资料中包含下列文件，点击文件名可预览资料内容
还剩14页未读，
继续阅读
成套系列资料，整套一键下载
人教版（2019）高中物理选择性必修二月考测试卷（二）（老师+学生）
展开
这是一份人教版（2019）高中物理选择性必修二月考测试卷（二）（老师+学生），文件包含人教版2019高中物理选择性必修二月考测试卷二教师docx、人教版2019高中物理选择性必修二月考测试卷二学生docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共25页， 欢迎下载使用。
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。）
1．（22-23高二下·山东菏泽·期中）如图所示，空心铝管竖直固定，磁性比较强的小圆柱形永磁体（圆柱直径略小于铝管的内径）从管的上端口由静止释放，磁铁在管中运动时，没有与铝管内壁发生摩擦.下列说法正确的是（ ）
A．磁铁沿管做自由落体运动
B．磁铁受到的阻力方向一直向上
C．若管足够长，磁体可能会停在管中某一位置
D．若管足够长，磁体可能会沿管向上运动
【答案】B
【详解】AB．磁铁在空心铝管中运动过程，由于电磁感应，铝管中产生涡流，阻碍磁铁的下落，磁铁受到的阻力方向一直向上，故A错误，B正确；
CD．随着磁铁下落速度的增大，铝管中涡流对磁铁的阻力也逐渐增大，磁铁向下做加速度减小的加速运动，若管足够长，磁铁最终以稳定的速度向下运动，故CD错误。
故选B。
2．（21-22高二下·江苏苏州·期中）如图甲所示，100匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间的变化曲线如图乙所示，若外接电阻的阻值，线圈的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为
B．线圈磁通量变化率的最大值为100Wb/s
C．电压表的示数为90V
D．通过线圈的最大电流为10A
【答案】D
【详解】A．线圈转动的周期T=0.04s，则角速度为
选项A错误；
B．根据
线圈磁通量变化率的最大值为
选项B错误；
C．电压表的示数为
选项C错误；
D．通过线圈的最大电流为
选项D正确。
故选D。
3．（2024·贵州遵义·三模）某种风力发电机的原理如图所示。发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴匀速转动的角速度为ω。已知磁体间的磁场近似为匀强磁场，磁感应强度的大小为B，线圈的匝数为N、面积为S。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中感应电动势的有效值
B．1s内线圈中感应电流的方向改变次
C．当线圈处在图中所示的位置时，线圈中的感应电动势达到最大值
D．以图中线圈所处位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
【答案】A
【详解】A．线圈中感应电动势的最大值为
则线圈中感应电动势的有效值为
故A正确；
B．转动周期为
可知1s内线圈转动的圈数为
每经过1个周期，电流方向改变2次，则1s内线圈中感应电流的方向改变次，故B错误；
CD．当线圈处在图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，线圈中的感应电动势为0；以图中线圈所处位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
故CD错误。
故选A。
4．（20-21高二下·贵州贵阳·阶段练习）如图所示，交流电源的电压为220V，频率f50Hz，三只灯、、的亮度相同，、为两个电流表，线圈L无直流电阻，若将交流电源的频率变为f100Hz，则（ ）
A．L1、L2、L3亮度都不变
B．L1变亮、L2变亮、L3不变
C．A1示数变小，A2示数变大
D．A1示数变大，A2示数不变
【答案】D
【详解】三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过L1的电流变大，亮度变亮，A1示数变大；流过L2的电流变小，亮度变暗，流过L3的电流不变，亮度不变，A2示数不变。
故选D。
5．（23-24高二下·广东广州·期末）某同学为了观察断电自感现象，找来带铁心线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连成如图电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡正常发光；再断开开关S，小灯泡未能出现闪亮现象。你认为可能的原因是（ ）
A．线圈的电阻偏大B．小灯泡的电阻偏大
C．电源的电动势偏小D．线圈的自感系数偏大
【答案】A
