【备战】高考物理复习 模拟题汇编（2）专题十一 交变电流.docVIP

2014高考物理复习 2013届模拟题汇编（2）专题十一 交变电流1. （2013河南三市联考）如图所示，理想变压器与电阻 r,交流电压表v、交流电流表a按图甲 所示方式连接，已知变压器的原副线圈的匝数比为电阻r=10d图乙是r两端电压u随时间变化的图象，um=10v。则下列说法中正确的是a.通过r的电流ir随时间t变化的规律是ir= cos100t (a)b.电流表a的读数为c.电压表v的读数为10vd.变压器的输人功率为1ow答案：d解析：根据r两端电压u随时间变化的图象，电压表v的读数为10v，选项c错误；由欧姆定律，通过r的电流ir随时间t变化的规律是ir=cos100t (a)，选项a错误；由变压器变压公式，输入电压为100v，输入电流为0.1a，变压器的输人功率为1ow，电流表a的读数为0.1a，选项b错误d正确。2（2013四川自贡一诊）如右图所示，m是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压。变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中r2为用半导体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小），r1为一定值电阻。下列说法正确的是（ ）a当r2所在处出现火警时，电阻r1的功率变小b当r2所在处出现火警时，电压表v2的示数变大c当r2所在处出现火警时，电流表a的示数变小d电压表v1示数为22v答案d 解析：当r2所在处出现火警时，阻值减小，变压器输出电流增大，输出功率增大，电阻r1两端电压增大，电阻r1的功率变大，电压表v2的示数变小，选项ab错误；由输入功率等于输出功率可知，当r2所在处出现火警时，电流表a的示数变大，选项c错误；由变压器变压公式，变压器输出电压为22v，电压表v1示数为22v，选项d正确。3. （2013安徽皖南八校联考）某理想变压器原、副线圈的匝数比为443，原线圈a.b间所接电原电压按图所示规律变化，副线圈接有负载电阻，电流表的示数为2.2 a，则下列判断正确的是 a.副线圈两端输出的电压为15v b.原线圈中的电流为0.15 ac变压器的输入、输出功率之比为443d原线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin100t（v）答案：b解析：原线圈电压u1=220v，由变压公式，副线圈两端输出的电压为15v，输出功率p=ui=33w，根据理想变压器输入功率和输出功率相等，可知原线圈中的电流为0.15 a，选项b正确c错误；原线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin100t（v），选项d错误。4、（2013江苏常州模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是101，原线圈输入交变电压u=100sin50t（v），在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻r，电容器并联在电阻r两端，电阻阻值r=10，关于电路分析，下列说法中正确的是：（ ）uarca、电流表示数是1a b、电流表示数是ac、电阻r消耗的电功率为10w d、电容器的耐压值至少是v答案：cd解析：由变压公式，副线圈输出电压为10v，由于交变电流可以通过并联在电阻r两端的电容器，所以不能应用欧姆定律计算电流表示数，选项ab错误；电阻r消耗的电功率为p=102/10w=10w，选项c正确；副线圈输出电压最大值为v，电容器的耐压值至少是v，选项d正确。5（2013宝鸡质检）如图11所示，图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（ ）00.10.30.5u/vt/s10-10ab图11a线圈先后两次转速之比为12b交流电的电压瞬时值u=10sin0.4t（v）c交流电的电压最大值为vd在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零答案：c解析： 产生的正弦交流电的周期之比为23，线圈先后两次转速之比为32 ，选项a错误；交流电的周期为0.4s，交流电的电压瞬时值u=10sin5t（v），选项b错误；由最大值nbs可知，二者最大值之比为32，交流电的电压最大值为v，选项c正确；在图中t=0时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项d错误。6. （2012江苏苏州期末）如图甲所示，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，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻r=10，其余电阻均不计从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压。则下列说法中正确的有a当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为31.1vb当单刀双掷开关与b连接且在0.01s时，电流表示数为2.2ac当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为25hzd当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大.答案：bcd解析：当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22v，选项a错误；当单刀双掷开关与b连接且在0.01s时，电流表示数为2.2a，选项b正确；当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率仍为50hz，选项c错误；当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压为44v，副线圈输出功率增大，原线圈的输入功率变大，选项d正确。图2urlc123u/v0-36t/10-2s乙36甲7（2012北京海淀期末）如图2甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2=6：1，副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中l为电感线圈、c为电容器、r为定值电阻。