提高輸電電壓U。所以說通過高壓輸電可以保證在輸送功率不變，減小輸電電流來減小輸送電的電能損失。(3)變壓器能把交流電的電壓升高(或降低)在發(fā)電站都要安裝用來升壓的變壓器，實(shí)現(xiàn)高壓輸電。但是我們用戶使用的是低壓電，所以在用戶附近又要安裝降壓的變壓器。一是為了安全，二是用電器只能用低電壓。三、典型例題例1、交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的電壓流表示式為，保持其他條件不變，使該線圈的轉(zhuǎn)速和uUt,sin,m匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則此時(shí)電壓流的變化規(guī)律變?yōu)?)A(2sin2Ut,B(4sin2Ut,C(2sinUt,D(Utsin,mmmm解析:線圈的轉(zhuǎn)速和匝數(shù)同時(shí)增加一倍，則U增加4倍，線圈的轉(zhuǎn)速增加一倍，則ω為原來的兩倍。答m案為B。點(diǎn)撥:此題是一個基礎(chǔ)題，考查的是對電壓流表示式為的理解，最好親自動手推導(dǎo)公式，才uUt,sin,m有利于公式的記憶。小試身手P1.1、關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電流，以下說法正確的是()MAEA(線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流方向就改變一次，感應(yīng)電動勢方向不變BCDB(線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向就改變一次QNC(線圈每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向都要改變一次圖17-3D(線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向都要改變一次1.2、如圖17-3所示，矩形線圈ACDE放在磁感強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，線圈以相同的角速度，分別繞MN、PQ、AC、AE軸線勻速轉(zhuǎn)動，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢分別為E、E、E、E，則下列關(guān)系中正確的1234是()A(E=E，E=EB(E=E=E，E=012341234C(E=E=E=ED(E=E，E=E12342314例2、如圖17-4表示一交流隨時(shí)間變化的圖像，求此交流的有效值。解析:此題所給交流正負(fù)半周的最大值不相同，許多同學(xué)對交流電有效值的意義理解不深，只知道機(jī)械地套用正弦交流電的最大值是有效值的倍的關(guān)系，直接得出有效值，而對此題由于正負(fù)半周最2大值不同，就無從下手。應(yīng)該注意到在一個周期內(nèi)前半周期和后半周期的有效值是可求的，再根據(jù)有效值的定義，選擇一個周期的時(shí)間，利用在相同時(shí)間內(nèi)通過相同的電阻所產(chǎn)生的熱量相同，從焦耳定Ai律求得。TT2222IR?T=IR?+IR?12422321ost2411222)即I=(?+()?42222圖17-4135圖解得I=A5點(diǎn)撥:此題是一個簡單計(jì)算題，主要是考查對交變電流中最大值的有效值的關(guān)系的理解。小試身手e,2202sin100,t2.1、一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為(V)，則如下說法中正確的是()A(此交流電的頻率是100HzB(t=0時(shí)線圈平面恰與中性面重合C(如果發(fā)電機(jī)的功率足夠大，它可使“220V100W”的燈泡正常發(fā)光2202D(用交流電壓表測量的讀數(shù)為V2.2、一個電熱器接在10V的直流電源上，在ts內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q，今將該電熱器接在一交流電源上，它在2ts內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱為Q，則這一交流電源的交流電壓的最大值和有效值分別是()10252A(最大值是V，有效值是10VB(最大值是10V，有效值是V52102C(最大值是V，有效值是5VD(最大值是20V，有效值是V52例3、如圖17-5所示，在勻強(qiáng)磁場中有一個“”形導(dǎo)線框可繞AB軸轉(zhuǎn)動，已知勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B=T，,線框的CD邊長為20cm、CE、DF長均為10cm，轉(zhuǎn)速為50r/s，若從圖示位置開始計(jì)時(shí)(1)寫出線框中感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值表達(dá)式。(2)若線框電阻r=3,,再將AB兩端接“6V，12W”燈泡，小燈泡能否正常發(fā)光,若不能，小燈泡實(shí)際功率多大,解析:(1)注意到圖17-5示位置磁感線與線圈平面平行，瞬時(shí)值表達(dá)式應(yīng)為余弦函數(shù)，先出最大值和角頻率。ω=2πn=100πrad/sDC52ε=BSω=×0.2×0.1×100π=10(V)2Bm,AEFB所以電動勢瞬時(shí)表達(dá)式應(yīng)為e=10cos100πt(V)。22u26額(2)小燈泡是純電阻電路，其電阻為R=,,3,14圖5圖17-5p12額,m首先求出交流電動勢有效值ε==10(V)此后即可看成2,恒定電流電路，如圖15-5所示，顯然由于R=r,=5v，小于額定電壓，不能正常發(fā)光。其實(shí)際功率u,燈222525U,,是p==8.3(w)33R點(diǎn)撥:此題是一個綜合計(jì)算題，考查的是電動勢的最大值和有效值之間關(guān)系，應(yīng)該多加強(qiáng)這方面的練習(xí)，以熟悉此計(jì)算公式。小試身手3.1、某矩形線圈，切割磁感線的邊長ab=40cm，寬ab=20cm，共50匝，磁感強(qiáng)度O,為0.5T的勻強(qiáng)磁場中以300r/min，繞中心軸OO?勻速轉(zhuǎn)動，如圖17-6×××所示(問:×da××××(1)線圈角速度、頻率各多少,長邊切割磁感線的線速度多大,B××××bc(2)若t=0時(shí)線圈恰在中性面位置，寫出感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式，求出當(dāng)××××圖17-6,Ot=0.025s時(shí)感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值(A0(3)感應(yīng)電動勢的有效值多少,從圖示位置轉(zhuǎn)動90過程中的平均感應(yīng)電動勢值又是多少,(4)若線圈的電阻為10Ω，為了使線圈勻速轉(zhuǎn)動，每秒要提供的機(jī)械能是多少,A1A2例4、如圖17-7所示,理想變壓器鐵芯上繞有A、B、C三個線圈，RBARC匝數(shù)比為n:n:n=4:2:1,在線圈B和C的兩端各接一個相同的電阻ABC圖16-1R，當(dāng)線圈A與交流電源連通時(shí)，交流電流表A的示數(shù)為I，則交流電表A的讀數(shù)為201圖17-7_______________I。0InAB,解析:此題如果輕易用電流強(qiáng)度與匝數(shù)成反比的關(guān)系來解，即得出I=0.5I就錯了。應(yīng)該注意A0InBA到變壓器副線圈有多組，電流反比關(guān)系不成立，但電壓與匝數(shù)成正比的關(guān)系還是成立的，應(yīng)先根據(jù)這一關(guān)UnUCCc,系求出C組線圈電壓，再根據(jù)R相等的條件求出C組電流，由和，得I=0.5I.此后I,C0cUnRBB利用關(guān)系式nI=nn+nnAABBCC即4I=2I+1×0.5I得I=0.625IA00A0點(diǎn)撥:此題為一個簡單計(jì)算題?？疾榈氖菍ψ儔浩鞴ぷ饕?guī)律的一個理解。小試身手aA4.1、如圖17-8所示,變壓器輸入交變電壓U一定,兩bUc個副線圈的匝數(shù)為n和n,當(dāng)把一電阻先后接在a,b間23d圖16-5圖17-8’’和c,d間時(shí),安培表的示數(shù)分別為I和I，則I:I為()22nnA.n:nB.:233222C.n:nD.n:n23324.2、有一個理想變壓器,原線圈1200匝,副線圈400匝,A2A1現(xiàn)在副線圈上接一個變阻器R,如圖17-9所示,則下列說法2VRV1中正確的是()圖16-6A.安培表A與A示數(shù)之比為3:112的圖17-9B.伏特表V與V的示數(shù)之比為3:112C.當(dāng)變阻器滑動頭向下移動時(shí),原線圈的輸入功率將增加D.