【详解】由电路图可知，灯泡与线圈并联后接入电路，断开开关瞬间，灯泡中原来的电流消失；根据楞次定律，线圈产生自感电动势，与灯泡组成闭合电路，所以流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，说明电路中的电流稳定时流过灯泡的电流较大，流过线圈的电流较小，根据欧姆定律
可知灯泡不发生闪亮的原因是由于线圈的电阻值大于灯泡的电阻值，电源的电动势偏小不能改变稳定时灯泡和线圈中的电流的大小关系；线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小关系。故A正确，BCD错误。
故选A。
6．（22-23高二下·湖北咸宁·期中）如图所示，为定值电阻，A、B、C、D、E为五个完全相同的灯泡。当灯泡正常发光时其阻值也为R，额定电压为U，额定电流为I，额定功率为P。理想变压器原，副线圈匝数比为k。若灯泡都正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．交变电源的输出功率为
B．通过的电流为
C．交变电源的输出电压为
D．若再把两个相同灯泡串联后并联到副线圈上，为使所有灯泡正常发光则需要交流电源输出电压变为
【答案】C
【详解】AB．灯泡都能正常发光，则变压器初级电压U，次级电压2U，原副线圈匝数比k=1:2，次级电流2I，则初级电流4I，则初级电阻R上的电流为5I，根据P=I2R则电阻R的功率为25P，则交变电源的输出功率为
25P+5P=30P
选项AB错误；
C．交变电源的输出电压为
选项C正确；
D．若再把两个相同灯泡串联后并联到副线圈上，为使所有灯泡正常发光，则变压器初级电压U，次级电压2U，原副线圈匝数比k=1:2，次级电流3I，则初级电流6I，则初级电阻R上的电流为7I，则需要交流电源输出电压变为
选项D错误。
故选C。
7．（23-24高二下·天津·期末）如图所示是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率，发电机的电压，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流
B．升压变压器匝数比
C．降压变压器的匝数比
D．当水电站输出电压一定时，若用电用户增多，则增加
【答案】D
【详解】A．根据题意，由公式可得，发电机输出的电流
故A错误；
B．由输电线上损失的功率
可得
根据变压器电流与匝数关系可得升压变压器匝数比为
故B错误；
C．根据变压器电压与匝数关系可得
可得升压变压器副线圈的输出电压为
输电线上损失的电压为
则降压变压器原线圈的输入电压为
根据变压器电压与匝数关系可得降压变压器的匝数比为
故C错误；
D．当水电站输出电压一定时，升压变压器输出电压一定，用户数量增多时，用户端的等效电阻为
用户数量增多时，减小，则输电线上的电流增大，也增大，故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，部分选对得3分，有选错的得0分，共18分。）
8．（2024·安徽·模拟预测）特高压输电技术是中国独有的先进技术，该技术可将输电电压提高到1000kV及以上。某水电站的输出功率为，发电机的输出电压为250V，经升压变压器升压、降压变压器降压后送至用户。已知用户获得的电压为220V，远距离输电线的总电阻为，在输电过程中输电线上损失的功率为输出功率的4%。若升压及降压变压器均可视为理想变压器，不计其它线路中导线的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器副线圈中的电流为600A
B．升压变压器的输出电压为150kV
C．降压变压器原、副线圈的匝数比为7200:11
D．若改用1000kV特高压输电，则输电线上损失的功率将变为输出功率的9%
【答案】BC
【详解】A．由
解得
故A错误；
B．理想变压器无能量损失，功率不变，根据可求得升压变压器的输出电压
故B正确；
C．降压变压器的输入电压
由
可得
故C正确；
D．若改用1000kV特高压输电，则输电线上的电流变为
此时输电线上损失的功率为
则损失的功率变为输出功率的0.09%，故D错误。
故选BC。
9．（2024·福建·模拟预测）三峡大坝是目前世界上最大的水力发电站，装机容量达2250万千瓦，年发电量1000亿千瓦时。发电机发电的原理可作如图简化：KLMN是一个放在匀强磁场中的矩形导线框，线框绕垂直于磁场的固定轴以角速度沿逆时针方向（俯视）匀速转动。当MN边与磁场方向的夹角为时开始计时（图示位置），此时导线框中产生的电动势为E。下列说法正确的是（ ）
A．时刻，电流沿KNMLK方向
B．时刻，穿过线框的磁通量变化率最大
C．该交流电动势的有效值为
D．该交流电动势瞬时值表达式为
【答案】AD