当原线圈两端接有如图2乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交流电的最大值保持不变，而将其频率变为原来的2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是 （ ）a副线圈两端的电压有效值均为216vb副线圈两端的电压有效值均为6vc灯泡变亮d灯泡变亮7.答案：bd解析：由变压器变压公式，将其频率变为原来的2倍，副线圈输出电压不变，副线圈两端的电压有效值均为6v，选项a错误b正确；将其频率变为原来的2倍，灯泡亮度不变。由于容抗变小，感抗变大，灯泡变亮，灯泡ii变暗，选项c错误d正确。8（2012年2月武汉调研）如图所示，某变电站用10kv的高压向10km外的小区供电，输送的电功率为200kw。现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%，下列不同规格的输电线中，符合要求的是变电站小区选项型号千米电阻（/km）adyd30/c1bdyd50/c0.6cdyd100/c0.3ddyd150/c0.2.答案：cd解析：由p=ui解得输电电流i=p/u=20a。输电线路上损耗的功率不超过p损=200kw2%=4kw，由p损=i2r解得r=10.由于输电线长度需要20km，所以可以选择千米电阻0.5/km以下的型号dyd100/c或型号dyd150/c，符合要求的是选项cd。9（2012年2月宁波八校联考）如图所示电路，电阻r1与电阻r2阻值相同，都为r，和r1并联的d为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在a、b间加一正弦交流电u20sin100t（v），则加在r2上的电压有效值为a10v b20v c15v d5v23.答案：d解析：由二极管的单项导电性可知加在r2上的电压波形为半个周期最大值为20v，半个周期最大值为10v。由有效值的定义可得加在r2上的电压有效值为5v，选项d正确。图13bro1o2cd甲tb0乙t1b10bl2l110（10分）（2012北京海淀期末）如图13甲所示，长、宽分别为l1、l2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴o1o2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环c、d（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻r相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度b的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中b0、b1和t1均为已知。在0t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度匀速转动。求：（1）0t1时间内通过电阻r的电流大小；（2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻r产生的热量；（3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90的过程中，通过电阻r的电荷量。10（10分）解析：（1）0t1时间内，线框中的感应电动势 e=n（2分）根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻r的电流i=（1分）（2）线框产生感应电动势的最大值 em=nb1 l1l2（1分）感应电动势的有效值e= nb1 l1l2（1分）通过电阻r的电流的有效值i=线框转动一周所需的时间t=（1分）此过程中，电阻r产生的热量 q=i2rt=r（1分）（3）线框从图甲所示位置转过90的过程中，平均感应电动势 （1分）平均感应电流 （1分）通过电阻r的电荷量 q=（1分）甲abcdadcbhlib0uh探头探杆图14乙显示窗11（2012北京海淀期末）1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差。（1）如图14甲所示，某长方体导体abcdabcd的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，其电荷量为e，处在与ab ba面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为b0。在导体中通有垂直于bccb面的电流，若测得通过导体的恒定电流为i，横向霍尔电势差为uh，求此导体中单位体积内自由电子的个数。（2）对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将h=定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数h已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图14甲中的ab ba面）的面积可以在0.1cm2以下，因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图14乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中的探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小i，又可以监测出探头所产生的霍尔电势差uh，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内。在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆的放置方位有何要求；要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道h、i、uh外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。11（10分）解析：（1）设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率为v，则有 i=nehlv（1分）当形成恒定电流时，自由电子所受电场力与洛仑兹力相等，因此