2020年高考天津版高考理科物理 专题十三 交变电流
高考物理天津电磁学知识点之交变电流图文答案
高考物理天津电磁学知识点之交变电流图文答案一、选择题1．电阻12R R 、与交流电源按照图甲方式连接，12=10,=20R R ΩΩ，闭合开关S 后，通过电阻2R 的正弦交变电流i 随时间t 变化的情况如图乙所示，则（）A ．通过1R 的电流有效值是1.0AB ．通过2R 的电流最大值是2AC ．1R 两端的电压有效值为5VD ．2R 两端的电压最大值为52A2．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生的热量最大的是（ ）A ．B ．C ．D ．3．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．产生的感应电动势如图乙所示，则（ ）A ．线框产生的交变电动势有效值为311VB ．线框产生的交变电动势频率为100HzC ．0.01s t =时线框平面与中性面重合D ．0.015s t =时线框的磁通量变化率为零4．如图甲所示电路，已知电阻21R R R ==，和1R 并联的D 是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A 、B 之间加一个如图乙所示的交变电压（0AB U >时电压为正值）。
则R 2两端电压的有效值为（ ）A ．510VB ．10 VC ．55VD ．102V5．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。
利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P 。
若发电机线圈的转速变为原来的12，则（ ）A ．R 消耗的功率变为12P B ．电压表V 的读数变为12U C ．电流表A 的读数变为2ID ．通过R 的交变电流频率不变6．如图所示，左右两个电路中，当a 、b 两端和e 、f 两端分别接220V 的交变电压时，测得c 、d 两端和g 、h 两端的电压均为110V ．若分别在c 、d 两端和g 、h 两端加上110V 交变电压，则a 、b 两端和e 、f 两端测得的电压将分别是( )A ．220V ，220VB ．220V ，110VC ．110V ，110VD ．220V ， 0V7．如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S ，匝数为N ，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSω sinωtC．当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动D．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高8．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=0.05AC．U=1102V，I=0.2A D．U=1102V，I=0.22A9．两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e 随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是（）A．两交变电流的频率之比f甲：f乙=1：2B．两交变电流的电动势有效值之比E甲：E乙=3：1C．t=1s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零D．t=1s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上10．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．如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是（）A．B．C．D．11．把图甲所示的正弦式交变电流接在图乙中理想变压器的A、B两端，电压表和电流表均为理想电表，R t为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻．下列说法正确的是：()A．R t处温度升高时，电流表的示数变大，变压器输入功率变大B．R t处温度升高时，电压表V1、V2示数的比值不变C．在t=1×10﹣2s时，穿过该矩形线圈的磁通量为零D．变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=36sin50πt（V）12．如图所示，接于理想变压器中的四个规格相同的灯泡都正常发光，那么，理想变压器的匝数比n1:n2:n3为（）A．3︰2︰1B．1︰l︰1C．6︰2︰1D．2︰2︰113．如图所示,交流电流表A1、A2、A3分别与电容器C．线圈L和电阻R串联后接在同一个交流电源上,供电电压瞬时值为U1=U m sinω1t,三个电流表读数相同．现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为U2=U m sinω2t,ω2=2ω1.改换电源后,三个电流表的读数将( )A．A1将减小,A2将增大,A3将不变B．A1将增大,A2将减小,A3将不变C．A1将不变,A2将减小,A3将增大D．A1将减小,A2将减小,A3将不变14．如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的和周期T相同.三种交流电的有效值之比为（）A ．：2：B ．2：：C ．：：2D ．：：215．一理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器R 的滑动片。
