【十年高考】2003—2012高考物理试题分类解析 专题18 交变电流和传感器

1 十年高考十年高考 2003 2003 20122012 物理试题分类解析 物理试题分类解析 专题专题 1818 交变电流和传感器交变电流和传感器 一 20122012 年年高考题 1 2012 山东理综 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 n1 n2 为交流电压表 当变压器副线圈电压的瞬时值大 V 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 5V B 电压表的示数等于V 5 2 C 实现点火的条件是 1000 2 1 n n D 实现点火的条件是1000 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 2 1 n n 花进而点燃气体 选项 C 正确 D 错误 考点定位 此题考查变压器 交变电流有效值及其相关知识 2 2012 江苏物理 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 2 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 3 2012 四川理综 如图所示 在铁芯 P 上绕着两个线圈 a 和 b 则 A 线圈 a 输入正弦交变电流 线圈 b 可输出恒定电流 B 线圈 a 输入恒定电流 穿过线圈 b 的磁通量一定为零 C 线圈 b 输出的交变电流不对线圈 a 的磁场造成影响 D 线圈 a 的磁场变化时 线圈 b 中一定有电场 3 答案 D 解析 线圈 a 输入正弦交变电流 线圈 b 输出的也是正弦交变电流 线圈 a 输入恒定 电流 穿过线圈 b 的磁通量恒定 选项 AB 错误 线圈 b 输出的交变电流对线圈 a 的磁场造 成影响 选项 C 错误 线圈 a 的磁场变化时 线圈 b 中一定有感应电场 选项 D 正确 考点定位 此题考查变压器及其相关知识 4 2012 广东理综物理 某小型发电机产生的交变电动势为 e 50sin100 t V 对 此电动势 下列表述正确的有 A 最大值是 50V B 频率是 100Hz2 3 C 有效值是 25V D 周期是 0 02s2 4 答案 CD 解析 交变电动势 e 50sin100 t V 最大值是 50V 有效值是 25V 频率是2 50Hz 周期是 0 02s 选项 CD 正确 考点定位 此题考查交变电流及其相关知识 5 2012 北京理综 一个小型电热器若接在输出电压为 10V 的直流电源上 消耗电功率 为 P 若把它接在某个正弦交流电源上 其消耗的电功率为 P 2 如果电热器电阻不变 则此 交流电源输出电压的最大值为 A 5V B 5V C 10V D 10V22 6 2012 重庆理综 如图所示 理想变压器的原线圈接入 u 11000sin100 t V 的2 交变电压 副线圈通过电阻 r 6 的导线对 220V 880W 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 50 1 B 交变电压的频率为 100Hz C 副线圈中电流的有效值为 4A D 变压器的输入功率为 880W 4 7 201 天津理综 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 输电线路的总电阻为 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P2 P1分别为 A B R C D R kU PR n 1 2 kU P n 1 kU PR 2 1 n 2 kU P 2 1 n 7 答案 D 解析 当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时 线路电压为 kU 线路中电流 I P kU 线路损 耗的电功率为P1 I2R R 若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk 线路电压为 2 kU P nkU 线路中电流 I P nkU 线路损耗的电功率为P2 I2R R P2 P1 选项 D 2 nkU P 2 1 n 正确 ABC 错误 考点定位 本题考查变压器 电能输送等 意在考查考生灵活应用相关知识的能力 8 2012 新课标理综 自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈 原 副线圈都只取该线圈的 某部分 一升压式自耦调压变压器的电路如图所示 其副线圈匝数可调 已知变压器线圈 总匝数为 1900 匝 原线圈为 1100 匝 接在有效值为 220V 的交流电源上 当变压器输出电 