高中物理 第3章 电磁波 第1节 电磁波的产生自我小测 鲁科版选修34文档格式.docx

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7．如图所示，L为一电阻可忽略的线圈，D为一灯泡，C为电容器，开关S处于闭合状态，灯泡D正常发光，现突然断开S，并开始计时，能正确反映电容器a极板上电荷量q随时间变化的图象是下图中的（图中q为正值表示a极板带正电）（　　）

8．如图所示，LC振荡回路中振荡电流的周期为2×

10－2s，自振荡电流沿逆时针方向达最大值时开始计时，当t＝3.4×

10－2s时，电容器正处于（填“充电”“放电”“充电完毕”或“放电完毕”）状态。

这时电容器的上极板（填“带正电”“带负电”或“不带电”）。

9．如图所示的振荡电路中，自感系数L＝300μH，电容C的范围为25～270pF，求：

（1）振荡电流的频率范围；

（2）若自感系数L＝10mH，要产生周期T＝0.02s的振荡电流，应配置多大的电容？

参考答案

1．解析：

本题考查LC振荡电路的频率公式f＝

。

由此式可知增大固有频率f的办法是减小L或减小C或同时减小L和C。

另外电容器两极板的正对面积增大，则C增大，正对面积减小，则C减小。

在线圈中放入铁芯或增加线圈的匝数，则L增大，减少线圈的匝数，则L减小。

综上可知只有选项D是正确的。

答案：

D

2．解析：

根据麦克斯韦电磁场理论，只有变化的电场周围才产生磁场，恒定电流是均匀变化的电场，所以周围存在稳定的磁场，故B、D选项正确。

BD

3．解析：

注意本题要选的是不正确选项。

v＝

，λ＝

适用于一切波，A正确；

干涉和衍射是一切波的特性，B正确；

机械波要靠介质来传播，而电磁波可在真空中传播，C正确；

电磁波只有横波，D错。

故本题唯一不正确选项为D。

4．解析：

由麦克斯韦电磁场理论知，当空间出现恒定的电场时（如A图），由于其不激发磁场，故无电磁波产生；

当出现均匀变化的电场时（如B图、C图），会激发出磁场，但磁场恒定，不会再在较远处激发起电场，故也不会产生电磁波；

只有周期性变化的电场（如D图），才会激发出周期性变化的磁场，其又激发出周期性变化的电场……如此不断激发，便会形成电磁波。

5．解析：

电容器某一极板从带最多的正电荷到带最多的负电荷这段时间，电容器完成了放电和反向充电过程，时间为半个周期，A错误；

电容器放电完毕瞬间，电路中电场能最小，磁场能最大，故电路中的电流最大，B错误；

振荡周期仅由电路本身决定，与充电电压无关，C错误；

提高振荡频率，就是减小振荡周期，可通过减小电容器极板正对面积来减小C，达到增大振荡频率的目的，D正确。

6．解析：

根据T＝2π

知，钟变快是由于LC振荡电路的周期变小了，减小T的方法有L不变，C变小；

L变小，C不变；

L、C均变小，故B、C、D正确。

BCD

7．解析：

开关S闭合时，由于线圈中电阻为零，线圈中有自上到下的电流，但线圈两端电压为零，与线圈并联的电容器极板上不带电，故本题中LC电路的初始条件是线圈中电流最大，电场能为零。

断开S，线圈中产生与电流方向相同的自感电动势，阻碍线圈中电流的减小，使线圈中电流继续自上向下流动，从而给电容器充电，b极板带正电，a极板带负电，电荷量逐渐增加，经

电荷量达最大值，此时LC电路中电流为零。

在

～

时间内，电容器放电，a极板上负电荷逐渐减少到零，此后电容器被反向充电，a极板带正电，后又放电，如题图中B项所示。

B

8．解析：

根据题意画出此LC回路的振荡电流的变化图象如图所示。

结合图象，t＝3.4×

10－2s时刻设为图象中的P点，则该时刻电路正处于反向电流减小过程中，所以电容器正处于反向充电状态，上极板带正电。

充电　带正电

9．解析：

（1）由f＝

得：

fmax＝

Hz＝1.8×

106Hz

fmin＝

Hz＝0.56×

所以频率范围为

0.56×

106～1.8×

106Hz。

（2）由T＝2π

C＝

＝

F＝10－3F。

（1）0.56×

106～1.8×

（2）10－3F

2019-2020年高中物理第3章电能的输送与变压器单元测试沪科版选修3-2

一、选择题（共10个小题，每小题4分，共40分）

1一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R。

设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2，当R增大时（　　）

A．I1减小，P1增大B．I1减小，P1减小

C．I2增大，P2减小D．I2增大，P2增大

2如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。

V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；

A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。

现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（　　）

A．U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大

C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大

3如图是一个理想变压器的示意图，S是单刀双掷开关，P是滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，则（　　）

