2022版高考物理一轮复习演练：专题十一第1讲 交变电流的产生和描述

专题十一第1讲交变电流的产生和描述

课后提能演练

知识巩固练

1.我们生活中所使用的电流一般以交变电流居多，关于交变电流，下列说法正确的是

（）

A.交流电器设备上所标的电压和电流值是交变电流的峰值

B.用交流电流表和电压表测定的示数值是交变电流的最大值

C.给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下是指有效值

D.保险丝的额定电流、电容器的耐压值是交变电流的有效值

【答案】C

2.（2021年湖北名校联考）中国国际小家电展览会上，有些国家的家用电器的额定电压

和我国是不同的，例如美国家用电器不能直接接到220V的照明电路上，可以接到交变电压

是〃=ll（）V，sin（1207r/）V的电源上使用，交变电压是由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生

的，下列说法正确的是（）

A.用电压表测该电压其示数为11即V

B.电流方向每秒改变60次

C.该交流电的频率为60Hz,当f=0.Is时”=11075V

D.将该电压加在110。的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为110W

【答案】D【解析】由表达式可知，该交流电的频率为/=60Hz,电压最大值为

=11072V,电压表测量的是有效值为U=£=110V,故A错误；一个周期内电流改变2

次，故1s内改变的次数为60X2=120次，故B错误；当r=0.1s时，"=11即sin（120兀X0.1）

V=0,故C错误：电阻消耗的功率为P=q=110W,故D正确.

K

3.（2021届济南模拟）手摇式发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，其磁通量随时间

按如图所示的正弦规律变化.当线圈的转速变为原来的一半时，下列说法正确的是（）

A.交流电压的变化周期变为原来的一半

B.穿过线圈的磁通量的最大值变为原来的一半

C.交流电压的最大值变为原来的一半

D.交流电压的有效值变为原来的^2倍

【答案】C【解析】根据T=1可知，当线圈的转速变为原来的一半时，周期变为原来

的2倍，A错误；穿过线圈的磁通量的最大值为0m=BS,与转速无关，B错误；当线圈的

转速变为原来的一半时，南速度变为原来的一半，根据Em=〃8Ss可知，交流电压的最大值

P

变为原来的一半，C正确；根据后=求可知，交流电压的有效值变为原来的一半，D错误.

4.间距为y[2m的无限长光滑金属导轨水平放置，导轨中间分布有磁感应强度为1T

的匀强磁场，磁场边界为正弦曲线，一长为2sm的光滑导体棒以1m/s的速度匀速向右

滑动，如图所示，导轨电阻不计，导体棒电阻为20。，定值电阻阻值为10。，则下列分析

正确的是（）

A.电流表示数为七A

B.电压表的示数是O.5V

C.导体棒运动到图示虚线位置时的瞬时电流从C到D

D.导体棒上消耗的热功率为0.2W

【答案】B【解析】当导体棒切割磁感线时，产生的感应电动势E=BLv,由于有效

切割长度按正弦规律变化，且当磁场反向时，感应电流反向，故这个过程产生正弦式交变电

流，导体棒有效切割长度最长等于啦m,交流电动势的最大值是Em=8Lo=lX啦X1V=

/V,有效值E=£=1V,由于导体棒接入电路的有效长度为总长度的一半，所以接入电

路的电阻为10。，定值电阻阻值也为10。，则电压表的示数。=JE=0.5V,B正确；电流

表的示数/=[0；]0A=0.05A,A错误：导体棒运动到图示虚线位置时，磁感应强度等于

0,瞬时电流等于0,C错误；导体棒上消耗的热功率P,=/2r=0.052xi0W=0.025W,D错

1天.

5.（多选）如图所示，形状或转轴位置不同、但面积均为S的单匝线圈处在同一个磁感

应强度为B的匀强磁场中，以相同的角速度。匀速转动，从图示的位置开始计时，则下列

A.感应电动势与时间的关系图像均为正弦图像

B.感应电动势与时间的关系图像均为余弦图像

C.感应电动势峰值、瞬时值都不同

D.感应电动势峰值、瞬时值都相同

【答案】AD

综合提升练

6.（2021年黄冈模拟）（多选）如图所示，电阻为r的矩形线圈面积为S,在匀强磁场中绕

垂直于磁场的轴以角速度”匀速转动.匀强磁场的磁感应强度为B,/=0时刻线圈平面与

磁场垂直，各电表均为理想电表，则（）

A.滑片P下滑时，电压表的示数变大

B.图示位置线圈中的感应电动势最大

C.线圈从图示位置转过180。的过程中，电阻R上产生的焦耳热为聚等

D-Is内流过R的电流方向改变:次

【答案】ACD【解析】P下滑时外阻变大，电流变小，内电压变小，外电压变大，则

电压表的示数变大，故A正确；图示位置为中性面，电动势为0,故B错误；电动势最大

值则由图示位置转过180°电阻K上产生的焦耳热2=［啦熊广）2稔=蕊；牛,

故C正确；1s所完成的周期数是4=会，每个周期电流方向改变2次，1s内流过R的电流

方向改变2次，故D正确.