【详解】A．根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍线圈磁通量的变化，而时刻，MN边与磁场方向的夹角为，并且沿逆时针方向（俯视）匀速转动，向右的磁通量将要增大，所以感应电流产生的磁场方向向左，感应电流沿KNMLK方向，故A正确；
B．时刻，转过的角度为
所以此时线圈平面与磁场方向垂直，穿过线框的磁通量最大，但是磁通量变化率最小，故B错误；
C．设矩形导线框面积为，交流电动势的该交流电动势的有效值与峰值电动势的关系为
当MN边与磁场方向的夹角为时的感应电动势为
而峰值电动势为
该交流电动势的有效值为
故C错误；
D．该交流电动势瞬时值表达式为
故D正确。
故选AD。
10．（23-24高二下·广东中山·阶段练习）如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中，A、V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为，下列表述正确的是（ ）
A．电流表的示数为2AB．原、副线圈匝数比为
C．变压器的输入功率为D．原线圈中交变电压的频率为
【答案】ACD
【详解】A．由欧姆定律可知，电流表的示数为
A正确；
B．由题图（b）可知，原线圈的电压为
由原、副线圈的电压比与匝数比的相等关系可得
B错误；
C．由理想变压器的输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为
C正确；
D．由题图（b）可知，原线圈中交变电压的周期为，则交变电压的频率为
D正确。
故选ACD。
三、实验题（本题共9空，每空2分，共18分。）
11．（23-24高二下·广东东莞·期中）某同学想探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
(1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有__________。（填选项字母）
A．B．C．
D． E．
(2)关于上述实验下列说法正确的是__________；
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
E．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用
(3)组装变压器时，某同学没有将铁芯完全闭合，原线圈接12.0V的学生电源，原、副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是__________。
A．0VB．96.0VC．1.5VD．0.65V
(4)由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关是交流电压10V档，则此时电表读数为 （两位有效数字）。
【答案】(1)BDE
(2)CDF
(3)D
(4) 有效 4.8
【详解】（1）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验需要交流电源，交流电压表即多用电表，变压器。
故选BDE。
（2）A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，让副线圈上得到较低的电压，故A错误；
B．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，故B错误；
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；
D．为确保安全，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故D正确；
E．变压器开始正常工作后，铁芯是不导电的，把电能是由原副线圈的电磁感应原理将电能输送到副线圈，故E错误；
F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，故F正确。
故选CDF。
（3）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系，若变压器的原线圈接12V交流电压，原副线圈的匝数比为8：1，则副线圈电压应该为1.5V，考虑到变压器不是理想变压器，由磁通量损失等因素，则次级电压表示数应该小于1.5V。
故选D。
（4）由于交流电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值，由图乙可知，所选择为交流电压10V挡，由图甲可知，分度值为0.2V，则此时电表读数为4.8V。
12．（23-24高二下·安徽六安·期末）某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示， mm。
