【备战2012】高考物理最新模拟 专题10 交变电流

用心 爱心 专心 备战备战 20122012 年高考物理最新模拟年高考物理最新模拟 专题专题 1010 交变电流交变电流 一 单项选择题 1 正弦交变电源与电阻R 交流电压表按照图甲所示的方式连接 R 10 交流电 压表的示数是 10 V 图乙是交变电源输出电压 u 随时间 t 变化的图象 则 A 通过 R 的电流 iR随时间 t 变化的规律是 iR cos100 t A 2 B 通过 R 的电流 iR随时间 t 变化的规律是 iR cos50 t A 2 C R 两端的电压 uR随时间 t 变化的规律是 uR 5cos100 t V 2 D R 两端的电压 uR随时间 t 变化的规律是 uR 5cos50 t V 2 解析 选 A 交流电压表示数为 10 V 是有效值 故 Um 10V 电阻上的交变电流 2 与交变电压的变化趋势相同 电阻 R 上电流的最大值为 10 10 A A 又因 t 0 时 22 u um 故 iR cos100 t A uR 10cos 100 t V 故选 A 22 2 下列四幅图是交流电的图象 其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是 解析 选 C 我国居民日常生活所用的是正弦式交流电 其电压的有效值是 220 V 最 大值为 311 V 周期为 0 02 s 所以只有 C 正确 3 2012 年湖南长沙模拟 一个阻值为2 的线圈在匀强磁场中转动 产生的交变电动势 为 e 10sin20 tV 当该线圈与一阻值为8 的电阻组成闭合回路时 下列说法正确的是 2 A t 0 时 线圈平面位于中性面 B t 0 时 穿过线圈的磁通量为 0 C 电阻的热功率为 16 W D 用电压表测路端电压时读数为 11 3 V 答案 A 用心 爱心 专心 4 2012 年金华一中模拟 两只相同的电阻 分别通过正弦波形的交流电和方波形的交 流电 两种交变电流的最大值相等 波形如图所示 在正弦波形交流电的一个周期内 正 弦波形交流电在电阻上产生的焦耳热 Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热 Q2之比 等于 Q1 Q2 A 3 1 B 1 2 C 2 1 D 4 3 答案 B 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 此线圈与一个 R 10 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 0 125 s B 交变电流的频率为 8 Hz C 交变电流的有效值为 A 2 D 交变电流的最大值为 4 A 解析 选 C 由图象可以看出 此交变电流的周期为 0 250 s 电压的最大值 Um 20 V 所以交变电流的频率为 4 Hz A B 均错误 交变电流的最大值 Im 2 A 有效 Um R 值 I A C 正确 D 错误 Im 22 6 2012 年莆田一中模拟 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 现外接一只电阻为 95 0 的灯泡 如图乙所示 则 用心 爱心 专心 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焦耳热为 24 2 J 解析 选 D 电动势的有效值为 E V 220 V 所以电流的有效值 I 220 2 2 E R r A 2 2 A 所以电压表的示数为 U IR 2 2 95 0 V 209 V 选项 A 错 交变电 220 95 0 5 0 流的频率为 f 50 Hz 每个周期内电流方向改变 2 次 故每秒钟内电流方向改变 100 次 1 T 选项 B 错 灯泡实际消耗的功率为 P灯 I2R 2 22 95 0 W 459 8 W 故选项 C 错 发电 机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 Q I2rt 2 22 5 0 1 J 24 2 J 选项 D 对 二 不定项选择题 7 如图所示的线圈中产生了交变电流的是 解析 选 BCD 当线圈绕垂直于磁场的轴转动 磁通量发生变化 才能产生交变电流 B C D 均符合要求 A 项中线圈的磁通量不发生变化 故不产生交变电流 8 2012 年湖州高三质检 如图甲所示 电阻 R 的阻值为 50 在 ab 间加上图乙所示 的正弦交流电 则下面说法中正确的是 A 电阻 