2018年高考物理保温训练(七) 电磁感应和交变电流
真题汇编考点13 交变电流2018年、2019年、2020年
1.(2018·全国卷Ⅲ ·T16) 一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正。
该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图所示，则Q 方∶Q 正等于 ( )A.1∶2B.2∶1C.1∶2D.2∶1 2.(2018·天津高考·T4)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 的读数为12U C.电流表A 的读数变为2I D.通过R 的交变电流频率不变3.(2018·江苏高考·T2)采用220 kV 高压向远方的城市输电。
当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为 ( ) A.55 kV B.110 kV C.440 kVD.880 kV2021届高三物理专题训练——交变电流20191.(2019·天津高考·T8)（多选）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 ( )A .2T 时刻线框平面与中性面垂直 B .线框的感应电动势有效值为T m Φπ2 C .线框转一周外力所做的功为RTm 222Φπ D .从0=t 到4T t =过程中线框的平均感应电动势为Tm Φπ 2.(2019·江苏高考·T1)某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶10,当输入电压增加20 V 时,输出电压( )A.降低2 VB.增加2 VC.降低200 VD.增加200 V1.(2020·全国Ⅱ卷)（多选）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。
2018版高三物理一轮复习5年真题分类 高考真题汇编 专题11 交变电流 传感器 word版含解析 - 副本
专题11 交变电流 传感器1. （15江苏卷）一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V 交变电流改为110V ，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为 A ．200 B ．400 C ．1600 D ．3200 解析：根据2121n n U U =，解得4002=n . 答案：B2．（15北京卷）利用所学物理知识，可以初步了解常用的一卡通（IC 卡）的工作原理及相关问题.IC 卡内部有一个由电感线圈 L 和电容 C 构成的 LC 振荡电路，公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波.刷卡时，IC 卡内的线圈 L 中产生感应电流，给电容 C 充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B ．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC 卡才能有效工作C ．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈 L 不会产生感应电流D ．IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 答案：B解析：IC 卡内只是一个 LC 振荡电路，并没有电池，故A 选项错；只有当读卡机发出特定频率的电磁波时，IC 卡才能正常工作，故 B 选项对；当读卡机发射的电磁波偏离该频率时，也会产生变化的磁场，但达不到电谐振，线圈中仍可以产生的电流但较小，故 C 错；IC 卡是可以和读卡机进行数据传输的，如可以显示卡内余额，故 D 选项错.3.（15福建卷）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n 1 、n 2 .在T 的原线圈两端接入一电压的交流电源，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( )答案：C解析：原线圈电压的有效值：21m U U =，根据2121n n U U =可求：2122m Un n U =，又因为是理想变压器，所以T 的副线圈的电流功率等于输入功率P ，所以输电线上电流2U PI =，导线上损耗的电功率2221242⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛=='m U P nn r r I P ，所以C 正确，A 、B 、D 错误.4.