压调至最大时 负载R上的功率为 2 0kW 设此时原线圈中电流有效 值为I1 负载两端电压的有效值为U2 且变压器是理想的 则U2和 I1分别约为 A 380V 和 5 3A B 380V 和 9 1A C 240V 和 5 3A 5 D 240V 和 9 1A 8 答案 B 解析 当变压器输出电压调至最大时 副线圈电压 U2 220V 380V 负载R上的 19 11 功率为 P 2 0kW 原线圈中电流有效值为I1 P U 9 1A 选项 B 正确 考点定位 此题考查变压器及其相关知识 9 2012 福建理综 如图 理想变压器原线圈输入电压 u Umsin t 副线圈电路中 R0 为定值电阻 R 是滑动变阻器 V1和 V2是理想交流电压表 示数分别用U1和U2表示 A1 和 A2是理想交流电流表 示数分别用I1和I2表示 下列 说法正确的是 A I1和I2表示电流的瞬间值 B U1和U2表示电压的最大值 C 滑片 P 向下滑动过程中 U1不变 I1变大 D 滑片 P 向下滑动过程中 U2变小 I1变小 9 答案 C 解析 理想交流电流表示数I1和I2表示电流的有效值 理想交流电压表示数U1和U2 表示电压的有效值 选项 AB 错误 滑片 P 向下滑动过程中 U1不变 I2变大 I1变大 选 项 C 正确 D 错误 10 2012 海南物理 如图 理想变压器原 副线圈匝数比为 20 1 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 A 120V 0 10A B 240V 0 025A C 120V 0 05A D 240V 0 05A 答案 D 解析 当两灯泡都正常工作时 每个灯泡中电流为 0 5A 副线圈输出电压 12V 输出电流为 2 0 5A 1 0A 由变压器变压公式可知原线圈中电压表读数为 240V 由 功率关系可知 原线圈中电流表读数为 0 05A 选项 D 正确 考点定位 此题考查变压器及其相关知识 11 15 分 2012 江苏物理 某兴趣小组设计了一种发电装置 如图所示 在磁极和 圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角 均为 磁场均沿半径方向 匝数为N 9 4 6 的矩形线圈abcd 的边长ab cd l bc ad 2 l 线圈以角速度 绕中心轴匀速转动 bc 和ad 边同时进入磁场 在磁场中 两条边所经过处的磁感应强度大小均为B 方向始终与 两边的运动方向垂直 线圈的总电阻为r 外接电阻为R 求 1 线圈切割磁感线时 感应电动势的大小Em 2 线圈切割磁感线时 bc 边所受安培力的大小F 3 外接电阻上电流的有效值I R 上消耗的电能 W Im2Rt 且W I2RT 联立解得 Rr NBl I 3 4 2 考点定位 此题考查交变电流的产生 有效值及其相关知识 12 2012 天津理综 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 输电线路的总电阻为 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P2 P1分别为 A B R C D R kU PR n 1 2 kU P n 1 kU PR 2 1 n 2 kU P 2 1 n 答案 D 解析 当副线圈与原线圈的匝数比为 k 时 线路电压为 kU 线路中电流 I P kU 线路损 7 耗的电功率为P1 I2R R 若将副线圈与原线圈的匝数比提高到 nk 线路电压为 2 kU P nkU 线路中电流 I P nkU 线路损耗的电功率为P2 I2R R P2 P1 选项 D 2 nkU P 2 1 n 正确 ABC 错误 考点定位 本题考查变压器 电能输送等 意在考查考生灵活应用相关知识的能力 13 16 分 2012 安徽理综 图 1 是交流发电机模型示意图 在磁感应强度为的匀强磁场中 B 有一矩形线图abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO 转动 由线圈引起的导线 ae 和 df分别与两个跟线圈一起绕OO 转动的金属圈环相连接 金属圈环又分别与两个固定的电 刷保持滑动接触 这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻形成闭合电路 图 2R 是线圈的住视图 导线ab和cd分别用它们的横截面来表示 已知ab长度为L1 bc 长度 为L2 线圈以恒定角速度 逆时针转动 只考虑单匝线圈 1 线圈平面处于中性面位置时开始计时 试推导 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e1 的表达式 2 线圈平面处于与中性面成 0夹角位置时开始计时 如图 3 所示 试写出 t 时刻整 