(满分：100分 时间：45分钟)
一、单项选择题(每小题5分，共35分)
1． 一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的电动势为e＝220sin 100πt V，那么
( )
A．该交变电流的频率是100 Hz
B．当t＝0时，线圈平面恰好与中性面垂直
C．当t＝ s时，e最大
D．该交变电流电动势的有效值为220 V
答案 C
解析 根据交变电流的电动势表达式可知该交变电流的频率f＝＝50 Hz，有效值为220 V，A、D错；当t＝0时，e＝0，所以线圈平面恰好处于中性面，B错；当t＝ s时，e有最大值220 V，C正确．
2． 电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图1所示．现把交流电加在电阻为9 Ω的电热丝上，下列判断正确的是 ( )
图1
A．线圈转动的角速度ω＝100 rad/s
B．在t＝0.01 s时刻，穿过线圈的磁通量最大
C．电热丝两端的电压U＝100 V
D．电热丝此时的发热功率P＝1 800 W
答案 D
解析 由题图可以看出该交变电流的周期T＝0.02 s，则角速度ω＝＝ rad/s＝100π rad/s，A项错．t＝0.01 s时刻，电压达到最大，则此时磁通量变化率最大，磁通量为零，B项错．电热丝两端电压为路端电压UR＝U＝×＝90 V，故C项错．根据电功率公式P＝＝ W＝1 800 W，故D项正确．
3． 在如图2甲所示电路中，D为理想二极管(正向电阻为零，反向电阻为无穷大)．R1＝30 Ω，R2＝60 Ω，R3＝10 Ω.在MN间加上如图乙所示的交变电压时，R3两端电压表的读数大约是 ( )
图2
A．3 V B．3.5 V C．4 V D．5 V
答案 B
解析 在0～0.01 s内，二极管导通，电压表读数为U3＝Um＝4 V，在0.01 s～0.02 s内，电压反向，二极管截止，电压表读数U3′＝Um＝3 V．根据交流电有效值的定义得：·＋·＝·T，解得U≈3.5 V，B正确．
4． 有一台理想变压器，原、副线圈的匝数之比为n1∶n2＝2∶1，原线圈上交流电源的电压为u＝220sin 100πt V，Q为保险丝，其额定电流为1 A，R为负载电阻，如图3所示，变压器正常工作时R的阻值 ( )
图3
A．不能低于55 Ω B．不能高于55 Ω
C．不能低于77 Ω D．不能高于77 Ω
答案 A
解析 U1＝ V＝220 V，又因为＝＝，所以U2＝110 V．由P入＝P出知，U1I1＝U2I2，所以I2最大为2 A，I2＝，所以R≥55 Ω，选项A正确．
5． 如图4甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R′为热敏电阻(温度升高时其电阻减小)，R为定值电阻．下列说法正确的是 ( )
图4
A．电压表V2的示数为9 V
B．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u＝36sin 50πt V
C．R′处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变大
D．变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1∶4
答案 A
解析 由图乙可知，电源电压的有效值为36 V，根据＝，得U2＝9 V，A项正确．ω＝＝100π rad/s，因此u＝36sin 100πt V，B项错．当R′处温度升高时，其电阻变小，而U2不变，由I2＝知I2变大，C项错．P入＝P出，D项错，正确答案为A.
6． 如图5所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u＝220sin 100πt (V)，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的．则当S闭合后 ( )
图5
A.表示数不变，示数为22 V
B.表示数不变，示数为22 V
C．灯泡L两端的电压将变大
D．电流表A的示数一定为0
答案 A
解析 由＝可知表示数不变，U2＝22 V，A项正确，B项错误；电路中的电流是交变电流，因此它可以通过电容器C，的示数一定不为零，D项错误；S闭合后，电容器C中有电流流过，相当于给L并联了一个用电器，负载总电阻减小，总电流增大，R分压变大，L两端电压将变小，C项错误．
7． 如图6所示，匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝100π rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连．变压器副线圈接入一只“220 V 100 W”的灯泡，且灯泡正常发光．熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是 ( )
图6
A．在图示位置线框中产生的感应电动势最大
B．变压器原、副线圈匝数之比为25∶22
C．变压器副线圈最多能接25个“220 V 100 W”的灯泡
D．线框从图示位置起经t＝ s时感应电动势为125 V
答案 B
解析 图示位置处线框处于中性面位置，感应电动势最小为零，A项错误；由题意知，Em＝nBSω＝250 V，其瞬时值表达式为e＝250sin 100πt(V)，灯泡正常发光时，＝＝，B项正确；t＝ s时，e＝250sin V＝125 V，D项错误；每个灯泡正常发光时的电流为I0＝＝ A＝ A，能接灯泡的个数为n＝＝个＝22个，C项错误．综上所述，正确选项为B.