（15四川卷）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e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压A ．峰值是e 0B ．峰值是2e 0C ．有效值是D ．有效值是 答案：D解析：由题意可知，线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e 0，又因为发电机线圈共N 匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne 0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne 0，故选项A 、B 错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U ＝，即022Ne 02Ne 2m UU ＝，故选项C错误；选项D 正确.5.（15安徽卷）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变流电源两端，R 0为定值电阻，R 为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A 1的示数增大了0.2 A ，电流表A 2的示数增大了0.8 A ，则下列说法正确的是 A ．电压表V 1示数增大 B ．电压表V 2、V 3示数均增大 C ．该变压器起升压作用D ．变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动 答案：D解析：根据变压器原理，输出电压U 2保持不变，而A 2示数变大说明回路电阻变小，所以滑动变阻器电阻R 减小了，即变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动，故答案为D ．6.（15广东卷）图5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220V 降至110V ，调节前后A ．副线圈中的电流比为1∶2B ．副线圈输出功率比为2∶1C ．副线圈的接入匝数比为2∶1D ．原线圈输入功率比为1∶2 答案：C解析：设原线圈中电流为I 1，匝数为n 1，两端输入电压为U 1，输入功率为P 1，幅线圈中电流为I 2，匝数为n 2，两端输出电压为U 2，输出功率为P 2，根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数关系有：21U U ＝21n n ，所以当输出电压U 2由220V 降至110V 时，副线圈匝数n 2也应减少为一半，故选项C 正确；由于副线圈两端所接用电器不变，所以当用电器电压减半时，02Ne其电流I2也减半，故选项A错误；根据功率计算式P＝UI可知，副线圈中输出功率P2变为原来的1/4，故选项B错误；由能量守恒定律可知，原线圈中输入功率P1也变为原来的1/4，故选项D错误.。
2018版高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第2节 变压器 电能的输送
第2节变压器电能的输送(1)理想变压器的基本关系式中，电压和电流均为有效值。
(√)(2)变压器不但能改变交变电流的电压，还能改变交变电流的频率。
(×)(3)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压。
(×)(4)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈输入的电流随之减小。
(×)(5)增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失。
(√)(6)高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗。
(√)(7)在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越大。
(√)突破点(一) 理想变压器1．变压器的工作原理2．理想变压器的基本关系[多角练通]1．(2016·四川高考)如图所示，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( )A ．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解析：选B 由于家庭电路上理想变压器为降压变压器，故n 1＞n 2，当原、副线圈减少相同的匝数时，其变压比n 1′n 2′变大，根据U 1U 2＝n 1′n 2′，U 1一定，U 2变小，故小灯泡变暗，选项A 错误，选项B 正确；由U 1U 2＝n 1′n 2′知，原、副线圈电压的比值变大，选项C 错误；根据I 1I 2 ＝n 2′n 1′，则通过原、副线圈电流的比值变小，选项D 错误。
