2019年高考物理二輪復(fù)習(xí)十大熱門考點專項突破 專題09 交變電流的綜合考查練習(xí)

1、2019年高考物理二輪復(fù)習(xí)十大熱門考點專項突破 專題09 交變電流的綜合考查練習(xí)專題09交變電流的綜合考查熱點分析“交變電流”是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的一個典型應(yīng)用，它與電路聯(lián)系緊密，在實際生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用由于高考題量的限制，全國及地方命題的試卷可能隔年命題考查，也可能年年考查主要特點如下：1題型穩(wěn)定：主要考查交變電流的產(chǎn)生和“四值”問題，變壓器及遠(yuǎn)距離輸電問題，通常以選擇題形式出現(xiàn)2突出重點，強化基礎(chǔ)：理想變壓器為級要求，是該專題中考查的重點和熱點，且考查有加強的趨勢3注重知識的綜合考查：理綜試題通常采用一題考查多個知識點的形式高考可能將交變電流的產(chǎn)生、圖象、“四值”問題，理想變壓器，電能

2、輸送等其中幾個點綜合在一起考查，以增強知識覆蓋面經(jīng)典例題一、交變電流的產(chǎn)生和四值例1、(2018·揚州市一模)(多選)電阻為1的矩形線圈繞垂直于磁場方向的軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，線圈的電動勢隨時間變化的圖象如圖4所示。現(xiàn)把線圈的電動勢加在電阻為9的電熱絲上，則下列說法正確的是()圖4A.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為31.4rad/sB.如果線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流發(fā)生改變C.電熱絲兩端的電壓U100VD.電熱絲的發(fā)熱功率P1800W【參考答案】BD例2.(2017·天津理綜)(多選)在勻強磁場中，一個100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量隨時間

3、按圖示8正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2，則()圖8A.t0時，線圈平面平行于磁感線B.t1s時，線圈中的電流改變方向C.t1.5s時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大D.一個周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為82J【參考答案】AD二、理想變壓器的原理和制約關(guān)系例3（2018中原名校聯(lián)盟質(zhì)檢）如圖所示為理想變壓器，三個燈泡L1、L2、L3都標(biāo)有“6V，6W”，L4標(biāo)有“6V，12W”，若它們都能正常發(fā)光，則變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2和ab間電壓分別為A21，24VB2l，30VC12，24VD12，30V【參考答案】B例4（2016全國理綜III丙卷）如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。

4、當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是A.原、副線圈匝數(shù)之比為9:1B.原、副線圈匝數(shù)之比為1:9C.此時a和b的電功率之比為9:1D.此時a和b的電功率之比為1:9【參考答案】AD【名師解析】由于兩個燈泡均能正常發(fā)光，說明兩個燈泡的實際電壓等于額定電壓。設(shè)燈泡的額定電壓為U0，則有變壓器副線圈輸出電壓為U2=U0，原線圈輸入電壓為U1=U-U0=9U0，由變壓器變壓公式可得，原、副線圈匝數(shù)之比為=，選項A正確B錯誤。設(shè)燈泡a中的電流為I1，燈泡b中的電流為I2，由變壓器功率關(guān)系，9U0I1=U0I2，解得：I2=9I1，a和b的電功率之比為：=1:9，選項

5、D正確C錯誤。考點：考查了理想變壓器，電功率的計算三、滑動變阻器、開關(guān)、光敏電阻引起的理想變壓器動態(tài)電路例5(多選)(2017·杭州模擬)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1220sin100tV，則()A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表V1的示數(shù)為22VB當(dāng)ts時，電壓表V0的讀數(shù)為220VC單刀雙擲開關(guān)與a連接，當(dāng)滑動變阻器滑片P向上移動的過程中，電壓表V1的示數(shù)增大，電流表示數(shù)變小D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，電壓表V1和電流表的示數(shù)均變小【參考答案】B

6、C例6(2016·四川綿陽二診)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n212，原線圈接電壓隨時間變化規(guī)律為u220sin100t(V)的交流電源，、是三個理想電流表，D為理想二極管，R1是滑動變阻器，定值電阻R2R3220，則()A電流表的示數(shù)為1.0AB電流表的示數(shù)為2.0AC滑動變阻器R1的滑片向下滑動時，電流表的示數(shù)將變小D滑動變阻器R1的滑片向上滑動時，變壓器輸入功率增大【參考答案】B例7(多選)(2017·廣州模擬)如圖所示，R是一個光敏電阻，其阻值隨光照強度的增加而減小。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，電壓表和電流表均為理想交流電表，從某時刻開始在原線

