（新課標(biāo)）2023年高考物理一輪復(fù)習(xí)第十一章交變電流傳感器章末熱點(diǎn)集訓(xùn)

PAGEPAGE1第十一章交變電流傳感器章末熱點(diǎn)集訓(xùn)交變電流的產(chǎn)生及描述為了研究交流電的產(chǎn)生過(guò)程，小張同學(xué)設(shè)計(jì)了如下實(shí)驗(yàn)構(gòu)思方案：第一次將單匝矩形線圈放在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線圈繞轉(zhuǎn)軸OO1按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)(ab向紙外，cd向紙內(nèi))．并從圖甲所示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)．此時(shí)產(chǎn)生的交流電如圖乙所示．第二次他僅將轉(zhuǎn)軸移至ab邊上，第三次他僅將轉(zhuǎn)軸右側(cè)的磁場(chǎng)去掉，關(guān)于后兩次的電流圖象，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．第二次是A圖 B．第二次是C圖C．第三次是B圖 D．第三次是D圖[解析]第二次將轉(zhuǎn)軸移到ab邊上產(chǎn)生的感應(yīng)電流，同第一次相同，第三次將OO1右側(cè)磁場(chǎng)去掉，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中只有一邊切割，產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為原來(lái)的eq\f(1,2)，因此選D.[答案]D1.(2022·北京房山區(qū)模擬)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)如圖乙所示，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．t＝0.015s時(shí)線框的磁通量變化率為零B．t＝0.01s時(shí)線框平面與中性面重合C．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311VD．線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100Hz解析：選B.由題圖乙可知t＝0.015s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，根據(jù)E＝neq\f(ΔΦ,Δt)知磁通量變化率最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．t＝0.01s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，磁通量變化率為零，但通過(guò)線框的磁通量最大，即線框平面與中性面重合，選項(xiàng)B正確．正弦交流電的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝220V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．根據(jù)題圖乙知交流電周期T＝0.02s，所以頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．交變電流“四值〞的應(yīng)用(2022·東北三校聯(lián)考)關(guān)于圖甲、乙、丙、丁，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．圖甲中電流的峰值為2A，有效值為eq\r(2)A，周期為5sB．圖乙中電流的峰值為5A，有效值為2.5eq\r(2)AC．圖丙中電流的峰值為2A，有效值為eq\r(2)AD．圖丁中電流的最大值為4A，有效值為eq\r(2)A，周期為2s[解析]圖甲是正弦式交變電流圖線，峰值(最大值)為2A，有效值是峰值的eq\f(1,\r(2))，即eq\r(2)A，周期為4s，所以A選項(xiàng)錯(cuò)誤；圖乙電流大小改變但方向不變，所以不是交變電流，計(jì)算有效值時(shí)因?yàn)闊嵝?yīng)與電流方向無(wú)關(guān)，所以仍是峰值的eq\f(1,\r(2))，即2.5eq\r(2)A，所以B選項(xiàng)正確；圖丙是圖甲減半的脈沖電流，有效值不可能為峰值的eq\f(1,\r(2))，所以C選項(xiàng)錯(cuò)誤；圖丁是交變電流圖線，周期為2s，根據(jù)有效值定義那么有：42×R×eq\f(T,2)＋32×R×eq\f(T,2)＝I2RT，解得電流有效值I＝2.5eq\r(2)A，所以D選項(xiàng)錯(cuò)誤．[答案]B2．(2022·浙江五校聯(lián)考)如下圖，將一根絕緣硬金屬導(dǎo)線彎曲成一個(gè)完整的正弦曲線形狀，它通過(guò)兩個(gè)小金屬環(huán)a、b與長(zhǎng)直金屬桿導(dǎo)通，在外力F作用下，正弦形金屬線可以在桿上無(wú)摩擦滑動(dòng)．桿的電阻不計(jì)，導(dǎo)線電阻為R，ab間距離為2L，導(dǎo)線組成的正弦圖形頂部或底部到桿的距離都是eq\f(L,2).在導(dǎo)線和桿平面內(nèi)有一有界勻強(qiáng)磁場(chǎng)區(qū)域，磁場(chǎng)的寬度為L(zhǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.現(xiàn)在外力F作用下導(dǎo)線沿桿以恒定的速度v向右運(yùn)動(dòng)，在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中導(dǎo)線和桿組成的平面始終與磁場(chǎng)垂直．t＝0時(shí)刻導(dǎo)線從O點(diǎn)進(jìn)入磁場(chǎng)，直到全部穿過(guò)磁場(chǎng)，外力F所做功為()A．eq\f(B2L2v2,R) B．eq\f(B2L3v,2R)C．eq\f(3B2L3v,4R) D．eq\f(3B2L2v2,4R)解析：選C.根據(jù)功能關(guān)系，外力F所做功等于克服安培力所做的功，也等于導(dǎo)線與桿組成的閉合回路中消耗的電能．