A．若保持P的位置及U1不变，S由a合到b处，则I1将减小

B．若保持P的位置及U1不变，S由b合到a处，则R上消耗的功率将增大

C．若保持U1不变，S置于b处，将P向上滑动，则I1减小

D．若保持P的位置不变，S置于a处，将U1增大，则I1减小

4图甲电路中，R＝100Ω，在ab之间加上如乙图所示的正弦交流电，则（　　）

A．电流表的示数为3.1A

B．该交流电压的有效值为310V

C．产生该交流电的发电机转速提高一倍，电流表的示数不变

D．将电阻换成200Ω，则电流表示数变为原来的一半

5（xx山东济宁高二期末，12）xx年春天，低温雨雪冰冻造成我国部分地区严重灾害，其中高压输电线因结冰而损坏严重。

为消除高压输电线上的冰凌，有人设计了这样的融冰思路：

利用电流的热效应除冰。

若在正常供电时，高压线上送电电压为U，电流为I，热消耗功率为ΔP；

除冰时，输电线上的热消耗功率需变为9ΔP，则除冰时（认为发电机输出电压、输出功率和输电线电阻不变）（　　）

A．输电电流为3I

B．输电电压为3U

C．升压变压器的匝数比

变大

D．降压变压器的匝数比

6如图所示，线圈A接交流电源，其电流表达式为i＝Imsin

t。

设交流电为正半周时线圈A的上端电势高于下端电势，副线圈接光滑导轨及光滑金属棒ab，导轨间的磁场方向如图，据此可知，在0～T时间内ab具有向右加速度的时间是（　　）

A.0～

B.

C.

D.

～T

7在家用交流变压器中，变压器的原、副线圈都有滑动头，如图所示，当变压器输入电压发生变化时，可上下调节滑动头P1、P2的位置，使输出电压稳定在220V上。

若输出电压低于220V，要使输出电压恢复到220V，下列措施正确的是（　　）

①将P1向下移　②P2向下移　③P1向上移同时P2向下移　④P1向下移同时P2向上移

A．①③B．②④C．①④D．③④

8如图所示的四个图中，a、b为输入端，接交流电源，cd为输出端，下列说法中错误的是（　　）

A．甲图中Uab<

UcdB．乙图中Uab>

Ucd　

C．丙图中Uab<

UcdD．丁图中Uab>

Ucd

9如图所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab和cd（匝数都为n1）、ef和gh（匝数都为n2）组成。

用I1和U1表示输入电流和电压，I2和U2表示输出电流和电压。

在下列四种连接法中，符合关系U1/U2＝n1/n2，I1/I2＝n2/n1的有（　　）

A．b与c相连，以a、d为输入端，f与g相连，以e、h为输出端

B．b与c相连，以a、d为输入端，e与g相连、f与h相连作为输出端

C．a与c相连、b与d相连作为输入端，f与g相连，以e、h为输出端

D．a与c相连、b与d相连作为输入端，e与g相连、f与h相连作为输出端

10长江三峡水利枢纽是当今世界上最大的水利工程，它的装机总功率为2×

107kW，是西部开发的特大重点工程，也是西电东送的能源基地之一，若用总电阻为10Ω的输电线将5×

105kW功率的电能从三峡输送到用电区域，输电电压为5×

102kV，输电导线上损失的功率为（　　）

A．1×

104kWB．1×

105kW

C．2.5×

104kWD．2.5×

第Ⅱ卷　（非选择题　共60分）

二、填空题（共2个小题，共10分）

11（4分）一个理想变压器，原线圈上加220V的交变电压，副线圈两端的电压是12V，现从副线圈上拆下24匝后，副线圈两端的电压降为8V，则原线圈的匝数为______。

