高考物理复习 专题12 交变电流培优押题预测卷A卷.doc

专题12 交变电流培优押题预测a卷一、选择题（在每小题给出的4个选项中，第1-9题只有一个选项正确，第10-13题有多个选项正确）1图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是()a图甲表示交流电，图乙表示直流电 b电压的有效值是311vc电压的有效值图甲大于图乙 d图甲所示电压的瞬时值表达式为u220sin100t(v)【答案】c 2如图所示为交变电流的电流随时间而变化的图象，此交变电流的有效值是()a5 a b5 a c. a d3.5 a【答案】b【解析】题图所示图象中的交变电流在一个周期内产生的热量：qirir(4)2r(3)2r25rt.令此交变电流的有效值为i，应有qi2rt，故i2rt25rt，解得i5 a。b项正确。3在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则 （ ）a t0005 s时线框的磁通量变化率为零b t001 s时线框平面与中性面重合c 线框产生的交变电动势有效值为311 vd 线框产生的交变电动势频率为100 hz【答案】b 4如图所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是u，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是i1，其末端间的电压为u1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为i2，则()a用户端的电压为 b输电线上的电压降为uc理想变压器的输入功率为ir d输电线路上损失的电功率为i1u【答案】a【解析】根据理想变压器的工作原理，得i1u1i2u2，所以用户端的电压u2，选项a正确；输电线上的电压降ui1ruu1，选项b错误；变压器的输入功率p1i1uiri1u1，选项c错误，输电线路上损失的功率piri1(uu1)，选项d错误。 5. 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4甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()a. 电压表v的示数为220 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电热为24.2 j【答案】d【解析】产生的感应电动势有效值为220 v，通过灯泡中的电流i2.2 a，电压表示数为uir2.295 v209 v，选项a错误；交变电流频率为50 hz，电路中的电流方向每秒钟改变100次，选项b错误；灯泡实际消耗的功率为pui2092.2 w460 w，选项c错误；发电机线圈内阻每秒钟产生的电热为qi2rt2.2251 j24.2 j，选项d正确。6如图所示，m、n为两条交流输电线，甲、乙两图是配电室中的互感器和交流电表的两种接线示意图，以下说法正确的是 ()a 在乙图中，线圈n4的导线一定比线圈n3的导线粗b 甲图中的电表是交流电流表，乙图中的电表是交流电压表c 甲图中的电表是交流电压表，乙图中的电表是交流电流表d 甲、乙两图中的电表均为交流电流表【答案】c 7如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，除r以外其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1220sin100t(v)，下列说法中正确的是()a ts时，电压表的读数为22 vb ts时，a、c两点电压瞬时值为110 vc 滑动变阻器滑片向上移，电压表和电流表的示数均变大d 单刀双掷开关由a扳向b，电压表和电流表的示数均变小【答案】a【解析】a：原线圈两端电压的最大值为，根据原、副线圈电压与匝数成正比可知，副线圈两端电压的最大值为，副线圈两端电压的有效值为22 v，任一时刻电压表的读数均为22 v。故a项正确。b：由所接交流电压的瞬时值表达式可知，当时，a、c两点之间电压的瞬时值应为。故b项错误。 8如图所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd处于磁感应强度bt的水平匀强磁场中，线圈面积s0.5 m2，电阻不计线圈绕垂直于磁场的轴oo以角速度匀速转动线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12 v12 w”的灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是()a 通过灯泡的交变电流的频率是50 hzb 变压器原、副线圈匝数之比为101c 矩形线圈中产生的电动势的最大值为120 vd 若将该灯泡更换为“12 v24 w”的灯泡且保持其正常发光，需要增大矩形线圈的转速【答案】b【解析】a：交流电的频率，故a项错误。bc：矩形闭合线圈在磁场中转动，产生的电动势的最大值，则原线圈两端电压的有效值；变压器的副线圈接入一只“12 v12 w”的灯泡，灯泡正常发光，则副线圈两端电压的有效值；变压器原、副线圈的匝数之比。故b项正确，c项错误。d：灯泡更换为“12 v24 w”的灯泡，灯泡的额定电压不变，保持其正常发光，副线圈两端电压不需要改变，原线圈两端电压不需要改变，矩形线圈的转速不需要改变。故d项错误。 9如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1：n2=3：1，l1、l2为两相同灯泡，r、l、d和c分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中c = 10。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是a 灯泡l1一定比l2暗b 电容器c所带电荷量的最大值为c 电容器c充电周期为d 副线圈两端的电压有效值为v【答案】c【解析】原线圈有正弦交流电，则副线圈中也有正弦式交流电。