【备战】高考物理 5年高考真题精选与最新模拟 专题10 交变电流.doc

【备战2013】高考物理 5年高考真题精选与最新模拟 专题10 交变电流【2012高考真题精选】（2012广东）19.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100t（v），对此电动势，下列表述正确的有( )a.最大值是v b.频率是100hz c有效值是v d.周期是0.02s（2012山东）18图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、。v为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000v时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是a电压表的示数等于5vb电压表的示数等于 c实现点火的条件是d实现点火的条件是4. （2012海南）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为201，两个标有“12v，6w”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是a120v，0.10a b240v，0.025a c120v，0.05a d240v，0.05a（2012重庆）如图所示，理想变压器的原线圈接u11000sin100t(v)的交变电压，副线圈通过电阻r6 的导线对“220 v/880 w”的电器rl供电，该电器正常工作由此可知()a原、副线圈的匝数比为501 b交变电压的频率为100 hzc副线圈中电流的有效值为4 a d变压器的输入功率为880 w（2012江苏）7. 某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈l1 由火线和零线并行绕成. 当右侧线圈l2 中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关k,从而切断家庭电路. 仅考虑l1 在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有(a) 家庭电路正常工作时,l2 中的磁通量为零(b) 家庭电路中使用的电器增多时,l2 中的磁通量不变(c) 家庭电路发生短路时,开关k 将被电磁铁吸起(d) 地面上的人接触火线发生触电时,开关k 将被电磁铁吸起（2012浙江）20、为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外面壳绝缘的两块平行金属板构成的电容c置于储罐中，电容器可通过开关s与线圈l或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由l与c构成的回路中产生周期的振荡电流。当罐中的液面上升时a.电容器的电容减小b. 电容器的电容增大c. lc回路的振荡频率减小d. lc回路的振荡频率增大（2012天津）4 通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率p，原线圈的电压u保持不变，输电线路总电阻的r。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为p1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为p2，则p1，和p2p1aprku，1nbpku2r，1ncprku，1n2dpku2r，1n2【答案】d【解析】由u1u2= n1n2=1k，p=u2i，p1=i2r得，p1=pku2r，排除a、b两选项。若u1u2= n1n2=1nk，p2=pnku2r，所以p2p1 = 1n2，d正确。【考点定位】本题考查变压器，电能的输送，功率的计算。【2011高考真题精选】1（福建）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n2=51，电阻r=20 ，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a.输入电压u的表达式u=20sin(50)v b.只断开s1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0.8w2.（广东）图7（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中r=55，、为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图7（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110v，下列表述正确的是a、电流表的示数为2a b、原、副线圈匝数比为1:2c、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100hz图7avr0.010.020.03t/su/vo(a) (b)答案：ac解析：交流电压表和交流电流表的示数都是有效值，电流表的示数，a、c正确。由图7（b）可知原线圈电压有效值为220v，周期0.02s，则可得原、副线圈匝数比为2:1，交变电压的频率为50hz，b、d错误。3.（广东）将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直，关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是a、感应电动势的大小与线圈的匝数无关b、穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大c、穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大d、感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同4（山东）为保证用户电压稳定在220v，变电所需适时进行调压，图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变化的曲线如图乙所示。