12（6分）一理想变压器，原线圈匝数n1＝1100，接在电压为220V的交流电源上。

当它对11只并联的“36V60W”灯泡供电时，灯泡正常发光。

由此可知该变压器副线圈的匝数n2＝______，通过原线圈的电流I1＝______A。

三、计算与论证（共4个小题，共50分，解答中要有必须的解析过程，直接写结果不得分）

13（12分）某电站输送的电功率是500kW，当采用6kV电压输电时，安装在输电线路起点的电度表和终点的电度表的昼夜读数相差4800kW·

h（即4800度），试求：

（1）输电线的电阻；

（2）若要使输电线上损失的功率降到输送功率的2.304%，应采用多高的电压向外输电？

14（12分）如图所示，一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×

104V的霓虹灯供电，使它正常发光。

为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断。

（1）熔丝的熔断电流是多大？

（2）当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？

15（13分）（xx杭州学军中学第二学期期中考试，13）某小型实验水电站输出功率是38kW，输电线路总电阻是6Ω。

（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。

（2）若改用5000V高压输电，求输电线路损耗的功率。

（3）若改用5000V高压输电，到用户端再利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压。

16（13分）发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω。

若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：

（1）画出此输电线路的示意图。

（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比。

（3）用户得到的电功率是多少？

1答案：

2答案：

BC

3答案：

C

4答案：

5答案：

AC

6解析：

在0～

时间内，原线圈中电流增加，产生的磁通量在铁心中逆时针增加，由楞次定律知金属棒中的电流方向为ba，由左手定则判断金属棒受的安培力方向向右，加速度向右；

同理可分析以后的三个时间阶段。

AD

7解析：

可通过减少原线圈的匝数，让P1向下滑动，提升副线圈的电压；

也可通过增加副线圈的匝数，让P2向上滑动，来提升副线圈的电压；

也可以两者同时进行。

选项C正确。

8答案：

A

9解析：

同一个铁心上的任意两个线圈都遵守电压关系，而只有一对一线圈的理想变压器才遵守电流关系，选项AD正确。

10解析：

ΔP＝（

）2R＝（

）2×

10W＝1×

104kW。

11解析：

利用变压比公式得：

，

，解得：

n1＝1320匝，n2＝72匝。

1320匝

12解析：

由题意，副线圈两端电压为36V，根据变压器的电压关系得：

，解得n2＝180匝；

根据功率关系得：

I1×

220＝11×

60A，得：

I1＝3A。

180匝　3

13解析：

在输送功率一定的情况下，可以求出送电电流，由损失功率可求出输电线中的电阻。

根据题目要求，由损失功率计算出输送电压。

（1）P输＝UI线，所以I线＝

A，P损＝

kW＝200kW

因P损＝I

R线　故R线＝

＝28.8Ω。

（2）若P损＝500kW×

2.304%＝11.52kW

故送电电流I线＝

＝20A，送电电压U＝

＝2.5×

104V。

（1）28.8Ω　

（2）2.5×

104V

14解析：

（1）设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2、I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率有：

U1I1＝U2I2，当I2＝12mA时，I1即为熔断电流，代入数据得：

I1＝0.98A。

（2）设副线圈中电流为I2′＝10mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有P1＝I1′U2代入数据得：

P1＝180W。

（1）0.98A　

（2）180W

15解析：

（1）输电线上电流强度为I＝

A＝100A

输电线上损失功率为：

P线＝I2R＝1002×

6W＝60kW。

（2）改用高压输电后，输电线上电流强度为I′＝

A＝7.6A

P线＝I2R＝7.62×

6W＝0.347kW。

（3）用户端在变压器降压前的电压为U1＝U－I′R＝5000V－7.6×

6V＝4954.4V，再由

得U2＝

U1＝

×

4954.4V＝225.2V。

见解析

16点拨：

本题的突破口是通过输电线损耗功率求得输电线电流，这个电流既是升压变压器副线圈的电流，又是降压变压器上原线圈上的电流。

解析：

（1）输电线路的示意图如图所示。

（2）输电线损耗功率P线＝100×

4%kW＝4kW

又P线＝I

R线

输电线电流I2＝I3＝20A

原线圈中输入电流I1＝

A＝400A

所以

这样U2＝U1

＝250×

20V＝5000V

U3＝U2－U线＝5000－20×

10V＝4800V

（3）用户得到的电功率P出＝100×

96%kW＝96kW。