考点十三 交变电流--2020年高考物理分类题库
考点十三交变电流1.(2020·全国Ⅱ卷)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。
我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。
假设从A 处采用550kV 的超高压向B 处输电,输电线上损耗的电功率为ΔP,到达B 处时电压下降了ΔU。
在保持A 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1100kV 特高压输电,输电线上损耗的电功率变为ΔP',到达B 处时电压下降了ΔU'。
不考虑其他因素的影响,则()A．∆P ′=14∆P B．∆P ′=12∆P C．∆U ′=14∆UD．∆U′=12∆U【解析】选A、D。
由电功率公式得ΔP=I 2R,输电线上电压下降ΔU=IR,输电电流为P I U=,在输送的电功率和输电线电阻都不变时,U 变为原来的2倍,电流变为原来的12,则ΔP'=14ΔP,ΔU'=12ΔU,选项A、D 正确,B、C 错误。
2.(2020·全国Ⅲ卷)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R 1、R 2、R 3均为固定电阻,R 2=10Ω,R 3=20Ω,各电表均为理想电表。
已知电阻R 2中电流i 2随时间t 变化的正弦曲线如图(b)所示。
下列说法正确的是()A.所用交流电的频率为50HzB.电压表的示数为100VC.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0W【解析】选A、D。
由图(b)可知,T=0.02s,所以f=50Hz,A 正确;由图(b)可知电流i 2的最大值为I m =2A,故有效值I 2=2mI =1A,R 2两端的电压U 2=I 2R 2=10V,由理想变压器的电压特点2121n n U U =可得原线圈的两端电压U 1=100V,所以电压表的示数为U V =220V-100V=120V,B 错误;由欧姆定律得I A =20103233==R U R U A=0.5A,C 错误;变压器副线圈的电流I=1A+0.5A=1.5A,变压器传输的电功率P=U 2I=10V×1.5A=15.0W,D 正确。
2020年高考物理一轮总复习：交变电流
例2
【解析】
【答案】A
考法3 非正弦交流电的有效值的计算
例3
(多选)如图所示，甲、乙为两种电压的波形，其中 图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压波 形是正弦函数图像的一部分．下列说法正确的是( )
A．图甲、图乙均表示交变电流 B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin 100πt(V) C．图乙所示电压的有效值为20 V D．图乙所示电压的有效值为10 V
②能量转换方式
③变压器的作用：改变交流电的电压，不改变交流电的周期和频率． (4)理想变压器的基本关系式
①电动势关系：由于互感现象，且没有漏磁，则原、副线圈中每一匝线圈都具有相同的 ΔΔΦt ，根据法拉第电磁感应定律，有 E1＝n1ΔΔΦt ，E2＝n2ΔΔΦt ，所以EE12＝nn12.
②电压比：UU12＝nn12，即变压器原、副线圈的路端电压与两个线圈的匝数成正比，当 n2>n1 时，变压器为升压变压器，当 n2<n1 时，变压器为降压变压器．
①函数式：e＝Emsin ωt(Em＝nBSω)，
i＝Imsin ωtIm＝R＋Em r＝nRB＋Sωr ， u＝Umsin ωtUm＝ImR＝nRB＋SωrR.
②图像：正弦交流电的电动势 e、电流 i 和电压 u，其变化规律可用如图所示函数图像描 述．
2．描述交变电流的物理量
示)．
(3)远距离高压输电的基本关系
①功率关系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P 损＋P3. ②电压、电流关系：UU12＝nn12＝II21，UU34＝nn34＝II43， U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I 线． ③输电线中电流 I 线＝PU22＝PU33＝U2R－线U3＝ΔR线U.
