（高中物理）專題10交變電流

1、高考物理備考之百所名校組合卷系列 專題10 交變電流【試題1】交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)的電動(dòng)勢為EE0sint，假設(shè)將其電樞的轉(zhuǎn)速提高1倍，其他條件不變，那么其電動(dòng)勢變?yōu)?)AE0sin2tB2E0sin2tCE0sineq f(t,2)D2E0sineq f(t,2)【解析】交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為EE0sint，而E0NBS，電樞的轉(zhuǎn)速提高1倍即加倍，其他條件不變時(shí)E0加倍，應(yīng)選B項(xiàng)【答案】B【試題出處】中學(xué)模擬【試題2】一矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流電動(dòng)勢e220eq r(2)sint，那么()A交流的頻率是50 HzB交流電的有效值是220 VC當(dāng)t0時(shí)，線圈平面恰好與中性面重

2、合D當(dāng)teq f(1,200) s時(shí)，e有最大值220eq r(2) V【解析】由題設(shè)知，電動(dòng)勢最大值為220eq r(2) V，故有效值是220 V；t0時(shí)，e0，故B、C正確未知， f無法確定，teq f(1,200) s時(shí)，電壓瞬時(shí)值無法確定，A、D錯(cuò)【答案】BC【試題出處】一中模擬【試題3】如圖1所示為一臺發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的外表呈半圓柱面形狀M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場假設(shè)從圖示位置開始計(jì)時(shí)，當(dāng)線框繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，以下說法正確的選

3、項(xiàng)是()圖1A穿過線圈的磁通量始終為零B穿過線圈的磁通量的變化率不為零C線圈中將產(chǎn)生恒定電流D線圈中將產(chǎn)生交變電流，大小不變，方向每轉(zhuǎn)一周改變兩次【解析】由題圖可知，穿過線圈的磁通量顯然不為零，且變化率不為零，據(jù)右手定那么，線圈中將產(chǎn)生交變電流，大小不變，方向每轉(zhuǎn)一周改變兩次，B、D對【答案】BD【試題出處】一中模擬【試題4】如圖2所示，理想變壓器初級線圈的匝數(shù)為n1，次級線圈的匝數(shù)為n2，初級線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220 V，負(fù)載電阻R44 ，電流表A1的示數(shù)為0.20 A以下判斷中正確的選項(xiàng)是()圖2A初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為21B初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為

4、51C電流表A2的示數(shù)為1.0 AD電流表A2的示數(shù)為0.4 A【試題出處】東城區(qū)模擬【試題5】某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢與時(shí)間的關(guān)系如圖3所示如果其他條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼囊话?，那么交流電?dòng)勢的最大值和周期分別變?yōu)?)圖3A200 V,0.08 s B25 V,0.04 sC50 V,0.08 s D50 V,0.04 s【解析】據(jù)交流電電動(dòng)勢最大值表達(dá)式EmnBS可知，假設(shè)轉(zhuǎn)速減半，那么減半，最大值減半，為50 V，原周期為4102 s，轉(zhuǎn)速減半，周期加倍為8102 s，故C正確【答案】C【試題出處】南開中學(xué)模擬【試題6】全自動(dòng)洗衣機(jī)中的排水閥是由程序控制器控制其動(dòng)作的，當(dāng)進(jìn)

5、行排水和脫水工序時(shí)，控制鐵芯1的線圈通電，使鐵芯2運(yùn)動(dòng)，從而牽引排水閥的閥門，排除污水(如圖4所示)以下說法中正確的選項(xiàng)是()圖4A假設(shè)輸入的控制電流由a流入，由b流出，那么鐵芯2中A端為N極，B端為S極B假設(shè)輸入的控制電流由a流入，由b流出，那么鐵芯2中A端為S極，B端為N極C假設(shè)a、b處輸入交變電流，鐵芯2不能被吸入線圈中D假設(shè)a、b處輸入交變電流，鐵芯2仍能被吸入線圈中【解析】通交流電時(shí)，鐵芯2仍被磁化而被吸入線圈中，故D項(xiàng)對易知其它選項(xiàng)中B對【答案】BD【試題出處】一中模擬【試題7】某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為559，原線圈所接電源電壓按圖5所示規(guī)律變化，副線圈接有一燈泡，此時(shí)燈泡

6、消耗的功率為40 W，那么以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖5A副線圈兩端輸出的電壓為36eq r(2) VB原線圈中電流表的示數(shù)約為0.18 AC變壓器的輸入、輸出功率之比為559D原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin100t V【解析】根據(jù)變壓器的原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，故副線圈兩端輸出的電壓為U2eq f(n2,n1)U136 V，A錯(cuò)；根據(jù)理想變壓器知P1P2，故有I1eq f(P1,U1)0.18 A，B選項(xiàng)正確，C錯(cuò)；原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u220eq r(2)sin100t V，D錯(cuò)【答案】B【試題出處】師大附中模擬【試題8】在如圖6所示的(a)(b)兩電路中，

