2022年高考物理专题交变电流 .pdf

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1、学习好资料欢迎下载专题 10 交变电流第一节交变电流的产生和描述一、单项选择题1正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R10 ，交流电压表的示数是10 V 图乙是交变电源输出电压u 随时间 t 变化的图象，则() A通过 R 的电流 iR随时间 t 变 化的规律是iR2cos100 t(A) B通过 R 的电流 iR随时间 t 变化的规律是iR2cos50 t(A) CR 两端的电压uR随时间 t 变化的规律是uR52cos100 t(V) DR 两端的电压uR随时间 t 变化的规律是uR52cos50 t(V) 解析：选 A.交流电压表示数为10 V，是有效值，故Um102

2、V，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻R 上电流的最大值为102/10 A2 A ，又因 t0 时， uum，故 iR2cos100 t(A)，uR102cos 100 t(V) ，故选 A. 2下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是() 解析：选 C.我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为 311 V，周期为0.02 s，所以只有C 正确3(2012 年湖南长沙模拟 )一个阻值为 2 的线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电动势为e102sin20 tV，当该线圈与一阻值为8 的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是(

3、) At0 时，线圈平面位于中性面Bt0 时，穿过线圈的磁通量为0 C电阻的热功率为16 W D用电压表测路端电压时读数为11.3 V 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 11 页学习好资料欢迎下载答案： A 4(2012 年金华一中模拟)两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电 两种交变电流的最大值相等，波形如图所示在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比Q1Q2等于() A31 B12 C21 D43 答案： B 5小型交流发电机中，矩

4、形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R 10 的电阻构成闭合电路不计电路的其他电阻下列说法正确的是() A交变电流的周期为0.125 s B交变电流的频率为8 Hz C交变电流的有效值为2 A D交变电流的最大值为4 A 解析：选 C.由图象可以看出， 此交变电流的周期为0.250 s， 电压的最大值Um20 V 所以交变电流的频率为4 Hz，A、B 均错误； 交变电流的最大值ImUmR2 A，有效值 IIm22 A，C 正确， D 错误6(2012 年莆田一中模拟)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示已知发电机线

5、圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则() 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 11 页学习好资料欢迎下载A电压表 V 的示数为22 0 V B电路中的电流方向每秒钟改变50 次C灯泡实际消耗的功率为484 W D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 解析：选D.电动势的有效值为E220 22V220 V，所以电流的有效值IERr22095.05.0A2.2 A，所以电压表的示数为UIR2.2 95.0 V209 V，选项 A 错；交变电流的频率为f1T 50 Hz，每个周期内电流方向改

6、变2 次，故每秒钟内电流方向改变100 次，选项 B 错；灯泡实际消耗的功率为P灯 I2R2.22 95.0 W459.8 W，故选项 C 错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为QI2rt 2.22 5.0 1 J 24.2 J，选项 D 对二、不定项选择题7如图所示的线圈中产生了交变电流的是() 解析：选 BCD. 当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，B、C、D 均符合要求，A 项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流8(2012 年湖州高三质检)如图甲所示，电阻R 的阻值为50 ，在 ab 间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是() A电阻 R 的功

7、率为200 W B电流表示数为2 A C产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/s D如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍答案： ABD 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页，共 11 页学习好资料欢迎下载9内阻不计的交流发电机产生的电动势E10sin50 t(V) ，所接负载的电阻R10 ，现把发电机的转速提高一倍，则() A负载两端电压的有效值将变为28.2 V B交流电的频率将变为50 Hz C负载消耗的功率将变为20 W D负载消耗的功率将变为40 W 解析： 选 BC.原来的电动

8、势最大值为10 V，有效值为7.07 V，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为 E20 sin 100 t(V) ，由此可以看出提高转速后频率变为50 Hz，电动势有效值为14.14 V ，负载消耗的功率将变为20 W故 B、C 正确10 (2012 年绍兴一中模拟)电阻为 1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时， 所产生的正弦交流电的图象如图线a 所示； 当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图象如图线b 所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是() A在图中t0 时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈

9、先后两次转速之比为32 C交流电a 的电动势的有效值为5 2 V D交流电b 的电动势的最大值为5 V 三、计算题11如图所示，间距为L 的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中，一端接阻值为R 的电阻质量为 m 的导体棒放置在导轨上，其电阻为R0.在拉力 F 作用下从t0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为vvmsint，不计导轨电阻求：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 11 页学习好资料欢迎下载(1)从 t0 到 t2时间内电阻R 产生的热量(2)从 t0 到 t2时间内拉力F 所做的

10、功答案：见解析12电压 u1202sint V，频率为50 Hz 的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为 u0602 V 的霓虹灯的两端(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为116s) 解析： (1)如图所示，画出一个周期内交变电流的ut 图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1当 uu0602 V 时，由 u120 2sint V 求得：t11600s 再由对称性知一个周期内能发光的时间：精选学习资料 - - - - - - - - -