原、副線圈的功率之比為3:1例5、將電阻R和R如下圖17-10甲所示接在變壓器上，變壓器原線圈接在電壓恒為U的交流電源上，12R和R上的電功率之比為2:1，若其它條件不變，只將R和R改成如圖乙接法，R和R上的功率之比121212為1:8。若甲圖中原線圈電流為I，乙圖中原線圈電流為I，求:(1)兩組副線圈的匝數(shù)之比;(2)I和121I之比。2解析:(1)甲圖中R和R串聯(lián)，電流相同，功率與電阻成正比，所以有R=2R??(1)1212設(shè)三組線圈的匝數(shù)分別是nnn，兩組副線圈上的電壓分別是U和U，易得1,2,323nn32U=UU=UI2I123nn11R1R1UUR2R2乙圖中R和R上的功率之比為1:81222,,,,nn)((乙)甲233圖16-,,,,UU,,,,nn1,,1,,即8??(2),圖17-10RR12n12聯(lián)列(1)式和(2)式解得=n23，nn223U(2)設(shè)甲圖中輸出功率為P，則P=()/(R+R)1112n1nn2223UU設(shè)乙圖中輸出功率為P，則P=()/R+()/R2212nn11P21,以R=2Rn=2n代入，可得:。由于輸入功率等于輸出功率，所以甲、乙兩圖中輸入功率之比，1232P322也為，根據(jù)P=IU，電壓恒定，所以兩圖中電流之比I:I=2:3123點(diǎn)撥:此題是一個綜合計(jì)算題，考查的是變壓器電壓、電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系，并且要理解變壓器中輸出功率與輸入功率之間的關(guān)系。小試身手5.1、有一理想變壓器在其原線圈上串一熔斷電流為I=1A的保險(xiǎn)絲后接到220V交流電源上，副線圈接一0可變電阻R作為負(fù)載，已知原、副線圈的匝數(shù)比n:n=5:1,問了不使保險(xiǎn)絲熔斷，可變電阻的取值范圍如12何,5.2、一臺理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10:1，原線圈接U=100sin100πtV的交變電壓，副線圈兩2端用導(dǎo)線接規(guī)格為“6V，12W”的小燈，已知導(dǎo)線總電阻r=0.5Ω,試求:副線圈應(yīng)接幾盞小燈,這些小燈又如何連接才能使這些小燈都正常發(fā)光,6例6、發(fā)電廠輸出的交流電壓為2.2萬伏,輸送功率為2.2×10瓦,現(xiàn)在用戶處安裝一降壓變壓器,用戶的電壓為220伏,發(fā)電廠到變壓器間的輸電導(dǎo)線總電阻為22歐,求:(1)輸電導(dǎo)線上損失的電功率;(2)變壓器原副線圈匝數(shù)之比。解析:(1)應(yīng)先求出輸送電流，由64=P/U=2.2×102.2×10=100(A)I線總總225則損失功率為P=IR=100×22=2.2×10(w)損線線(2)變壓器原線圈電壓U為14U=U-U=U-IR=2.2×10-100×22=19800(V)總線總線線1nU11所以原副線圈匝數(shù)比,=19800/220=90.nU22點(diǎn)撥:此題是一個綜合計(jì)算題，考查的是電能在輸送的過程中能量的損失，以及變壓器的原副線圈的應(yīng)用。小試身手6.1、遠(yuǎn)距離輸電，當(dāng)輸電電阻和輸送功率不變時(shí)，則()A(輸電線上損失的功率跟輸送電線上的電流的平方成正比B(輸電線上損失的電壓跟輸送電線上的電流成正比C(輸送的電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大D(輸電線上損失的功率跟輸送電壓的平方成正比6.2、用1萬伏高壓輸送100千瓦的電功率，在輸電線上損失2%的電功率，則輸電線的電阻是___________歐姆，如果把輸送電壓降低一半，則輸電線上損失功率將占輸送功率的___%。6.3、如圖16-10所示，理想變壓器和三個定值電阻R、R和R接在交流電源上，R=R，若R、R和R12313123上的電功率相等，則R:R=_____________,變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為__________。12四、章節(jié)練習(xí)一.填空題:1、如圖17-11甲所示，一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)過圖中位置時(shí)開始計(jì)時(shí)，且以電流自a端流出為正，則在圖乙中能表示這一交流電的圖象的是。圖乙圖甲圖17-112、在電子技術(shù)中，從前一級裝置輸出的既有直流成分(工作電流)，又有交流成分(信號電流)。如果我們希望輸送到后一級裝置的只有直流成分，電容器應(yīng)該和后一級裝置;如果我們希望輸送到后一級裝置的只有交流成分，電容器應(yīng)該和后一級裝置___(兩空均填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。3、用U和U兩種電壓分別通過相同長度和材料的導(dǎo)線輸電，若輸送的電功率相等,在輸電線上損失12的電功率也相同，則在兩種情況下輸電線截面積之比S:S為__________124、一個接在直流電源上的電熱器所消耗的電功率為P，若把它接到電壓最大值與直流電壓相等的交流電1源上，該電熱器所消耗的電功率為P，則P?P為__________2l25、圖17-12中理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比n?n=4?l，原線圈兩端連接光滑導(dǎo)軌，副線圈與電阻Rl2相連成閉合回路(當(dāng)直導(dǎo)線AB在勻強(qiáng)磁場中沿導(dǎo)軌勻速地向右做切割磁感線運(yùn)動時(shí)，電流表A的讀數(shù)是12mA，那么電流表A的讀數(shù)是______l26、如右圖17-13所示，有一理想變壓器，原線圈接在電壓一定的正弦交流電源圖17-12上，副線圈電路中接入三個電阻R、R、R，各交流電表的內(nèi)123阻對電路的影響不計(jì)，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表A示數(shù)1___________B(電流表A示數(shù)_________(填“變大、變小、2不變”)圖17-137、兩個電流隨時(shí)間的變化關(guān)系如下圖17-14甲、乙所示，把它們通人相同的電阻中，則在1s內(nèi)兩電阻消耗的電功比W:W等于ab圖17-14_____________28、將u=110sin100πtV的交變電壓接到“220V，100W”的燈泡兩端，設(shè)燈絲的電阻不隨溫度變化，流過燈泡電流的最大值______;燈泡發(fā)揮的實(shí)際功率_______。9、一閉合線圈在勻強(qiáng)磁場中做勻角速轉(zhuǎn)動，線圈轉(zhuǎn)速為240rad/min，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)動至與磁場平行時(shí)，線圈的電動勢為2.0V。設(shè)線圈從垂直磁場瞬時(shí)開始計(jì)時(shí)，該線圈電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式_______________;電動勢在1/48s末的瞬時(shí)值為__________。二.選擇題:10、矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞著垂直磁感線方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，當(dāng)線圈通過中性面時(shí)，下列說法中正確的是()A、穿過線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動勢最大B、穿過線圈的磁通量等于零，線圈中的感應(yīng)電動勢最大C、穿過線圈的磁通量最大，線圈中的感應(yīng)電動勢等于零D、穿過線圈的磁通量等于零，線圈中的感應(yīng)電動勢等于零211.一矩形線圈繞垂直磁場方向的軸在勻強(qiáng)磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢e=20sin20πtV，由此可以判斷()A(t=0時(shí)，線圈平面和磁場垂直B(t=0時(shí)，線圈的磁通量為零C(t=0.05s時(shí)，線圈切割磁感線的有效速度最小D(t=0.05s時(shí)，e第一次出現(xiàn)最大值12.線圈在勻強(qiáng)磁場中勻角速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電流如圖17-15所示，則()A(在A和C時(shí)刻線圈平面和磁場垂直B(在B和時(shí)刻線圈中的磁通量為零C(從A時(shí)刻到B時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)動的角度為πradD(若從O時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)歷的時(shí)間為0.02s，則該交變圖17-15電流在1.0s的時(shí)間內(nèi)方向會改變100次13.