专题5第1讲电路和电磁感应.doc

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1、专题五第一讲 一、选择题(16题只有一个选项正确，710小题有多个选项正确)1(2014云南第一次检测)如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为：u220sin 100t(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是()A变压器原、副线圈匝数比为101B电流表示数为1AC电流表示数为10AD副线圈中电流的频率为5Hz答案B解析由u220sin100t(V)可知，输入电压的有效值U1V220V，又知在输出端10个灯泡并联且正常发光，则知输出端电压的有效值U222V，则n1n2U1U2101，A错；

2、灯泡正常发光时的电流I1A，输出端10个灯泡均正常发光，总电流I210I10A，根据I1I2n2n1，得出电流表示数I11A，B对，C错；变压器中输出电流的频率与输入电流的频率是一致的，fHz50Hz，D错。2(2014浙江)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，流入用户端的电流是I2。则()A用户端的电压为I1U1/I2B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答案A解析本题考查远距离输电，解题关键是弄清远距离输电的原

3、理和方法。根据变压器的原理，有所以用户端电压U2U1，A正确，输电线上的电压降，UI1RU，B错误；理想变压器的输入功率P1U1I1，C错误；输电线上损失功率P损Ir，D错误。远距离输电中电路损耗功率P损IR线，其中I线。3(2014甘肃第一次诊断)图中B为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上。指示灯L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变)，R是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表。开始时开关S是闭合的，当S断开后，下列说法正确的是()A电流表A2的示数变大B电压表的示数变大C电流表A1的示数变小D灯L1的亮度变暗答案C解析变压器输出电压由输入电压和匝数比决定，S断开后输入电压和匝

4、数比不变，所以电压表的示数不变；但负载电阻变大，则输出电流变小，A2的示数变小；输出、输入功率变小，则A1的示数变小；因R上电压变小，则L1上电压变大，亮度变亮。故只有C对。4(2014江西八校联考)有一种调压变压器的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，C、D之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压。图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，C、D两端接正弦交流电源，变压器可视为理想变压器，则下列说法正确的是()A当R3不变，滑动触头P顺时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变小B当R3不变，滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读

5、数变小C当P不动，滑动变阻器滑动触头向上滑动时，电流表读数变小，电压表读数变小D当P不动，滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数变大答案A解析当R3不变，P顺时针转动时，nMN减小，由，知UMN减小，则电压、电流表读数均减小，A项正确，同理知B项错；当P不动时，匝数nMN不变，输出电压UMN不变，滑片向上滑动，根据串反并同，得电压表示数变大，电流表示数变小，C项错误，同理知D项也错误。5(2014山西太原一摸)如图是原、副线圈都有中心抽头(匝数一半处)的理想变压器，原线圈通过单刀双掷开关S1与电流表连接，副线圈通过另一单刀双掷开关S2与定值电阻R0相连接，通过S1、S2可以改

6、变原、副线圈的匝数。现在原线圈上加一电压有效值为U的正弦交流电，当S1接a，S2接c时，电流表的示数为I，下列说法正确的是()A当S1接a，S2接d时，电流为2IB当S1接a，S2接d时，电流为C当S1接a，S2接d时，电流为ID当S1接a，S2接d时，电流为答案C解析设S1、S2分别接a、c时，匝数比为n1n2，则输出电压U2U，功率PUI，在S1、S2分别接a、d时，输出电压U2，功率PUI，解得II，所以A、B项均错，同理可知，C项对、D项错误。6(2014湖北八校二联)如图为学校配电房向各个教室的供电示意图，T为理想变压器，V1、A1为监控市电供电端的电压表和电流表，V2、A2为监控校

7、内变压器的输出端的电压表和电流表，R1、R2为教室的负载电阻，V3、A3为教室内的监控电压表和电流表，配电房和教室间有相当长的一段距离，则当开关S闭合时()A电流表A1、A2和A3的示数都变大B只有电流表A1的示数变大C电压表V3的示数变小D电压表V2和V3的示数都变小答案C解析在电路中，S闭合前，由可知，电压表的示数V2为U2U1，电路中电流表A2与A3是串联关系，则由欧姆定律可得I2I3(r为电线电阻)，电压表V3的示数为U3R1I2，再由可知电流表A1示数为I1I2，同理，在电路中S闭合后，可知因U1不变，电压表V2示数为U2U1U2不变，I2(r为电线电阻)，因R并I2，又I1I2，则

8、I1I1，由U2UrU3I2rU3，可知U3U3，又I3，则I3I3，则可判断V1不变，V2不变，V3变小，A1变大，A2变大、A3变小，A、B、D项都错误，C项正确。7(2014江苏)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取走线圈中的铁芯答案AB解析本题考查交变电流中涡流的产生。解题的关键是要弄清杯内水沸腾的原因和决定的因素。交变电流在铁芯中产生交变磁场，金属杯不会产生感应电流而发热，从而使杯内水沸腾。增加线圈的匝数和提高交流电源的频率都可以增

9、大金属杯产生的电流，可缩短加热时间，选项A，B正确；将金属杯换成瓷杯，变化磁场不能使它产生电流，也就不能使水加热，选项C错误；取走线圈中的铁芯，会减小周围的磁场，金属杯产生的电流会减小，从而增加水沸腾的时间，选项D错误。借助生活中的装置考查物理知识是高考中常见题型。8(2014黑龙江齐齐哈尔二模)如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数之比为101，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中的电容器C和电阻R为负载，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则下列说法正确的是()A若电压表的示数为6V，则输入电压的峰值为60VB电流表的示数为流经电阻R的电流C若输入电压U100V，则电容器C的耐压值至