以下正确的是 （ ）a、u2=190sin(50t)vb、u2=190sin(100t)v c、为使用户电压稳定在220v，应将p适当下移d、为使用户电压稳定在220v，应将p适当上移5（浙江）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tv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a. 2.0v b. 9.0v c. 12.7v d. 144.0v【答案】a【解析】交流电源电压的有效值，如果看成理想的来处理有：、，解得，故交流电压表的读数应该小于，所以答案为a。6（新课标）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220v，额定功率为22w；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（ ）解析：由可知，u= u1 =110v，由p = u2i2=ui得i=0.2a，a正确答案：a7（江苏）（15分）题13-1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变电压的u-t图象如题13-2图所示。若只在ce间接一只rce=400 的电阻，或只在de间接一只rde=225 的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80w。（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的电阻时，原线圈中的电流i1；（3）求ce和de 间线圈的匝数比。解得代入数据得8.（海南）如图，理想变压器原线圈与一10v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0.3w，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0.09a，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡b的电流为_a。【2010高考真题精选】12010重庆1一输入电压为220v，输出电压为36v的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器元、复线圈匣数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新饶了5匣线圈。如题17图所示，然后将原来线圈接到220v交流电源上，测得新绕线全的端电压为1v，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线数分别为a1100,360 b.1100，180c2200,180 d. 2200,36022010北京19在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡l1和l2分别串联一个带铁芯的电感线圈l和一个滑动变阻器r。闭合开关s后，调整r，使l1和l2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为i。然后，断开s。若t时刻再闭合s，则在t前后的一小段时间内，正确反映流过l1的电流l1、流过l2的电流l2随时间t变化的图像是3. 2010海南物理11873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在布展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了自己送展的直流发电机的电流输出端。由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方中的一个瓶颐此项发明是a新型直流发电机b直流电动机c交流电动机d交流发电机 【答案】b 【解析】直流发电机发电时接另一直流发电机，则另一直流发电机实际成了直流电动机，b正确。42010海南物理9如右图，一理想变压器原副线圈匝数之比为4：1 ，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中r为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表下列结论正确的是a若电压表读数为6v，则输入电压的最大值为v b若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半c若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍d若保持负载电阻的阻值不变输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍5.2010全国卷22图1是利用激光测转的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。（1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.0010-2 s ，则圆盘的转速为_转/s。（保留3位有效数字）（2）若测得圆盘直径为10.20 cm，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 _ cm。（保留3位有效数字）【答案】4.55转 /s 2.91cm【解析】从图2可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格，由题意知图2中横坐标上每格表示1.0010-2s，所以圆盘转动的周期是0.22s，则转速为4.55转 /s反光引起的电流图像在图2中横坐标上每次一格，说明反光涂层的长度占圆盘周长的22分之一为cm。【2009高考真题精选】（09天津9）（1）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为b的水平匀强磁场中，线框面积为s，电阻为r。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值i= 。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量q= 。答案：（1），解析：本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。电动势的最大值，电动势的有效值，电流的有效值；。