一個矩形線框的面積為S，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，從線圈平面與磁場垂直的位置開始計(jì)時(shí)，轉(zhuǎn)速為n轉(zhuǎn)/秒，則()2A(線框交變電動勢的最大值為nπBSB(線框交變電動勢的有效值為nπBSC(從開始轉(zhuǎn)動經(jīng)過1/4周期，線框中的平均感應(yīng)電動勢為2nBSD(感應(yīng)電動勢瞬時(shí)值為e=2nπBSsin2nπt14.關(guān)于交流電的有效值和最大值，下列說法正確的是()2A(任何形式的交變電流的有效值和最大值都有關(guān)系U=Um/2B(只有正弦式電流才有U=Um/的關(guān)系C(照明電壓220V、動力電壓380V，指的都是交變電流的有效值D(交流電壓表和電流表測量的都是交變電流的有效值15.一只氖管的起輝電壓為50V，把它接在u=50sin314tV的交變電源上，在一個交變電壓的周期內(nèi)，氖管的發(fā)光時(shí)間為()A(0.02sB(0.01sC(0.015sD(0.005s16.對于如圖17-16所示的電路，下列說法正確的是()A(a、b端接穩(wěn)恒直流電，燈泡發(fā)亮圖17-16B(a、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮C(a、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，且將電容器電容增大時(shí)，燈泡亮度增大D(a、b端接交變電流，燈泡發(fā)亮，且將電容器電容減小時(shí)，燈泡亮度增大17.對于如圖17-17所示的電路，下列說法正確的是()A(雙刀雙擲開關(guān)S接上部時(shí)，燈泡亮度較大B(雙刀雙擲開關(guān)S接下部時(shí)，燈泡亮度較大圖17-17C(雙刀雙擲開關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線圈的L的鐵芯抽出，在抽出的過程中，燈泡亮度變大D(雙刀雙擲開關(guān)S接下部，同時(shí)將電感線圈的L的鐵芯抽出，在抽出的過程中，燈泡亮度變小18.在圖17-18所示的電路中，如果交變電流的頻率增大，1、2和3燈的亮度變化情況是()A(1、2兩燈均變亮，3燈變暗B(1燈變亮，2、3兩燈均變暗C(1、2燈均變暗，3燈亮度不變D(1等變暗，2燈變亮，3燈亮度不變19.在電工和電子技術(shù)中使用的扼流圈有兩種:低頻扼流圈和高頻扼流圈。它們的區(qū)別在于()圖17-18A(低頻扼流圈的自感系數(shù)較大B(高頻扼流圈的自感系數(shù)較大C(低頻扼流圈的能有效地阻礙低頻交變電流，但不能阻礙高頻交變電流D(高頻扼流圈的能有效地阻礙高頻交變電流，但不能阻礙低頻交變電流20.關(guān)于電容器通過交變電流的理解，正確的是()A(有自由電荷通過電容器中的電介質(zhì)B(電容不斷的充、放電，與之相連的導(dǎo)線中必須有自由電荷移動，這樣就形成了電流C(交變電壓相同時(shí)，電容越大，電流越大D(交變電壓相同時(shí)，頻率越高，電流越大21.對于圖17-19所示的電路，下列說法正確的是()A(a、b兩端接穩(wěn)恒直流，燈泡將不發(fā)光B(a、b兩端接交變電流，燈泡將不發(fā)光C(a、b兩端由穩(wěn)恒的直流電壓換成有效值相同的交變電壓，燈泡亮度相同圖17-19D(a、b兩端由穩(wěn)恒的直流電壓換成有效值相同的交變電壓，燈泡亮度將會減弱三(計(jì)算題abbc22、如圖17-20所示，勻強(qiáng)磁場的磁感強(qiáng)度B=0.1T，矩形線圈的匝數(shù)N=100匝，邊長=0.2m，=0.5m，轉(zhuǎn)動角速度ω=100πrad/s，轉(zhuǎn)軸在正中間。試求:(1)從圖示位置開始計(jì)時(shí)，該線圈電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式;(2)當(dāng)轉(zhuǎn)軸移動至ab邊(其它條件不變)，再求電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式;0.1/,3)當(dāng)線圈作成半徑為r=的圓形，再求電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式。(圖17-2023、一臺變壓器有兩個次級線圈，它的初級線圈接在220V的電源上，一個次級線圈的電壓為6V，輸出電流為2A，匝數(shù)為24匝;另一個次級線圈的電壓為250V，輸出電流為200mA(求:(1)250V線圈的匝數(shù)，初級線圈的匝數(shù);(2)初級線圈的輸入功率(7-224(在真空中速度為υ=6.4×10m,s的電子束，連續(xù)地射入兩平行極板之間，極板長度為L=8.0×10m，-3間距d=5.0×10m(兩極板不帶電時(shí)，電子束將沿兩極板之間的中線通過(在兩極板上加一個50Hz的交變電壓u=Usinωt，如果所加電壓的最大值U超過某一值U時(shí),將開始出現(xiàn)以下現(xiàn)象:電子束有時(shí)能通mm0過兩極板，有時(shí)間斷，不能通過((1)求U的大小;0(2)求U為何值才能使通過的時(shí)間跟間斷的時(shí)間之比為2:1(m25.圖17-21是一個帶有兩個副線圈的理想變壓器，今將原線圈接至穩(wěn)壓交流電源上，副線圈L的匝數(shù)為1n，副線圈L的匝數(shù)為n.當(dāng)L兩端斷開、電阻R接到L兩端時(shí),電流表的讀數(shù)為I;當(dāng)L斷開、電阻Rl222221接到L兩端時(shí)，電流表的讀數(shù)為I;當(dāng)L、L都接上R時(shí)，電流表的讀數(shù)為I，問I:I:I=?22l23123圖17-2126(圖17-22所示是一個交流發(fā)電機(jī)的示意圖(線框abcd處于勻強(qiáng)磁場中，已知ab=bc=10cm.B=1T，線圈匝數(shù)n=100，線圈電阻r=5Ω，外電路負(fù)載電阻R=5Ω，線圈以600r,min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，求:(1)電流表和電壓表的讀數(shù);(2)從如圖示位置開始經(jīng)過1,60s時(shí)感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)值為多少?(3)從如圖所示位置開始轉(zhuǎn)過30?角的過程中的平均感應(yīng)電動勢值為多少?圖17-2227、水能是可再生能源，可持續(xù)地利用它來發(fā)電，為人類提供“清潔”的能源(若一水力發(fā)電站水庫的平均3流量為Q(m/s)，落差為h(m)，下落時(shí)水的流速為v(m/s)，發(fā)電機(jī)的效率為，則全年的發(fā)電量,3為多少度,(設(shè)流過發(fā)電機(jī)后水的速度為零)某小型水力發(fā)電站水流量為Q=10m/s，落差h=5m，發(fā)電機(jī)效率50%，輸出電壓為400V，若要向一鄉(xiāng)鎮(zhèn)供電，輸電線的總電阻為R=8Ω，為使線路上損,,耗功率限制在發(fā)電機(jī)輸出功率的8%，需在發(fā)電機(jī)輸出端安裝升壓變壓器，若用戶所需電壓為220V，則在用戶處需安裝降壓變壓器，忽略下落時(shí)水的速度(求:(1)發(fā)電機(jī)的輸出功率((2)輸電線上的電流強(qiáng)度((3)升壓變壓器和降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比(第17章:交變電流參考答案:(改為1。5倍行距)小試身手答案:1.1、C1.2、B2.1、BC2.2、B3.1、(1)rad/sf=5Hv=5m/s;(2)V,,,10et,20sin10,,Z2E,4020,V;(3)VV;(4)J。e,102,E,102,14.1、A4.2、BC5.1、大于8.8Ω5.2、4盞，并聯(lián)6.1、AB6.2、20，86.3、1:4，2:1。章節(jié)練習(xí)答案一.填空題:221、D2、并聯(lián)，串聯(lián)3、U/U4、2:15、06、變大，變大7、1:2128、0.32A，25W9、U=2sin8πtV，1.0V。二.選擇題:10、C11、AC12、D13、BD14、BCD15、B16、BC17、AC18、D19、AD20、ACD21、C三(計(jì)算題22、(1)314cos100πtV、(2)不變、(3)不變。