10、少为10VD若输入电压的峰值保持不变，将其频率变大，则变压器的输入功率也将增大答案AD解析电压表示数为6V，由，得U160V，则输入电压的峰值为Um60V，A项正确；在交流电路中电容器C、电阻R都工作，则电流表测得的是流经R与C的电流之和，B项错误；若输入电压U100V，则输入电压峰值为Um100V，则输出端电压的峰值即电容器C的耐压值至少为10V，C项错误；若输入电压峰值保持不变，将频率变大，由电容器C对交流电的影响可知，交流电的频率变大，容抗RC变小，总电阻变小，由P得输出功率将变大，则输入功率也将变大，D项正确。9(2014内蒙古包头测评)有一种家用电器，图甲是其电路工作原理图，当电阻丝

11、接在u311sin100t(V)的交流电源上后，电阻丝开始加热，当其温度达到某一数值时，自动控温装置P启动，使电阻丝所接电压变为图乙所示波形(部分仍为正弦波)，从而进入保温状态。不计电阻丝阻值的变化，则下列说法正确的是()AP启动后，电阻丝的功率变为原来的一半BP启动后，电阻丝所接交变电压的频率变为原来的一半CP启动后，电压表的读数大约是原来的0.5倍DP启动后，电压表的读数大约是原来的0.7倍答案AD解析P启动前电阻丝的功率P1，P启动后，结合乙图可知电阻丝的功率P2，由有效值定义有0T，得P2，则知P12P2，A正确；P启动前的交流电的频率fHz50Hz，启动后的交流电的频率fHz50Hz

12、，则B错误；电压表在交流电中测有效值，启动前U有V，又由启动前后功率关系可知，启动后U有U有0.7U有，则C错误，D正确。10(2014新课标)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，电流表的读数加倍答案BD解析本题考查理想变压器在实际电路中的应用及交流电压表

13、的读数，解题关键理想变压器的原副线圈的功率关系，电压关系应明确，二极管的单向导电性使交流电只有一半时间通电，电压的有效值与交流电压的正常有效值不相等，副线圈两端电压的有效值为U2，由于二极管的单向导电性，交流电压表的读数为电压的有效值，由有效值的定义，有T，UcdU2。对于理想变压器，则，所以A错误。负载电阻R增大时，副线圈输出的功率减小，则原线圈输入的功率减小，B正确；cd间电压的大小决定于原线圈输入的电压大小，与负载电阻及阻值的大小无关，C错误；二极管短路后，输出功率加倍，则输入功率加倍P入IU1，因为U1不变，所以I1加倍，电流表的示数加倍，D正确。易错提醒：误认为c、d两端电压的有效值

14、等于副线圈两端电压的有效值。从而得出而错选A。二、非选择题11如图所示，边长为l的正方形线圈abcd的匝数为n，线圈电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场中的边界上，磁感应强度为B，现在线圈以OO为轴，以角速度匀速转动，求：(1)闭合电路中电流瞬时值的表达式；(2)线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上产生的热量；(3)线圈从图示位置转过90的过程中电阻R上通过的电荷量；(4)电阻R上的最大电压。答案(1)sint(2)(3)(4)解析(1)线圈转动时，总有一条边切割磁感线，且ad边和bc边转动的线速度大小相等，当线圈平行于磁场时，产生的感应电动势最大，为

15、EmnBlvnBllnBl2.由闭合电路欧姆定律可知Im，当以图示位置为计时起点时，流过R的电流表达式为：iImsintsint.(2)在线圈由图示位置匀速转过90的过程中，用有效值来计算电阻R上产生的热量QI2R其中I，T即QI2R(3)在转过90的过程中感应电动势的平均值为：n，流过R的平均电流，所以流过R的电荷量q(4)由部分电路欧姆定律可知电阻R上的最大电压为：UmImR.12发电机的端电压为220 V，输出电功率为44 kW，输电导线的电阻为0.2 ，如果用初、次级线圈匝数之比为110的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为101的降压变压器降压供给用户。(1)画出全过程

16、的线路图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压。答案(1)略(2)219.6 V43.92 kW(3)36 kW180 V解析(1)线路图如图所示：(2)升压变压器次级的输出电压U2U12 200 V升压变压器次级输出电流I2I1升压变压器初级输入电流，由PU1I1得I1 A200 A所以I2 A20 A输电线路上的电压损失和功率损失分别为URI2R4 VPRIR0.08 kW加到降压变压器初级线圈上的输入电流和电压I3I220 AU3U2UR2 196 V降压变压器的输出电压和电流U4U3219.6 VI4I3200 A用户得到的功率P4U4

17、I443.92 kW(3)若不采用高压输电，线路损失电压为URI1R40 V用户得到的电压UU1UR180 V用户得到的功率为PUI136 kW。13如图所示，线圈面积为0.05m2，共100匝，线圈总电阻为1，与外电阻R9相连。当线圈在BT的匀强磁场中绕OO以转速n300r/min匀速转动时，求：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出电动势的瞬时表达式；(2)两电表、的示数；(3)线圈转过s时，电动势的瞬时值；(4)线圈转过s的过程中，通过电阻R的电荷量；(5)线圈匀速转一周外力做的功。答案(1)100sin10t(V)(2)45V(3)50V(4)C(5)100J解析(1)因为EmNBS，2n，其中n300r/min5r/s，代入数据可得10rad/s，Em100V若从线圈处于中性面时开始计时，则eEmsint，所以电动势的瞬时表达式为：e100sin10t(V)。(2)两电表的示数为交流电的有效值：I5A，URIR45V。(3)当线圈转过s时，电动势的瞬时值e100sin(10)V50V(4)线圈转过ts的过程中，通过电阻R的电荷量为：qttt，而12BS(1cos)BS，综合解得qC。(5)线圈匀速转动一周，外力做功与电流做功相等，计算电功时必须运用交流电的有效值，即WFWET100J。