各地名校物理高考模拟试题分类及详解十三交变电流电磁

1、2009年各地名校物理高考模拟试题分类及详解十三、交变电流 电磁波互动：本考点是电磁感应的应用和延伸.高考对本章知识的考查主要体现在“三突出”：一是突出考查交 变电流的产生过程；二是突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；三是突出考查变压器.一般试题难度不 大，且多以选择题的形式出现.对于电磁场和电磁波只作一般的了解.本考点知识易与力学和电学知识综合， 如带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动，交变电路的分析与计算等.同时，本考点知识也易与现代 科技和信息技术相联系，如“电动自行车”、“磁悬浮列车”等.另外，远距离输电也要引起重视.尤其是不 同情况下的有效值计算是高考考查的主要内容；对变压

2、器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动 态分析.预测2009年高考中交变电流考点主要考查：一考查正弦交变电流的产生过程，正弦交变电流的产生过程 要做到“情、数、形”三者相统一。“情”就是物理情景，即线圈在磁场中转动的情形；“数”就是用数学表 达式表示交变电流的产生过程；“形”就是用图象表示交变电流的产生过程。在这三者中已知其一，便知其 二。所以在高考中往往提供其中一种求另两种；二是考查交变电流的四值，交变电流的“四值”即最大值、瞬 时值、有效值、平均值。一定要注意的各类值的不同用法，尤其是不同情况下的有效值计算是高考考查的主要 内容；三是考查变压器的原理和动态分析；另外带电粒子在交变

3、电场中运动和交变电流中与实际相联系的问题 也要引起重视。1 .（海南省民族中学 2009届高三上学期阶段测试卷.物理.8）如图10甲所示的空间存在一匀强磁场，其方向为垂直于纸面向里，磁 场的右边界为 MN ,在MN右侧有一矩形金属线圈 abcd,ab边与MN重合。现使线圈以 ab边为轴按图示方向匀速转动，将a、b两端连到示波器的输入端，若电流从a到b为正，则从图5-乙申示波器观察到的 ab中电流随时间变化的规律是 （）/-F 1. F X-I' T/1 1 J' J ' * J A2 . （ *8曲展区m史亚施Wji /匚活生单田电转动，人证工 果“力白h素前-十力/%

4、混-甲/X.LiI.L-L/ xll-lI.L-L/ ,lj I / R = 100 Q淡海构成闭各i路，Rf电路的其流阻，下、仔"的是（）AB图10乙：公A.交变电流的周期为 0.04s1 xxx x x x adX X Xx x x XX X X x bcX X X xN图10甲/i i i it中（ ?彳a#忸）磁场中匀速/ /此线圈和一个| I 1/列说法中正确1n，4 6 yxioEB.电阻 R 两端的最大电压是100 22 V图11C.交变电流的有效值为1AD.交变电流的最大值为1A3.（江苏南通市 2008届第三次调研卷物理.7）某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电

5、流的图象如图12所示,下列说法中正确的是（交变电流的频率为0.02Hz交变电流的瞬时表达式i5cos50 t(A)C.在t=0.0is时，穿过交流发电机线圈的磁通量最产生的热功率D.若发电机线圈电阻为 0.4 R则其为5W 图124.（江苏淮安、连云港、宿迁、徐州四市2008第三次调研卷.物理.10）今年春节前后，我国部分省市的供电系统由于气候原因遭到严重破坏。为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图 13所示，图中R。表示输电线的电阻。滑动触头P置于a处时，用户的用电器恰好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则A .当发电机输出的电压发生

6、波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向上滑动B.当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动图13C.如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑D.如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑5.（江苏省九名校 2008年第二次联考卷.物理.7）某电厂发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电厂附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处居民小区附近的降压变压器，经降低电压后输送到用户，设升、降变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但电厂输送的总功率增加，这时A.升压变

7、压器的副线圈的电压变大B.降压变压器的副线圈的电压变大C.高压输电线路的电压损失变大D.用户的负载增多，高压输电线中的电流减小6.（山东省济南一中 2009届高三月考试卷.物理.9）如图14所示，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头,U1为加在原线圈两端的电压，Ii为原线圈强度，则（）A.保持Ui及P的位置不变,K由a合到b时，Ii将增大中的电流B.保持Ui及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C.保持Ui不变，K合在a处，使P上滑，Ii将增大D.保持P的位置不变，K合在a处，若Ui增大，Ii将增大图147.（山东省宁津一中 2009届高三阶段测试卷.物理. i

8、0） 一理想变 线圈为ni=i00匝，次级线圈 n2=30匝，n3=20匝，一个电阻为 48.4 Q的小 级线圈n2与n3上，如图i5所示.当初级线圈与 e=220 J2 sin 3 t的交流电压器的初级灯泡接在次源连接后，变压器的输入功率是（）A.iOW B.20WC.250WD.500W图i58 .（山东省青岛市 2009届高三复习试题.物理. 9）在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流,所用的器材叫电流互感器。如图i6所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是9 .（湖南郴州市2009届高三调研试题.物理.i6）如图i7所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO'轴匀速转动,磁场

9、方向Jr 火线令改X与转轴垂mimuC直.已知Li线圈匝数图i6xxDX X电阻rn=400,长 Li=0. 05m,宽 L2=0. 04m,角速度=100 rad /s,磁场的磁感应强度 B= 0. 25T.线圈两端外接电阻 R=9. 9Q的用电器和一个交流电流表（内阻不计），求：（i）线圈中产生的最大感应电动势.（2）电流表A的读数.图i7（3）用电器上消耗的电功率.10 . （2009届广东省新洲中学高三摸底考试试卷.物理.i6）某发电站的输出功率P = i04kW,输出电压 Ui =4kV,通过理想变压器升压后向远处供电.已知输电导线的总电阻为R = i0Q,输电线路损失的功率为输出功