7、當(dāng)a、b端與e、f兩端分別加上220 V的交流電壓時(shí)，測得c、d間與g、h間的電壓均為110 V，假設(shè)分別在c、d和g、h兩端加上110 V的交流電壓，那么a、b間與e、f間的電壓分別為()A220 V,220 V B220 V,110 VC110 V,110 V D220 V,0 V圖6【試題出處】華東六市聯(lián)考模擬【試題9】面積為S的兩個(gè)完全相同的單匝金屬線圈分別放置在如圖7甲、乙所示的磁場中甲圖中有磁感應(yīng)強(qiáng)度為B0的勻強(qiáng)磁場，線圈在磁場中以周期T繞OO軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)；乙圖中的磁場的變化規(guī)律為BB0coseq f(2,T)t，從圖示時(shí)刻(t0時(shí)刻)起計(jì)時(shí)，那么()A兩線圈中的磁通量變化規(guī)律均為

8、B0Scoseq f(2,T)tB兩線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢到達(dá)最大值的時(shí)刻不同C兩線圈中產(chǎn)生的交變電流的有效值不同D從此刻起，T/4時(shí)間內(nèi)流過線圈截面的電荷量相同圖7【解析】由于線圈在磁場中以周期T繞OO軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，所以其角速度為eq f(2,T)，在面積相同的情況下兩者的磁通量變化規(guī)律均為B0Scoseq f(2,T)t，那么二者實(shí)際產(chǎn)生的交變電流是相同的，因此感應(yīng)電動(dòng)勢到達(dá)最大值的時(shí)刻、交變電流的有效值、T/4時(shí)間內(nèi)流過線圈截面的電荷量都是相同的故AD正確【答案】AD【試題出處】調(diào)研【試題10】如圖8所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關(guān)S

9、是閉合的V1和V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；A1、A2和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3，現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，以下推斷中正確的選項(xiàng)是()圖8AU2變小、I3變小 BU2不變、I3變大CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大【解析】因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與U1不變，所以U2不變，故兩電壓表的示數(shù)均不變當(dāng)S斷開時(shí)，因?yàn)樨?fù)載電阻增大，故次級線圈中的電流I2減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以I1也將減小，C正確；因?yàn)镽1的電壓減小，故R2、R3兩端的電壓將增大，I3變大，B正確【答案】BC【試題出處】一中模擬【試題11】一個(gè)閉合的矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為時(shí)，線圈

10、中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的最大值為E0，周期為T0，外力提供的功率為P0.假設(shè)使線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?，線圈中產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的最大值為E，周期為T，外力提供的功率為P.那么E、T和P的大小為()AE2E0，Teq f(1,2)T0，P2P0BEE0，Teq f(1,2)T0，P2P0CE2E0，TT0，P2P0DE2E0，Teq f(1,2)T0，P4P0【試題出處】一中模擬【試題12】一正弦交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖13所示由圖可知()圖13A該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為u100sin(25t) VB該交流電的頻率為25 HzC該交流電的電壓的有效值為100eq r(2) VD假設(shè)將該交

11、流電壓加在阻值為R100 的電阻兩端，那么電阻消耗的功率是50 W解析：從圖中可知，交流電周期T4102 s，峰值電壓Um100 V，故交流電的頻率feq f(1,T)25 Hz，有效值Ueq f(Um,r(2)50eq r(2) V加在R100 的電阻上時(shí)的熱功率Peq f(U2,R)50 W，瞬時(shí)值表達(dá)式uUmsineq f(2,T)t100sin(50t) V，故正確選項(xiàng)為B、D.答案：BD【試題出處】正定一中模擬【試題13】矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢的最大值為Em.設(shè)t0時(shí)線圈平面與磁場平行，當(dāng)線圈的匝數(shù)增加一倍，轉(zhuǎn)速也增大一倍，其他條件不變時(shí)，

12、交流電的電動(dòng)勢為()Ae2Emsin2tBe4Emsin2tCeEmcos2tDe4Emcos2t【解析】產(chǎn)生電動(dòng)勢的最大值EmNBS2n；n為轉(zhuǎn)速當(dāng)N2N；n2n時(shí)，2Em4Em，所以交流電的電動(dòng)勢的表達(dá)式為e4Emcos2t.應(yīng)選D.【答案】D【試題出處】一中模擬【試題14】一中學(xué)生為發(fā)射的“神舟七號載人飛船設(shè)計(jì)了一個(gè)可測定豎直方向加速度的裝置，其原理可簡化為如圖18所示連接在豎直彈簧上的重物與滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭連接，該裝置在地面上靜止時(shí)其電壓表的指針指在表盤中央的零刻度處，在零刻度的兩側(cè)分別標(biāo)上對應(yīng)的正、負(fù)加速度值關(guān)于這個(gè)裝置在“神舟七號載人飛船發(fā)射、運(yùn)行和回收過程中示數(shù)的判斷正確的選