R 的功率为 200 W B 电流表示数为 2 A C 产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为 3 14 rad s D 如果产生该交流电的线圈转速提高一倍 则电流表的示数也增大一倍 答案 ABD 用心 爱心 专心 9 内阻不计的交流发电机产生的电动势 E 10sin50 t V 所接负载的电阻 R 10 现把发电机的转速提高一倍 则 A 负载两端电压的有效值将变为 28 2 V B 交流电的频率将变为 50 Hz C 负载消耗的功率将变为 20 W D 负载消耗的功率将变为 40 W 解析 选 BC 原来的电动势最大值为 10 V 有效值为 7 07 V 当发电机的转速提高一 倍时 角速度增加一倍 频率也增加一倍 电动势最大值和有效值均增加一倍 表达式可 以写为 E 20 sin 100 t V 由此可以看出提高转速后频率变为 50 Hz 电动势有效值为 14 14 V 负载消耗的功率将变为 20 W 故 B C 正确 10 2012 年绍兴一中模拟 电阻为 1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 匀速转动时 所产生的正弦交流电的图象如图线 a 所示 当调整线圈转速后 该线圈中所 产生的正弦交流电的图象如图线 b 所示 以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是 A 在图中 t 0 时刻穿过线圈的磁通量均为零 B 线圈先后两次转速之比为 3 2 C 交流电 a 的电动势的有效值为 5 V 2 D 交流电 b 的电动势的最大值为 5 V 三 计算题 11 如图所示 间距为 L 的光滑水平金属导轨 水平地放置在竖 直方向的磁感应强度为 B 的匀强磁场中 一端接阻值为 R 的电 阻 质量为 m 的导体棒放置在导轨上 其电阻为 R0 在拉力 F 作用下 从 t 0 的时刻开始运动 其速度随时间的变化规律为 v vmsin t 不计导轨电阻 求 用心 爱心 专心 1 从 t 0 到 t 时间内电阻 R 产生的热量 2 2 从 t 0 到 t 时间内拉力 F 所做的功 2 答案 见解析 12 电压 u 120sin t V 频率为 50 Hz 的交变电流 把它加在激发电压和熄灭电压 2 均为 u0 60 V 的霓虹灯的两端 2 1 求在一个小时内 霓虹灯发光时间有多长 2 试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象 已知人眼的视觉暂留时间约为 s 1 16 解析 1 如图所示 画出一个周期内交变电流的 u t 图象 其中阴影部分对应的时间 t1表示霓虹灯不能发 光的时间 根据对称性 一个周期内霓虹灯不能发光的时间为 4t1 当 u u0 60 V 时 2 由 u 120sin t V 求得 2 t1 s 1 600 用心 爱心 专心 再由对称性知一个周期内能发光的时间 t T 4t1 s 4 s s 1 50 1 600 1 75 再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为 t s 2400 s 3600 0 02 1 75 第二节 变压器 远距离输电 一 单项选择题 1 2012 年嘉兴模拟 图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图 变压器输入电压 是市电网的电压 不会有很大的波动 输出电压通过输电线输送给用户 输电线的电阻用 R0表示 变阻器 R 表示用户用电器的总电阻 当滑动变阻器触头 P 向下移动时 下列说法 不正确的是 A 相当于在增加用电器的数目 B A1表的示数随 A2表的示数的增大而增大 C V1表的示数随 V2表的示数的增大而增大 D 变压器的输入功率增大 答案 C 2 照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的 可是我们在晚上七 八点钟用电高 峰时开灯 电灯比深夜时要显得暗些 这是因为用电高峰时 用心 爱心 专心 A 总电阻比深夜时大 供电线路上的电流小 每盏灯两端的电压较低 3 如图所示 一理想变压器原 副线圈匝数比为 3 1 副线圈上接三个相同的灯泡 均能正常发光 原线圈中再串一个相同的灯泡 L 则 A 灯 L 也能正常发光 B 灯 L 比另外三个灯都暗 C 灯 L 将会被烧坏 D 不能确定 解析 选 A 原 副线圈中的电流之比为 而副线圈中通过每盏灯的电流均 