10、率的4%,求变压器的匝数比.11 .（江苏徐州市2009届复习试卷.物理.i7）在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失。有一个坑口电站，输送的 电功率 为P=500kW,当使用图i8U=5kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4800度。求：这时的输电效率刀和输电线的总电阻r。若想使输电效率提高到 98%,又不改变输电线，那么电站应使用多高的电压向外输电？12 .（ 浙江省2008届高三第一轮复习单元测试题卷.物理. 19 ）如图19 （甲）所示，边长为 l和L的矩形线框aa、bb互相垂直，彼此绝缘，可绕中心轴O1O2转动，将两线框的始端并在一起接

11、到滑环C,末端并在一起接到滑环 D, C、D彼此名fe缘.通过电刷跟 C、D连接.线框处于磁铁和圆柱形铁芯之间的磁场中，磁场边缘 中心的张角为 45。，如图19 （乙）所示（图中的圆表示圆柱形铁芯，它使磁铁和铁芯之间的磁场沿半径方向，如图箭头所示）。不论线框转到磁场中的什么位置，磁场的方向总是沿着线框平面.磁场中长为l的线框边所在处的磁感应强度大小恒为B,设线框aa和bb的电阻都是 r,两个线框以角速度«逆时针匀速转动，电阻R=2r.（1）求线框aa转到位置时感应电动势的大（2）求转动过程中上的电压最大值；（3）从线框aa进入磁场开始时，作出0T （T是线框转动周期）时间内通过R的电

12、流iR随时间变化的图象答案:1 .【解析】线圈转动 900后，进入磁场，线圈处于平行磁感线平面，磁通量变化最快，在这个过程中，没有感应电流；线圈再转动90°后，线圈处于中性面，磁通量变化最慢，在这个过程中，磁通量增加，感应电动势和感应电流呈余弦规律变化，感应电流由b到a；再转动900后，线圈处于平行磁感线平面，磁通量变化最快，在这个过程中，磁通量减小，感应电流由a到b;再转动，离开磁场，没有感应电流，依次类推。【答案】D2 .【解析】由图可知交交变电流的周期为0.04s,所以选项 A正确；交变电压的最大值为100V,而电阻R= 100Q,所以交变电流的最大值为1A【答案】AD3 .【

13、解析】由图可以求得.交变电流的频率为40Hz,所以选项A错；交变电流的瞬时表达式为i 5cos80 t（A）,所以选项B错；在t=0.01s时，穿过交流发电机线圈的磁通量为零，所以选项C错；因电流的有效值为2.5A,所以发电机线圈电阻为0.4 Q,则其产生的热功率为5W,故选项D对.【答案】D4 .【解析】Vi示数小于正常值时，副线圈的输出电压也要变小，所以滑动触头P向上滑动，即选项 A正确；当用电器增加时，副线圈的电流增大，输电线上损失的电压增大，要使电器正常工作，滑动触头P应向上滑，所以选项C正确【答案】AC5 .【解析】副线圈的电流增大，输电线上损失的电压增，所以选项C正确【答案】CUn

14、U2.6 .【解析】K由a合到b时，ni减小，由 ，可知U2增大，P2=随N增大，而Pi = P2,又Pi=IiUi,U 2 n2RU；、小从而Ii增大，A正确；K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，B正确；P上滑时，R增大，P2= 减R，一一Uini U 2 .小，又Pi=P2, Pi=IiUi,从而Ii减小，C错误；Ui增大，由一可知，U2增大，12 =随N增大，由U2 n2R可知Ii也增大，D正确。12ni【答案】A、B、D正确。7 .【解析】由于次级两组副线圈的组合连接使得小灯泡回路中两线圈产生的感应电动势方向相反，所以小灯泡 的工作电压有效值为：U 2222贝 U P丁彳 i0

15、WR灯48.4因为理想变压器输入功率等于输出功率，故答案应选A.【答案】A8 .【解析】电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须 将原线圈串联在火线中。【答案】A9 .【解析】（i）Em = nBSco代人数据得 Em = 400 X 0.25 X 0.05 X 0.04 X 100 V = 20 V(2)Im=EmR r220代人数据得Im= A=2A9.9 0.i,是正弦交变电流，所以电流表读数即有效值Im2 A=1. 41A(3)p = 12R= 22 2 x 9. 9W= 19。8W20 V 1 . 41A(3) 19。8W10.【解析】发

16、电站的输出电流IiUi103 A3 A 2.5 10 A 4 103输电线路损失的功率P®= 4%PI2R4% 107A1022 102 A变压器的匝数比n222 1022.5 10325I 2Ii_ 22 %】2.5 10325台匕 目匕11.【解析】如图36所示。由于输送功率为P= 500kW , 一昼夜输送电能E=Pt= 12000度，终点得到的电E' =7200 度,因此效率 Y1 =60%o输电线上的电流可由I=P/U计算，为I=100A ,而输电线损耗功率可由Pr=I2r计算，其中 Pr=4800/24=200kW ,因此可求得Q。输电线上损耗功率Pr2P 一 rU工，原U2U =22.4kV。Pr=200kW,现在要求Pr'=10kW，计算可得输电电压应调节为【答案】（1）刀=60%20 Q (2) 22.4kV切割磁感线的速度始终与磁场方向垂直,12.【解析】（1）根据磁场分布特点，线框不论转到磁场中哪一位置,故线框aa转到图示位置时，感应电动势的大小为LE=2Blv