13、項(xiàng)是()圖18A飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數(shù)為正，那么飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)仍為正B飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數(shù)為正，那么飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)為負(fù)C飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，電壓表的示數(shù)為零D飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，電壓表示數(shù)所對應(yīng)的加速度大小應(yīng)約為9.8 m/s2【解析】該裝置在地面上靜止時(shí)，kxmg，指針指在表盤中央的零刻度處；飛船在加速上升的過程中，kxmg，滑動(dòng)頭下移，此時(shí)，電壓表的示數(shù)為正；飛船在豎直減速返回地面的過程中，加速度方向向上，此時(shí)電壓表示數(shù)仍為正，故A對B錯(cuò)；飛船在圓軌道上運(yùn)行時(shí)，飛船中的物體處于完全

14、失重狀態(tài)，ag，彈簧恢復(fù)原長，電壓表示數(shù)不為零，故C錯(cuò)D對【答案】AD【試題出處】四中模擬【試題15】某村在距村莊較遠(yuǎn)的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機(jī)輸出功率為9 kW，輸出電壓為500 V，輸電線的總電阻為10 ，允許線路損耗的功率為輸出功率的4%，求：(1)村民和村辦小企業(yè)需要220 V電壓時(shí)，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？(不計(jì)變壓器的損耗)(2)假設(shè)不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？【解析】建立如圖14所示的遠(yuǎn)距離輸電模型，要求變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，先要知道原、副線圈兩端的電壓之比圖14此題可以從線路上損耗的功率為突破

15、口，先求出輸電線上的電流I線，再根據(jù)輸出功率求出U2，然后再求出U3.(1)由線路損耗的功率P線Ieq oal(2,線)R線可得I線eq r(f(P線,R線)eq r(f(90004%,10) A6 A又因?yàn)镻輸出U2I線，所以U2eq f(P輸出,I線)eq f(9000,6) V1500 VU3U2I線R線(1500610) V1440 V根據(jù)理想變壓器規(guī)律eq f(n1,n2)eq f(U1,U2)eq f(500 V,1500 V)eq f(1,3)，eq f(n3,n4)eq f(U3,U4)eq f(1440 V,220 V)eq f(72,11)所以升壓變壓器和降壓變壓器原、副線

16、圈的匝數(shù)比分別是13和7211.圖15(2)假設(shè)不用變壓器而由發(fā)電機(jī)直接輸送(模型如圖15所示)，由P輸出UI線可得I線eq f(P輸出,U)eq f(9000,500) A18 A所以線路損耗的功率P線Ieq oal(2,線)R線18210 W3240 W用戶得到的電壓U用戶UI線R線(5001810) V320 V用戶得到的功率P用戶P輸出P線(90003240) W5760 W.【答案】(1)137211(2)320 V5760 W【試題出處】一中模擬【試題16】R0上標(biāo)有“10 1 A的字樣，電流表的量程為0.6 A，電壓表的量程為3 V.圖16(1)根據(jù)傳感器上的標(biāo)注圖16，計(jì)算該傳

17、感器的電阻和額定電流(2)假設(shè)電路各元件均完好，檢測時(shí)，為了確保電路各局部的平安，在a、b之間所加的電源電壓最大值是多少？(3)根據(jù)技術(shù)資料可知，如果傳感器的電阻變化超過1 ，那么該傳感器就失去了作用實(shí)際檢測時(shí)，將一個(gè)電壓恒定的電源加在圖中a、b之間(該電源電壓小于上述所求電壓的最大值)，閉合開關(guān)S，通過調(diào)節(jié)R0來改變電路中的電流和R0兩端的電壓檢測記錄如下：電壓表示數(shù)U/V電流表示數(shù)I/A第一次第二次假設(shè)不計(jì)檢測電路對傳感器電阻的影響，通過計(jì)算分析，你認(rèn)為這個(gè)傳感器是否仍可使用？此時(shí)a、b間所加的電壓是多少？【試題出處】實(shí)驗(yàn)中學(xué)模擬【試題17】如圖9所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁

18、感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中感應(yīng)電流的有效值Ieq f(,2)的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q_.圖9【解析】電流的最大值Imeq f(BS,R)，電流的有效值Ieq f(Im,r(2)eq f(r(2)BS,2R).穿過導(dǎo)體某橫截面的電荷量Qeq f(,R)eq f(BS,R).【答案】eq f(r(2)BS,2R)eq f(BS,R)【試題出處】一中模擬【試題18】為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強(qiáng)

19、弱，光越強(qiáng)照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)電阻(k)754028232018根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請?jiān)诮o定的坐標(biāo)系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點(diǎn)圖10如圖10所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時(shí)，控制開關(guān)自動(dòng)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，請利用以下器材設(shè)計(jì)一個(gè)簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(lx)時(shí)啟動(dòng)照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計(jì)電路的影響)提供的器材如下：光敏電阻Rp(符號，阻值見上表)；直流電源E(電動(dòng)勢3 V，內(nèi)阻不計(jì))；定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標(biāo)出)；開關(guān)S及導(dǎo)線假設(shè)干【解析】光敏電阻隨光照度變化的曲線如圖11甲所示，其特點(diǎn)是：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小圖11當(dāng)光照度降至1.0(lx)時(shí)，光敏電阻的阻值為RP20 k，設(shè)計(jì)原理圖如圖11乙所示根據(jù)歐姆定律與串聯(lián)電阻的分壓eq f(U12,RP)eq f(EU12,R)，即