高中学生学科素质训练

高三物理测试题—交流电 电磁振荡（13）

一、选择题：（本题12小题，每小题4分，共48分，每小题有一个或几个正确选项，全部

选对的得4分，选不全的得2分，有选错的或不答的得0分）

1．矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中正确的是　（　　）

A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大　　　

B．在中性面时，感应电动势最大

C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零

D．线圈每次通过中性面电流方向均改变

2．把220V的正弦式电流接在440Ω的电阻两端，则该电路中电流的峰值为　　　　　 （　　）

A．0.5A　　　　　　　　 B．0.5A　 　　　　　C．2A　　　　　　　D．A

3．当LC振荡电路中的电流达到最大值时，线圈内的磁感强度B和电容器中的电场强度E

　 的大小关系是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．E和B都达到最大值　　　 　　　　　　　　B．B达到最大值，E为零。

C．E达到最大值，B为零　　　　　　　　　　 D．B和E都为零

4．如图13—1所示，一理想变压器原线圈匝数n₁=1000匝，副线圈匝数 n₂=200匝，交流电

　 源的电动势，电阻R=88Ω。电流表、电压表对电路影响可忽略不计。

　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A． A₁的示数约为0.10A

B． V₁的示数约为311V

C． V₂的示数约为44V

D．A₂的示数约为0.75A

5．两理想变压器的原线圈的匝数相同，输入电压也相同。变压器1的副线圈为n₁匝，跟负

　 载电阻R₁连成闭合电路，副线圈中的电流为I₁，副线圈中消耗电功率为P₁；变压器2的

　 副线圈为n₂匝，跟负载电阻R₂连成闭合电路，副线圈中的电流为I₂，副线圈中消耗电功

　 率为P₂。则有　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　）

A．若n₁＞n₂，则一定有I₁＞I₂　　　　　　　　　 B．若R₁＜R₂，则一定有I₁＞I₂

C．若＞，则一定有I₁＞I₂　　　　　　　 D．若＜，则一定有P₁＞P₂

6．如图13—2为LC振荡电路在振荡过程中某时刻电容器内电场线和电感线圈的磁感线情

 况，由此可判定此时刻　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．电容器正在充电

B．电容器正在放电

C．回路中电流方向为顺时针方向

D．电容器右极板带正电

7．两个相距较远的平行金属板之间有一带电粒子（重力不计），今在两极板间加上如图13

　 —3所示的交流电压，则粒子于某一时刻被释放后可能的运动是　　　　　　　　　　　　（　　）

A． 在板间做往复运动

B． 往一个方向做变速直线运动

C． 做匀速直线运动

D．在某一平衡位置附近做简谐运动

8．如图13—4所示，理想变压器有两个副线圈，输出电压分别为5V和3V，要获得8V输出

　 电压（两个副线圈的绕向和输出端如图所示），

　 两个副线圈连接方法是　　　　　　 （　　）

A．b、c连接，a、d两端输出

B．a、d连接，b、c两端输出

C．a、c连接，b、d两端输出

D．b、d连接，a、c两端输出

9．如图13—5所示的电路中，电感线圈的电阻不计，原来开关S闭合。从断开开关S的瞬

　 间开始计时，以下说法正确的是　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　　（　　）

A．t=0时刻，电容器C的上极板带正电荷，

下极板带负电荷

B．时刻，电感线圈L的感应电

动势零

C．时刻，通过电感线圈L的电

流最大，且方向向下

D．（n=0、1、2、3……）时刻，电容器C的电压均为最大

10．晶体二极管具有单向导通、反向截止的性能，即电流只能从它的“十”极流向“一”极，

不能从它的“—”极流向“十”极。图13—6是二极管调温型电热毯接在220V的交流

电源上的简图。对于它的工作情况，下列说法正确的有　　　　　　　　　　　　　　　　　 （　　）

A．电键s接B时为加热状态，接A时为保温

状态

B．电键s接A时为加热状态，接B时为保

温状态

C．加热状态与保温状态电热毯的发热功率之

 比为2：1

D．加热状态与保温状态电热毯的发热功率之比为4：1

11．如图13一7，A、C两个线圈的匝数比为2：1，相

距1m宽的平行金属导轨处在磁感强度为1T的匀

强磁场中，电阻不计的金属棒MN在导轨上以5m/s

的速度向左作匀速运动，若导轨及导线的电阻均可

忽略不计，灯泡L₁和L₂上的电压分别为 （　　）

A．5V　0V　 　　　　　B．5V　2.5V 　　　　　　C．0V　 2.5V　　　　　D．0V　 0V

12．无线电发射装置的振荡电路的电容为30Pf时，发射的无线电波的频率为1607KHz。若

保持回路的电感不变，将电容调为270PF，这时发射的无线电波的波长为　　　　（　　）

A．62m　　　　　　　　B．187m　　　　　　　 C．560m　　　　　　 D．1680m

二、填空题（本题共5小题，每小题6分，把答案填在题中的横线上。）

13．下面图13—8是4种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯泡相同，且都是

“220V，40W”．当灯泡的功率均调到额定功率时，哪种台灯消耗的电功率最小　　　 ，

当灯泡所消耗的功率都调至20瓦时，哪种台灯消耗的电功率最小　　　　  。

14．某变电站用220V电压输电，线路损失功率为输出功率的20﹪，若要使导线损失功率为

输出功率的5﹪，则输电电压应为　　　　 V（P_出恒定）。

15．两相同的电阻分别通以图13—9(a)(b)所示的

正弦式电流和方形交流电，若要使通过电流

（a）的电阻消耗的电功率是通过电流(b)的

电阻所消耗电功率的一半，则图中(a)、(b)