个线圈中的感应电动势 e2的表达式 3 若线圈电阻为 r 求线圈每转动一周电阻 R 上产生的焦耳热 其它电阻均不计 13 答案 1 e1 BL1L2 sin t 2 e2 BL1L2 sin t 0 3 QR R 2 21 rR LBL 解析 1 矩形线圈 abcd 转动过程中 只有ab和cd切割磁感线 设 ab 和 cd 转动速 8 度为 v 则 v L2 2 1 在 t 时刻 导线ab和cd切割磁感线 产生的感应电动势均为 E1 BL1v 由图可知 v vsin t 则 t 时刻整个线圈的感应电动势为 e1 BL1L2 sin t 其中 T 2 于是 QR R 2 21 rR LBL 考点定位 此题考查交变电流的产生 瞬时值表达式 闭合电路欧姆定律 有效值 焦 耳定律及其相关知识 二 20112011 年年高考题 1 2011 天津理综卷物理 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像如图 2 所示 则 A 0 005s 时线框的磁通量变化率为零t B 0 01s 时线框平面与中性面重合t C 线框产生的交变电动势有效值为 311V D 线框产生的交变电动势频率为 100Hz 解析 由图 2 可知 0 005s 时线框中产生的感应电动势最大 由法拉第电磁感应定t 律可知 线框的磁通量变化率最大 选项 A 错误 0 01s 时线框中产生的感应电动势为t 零 线框的磁通量变化率为零 线框平面与中性面重合 选项 B 正确 线框产生的交变电 动势最大值 311V 有效值为 220V 选项 C 错误 由图 2 可知 线框产生的交变电动势周期 为 0 02s 频率为 50Hz 选项 D 错误 答案 B 9 点评 此题考查交变电流的产生 交变电流的图象及其相关知识点 2 2011 四川理综卷 如图所示 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 1A 那么 A 线圈消耗的电功率为 4W B 线圈中感应电流的有效值为 2A C 任意时刻线圈中的感应电动势为 e 4cos 2 t T D 任意时刻穿过线圈的磁通量为 sin T 2 t T 答案 AC 点评 此题考查交变电流的产生 函数表达式 电功率 有效值 磁通量等相关知识点 3 2011 新课标理综 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 A U 110V I 0 2A B U 110V I 0 05A C U 110V I 0 2A2 D U 110V I 0 2A22 解析 灯泡正常发光说明副线圈输出电压为 220V 原线圈输入电压为 110V 电压表读 数为 110V 由变压器功率关系可知 变压器输入功率为 22W 电流表读数为 0 2A 选项 A 10 正确 答案 A 点评 此题考查理想变压器的电压关系和功率关系及其相关知识点 4 2011 浙江理综卷 如图所示 在铁芯上 下分别绕有匝数 n1 800 和 m2 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 解析 原线圈输入电压最大值为 51V 有效值为 38V 由变压器变压公式 副线圈输出 电压为 9 5V 考虑到电压表内阻不是无限大 副线圈具有一定电阻 交流电压表的读数一 定小于 9 5V 可能是 9 0V 选项 B 正确 答案 B 点评 此题考查变压器及其相关知识点 5 2011 广东理综 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 A V 电压表示数为 110V 下列表述正确的是 图 7 a 图 7 b A 电流表的示数为 2A B 原副线圈匝数比为 1 2 C 电压表的示数为电压表的有效值 D 原线圈中交变电压的频率为 100Hz 解析 电流表的示数为 I U R 110 55A 2A 由变压器变压公式可知 原副线圈匝数比为 2 1 选项 A 正确 B 错误 电压表的示数为电压表的有效值 选项 C 正确 由正弦交变电 压图线可知 原线圈中交变电压的频率为 50Hz 选项 D 错误 11 答案 AC 点评 此题考查交变电流的图象 变压公式等知识点 6 2011 江苏物理 美国科学家 Willard S Boyle 与 George E Snith 因电荷耦合器件 CCD 的重要发明获得 2009 年度诺贝尔物理学奖 CCD 是将光学量转变成电学量的传感器 下列器件可作为传感器的有 A 发光二极管 B 热敏电阻 C 霍尔元件 D 干电池 7 2011 江苏物理 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 ce de n n 12 3 设 ab 间匝数为 n1 1 1 U n ce ce U n 