2.(多选)(2014·山东高考)如图，将额定电压为60 V 的用电器，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2.2 A 。
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n 1∶n 2＝11∶3解析：选BD 将额定电压为60 V 的用电器接在理想变压器的输出端，在闭合开关后，用电器正常工作，已知交流电压表和交流电流表(均为理想电表)读数分别为220 V 和2.2 A ，根据功率公式可以求出用电器消耗的功率为132 W ，因此A 选项不正确；再根据变压器变压公式和变流公式可知，U 1U 2＝n 1n 2和I 1I 2＝n 2n 1，联立可求得通过原线圈的电流的有效值为0.6 A ，所以选项B 正确；由于电流表显示的是有效值，因此通过副线圈电流的最大值为2.2 2 A ，故选项C 错误；根据变压器的变压公式可知，变压器原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝11∶3，所以D 选项正确。
2018年高考考点完全题物理考点通关练文稿：第十六单元
第十六单元电磁感应测试时间：90分钟满分：110分第Ⅰ卷(选择题，共48分)一、选择题(本题共12小题，共48分。
在每小题给出的四个选项中，第1～8小题只有一个选项正确，第9～12小题有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不答的得0分)1. [2017·河南洛阳质检]如图所示为安检门原理图，左边门框中有一通电线圈，右边门框中有一接收线圈。
工作过程中某段时间通电线圈中存在顺时针方向均匀增大的电流，则()A．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针B．无金属片通过时，接收线圈中的感应电流增大C．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流方向为顺时针D．有金属片通过时，接收线圈中的感应电流大小发生变化答案 D解析当左侧线圈中通有均匀增大的顺时针方向的电流时，据楞次定律知右侧线圈中的电流为逆时针，且由于磁通量变化率是定值，由法拉第电磁感应定律可知，接收线圈中感应电流不变，故A、B错误；当有金属片通过时，不影响接收线圈中的感应电流方向，故C 错误；有金属片通过时，金属片中也会产生感应电流，该电流产生的磁场与左侧线圈中电流产生的磁场方向相反，会引起接收线圈中感应电流大小发生变化，故D正确。
2．[2017·山东菏泽检测]如图1所示，固定闭合线圈abcd处于方向垂直纸面向外的磁场中，磁感线分布均匀，磁场的磁感应强度大小B 随时间t 的变化规律如图2所示，则下列说法正确的是( )A ．t ＝1 s 时，ab 边受到的安培力方向向左B ．t ＝2 s 时，ab 边受到的安培力为0C ．t ＝2 s 时，ab 边受到的安培力最大D ．t ＝4 s 时，ab 边受到的安培力最大答案 B解析 由题图2知，0～2 s 内磁感应强度大小逐渐增大，根据楞次定律和左手定则判断知ab 边受到的安培力方向向右，故A 错误；t ＝2 s 时，ΔB Δt＝0，感应电流i ＝0，安培力F ＝0，故B 正确，C 错误；t ＝4 s 时，B ＝0，安培力F ＝0，故D 错误。
推荐-2018高考物理总复习单元综合测试2018：交变电流
单元综合测试十(交变电流 传感器)本试卷分第Ⅰ卷(选择题)和第Ⅱ卷(非选择题)两部分，试卷满分为100分．考试时间为90分钟．第Ⅰ卷(选择题，共40分)一、选择题(本题共10小题，每题4分，共40分．有的小题只有一个选项正确，有的小题有多个选项正确，把正确选项前的字母填在题后的括号内)1．闭合线圈在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式电流i ＝I m sin ωt ，若保持其他条件不变，使发电机线圈匝数及转速各增加一倍，则电流的变化规律为( )A ．i ＝2I m sin2ωtB ．i ＝4I m sin2ωtC ．i ＝2I m sin ωtD ．i ＝4I m sin ωt解析：转速加倍则ω＝2πn 也加倍，电流的最大值I m 也加倍故i ＝2I m sin2ωt 选项A 正确． 答案：A2．在图1所示两电路中，当a 、b 两端与e 、f 两端分别加上220 V 的交流电压时，测得c 、d 间与g 、h 间的电压均为110 V ；若分别在c 、d 与g 、h 的两端加上110 V 的交流电压，则a 、b 间与e 、f 间的电压分别为( )图1A ．220 V ,220 VB ．220 V ,110 VC ．110 V ,110 VD ．220 V ,0解析：对变压器，由U 1U 2＝n 1n 2可得U ab ＝220 V ；对滑动变阻器来说，当gh 间接上电压时，ef 间电压U ef＝110 V ，故B 选项正确．