电流的最大值之比I_a：I_b=　　　　　　  。

16．如图10—10所示为某热水器的

铭牌，将一满箱常温下的水烧开，

　　大约需要花的时间为　　　　  min，

耗电约为　　　　  度（Kwh）。（水的

比热容为4.2×10³j/㎏℃）

17．图13—11所示为一LC振荡电路，线圈的电感量L＝2.5mH，

电容器的电容量C＝4μF。起初，电容器充电后，上极板带

正电荷，下极板带负电荷。设电键闭合的时刻t＝0，那么当

t＝9×10^－3s时，电容器的上极板带　　  （正？负？）电荷，

通过线圈的电流正在　　　 （增大？减小？），此时电容器正

在　　　　 （充？放？）电。

三、计算题（本题共5小题，共72分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演

算步骤，只写出最后答案的不能得分，有数值计算的题，答案中必须写出数值和单位。）

18．（12分）如图13—12（a）所示是旋转电枢式交流发电机的示意图，电枢的电阻r=5Ω，

灯泡电阻R=95Ω，图(b)所示是电枢匀速转动时产生正弦式电流的电动势随时时间变化

的图象。

　 （1）线圈产生的电动势在什么位置为零？在什么位置最大？

　 （2）电动势的峰值、周期和频率各多少？

　 （3）写出电动势的瞬时值和电流的瞬时值的表达式，0.015s时电动势的瞬时值多大？

　 （4）电压表和电流表的读数各是多少？

19．（15分）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向

固定轴转动。线圈匝数n=100。穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图

13—13所示。发电机内阻r＝5.0Ω,，外电路电阻R＝95Ω。已知感应电动势的最大值

，其中为穿过每匝线圈磁通量的最大值。

求（1）串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。

（2）该发电机输出的电功率。

20．（15分）有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图13—14所示。升压变

压器原、副线圈匝数比为1：4，降压变压器原、副线圈匝数比为4：1，输电线的总电

阻为4Ω。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，

则

　 （1）发电机的输出功率多大？

　 （2）发电机的电动势多大？

　 （3）输电效率为多少？

21．（15分）一电子器件，当两端电压高于100V时则导电，低于100V时则不导电，把这个

电子器件接到某正弦式电源两端，在1s内导电100 次，导电时间共为0.5s，则该交流

电压的峰值及频率各是多少？

22．（15分）如图13—15为一种触电保安器，变压器A处用相线和零线双股平行绕制成线

圈，然后接到用电器。B处有一个输出线圈，一旦线圈中有电流，经放大后便能推动保

安开关切断电源。

试说明：①为什么多开灯不会使保安器切断电源？②为什么有人接触相线“触电”,触电

保安器会切断电源?③该保安器能否为双手分别接触相线和零线触电保安?请说明道理。

高 三 物 理 测 试 题 参 考 答

第十三章 交流电 电磁振荡

—、1.AD　2.B  3.B　4.AC　5.C  6.AD　7.AB　8.AB　9.BD　10.C　11.A　12.C

二、13.一样大　C  14.440　15.1：1　16.56一60均对　5.6一6均对　17.负 减小 充电

三、18.参考答案：（1）线圈平面与中性面重合位置电动势为零，在与中性面垂直位置电动势最大。（3分）（2）电动势峰值311V,周期0.02s,频率50HZ。（3分）（3）e=311sin100πt v,i=3.11sin100πt A,-311V。（3分）（4）209V 2.2A。（3分）

19. 参考答案：(1) 已知感应电动势的最大值E_m＝nωΦm,设线圈在磁场中转动的周期为T，则有(3分),电路中电流的最大值为(3分),设交流电流表的读数为I，它是电流的有效值，有(3分),由题给的Φ—t图线可读得Φm＝1.0×10^－2Wb，T=3,14×10^－2s。代入数据，得I＝1.4A(3分)。(2)发电机输出的电功率为P_出=I²R=186.2W(3分)。

20. 参考答案：(1)U₄=220V，I₃=（1分）,由降压变压器变压关系（1分）,由降压变压器变流（1分）,由U₃=U₂－I₂R得： U₂= U₃+I₂R=880+4×6=904V（2分）,由升压变压器变压关系得：（2分）,由升压变压器变流关系得： （2分）,故发电机电动势为：（2分）,发电机输出功率为：（2分）,则输电效率为：﹪≈97﹪（2分）。

21. 参考答案：正弦交流电电压峰值只要超过100v，每周期内就有2次导通，由1s内导电100次，可知交流电频率为50HZ（5分）, 1s内导电时间0.5s，则每半个周期间有一半时间处于导电状态，如图6所示，设交流电峰值为U_m，开始半周期应在t=T/8=0.25×10^-2s时开始导电（3分），由100=U_msin100πt（5分），可得U_m=100v（2分）。

22. 参考答案：（1）A线圈双线共绕，正向电流与反向电流产生的磁场相互抵消，多开灯少开灯都如此，线圈B中无感应电流，保安器的开关J不工作，不会自动切断电源（5分）。（2）当相线与人“手一地”触电时，相线中有一部分电流经过人体流入大地，保安器铁芯中磁通量发生变化，B线圈中有电流，保安器J工作，能自动切断电源（5分）。（3）“相线一零线”触电时，与多打开几盏电灯情况相同，A线圈中正、反向电流总是相等，B线圈中磁通量不变，保安器不能自动切断电源，不起保安作用。（5分）