考點(diǎn)12 交變電流

1、圓學(xué)子夢(mèng)想 鑄金字品牌溫馨提示： 此題庫(kù)為Word版，請(qǐng)按住Ctrl,滑動(dòng)鼠標(biāo)滾軸，調(diào)節(jié)合適的觀看比例，點(diǎn)擊右上角的關(guān)閉按鈕可返回目錄。 考點(diǎn)12 交變電流 一、選擇題1.（2012·天津理綜·T4）通過(guò)一理想變壓器,經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P,原線圈的電壓U保持不變,輸電線路的總電阻為R.當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí),線路損耗的電功率為P1,若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk,線路損耗的電功率為P2,則P1和分別為()A.,B., C. , D. , 【解題指南】解答本題時(shí)首先計(jì)算原線圈的電流，再根據(jù)原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系及功率的公式計(jì)算出線路損耗的功率，并進(jìn)一

2、步求出副線圈匝數(shù)變化前后線路損耗功率的比值【解析】選D.原線圈的電流為：，由于P、U不變，故I1不變，由得；由得，則，故選項(xiàng)D正確.2.（2012·浙江理綜·T20）為了測(cè)量?jī)?chǔ)罐中不導(dǎo)電液體的高度,將與儲(chǔ)罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲(chǔ)罐中,電容器可通過(guò)開(kāi)關(guān)S與線圈L或電源相連,如圖所示.當(dāng)開(kāi)關(guān)從a撥到b時(shí),由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期的振蕩電流.當(dāng)罐中的液面上升時(shí)()A.電容器的電容減小B.電容器的電容增大C.LC回路的振蕩頻率減小D.LC回路的振蕩頻率增大【解題指南】解答本題時(shí)可按以下思路分析：液面變化電容變化振蕩周期變化振蕩頻率變化【解析】選B、C.液面

3、上升時(shí)，兩板間的電介質(zhì)變多，根據(jù)電容的決定式知，電容器電容C增大，選項(xiàng)B正確、A錯(cuò)誤；根據(jù)振蕩電流的周期可知，周期變大，由f=1/T可知，頻率變小，選項(xiàng)C正確、D錯(cuò)誤.3.（2012·江蘇物理·T7）某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如圖所示,鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成.當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時(shí),電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開(kāi)關(guān)K,從而切斷家庭電路.僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場(chǎng),下列說(shuō)法正確的有()A.家庭電路正常工作時(shí),L2中的磁通量為零B.家庭電路中使用的電器增多時(shí),L2中的磁通量不變C.家庭電路發(fā)生短路時(shí),開(kāi)關(guān)K將被電磁鐵吸起D.地面上的人接觸火線發(fā)生觸

4、電時(shí),開(kāi)關(guān)K將被電磁鐵吸起【解題指南】解答本題時(shí)可按以下思路分析： 分電流相等和不相等兩種分析雙線繞法的優(yōu)點(diǎn)屬變壓器問(wèn)題 【解析】選A、B、D.線圈L1采用的是雙線繞法,家庭電路正常工作時(shí),通過(guò)火線和零線的電流大小相等,方向相反,所以線圈L1中的磁通量是零,線圈L2中的磁通量也為零,A正確;家庭電路中的用電器增多時(shí)或發(fā)生短路時(shí),通過(guò)火線和零線的電流增大,但大小仍然相等,合磁通量仍為零,線圈L2中的磁通量也為零,B正確、C錯(cuò)誤;地面上的人接觸火線時(shí),電流從人體通過(guò),通過(guò)火線和零線的電流大小不再相等,線圈L2中有磁通量通過(guò),產(chǎn)生感應(yīng)電流,電磁鐵開(kāi)始工作,將開(kāi)關(guān)K吸起,起到斷電保護(hù)的作用,D正確,所

5、以答案選A、B、D.4.（2012·新課標(biāo)全國(guó)卷·T17）自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分，一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào).已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上.當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0kW.設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為A.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點(diǎn)：（1） 明確輸出電壓最大時(shí)，副線圈的

6、匝數(shù).（2） 根據(jù)電壓、電流及功率與原副線圈的匝數(shù)關(guān)系式求解.【解析】選B.由理想變壓器原、副線圈中電壓、電流及功率關(guān)系可得：，所以當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，副線圈的匝數(shù)也最大n2=1900匝，負(fù)載R上的功率也最大為2.0kW，則，故選項(xiàng)B正確.5.（2012·北京理綜·T15）一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10V的直流電源上,消耗電功率為P;若把它接在某個(gè)正弦交流電源上,其消耗的電功率為.如果電熱器電阻不變,則此交流電源輸出電壓的最大值為()A.5 VB. VC.10 V D. V【解題指南】本題需要把握以下兩點(diǎn):(1)交變電流有效值的定義.(2)正弦式交變電流有效值和

7、最大值的關(guān)系.【解析】選C.設(shè)交變電壓有效值為U，根據(jù)有效值定義，有，交變電壓最大值6.（2012.山東理綜T18）圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖.轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓,并加在一理想變壓器的原線圈上,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2,為交流電壓表.當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí),就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w.以下判斷正確的是()A.電壓表的示數(shù)等于5VB.電壓表的示數(shù)等于VC.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是>1000D.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是<1000【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：（1） 理解正弦交變電流u-t圖象的物理含義.（2） 知道電