整個(gè)過(guò)程，導(dǎo)線運(yùn)動(dòng)了3L，第1個(gè)L和第3個(gè)L，導(dǎo)線切割磁感線的長(zhǎng)度為eq\f(1,2)Lsinωt，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝eq\f(1,2)BLvsinωt，相當(dāng)于正弦交流電，該過(guò)程運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t1＝eq\f(2L,v)，消耗的電能Q1＝eq\f([BLv/〔2\r(2)〕]2,R)t1＝eq\f(B2L3v,4R)；第2個(gè)L，導(dǎo)線切割磁感線的長(zhǎng)度為L(zhǎng)sinωt，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝BLvsinωt，相當(dāng)于正弦交流電，該過(guò)程運(yùn)動(dòng)的時(shí)間t2＝eq\f(L,v)，消耗的電能Q2＝eq\f(〔BLv/\r(2)〕2,R)t2＝eq\f(B2L3v,2R)；所以外力F所做功W＝Q1＋Q2＝eq\f(3B2L3v,4R)，選項(xiàng)C正確．理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析(多項(xiàng)選擇)(高考廣東卷)如下圖的電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合電鍵S，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．P向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮B．P向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變C．P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小D．P向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大[解析]由于理想變壓器輸入電壓U1不變，原、副線圈匝數(shù)不變，所以輸出電壓U2也不變，燈L亮度不隨P的滑動(dòng)改變，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤，選項(xiàng)B正確．P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，負(fù)載總電阻R總減小，由I2＝eq\f(U2,R總)知，通過(guò)副線圈的電流I2增大，輸出功率P2＝U2I2增大，再由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)知輸入電流I1也增大，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確．[答案]BD3.(多項(xiàng)選擇)如下圖，三只燈泡均正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)，原線圈兩端的電壓及原、副線圈的匝數(shù)均不變，那么以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．燈L3變暗B．燈L1和L2均變暗C．變壓器原線圈的輸入功率變大D．副線圈n2中的電流變大解析：選AC.由于原線圈兩端的電壓及原、副線圈的匝數(shù)均不變，由電壓與匝數(shù)成正比可知，兩個(gè)副線圈兩端的電壓均不變．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片向下移動(dòng)時(shí)，副線圈n3中的電流增大，電阻R1兩端的電壓增大，那么燈L3兩端的電壓減小，故燈L3變暗，而副線圈n2兩端的電壓及回路中的電阻和電流不發(fā)生變化，故燈L1和L2的亮度不變，A正確，B、D錯(cuò)誤；由于副線圈中的電流增大，故原線圈中的電流也隨之增大，那么原線圈的輸入功率變大，C正確．遠(yuǎn)距離輸電的計(jì)算(2022·武漢模擬)在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失．有一個(gè)小型發(fā)電站，輸送的電功率為P＝500kW，當(dāng)使用U＝5kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4800kW·h.求：(1)輸電效率η和輸電線的總電阻r；(2)假設(shè)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？[解析](1)輸送功率P＝500kW，一晝夜輸送電能E＝Pt＝12000kW·h由題知輸電線上損失的電能ΔE＝4800kW·h終點(diǎn)得到的電能E′＝E－ΔE＝7200kW·h所以輸電效率η＝eq\f(E′,E)×100%＝60%輸電線上的電流I＝eq\f(P,U)＝100A輸電線損耗功率Pr＝I2r其中Pr＝eq\f(ΔE,t)＝200kW得r＝20Ω.(2)輸電線上損耗功率Pr＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))eq\s\up12(2)r∝eq\f(1,U2)原來(lái)Pr＝200kW，現(xiàn)在要求P′r＝10kW代入數(shù)據(jù)解得輸電電壓應(yīng)調(diào)節(jié)為U′≈22.4kV.[答案](1)60%20Ω(2)22.4kV4.(多項(xiàng)選擇)(2022·河南林州一中專項(xiàng)練習(xí))如圖為遠(yuǎn)距離輸送交流電的系統(tǒng)示意圖，變壓器均為理想變壓器．隨著用戶負(fù)載增多，發(fā)電機(jī)F到達(dá)額定功率時(shí)，降壓變壓器輸出功率仍然缺乏，用戶的用電器不能正常工作．那么，在發(fā)電機(jī)以額定功率工作的情況下，為了適當(dāng)提高用戶的用電功率，可采取的措施是()A．適當(dāng)減小輸電線的電阻rB．適當(dāng)提高eq\f(n4,n3)C．適當(dāng)提高eq\f(n2,n1)的同時(shí)，降低eq\f(n4,n3)D．適當(dāng)降低eq