(2)在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（ ）
A．磁通量的变化量B．磁通量的变化率C．磁通量
(3)得到多组与E 的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以 为横坐标。
(4)其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】(1)5.664/5.665/5.666
(2)A
(3)
(4)增大
【详解】（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度
d=5.5mm+0.01mm×16.5=5.665mm
（2）小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故 A 正确，BC 错误。
故选A。
（3）根据
线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
（4）根据，其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出 图像，其斜率变大。
四、解答题（本题共3小题，共39分。）
13．（12分）（23-24高二下·江苏盐城·期中）边长为的单匝正方形金属线框，质量为，电阻为，用细线把它悬挂于一个有界的垂直于纸面向里的匀强磁场边缘。金属框的下半部处于磁场外，磁感应强度随时间的变化规律为，（）绳子所能承受的最大拉力为，重力加速度为，求：
（1）金属框中感应电流的方向；
（2）金属框中感应电流的大小；
（3）从时刻开始到绳子刚要断裂时的时间；
【答案】（1）感应电流为逆时针方向；（2）；（3）
【详解】（1）由右手定则知，感应电流为逆时针方向；
（2）线圈中产生的感应电动势为
由欧姆定律知，感应电流为
（3）由安培力公式知，安培力大小为
由受力分析知，绳子刚要断裂时
代入得
14．（13分）（22-23高二上·上海徐汇·期末）发电机输出电压为 U1＝245 V，先由变压比为 1:10 的升压变压器升压后输送到用户处，再用变压比为 10:1 的降压变压器降压后对 110 盏标有“220V，100W”的电灯供电，电灯均正常发光，求：
（1）发电机的输出功率；
（2）导线上损耗的功率；
（3）请分析远距离输电为什么要采用高压输电。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）由于110 盏电灯均正常发光，可知降压变压器副线圈的电流为
根据理想变压器电流与匝数关系，可知降压变压器原线圈的电流为
可知升压变压器副线圈的电流也为，则升压变压器原线圈的电流为
发电机的输出功率为
（2）导线上损耗的功率为
（3）远距离输电时，当输电功率一定时，采用高压输电，由
可知输电线上的电流很小，根据焦耳定律
可知输电线上以热量散发的形式而损耗的电能会减少，所以远距离输电要采用高压输电。
15．（14分）（22-23高二下·江苏扬州·期中）在水平方向的匀强磁场中，有一个正方形闭合线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动。已知线圈的匝数，边长，电阻，转动频率，磁场的磁感应强度，，求：
（1）线圈由中性面转至与中性面成角的过程中，通过导线的平均感应电流；
（2）当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为时，边所受安培力大小；
（3）外力驱动线圈转动的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，线圈中的平均感应电动势
在线圈由中性面转过的过程中有
平均感应电流
联立解得
（2）根据题意可知，感应电动势的最大值为
当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为时，线圈产生的感应电动势的瞬时值
感应电流的瞬时值
ab边所受安培力大小
联立代入数据解得
（3）根据题意可知，感应电动势的有效值
外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等，即
联立解得
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本题共7小题，每小题4分，共28分。）
1．（22-23高二下·山东菏泽·期中）如图所示，空心铝管竖直固定，磁性比较强的小圆柱形永磁体（圆柱直径略小于铝管的内径）从管的上端口由静止释放，磁铁在管中运动时，没有与铝管内壁发生摩擦.下列说法正确的是（ ）
A．磁铁沿管做自由落体运动
B．磁铁受到的阻力方向一直向上
C．若管足够长，磁体可能会停在管中某一位置