23、(1)1000匝，880匝;(2)62WUUU123提示:,,,所以n,1000匝，n,880匝;p,p，p,UI，UI,12W，50W,62W.)311232233nnn12324、(1)U=91V;(2)U=105V(提示:若電子束能通過兩極板，則電子在電場中的運(yùn)動時(shí)間omL,9t,,1.25，10s,為,而交變電壓的周期卻為0.02s(可以認(rèn)為電子是在勻強(qiáng)電場中運(yùn)動(兩2d11eEeUot22,at,,t,,所以U,o222m2dm極板問電壓為U，電子束剛好搏不過兩極板，則有o2,3,30dm(5.0，10)，0.91，10,V,91V;2,19,9et1.60，10，(1.25，10)(2)由正弦函數(shù)的圖象性質(zhì)可知，當(dāng)U=Usin60?時(shí)，(t):(t)2?1，所以U105V(通間om12=m222225、n:n:(n+n)1212提示:設(shè)穩(wěn)壓交流電源的電壓為U，R接到L兩端時(shí)R上的電壓為12222222UnUnUnUUR111212,,所以,;同樣,當(dāng)、都接上R時(shí)，P,P，P，即,，IILLIU1212123222RRRnRnRnRU，則，IU=1l2222UnUUU222212()().),,,n，n，所以I,n，n12312222RnRnRnREEmEEmU,,,22.2V;I,,4.44A:)26、4.44A，22.2V(提示:Em=nBsω=nBS2πf=20πV,E=,22R，r221(2)31.4V(提示:感應(yīng)電動勢的瞬時(shí)表達(dá)式為e=Ecosωt=62.8cos20πtV,則s時(shí)瞬時(shí)值為m601V62.8cos20π.=31.4V();60T,,,12nBSsin3012(3)60V(提示:?Φ=ΦΦ=nBSsin30?,?t=,所以E,,,60V)21,tT2v527、(1)8760(),Qgh，度;(2)?2.5×10W?50A?升壓:2/25、降壓:230/11。2第二部分五年高考題薈萃2009年高考新題一、選擇題1.(09?天津?9)(1)如圖所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻為R。線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角,速度勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應(yīng)電流的有效值I=。線框從中性面開始轉(zhuǎn)過,2的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q=。,BS2BS答案:(1)，2RR解析:本題考查交變流電的產(chǎn)生和最大值、有效值、平均值的關(guān)系及交變電流中有關(guān)電荷量的計(jì)算等知識。E2BSE,mE,I,,電動勢的最大值，電動勢的有效值，電流的有效值;E,BS,mR2R2EBS,,,,q,It,t,t,,。,,,RRtRR,2.(09?廣東物理?9)圖為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖。關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電，下列表述正確的是(ABD)A(增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失B(高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗C(在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小D(高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好L2解析:依據(jù)輸電原理，電路中的功率損耗,P,IR，而R,增大輸電線的橫截面積，減小輸電線,,線線S的電阻，則能夠減小輸電線上的功率損耗，A正確;由P=UI來看在輸送功率一定的情況下，輸送電壓U越大，則輸電電流越小，則功率損耗越小，B正確;若輸電電壓一定，輸送功率越大，則電流I越大，電路中損耗的電功率越大，C錯誤;輸電電壓并不是電壓越高越好，因?yàn)殡妷涸礁?，對于安全和技術(shù)的要求越高，因此并不是輸電電壓越高越好，D正確。3.(09?江蘇物理?6)如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1:5，原線圈兩端的交變電壓為氖泡在兩端電壓達(dá)到100V時(shí)開始發(fā)光，下列說法中正確的有ut,202sin100V,(AB)A(開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為100HzB(開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100VC(開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大D(開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變解析:本題主要考查變壓器的知識，要能對變壓器的最大值、有效值、瞬時(shí)值以及變壓器變壓原理、功202率等問題徹底理解。由交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式知，原線圈兩端電壓的有效值為V=20V，由U,12nU11,得副線圈兩端的電壓為V，電壓表的示數(shù)為交流電的有效值，B項(xiàng)正確;交變電壓的U,1002nU22,100頻率為Hz，一個周期內(nèi)電壓兩次大于100V，即一個周期內(nèi)氖泡能兩次發(fā)光，所以其發(fā)f,,50,2光頻率為100Hz，A項(xiàng)正確;開關(guān)斷開前后，輸入電壓不變，變壓器的變壓比不變，故輸出電壓不變，C項(xiàng)錯誤;斷開后，電路消耗的功率減小，輸出功率決定輸入功率，D項(xiàng)錯誤。4.(09?海南物理?9)一臺發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW,電壓為4000V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)方輸T1R,1kΩ電。輸電線路總電阻(到目的地經(jīng)變壓器T降壓，負(fù)載為多個正常發(fā)光的燈泡(220V、60W)。2若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的10%,變壓器T和T的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工12作狀態(tài)，則(ABD)310AA(原、副線圈電流分別為和20AT151.810V，B(原、副線圈電壓分別為和220VT2C(和的變壓比分別為1:50和40:1TT124610，D(有盞燈泡(220V、60W)正常發(fā)光5.(09?海南物理?12)鉗型表的工作原理如圖所示。當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時(shí)，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由于通過環(huán)形鐵芯的磁通量與導(dǎo)線中的電流成正比，所以通過偏轉(zhuǎn)角度的大小可以測量導(dǎo)線中的電流。日常所用交流電的頻率在中國和英國分別為50Hz和60Hz?，F(xiàn)用一鉗型電流表在中國測量某一電流，電表讀數(shù)為10A;若用同一電表在英國測量同樣大小的電流，則讀數(shù)將是A。若此表在中國的測量值是準(zhǔn)確的，且量程為30A;為使其在英國的測量值變?yōu)闇?zhǔn)確，應(yīng)重新將其量程標(biāo)定為A(答案:12256.(09?山東?19)某小型水電站的電能輸送示意圖如下。發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n，n。降壓變壓器原副線匝數(shù)分別為n、n(變壓器均為理想變壓器)。234要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則(AD)nn32,A(nn14nn32B(,nn14C(升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D(升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率nUn220331,,解析:根據(jù)變壓器工作原理可知，，由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸n220nU224nn32,出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，有，所以，A正確，BC不正確。升壓變壓器的輸出UU,23nn14功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率，D正確?？键c(diǎn):變壓器工作原理、遠(yuǎn)距離輸電Un12,提示:理想變壓器的兩個基本公式是:?