11、名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 11 页学习好资料欢迎下载tT4t1150s 41600s175s 再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：t36000.02175s2400 s. 第二节变压器远距离输电一 、单项选择题1(2012 年嘉兴模拟 )图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R 表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P 向下移动时，下列说法不正确的是 () A相当于在增加用电器的数目BA1表的示数随A2表的示数的增大而增大CV1表的示数随V2表的

12、示数的增大而增大D变压器的输入功率增大答案： C 2照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些这是因为用电高峰时() A总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 11 页学习好资料欢迎下载3如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为31，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L，则 () A灯 L 也能正常发光B灯 L 比另外三个灯都暗C灯 L 将会被烧坏D不能确定解析：选A.原、副线圈中

13、的电流之比为I1I2n2n113，而副线圈中通过每盏灯的电流均为其额定电流I额I23.又 I113I2，所以通过原线圈中灯L 的电流恰为其额定电流，灯L 正常发光，所以 A 正确4(2009 年高考四川理综卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R1 20 ，R230 ， C 为电容器，已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则() A交流电的频率为0.02 Hz B原线圈输入电压的最大值为200 2 V C电阻 R2的电功率约为6.67 W D通过 R3的电流始终为零解析：选C.由图乙可知交流电频率为50 Hz，所以 A 错副线圈电压最大值U2I1R120 V ，由U1n1U2n2

14、可知 U1200 V，B 错 R1和 R2并联 P2U222/30 6.67 W 因电容器接交流电有充放电电流，故D 错5理想变压器原、副线圈匝数比为101，以下说法中正确的是() A穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10 1 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页，共 11 页学习好资料欢迎下载B穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为101 D正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为101 答案： B 6.(2012 年北京西城区抽样)如图所示，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电

15、阻元件R、电感元件L 和电容元件C.若用 IR、IL、IC分别表示通过R、L 和 C 的电流，则下列说法中正确的是 () A若 M、N 接正弦式交流电，则IR0 、IL0 、IC0 B若 M、N 接正弦式交流电，则IR0 、IL0 、IC0C若 M、N 接恒定电流，则IR0 、IL0 ，IC0D若 M、N 接恒定电流，则IR0 、 IL0 ，IC0 二、不定项选择题7.(2012 年南京质量检测)如图所示，理想变压器的原、副线圈 匝 数 比 为15， 原 线 圈 两 端 的 交 变 电 压 为u 202 sin 100 t(V)氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光，下列说法中正确的有 ()

16、 A开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz B开关接通后，电压表的示数为100 V C开关断开后，电压表的示数变大D开关断开后，变压器的输出功率不变8(2012 年青岛一中模拟)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器的触头下列说法正确的是 () 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 11 页学习好资料欢迎下载A副线圈输出电压的频率为50 Hz B副线圈输出电压的有效值为31 V CP 向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP 向右移动时，变压器的输

17、出功率增加9(2012 年富阳二中高三模拟)在某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如图所示 它的原线圈匝数n1600 匝，交流电源的电动势e 311 sin(100 t) V( 不考虑其内阻)， 电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈串联一个额定电流为0.2 A 的保险丝，副线圈匝数n2120 匝，为保证保险丝不被烧断，则() A负载功率不能超过62 W B副线圈电流最大值不能超过1 A C副线圈电路中的电阻R 不能小于44 D副线圈电路中电压表的读数为62 V 解析： 选 C.由U1U2n1n2得 U244 V， D 错； 由I1I2n2n1得 I2 1 A， 所以负载功率最

18、大为 P2U2I2 44 W，A 错；副线圈中的电流最大值为Im2 A，故 B 错；由 RU22P2得 R44 ，C 对10(2009 年高考山东理综卷)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为 200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V 的用电器正常工作，则 () 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 11 页学习好资料欢迎下载A.n2n1n3n4B.n2n1n3n4，A 正确，B、C 错误；考虑

19、到输电线上也有电功率的损失，可知 D 也正确三、计算题11如图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为101，电流表A2的示数为2 A，开关 S断开，求：(1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关 S闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况12(2012 年金丽衢十二校联考)某发电厂发电机的输出功率P100 kW ，发电机端电压U250 V， 向远处送电的输电线的总电阻 R8 .要使传输电线上的功率损失不超过输送功率的 5%，用户得到的电压又正好是220 V，那么：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 10 页，共 11 页学习好资料欢迎下载(1)应该怎样安装变压器？画出输电线路的示意图(2)求出所用的变压器的原、副线圈的匝数比解析： (1)只要安装一台升压变压器和一台降压变压器，输电线路示意图如图所示(2)按题意， P损5%P0.05 100 103 W 5 103 W. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 11 页，共 11 页