同理 1 1 U n de de U n 由题意可知 2 ce ce U R 2 de de U R 解得 代人数据解得 ce de n n ce de R R ce de n n 4 3 点评 此题考查变压器变压公式 交变电流图象 瞬时值表达式及其相关知识 三 20102010 年年高考题 1 2010 重庆理综 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 器原 副线圈匝数 某同学拆下烧坏的副线圈 用绝缘导线 在铁芯上新绕了 5 匝线圈 如图 2 所示 然后将原线圈接到 220V 交流电源上 测得新绕线圈的端电压为 1V 按理想变压 器分析 该变压器烧坏前的原 副线圈匝数分别为 A 1100 360 B 1100 180 C 2200 180 D 220 360 解析 对新绕线的理想变压器 根据变压比公式得变压器烧坏前的原线圈匝数 n1 n3 220 5 1100 变压器烧坏前副线圈匝数n2 n1 1100 180 选项 B 1 3 U U 2 1 U U 36 220 正确 答案 B 点评 学习物理要注重物理知识的实际应用 2 2010 海南物理 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 24V 2 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 13 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 则由可知输出功率增加到原来的 4 倍 选项 D 正确 2 U P R 答案 AD 点评 此题考查交流电的最大值和有效值 理想变压器的相关知识等 3 2010 广东理综 图 1 是某种正弦式交变电压的波形图 由图可确定该电压的 A 周期是 0 01s B 最大值是 311V C 有效值是 220V D 表达式为u 220sin100 t V 解析解析 由题给的正弦式交变电压的波形图可知 该电压的周期为 0 02s 最大值是 311V 有效值是U Um 220V 瞬时值表达式为u 311sin100 t V 选项 BC 正确 2 答案 BC 点评 只有正弦式交变电压其最大值和有效值之间才满足U Um 的关系 2 4 2010 四川理综 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t2 t1时间内 A 电流表 A1的示数比 A2的小 B 电流表 A2的示数比 A1的小 C 电流表 A1和 A2的示数相同 14 D 电流表的示数都不为零 点评 此题考查电磁感应 变压器原理 电感元件和电容器在交流电路中的作用等 5 2010江苏物理 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 发电厂的输出电压不变 升压变压器的输入电压不变 输出电压不变 选项 A 错 误 随着发电厂输出功率的增大 输电线中电流增大 输电线上损失的电压 U IR 增 大 降压变压器的输入电压减小 降压变压器的输出电压减小 选项 B 错误 随着发电厂 输出功率的增大 输电线中电流增大 输电线上损耗的功率 P I2R 增大 选项 C 正确 输电线上损耗的电功率 P I2R R 输电线上损耗的功率占总功率的比例 2 P U 输 输 P P 输 选项 D 正确 R P U 输2 输 点评 此题考查电能的输送 考查输电功率的变化引起的其它变化 有新意 6 2010 浙江理综 某水电站 用总电阻为 2 5 的输电线输电给 500km 外的用户 其输 出电功率是 3 106kW 现用 500kV 电压输电 则下列说法正确的是 A 输电线上输送的电流大小为 2 0 105A B 输电线上由电阻造成的损失电压为 15kV C 若改用 5kV 电压输电 则输电线上损失的功率为 9 108kW D 输电线上损失的功率为 P U2 r U为输电电压 r为输电线的电阻 答案 B 15 D 错误 点评 考查电能输送及其相关知识 注意若改用 5kV 电压输电 输电线损失电压大于输 电电压 则不能按照常规思路计算输电线上损失的功率 7 2010 福建理综 中国已投产运行的 1000kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电 工程 假设甲 乙两地原来用 500kV 的超高压输电 输电线上损耗的电功率为P 保持 输送电功率和输电线电阻都不变的条件下 现改用 1000kV 特高压输电 若不考虑其他因 素的影响 则输电线上损耗的电功率将变为 A P 4 B P 2 C 2P D 4 P 答案 A 解析 输电线上损耗的电功率P I2R R 由此可知输电线上损耗的电功率P与输 2 P U 输 输 电电压的二次方成反比 即 改用 