答案：B3．利用超导材料零电阻的性质，可实现无损耗输电．现有一直流电路，输电线的总电阻为0.4 Ω，它提供给用电器的电功率为40 kW ，电压为800 V ．如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线，保持供给用电器的功率和电压不变，那么节约的电功率为( )A ．1 kWB ．1.6×103 kWC ．1.6 kWD ．10 kW解析：用电器的额定电流为：I ＝P U ＝40×103800A ＝50 A ，输电线上消耗功率P 线＝I 2R ＝502×0.4 W ＝1000W ＝1 kW.所以若采用超导材料则线路上的损耗将被节约．答案：A图24．一理想变压器给负载供电，变压器输入电压不变，如图2所示．如果负载电阻的滑动片向上移动．则图中所有交流电表的读数及输入功率变化情况正确的是(均为理想电表)()A．V1、V2不变，A1增大，A2减小，P增大B．V1、V2不变，A1、A2增大，P增大C．V1、V2不变，A1、A2减小，P减小D．V1不变，V2增大，A1减小，A2减小，P减小解析：理想变压器输入电压不变，则输出电压不变，故表V1，V2示数不变；滑片P向上移，使负载电阻增大，因而，副线圈中的电流I2减小，由于电压比不变，故原线圈中的电流也将减小；输出功率P出＝U2I2减小，P入＝P出，因而输入功率也将减小．答案：C图35．汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的．但是汽车蓄电池的电压只有12 V，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图3所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10000 V以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了．下列说法中正确的是() A．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的B．汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压C．接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压D．汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数解析：汽车柴油机压缩汽缸内空气，实际上是活塞对气体做功使其内能增加，当温度升高到一定温度时，柴油着火燃烧．汽油机是借助于变压器在通入原线圈中电压(12 V)断电时产生变化的磁通量从而在副线圈中产生瞬时高压(10000 V)，而达到产生火花的目的，所以电源可以是直流，且副线圈匝数要远大于原线圈匝数，故A、D正确．答案：AD图46．如图4是自动调温式电熨斗，下列说法正确的是( ) A ．常温时上下触点是接触的B ．双金属片温度升高时，上金属片形变较大，双金属片将向下弯曲C ．原来温度控制在80℃断开电源，现要求60℃断开电源，应使调温旋钮下调一些D ．由熨烫丝绸衣物状态转化为熨烫棉麻衣物状态，应使调温旋钮下移一些解析：双金属片上层金属的膨胀系数大于下层金属，常温下，弹性铜片和双金属片触点是接触的，通电后，电热丝发热(题图螺旋状部分)，当温度升高到某一值时，双金属片上层的金属受热膨胀，形变量大于下层金属，双金属片向下弯曲，使触点分离，切断电路；随着温度的降低，当降到某一温度时，双金属片收缩恢复原状，两触点又接触接通电路．调温旋钮下压弹性铜片，可使触点分离的温度升高，上提弹性铜片，可降低触点的分离温度，从而实现了调温控制．答案：ABD图57．电容式话筒的保真度比动圈式话筒好，其工作原理如图5所示．Q 是绝缘支架，薄金属膜M 和固定电极N 形成一个电容器，被直流电源充电，当声波使膜片振动时，电容发生变化，电路中形成变化的电流．当膜片向右运动的过程中有( )A ．电容变大B ．电容变小C ．导线AB 中有向左的电流D ．导线AB 中有向右的电流解析：膜片右移时，由于板间距离d 变小，由C ＝εS4πkd 知，A 对；由Q ＝CU 知，C 对，D 错．答案：AC图68．如图6所示是霍尔元件的工作原理示意图，如果用d 表示薄片的厚度，k 为霍尔系数，对于一个霍尔元件d 、k 为定值，如果保持电流I 恒定，则可以验证U H 随B 的变化情况，以下说法中错误的是( )A ．将永磁体的一个磁极逐渐靠近霍尔元件的工作面时，U H 将变大B ．在测定地球两极的磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平C ．在测定地球赤道上磁场强弱时，霍尔元件的工作面应保持水平D．改变磁感线与霍尔元件工作面的夹角，U H将发生变化答案：C图79．