高考物理備考 百所名校組合卷系列專題10 交變電流

1、專題10 交變電流【試題1】交流發(fā)電機在工作時的電動勢為EE0sint，若將其電樞的轉(zhuǎn)速提高1倍，其他條件不變，則其電動勢變?yōu)?)AE0sin2tB2E0sin2tCE0sin D2E0sin【解析】交變電壓瞬時值表達式為EE0sint，而E0NBS，電樞的轉(zhuǎn)速提高1倍即加倍，其他條件不變時E0加倍，應(yīng)選B項【答案】B【試題出處】·河北衡水中學(xué)模擬【試題2】一矩形線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電流電動勢e220sint，則()A交流的頻率是50 HzB交流電的有效值是220 VC當(dāng)t0時，線圈平面恰好與中性面重合D當(dāng)t s時，e有最大值220 V【解析】由題設(shè)知，電動勢最大值為

2、220 V，故有效值是220 V；t0時，e0，故B、C正確未知， f無法確定，t s時，電壓瞬時值無法確定，A、D錯【答案】BC【試題出處】·柳州一中模擬【試題3】如圖1所示為一臺發(fā)電機的結(jié)構(gòu)示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，它們的表面呈半圓柱面形狀M是圓柱形鐵芯，它與磁極的柱面共軸，鐵芯上有一矩形線框，可繞與鐵芯M共軸的固定轉(zhuǎn)軸旋轉(zhuǎn)磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑、大小近似均勻的磁場若從圖示位置開始計時，當(dāng)線框繞固定軸勻速轉(zhuǎn)動時，下列說法正確的是()圖1A穿過線圈的磁通量始終為零B穿過線圈的磁通量的變化率不為零C線圈中將產(chǎn)生恒定電流D線圈中將產(chǎn)生交變電流，大小不變，方向

3、每轉(zhuǎn)一周改變兩次【解析】由題圖可知，穿過線圈的磁通量顯然不為零，且變化率不為零，據(jù)右手定則，線圈中將產(chǎn)生交變電流，大小不變，方向每轉(zhuǎn)一周改變兩次，B、D對【答案】BD【試題出處】·煙臺一中模擬【試題4】如圖2所示，理想變壓器初級線圈的匝數(shù)為n1，次級線圈的匝數(shù)為n2，初級線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220 V，負載電阻R44 ，電流表A1的示數(shù)為0.20 A下列判斷中正確的是()圖2A初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為21B初級線圈和次級線圈的匝數(shù)比為51C電流表A2的示數(shù)為1.0 AD電流表A2的示數(shù)為0.4 A【試題出處】·北京東城區(qū)模擬【試題5】某交流發(fā)

4、電機產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間的關(guān)系如圖3所示如果其他條件不變，僅使線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼囊话?，則交流電動勢的最大值和周期分別變?yōu)?)圖3A200 V,0.08 s B25 V,0.04 sC50 V,0.08 s D50 V,0.04 s【解析】據(jù)交流電電動勢最大值表達式EmnBS可知，若轉(zhuǎn)速減半，則減半，最大值減半，為50 V，原周期為4×102 s，轉(zhuǎn)速減半，周期加倍為8×102 s，故C正確【答案】C【試題出處】·天津南開中學(xué)模擬【試題6】全自動洗衣機中的排水閥是由程序控制器控制其動作的，當(dāng)進行排水和脫水工序時，控制鐵芯1的線圈通電，使鐵芯2運動，從而牽引排水閥

5、的閥門，排除污水(如圖4所示)以下說法中正確的是()圖4A若輸入的控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯2中A端為N極，B端為S極B若輸入的控制電流由a流入，由b流出，則鐵芯2中A端為S極，B端為N極C若a、b處輸入交變電流，鐵芯2不能被吸入線圈中D若a、b處輸入交變電流，鐵芯2仍能被吸入線圈中【解析】通交流電時，鐵芯2仍被磁化而被吸入線圈中，故D項對易知其它選項中B對【答案】BD【試題出處】·西安一中模擬【試題7】某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為559，原線圈所接電源電壓按圖5所示規(guī)律變化，副線圈接有一燈泡，此時燈泡消耗的功率為40 W，則下列判斷正確的是()圖5A副線圈兩端輸出的電壓

6、為36 VB原線圈中電流表的示數(shù)約為0.18 AC變壓器的輸入、輸出功率之比為559D原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u220sin100t V【解析】根據(jù)變壓器的原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，故副線圈兩端輸出的電壓為U2U136 V，A錯；根據(jù)理想變壓器知P1P2，故有I10.18 A，B選項正確，C錯；原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u220sin100t V，D錯【答案】B【試題出處】·北京師大附中模擬【試題8】在如圖6所示的(a)(b)兩電路中，當(dāng)a、b端與e、f兩端分別加上220 V的交流電壓時，測得c、d間與g、h間的電壓均為110 V，若分別在c、d和g、h兩端加上11