1000kV 特高压输电 输电电压增大到原来的 1 2 P P 2 2 2 1 U U 2 倍 输电线上损耗的电功率将变为原来的 1 4 选项 A 正确 点评 此题以我国已投产运行的 1000kV 特高压输电为切入点 考查输电线上损耗的电功 率与输电电压的关系 四 20092009 年年高考题 1 09 年海南物理第 9 题 一台发电机最大输出功率为 4000kW 电压为 4000V 经变压 器 T1升压后向远方输电 输电线路总电阻 R 1k 到目的地经变压器 T2降压 负载为 多个正常发光的灯泡 220V 60W 若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的 10 变压器 T1和 T2的耗损可忽略 发电机处于满负荷工作状态 则 16 A T1原 副线圈电流分别为 103A 和 20A B T2原 副线圈电压分别为 1 8 105V 和 220V C T1和 T2的变压比分别为 1 50 和 40 1 D 有 6 104盏灯泡 220V 60W 正常发光 答案 ABD 2 09 年山东理综第 19 题 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 220V 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 220V 的用电器正常工作 则 A B 1 2 n n 4 3 n n 1 2 n n 4 3 n n C 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 2 答案 AD 17 3 2009 年广东物理第 9 题 题 4 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 3 答案 ABD 解析 依据输电原理 电路中的功率损耗 P I2R线 而R线 L S 增大输电导线的横 截面积 可减小输电线的电阻 则能够减小输电过程中的电能损失 选项 A 正确 由P输 UI来看在输送功率P输一定的情况下 输送电压 U 越大 则输电电流 I 越小 则电路中的 功率损耗越小 选项 B 正确 若输电电压一定 输送功率P输越大 则电流 I 越大 电路 中损耗的电功率越大 选项 C 错误 因为输电电压越高 对于安全和技术的要求越高 因 此并不是输电电压越高越好 高压输电必须综合考虑各种因素 选项 D 正确 所以该题正 确选项为 ABD 4 2009 年四川卷 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 V2 C 电阻 R2的电功率约为 6 67 W D 通过 R3的电流始终为零 答案答案 C 18 R2的电功率为 P2 UI W C 对 20 3 5 2009 年福建卷 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 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 484W D 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24 2J 答案 D 解析 电压表示数为灯泡两端电压的有效值 由图像知电动势的最大值Em V 有220 2 效值E 220V 灯泡两端电压 A 错 由图像知T 0 02S 一个周期内 RE U209 R V r 电流方向变化两次 可知 1s 内电流方向变化 100 次 B 错 灯泡的实际功率 C 错 电流的有效值 发电机线圈内阻每秒钟 22 U209 PW459 8W R95 E I2 2 R A r 产生的焦耳热为 D 对 22 2 25 124 2QI rtJJ 6 2009 海南物理 钳型表的工作原理如图所示 当通有交流电的 导线从环形铁芯的中间穿过时 与绕在铁芯上的线圈相连的电表指 针会发生偏转 由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比 所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流 日常所用交流电 的频率在中国和英国分别为 50Hz 和 60Hz 现用一钳型电流表在中国测量某一电流 电表 读数为 10A 若用同一电表在英国测量同样大小的电流 则读数将是 A 若此表 在中国的测量值是准确的 且量程为 30A 为使其在英国的测量值变为准确 应重新将其 量程标定为 A 19 五 20082008 年年高考题 1 2008 江苏物理 2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家 以表彰他 们发现 巨磁电阻效应 