全自动洗衣机中，排水阀是由程序控制器控制其动作的，当洗衣机进行排水和脱水工序时电磁铁的线圈通电，使电磁铁的铁芯2运动，牵引排水阀的活塞，排出污水，牵引电磁铁的结构如图7所示，以下说法正确的是()A．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为N极，B端为S极B．若某时刻输入控制电流时，a为正，b为负，则铁芯2中A端为S极，B端为N极C．若a、b处输入交变电流，铁芯2不能吸入线圈中D．若a、b处输入交变电流，铁芯2能吸入线圈中解析：根据磁化现象和磁极间同名磁极相斥，异名磁极相吸原理易判断B、D正确．答案：BD10．某中学的学生食堂新安装了磁卡就餐系统，使用不到一周，便出现了电源总开关总是无法接通的问题．经检查，电源总开关中漏电保护器动作切断了电源．漏电保护器电路如图8所示，变压器A处用火线与零线双股平行绕制成线圈，然后接到磁卡机上，B处有一个输出线圈，一旦线圈B中的电流经放大器放大后便推动断电器切断电源．造成漏电保护器动作切断电源的原因判断为磁卡机用电端()图8A．零线与火线之间漏电B．火线与地之间漏电或零线直接接地C．只有火线与地之间漏电才会产生D．刷卡机装得过多，造成电流太大解析：由题意知，火线和零线均绕在铁芯上，故只有火线与零线中电流大小不等时，才会引起漏电保护器切断电源，故可能是火线与地之间漏电，也可能是零线与地之间漏电．答案：B第Ⅱ卷(非选择题，共60分)二、填空题(本题共2小题，每题8分，共16分)图911．(2018·全国卷Ⅱ)如图9，一热敏电阻R T放在控温容器M内；Ⓐ为毫安表，量程6mA，内阻为数十欧姆；E为直流电源，电动势约为3V，内阻很小；R为电阻箱，最大阻值为999.9Ω；S为开关．已知R T在95℃时的阻值为150Ω，在20℃时的阻值约为550Ω.现要求在降温过程中测量在95℃～20℃之间的多个温度下R T的阻值．(1)在图中画出连线，完成实验原理电路图．(2)完成下列实验步骤中的填空：a．依照实验原理电路图连线．b．调节控温容器M内的温度，使得R T的温度为95℃.c．将电阻箱调到适当的初值，以保证仪器安全．d．闭合开关．调节电阻箱，记录电流表的示数I0，并记录________．e．将R T的温度降为T1(20℃<T1<95℃)；调节电阻箱，使得电流表的读数________，记录________．f．温度为T1时热敏电阻的电阻值RT1＝________.g．逐步降低T1的数值，直至20℃为止；在每一温度下重复步骤e f.解析：(1)电阻箱的最大阻值与热敏电阻的最大阻值相差不大，因此电阻箱应为与热敏电阻串联．(2)本实验原理是当电路的两种状态的电流相等时，外电路的总电阻相等.95℃和R T时对应的电路的电阻相等，有150＋R0＝R T＋R，即R T1＝R0－R1＋150 Ω.图10答案：(1)实验原理电路图如图10所示．(2)d.电阻箱的读数R0e．仍为I0电阻箱的读数R1f．R0－R1＋150 Ω12．某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性．现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电．流恒定．．．)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等．(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在图11(1)的实物图上连线．图11(2)实验的主要步骤：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，__________，__________，断开开关；③重复第②步操作若干次，测得多组数据．(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得图11(2)的R－t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R－t关系式：R＝________＋________t(Ω)(保留3位有效数字)．解析：改变温度后，热敏电阻阻值改变，电压表示数改变，从图线知R与t成线性关系，且纵轴上截距(当t＝0℃时)R＝100 Ω，斜率为ΔR/Δt＝0.395，所以R＝100＋0.395t(Ω)．答案：(1)实物连线图如图12(2)记录温度计数值记录电压表数值(3)1000.395图12三、计算题(本题共4小题，13、14题各10分，15、16题各12分，共44分，计算时必须有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)图1313．如图13所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕OO ′轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直．