，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數(shù)Un22成正比。?PP,，即無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。只有當(dāng)變12In12壓器只有一個副線圈工作時(shí)，才有。UI,UI,,1122In21/遠(yuǎn)距離輸電，從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是:P=P，P=P，P=P=P。電壓之間的關(guān)系是:12341r2IInnUnUn31243311,,,,,,III。電流之間的關(guān)系是:。輸電線上的功,,,，,,UUU23rr23InInUnUn214322442U2rPIrUIr,,,率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計(jì)算時(shí)都必須用，而不能用。P,rrr22r2,,PL11,P,,,特別重要的是要會分析輸電線上的功率損失。,,r2USUS,,227.(09?四川?17)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，R,20,，R,30,，C12為電容器。已知通過R的正弦交流電如圖乙所示，則1(C)A.交流電的頻率為0.02HzB.原線圈輸入電壓的最大值為200V2C.電阻R的電功率約為6.67W2D.通過R的電流始終為零3解析:根據(jù)變壓器原理可知原副線圈中電流的周期、頻率相同，周期為0.02s、頻率為50赫茲，A錯。由圖乙可知通過R的電流最大值為I,1A、根據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為U,20V，再根據(jù)原副線圈的電1mm壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為200V、B錯;因?yàn)殡娙萜饔型ń涣?、阻直流的作用，則有電流通過R和電容器，D錯;根據(jù)正弦交流電的峰值和有效值關(guān)系并聯(lián)電路特點(diǎn)可知電阻R的電流有32IR20m1效值為I,、電壓有效值為U,U/V，電阻R的電功率為P,UI,W、C對。2m2232R29.(09?福建?16)一臺小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機(jī)線,,圈內(nèi)阻為5.0，則外接一只電阻為95.0的燈泡，如圖乙所示，則(D)vA.電壓表?的示數(shù)為220vB.電路中的電流方向每秒鐘改變50次C.燈泡實(shí)際消耗的功率為484wD.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J解析:電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值,由圖像知電動勢的最大值E=V，有效值E=220V，燈泡2202mREU,,209V兩端電壓，A錯;由圖像知T=0.02S，一個周期內(nèi)電流方向變化兩次，可知1s內(nèi)電流，，R，r22EU209方向變化100次，B錯;燈泡的實(shí)際功率,C錯;電流的有效值，I,,2.2AP,,W,459.8WR，rR9522發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為，D對。Q,Irt,2.2，5，1J,24.2Jr2008—2005年高考題題組一一、選擇題1.(08?北京?18)一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n:n=11:5。原線12圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個10的電阻。則(D),A(流過電阻的電流是20AB(與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100V23C(經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×10J3D(變壓器的輸入功率是1×10W解析原線圈中電壓的有效值是220V，由變壓比知副線圈中電壓為100V，流過電阻的電流是10A;34與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100V;經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×10J。2.(08?天津?17)一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻R設(shè)原線圈的電流為I，輸入功率為P，副線圈的電流為I，輸出功率為P。當(dāng)R增大時(shí)(B)1122A(I減小，P增大B(I減小，P減小C(I增大，P減小D(I增大，P增大11112222解析理想變壓器的特點(diǎn)是輸入功率等于輸出功率，當(dāng)負(fù)載電阻增大時(shí)，由于副線圈的電壓不變，所以輸出電流I減小，導(dǎo)致輸出功率P減小，所以輸入功率P減小;輸入的電壓不變，所以輸入的電流221I減小，B正確13.(08四川?16)如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路VV12中R、R、R和R均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的。和為理想電壓1234AAA123表，讀數(shù)分別為U和U;、和為理想電流表，讀數(shù)分別為I、121I和I。現(xiàn)斷開S，U數(shù)值不變，下列推斷中正確的是231(BC)A(U變小、I變小B(U不變、I變大C(I變小、I變小D(I變大、I變23231212大解析:因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與U不變，所以U與兩電壓表的示數(shù)均不變(當(dāng)S斷開時(shí)，因?yàn)樨?fù)載電阻12增大，故次級線圈中的電流I減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以I也將減小，C正確;因?yàn)镽211的電壓減小，故R、R兩端的電壓將增大，I變大，B正確(2334.(08寧夏?19)如圖a所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場中，并繞過ab、cd中點(diǎn)的軸OO′以角速度時(shí)(如圖逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動。若以線圈平面與磁場夾角,,45:,b)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎?。則下列四幅圖中正確的是(D)【解析】本題考查正弦交流電的產(chǎn)生過程、楞次定律等知識和規(guī)律。從a圖可看出線圈從垂直于中性π面開始旋轉(zhuǎn)，由楞次定律可判斷，初始時(shí)刻電流方向?yàn)閎到a，故瞬時(shí)電流的表達(dá)式為i=,icos(+ωt)，m4則圖像為D圖像所描述。平時(shí)注意線圈繞垂直于磁場的軸旋轉(zhuǎn)時(shí)的瞬時(shí)電動勢表達(dá)式的理解。5.(08?海南?7)如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4?1(原線圈接入一電壓為u,Usinωt的交流0電源，副線圈接一個R,27.5Ω的負(fù)載電阻(若U,220V，ω,100πHz，則下述結(jié)論正確的是20(AC)A(副線圈中電壓表的讀數(shù)為55VA1B(副線圈中輸出交流電的周期為sVR100πC(原線圈中電流表的讀數(shù)為0.5AD(原線圈中的輸入功率為1102W【解析】:原線圈電壓有效值U=220V，由電壓比等于匝數(shù)比可得副線圈電壓U=55V，A對;電阻R12上的電流為2A，由原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，可得電流表示數(shù)為0.5A，C對;輸入功率為2πP=220×0.5W=110W，D錯;周期T==0.02s，B錯。ω6.(08?廣東?5)小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示國。此線圈與一個R,10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻。下列說法正確的是(C)A(交變電流的周期為0.125sB(交變電流的頻率為8HzC(交變電流的有效值為A2D(交變電流的最大值為4A【解析】由e,t圖像可知，交變電流電流的周期為0.25s，故頻率為4Hz，選項(xiàng)A、B錯誤。根據(jù)歐姆定律可知交變電流的最大值為2A，故有效值為A，選項(xiàng)C正確。