基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术 被认为 是纳米技术的第一次真正应用 在下列有关其它电阻应用的说法中 错误的是 A 热敏电阻可应用于温度测控装置中 B 光敏电阻是一种光电传感器 C 电阻丝可应用于电热设备中 D 电阻在电路中主要起到通过直流 阻碍交流的作用 答案 D解析 电阻在电路中主要起到阻碍电流通过和产生热效应的作用 选项D说法错误 2 2008 海南物理 如图 理想变压器原副线圈匝数之比为 4 1 原线圈接入一电压为 u U0sin t的交流电源 副线圈接一个R 27 5 的负载电阻 若 U0 220V 100 Hz 则下述结论正确的是2 A 副线圈中电压表的读数为 55 V B 副线圈中输出交流电的周期为 1 s 100 C 原线圈中电流表的读数为 0 5 A D 原线圈中的输入功率为 110W 2 答案 AC 解析 原线圈中输入电压有效值为U1 U0 220V 由变压器变压公式2 U1 U2 n1 n2可知副线圈中电压表的读数为U2 55 V 由变压器只改变交流电的电压电流 不能改变交流电的频率和周期可知副线圈中输出交流电的周期为T 2 1 50 s 选项 V A R 20 B 错误 副线圈接一个R 27 5 的负载电阻 副线圈中电流I2 U2 R 2A 由输入功率 等于输出功率U1 I1 U2I2得原线圈中电流表的读数为I1 U2I2 U1 0 5 A 选项 C 正确 原线圈中的输入功率为P1 U1 I1 110W 选项 D 错误 3 2008 四川理综 16 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 A U2变小 I3变小 B U2不变 I3变大 C I1变小 I2变小 D I1变大 I2变大 答案 BC 解析 断开 S 负载减小 副线圈输出电流减小 电流表 A2 读数 I2减小 电阻 R1 两端电压减小 R2 R3并联部分电压增大 R3中电流增大 电流表 A3读数 I3增大 由 变压器输入电压决定输出电压可知 U1数值不变 输出电压 U2 不变 由输出功率决定输入 功率可知 断开 S 负载减小 输出功率减小 输入功率也减小 而 U1数值不变 则原线 圈中电流减小即电流表 A1读数 I1减小 所以选项 BC 正确 4 2008 天津理综 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 A I1减小 P1增大 B I1减小 P1减小 C I2增大 P2减小 D I2增大 P2增大 5 2008 宁夏理综 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 45 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 V1V2 A1A2 A3S R1 R2R3 R4 21 答案 D 解析解析 本题考查正弦交流电的产生过程 楞次定律等知识和规律 从a图可看 出线圈从垂直于中性面开始旋转 由楞次定律可判断 初始时刻电流方向为b到a 故瞬 时电流的表达式为i imcos t 则图像为 D 图像所描述 平时注意线圈绕垂直 4 于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解 六 20072007 年年高考题 1 20072007 年高考北京理综 年高考北京理综 电阻R1 R2交流电源按照图 1 所示方式连接 R1 10 R2 20 合上开关后 S 后 通过电阻R2的正弦交变电流 i 随时间 t 变化的情况如图 2 所示 则 A 通过R1的电流的有效值是 1 2A B R1两端的电压有效值是 6V C 通过R2的电流的有效值是 1 2A 2 D R2两端的电压有效值是 6V2 答案答案 B B 解析解析 此题考查交变电流知识 首先从交流电图像中找出交变电流的最大值即为交流电图像中找出交变电流的最大值即为通 过 R2的电流最大值为 0 6A 由正弦交变电流最大值与有效值的关系Im I可知22 其有效值为 0 6A 由于R1与 R2串联 所以通过R1的电流有效值时也是 0 6A 选项 AC 22 错 R1两端电压有效值为U1 I R1 6V 选项 B 对 R2两端电压最大值为Um2 Im R2 0 6 20V 12V 选项 D 错 因此此题正确选项是 B 22 点评点评 要能够从交流电图像中找出交变电流的最大值 要能够从交流电图像中找出交变电流的最大值 2 2007 山东理综 某变压器原 副线圈匝数比为 55 9 原线圈所接电源电压按图示 规律变化 副线圈接有负载 下列判断正确的是 A 输出电压的最大值为 36V B 原 副线圈中电流之比为 55 9 C 变压器输入 输出功率之比为 55 9 D 交流电源有效值为 220V 频率为 50Hz 答案 D 