④输电线上损耗的功率 P 损＝I 线ΔU＝I 线 2R 线＝UP222R 线．
2020高考物理课标二轮(天津专用)课件：第11讲 恒定电流、交变电流
为原来的1,选项
B
正确;对负载电阻
R,由
P=������
2
可得,R
消耗的功率变
2
������
为原来的1,即副线圈消耗的功率变为原来的1,故原线圈消耗的功率
4
4
也变为原来的1,而原线圈电压变为原来的1,故原线圈中的电流(电流
4
2
表示数)变为原来的1,选项 A、C 均错误;发电机线圈转速变为原来的
2
1时,线圈转动的角速度变为原来的1,由 f= ������ 可得交变电流的频率变
π,选项
B
正确;线框匀速转动
一周,外力做的功等于一个周期内线框中产生的焦耳热,则有
W=������������2Fra bibliotekT=2π
2 ������m ������������
2
,选项
C
正确;由法拉第电磁感应定律可得,���4���时间内线
框产生的平均感应电动势为������ = Δ������
Δ ������
专题四 电路和电磁感应
第11讲 恒定电流、交变电流
第11讲 恒定电流、交变电流
专题四
知识概览考题诠释
考点整合热点突破
-3-
专题知识•理脉络 真题诠释•导方向
第11讲 恒定电流、交变电流
专题四
知识概览考题诠释
考点整合热点突破
-4-
专题知识•理脉络 真题诠释•导方向
1.(多选)(2019·天津卷)单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕 与磁感线垂直的轴匀速转动,穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系图 像如图所示。下列说法正确的是( BC )
=
������m
������
2020年高考物理试题分类汇编：交变电流(带详细解析)
2020 年高考物理试题分类汇编：交变电流（带详尽分析）〔全国卷2〕19. 图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的沟通电源相连：P 为滑动头。
现令P 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L 两头的电压等于其额定电压为止。
用I 1表示流过原线圈的电流，I 2表示流过灯泡的电流，U 2表示灯泡两头的电压，N 2表示灯泡耗费的电功率〔那个地址的电流、电压均指有效值：电功率指均匀值〕。
以下 4 个图中，可以正确反应相应物理量的变化趋向的是答案： BC分析：副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，讲明副线圈的匝数在均匀增大，由变压器的变压比U 2 n2，得 U 2Ukt 均匀增大〔k为单位时辰增添的匝数〕，C正确。
灯泡两头的电压由零增大时其电U 1 n1 n1阻增大，描绘的伏安特曲线为B。
灯泡的功当先增大的快〔电阻小〕后增大的慢〔电阻大〕，D 错误。
原线圈功率等于灯泡功率是增大的，所以原线圈电流必定增大， A 错误。
【命题企图与考点定位】观察理想变压器和灯泡的伏安特曲线知识。
〔天津卷〕 7.为研究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦沟通电源上，副线圈连结同样的灯泡L 1、 L2，电路中分不接了理想沟通电压表V 1、 V 2和理想沟通电流表A 1， A 2，导线电阻不计，以下列图。
当开关S 闭合后A. A 1示数变大， A 1与 A 2示数的比值不变B. A 1示数变大， A 1与 A 2示数的比值变大C. V 2示数变小， V 1与 V 2示数的比值变大D. V 2示数不变， V 1与 V 2示数的比值不变答案：AD〔重庆卷〕 17. 输入电压为220V，输出电压为36V 的变压器副线圆烧坏，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，如题17 图所示，而后将原线圈接到 220V 沟通电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，按理想变压器剖析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分不为：A 1100 、 360B 1100 、180C 2200 、 180D 220 、 360 【答案】 B【分析】对新绕线的理想变压器，依据变压比公式得n3U 1 5 220n1 1100 U 3 1n1U 2 1100 36180 ，B正确。
2020年高考理综物理 13 交变电流
专题13 交变电流1.[2016·全国卷Ⅲ] 如图所示，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M 、N 在t ＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M 和O N 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动，则( )图1A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于TC ．