7、圈兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1220sin100t(V)，則()A電壓表的示數(shù)為22VB在天逐漸變黑的過程中，電流表的示數(shù)變小C在天逐漸變黑的過程中，電流表的示數(shù)變大D在天逐漸變黑的過程中，理想變壓器的輸入功率變小【參考答案】BD四交變電流電路問題-例8(2017·高考江蘇卷)某音響電路的簡化電路圖如圖所示，輸入信號既有高頻成分，也有低頻成分，則()A電感L1的作用是通高頻B電容C2的作用是通高頻C揚聲器甲用于輸出高頻成分D揚聲器乙用于輸出高頻成分【參考答案】BD五、變壓器與電磁感應(yīng)綜合問題例9(2018·瀘州質(zhì)檢)如圖所示，兩個線圈套在同一個鐵芯上，線圈的繞向在

8、圖中已經(jīng)標(biāo)出左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強磁場中，下列說法中正確的是()A當(dāng)金屬棒ab向右勻速運動時，a點電勢高于b點，c點電勢高于d點B當(dāng)金屬棒ab向右勻速運動時，b點電勢高于a點，c點與d點等電勢C當(dāng)金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，c點電勢高于d點D當(dāng)金屬棒ab向右加速運動時，b點電勢高于a點，d點電勢高于c點【參考答案】BD例10(2016·遼寧大連模擬)(20分)如圖所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場。已知線圈的匝數(shù)

9、n100匝，總電阻r1.0，所圍成矩形的面積S0.040m2，小燈泡的電阻R9.0，磁感應(yīng)強度隨時間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式為enB0Scost，其中B0為磁感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期，不計燈絲電阻隨溫度的變化。求：(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值；(2)小燈泡消耗的電功率；(3)在磁感應(yīng)強度變化的0時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量?！久麕熃馕觥?1)由enB0Scost可知最大值EmnB0S·8V；(2)電路中電流的最大值ImA，IA，P燈I2R2.88W。答案(1)8V(2)2.88W(3)4×103C六、電能輸送例11（201

10、7廣西五市考前聯(lián)考）如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機的輸出電壓和輸電線的電阻和理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1n2=n3n4，當(dāng)用戶消耗的功率增大時，下列表述正確的是A用戶的總電阻增大B用戶兩端的電壓減小CU1U2=U3U,4D用戶端增加的功率等于升壓變壓器多輸入的功率【參考答案】BC例12(2017·南昌模擬)某供電系統(tǒng)是由交流發(fā)電機輸出電壓和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器組成，如圖所示。圖中R0表示輸電線的電阻。則()A當(dāng)電壓表V1示數(shù)減小，而用電器負(fù)載不變時，不改變觸頭位置，電流表A1示數(shù)增大B當(dāng)電壓表V1示數(shù)減小，而用電器負(fù)載不變時，適當(dāng)上移觸頭P，可使電流表A2示數(shù)不變C當(dāng)電壓表V1示數(shù)

11、不變，而用電器負(fù)載增加時，不改變觸頭位置，電流表A1示數(shù)不變D當(dāng)電壓表V1示數(shù)不變，而用電器負(fù)載增加時，適當(dāng)上移觸頭P，電流表A1示數(shù)一定減小【參考答案】B【名師解析】在不改變觸頭位置時，V1讀數(shù)減小導(dǎo)致V2讀數(shù)減小，負(fù)載電阻不變，導(dǎo)致I2減小，I1減小，A錯誤；電壓關(guān)系為，減小U1同時增大n2可以使得U2不變，I2不變，B正確；U1不變，又不改變觸頭位置則U2不變，此時增加負(fù)載(即減小負(fù)載電阻)，I2增大，從而I1增大，C錯誤；根據(jù)，在U1不變時，上移觸頭，U2增大，此時增加負(fù)載，I2增大，從而I1增大，D錯誤。例13(2018·武漢模擬)在遠(yuǎn)距離輸電時，要考慮盡量減少輸電線上的功

12、率損失有一個小型發(fā)電站，輸送的電功率為P500kW，當(dāng)使用U5kV的電壓輸電時，測得安裝在輸電線路起點和終點處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800kW·h.求：(1)輸電效率和輸電線的總電阻r；(2)若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？【參考答案】(1)60%20(2)22.4kV【名師解析】(1)輸送功率P500kW，一晝夜輸送電能EPt12000kW·h由題知輸電線上損失的電能E4800kW·h終點得到的電能EEE7200kW·h所以輸電效率×100%60%輸電線上的電流I100A輸電線損耗功率Pr

13、I2r其中Pr200kW得r20.練兵場1.圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示電壓是正弦交流電的一部分，則下列說法正確的是()A.圖乙所示的電壓也是正弦交流電壓B.圖甲所示電壓的瞬時值表達(dá)式為u10sin50t(V)C.圖乙所示電壓的周期與圖甲所示電壓周期相同D.圖甲所示電壓的有效值比圖乙所示電壓的有效值小2.如圖6所示，一半徑為L的導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心。環(huán)內(nèi)兩個圓心角為90°且關(guān)于O中心對稱的扇形區(qū)域內(nèi)分布有勻強磁場，兩磁場的磁感應(yīng)強度大小均為B、方向相反且均與紙面垂面。導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動，M端通過滑動觸點與圓環(huán)良好接觸，在圓心和圓環(huán)間連有電阻R，不計圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻

14、，當(dāng)桿OM以恒定角速度逆時針轉(zhuǎn)動時，理想電流表A的示數(shù)為()圖6A.B.C.D.3(多選)圖7甲為小型交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線圈的匝數(shù)n100、總電阻r5，線圈的兩端與阻值為95的電阻R連接，交流電壓表為理想電表。t0時刻，線圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化。若交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em，電壓表的示數(shù)為U，則()圖7A.Em200V，U134VB.Em134V，U95VC.通過電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約50次D.電阻R實際消耗的功率為190W4.（2018廣東湛江調(diào)研）將u=220si

15、n100tV的電壓輸入如圖所示的理想變壓器的原線圈，原副線圈的匝數(shù)比為n1n2=551，R=10，則下列說法正確的是A該交流電的頻率為100HzB閉合開關(guān)S后，電流表的讀數(shù)為0.22AC閉合開關(guān)S后，電阻消耗的電功率為1.6WD斷開開關(guān)S后，電流表的讀數(shù)為0.22A5(2017·云南統(tǒng)測)如圖所示，將理想變壓器原線圈接入電壓隨時間變化規(guī)律為u220sin100t(V)的交流電源上，在副線圈兩端并聯(lián)接入規(guī)格為“22V,22W”的燈泡10個，燈泡均正常發(fā)光。除燈泡外的電阻均不計，下列說法正確的是()A變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101B電流表示數(shù)為1AC電流表示數(shù)為10AD副線圈中電流的頻率

16、為5Hz6(多選)(2017·濟寧模擬)如圖甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為111，R1，原線圈允許通過電流的最大值為1A，副線圈ab兩端電壓隨時間變化圖像如圖乙所示。則下列說法正確的是()A原線圈輸入電壓的有效值為242VB原線圈兩端交變電壓的頻率為550HzC副線圈中電流的最大值為11AD為保證電路安全工作，滑動變阻器R的阻值不得小于17(2016·河南鄭州二檢)一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1n2101。原線圈輸入正弦交變電壓如圖所示，副線圈接入一阻值為22的電阻。下列說法正確的是()A電阻中交變電流的方向每秒改變100次B原線圈中電流的有效值是0.14AC

17、與電阻并聯(lián)的交流電壓表示數(shù)是22VD1min內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量是2.64×103J8如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n241，原線圈a、b間接一電壓為u220sin100t(V)的電源，燈泡L標(biāo)有“36V18W”字樣，當(dāng)滑動變阻器R的滑動觸頭處在某位置時，電流表示數(shù)為0.25A，燈泡L剛好正常發(fā)光，則()A流經(jīng)燈泡L的交變電流的頻率為100HzB定值電阻R0的阻值為19C滑動變阻器R消耗的功率為36WD若將滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑動，則燈泡L的亮度變暗9(2016·遼寧五校聯(lián)考)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1n251，電阻R20，L1、L2為規(guī)格相

18、同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示。現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法正確的是()A輸入電壓u的表達(dá)式u20sin50t(V)B只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C只斷開S2后，原線圈的輸入功率減小D若將S1換接到2，R消耗的電功率為0.8W10(2016·江蘇南京三校高三聯(lián)考)如圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1011，L是自感系數(shù)較大的線圈，在變壓器的原線圈兩端加上如圖乙所示的交變電壓時，燈泡正常發(fā)光，則下列說法中正確的是()A圖乙所示電壓的瞬時值表達(dá)式為u200sin100t(V)B變壓器副線圈

19、兩端的電壓為220VC若僅將變阻器的滑片P向下滑動，燈泡將變亮D若僅圖乙中交變電壓的周期變大，燈泡將變暗11(2016·遼寧大連模擬)(20分)如圖所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場。已知線圈的匝數(shù)n100匝，總電阻r1.0，所圍成矩形的面積S0.040m2，小燈泡的電阻R9.0，磁感應(yīng)強度隨時間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢瞬時值的表達(dá)式為enB0Scost，其中B0為磁感應(yīng)強度的最大值，T為磁場變化的周期，不計燈絲電阻隨溫度的變化。求：(1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值；(2)小燈泡消耗

20、的電功率；(3)在磁感應(yīng)強度變化的0時間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量。12如圖所示，邊長為L、匝數(shù)為N，電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO轉(zhuǎn)動，軸OO垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度轉(zhuǎn)動，下列判斷正確的是()A兩電壓表的示數(shù)之比為U1U2n2n1B電壓表的示數(shù)等于NBL2C當(dāng)滑動變阻器R的滑片P向上滑動時，電壓表的示數(shù)變大D變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1113如圖所示，一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻不計，繞OO軸在水平方向的磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以角速度做勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始