（09广东物理9）图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是 （ ）a增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失b高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗c在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小d高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好（09江苏物理6）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为 氖泡在两端电压达到100v时开始发光，下列说法中正确的有 （ ）a开关接通后，氖泡的发光频率为100hz b开关接通后，电压表的示数为100 v c开关断开后，电压表的示数变大 d开关断开后，变压器的输出功率不变（09山东19）某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200v，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220v的用电器正常工作，则 （ ）abc升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压d升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：根据变压器工作原理可知，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有，所以，a正确，bc不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，d正确。答案：ad（09四川17）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，r120 ，r230 ，c为电容器。已知通过r1的正弦交流电如图乙所示，则 （ ）a.交流电的频率为0.02 hzb.原线圈输入电压的最大值为200 vc.电阻r2的电功率约为6.67 wd.通过r3的电流始终为零（09福建16）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甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则 （ ）a.电压表的示数为220v 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484w d.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2j【2008高考真题精选】1.（08北京18）一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 的电阻。则 （ ）a流过电阻的电流是20 a b与电阻并联的电压表的示数是100vc经过1分钟电阻发出的热量是6103 jd变压器的输入功率是1103w2.（08天津17）一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻r设原线圈的电流为i1，输入功率为p1，副线圈的电流为i2，输出功率为p2。当r增大时 （ ）ai1减小，p1增大 bi1减小，p1减小 ci2增大，p2减小 di2增大，p2增大3.（08四川16）如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中r1、r2、r3和r4均为固定电阻，开关s是闭合的。v1和v2为理想电压表，读数分别为u1和u2； a1、a2 和a3为理想电流表，读数分别为i1、i2和i3。现断开s，u1数值不变，下列推断中正确的是 （ ）au2变小、i3变小 bu2不变、i3变大 ci1变小、i2变小 di1变大、i2变大解析：因为变压器的匝数与u1不变，所以u2与两电压表的示数均不变当s断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流i2减小，由于输入功率等于输出功率，所以i1也将减小，c正确；因为r1的电压减小，故r2、r3两端的电压将增大，i3变大，b正确答案：bc4.（08宁夏19）如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴oo以角速度 逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（ ）5.（08海南7）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为41原线圈接入一电压为uu0sint的交流电源，副线圈接一个r27.5 的负载电阻若u0220v，100 hz，则下述结论正确的是 （ ）vara副线圈中电压表的读数为55 vb副线圈中输出交流电的周期为c原线圈中电流表的读数为0.5 ad原线圈中的输入功率为6.（08广东5）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示国。此线圈与一个r10的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻。下列说法正确的是 （ ）a交变电流的周期为0.125sb交变电流的频率为8hzc交变电流的有效值为ad交变电流的最大值为4a【解析】由et图像可知，交变电流电流的周期为0.25s，故频率为4hz，选项a、b错误。根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2a，故有效值为a，选项c正确。答案：c（08上海物理20 b）某小型实验水电站输出功率是20kw，输电线路总电阻是6。（1）若采用380 v输电，求输电线路损耗的功率。（2）若改用5000 v高压输电，用户端利用n1:n222：1的变压器降压，求用户得到的电压。 【最新模拟】 【2013广东模拟】某交流电源的电动势与时间呈正弦函数关系如图所示，此电源与一个r=10的电阻构成闭合电路，不计其他电阻，下列说法正确的是20012t/s10-2se/v-20 a交变电流的周期为0.02s b交变电流的频率为0.5hzc交变电流的有效值为2a d交变电流的有效值为2a【答案】ad【解析】交变电流的周期为0.02s，周期为50hz，选项a正确，选项b错误。交变电流的最大值为2a，有效值为2a，选项c错误，选项d正确。