在t ＝T8时，两导线框中产生的感应电动势相等D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 答案：BC解析： 设导线圈半径为l ，角速度为ω，两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为E ＝12B ωl 2，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框中应该产生方波交流式电，如图所示，A 错误；由T ＝2πω可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为T ，B 正确；在t ＝T8时，两导线框均在切割磁感线，故两导线框中产生的感应电动势均为12B ωl 2，C 正确；对于线框M ，有E 2R ·T 2＋E 2R ·T 2＝U 2有M R·T ，解得U 有M ＝E ；对于线框N ，有E 2R ·T 4＋0＋E 2R ·T 4＋0＝U 2有NR·T ，解得U有N＝22E ，故两导线框中感应电流的有效值并不相等，D 错误．2.[2016·全国卷Ⅰ] 一含有理想变压器的电路如图1所示，图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为3 Ω、1 Ω 和4 ΩU 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I .该变压器原、副线圈匝数比为( )图1A ．2B ．3C ．4D ．5 答案：B解析：开关断开时，原、副线圈的电流比I I 2＝n 2n 1，通过R 2的电流I 2＝In 1n 2，副线圈的输出电压U 2＝I 2(R 2＋R 3)＝5In 1n 2，由U 1U 2＝n 1n 2可得原线圈两端的电压U 1＝5I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22，则U ＝U 1＋IR 1＝5I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22＋3I ；开关闭合时，原、副线圈的电流比4I I ′2＝n 2n 1，通过R 2的电流I ′2＝4In 1n 2，副线圈的输出电压U ′2＝I ′2R 2＝4In 1n 2，由U ′1U ′2＝n 1n 2可得原线圈两端的电压U ′1＝4I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22，则U ＝U ′1＋4IR 1＝4I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22＋12I ，解得n 1n 2＝3，选项B 正确． 3.[2016·全国卷Ⅲ] 如图1所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b.当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )图1A ．原、副线圈匝数比为9∶1B ．原、副线圈匝数比为1∶9C ．此时a 和b 的电功率之比为9∶1D ．此时a 和b 的电功率之比为1∶9 答案：AD解析： 设灯泡的额定电压为U 0，则输入电压U ＝10U 0，由于两灯泡均正常发光，故原线圈两端的电压U 1＝U －U 0＝9U 0，副线圈两端的电压U 2＝U 0，所以原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝9∶1，A 正确，B 错误；原、副线圈的电流之比I 1∶I 2＝n 2∶n 1＝1∶9，由电功率P ＝UI可知，a和b的电功率之比为1∶9，C错误，D正确．4.[2016·天津卷] 如图1所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是( )图1A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大答案：B解析：滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，总电阻也变大，而副线圈两端的电压没有变化，所以干路中的电流减小，R1消耗的功率变小，A错误；干路中的电流变小，R1两端的电压变小，并联电路的电压变大，即电压表V示数变大，B正确；由于变压器副线圈干路中的电流变小，所以原线圈中的电流变小，即电流表A1的示数变小，C错误；闭合开关S后，并联电路的阻值变小，总电阻也变小，干路中的电流变大，R1两端的电压变大，并联电路的电压变小，通过R2的电流变小，即电流表A2示数变小，因变压器的功率变大，故电流表A1示数变大，D错误．5.[2016·江苏卷] 一自耦变压器如图1所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )图1A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C ．U 2<U 1，U 2降低D ．U 2<U 1，U 2升高 答案：C解析： 根据变压器原、副线圈两端电压和原、副线圈匝数的关系式有U 1U 2＝n 1n 2，这里n 2< n 1，所以U 2 <U 1.在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中，n 2变小，n 1不变，而原线圈两端电压U 1也不变，因此U 2降低，选项C 正确．6.[2016·四川卷] 如图1所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，则( )图1A ．小灯泡变亮B ．小灯泡变暗C ．原、副线圈两端电压的比值不变D ．通过原、副线圈电流的比值不变 答案：B解析： 由变压器相关知识得：U 1U 2＝n 1n 2，原、副线圈减去相同的匝数n 后：U 1U ′2＝n ′1n ′2＝n 1－n n 2－n，n 1n 2－n ′1n ′2＝－n （n 1－n 2）n 2（n 2－n ）<0，则说明变压器原、副线圈的匝数比变大，则可得出C 、D 错误．由于原线圈电压恒定不变，则副线圈电压减小，小灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，A 错误，B 正确．。