D．若管足够长，磁体可能会沿管向上运动
【答案】B
【详解】AB．磁铁在空心铝管中运动过程，由于电磁感应，铝管中产生涡流，阻碍磁铁的下落，磁铁受到的阻力方向一直向上，故A错误，B正确；
CD．随着磁铁下落速度的增大，铝管中涡流对磁铁的阻力也逐渐增大，磁铁向下做加速度减小的加速运动，若管足够长，磁铁最终以稳定的速度向下运动，故CD错误。
故选B。
2．（21-22高二下·江苏苏州·期中）如图甲所示，100匝矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴匀速转动，产生的感应电动势e随时间的变化曲线如图乙所示，若外接电阻的阻值，线圈的电阻，则下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为
B．线圈磁通量变化率的最大值为100Wb/s
C．电压表的示数为90V
D．通过线圈的最大电流为10A
【答案】D
【详解】A．线圈转动的周期T=0.04s，则角速度为
选项A错误；
B．根据
线圈磁通量变化率的最大值为
选项B错误；
C．电压表的示数为
选项C错误；
D．通过线圈的最大电流为
选项D正确。
故选D。
3．（2024·贵州遵义·三模）某种风力发电机的原理如图所示。发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴匀速转动的角速度为ω。已知磁体间的磁场近似为匀强磁场，磁感应强度的大小为B，线圈的匝数为N、面积为S。下列说法正确的是（ ）
A．线圈中感应电动势的有效值
B．1s内线圈中感应电流的方向改变次
C．当线圈处在图中所示的位置时，线圈中的感应电动势达到最大值
D．以图中线圈所处位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
【答案】A
【详解】A．线圈中感应电动势的最大值为
则线圈中感应电动势的有效值为
故A正确；
B．转动周期为
可知1s内线圈转动的圈数为
每经过1个周期，电流方向改变2次，则1s内线圈中感应电流的方向改变次，故B错误；
CD．当线圈处在图中所示的位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为0，线圈中的感应电动势为0；以图中线圈所处位置开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为
故CD错误。
故选A。
4．（20-21高二下·贵州贵阳·阶段练习）如图所示，交流电源的电压为220V，频率f50Hz，三只灯、、的亮度相同，、为两个电流表，线圈L无直流电阻，若将交流电源的频率变为f100Hz，则（ ）
A．L1、L2、L3亮度都不变
B．L1变亮、L2变亮、L3不变
C．A1示数变小，A2示数变大
D．A1示数变大，A2示数不变
【答案】D
【详解】三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过L1的电流变大，亮度变亮，A1示数变大；流过L2的电流变小，亮度变暗，流过L3的电流不变，亮度不变，A2示数不变。
故选D。
5．（23-24高二下·广东广州·期末）某同学为了观察断电自感现象，找来带铁心线圈L、小灯泡A、开关S和电池组E，用导线将它们连成如图电路。检查电路后，闭合开关S，小灯泡正常发光；再断开开关S，小灯泡未能出现闪亮现象。你认为可能的原因是（ ）
A．线圈的电阻偏大B．小灯泡的电阻偏大
C．电源的电动势偏小D．线圈的自感系数偏大
【答案】A
【详解】由电路图可知，灯泡与线圈并联后接入电路，断开开关瞬间，灯泡中原来的电流消失；根据楞次定律，线圈产生自感电动势，与灯泡组成闭合电路，所以流过灯泡的电流从线圈原来的电流逐渐减小，灯泡不发生闪亮现象，说明电路中的电流稳定时流过灯泡的电流较大，流过线圈的电流较小，根据欧姆定律
可知灯泡不发生闪亮的原因是由于线圈的电阻值大于灯泡的电阻值，电源的电动势偏小不能改变稳定时灯泡和线圈中的电流的大小关系；线圈的自感系数较大，产生的自感电动势较大，但不能改变稳定时灯泡和线圈中电流的大小关系。故A正确，BCD错误。
故选A。
6．（22-23高二下·湖北咸宁·期中）如图所示，为定值电阻，A、B、C、D、E为五个完全相同的灯泡。当灯泡正常发光时其阻值也为R，额定电压为U，额定电流为I，额定功率为P。理想变压器原，副线圈匝数比为k。若灯泡都正常发光，则下列说法中正确的是（ ）
A．交变电源的输出功率为
B．通过的电流为
C．交变电源的输出电压为
D．若再把两个相同灯泡串联后并联到副线圈上，为使所有灯泡正常发光则需要交流电源输出电压变为
【答案】C
【详解】AB．灯泡都能正常发光，则变压器初级电压U，次级电压2U，原副线圈匝数比k=1:2，次级电流2I，则初级电流4I，则初级电阻R上的电流为5I，根据P=I2R则电阻R的功率为25P，则交变电源的输出功率为