兀

7.（2021届中山七校联考）（多选）如图所示，竖直长导线通有恒定电流，一矩形线圈hcd

可绕其竖直对称轴01。2转动.当线圈绕轴以角速度①沿逆时针（沿轴线从上往下看）方向匀

速转动，从图示位置开始计时，下列说法正确的是（）

a

1（0

3

b।°

O2

A.1=0时，线圈产生的感应电动势最大

7T

B.0〜歹时间内，线圈中感应电流方向为％而

C.f=/时，线圈的磁通量为零，感应电动势也为零

D.线圈每转动--周电流方向改变两次

【答案】BD【解析】通电导线在其周围产生磁场，在其右侧产生的磁场垂直于纸面

向外，离导线越远，磁场越弱，在1=0时刻，必边和cd边转动时，速度方向与磁场平行，

JT

故不切割磁感线不产生感应电动势，故A错误；在。〜三”寸间内，穿过线圈的磁通量减小,

根据楞次定律可知，线圈中感应电流方向为Me而，故B正确；，=通时，线圈的磁通量为

零，成边和M边转动时，磁通量的变化率不为零，故感应电动势不为零，故C错误；线圈

每转动一周电流方向改变两次，故D正确.

专题十一第2讲变压器、电能的输送

课后提能演练

知识巩固练

1.（2020年成都模拟）我国“西电东送”采用高压输电，继三峡至常州500kV直流输电

工程后，又实现了三峡至广东的500kV直流输电工程.采用高压直流输电有利于不同发电

机为同一电网供电和不同电网的互联.已知发电机输出电压为450V,关于高压直流输电，

下列说法不正确的是（）

A.高压输电可以减小输电电流，从而减小输电线的能量损耗

B.为实现高压直流输电，可以用变压器直接改变恒定电流的电压

C.升压变压器原、副线圈的匝数之比为9：10000

D.恒定的直流输电可以有效消除交流高压输电中感抗和容抗的影响

【答案】B

2.做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，原线圈接在学生电源上，

用多用电表测量副线圈的电压，下列操作正确的是（）

A.原线圈接直流电压，电表用直流电压挡

B.原线圈接直流电压，电表用交流电压挡

C.原线圈接交流电压，电表用直流电压挡

D.原线圈接交流电压，电表用交流电压挡

【答案】D

3.（2021年沈阳名校模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比切：“2=10：1，

原线圈输入交变电压“=22Msin（100m）V,在副线圈中接有理想交流电流表、阻值为22。

的定值电阻R和电容器C.下列说法中正确的是（）

电阻R中电流方向1s内变化50次

电流表示数是1A

电阻R消耗的电功率为22W

电容器的耐压值至少是22V

【答案】C【解析】原线圈输入交变电压"=22（h\Rsin（100兀。V,频率/=50Hz,每

秒电流方向变化次数为"则电阻H中电流方向1s内变化100次，故A错误.根据理想变

压器的规律可知原副线圈两端的电压比为卷=J，又5=2^^V=220V,则5=22V,

A=1A,因交流电也能通过电容器，可知电流表的读数大于1A,故B错误；

A乙乙

rO2

电阻R消耗的电功率为W=22W,故C正确；电容器的最小耐压值对应交流

KZZ

电压的最大值22吸V,故D错误.

4.（2021届北京名校模拟）如图所示，边长为L、匝数为N,电阻不计的正方形线圈Med

在磁感应强度为8的匀强磁场中以角速度。绕转轴。0'匀速转动，轴00'垂直于磁感线

且位于线圈平面内，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为

功和小，保持线圈以恒定角速度”转动，下列判断正确的是（）

A.交流电压表V1的示数等于N&oZ?

B.变压器的输入功率与输出功率之比为〃|：“2

C.交流电压表V2的示数为副线圈两端电压的有效值

D.在图示位置时线圈中磁通量为零，感应电动势最小

【答案】C【解析】交流电压的最大值等于凡8。炉，电压表V1示数为有效值卷生,

故A错误；理想变压器的输入与输出功率之比为1：1,故B错误；交流电压表V2的示数

为副线圈两端电压的有效值，故C正确：在图示位置时线圈平面与磁场平行，线圈中磁通

量为零，感应电动势最大，故D错误.

