高考物理一轮复习 高考AB卷 专题十一 交变电流-人教版高三全册物理试题.doc

专题十一交变电流A卷全国卷 交变电流的产生及描述1(2016·全国卷，21，6分)(难度)(多选)如图，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于TC在t时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等解析当线框进入磁场过程中，根据EBR2可得，感应电动势恒定，感应电流恒定，不是正弦式交流电，A错误，C正确；当线框进入磁场时，根据楞次定律可得，两线框中的感应电流方向为逆时针，当线框穿出磁场时，根据楞次定律可得，线框中产生的感应电流为顺时针，所以感应电流的周期和线框运动周期相等，B正确；线框N在完全进入磁场后有时间内穿过线框的磁通量不变化，没有感应电动势产生，即线框N在0和T内有感应电动势，其余时间内没有；而线框M在整个过程中都有感应电动势，即便两导线框电阻相等，两者的电流有效值不会相同，D错误。答案BC 变压器电能的输送2.(2016·全国卷，19，6分)(难度)(多选)如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是()A原、副线圈匝数比为91B原、副线圈匝数比为19C此时a和b的电功率之比为91D此时a和b的电功率之比为19解析设灯泡的额定电压为U0，两灯均能正常发光，所以原线圈输出端电压为U19U0，副线圈两端电压为U2U0，故，根据，A正确，B错误；根据公式可得，由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式PUI可得，灯泡a和b的电功率之比为19，C错误，D正确。答案AD3(2016·全国卷，16，6分)(难度)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为()A2 B3 C4 D5解析开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比，通过R2的电流I2，副线圈的输出电压U2I2(R2R3)，由可得原线圈两端的电压U15I2，则UU1IR15I23I；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比，通过R2的电流I2，副线圈的输出电压U2I2R2，由可得原线圈两端的电压U14I2，则UU14IR14I212I，联立解得3，选项B正确。甲乙答案B4(2014·新课标全国，21，6分)(难度)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍解析设副线圈两端电压为U2，则有，由于二极管具有单向导电性，根据有效值定义可知，×T，则Ucd，故选项A错误；增大负载电阻，则变压器的输出功率减小，输入功率也减小，由P1UabI1可知，电流表读数减小，选项B正确；cd间的电压Ucd与R大小无关，选项C错误；将二极管短路，变压器的输出功率P2，为原来的2倍，由P2P1UabI1可知，电流表的读数变为原来的2倍，选项D正确。答案BD5(2012·全国新课标卷，17，6分)(难度)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()A380 V和5.3 A B380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 A解析本题考查理想变压器公式，涉及电压公式及电功率公式：由理想变压器的电压公式可知U2U1380 V，由电功率公式可知，I25.3 A，I1I29.1 V答案BB卷地方卷 交变电流的产生及描述1(2015·四川理综，4，6分)(难度)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0 B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0解析矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误；由于不计线圈的电阻，所以发电机的输出电压峰值为2Ne0，故有效值为Ne0，故D正确。答案D2(2014·江苏单科，7，4分)(难度)(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来。若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()A增加线圈的匝数 B提高交流电源的频率C将金属杯换为瓷杯 D取走线圈中的铁芯解析该装置的工作原理是，线圈内变化的电流产生变化的磁场，从而使金属杯体内产生涡流，再把电能转化为内能，使杯内的水发热。交流电源的频率一定时，线圈产生的磁场越强，杯体内磁通量变化就越快，产生的涡流就越大，增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场增强，而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场减弱，故A正确、D错误；交流电源的频率增大，杯体内磁通量变化加快，产生的涡流增大，故B正确；瓷为绝缘材料，不能产生涡流，故C错误。答案AB3(2014·天津理综，7，6分)(难度)(多选)如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a，b所示，则()A两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V解析线圈经过中性面时不切割磁感线，此时感应电动势为零，选项A正确；由图可知曲线a、b的周期之比为23，则对应的线圈转速之比为32，选项B错误；曲线a的周期为Ta4×102 s，其频率为fa25 Hz，选项C正确；曲线a、b表示的交变电流的峰值之比为，又Ema15 V，Emb10 V，UbEmb5 V，选项D错误。答案AC4(2013·海南单科，3，3分)(难度)通过一阻值R100 的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s。电阻两端电压的有效值为()A12 VB4 VC15 VD8 V解析由有效值定义可得×1 s(0.1 A)2×R×0.4 s×2(0.2 A)2×R×0.1 s×2，其中R100 ，可得U4 V，B正确。答案B 变压器电能的输送5.(2016·江苏单科，4，3分)(难度)一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()AU2>U1，U2降低 BU2>U1，U2升高CU2<U1，U2降低 DU2<U1，U2升高解析由，n1>n2知U2<U1；滑动触头从M点顺时针旋转至N点过程，n2减小，则U2降低，C项正确。