7、0 V的交流電壓，則a、b間與e、f間的電壓分別為()A220 V,220 V B220 V,110 VC110 V,110 V D220 V,0 V圖6【試題出處】·華東六市聯(lián)考模擬【試題9】面積為S的兩個完全相同的單匝金屬線圈分別放置在如圖7甲、乙所示的磁場中甲圖中有磁感應(yīng)強度為B0的勻強磁場，線圈在磁場中以周期T繞OO軸做勻速轉(zhuǎn)動；乙圖中的磁場的變化規(guī)律為BB0cost，從圖示時刻(t0時刻)起計時，則()A兩線圈中的磁通量變化規(guī)律均為B0ScostB兩線圈中感應(yīng)電動勢達到最大值的時刻不同C兩線圈中產(chǎn)生的交變電流的有效值不同D從此刻起，T/4時間內(nèi)流過線圈截面的電荷量相同圖7【

8、解析】由于線圈在磁場中以周期T繞OO軸做勻速轉(zhuǎn)動，所以其角速度為，在面積相同的情況下兩者的磁通量變化規(guī)律均為B0Scost，那么二者實際產(chǎn)生的交變電流是相同的，因此感應(yīng)電動勢達到最大值的時刻、交變電流的有效值、T/4時間內(nèi)流過線圈截面的電荷量都是相同的故AD正確【答案】AD【試題出處】·湖北調(diào)研【試題10】如圖8所示，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的V1和V2為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2；A1、A2和A3為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3，現(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列推斷中正確的是()圖8AU2變小、I3變小

9、 BU2不變、I3變大CI1變小、I2變小 DI1變大、I2變大【解析】因為變壓器的匝數(shù)與U1不變，所以U2不變，故兩電壓表的示數(shù)均不變當(dāng)S斷開時，因為負載電阻增大，故次級線圈中的電流I2減小，由于輸入功率等于輸出功率，所以I1也將減小，C正確；因為R1的電壓減小，故R2、R3兩端的電壓將增大，I3變大，B正確【答案】BC【試題出處】·鄭州一中模擬【試題11】一個閉合的矩形線圈放在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，角速度為時，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值為E0，周期為T0，外力提供的功率為P0.若使線圈轉(zhuǎn)動的角速度變?yōu)?，線圈中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值為E，周期為T，外力提供的功率為P.則E、T

10、和P的大小為()AE2E0，TT0，P2P0BEE0，TT0，P2P0CE2E0，TT0，P2P0DE2E0，TT0，P4P0【試題出處】·長沙一中模擬【試題12】一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖13所示由圖可知()圖13A該交流電的電壓瞬時值的表達式為u100sin(25t) VB該交流電的頻率為25 HzC該交流電的電壓的有效值為100 VD若將該交流電壓加在阻值為R100 的電阻兩端，則電阻消耗的功率是50 W解析：從圖中可知，交流電周期T4×102 s，峰值電壓Um100 V，故交流電的頻率f25 Hz，有效值U50 V加在R100 的電阻上時的熱功率P50

11、W，瞬時值表達式uUmsint100sin(50t) V，故正確選項為B、D.答案：BD【試題出處】·正定一中模擬【試題13】矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電動勢的最大值為Em.設(shè)t0時線圈平面與磁場平行，當(dāng)線圈的匝數(shù)增加一倍，轉(zhuǎn)速也增大一倍，其他條件不變時，交流電的電動勢為()Ae2Emsin2tBe4Emsin2tCeEmcos2t De4Emcos2t【解析】產(chǎn)生電動勢的最大值EmNBS2n；n為轉(zhuǎn)速當(dāng)N2N；n2n時，2Em4Em，所以交流電的電動勢的表達式為e4Emcos2t.故選D.【答案】D【試題出處】·重慶一中模擬【試題14】一

12、中學(xué)生為發(fā)射的“神舟七號”載人飛船設(shè)計了一個可測定豎直方向加速度的裝置，其原理可簡化為如圖18所示連接在豎直彈簧上的重物與滑動變阻器的滑動觸頭連接，該裝置在地面上靜止時其電壓表的指針指在表盤中央的零刻度處，在零刻度的兩側(cè)分別標上對應(yīng)的正、負加速度值關(guān)于這個裝置在“神舟七號”載人飛船發(fā)射、運行和回收過程中示數(shù)的判斷正確的是()圖18A飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數(shù)為正，則飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)仍為正B飛船在豎直加速升空的過程中，如果電壓表的示數(shù)為正，則飛船在豎直減速返回地面的過程中，電壓表的示數(shù)為負C飛船在圓軌道上運行時，電壓表的示數(shù)為零D飛船在圓軌道上運行時

13、，電壓表示數(shù)所對應(yīng)的加速度大小應(yīng)約為9.8 m/s2【解析】該裝置在地面上靜止時，kxmg，指針指在表盤中央的零刻度處；飛船在加速上升的過程中，kx>mg，滑動頭下移，此時，電壓表的示數(shù)為正；飛船在豎直減速返回地面的過程中，加速度方向向上，此時電壓表示數(shù)仍為正，故A對B錯；飛船在圓軌道上運行時，飛船中的物體處于完全失重狀態(tài)，ag，彈簧恢復(fù)原長，電壓表示數(shù)不為零，故C錯D對【答案】AD【試題出處】·成都四中模擬【試題15】某村在距村莊較遠的地方修建了一座小型水電站，發(fā)電機輸出功率為9 kW，輸出電壓為500 V，輸電線的總電阻為10 ，允許線路損耗的功率為輸出功率的4%，求：(1