2二、非選擇題7.(08上海物理?20B)某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20kW，輸電線路總電阻是6Ω。(1)若采用380V輸電，求輸電線路損耗的功率。(2)若改用5000V高壓輸電，用戶端利用n:n,22:1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓。12答案:見解析3P2010，解析:(1)輸電線上的電流強(qiáng)度為I,A,52.63A,U38022輸電線路損耗的功率為P,IR,52.63×6W?16620W,16.62kW損3P2010，(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流強(qiáng)度變?yōu)镮′,,A,4A,U5000用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U,U,I′R,(5000,4×6)V,4976V1Un11根據(jù),Un22n12用戶得到的電壓為U,,×4976V,226.18VU21n221題組二一、選擇題1.(05.廣東物理?9)鉗形電流表的結(jié)構(gòu)如圖4(a)所示。圖4(a)中電流表的讀數(shù)為1.2A。圖4(b)中用同一電纜線繞了3匝，則(C)A(這種電流表能測直流電流，圖4(b)的讀數(shù)為2.4AB(這種電流表能測交流電流，圖4(b)的讀數(shù)為0.4AC(這種電流表能測交流電流，圖4(b)的讀數(shù)為3.6AD(這種電流表既能測直流電流，又能測交流電流，圖4(b)的讀數(shù)為3.6A2.(05.廣東物理?8)關(guān)于電磁場和電磁波，下列說法正確的是(ACD)A(電磁波是橫波B(電磁波的傳播需要介質(zhì)C(電磁波能產(chǎn)生干涉和衍射現(xiàn)象D(電磁波中電場和磁場方向處處互相垂直二、非選擇題3.(07?廣東物理?19)如圖所示，沿水平方向放置一條平直光滑槽，它垂直穿過開有小孔的兩平行薄板，板相距3.5L。槽內(nèi)有兩個質(zhì)量均為m的小球A和B，球A帶電量為+2q，球B帶電量為,3q，兩球由長為2L的輕桿相連，組成一帶電系統(tǒng)。最初A和B分別靜止于左板的兩側(cè)，離板的距離均為L。若視小球?yàn)橘|(zhì)點(diǎn)，不計(jì)輕桿的質(zhì)量，在兩板間加上與槽平行向右的勻強(qiáng)電場E后(設(shè)槽和輕桿由特殊絕緣材料制成，不影響電場的分布)，求:?球B剛進(jìn)入電場時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度大小;?帶電系統(tǒng)從開始運(yùn)動到速度第一次為零所需的時(shí)間及球A相對右板的位置。答案對帶電系統(tǒng)進(jìn)行分析，假設(shè)球A能達(dá)到右極板，電場力對系統(tǒng)做功為W，有:1W,2qE，2.5L，(,3qE，1.5L),01由此可以判定，球A不僅能達(dá)到右極板，而且還能穿過小孔，離開右極板。假設(shè)球B能達(dá)到右極板，電場力對系統(tǒng)做功為W，有:2W,2qE，2.5L，(,3qE，3.5L),02由此判定，球B不能達(dá)到右極板綜上所述，帶電系統(tǒng)速度第一次為零時(shí)，球A、B應(yīng)分別在右極板兩側(cè)。2qEqE(1)電系統(tǒng)開始運(yùn)動時(shí)，設(shè)加速度為a，由牛頓第二定律:,a,11m2m2球B剛進(jìn)入電場時(shí)，帶電系統(tǒng)的速度為v，有:v,2aL1112qEL,v求得:1mv1?設(shè)球B從靜止到剛進(jìn)入電場的時(shí)間為t，則:t,11a12mL解得:t,1qE3qE2qEqE,，a球B進(jìn)入電場后，帶電系統(tǒng)的加速度為a，由牛頓第二定律:,,,222m2m顯然，帶電系統(tǒng)做勻減速運(yùn)動。設(shè)球A剛達(dá)到右極板時(shí)的速度為v，減速所需時(shí)間為t，則有:22v,v2221t,v,v,2a，1.5L2212a212qEL2mL求得:v,t,,222mqE球A離電場后，帶電系統(tǒng)繼續(xù)做減速運(yùn)動，設(shè)加速度為a，再由牛頓第二定律:33qE,a,32m0,v2設(shè)球A從離開電場到靜止所需的時(shí)間為t，運(yùn)動的位移為x，則有:t,33a32,v,2ax23L12mL求得:x,t,163qE可知，帶電系統(tǒng)從靜止到速度第一次為零所需的時(shí)間為:72mLtttt,，，,1233qEL球A相對右板的位置為:x,6A2固定擋板4.(07?廣東物理?20)如圖為裝置的垂直截面圖，虛線AA是1245?S2v0垂直截面與磁場區(qū)邊界面的交線，勻，電子快門LDPS1強(qiáng)磁場分布在AA的右側(cè)區(qū)域，磁感應(yīng)強(qiáng)度B,0.4T，方向垂12L固定薄板直紙面向外，AA與垂直截面上的水平線夾角為45?。在AA1212B左側(cè)，固定的薄板和等大的擋板均水平放置，它們與垂直截面A交線分別為S、S，相距L,0.2m。在薄板上P處開一小孔，121P與AA線上點(diǎn)D的水平距離為L。在小孔處裝一個電子快12門。起初快門開啟，一旦有帶正電微粒通過小孔，快門立即關(guān),3閉，此后每隔T,3.0×10s開啟一次并瞬間關(guān)閉。從SS之間的某一位置水平發(fā)射一速度為v的帶120正電微粒，它經(jīng)過磁場區(qū)域后入射到P處小孔。通過小孔的微粒與檔板發(fā)生碰撞而反彈，反彈速度大小是碰前的0.5倍。(1)過一次反彈直接從小孔射出的微粒，其初速度v應(yīng)為多少,0?求上述微粒從最初水平射入磁場到第二次離開磁場的時(shí)間。(忽略微粒所受重力影響，碰撞過程無q3電荷轉(zhuǎn)移。已知微粒的荷質(zhì)比。只考慮紙面上帶電微粒的運(yùn)動),，1.010C/kgm解:?如圖所示，設(shè)帶正電微粒在SS之間任意點(diǎn)Q以水平速度v進(jìn)入磁場，微粒受到的洛侖茲力120為f，在磁場中做圓周運(yùn)動的半徑為r，有:2mv0qvB,0rmv0,r解得:qBL,r,2L欲使微粒能進(jìn)入小孔，半徑r的取值范圍為:代入數(shù)據(jù)得:80m/s,v,160m/s0欲使進(jìn)入小孔的微粒與擋板一次相碰返回后能通過小孔，還必須滿足條件:LL，,nT其中n,1，2，3，??0.5vv00,100m/s可知，只有n,2滿足條件，即有:v0?設(shè)微粒在磁場中做圓周運(yùn)動的周期為T，從水平進(jìn)入磁場到第二次離開磁場的總時(shí)間為t，設(shè)t、01t分別為帶電微粒第一次、第二次在磁場中運(yùn)動的時(shí)間，第一次離開磁場運(yùn)動到擋板的時(shí)間為t，42碰撞后再返回磁場的時(shí)間為t，運(yùn)動軌跡如答圖所示，則有:332L2πr12L;;;;t,Tt,t,t,TT,32010400.5vv44v000,2st,t，t，t，t,2.8，1012345.(07?江蘇?17)磁譜儀是測量α能譜的重要儀器。磁譜儀φφ的工作原理如圖所示，放射源S發(fā)出質(zhì)量為m、電量為q的α粒子沿垂直磁場方向進(jìn)入磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場，被限束光欄Q限制在2φ的小角度內(nèi)，α粒子經(jīng)磁場偏轉(zhuǎn)后打Q到與束光欄平行的感光片P上。(重力影響不計(jì))xSP,E?若能量在E,E，ΔE(ΔE,0，且E)范圍內(nèi)的α粒子均垂直于限束光欄的方向進(jìn)入磁場。試求這些α粒子打在膠片上的范圍Δx。1?實(shí)際上，限束光欄有一定的寬度，α粒子將在2φ角內(nèi)進(jìn)入磁場。試求能量均為E的α粒子打到感光膠片上的范圍Δx2解:(1)設(shè)α粒子以速度v進(jìn)入磁場，打在膠片上的位置距S的距離為x2vqvBm,圓周運(yùn)動R12α粒子的動能Emv,2且x,2R22mE解得:x,qB2mE由上式可得:,,,xE1qBE,,(2)動能為E的α粒子沿角入射，軌道半徑相同，設(shè)為R2vqvBm,圓周運(yùn)動R12α粒子的動能Emv,2由幾何關(guān)系得2242mEmE,2,,,,,,xRR22cos(1cos)sin,,2qBqB26.(07?全國理綜??25)如圖所示，在坐標(biāo)系Oxy的第一象限中存在沿y軸正方向的勻速磁場，場強(qiáng)大小為E。在其它象限中存在勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于紙面向里。A是y軸上的一點(diǎn)，它到坐標(biāo)原點(diǎn)O的距離為h;C是x軸上的一點(diǎn)，到O的距離為L。一質(zhì)量為m，電荷量為q的帶負(fù)電的粒子以某一初速度沿x軸方向從A點(diǎn)進(jìn)入電場區(qū)域，繼而通過C點(diǎn)進(jìn)入磁場區(qū)域。