25P+5P=30P
选项AB错误；
C．交变电源的输出电压为
选项C正确；
D．若再把两个相同灯泡串联后并联到副线圈上，为使所有灯泡正常发光，则变压器初级电压U，次级电压2U，原副线圈匝数比k=1:2，次级电流3I，则初级电流6I，则初级电阻R上的电流为7I，则需要交流电源输出电压变为
选项D错误。
故选C。
7．（23-24高二下·天津·期末）如图所示是某小型水电站进行电能输送时的简化模型。发电机的输出功率，发电机的电压，经升压变压器后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流
B．升压变压器匝数比
C．降压变压器的匝数比
D．当水电站输出电压一定时，若用电用户增多，则增加
【答案】D
【详解】A．根据题意，由公式可得，发电机输出的电流
故A错误；
B．由输电线上损失的功率
可得
根据变压器电流与匝数关系可得升压变压器匝数比为
故B错误；
C．根据变压器电压与匝数关系可得
可得升压变压器副线圈的输出电压为
输电线上损失的电压为
则降压变压器原线圈的输入电压为
根据变压器电压与匝数关系可得降压变压器的匝数比为
故C错误；
D．当水电站输出电压一定时，升压变压器输出电压一定，用户数量增多时，用户端的等效电阻为
用户数量增多时，减小，则输电线上的电流增大，也增大，故D正确。
故选D。
二、多选题（本题共3小题，每小题6分，部分选对得3分，有选错的得0分，共18分。）
8．（2024·安徽·模拟预测）特高压输电技术是中国独有的先进技术，该技术可将输电电压提高到1000kV及以上。某水电站的输出功率为，发电机的输出电压为250V，经升压变压器升压、降压变压器降压后送至用户。已知用户获得的电压为220V，远距离输电线的总电阻为，在输电过程中输电线上损失的功率为输出功率的4%。若升压及降压变压器均可视为理想变压器，不计其它线路中导线的电阻，下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器副线圈中的电流为600A
B．升压变压器的输出电压为150kV
C．降压变压器原、副线圈的匝数比为7200:11
D．若改用1000kV特高压输电，则输电线上损失的功率将变为输出功率的9%
【答案】BC
【详解】A．由
解得
故A错误；
B．理想变压器无能量损失，功率不变，根据可求得升压变压器的输出电压
故B正确；
C．降压变压器的输入电压
由
可得
故C正确；
D．若改用1000kV特高压输电，则输电线上的电流变为
此时输电线上损失的功率为
则损失的功率变为输出功率的0.09%，故D错误。
故选BC。
9．（2024·福建·模拟预测）三峡大坝是目前世界上最大的水力发电站，装机容量达2250万千瓦，年发电量1000亿千瓦时。发电机发电的原理可作如图简化：KLMN是一个放在匀强磁场中的矩形导线框，线框绕垂直于磁场的固定轴以角速度沿逆时针方向（俯视）匀速转动。当MN边与磁场方向的夹角为时开始计时（图示位置），此时导线框中产生的电动势为E。下列说法正确的是（ ）
A．时刻，电流沿KNMLK方向
B．时刻，穿过线框的磁通量变化率最大
C．该交流电动势的有效值为
D．该交流电动势瞬时值表达式为
【答案】AD
【详解】A．根据楞次定律，感应电流的方向总是阻碍线圈磁通量的变化，而时刻，MN边与磁场方向的夹角为，并且沿逆时针方向（俯视）匀速转动，向右的磁通量将要增大，所以感应电流产生的磁场方向向左，感应电流沿KNMLK方向，故A正确；
B．时刻，转过的角度为
所以此时线圈平面与磁场方向垂直，穿过线框的磁通量最大，但是磁通量变化率最小，故B错误；
C．设矩形导线框面积为，交流电动势的该交流电动势的有效值与峰值电动势的关系为
当MN边与磁场方向的夹角为时的感应电动势为
而峰值电动势为
该交流电动势的有效值为
故C错误；
D．该交流电动势瞬时值表达式为
故D正确。
故选AD。
10．（23-24高二下·广东中山·阶段练习）如图甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中，A、V为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为，下列表述正确的是（ ）
A．电流表的示数为2AB．原、副线圈匝数比为
C．变压器的输入功率为D．原线圈中交变电压的频率为
【答案】ACD
【详解】A．由欧姆定律可知，电流表的示数为
A正确；
B．由题图（b）可知，原线圈的电压为
由原、副线圈的电压比与匝数比的相等关系可得
B错误；
C．由理想变压器的输入功率等于输出功率可知，变压器的输入功率为
C正确；
D．由题图（b）可知，原线圈中交变电压的周期为，则交变电压的频率为
D正确。
故选ACD。
三、实验题（本题共9空，每空2分，共18分。）