由于l1与电阻相串联，而l2与电感器相串联，灯泡l1与l2的亮度，取决于电感和电阻的阻碍作用，本题未给条件无法判断，故a错误；电容器与二极管串联，含有电容的支路经1.010-2s充电后，再经过1.010-2s再次充电，则周期为2.010-2s，故c正确；由题意可知，原线圈的电压的最大值为36v，由于原、副线圈的匝数比n1：n2=3：1，所以副线圈的电压最大值为12v，则有效值为12v，故d错误；二极管具有单向导电性，电容器两端电压的最大值为12v，所以电容器带电量的最大值为qcu1010-612c1.210-4c，故b错误；故选c。10.如图所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内。下述说法正确的是()a因为线框中产生的是交变电流，所以电流表示数始终为零b线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大c线框通过图中位置瞬间，通过电流表的电流瞬时值最大d若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的有效值也增大一倍【答案】cd 11在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（）a 升压变压器的输出电压增大 b 降压变压器的输出电压增大c 输电线上损耗的功率增大 d 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大【答案】cd【解析】由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，故a错误；由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压u2不变，根据p=ui，可知输电线上的电流i线增大，根据u损=i线r，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压u3=u2-u损可得，降压变压器的输入电压u3减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，故b错误；根据，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，故c正确。根据，发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大，故d正确。所以cd正确，ab错误。12. 如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为41，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中rt为热敏电阻(其随温度升高电阻变小)，r为定值电阻。下列说法正确的是 a副线圈两端电压的瞬时值表达式为u9sin 50t(v)bt0.02 s时电压表v2的示数为9 vc变压器原、副线圈中的电流之比和输入、输出功率之比均为14drt处温度升高时，电流表的示数变大，电压表v2的示数不变【答案】bd 13图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻r20，l1、l2为规格相同的两只小灯泡，s1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示现将s1接1、s2闭合，此时l2正常发光下列说法正确的是() 图甲 图乙a 输入电压u的表达式u20sin 100t (v)b 只断开s2后，l1、l2均正常发光c 只断开s2后，原线圈的输入功率减小d 若s1换接到2后，r消耗的电功率为0.8 w【答案】acd ，故选项d正确故本题选：acd二、计算题：（写出必要的文字说明、方程式和重要演算步骤。只写出最后答案的不能得分有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位。）14如图所示，一个小型旋转电枢式交流发电机，其矩形线圈的长度为a，宽度为b，共有n匝，总电阻为r，与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为r的定值电阻，线圈以角速度在磁感应强度为b的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴oo匀速转动，沿转轴oo方向看去，线圈转动沿逆时针方向，t0时刻线圈平面与磁感线垂直。(1)表示出线圈经过图示位置时，通过电阻r的感应电流的方向。(2)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式。(3)求线圈从t0位置开始到转过90的过程中的平均电动势。(4)求线圈从t0位置开始到转过60时的瞬时电流。【答案】（1）自下而下 （2）nbabsint （3） （4）【解析】（1）根据右手定则或楞次定律判断可知，线圈中的电流方向是badcb，故流过r的电流是自下而上（2）从中性面开始计时，感应电动势随时间按正弦规律变化，且最大感应电动势，所以感应电动势的瞬时值表达式为 15一台小型发电机的最大输出功率为100 kw，输出电压恒为500 v，现用电阻率为1.8108 m，横截面积为105 m2的输电线向4103 m远处的用电单位输电，要使发电机满负荷运行时，输电线上的损失功率为发电机总功率的4%，则：(1)所用的理想升压变压器原、副线圈的匝数比是多少？(2)如果用户用电器的额定电压为220 v，那么所用的理想降压变压器原、副线圈的匝数比是多少？【答案】（1） （2） 【解析】(1)导线电阻r线 得r线14.4 升压变压器原线圈中电流i1满足pu1i1，得i1200 a，升压变压器副线圈中电流i2i线，又i2线r线4%p，得i2a，由，得(2)降压变压器的输入电压u3满足：p-4%pu3i线，得u35 760 v，因为输出电压u4220 v，由，得16风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发