高考物理 模拟新题分类汇编 交变电流（含详解）.doc

m单元交变电流m1交变电流的产生及描述图1620m12011四川卷 如图16所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为t，转轴o1o2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 .从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60时的感应电流为1 a那么()a线圈消耗的电功率为4 wb线圈中感应电流的有效值为2 ac任意时刻线圈中的感应电动势为e4costd. 任意时刻穿过线圈的磁通量为sint【解析】 ac当线圈从图示位置开始计，此时交变电流的瞬时值表达式为iimcos t，当t60时，i1 a，可解得im2 a，其有效值为i a，b错误；回路消耗的功率pi2r4 w，a正确；线圈中感应感应电动势的最大值emimr4 v，所以任意时刻线圈中的感应电动势为e4cos t，c正确；磁通量的最大值mbs，则穿过线圈任意时刻的磁通量sin t，d错误19l3 m12011安徽卷 如图111所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为b.电阻为r、半径为l、圆心角为45的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的o轴以角速度匀速转动(o轴位于磁场边界)则线框内产生的感应电流的有效值为()图111a.b. c. d.【解析】 d线框在磁场中转动时产生感应电动势最大值em，感应电流最大值im，在转动过程中it图象如图所示(以逆时针方向为正方向)：设该感应电流的有效值为i，在一个周期t内：i2rtirt，解得：i，故选项abc错误，选项d正确图1图24m12011天津卷 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1所示产生的交变电动势的图象如图2所示，则()at0.005 s时线框的磁通量变化率为零bt0.01 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 hz42011天津卷 b【解析】 由图2可知，正弦交流电的最大值为311 v，周期t0.02 s，所以该交流电的有效值为u有 v220 v，频率f50 hz，cd错；由图2，t0.005 s时电动势最大，磁通量的变化率最大，a错；由图2，t0.01 s时电动势为0，磁通量变化率为0，但磁通量最大，线框处于中性面位置，b正确m2变压器远距离输电20m22011山东卷 为保证用户电压稳定在220 v，变电所需适时进行调压，图15甲为调压变压器示意图保持输入电压u1不变，当滑动接头p上下移动时可改变输出电压某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图15乙所示以下正确的是()图15au2190 sin(50t) vbu2190 sin(100t) vc为使用户电压稳定在220 v，应将p适当下移d为使用户电压稳定在220 v，应将p适当上移【解析】 bd由图乙可知，交变电流的最大值为190 v，周期为0.02 s，100 rad/s，所以a项错误，b项正确为了让用户得到220 v的电压，由可知，要想使电压u2升高，n1必须变小，c项错误，d项正确m3交变电流综合17m32011课标全国卷 如图13所示，一理想变压器原副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 v，额定功率为22 w；原线圈电路中接有电压表和电流表现闭合开关，灯泡正常发光若用u和i分别表示此时电压表和电流表的读数，则()图13au110 v，i0.2 abu110 v，i0.05 acu110 v，i0.2 adu110 v，i0.2 a【解析】 a由题意知，u2220 v，因，故u110 v，即电压表的读数为110 v；理想变压器中，p出p入ui，故i a0.2 a，即电流表的读数为0.2 a，a正确11m32011海南物理卷 如图18所示，理想变压器原线圈与一10 v的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3 w，正常发光时电阻为30 .已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 a，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡b的电流为_a .图19【答案】 1030.2【解析】 小灯泡a正常发光，由pi2r和i可求得，小灯泡a两端电压即副线圈电压uaubu23 v，通过小灯泡a的电流ia0.1 a，由理想变压器电压与匝数成正比可得，；对理想变压器，输出功率和输入功率相等，p1p2，即i1u1i2u2，可得副线圈总电流i20.3 a，利用并联电路特点可得，ibi2ia0.2 a.19m32011广东物理卷 图7甲左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中r55，a、v为理想电流表和电压表若原线圈接入如图7乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 v，下列表述正确的是()甲乙图7a电流表的示数为2ab原、副线圈的匝数比为12c电压表的示数为电压的有效值d原线圈中交变电压的频率为100hz19m32011广东物理卷 ac【解析】 电流表、电压表测量值均为有效值，由交流电的波形图可知，原线圈电压有效值为u1220 v，由电压表示数可知，副线圈电压有效值为u2110 v，则；由欧姆定律得，电流表示数i22 a；由交流电波形图知，t0.02 s，故f50 hz，综上分析ac选项正确16m32011浙江卷 如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1800和n2200的两个线圈，上线圈两端与u51sin314t v的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是()a2.0 v b9.0 v c12.7v d144.0 v【解析】 a根据理想变压器电压关系可知，下线圈两端的电压有效值为u2 v9.0 v，交流电压表测量的是有效值，考虑到实际有损耗，故实际读数应该小于9.0 v，故选项b、c、d错误，a正确13. m32011江苏物理卷 图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交电压的ut图象如图所示若只在ce间接一只rce400 的电阻，或只在de间接一只rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 w.