11．（23-24高二下·广东东莞·期中）某同学想探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系。
(1)以下给出的器材中，本实验需要用到的有__________。（填选项字母）
A．B．C．
D． E．
(2)关于上述实验下列说法正确的是__________；
A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数小于副线圈匝数
B．变压器的原线圈接低压交流电，测量线圈电压时应当用多用电表的“直流电压挡”
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响
D．测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量
E．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈
F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用
(3)组装变压器时，某同学没有将铁芯完全闭合，原线圈接12.0V的学生电源，原、副线圈的匝数比为8：1，副线圈两端接交流电压表，则交流电压表的实际读数可能是__________。
A．0VB．96.0VC．1.5VD．0.65V
(4)由于交变电流的电压是变化的，所以实验中测量的是电压的 值（选填“平均”、“有效”或“最大”）；某次实验操作，副线圈所接多用电表的读数如图甲所示，其对应的选择开关是交流电压10V档，则此时电表读数为 （两位有效数字）。
【答案】(1)BDE
(2)CDF
(3)D
(4) 有效 4.8
【详解】（1）做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验需要交流电源，交流电压表即多用电表，变压器。
故选BDE。
（2）A．为确保实验安全，实验中要求原线圈匝数大于副线圈匝数，让副线圈上得到较低的电压，故A错误；
B．变压器原线圈接低压交流电，测量副线圈电压时应当用多用电表的“交流电压挡”，故B错误；
C．可以先保持原线圈电压、匝数不变，改变副线圈的匝数，研究副线圈匝数对副线圈电压的影响，故C正确；
D．为确保安全，测量副线圈电压时，先用最大量程试测，大致确定电压后再选用适当的挡位进行测量，故D正确；
E．变压器开始正常工作后，铁芯是不导电的，把电能是由原副线圈的电磁感应原理将电能输送到副线圈，故E错误；
F．变压器开始正常工作后，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，故F正确。
故选CDF。
（3）若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系，若变压器的原线圈接12V交流电压，原副线圈的匝数比为8：1，则副线圈电压应该为1.5V，考虑到变压器不是理想变压器，由磁通量损失等因素，则次级电压表示数应该小于1.5V。
故选D。
（4）由于交流电流的电压是变化的，实验中测量的是电压的有效值，由图乙可知，所选择为交流电压10V挡，由图甲可知，分度值为0.2V，则此时电表读数为4.8V。
12．（23-24高二下·安徽六安·期末）某学习小组在“研究回路中感应电动势大小与磁通量变化快慢的关系”实验中采用了如图甲所示的实验装置。
(1)实验需用螺旋测微器测量挡光片的宽度d，如图乙所示， mm。
(2)在实验中，让小车以不同速度靠近螺线管，记录下光电门挡光时间内感应电动势的平均值E，改变速度多次实验，得到多组数据。这样的实验设计满足了物理实验中常用的“控制变量法”，你认为小车以不同速度靠近螺线管过程中不变的量是（ ）
A．磁通量的变化量B．磁通量的变化率C．磁通量
(3)得到多组与E 的数据之后，若以E为纵坐标、为横坐标画出图像，发现图像是一条曲线，不容易得出清晰的实验结论，为了使画出的图像为一条直线，最简单的改进办法是以 为横坐标。
(4)其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据所作出的那条直线，其斜率 （选填“增大”“不变”或“减小”）。
【答案】(1)5.664/5.665/5.666
(2)A
(3)
(4)增大
【详解】（1）用螺旋测微器测量挡光片的宽度
d=5.5mm+0.01mm×16.5=5.665mm
（2）小车以不同速度靠近螺线管的过程中，磁铁与线圈之间的相对位置的改变量一样，穿过线圈的磁通量的变化量相同，故 A 正确，BC 错误。
故选A。
（3）根据
线圈匝数和磁通量变化量一定，若发现在误差范围内是过原点的倾斜直线，则得出的结论是：在误差允许的范围内，感应电动势与磁通量变化率成正比（或者在磁通量变化量相同的情况下，感应电动势与时间成反比）。
（4）根据，其他条件都不变，若换用匝数更多的线圈做实验，根据实验数据作出 图像，其斜率变大。
