(五年高考真题)2016届高考物理专题十一交变电流(全国通用)讲解资料(共12页)

1、精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业（五年高考真题（五年高考真题）20162016 届高考物理届高考物理 专题十一专题十一 交变电流交变电流（全国通用全国通用）考点一交变电流的产生及描述1(2015四川理综，4，6 分)(难度)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO， 线圈绕OO匀速转动，如图所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0， 不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0B峰值是 2e0C有效值是22Ne0D有效值是2Ne0解析矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机

2、的电动势峰值为 2Ne0，A、B 错误；由于不计线圈的电阻，所以电机的输 出电压峰值为 2Ne0， 故有效值为2Ne02 2Ne0，故 D 正确答案D2(2014江苏单科，7，4 分)(难度)(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()A增加线圈的匝数B提高交流电源的频率C将金属杯换为瓷杯精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业D取走线圈中的铁芯解析该装置的工作原理是，线圈内变化的电流产生变化的磁场，从而使金属杯体内产生涡流，再把电能转化为内能，使杯内的水发热交流电源的频率一定时， 线圈产生的磁场越

3、强，杯体内磁通量变化就越快，产生的涡流就越大， 增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场增强，而取走线圈中的铁芯会使线圈产生的磁场减弱，故 A 正确、D 错误；交流电源的频率增大，杯体内磁通量变化加快， 产生的涡流增大， 故 B 正确； 瓷为绝缘材料，不能产生涡流，故 C 错误答案AB3(2014天津理综，7，6 分)(难度)(多选)如图 1 所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图 2 中曲线a，b所示，则()A两次t0 时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为 23C曲线a表示的交变电动势频率为 25 HzD曲线

4、b表示的交变电动势有效值为 10 V解析线圈经过中性面时不切割磁感线，此时感应电动势为零，选项 A 正确；由图可知曲线a、b的周期之比为 23，则对应的线圈转速之比为 32，选项 B 错误； 曲线a的周期为Ta4102s，其频率为fa1Ta25 Hz，选项 C 正确；曲线a、b表示的交变电流的峰值之比为EmaEmbab32，又Ema15 V，Emb10 V，Ub22Emb5 2 V，选项 D 错误答案AC4(2013福建理综，15，6 分)(难度)如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r1.0 ，外接R9.0 的电阻闭合开关 S，当发电机转子以 某一转速匀速转精选优质文档-倾情为你奉上专心-

5、专注-专业动时，产生的电动势e10 2sin(10t)V，则()A该交变电流的频率为 10 HzB该电动势的有效值为 10 2 VC外接电阻R所消耗的电功率为 10 WD电路中理想交流电流表的示数为 1.0 A解析根据题意知，转子转动的角速度10,又2f，则该交流电的 频率f5 Hz，A 项错误；该交变电流电动势最大值Em10 2 V，则有效值EEm210 V，B 项错误；根据欧姆定律可得，电路中电流IERr1.0 A，即电流表的示数为1.0 A,电阻R消耗的电功率PI2R9.0 W，C 项错误，D项正确答案D5(2013海南单科,3，3 分)(难度)通过一阻值R100 的电阻的交变电流如图所

6、示，其周期为 1 s电阻两端电压的有效值为()A12 VB4 10 VC15 VD8 5 V解析由有效值定义可得U2R1 s(0.1 A)2R0.4 s2(0.2 A)2R0.1s2，其中R100 ，可得U4 10 V，B 正确答案B6(2012北京理综，15，6 分)(难度)一个小型电热器若接在输出电压为 10 V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消 耗的电功率为P2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为()A5 VB5 2 VC10 VD10 2 V精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业解析根据公式PU2R可结合交流电的有效值定义P2U2效R

7、,U效U2知其有效值U效5 2V，有效值和最大值的关系2U效Um，即最大值为Um5 22 V10 V，选项 C 正确答案C7(2011天津理综，4,6 分)(难度)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，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示， 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 Hz解析交变电流知识的考查.由图乙可知，该交变电动势瞬时值的表达式为e311sin(100t)当t0.005 s 时，瞬时值e311 V，此时磁通量变化率最 大