综合提升练

5.（2021年抚顺六校期末）如图所示为某小型电站高压输电示意图.发电机输出功率恒

定,升压变压器原、副线圈两端的电压分别为5和3.在输电线路的起始端接入两个互感器,

原、副线圈的匝数比分别为10：1和1：10,电压表的示数为220V,电流表的示数为10A,

各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是（）

A.升压变压器原、副线圈的匝数比为孑=普

B.采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为100A

C.线路输送电功率是220kW

D.将P上移，用户获得的电压将降低

【答案】C【解析】根据变压器的原理可得升压变压器原、副线圈的匝数比为3=舁,

故A错误；采用高压输电可以减小输电线中的电流，从而减小输电过程中的电能损失，根

据电流互感器原理及匝数比为I:10,由变压器电流比可知勺=胆=?得输电电流为“=

10X10A=100A,故B错误；电压表的示数为220V,根据变压器电压比可知铮二勺^?

Unn副1

输电电压为U2=10X220V=2200V,线路输送电功率为P=S/2=220kW,故C正确；将

P上移，则降压变压器的初级线圈减小，故用户获得的电压将升高，故D错误.

6.某小型实验水电站输出功率是20kW,输电线总电阻为6Q.

(1)若采用380V输电，求输电线路损耗的功率；

(2)若改用5000V高压输电，用户端利用m:物=22：1的变压器降压，求用户得到的

电压.

解：(1)输电线上的电流

P20X103

I=U=380A/2.63A'

输电线路损耗的功率

PK=pR=52.632X6W«=16.62kW.

(2)改用高压输电后，输电线上的电流

,P2OX1O3

1=~=5000A=4A,

用户端在变压器降压前获得的电压

U\=U'-rR=(5000-4X6)V=4976V,

根据名L=也，用户得到的电压

U2«2

〃21

〃2=蔡。尸至X4976V^226.18V.

专题十一实验十二传感器的简单使用

课后提能演练

知识巩固练

1.在输液时，药液有时会从针口流出体外，为了及时发现，设计了一种报警装置，电

路如图所示.M是贴在针口处的传感器，接触到药液时其电阻RM发生变化，导致S两端电

压U增大，装置发出警报，此时（）

A.R”变大，且R越大，U增大越明显

B.RM变大，且R越小，U增大越明显

C.R”变小，且R越大，U增大越明显

D.R”变小，且R越小，U增大越明显

【答案】C

2.（2020年海淀模拟）某种角速度计，其结构如图所示.当整个装置绕轴。。'转动时,

元件A相对于转轴发生位移并通过滑动变阻器输出电压，电压传感器（传感器内阻无限大）

接收相应的电压信号.已知A的质量为〃?，弹簧的劲度系数为左，自然长度为/,电源的电

动势为E,内阻不计.滑动变阻器总长也为/,电阻分布均匀，装置静止时滑片P在变阻器

的最左端B处，当系统以角速度。转动时，则（）

砂A

~11^0s

A.电路中电流随角速度的增大而增大

B.电路中电流随角速度的增大而减小

C.弹簧的伸长量犬=产%

k-tncD

D.输出电压。与①的函数式为U=悬・

【答案】D【解析】系统在水平面内以角速度。转动时，无论角速度增大还是减小，

BC的总电阻不变，根据闭合电路欧姆定律得知，电路中电流保持不变，故A、B错误；设

系统在水平面内以南速度3转动时，弹簧伸长的长度为x,则对元件A,根据牛顿第二定律

得自="?苏（/+冷又输出电压〃=烂£=彳旦联立两式得£〃心故c

ABC/k-mark—ma>-

错误，D正确.

3.如图所示为一种常见的身高体重测量仪.测量仪顶部向下发射波速为。的超声波，

超声波经反射后返回，被测量仪接收，测量仪记录发射和接收的时间间隔.质量为Mo的测

重台置于压力传感器上，传感器输出电压与作用在其上的压力成正比.当测重台没有站人时,

测量仪记录的时间间隔为t0,输出电压为Uo,某同学站上测重台，测量仪记录的时间间隔

为,,输出电压为U,则该同学身高和质量分别为（）

A.v(to-t),留U

B.呼(幻-f),翟U

C.卷(U-Uo)

D.1v(fo—f)，卷(U—Uo)

【答案】D【解析】设测量仪高度和人的身高分别为”和〃，根据题意，没有站人时

有”=逮，站人时有H—/?=o〃，得h=U『v；又由传感器输出的电压与作用在其上的压力

成正比，则没有站人时Uo=kM)g,站人时U=&(M)+nz)g,得加=卷(U-Uo),故D正确.

综合提升练

4.如图所示，图甲为热敏电阻的R-f图像，图乙为用此热敏电阻R和继电器组成的一

个简单恒温箱温控电路，继电器的电阻为100Q.当线圈的电流大于或等于20mA时，继电

器的衔铁被吸合.为继电器线圈供电的电池电动势£=9.0V,内阻不计.图中的“电源”

是恒温箱加热器的电源.

(1)应该把恒温箱内的加热器接在_______(填“A、B端”或“C、。端”).

(2)如果要使恒温箱内的温度保持在50℃,可变电阻R'的阻值应调节为Q.

【答案】⑴A、B端(2)260

5.利用负温度系数热敏电阻制作