解析 由电源电压变化图像可知 交流电源有效值为 220V 频率为 50Hz 选 项 D 正确 若为理想变压器 输入 输出功率之比为 1 选项 C 错误 由变压器变压公式 输出电压的有效值为 36V 原 副线圈中电流之比为 9 55 选项 AB 错误 3 2007 广东物理 图 5 是霓虹灯 的供电电路 电路中的变压器可视为 理想变压器 已知变压器原线圈与副 线圈匝数比 加在原线圈的 20 1 2 1 n n 电压为 V 霓虹tu 100sin311 1 灯正常工作的电阻 R 440k I1 I2 表示原 副线圈中的电流 下列判断正确的是 A 副线圈两端电压 6220V 副线圈中的电流 14 1mA B 副线圈两端电压 4400V 副线圈中的电流 10 0mA C I1I2 答案 BD 解析 原线圈的电压有效值为 220V 由变压公式 副线圈两端电压 4400V 副线圈中的电流 10 0mA 选项 A 错误 B 正确 升压变压器 I1 I2 选项 D 正确 C 错误 4 2007 宁夏理综卷第 17 题 一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示 由图可 知 23 A 该交流电的电压瞬时值的表达式为u 100sin 25t V B 该交流电的频率为 25 Hz C 该交流电的电压的有效值为 100 2 V D 若将该交流电压加在阻值R 100 的电阻两端 则电阻消耗的功率是 50 W 5 2007 年高考海南物理 某发电厂用 2 2kV 的电压将电能输出到远处的用户 后改为用 22kV 的电压 在既有输电线路上输送同样的电功率 前后两种输电方式消耗在输电线上的 电功率之比为 要将 2 2kV 的电压升高到 22kV 若变压器原线圈的匝数为 180 匝 则副线圈的匝数应该是 匝 8 答案 100 1800 解析 输电线中电流 I P U 损失功率 P损失 I2R 由此可知 消耗在输电线上的电功率与 输电电压的二次方成反比 改为用 22kV 的电压输电 消耗在输电线上的电功率为 1 前 后两种输电方式消耗在输电线上的电功率之比为 100 要将 2 2kV 的电压升高到 22kV 若 变压器原线圈的匝数为 180 匝 由变压公式 副线圈的匝数应该是 1800 匝 七 20062006 年年高考题 1 2006 四川理综 如图所示 理想变压器原 副线圈匝之 比为 20 1 原线圈接正弦交流电 副线圈接入 220 60W 灯泡一只 且灯泡正常发光 则 A 电流表的示数为A B 电流表的示数为A 220 23 220 3 C 电源输出功率为 1200W D 原线圈端电压为 11V 24 答案 B 解析 根据灯泡正常发光 副线圈输出电压 220V 输出功率 60W 利用变压器 变压公式 原线圈端电压为 4400V 电源输出功率为 60W 选项 CD 错误 电流表的示数为 I P U A A 选项 B 正确 A 错误 60 4400220 3 2 2006 广东物理 某发电站的输出功率为 104 kW 输出电压为 4 kV 通过理想变压 器升压后向 80 km 远处用户供电 已知输电线的电阻率为 2 4 10 8 m 导线横截 面积为 1 5 10 4 m2 输电线路损失的功率为输出功率的 4 求 1 升压变压器的输出电压 2 输电线路上的电压损失 1 2005 全国理综 2 处在匀强磁场中的矩形线圈 abcd 以恒定的角速度绕 ab 边转动 磁场方向平行于纸面并与 ab 垂直 在 t 0 时刻 线圈平面与纸面重合 如图 线圈的 cd 边离开 纸面向外运动 若规定由 a b c d a 方向的感应电流为正 则能反映线圈中感应电流 I 随时间 t 变化的图线是 a b c d B 25 答案 解析 线圈的 cd 边从图示位置离开纸面向外运动 t 0 时刻产生的感应电流 最大 由右手定则可判断出 t 0 时刻感应电流方向为正 所以选项 C 正确 2 2005 天津理综 将硬导线中间一段折成不封闭的正方形 每边长为l 它在磁感应 强度为B 方向如图的匀强磁场中匀速转动 转速为n 导线在a b两处通过电刷与 外电路连接 外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光 电路中除灯泡外 其余部 分的电阻不计 灯泡的电阻应为 2 l2nB 2 P 2 l2nB 2 P l2nB 2 2P l2nB 2 P 答案 B 解析 边长为l的正方形线圈在匀强磁场中匀速转动 产生电动势的最大值 为Bl2 2 n 有效值为 2 Bl2n 灯泡两端电压为 U 2 Bl2n 由22 P U2 R 解得灯泡的电阻 R 2 l2nB 2 P 选项 B 正确 3 2005 广东物理 钳形电流表的外形和结构如图 4 a 所示 图 4 a 中电流表的读 数为 1 2A 图 4 b 中用同一电缆线绕了 3 匝 则