8、，A 错误；同理当t0.01 s 时，e0 V，此时线框处于中性面位置，磁通量最大， 磁通量的变化率为零，B 正确；对于正弦交变电流其有效值为Emax/ 2，题给电动势的有效值为 220 V，C 错误；交变电流的频率为f1/T/250 Hz，D 错误答案B考点二变压器电能的输送1. (2015新课标全国,16，6 分)(难度)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为 31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V 的正弦交流电源上，如图所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()AU66 V，k19BU22 V，k19精选优

9、质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业CU66 V，k13DU22 V，k13解析原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U,原线圈电压为 3U，副线圈电流I2UR，根据I1I2n2n1得原线圈 电流I1U3R， 那么原线圈输入电压 220 V3UU3RR，整理可得U66 V；原、副线圈电阻消耗的功率根据PI2R,电阻相等，I1I213，可得功率 之比为P1P219，即k19.根据以上分析可知选项 A 正确答案A2(2015江苏单科，1,3 分)(难度)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V 交变电流改变为 110 V已知变压器原线圈匝数为 800，则副线

10、圈匝数 为()A200B400C1 600D3 200解析根据变压器的变压规律U1U2n1n2得,n2U2U1n1110220800400 匝，选项B 正确答案B3(2015福建理综，15，6 分)(难度)图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在 T 的原线 圈两端接入一电压uUmsint的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为 2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为()A(n1n2)U2m4rB(n2n1)U2m4rC4(n1n2)2(PUm)2rD4(n2n1)2(PUm)2r解析原线圈电压的有效值：U1Um2，

11、根据U1U2n1n2可求：U2n2n1Um2，又因 为是理想变压器，所以 T 的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所 以输电线上的电流IPU2,输电线上损失的电功率为PI22r4rn1n22PUm2，所以 C 正确，A、B、D 错误答案C4(2015安徽理综，16，6 分)(难度)图示电路中,变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器现将变阻器的精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表 A1的示数增大了 0.2 A，电流表 A2的示数增大了 0.8 A，则下列说法正确的是()A电压表 V1示数增大

12、B电压表 V2、V3示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿cd的方向滑动解析由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表 V1示数不变， 选项A 错误；由理想变压器原理公式U1U2n1n2且U1、n1、n2不变，则U2不变，即 V2的示数不变，V3的示数U3U2I2R0应减小，故选项 B 错误；由公式I1I2n2n1得：n1n2I2I10.80.24，则n1n2，该变压器起降压作用，故 C 错误；又I2U2R0R，I2增大，R应减小，故滑片应沿cd方向滑动，故 D正确答案D5(2015天津理综，6，6 分)(难度)(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线

13、圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头在 原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则()A保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小解析Q位置不动，副线圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由PU22RR0可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由PU1I1可知原线圈电流I1减小， 故 A 错误，B 正确；当精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业P位置不动,Q上滑时，由U2U1n2n1

14、知U2增大，同理分 析原线圈电流I1增大， 故 C 正确， D 错误答案BC6(2015广东理综，15，4 分)(难度)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由 220 V 降至 110 V， 调节前后()A副线圈中的电流比为 12B副线圈输出功率比为 21C副线圈的接入匝数比为 21D原线圈输入功率比为 12解析在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下，使输出电压U2有效值由 220 V降至 110 V,由U2U1n2n1知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比

15、为 21,故 C 正确；副线圈电压减半，电阻不变，电 流也随之减半，所以电流之比为21,故 A 错误；由PUI知，输出功率之比为 41，故 B 错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率,所以原线圈输 入功率之比为 41，故 D 错误答案C7. (2015海南单科，10，5 分)(难度)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈 匝数之比为 41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为 5.0 V，则()A此时原线圈两端电压的最大值约为 34 VB

16、此时原线圈两端电压的最大值约为 24 VC原线圈两端原来的电压有效值约为 68 V精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业D原线圈两端原来的电压有效值约为 48 V解析当负载电阻的阻值减小为R5R0时，根据串、并联电路规律，R两端电压为R0两端电压的 5 倍,因为电压表测量R两端的电压，所以UR0155 V 1 V，故副线圈两端电压为U26 V，根据公式U1U2n1n2可得此时原线圈两端电压的有效值为U124 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为 24 2 V34 V，A 正确，B 错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前、 后电流也不变， 则变化后电压U2IR05