高考物理纠错笔记交变电流含解析
交变电流一、线圈绕垂直磁场的轴旋转产生的交变电流具有以下特点（1）交变电流的大小与转轴在线圈平面内的具体位置无关,未必是线圈的对称轴；(2）交变电流的最大值与线圈的面积成正比，与线圈的具体形状无关；(3)线圈转动的快慢既影响交变电流的周期和频率，又影响交变电流的最大值。
如图所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路．t1、t2时刻线框分别转到图甲、乙所示的位置，下列说法正确的是A．t1时刻穿过线框的磁通量最大B．t1时刻电阻中的电流最大,方向从右向左C．t2时刻穿过线框的磁通量变化最快D．t2时刻电阻中的电流最大，方向从右向左【错因分析】分不清线圈是从中性面还是峰值面开始转动的导致错误。
【正确解析】t1时刻,穿过线框的磁通量为零，线框产生的感应电动势最大,电阻中的电流最大，根据楞次定律，通过电阻的电流方向从右向左，A错误,B正确；t2时刻，穿过线框的磁通量最大，线框产生的感应电动势为零，电阻中的电流为零,C、D错误。
【正确答案】B1．图1为一台小型发电机构造示意图，内阻r=5。
0 Ω，外电路电阻R=95 Ω，电路中其余电阻不计。
发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100。
转动过程中穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按正弦规律变化,如图2所示，（π=3。
14,2=1.4）则下列说法不正确的是图1 图2 A．该小型发电机的电动势的最大值为200 VB．t=3.14×10－2s时，磁通量的变化率为2 Wb/sC．t=3.14×10－2s时，串联在外电路中的交流电流表的读数为2 AD．t=3.14×10－2s时，串联在外电路中的交流电流表的读数为1。
4 A2．如图所示，是磁感应强度大小为B 的匀强磁场的左边界，也是一面积为S 的n 匝矩形金属线框的对称轴，若线框以角速度绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，并从图示位置（线框与磁感线平行）开始计时，则A ．时，线框中的感应电流最小 B ．时，穿过线框的磁通量变化率最大C ．线框中产生的交变电动势的最大值为D ．线框中产生的交变电动势的有效值为二、对交变电流的理解和应用易出现以下错误（1）只考虑交变电流的产生与规律而忽视了交变电流的结构；（2)不知道计算与热效应有关的物理量时应采用有效值；(3)错误地认为凡是交变电流其电压有效值都可以用m 22U计算。
2020-2022全国高考真题物理汇编：交变电流
2020-2022全国高考真题物理汇编交变电流一、单选题1．（2022·河北·高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z 转，通过转速比为1:n 的升速齿轮箱带动发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S ，匝数为N ，匀强磁场的磁感应强度为B ，0=t 时刻，线圈所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。
输出电压为U 。
忽略线圈电阻，下列说法正确的是（ ）A NBSzB ．发电机输出交变电流的频率为2nz πC :NBSnz UD ．发电机产生的瞬时电动势sin(2)e NBSnz nz π=2．（2022·广东·高考真题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。
定子是仅匝数n 不同的两线圈，12n n >，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O 的距离相等，且均连接阻值为R 的电阻，转子是中心在O 点的条形磁铁，绕O 点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。
不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（ ）A ．两线圈产生的电动势的有效值相等B ．两线圈产生的交变电流频率相等C ．两线圈产生的电动势同时达到最大值D ．两电阻消耗的电功率相等3．（2022·浙江·高考真题）下列说法正确的是（ ） A ．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用B ．小磁针N 极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向C ．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大D ．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率4．（2022·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头1P 初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。
定值电阻1R 的阻值为R ，滑动变阻器2R 的最大阻值为9R ，滑片2P 初始位置在最右端。
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专题十三交变电流挖命题【考情探究】分析解读本专题考查的内容主要有:①交变电流的产生和描述(图像和瞬时值、最大值、有效值、平均值问题);②理想变压器的工作原理与规律;③理想变压器的动态电路分析。