并再次通過A點(diǎn)，此時(shí)速度方向與y軸正方向成銳角。不計(jì)重力作用。試求:?粒子經(jīng)過C點(diǎn)速度的大小和方向;?磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小B。解:?以a表示粒子在電場作用下的加速度，有qE,ma?，由A點(diǎn)運(yùn)動到C點(diǎn)經(jīng)歷的時(shí)間為t，加速度沿y軸負(fù)方向。設(shè)粒子從A點(diǎn)進(jìn)入電場時(shí)的初速度為v0則有12,at?h2l,vt?0avl,由??式得:?02h設(shè)粒子從C點(diǎn)進(jìn)入磁場時(shí)的速度為v，v垂直于x軸的分量vah,2?122qEhl4，，，22由???式得:?vvv,，,012mh設(shè)粒子經(jīng)過C點(diǎn)時(shí)的速度方向與x軸的夾角為α，則有v1tanα,?v02h由???式得:α,arctan?l?粒子經(jīng)過C點(diǎn)進(jìn)入磁場后在磁場中作速率為v的圓周運(yùn)動。若圓周的半徑為R，則有:2vqvBm,?RPA設(shè)圓心為P，則PC必與過C點(diǎn)的速度垂直，且有,,R。用β表示與y軸的夾角，由PAPC幾何關(guān)系得Rcosβ,Rcosα，h?Rsinβ,l,Rsinα22hl，22Rhl,，4由??式解得:y2hl××12mhEB,22××hlq，由??式解得:××7.(07?全國理綜??25)兩平面熒光屏互相垂直放置，在兩屏內(nèi)分別××取垂直于兩屏交線的直線為x軸和y軸，交點(diǎn)O為原點(diǎn)，如圖所示，××Oax在y,0，0,x,a的區(qū)域有垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，在y,0，x,a的區(qū)域有垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場，兩區(qū)域內(nèi)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B。在O點(diǎn)有一處小孔，一束質(zhì)量為m、帶電量為q(q,0)的粒子沿x軸經(jīng)小孔射入磁場，最后扎在豎直和水平熒光屏上，使熒光屏發(fā)亮。入射粒子的速度可取從零到某一最大值之間的各種數(shù)值。已知速度最大的粒子在0,x,a的區(qū)域中運(yùn)動的時(shí)間與在x,a的區(qū)域中運(yùn)動的時(shí)間之比為2?5，在磁場中運(yùn)動的總時(shí)間為7T/12，其中T為該粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中作圓周運(yùn)動的周期。試求兩個熒光屏上亮線的范圍(不計(jì)重力的影響)。解:粒子在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中運(yùn)動的半徑為:mvr,qB速度小的粒子將在x,a的區(qū)域走完半圓，射到豎直屏上。半圓的直徑在y軸上，半徑的范圍從0到a，屏上發(fā)亮的范圍從0到2a。軌道半徑大于a的粒子開始進(jìn)入右側(cè)磁場，考慮r,a的極限情況，這種粒子在右側(cè)的圓軌跡與x軸在D點(diǎn)相切(虛線)，OD,2a，這是水平屏上發(fā)亮范圍的y左邊界。速度最大的粒子的軌跡如圖中實(shí)線所示，它由兩段圓弧組C//成，圓心分別為C和C，C在y軸上，由對稱性可知C在xN,2a直線上。M設(shè)t為粒子在0,x,a的區(qū)域中運(yùn)動的時(shí)間，t為在x,a12/Cxta2ODP1,的區(qū)域中運(yùn)動的時(shí)間，由題意可知t527Tt，t,1212T解得:t,165Tt,212由兩式和對稱性可得:?OCM,60?/?MCN,60?5/，MCP,360?,150?，12/所以?NCP,150?,60?,90?23aR=3由圖可知OP=2a+R,因此水平熒光屏發(fā)亮范圍的右邊界坐標(biāo)為3X=2(1+)a31/即為圓周，因此，圓心C在x軸上。NP4/設(shè)速度為最大值粒子的軌道半徑為R，由直角ΔCOC可得2Rsin60?,2a8.(06?全國??25)(20分)如圖所示，在與的區(qū)域x,0x,0y××××××中，存在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小分別為與的勻強(qiáng)磁場，磁場方向BBBB1212××××××,××××均垂直于紙面向里，且.一個帶負(fù)電荷的粒子從坐標(biāo)原BB,12ox××××××××××點(diǎn)以速度沿軸負(fù)方向射出，要使該粒子經(jīng)過一段時(shí)間后又Ovx××××××經(jīng)過點(diǎn)，與的比值應(yīng)滿足什么條件,OBB12解:粒子在整個過程中的速度大小恒為，交替地在平面內(nèi)與磁場區(qū)域中做勻速圓周運(yùn)動，xyBB,21軌道都是半個圓周.設(shè)粒子的質(zhì)量和電荷量的大小分別為和，圓周運(yùn)動的半徑分別為和，有qrrm21m,?r,1qB1m,r?,2qB2現(xiàn)分析粒子運(yùn)動的軌跡.如圖所示，在平面內(nèi)，粒子先沿半徑為的半圓運(yùn)動至軸上離點(diǎn)距xyyrCo11A離為點(diǎn)，接著沿半徑為的半圓運(yùn)動至點(diǎn)，的距離的rDooo2r21111?d,2(r,r)21此后，粒子每經(jīng)歷一次“回旋”(即從軸出發(fā)沿半徑為的半圓和半徑為的半圓回到原點(diǎn)下方的yyrr21dnd軸)，粒子的坐標(biāo)就減小.設(shè)粒子經(jīng)過次回旋后與軸交于點(diǎn)，若即滿足oooyynnn?nd,2r1則粒子再經(jīng)過半圓就能經(jīng)過原點(diǎn)，式中,1，2，3，??為回旋次數(shù).Cnn，1rn1,由??式解得,1，2，3，???nrn，12聯(lián)立???式可得、應(yīng)滿足的條件:BB21Bn1,,1，2，3，???nBn，129.(06?天津?24)在以坐標(biāo)原點(diǎn)O為圓心、半徑為的圓形區(qū)域內(nèi)，存在磁感r應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于紙面向里的勻強(qiáng)磁場，如圖所示。一個不計(jì)重力的帶電粒子從磁場邊界與軸的交點(diǎn)A處以速度沿方向射入磁場，它恰好從磁場邊界與軸的交yxv,x點(diǎn)C處沿，y方向飛出。q(1)請判斷該粒子帶何種電荷，并求出其比荷;m,(2)若磁場的方向和所在空間范圍不變，而磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小變?yōu)椋摿Ｗ尤詮腁處以相同的速B,度射入磁場，但飛出磁場時(shí)的速度方向相對于入射方向改變了角，求磁感應(yīng)強(qiáng)度B多大,此次粒60:子在磁場中運(yùn)動所用時(shí)間是多少,t答案(1)由粒子的飛行軌跡，利用左手定則可知，該粒子帶負(fù)電荷。粒子由A點(diǎn)射入，由C點(diǎn)飛出，其速度方向改變了90?，則粒子軌跡半徑R,r?2vqvBm,又?Rqv則粒子的比荷?,mBr(2)粒子從D點(diǎn)飛出磁場速度方向改變了60?角，故AD弧所對圓心角,為60?，粒子做圓周運(yùn)動的半徑R,rcot30:=?3rmv3,,R,B,B又?所以?,qB3112m3r,,粒子在磁場中飛行時(shí)間tT?,,，,,66qB3v10.(05?廣東物理?17)如圖13所示，一半徑為r的圓形導(dǎo)線框內(nèi)有一勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直于導(dǎo)線框所在平面，導(dǎo)線框的左端通過導(dǎo)線接一對水平放置的平行金屬板，兩板間的距離為d，板長為L，t=0時(shí)，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B1dB從B開始均勻增大，同時(shí)，在板2的左端且非常靠近板2的位置02有一質(zhì)量為m、帶電量為-q的液滴以初速度v水平向右射入兩板間，0圖13該液滴可視為質(zhì)點(diǎn)。?要使該液滴能從兩板間射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間的變化率K應(yīng)滿足什么條件,?要使該液滴能從兩板間右端的中點(diǎn)射出，磁感應(yīng)強(qiáng)度B與時(shí)間t應(yīng)滿足什么關(guān)系,答案:(1)由題意可知:板1為正極，板2為負(fù)極?,,,B兩板間的電壓U,?,,SSK,,tt2而:S,πr?qU帶電液滴受的電場力:F,qE=?dqU故:F,mg,,mg,madqUa=,g?dm討論:一(若>0,液滴向上偏轉(zhuǎn)，做類似平拋運(yùn)動11qU22,?yatgt,,()22dm當(dāng)液滴剛好能射出時(shí):l有l(wèi),vtt,y,d0v02,,11qUl,,2,,故d,at,,g?,,,,22dmv,,,,022vdmd0由???