14、)村民和村辦小企業(yè)需要220 V電壓時，所用升壓變壓器和降壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比各為多少？(不計變壓器的損耗)(2)若不用變壓器而由發(fā)電機直接輸送，村民和村辦小企業(yè)得到的電壓和功率是多少？【解析】建立如圖14所示的遠距離輸電模型，要求變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，先要知道原、副線圈兩端的電壓之比圖14本題可以從線路上損耗的功率為突破口，先求出輸電線上的電流I線，再根據(jù)輸出功率求出U2，然后再求出U3.(1)由線路損耗的功率P線IR線可得I線 A6 A又因為P輸出U2I線，所以U2 V1500 VU3U2I線R線(15006×10) V1440 V根據(jù)理想變壓器規(guī)律，所以升壓變壓器和

15、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比分別是13和7211.圖15(2)若不用變壓器而由發(fā)電機直接輸送(模型如圖15所示)，由P輸出UI線可得I線 A18 A所以線路損耗的功率P線IR線182×10 W3240 W用戶得到的電壓U用戶UI線R線(50018×10) V320 V用戶得到的功率P用戶P輸出P線(90003240) W5760 W.【答案】(1)137211(2)320 V5760 W【試題出處】·石家莊一中模擬【試題16】傳感器有很多種，包括力學(xué)傳感器、電學(xué)傳感器等它們在我們?nèi)粘Ｉ钪械挠猛驹絹碓酱?，越來越重要某老師想制作一個電子控制電路，找到了一個舊傳感器，

16、如圖16所示為檢測該傳感器的電路圖傳感器上標有“3 V0.9 W”的字樣(傳感器可看做一個純電阻)，滑動變阻器R0上標有“10 1 A”的字樣，電流表的量程為0.6 A，電壓表的量程為3 V.圖16(1)根據(jù)傳感器上的標注圖16，計算該傳感器的電阻和額定電流(2)若電路各元件均完好，檢測時，為了確保電路各部分的安全，在a、b之間所加的電源電壓最大值是多少？(3)根據(jù)技術(shù)資料可知，如果傳感器的電阻變化超過1 ，則該傳感器就失去了作用實際檢測時，將一個電壓恒定的電源加在圖中a、b之間(該電源電壓小于上述所求電壓的最大值)，閉合開關(guān)S，通過調(diào)節(jié)R0來改變電路中的電流和R0兩端的電壓檢測記錄如下：電壓

17、表示數(shù)U/V電流表示數(shù)I/A第一次1.480.16第二次0.910.22若不計檢測電路對傳感器電阻的影響，通過計算分析，你認為這個傳感器是否仍可使用？此時a、b間所加的電壓是多少？【試題出處】·山東實驗中學(xué)模擬【試題17】如圖9所示，單匝矩形閉合導(dǎo)線框abcd全部處于磁感應(yīng)強度為B的水平勻強磁場中，線框面積為S，電阻為R.線框繞與cd邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框中感應(yīng)電流的有效值I_.線框從中性面開始轉(zhuǎn)過的過程中，通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q_.圖9【解析】電流的最大值Im，電流的有效值I.穿過導(dǎo)體某橫截面的電荷量Q.【答案】【試題出處】·洛陽一中模擬【試題18】

18、為了節(jié)能和環(huán)保，一些公共場所使用光控開關(guān)控制照明系統(tǒng)光控開關(guān)可采用光敏電阻來控制，光敏電阻是阻值隨著光的照度而發(fā)生變化的元件(照度可以反映光的強弱，光越強照度越大，照度單位為lx)某光敏電阻Rp在不同照度下的阻值如下表：照度(lx)0.20.40.60.81.01.2電阻(k)754028232018根據(jù)表中數(shù)據(jù)，請在給定的坐標系中描繪出阻值隨照度變化的曲線，并說明阻值隨照度變化的特點圖10如圖10所示，當(dāng)1、2兩端所加電壓上升至2 V時，控制開關(guān)自動啟動照明系統(tǒng)，請利用下列器材設(shè)計一個簡單電路，給1、2兩端提供電壓，要求當(dāng)天色漸暗照度降低至1.0(lx)時啟動照明系統(tǒng)，在虛線框內(nèi)完成電路原理圖(不考慮控制開關(guān)對所設(shè)計電路的影響)提供的器材如下：光敏電阻Rp(符號，阻值見上表)；直流電源E(電動勢3 V，內(nèi)阻不計)；定值電阻：R110 k，R220 k，R340 k(限選其中之一并在圖中標出)；開關(guān)S及導(dǎo)線若干【解析】光敏電阻隨光照度變化的曲線如圖11甲所示，其特點是：光敏電阻的阻值隨光照度的增大非線性減小圖11當(dāng)光照度降至1.0(lx)時，光敏電阻的阻值為RP20 k，設(shè)計原理圖如圖11乙所示根據(jù)歐姆定律與串聯(lián)電阻的分壓，即R10 k