二、多项选择题(每小题6分，共18分)
8． 如图7所示，边长为L、匝数为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′转动，轴OO′垂直于磁感线，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2.保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是 ( )
图7
A．两电压表的示数之比为U1∶U2＝n1∶n2
B．电压表V1示数等于NBωL2
C．当滑动变阻器R的滑片P向上滑动时，电压表V2的示数变大
D．变压器的输入功率与输出功率之比为1∶1
答案 AD
解析 变压器的电压之比等于线圈匝数之比，A正确；由于线圈电阻不计，示数即为线圈产生的电动势的有效值U1＝E＝＝NBωL2/，B错误；的示数由和线圈匝数比决定，R的变化不影响的示数，C错误；理想变压器输出功率等于输入功率，D正确．
9． (2012·江苏单科·7)某同学设计的家庭电路保护装置如图8所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成．当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K，从而切断家庭电路．仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有
( )
图8
A．家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零
B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变
C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起
D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起
答案 ABD
解析 由于零线、火线中电流方向相反，产生的磁场方向相反，所以家庭电路正常工作时，L2中的磁通量为零，选项A正确；家庭电路短路和用电器增多时均不会引起L2的磁通量的变化，选项B正确，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，线圈L1中磁场变化引起L2中磁通量的变化，产生感应电流，使电磁铁吸起开关K，切断家庭电路，选项D正确．
10．如图9所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2＝4∶1，原线圈a、b间接一电压为u＝220sin 100πt(V)的电源，灯泡L标有“36 V 18 W”字样．当滑动变阻器R的滑动触头处在某位置时，电流表示数为0.25 A，灯泡L刚好正常发光，则 ( )
图9
A．流经灯泡L的交变电流的频率为100 Hz
B．定值电阻R0的阻值为19 Ω
C．滑动变阻器R消耗的功率为36 W
D．若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑动，则灯泡L的亮度变暗
答案 BD
解析 由ω＝2πf得100π rad/s＝2πf，解得f＝50 Hz，A错误．U2＝U1＝55 V，I2＝I1＝1 A，R0两端的电压U0＝55 V－36 V＝19 V，R0＝＝ Ω＝19 Ω，B正确．IR＝I2－IL＝1 A－0.5 A＝0.5 A，R上消耗的功率PR＝IRU＝0.5×36 W＝18 W，C错误．滑动变阻器R的滑动触头向下滑动时，L两端的电压减小，由PL＝得PL减小，灯泡L变暗，D正确．
三、非选择题(共47分)
11．(12分)(1)如图10甲所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与光敏电阻Rg的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若用不透光的黑纸将Rg包裹起来，表针将向________(填“左”或“右”)转动；若用手电筒光照射Rg，表针将向________(填“左”或“右”)转动．
图10
(2)如图乙所示，将多用电表的选择开关置于欧姆挡，再将电表的两支表笔分别与负温度系数的热敏电阻RT的两端相连，这时表针恰好指在刻度盘的中央．若往RT上擦些酒精，表针将向________(填“左”或“右”)转动；若用吹风机热风吹向RT，表针将向________(填“左”或“右”)转动．
答案 (1)左 右 (2)左 右
解析 光敏电阻是对光敏感的电阻，当有光照射的时候，其电阻减小．在欧姆表的表盘上，偏转角度越大说明电阻值越小，所以当外界没有光照的情况下，电阻很大，偏转角度很小，故表针向左转动，反则反之．负温度系数的热敏电阻的含义是当温度升高时电阻阻值减小．当用酒精涂抹在热敏电阻上的时候，酒精蒸发使温度降低，电阻阻值增大，偏转角度减小，故表针向左转动，反则反之．
12．(20分)一些材料的电阻随温度的升高而变化．
(1)如图11甲是由某金属材料制成的电阻R随摄氏温度t变化的图象，若用该电阻与电池(电动势E＝1.5 V，内阻不计)、电流表(量程为5 mA，内阻不计)、电阻箱R′串联起来，连接成如图乙所示的电路，用该电阻做测温探头，把电流表的电流刻度改为相应的温度刻度，就得到了一个简单的“金属电阻温度计”．
甲 乙
图11
①电流刻度较大处对应的温度刻度________；(选填“较大”或“较小”)
②若电阻箱阻值R′＝150 Ω，当电流为5 mA时对应的温度为________°C.
(2)某实验小组研究一白炽灯两端电压与电流的关系，得到了如下表所示的数据，并描绘出其I－U图线如图12所示.
U(V)
0
0.9
2.4
3.6
5.4
7.2
10.2
14.4
I(mA)
0
45
120
170
210
230
250
265
图12
①由图线可看出该白炽灯的电阻随电压的增大而________(选填“增大”或“减小”)．
②实验还用到了下列器材：直流电源、滑动变阻器、电压表、电流表、开关及导线若干．请在图13中以笔画线代替导线按实验要求将实物图补充完整．
图13
答案 (1)①较小 ②50 (2)①增大 ②见解析图
解析 (1)由图甲可知，电阻R随摄氏温度t的升高而增大，由闭合电路欧姆定律知，回路中电流随电阻增大而减小，所以电流刻度较大处对应的温度刻度较小，若电阻箱阻值R′＝150 Ω，当电流为5 mA时由闭合电路欧姆定律可知，回路总电阻R总＝E/I＝300 Ω，R＝R总－R′＝150 Ω，由图甲可知，＝，解得t＝50，即对应的温度为50°C.
(2)根据描绘出的白炽灯的I－U图线上坐标点横、纵坐标的比值等于电阻值，可知该白炽灯的电阻随电压的增大而增大．描绘白炽灯的I－U图线需采用分压式电路．将滑动变阻器下端的两个接线柱与电源、开关连接成闭合回路，上面的一端与白炽灯连接，连接的电路如图所示．
13．(15分)(2011·江苏·13)如图14甲所示为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u－t图象如图乙所示．若只在ce间接一只Rce＝400 Ω的电阻，或只在de间接一只Rde＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；
(2)求只在ce间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I1；
(3)求ce和de间线圈的匝数比.
甲 乙
图14
答案 (1)uab＝400sin 200πt V
(2) A (3)
解析 (1)由题图乙知ω＝200π rad/s，电压最大值为400 V，故原线圈输入电压瞬时值uab＝400sin 200πt V.
(2)只在ce间接400 Ω电阻时，电压有效值U1＝200 V
理想变压器P1＝P2＝80 W
原线圈中的电流I1＝，解得I1＝ A.
(3)设ab间匝数为n1，则＝
同理＝
由题意知＝
解得＝
代入数据得＝.
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