得K,?()g，122rql,要使液滴能射出，必須滿足y<d故K,K1二(若a,0qU液滴不發(fā)生偏轉(zhuǎn)，做勻速直線運(yùn)動，此時(shí)a=,g,0?mdmgd由???得,K?22,rq液滴能射出，必須滿足K?K2三(若a<0,、，液滴將被吸附在板2上。綜上所述:液滴能射出，22,,2vdmgdmd0,,K應(yīng)滿足,，K，g222,,,,rqrql,,(2)B,B，Kt0當(dāng)液滴從兩板中點(diǎn)射出進(jìn)，滿足條件一的情況，則d用替代?式中的d22vdmd0Kg,，()22,rql2,,vdmd0,,即B,B，g，,t022,,,rql,,A11.(05?廣東物理?16)如圖12所示，在一個圓形區(qū)域內(nèi)，兩個方向相4?反且都垂直于紙面的勻強(qiáng)磁場分布在以直徑AA為邊界的兩個半圓形區(qū)域?、2463AA?中，AA與AA的夾角為60o。一質(zhì)量為m、帶電量為+q的粒子以某一速24130013?oo度從?區(qū)的邊緣點(diǎn)A處沿與AA成30o角的方向射入磁場，隨后該粒子以垂113直于AA的方向經(jīng)過圓心O進(jìn)入?區(qū)，最后再從A處射出磁場。已知該244粒子從射入到射出磁場所用的時(shí)間為t，求?區(qū)和?區(qū)中磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小(忽略粒子重力)。答案:設(shè)粒子的入射速度為v，已知粒子帶正電，故它在磁場中先順時(shí)針做圓周運(yùn)動，再逆時(shí)針做圓周運(yùn)動，最后從A點(diǎn)射出，用B、B、R、R、T、T分別表示在磁場?區(qū)?磁感應(yīng)強(qiáng)度、軌道半4121212徑和周期2v?qvBm,1R12v?qvBm,2R222,,Rm1?,,T1vqB122,,Rm2?,,T2vqB2設(shè)圓形區(qū)域的半徑為r，如圖所示，已知帶電粒子過圓心且垂直AA進(jìn)入?34區(qū)磁場，連接AA，?AOA為等邊三角形，A為帶電粒子在?區(qū)磁場中運(yùn)12122動軌跡的圓心，其半徑?RAAOAr,,,1122圓心角，帶電粒子在?區(qū)磁場中運(yùn)動的時(shí)間為，,AAO60121?tT,116帶電粒子在?區(qū)磁場中運(yùn)動軌跡的圓心在OA的中點(diǎn)，即41R=r?2在?區(qū)磁場中運(yùn)動時(shí)間為1?tT,222帶電粒子從射入到射出磁場所用的總時(shí)間?ttt,，12由以上各式可得5,M,B?13qtz,M5,B23qtO12.(05?全國??24)在同時(shí)存在勻強(qiáng)電場和勻強(qiáng)磁場的空間中取正交坐標(biāo)系Oxyzyx(z軸正方向豎直向上)，如圖所示。已知電場方向沿z軸正方向，場強(qiáng)大小為E;磁場方向沿y軸正方向，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為B;重力加速度為g。問:一質(zhì)量為m、帶電量為+q的從原點(diǎn)出發(fā)的質(zhì)點(diǎn)能否在坐標(biāo)，y，z)上以速度v做勻速運(yùn)動,若能，m、q、E、B、v及g應(yīng)滿足怎樣的關(guān)系,若不能，說明理由。軸(x答案:已知帶電質(zhì)點(diǎn)受到的電場力為qE，方向沿z軸正方向;質(zhì)點(diǎn)受到的重力為mg,沿z軸的負(fù)方向。假設(shè)質(zhì)點(diǎn)在x軸上做勻速運(yùn)動，則它受的洛倫茲力必沿z軸正方向(當(dāng)沿x軸正方向)或沿z軸負(fù),方向(當(dāng)沿x軸負(fù)方向)，要質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動必分別有,qB+qE=mg?,或qE=qB+mg?,假設(shè)質(zhì)點(diǎn)在y軸上做勻速運(yùn)動，即無論沿y軸正方向還是負(fù)方向，洛倫茲力都為O，要質(zhì)點(diǎn)做勻速運(yùn)動必有qE=mg?假設(shè)質(zhì)點(diǎn)在z軸上做勻速運(yùn)動，則它受洛倫茲力必平行于x軸，而電場力和重力都平行于z軸，三力的合力不可能為0，與假設(shè)矛盾，故質(zhì)點(diǎn)不可能在z軸上做勻速運(yùn)動。13.(05?全國??23)(16分)圖中MN表示真空室中垂直于紙面的平板，×××××B它的一側(cè)有勻強(qiáng)磁場，磁場方向垂直紙面向里，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為×××××B。一帶電粒子從平板上的狹縫O處以垂直于平板的初速v射入磁v場區(qū)域，最后到達(dá)平板上的P點(diǎn)。已知B、v以及P到O的距離l(×××××MN不計(jì)重力,求此粒子的電荷q與質(zhì)量m之比。OPq2,答案:,lmBl第二部分三年聯(lián)考題匯編題組一2009年聯(lián)考題一.選擇題1.(09?崇文模擬)如圖所示，為兩個有界勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B，方向分別垂直紙面向里和向外，磁場寬度均為L，距磁場區(qū)域的左側(cè)L處，有一邊長為L的正方形導(dǎo)體線框，總電阻為R，且線框平面與磁場方向垂直，現(xiàn)到控制中心用外力F使線框以速度v勻速穿過磁場區(qū)域，以初始位置為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，規(guī)定:電流沿逆時(shí)針方向時(shí)的電動勢E為正，磁感線垂直紙面向里時(shí)磁通量Φ的方向?yàn)檎?，外力F向右為正。則以下關(guān)于線框中的磁通量Φ、感應(yīng)電動勢E、外力F和電功率P隨時(shí)間變化的圖象正確的是(D)EΦtt00BBBAvFP2.(郴州市2009屆高三調(diào)研試題)(如圖所示，兩條柔軟的導(dǎo)線與兩根金屬棒相連，組成閉合電路，且上端金屬棒固定，下端金屬棒自由懸垂(如果穿過回路的磁場逐漸增強(qiáng)，下面金屬棒可能的B運(yùn)動情況是(C)A(向左擺動B(向右擺動C(向上運(yùn)動D(不動3.(09?三校模擬)如圖所示是一個基本邏輯電路。聲控開關(guān)、光敏電阻、小燈泡等+5VR1聲元件構(gòu)成的一個自動控制電路。該電路的功能是在白天無論聲音多么響，小燈泡控?N?都不會亮，在晚上，只要有一定的聲音，小燈泡就亮。這種電路現(xiàn)廣泛使用于公RRL32共樓梯間，該電路虛線框N中使用的是門電路(則下面說法正確的是?R(A)A(R為光敏電阻，N為與門電路2B(R為光敏電阻，N為或門電路2C(R為光敏電阻，N為非門電路2D(R為熱敏電阻，N為非門電路24.(09?啟東中學(xué)模擬)在如下圖所示的靜電實(shí)驗(yàn)電路中，已知電容器的電容C=C=C，電源的電動勢為E，123內(nèi)阻為r，電壓表的內(nèi)阻為10kΩ，當(dāng)電路達(dá)到穩(wěn)定狀態(tài)后，則(D)A(電壓表和靜電計(jì)上的電勢差相等，都是E,2B(電壓表上電勢差比靜電計(jì)上的電勢差大些C(靜電計(jì)上電勢差為零D(電壓表上電勢差為零5.(09?崇文模擬)圖甲、圖乙分別表示兩種電壓的波形，其中圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化，下列說法正確的是(D)u/Vu/V311311,,002212412433t/(10s)t/(10s),311,311圖甲圖乙A(圖甲表示交流電，圖乙表示直流電B(兩種電壓的有效值都是311VC(圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u,220sin100πt(V)D(圖甲所示電壓經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為10:1的理想變壓器變壓后，功率比為1:16.(郴州市2009屆高三調(diào)研試題)如圖所示，在電路兩端接上交變電流，保持電壓不變，使頻率增大，發(fā)現(xiàn)各燈的亮暗變化情況是:燈l變暗、燈2變亮、燈3不變，則M、N、L處所接元件可能是(C)A(M為電阻，N為電容器，L為電感器MNLB(M為電阻，N為電感器，L為電容器,UC(M為電感器，N為電容器，L為電阻123D(M為電容器，N為電感器，L為電阻7.(09?豐臺模擬)某變電站用原副線圈匝數(shù)比為n:n的變壓器，將遠(yuǎn)距離輸來的電能送到用戶，如圖12所示。將變壓器看作理想變壓器，當(dāng)正常工作時(shí)，下列說法正確的是c