21、計時矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是()A矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為eNBScostB矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時間內(nèi)，通過電流表的電荷量為零C當(dāng)P位置不動，R增大時，電壓表讀數(shù)也增大D當(dāng)P位置向上移動、R不變時，電流表讀數(shù)變大14(2016福建質(zhì)檢)手搖發(fā)電機產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)變壓器給燈泡L供電，其電路如圖。當(dāng)線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，電壓表示數(shù)為U，燈泡正常發(fā)光。已知發(fā)電機線圈的電阻為r，燈泡正常發(fā)光時的電阻為R，其它電阻可忽略，變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為k，變壓器可視為理想變壓器。則A燈泡的額定電壓為B

22、燈泡的額定功率為C發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值為D從中性面開始計時，原線圈輸入電壓的瞬時值表達(dá)式為uUsint15(2017·山西質(zhì)量監(jiān)測)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向R011的純電阻用電器供電。已知輸電線的總電阻R10，T2的原、副線圈匝數(shù)比為41，用電器兩端的電壓為u220sin100t(V)，將T1、T2均視為理想變壓器。下列說法正確的是()A降壓變壓器的輸入功率為4400WB升壓變壓器中電流的頻率為100HzC輸電線消耗的功率為500WD當(dāng)用電器的電阻減小時，輸電線消耗的功率減小16(2014·四川高考)如圖所

23、示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖像，則()A用戶用電器上交流電的頻率是100HzB發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500VC輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定D當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小17(2016·山西太原高三二模)圖甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，圖乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖象，則()A發(fā)電機輸出交流電壓的有效值約為500VB用戶用電器上交變電流的頻率是100HzC輸電線的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定D當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時，輸電線上損失的功率增大18.有一臺內(nèi)阻為1的發(fā)電機，供給一個學(xué)校照明用

24、電，如圖所示，升壓變壓器匝數(shù)比為14，降壓變壓器的匝數(shù)比為41，輸電線的總電阻R=4，全校共22個班，每班有“220V，40W”的燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則：(1)發(fā)電機輸出功率多大？(2)發(fā)電機電動勢多大？(3)輸電效率是多少？(4)若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光，則發(fā)電機輸出功率是否減半？1.【參考答案】D2【參考答案】A3【參考答案】AD【名師解析】交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值EmnBS，而mBS，由t圖線可知m2.0×102Wb，T2×102s，所以100rad/s，Em200V，電動勢的有效值E100V，由閉合電路的歐姆定律，可知電路中電流的有效值IA，電壓表

25、的示數(shù)為UIR134V，故選項A正確，B錯誤；由題圖乙可知，周期T2×102s，頻率f16，故通過電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約32次，選項C錯誤；電阻R消耗的功率為PI2R190W，故選項D正確。4.【參考答案】C5【參考答案】B【名師解析】由原線圈電壓瞬時值表達(dá)式可知，原線圈輸入電壓有效值為220V，交變電流的頻率f50Hz，D項錯；副線圈上燈泡正常發(fā)光，說明副線圈輸出電壓有效值為22V，由理想變壓器變壓規(guī)律可知，10，A項錯；由燈泡電功率PUI可知，通過每只燈泡的電流為1A，故副線圈輸出電流為10A，由理想變壓器變流規(guī)律可知，10，所以原線圈中電流的有效值為1A，B項正確，C項錯

26、。6【參考答案】AC7【參考答案】AC【名師解析】由交變電流電壓圖象可知其頻率f50Hz，而交變電流的方向在每個周期內(nèi)改變兩次，故A項正確；由圖象可知，原線圈中正弦交變電流電壓最大值為220V，所以有效值為220V，由理想變壓器變壓規(guī)律可知，副線圈兩端電壓有效值U2U122V，所以電壓表示數(shù)為22V，C項正確；由歐姆定律可知，通過電阻的電流I21A。由理想變壓器的變流規(guī)律可知，I10.1A，B錯誤；由焦耳定律可知，電阻在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量QIRt1.32×103J，D項錯誤。8【參考答案】BD9【參考答案】CD【名師解析】交變電流的瞬時表達(dá)式uUmsint，由圖乙可以看出Um20V，周期T0.02s，100rad/s，即u20sin100t(V)，A項錯誤；根據(jù)題中條件S1接1，S2閉合L2正常發(fā)光，可以推出能使燈L2正常發(fā)光的額定電壓為4V，如果S1接1，斷開S2，則每個燈泡兩端電壓為2V，B錯誤；理想變壓器輸入功率由輸出功率決定，而輸出功率P出，在輸出電壓不變的情況下，負(fù)載電阻R0增大，輸出功率