四、解答题（本题共3小题，共39分。）
13．（12分）（23-24高二下·江苏盐城·期中）边长为的单匝正方形金属线框，质量为，电阻为，用细线把它悬挂于一个有界的垂直于纸面向里的匀强磁场边缘。金属框的下半部处于磁场外，磁感应强度随时间的变化规律为，（）绳子所能承受的最大拉力为，重力加速度为，求：
（1）金属框中感应电流的方向；
（2）金属框中感应电流的大小；
（3）从时刻开始到绳子刚要断裂时的时间；
【答案】（1）感应电流为逆时针方向；（2）；（3）
【详解】（1）由右手定则知，感应电流为逆时针方向；
（2）线圈中产生的感应电动势为
由欧姆定律知，感应电流为
（3）由安培力公式知，安培力大小为
由受力分析知，绳子刚要断裂时
代入得
14．（13分）（22-23高二上·上海徐汇·期末）发电机输出电压为 U1＝245 V，先由变压比为 1:10 的升压变压器升压后输送到用户处，再用变压比为 10:1 的降压变压器降压后对 110 盏标有“220V，100W”的电灯供电，电灯均正常发光，求：
（1）发电机的输出功率；
（2）导线上损耗的功率；
（3）请分析远距离输电为什么要采用高压输电。
【答案】（1）；（2）；（3）见解析
【详解】（1）由于110 盏电灯均正常发光，可知降压变压器副线圈的电流为
根据理想变压器电流与匝数关系，可知降压变压器原线圈的电流为
可知升压变压器副线圈的电流也为，则升压变压器原线圈的电流为
发电机的输出功率为
（2）导线上损耗的功率为
（3）远距离输电时，当输电功率一定时，采用高压输电，由
可知输电线上的电流很小，根据焦耳定律
可知输电线上以热量散发的形式而损耗的电能会减少，所以远距离输电要采用高压输电。
15．（14分）（22-23高二下·江苏扬州·期中）在水平方向的匀强磁场中，有一个正方形闭合线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动。已知线圈的匝数，边长，电阻，转动频率，磁场的磁感应强度，，求：
（1）线圈由中性面转至与中性面成角的过程中，通过导线的平均感应电流；
（2）当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为时，边所受安培力大小；
（3）外力驱动线圈转动的功率。
【答案】（1）；（2）；（3）
【详解】（1）根据题意可知，线圈中的平均感应电动势
在线圈由中性面转过的过程中有
平均感应电流
联立解得
（2）根据题意可知，感应电动势的最大值为
当线圈转至线圈平面与中性面的夹角为时，线圈产生的感应电动势的瞬时值
感应电流的瞬时值
ab边所受安培力大小
联立代入数据解得
（3）根据题意可知，感应电动势的有效值
外力驱动线圈转动的功率与线圈中交变电流的功率相等，即
联立解得
相关试卷
人教版 (2019)选择性必修 第二册3 无线电波的发射和接收课时作业： 这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册<a href="/wl/tb_c163262_t7/?tag_id=28" target="_blank">3 无线电波的发射和接收课时作业</a>，文件包含人教版2019高中物理选择性必修二第八次周考测试卷教师docx、人教版2019高中物理选择性必修二第八次周考测试卷学生docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共10页， 欢迎下载使用。
人教版 (2019)选择性必修 第二册3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动精品当堂达标检测题： 这是一份人教版 (2019)选择性必修 第二册<a href="/wl/tb_c163244_t7/?tag_id=28" target="_blank">3 涡流、电磁阻尼和电磁驱动精品当堂达标检测题</a>，文件包含人教版2019高中物理选择性必修二第四次周考测试卷教师docx、人教版2019高中物理选择性必修二第四次周考测试卷学生docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共12页， 欢迎下载使用。
物理选择性必修 第二册1 楞次定律精品同步测试题： 这是一份物理选择性必修 第二册<a href="/wl/tb_c163240_t7/?tag_id=28" target="_blank">1 楞次定律精品同步测试题</a>，文件包含人教版2019高中物理选择性必修二第六次周考测试卷教师docx、人教版2019高中物理选择性必修二第六次周考测试卷学生docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共13页， 欢迎下载使用。