答案C6(2016·四川理综，2，6分)(难度)如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则()A小灯泡变亮B小灯泡变暗C原、副线圈两端电压的比值不变D通过原、副线圈电流的比值不变解析原、副线圈减去相同的匝数n后，有，可以得出，<0，则说明的比值变大，由知，选项C、D错误；由和知，U2<U2，再由P知，灯泡变暗，选项A错误，B正确。答案B7(2016·天津理综，5，6分)(难度)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()A当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大解析当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表A1示数变小，选项C错误；若闭合开关S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表A2示数减小；原线圈中的电流也变大，电流表A1示数变大，选项D错误。答案B8(2015·福建理综，15，6分)(难度)图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为()A() B()C4()2()2r D4()2()2r解析原线圈电压的有效值：U1，根据可求：U2 ，又因为是理想变压器,所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流I,输电线上损失的电功率为PI22r4r，所以C正确，A、B、D错误。答案C9(2015·安徽理综，16，6分)(难度)图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是()A电压表V1示数增大B电压表V2、V3示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿cd的方向滑动解析由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表V1示数不变，选项A错误；由理想变压器原理公式且U1、n1、n2不变，则U2不变，即V2的示数不变，V3的示数U3U2I2R0应减小，故选项B错误；由公式得：4，则n1n2，该变压器起降压作用，故C错误；又I2，I2增大，R应减小，故滑片应沿cd方向滑动，故D正确。答案D10(2015·天津理综，6，6分)(难度)(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则()A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小解析Q位置不动，副线圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由P可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由PU1I1可知原线圈电流I1减小，故A错误，B正确；当P位置不动，Q上滑时，由知U2增大，同理分析原线圈电流I1增大，故C正确，D错误。答案BC11(2014·山东理综，17，6分)(难度)(多选)如图，将额定电压为60 V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是()A变压器输入功率为484 WB通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n2113解析理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有P1U1I1U2I260×2.2 W132 W，选项A错误；原线圈电流I10.6 A，选项B正确；副线圈电流最大值I2maxI22.2 A，选项C错误；原、副线圈匝数比，选项D正确。答案BD12(2014·广东理综，19，6分)(难度)(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是()AP向下滑动时，灯L变亮BP向下滑动时，变压器的输出电压不变CP向上滑动时，变压器的输入电流变小DP向上滑动时，变压器的输出功率变大解析P向上或向下滑动时，由变压器的电压特点可知，U2是不变的，灯L亮度也不变，A项错误，B项正确；P向上滑动时，滑动变阻器的阻值减小，由P可知，变压器的输出功率P2变大，又理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率P1也变大，由P1U1I1及U1不变可知，变压器的输入电流变大，C项错误，D项正确。答案BD13(2014·浙江理综，15，6分)(难度)如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2。则()A用户端的电压为B输电线上的电压降为UC理想变压器的输入功率为IrD输电线路上损失的电功率为I1U解析根据理想变压器原、副线圈的功率相等，有U1I1U2I2，解得用户端电压为U2，选项A正确；输电线上的电压降为I1r，选项B错误；理想变压器的输入功率为UI1Ir，选项C错误；输电线路上损失的电功率为Ir，选项D错误。答案A14(2014·福建理综，16，6分)(难度)图为模拟远距离输电实验电路图， 两理想变压器的匝数n1 n4<n2n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R，A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡，灯丝电阻RL2R，忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时()AA1、A2两表的示数相同BL1、L2两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2两端的电压小于R4两端的电压解析设两电流表示数分别为IA1、IA2，则IA2；由题意知，升压变压器的升压比与降压变压器的降压比相等，设为k，由变压器匝数与电流、电压的关系可知，升压变压器副线圈两端电压U2kU，降压变压器副线圈中电流I4kIA1，U4I4RLkIA1RL，则降压变压器原线圈两端电压U3kU4k2IA1RL，则IA1，解得IA1，则1，故IA1IA2，选项A错误；I4kIA1，因1，故两灯泡亮度不同，选项B错误；由PI2R可知，PR1PR3，选项C错误；由UIR可知，UR2UR4，选项D正确。答案D