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流i1；(3)求ce和de间线圈的匝数比.图1213m32011江苏物理卷【解析】 (1)由题图知200 rad/s电压瞬时值uab400sin200t(v)(2)电压有效值u1200 v理想变压器p1p2原线圈中的电流i1解得i10.28 a(或 a)(3)设ab间匝数为n1同理由题意知解得代入数据得15m32011福建卷 图12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12乙所示现将s1接1、s2闭合，此时l2正常发光下列说法正确的是()图12a输入电压u的表达式u20sin50t vb只断开s2后，l1、l2均正常发光c只断开s2后，原线圈的输入功率增大d若s1换接到2后，r消耗的电功率为0.8 w15m32011福建卷 d【解析】 由图乙，t0.02 s，所以100 rad/s，uemsint20sin100t v，a错；只断开s2，副线圈电压u2不变，但副线圈总电阻r副增大，流过l1、l2的电流减小且每个小灯泡两端的电压小于其额定电压，无法正常发光，由p副可得，副线圈的功率减小，副线圈的功率决定原线圈的功率，所以原线圈的输入功率减小，bc错；由得u24 v，所以s1接到2后，r消耗的电功率p w0.8 w，d正确12011济南一模一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图x241所示，副线圈仅接入一个10 的电阻，则()图x241a流过电阻的最大电流是20 ab与电阻并联的电压表的示数是141 vc变压器的输入功率是1103 wd在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2103 j1c【解析】 由图象知，输入电压的最大值为220 v，周期为0.02 s，由电压与匝数比关系知，输出电压最大值为100 v，流过电阻的电流最大值为10 a，输出电压有效值为100 v，电流有效值为10 a，输出功率为1000 w，电阻在一个周期内产生焦耳热为20 j，故a、b、d错误，c正确22011苏北模拟如图x243所示，50匝矩形闭合导线框abcd处于磁感应强度大小b t的水平匀强磁场中，线框面积s0.5 m2，线框电阻不计线框绕垂直于磁场的轴oo以角速度200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈线接入一只“220 v，60 w”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 a，下列说法正确的是()图x243a图示位置穿过线框的磁通量为零b线框中产生交变电压的有效值为500 vc变压器原、副线圈匝数之比为2511d允许变压器输出的最大功率为5000 w2cd【解析】 图示位置穿过线框的磁通量最大，a错；产生的交变电流的最大电动势emnbs500 v，有效值为500 v，b错；变压器原、副线圈匝数之比为5002202511，c对；允许变压器输出的最大功率为50010 w5000 w，d对3. 2011苏北模拟如图x244甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，电阻r22 ，各电表均为理想电表原线圈输入电压的变化规律如图乙所示下列说法正确的是()甲乙图x244a该输入电压的频率为100 hzb电压表的示数为22 vc电流表的示数是1 ad电阻r消耗的电功率是22 w3bd【解析】 由图象可知，原线圈输入电压的周期t0.02 s，频率为f50 hz，a错；原线圈输入电压的有效值为220 v，副线圈的输出电压为22 v，b对；电阻r消耗的电功率是p w22 w，电流表的示数是i a0.1 a，c错，d对42011潍坊一模图x246为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器t1和降压变压器t2向用户供电，已知输电线的总电阻r10 ，降压变压器t2的原、副线圈匝数之比为41，副线圈与用电器r0组成闭合电路若t1、t2均为理想变压器，t2的副线圈两端电压u220sin100t(v)，当用电器电阻r011 时()图x246a通过用电器r0的电流有效值是20 ab升压变压器的输入功率为4650 wc发电机中的电流变化频率为100 hzd当用电器的电阻r0减小时，发电机的输出功率减小4ab【解析】 由t2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端的电压有效值为220 v，电流为i a20 a，a对；由于输电线电流i a5 a，所以升压变压器的输入功率为pp线pr05210 w20211 w4650 w，b对；发电机中的电流变化频率与t2的副线圈两端电压的频率相同，也为50 hz，c错；当用电器的电阻r0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，d错52011德州模拟如图x251所示，两块相距为d的水平放置的金属板组成一个平行板电容器，用导线、开关s将其与一个n匝的线圈连接，线圈置于方向竖直向上的均匀变化的磁场中，两板间放一台小压力传感器，压力传感器上表面绝缘且水平，图x251在其上表面静止放置一个质量为m、电荷量q的小球已知s断开时传感器上有示数，s闭合后传感器上的示数变为原来的二倍，则穿过线圈的磁场的磁感应强度变化情况和磁通量变化率分别是()a正在增强，b正在增强，c正在减弱，d正在减弱，5d【解析】 s闭合后传感器上的示数变为原来的2倍，说明小球受到了向下的电场力作用，大小为mg，故板间电压为，线圈产生的感应电动势en，则，电容器上极板带正电，由楞次定律知，磁感应强度正在减弱，d对62011甘肃模拟图x252是一火警报警器电路的示意图其中r3为用半导体热敏材料制成的传感器，这种半导体热敏材料的电阻率随温度的升高而增大值班室的显示器为电路中的电流表，电源两极之间接一报警器当传感器r3所在处出现火情时，显示器的电流i、报警器两端的电压u的变化情况是() 图x252ai变大，u变小bi变小，u变大ci变