2【2013湖南模拟】图甲所示电路中，a1、a2、a3为相同的电流表，c为电容器，电阻r1、r2、r3的阻值相同，线圈l的电阻不计在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内()a电流表a1的示数比a2的小b电流表a2的示数比a3的小c电流表a1和a2的示数相同d电流表的示数都不为零3【2013浙江联考】如图甲所示，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峰值保持不变，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 （ ）urlc123u/v0-36t/10-2s乙36甲a副线圈两端的电压有效值均为6v b副线圈两端的电压有效值均为216vc灯泡变亮，灯泡变亮 d灯泡变暗，灯泡变亮4【2013吉林模拟】如图所示，两种情况下变压器灯泡l2、l3的功率均 为p，且l1、l2、l3为相同的灯泡，匝数比为n1n2=31，则图（a）中l1的功率和图（b）中l1的功率分别为( )ap、p b9p、4p/9 c4p/9、9p d4p/9、9p【答案】 b【解析】由题意可知，两种情况下变压器输入功率为均为2p。设灯泡l2、l3的电压为u,电流为i，电阻为r，则有，p=u2/r。两种情况下变压器的输入电压为3u，变压器输入电流为2i/3。图（a）中l1的功率为pa=9p；图（b）中l1的功率为pb=r=4p/9；选项b正确。5【2013河北模拟】如图正方形线框abcd长为l,，每边电阻均为r，在磁感应强度为b的匀强磁场中绕cd轴以角速度转动，c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r。则下列说法中正确的是（ ）as断开时，电压表读数为bl2bs断开时，电压表读数为cs闭合时，电流表读数为 bl2.ds闭合时，线框从图示位置转过/2过程中流过电流表的电量为bl2/7r6【2013江苏调研】有一台交流发电机e，通过理想升压变压器t1和理想降压变压器t2向远处用户供电，输电线的总电阻为r。t1的输入电压和输入功率分别为u1和p1，它的输出电压和输出功率分别为u2和p2；t2的输入电压和输入功率分别为u3和p3，它的输出电压和输出功率分别为u4和p4。设t1的输入电压u1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( ).au2不变，u3变小 b.u2减小，u4变大cp1变小，p2变小 dp2变大，p3变大7【2013石家庄模拟】如图所示电路，已知r34 ，闭合电键，安培表读数为0.75 a，伏特表读数为2 v，经过一段时间，一个电阻被烧坏(断路)，使安培表读数变为0.8 a，伏特表读数变为3.2 v，问： (1)哪个电阻发生断路故障？(2)r1的阻值是多少？(3)能否求出电源电动势e和内阻r？如果能，求出结果；如果不能，说明理由【答案】(1)r2(2)4 (3)4 v不能求出内阻理由见解析【解析】(1)伏特表和安培表有示数且增大，说明外电阻增大，故只能是r2被烧断路了(2)r1 4 .(3)ur3i1r1ur20.754 v2 v1 vi30.25 ae3.2 v0.8 a(r4r)e3 v(0.25 a0.75 a)(r4r)r4r1 e4 v故只能求出电源电动势e而不能求出内阻r.8【2013北京市海淀区模拟】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。【答案】(1) (2) r (3)【解析】（1）0t1时间内，线框中的感应电动势 e=n根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻r的电流i=（2）线框产生感应电动势的最大值 em=nb1 l1l2感应电动势的有效值e= nb1 l1l2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=此过程中，电阻r产生的热量 q=i2rt=r （3）线框从图甲所示位置转过90的过程中，平均感应电动势 平均感应电流 通过电阻r的电荷量 q=9【2013山东模拟】在如图所示的电路中，两平行正对金属板a、b水平放置，两板间的距离d=4.0cm。电源电动势e=400v，内电阻r=20，电阻r1=1980。闭合开关s，待电路稳定后，将一带正电的小球（可视为质点）从b板上的小孔以初速度v0=1.0m/s竖直向上射入两板间，小球恰好能到达a板。若小球所带电荷量q=1.010-7c，质量m=2.010-4kg，不考虑空气阻力，忽略射入小球对电路的影响，取g=10m/s2。求：（1）a、b两金属板间的电压的大小u；（2）滑动变阻器消耗的电功率p滑；（3）电源的效率。10【2013江苏质检】某小型实验水电站输出功率是20 kw，输电线总电阻是6 .(1)若采用380 v输电，求输电线路损耗的功率(2)若改用5000 v高压输电，用户端利用n1n2221的变压器降压，求用户得到的电压11温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家电产品中，它是利用热敏电阻的阻值随温度的变化而变化的特性工作的如图甲中，电源的电动势e9.0 v，内电阻可忽略不计；g为灵敏电流表，内阻rg保持不变；r为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图乙的rt图线所示，闭合开关，当r的温度等于20 时，电流表示数i12 ma，(1)电流表g的内阻rg_；(2)当电流表的示数i23.6 ma时，热敏电阻r的温度是_.答案：(1)500(2)120.解析：(1)从图乙查得t20 时，r的阻值为4 k.由ei1(rrg)得：rgr k4 k0.5 k500 (2)设当i23.6 ma时，热敏电阻的阻值为r，则rrg k0.5 k2.0 k从图中查得此时对应的温度为t2120 .12(10分)人们利用发电机把天然存在的各种形式的能量(水流能、煤等燃料的化学能)转化为电能为了合理地利用这些能源，发电站要修建在靠近这些天然资源的地方，但用电的地方却分布很广，因此，需要把电能输送到远方，若某电站输送电压为u6 000 v，输送功率为p500 kw，这时安装在输电线路的起点和终点的电度表一昼夜读数相差4 800 kwh，即4 800度电，试求：(1)输电效率和输电线的电阻；(2)若要使输电损失的功率降到原输送功率的2%，电站应使用多高的电压向外输电？(结果保留二位有效数字)13 (2013福州模拟)如图所