试题以选择题形式出现,难度设置较低,主要考查考生的理解能力、提取信息能力、应用基本概念、规律分析和推理计算的能力。
【真题典例】破考点【考点集训】考点一交流电1.如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动产生交流电,电动势e随时间t 的变化关系如图乙所示,则( )A.该交流电的频率为100 HzB.该交流电电动势的有效值为311 VC.t=0.01 s时,穿过线框的磁通量为零D.t=0.01 s时,穿过线框的磁通量的变化率为零答案D2.如图所示,交流发电机的矩形金属线圈abcd的边长ab=cd=50 cm,bc=ad=30 cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=10 Ω,线圈位于磁感应强度B=0.050 T的匀强磁场中,线圈平面与磁场方向平行。
线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F(集流环)焊接在一起,并通过电刷与阻值R=90 Ω的定值电阻连接。
现使线圈绕过bc和ad边中点且垂直于磁场的转轴OO'以角速度ω=400 rad/s匀速转动。
电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
求:(1)线圈中感应电流的最大值;(2)线圈转动过程中电阻R的发热功率;(3)从线圈经过图示位置开始计时,经过周期通过电阻R的电荷量。
答案(1)3.0 A (2)405 W (3)7.5×10-3 C3.电源是把其他形式能转化为电势能的装置。
我们通常使用的电源有交流、直流之分。
(1)法拉第发明了世界上第一台直流发电机——法拉第圆盘发电机。
如图1所示为其示意图,铜质圆盘竖直放置在水平向左的匀强磁场中,它可以绕水平轴在竖直平面内转动。
当两个电刷分别位于圆盘的边缘和圆心处时,在圆盘匀速转动时产生的电流是稳定的。
用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。
已知匀强磁场的磁感应强度大小为B,圆盘半径为a,圆盘匀速转动时的角速度为ω,发电机内阻为r1。
求电源电动势E,并判断通过电阻R的电流方向。
图1(2)如图2所示为一个小型交流发电机的原理图,n匝矩形线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,ab边、cd边分别连在两个滑环上,导体做的两个电刷分别压在滑环上。
线圈ab边的边长为L1,bc边的边长为L2,总电阻为r2。
线圈以恒定的角速度ω绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO'匀速转动。
用导线将电刷与电阻R连接起来形成回路。
回路中其他电阻不计。
请你说明发电机线圈平面转至何位置时感应电动势具有最大值E m,并推导此最大值的表达式。
图2(3)若已知L1=2a,L2=a,求上述两个发电机分别为电阻R供电时,电阻R消耗的电功率之比。
答案(1)圆盘产生的电动势为E=Ba=ωaE=Bωa2根据右手定则可以判断:流过电阻R 的电流方向为从c到d。
(2)当线圈平面转至与磁场方向平行位置(图示位置)时,线圈中的感应电动势最大设此时ab、cd边的线速度大小为v,则单匝线圈时ab边产生的感应电动势为E1=BL1vcd边产生的感应电动势为E2=BL1vn匝线圈产生的总感应电动势为E m=n(E1+E2)=2nBL1v由于v=ωr=ω有E m=2nBL1ω·=nBL1L2ω(3)第一个发电机为电阻供电时:U1=E=第二个发电机为电阻供电时: U2=·E m===其他方法正确同样给分考点二变压器、电能的输送4.为研究电阻、电容和电感对交变电流的影响,李老师设计了一个演示实验,装置如图所示。
两个电路的电源为完全相同的交流电源。
a、b、c、d、e、f为6只完全相同的小灯泡,a、b各串联一个电阻,c、d各串联一个电容器,e、f各串联一个相同铁芯匝数不同的线圈。
电阻、电容、线圈匝数的值如图所示。
老师进行演示时,接通交流电源,进行正确的操作。
下列对实验现象的描述及分析正确的是( )A.a、b灯相比,a灯更亮,说明串联电阻不同,对交流电的阻碍作用不同B.c、d灯均不发光,说明电容器对交流电产生阻隔作用C.c、d灯均能发光,但c灯更亮,说明电容越大,对交流电的阻碍作用越小D.e、f灯均能发光,但f灯更亮,说明自感系数越大,对交流电的阻碍作用越小答案C5.(2016课标Ⅲ,19,6分)(多选)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。
当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯均能正常发光,下列说法正确的是( )A.原、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈匝数比为1∶9C.此时a和b的电功率之比为9∶1D.此时a和b的电功率之比为1∶9答案AD6.如图所示,有一个电热器R,接在电压为u=311 sin 100πt(V)的交流电源上。
电热器工作时的电阻为100 Ω,电路中的交流电表均为理想电表。
由此可知( )A.电压表的示数为311 VB.电流表的示数为2.2 AC.电热器的发热功率为967 WD.交流电的频率为100 Hz答案B7.(多选)某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。
已知输电线的总电阻为r,降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=n∶1,降压变压器的副线圈两端电压如图乙所示,降压变压器的副线圈与阻值R0=22 Ω的电阻组成闭合电路。