17、IR06IR0，变化前，U2IR011IR012IR0，所以U22U212 V，根据公式U1U2n1n2可得原线圈两端原来的电压有效值约为 48 V，D 正确，C 错误答案AD8(2014新课标全国，21,6 分)(难度)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表 接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零， 反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二

18、极管短路，电流表的读数加倍解析设副线圈两端电压为U2，则有UabU2n1n2，由于二极管具有单向导电性，根据有效值定义可知,U22RT2U2cdR1T，则UcdU22，故选项 A 错误；增大负载电阻,则变压器的输出功率减小，输入功率也减小，由P1UabI1可知，电流表读数减小,选项 B 正确；cd间的电压Ucd与R大小无关，选项 C 错误；将二极管短路,变压器的输出功率P2U22R2U2cdR，为原来的 2 倍，由P2P1UabI1可知，电流表的读数变为原来的 2 倍，选项 D 正确答案BD9(2014山东理综，17，6 分)(难度)(多选)如图，将额定电压为 60 V 的用电精选优质文档-倾

19、情为你奉上专心-专注-专业器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上闭合开关 S 后，用电器正常工作， 交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220 V 和 2.2A以下判断正确的是()A变压器输入功率为 484 WB通过原线圈的电流的有效值为 0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为 2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n2113解析理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有P1U1I1U2I2602.2 W132 W，选项 A 错误；原线圈电流I1P1U10.6 A，选项 B 正确； 副线圈电流最大值I2max2I22.2 2 A，选项 C 错误；原副线圈匝数比n1n2U1U222

20、060113，选项 D 正确答案BD10(2014广东理综，19，6 分)(难度)(多选)如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键 S，下列说法正确的是()AP向下滑动时，灯L变亮BP向下滑动时，变压器的输出电压不变CP向上滑动时，变压器的输入电流变小DP向上滑动时，变压器的输出功率变大解析P向上或向下滑动时，由变压器的电压特点U1U2n1n2可知，U2是不变的，灯 L 亮度也不变，A 项错误，B 项正确；P向上滑动时，滑动变阻器的阻值 减小，由PU2R可知，变压器的输出功率P2变大，又理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率P1也变大，由P1U1

21、I1及U1不变可知，变压器的输入电流变大，C 项错误，D 项正确答案BD11(2014浙江理综，15,6 分)(难度)如图所示为远距离交流输电的简化电路精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业图发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2.则()A用户端的电压为I1U1I2B输电线上的电压降为UC理想变压器的输入功率为I21rD输电线路上损失的电功率为I1U解析根据理想变压器原、副线圈的功率相等,有U1I1U2I2，解得用户端电压为U2I1U1I2，选项 A 正确；输电线上的电压

22、降为I1r.选项 B 错误；理想变 压器的输入功率为UI1I21r，选项 C 错误；输电线路上损失的电功率为I21r， 选项 D 错误答案A12(2014福建理综，16,6 分)(难度)图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1n4n2n3，四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R， A1、A2为相同的理想交流电流表，L1、L2为相同的小灯泡， 灯丝电阻RL2R， 忽略灯丝电阻随温度的变化当A、B端接入低压交流电源时()AA1、A2两表的示数相同BL1、L2两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2两端的电压小于R4两端的电压解析设两电流表示数分别为IA1、IA2，则IA2U2RRL.由题意知，升压变压器的升压比与降压变压器的降压比相等,设为k，由变压器匝数与电流、电压的关系可知， 升压变压器副线圈两端电压U2kU,降压变压器副线圈中电流I4kIA1，U4I4RLkIA1RL，则降精选优质文档-倾情为你奉上专心-专注-专业压变压器原线圈两端电压U3kU4k2IA1RL，则IA1U2U32R，解得IA1kU2Rk2RL，则IA1IA21，故IA1IA2，选项 A 错误；I4kIA1k2U2Rk2RL，因I4IA21，故两灯泡亮度不同，选项 B 错误；由PI2R