8、壓表的示數(shù)是電壓的有效值.（3） 利用變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系求點(diǎn)火條件.【解析】選B、C.由正弦交變電流u-t圖象可知：最大電壓值為5V，故有效值為V，電壓表顯示的是有效值，A錯(cuò)，B對(duì)；由變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系可知，當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V，即>5000，所以>1000，C對(duì)，D錯(cuò).7.（2012·廣東理綜·T19）某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e=50sin100t（V），對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有 （ ）A. 最大值是V B.頻率是100HzC.有效值是V D.周期是0.02s【解題指南】求解本題需掌握交流電的最大值，瞬時(shí)值，有效值

9、、周期、頻率基本物理量及其彼此之間的關(guān)系.【解析】選C、D.交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為=50sin100t，故交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為50V，有效值為V，故A錯(cuò)C對(duì).由得頻率是f=50Hz，周期，故B錯(cuò)D對(duì).8.（2012·福建理綜·T14）如圖,理想變壓器原線圈輸入電壓u=Umsint,副線圈電路中R0為定值電阻,R是滑動(dòng)變阻器.和是理想交流電壓表,示數(shù)分別用U1和U2表示;和是理想交流電流表,示數(shù)分別用I1和I2表示.下列說(shuō)法正確的是()A.I1和I2表示電流的瞬時(shí)值B.U1和U2表示電壓的最大值C.滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中,U2不變、I1變大D.滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中,U2變小

10、、I1變小【解題指南】解答本題時(shí)可按以下思路分析:【解析】選C.交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為有效值,A、B錯(cuò).由于輸入端電壓U1和理想變壓器匝數(shù)比不變,所以U2不變.滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中,電阻變小,電流I2變大,輸出功率變大,則輸入功率變大,電流I1變大,C對(duì)、D錯(cuò),故選C.9.（2012·海南單科·T4）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為201，兩個(gè)標(biāo)有“12V，6W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時(shí)，原線圈電路中電壓表和電流表（可視為理想的）的示數(shù)分別是 （ ）A120V，0.10A B240V，0.025AC120V，0.005AD240V，0

11、.05A【解題指南】燈泡正常工作副線圈電流和電壓原線圈電流和電壓?！窘馕觥窟xD.燈泡正常工作，副線圈電壓U2=12V，副線圈電流，根據(jù)匝數(shù)比得原線圈電流，原線圈電壓U1=20U2=240V，選項(xiàng)D正確，其它選項(xiàng)錯(cuò)誤.二、計(jì)算題1.（2012·安徽理綜·T23）圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖.在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO'轉(zhuǎn)動(dòng),由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個(gè)跟線圈一起繞OO'轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路.圖乙是

12、線圈的主視圖,導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來(lái)表示.已知ab長(zhǎng)度為L(zhǎng)1,bc長(zhǎng)度為L(zhǎng)2,線圈以恒定角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).(只考慮單匝線圈)(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e1的表達(dá)式.(2)線圈平面處于與中性面成0夾角位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí),如圖丙所示,試寫出t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e2的表達(dá)式.(3)若線圈電阻為r,求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.(其他電阻均不計(jì))【解題指南】解答本題時(shí)要注意以下三點(diǎn)：（1） 線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式與開(kāi)始計(jì)時(shí)的時(shí)刻有關(guān)（2） 線圈的總電動(dòng)勢(shì)等于每段導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的和，

13、且回路符合歐姆定律（3） 計(jì)算焦耳熱時(shí)要用到電流的有效值【解析】(1)t時(shí)刻線圈平面與中性面的夾角為，設(shè)ab距軸為r1，cd距軸為r2 ，則有： 線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： （2）t時(shí)刻線圈平面與中性面的夾角為，則由式知線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為： （3）通過(guò)線圈電流的有效值為： 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為： 所以線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為： 【答案】（1）（2）（3）2.（2012·福建理綜·T22）如圖甲,在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在一方向豎直向下、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng),在此區(qū)域內(nèi),沿水平面固定一半徑為r的圓環(huán)形光滑細(xì)玻璃管,環(huán)心O在區(qū)域中心.一質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的小球,在管內(nèi)沿逆時(shí)針?lè)较?從上向下看)做圓周運(yùn)動(dòng).已知磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示,其中.設(shè)小球在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中電量保持不變,對(duì)原磁場(chǎng)的影響可忽略.(1)在t=0到t=T0這段時(shí)間內(nèi),小球不受細(xì)管側(cè)壁的作用力,求小球的速度大小v0;(2)在豎直向下的磁感應(yīng)強(qiáng)度增大過(guò)程中,將產(chǎn)生渦旋電場(chǎng),其電場(chǎng)線是在水平面內(nèi)一系列沿逆時(shí)針?lè)较虻耐膱A,同一條電場(chǎng)線上各點(diǎn)的場(chǎng)強(qiáng)大小相等.試求t=T0到t=1.5T0這段時(shí)間內(nèi):細(xì)管內(nèi)渦旋電場(chǎng)的場(chǎng)強(qiáng)大小E;電場(chǎng)力對(duì)小球做的功W.【解題指南】解答本題時(shí)應(yīng)明確以下兩點(diǎn):(1)渦