若将变压器视为理想变压器,则下列说法正确的是( )A.发电机产生交流电的频率为0.5 HzB.降压变压器的副线圈两端电压的瞬时值表达式u=220sin 100πt VC.通过R0电流的最大值为20 AD.输电线损失的功率为(W)答案BD考点三传感器与电磁振荡、电磁波8.(多选)如图所示,是一个火警报警器的逻辑电路图。
R t是热敏电阻,低温时电阻值很大,高温时电阻值很小,R 是阻值较小的分压电阻。
下面有关叙述正确的是( )A.要做到低温时电铃不响,高温时响,虚线处应接入一或门元件B.高温时电铃接通的原因是X、P间电压变小,门元件导通C.要提高电路的灵敏度应该将R的触头向下滑动D.要提高电路的灵敏度也可以将R的触头向上滑动答案BC9.(多选)LC电路中电容两端的电压随时间变化的关系如图所示,由图可知( )A.在t1时刻,电路中的电流最大B.在t2时刻,电路的磁场能最大C.从t2时刻至t3时刻,电路的电场能不断增大D.从t3时刻至t4时刻,电容器所带电荷量不断增大答案BC10.关于电磁波,下列说法正确的是( )A.雷达是用X光来测定物体位置的设备B.使电磁波随各种信号而改变的技术叫做解调C.用红外线照射时,大额钞票上用荧光物质印刷的文字会发出可见光D.周期性变化的电场可以产生周期性变化的磁场答案D11.(2016天津理综,1,6分)我国成功研发的反隐身先进米波雷达堪称隐身飞机的克星,它标志着我国雷达研究又创新的里程碑。
米波雷达发射无线电波的波长在1~10 m范围内,则对该无线电波的判断正确的是( )A.米波的频率比厘米波频率高B.和机械波一样须靠介质传播C.同光波一样会发生反射现象D.不可能产生干涉和衍射现象答案C12.(多选)关于电磁波谱,下列说法正确的是( )A.电磁波中最容易表现出衍射现象的是无线电波B.紫外线的频率比可见光低,长时间照射可以促进钙的吸收,改善身体健康C.X射线和γ射线的波长比较短,穿透力比较强D.红外线的显著作用是热效应,温度较低的物体不能辐射红外线答案AC炼技法【方法集训】方法1 交变电流的产生和电路的综合分析方法1.(多选)将R1=10 Ω、R2=20 Ω的电阻串联接在正弦交流电路中,通过电阻R2的电流i随时间t变化的情况如图所示。
则( )A.R1消耗的电功率是3.6 WB.R2两端的电压有效值是6 VC.通过R2的电流有效值是0.6 AD.R2两端的电压有效值是6V答案AC2.如图所示为一交流发电机的原理示意图,其中矩形线圈abcd的边长l ab=l cd=50 cm,l bc=l ad=20 cm,匝数n=100,线圈的总电阻r=0.20 Ω,线圈在磁感应强度B=0.050 T的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO'匀速转动,角速度ω=100π rad/s。
线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8 Ω的定值电阻连接。
(π取3)(1)从线圈经过中性面开始计时,写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式;(2)求此发电机在上述工作状态下的输出功率;(3)求从线圈经过中性面开始计时,经过周期通过电阻R的电荷量。
答案(1)e=150 sin 100πt(V)(2)2.16×103 W(3)0.10 C方法2 理想变压器的动态分析方法3.如图所示为模拟街头变压器通过降压给用户供电的示意图,变压器输入的交流电压可视为不变。
变压器输出的低压交流电通过输电线输送给用户。
定值电阻R0表示输电线的电阻,变阻器R表示用户用电器的总电阻。
若变压器为理想变压器,电表为理想电表,则在变阻器的滑片P向上移动的过程中( )A.V2示数变小B.V1示数变大C.A2示数变大D.A1示数变小答案D4.(多选)图中为一理想变压器,其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连,P为滑动头。
现令P从均匀密绕的副线圈最底端开始,沿副线圈匀速上滑,直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止。
用I1表示流过原线圈的电流,I2表示流过灯泡的电流,U2表示灯泡两端的电压,P2表示灯泡消耗的电功率(这里的电流、电压均指有效值,电功率指平均值)。
下列4个图中,能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( )答案BC方法3 远距离输电的分析方法5.(2014江苏单科,3,3分)远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。
变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是( )A.=B.I2=C.I1U1=RD.I1U1=I2U2答案D6.(2014浙江理综,15,6分)如图所示为远距离交流输电的简化电路图。
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B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为rD.输电线路上损失的电功率为I1U答案A过专题【五年高考】A组基础题组1.(2017天津理综,6,6分)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。
设线圈总电阻为2 Ω,则( )A.t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生的热量为8π2 J答案AD2.(2018天津理综,4,6分)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。