I1 I2 n2 n1 1 3 为其额定电流 I额 又 I1 I2 所以通过原线圈中灯 L 的电流恰为其额定电流 灯 L 正 I2 3 1 3 常发光 所以 A 正确 4 2009 年高考四川理综卷 如图甲所示 理想变压器原 副线圈的匝数比为 10 1 R1 20 R2 30 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 Hz B 原线圈输入电压的最大值为 200 V 2 C 电阻 R2的电功率约为 6 67 W D 通过 R3的电流始终为零 解析 选 C 由图乙可知交流电频率为 50 Hz 所以 A 错 副线圈电压最大值 U2 I1R1 20 V 由 可知 U1 200 V B 错 R1和 R2并联 P2 2 30 6 67 W 因 U1 n1 U2 n2 U2 2 用心 爱心 专心 电容器接交流电有充放电电流 故 D 错 5 理想变压器原 副线圈匝数比为 10 1 以下说法中正确的是 A 穿过原 副线圈每一匝磁通量之比是 10 1 B 穿过原 副线圈每一匝磁通量的变化率相等 C 原 副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为 10 1 D 正常工作时原 副线圈的输入 输出功率之比为 10 1 答案 B 6 2012 年北京西城区抽样 如图所示 理想变压器的输出端 有三组次级线圈 分别接有电阻元件 R 电感元件 L 和电容元件 C 若用 IR IL IC分别表示通过 R L 和 C 的电流 则下列说法 中正确的是 A 若 M N 接正弦式交流电 则 IR 0 IL 0 IC 0 B 若 M N 接正弦式交流电 则 IR 0 IL 0 IC 0 C 若 M N 接恒定电流 则 IR 0 IL 0 IC 0 D 若 M N 接恒定电流 则 IR 0 IL 0 IC 0 二 不定项选择题 7 2012 年南京质量检测 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 u 20sin 2 100 t V 氖泡在两端电压达到 100 V 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 100 Hz 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 8 2012 年青岛一中模拟 一理想变压器原 副线圈的匝数比为 10 1 原线圈输入电 压的变化规律如图甲所示 副线圈所接电路如图乙所示 P 为滑动变阻器的触头 下列说 法正确的是 用心 爱心 专心 A 副线圈输出电压的频率为 50 Hz B 副线圈输出电压的有效值为 31 V C P 向右移动时 原 副线圈的电流比减小 D P 向右移动时 变压器的输出功率增加 9 2012 年富阳二中高三模拟 在某交变电流电路中 有一个正在工作的理想变压器 如图所示 它的原线圈匝数 n1 600 匝 交流电源的电动势 e 311 sin 100 t V 不考虑其 内阻 电压表和电流表对电路的影响可忽略不计 原线圈串联一个额定电流为 0 2 A 的保 险丝 副线圈匝数 n2 120 匝 为保证保险丝不被烧断 则 A 负载功率不能超过 62 W B 副线圈电流最大值不能超过 1 A C 副线圈电路中的电阻 R 不能小于 44 D 副线圈电路中电压表的读数为 62 V 解析 选C 由 得U2 44 V D 错 由 得I2 1 A 所以负载功率最大为 U1 U2 n1 n2 I1 I2 n2 n1 P2 U2I2 44 W A 错 副线圈中的电流最大值为Im A 故B 错 由R 得R 44 C 2 U2 2 P2 对 10 2009 年高考山东理综卷 某小型水电站的电能输送示意图如图所示 发电机的输 出电压为 200 V 输电线总电阻为 r 升压变压器原副线圈匝数分别为 n1 n2 降压变压器 原副线圈匝数分别为 n3 n4 变压器均为理想变压器 要使额定电压为 220 V 的用电器正 常工作 则 用心 爱心 专心 A n2 n1 n3 n4 B A 正确 B C 错误 考虑到输电线上也有电功率的损失 可知 D n2 n1 n3 n4 也正确 三 计算题 11 如图甲是一理想变压器的电路连接图 图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化 的关系图象 已知原 副线圈的匝数比为 10 1 电流表 A2的示数为 2 A 开关 S 断开 求 1 变压器的输入功