线圈匝数n ＝40，电阻r ＝0.1 Ω，长l 1＝0．05 m ，宽l 2＝0.04 m ，角速度ω＝100 rad/s ，磁场的磁感应强度B ＝0.2 T ．线圈两端外接电阻R ＝9.9 Ω的用电器和一个交流电流表．求：(1)线圈中产生的最大感应电动势； (2)电流表的读数； (3)用电器上消耗的电功率． 解析：(1)E m ＝nBωS ＝nBωl 1l 2＝1.6 V . (2)I m ＝E mR ＋r＝0.16 A ，电流表读数为有效值 I ＝I m2＝0.11 A. (3)P ＝I 2R ＝0.12 W.答案：(1)1.6 V (2)0.11 A (3)0.12 W14．有条河流，流量Q ＝2 m 3/s ，落差h ＝5 m ，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240 V ，输电线总电阻R ＝30 Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足用电的需求，则该输电线路所使用的理想的升压、降压变压器的匝数比各是多少？能使多少盏“220 V ,100 W ”的电灯正常发光？(g 取10 N/kg)解析：设水的密度为ρ电源端：P 输出＝mgh /t ×50%＝Qρgh ×0.5 ＝2×1×103×10×5×0.5 W ＝5×104 W 输出电压U 0＝240 V ；输送电路如图14所示．图14为满足输电要求，据ΔP 损＝I 送2R 有I 送＝ΔP 损/R ＝P 输出×6%R＝5×104×0.0630A＝10A ，则送电电压为U 送＝P 输出I 送＝5×10410V＝5×103 V所以升压变压器的变压比为n 1∶n 2＝U 0∶U 送＝240/(5×103)＝6∶125输电线电压损失ΔU 损＝I 送R ＝10×30 V ＝300 V ，用户端：U 1＝U 送－ΔU 损＝5×103V －300V ＝4700V ，据题意可知U 2＝220 V ，所以降压变压器的匝数比为n 1′∶n 2′＝U 1∶U 2＝4700/220＝235∶11.因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为N ＝P 输－ΔP 损P 灯＝5×104－5×104×0.06100(盏)＝470(盏)．15．温度传感器广泛应用于室内空调、电冰箱和微波炉等家用电器中，它是利用热敏电阻的阻值随温度变化而变化的特性工作的．在图15甲中，电源的电动势E ＝9.0 V ，电源内电阻可忽略不计；G 为小量程的电流表，电流表内阻R G 保持不变；R 为热敏电阻，其电阻值与温度的变化关系如图15乙的R —t 图线所示．闭合开关S ，当R 的温度等于20℃时，电流表示数I 1＝2 mA ，则当电流表的示数I 2＝3.6 mA 时，热敏电阻R 的温度是多少摄氏度？图15答案：由I 1＝E R ＋R G ，得R G ＝500 Ω I 2＝ER ′＋R G，代入数据得：R ′＝2000 Ω从R —t 图象可知，此时的温度是120℃图1616．如图16所示是一种悬球式加速度仪，它可以用来测定沿水平轨道运动的列车的加速度，金属球的质量为m ，它系在金属丝的下端，金属丝的上端悬挂在O 点，AB 是一根长为L 的均匀电阻丝，其阻值为R ，金属丝与电阻丝接触良好，摩擦不计，电阻丝的中心C 焊接一根导线，从O 点也引出一根导线，两线之间接入一个电压表V ，(金属丝和导线电阻不计)．图中虚线OC 与AB 垂直，且OC ＝h ，电阻丝AB 接在电压为U 的直流稳压电源上，整个装置固定在列车中使AB 沿前进的方向．列车静止时金属丝呈竖直状态，当列车加速或减速前进时，金属丝将偏离竖直方向，从电压表V 的读数变化可以测出加速度的大小．(1)当列车向右做匀加速直线运动时，试导出加速度a 与电压表读数为U ′的关系式(用U ′、U 、L 、h及重力加速度g 等表示)．(2)用导出的a 与U ′的关系式说明表盘上a 的刻度是否均匀？图17解析：(1)设列车加速度为a 时，小球偏离竖直方向θ角，此时小球受力情况如图17所示，根据牛顿第二定律得mg tan θ＝ma ① 因为tan θ＝DCh ②由①②两式得a ＝g ·DCh③又设列车加速度为a 时，电压表读数为U ′，U ′U ＝R DC R AB ＝DCL④ 由④得DC ＝U ′L /U ⑤ 将⑤代入③得a ＝g ·U ′L Uh⑥(2)由⑥式可知，g 、L 、U 、h 均为常数，则列车加速度a 与电压表读数U ′成正比，可将电压表上刻度一一对应地改成加速度a 的数值，因而可知表盘上加速度a 的刻度与电压刻度一样是均匀的． 答案：(1)a ＝g ·U ′LUh(2)均匀。
2018版高考物理全国通用大一轮复习讲义课件：第十一章 交变电流 传感器 第2讲 精品
A.用户的总电阻增大
I增加
B.用户得到的电压U4增大
√C.U1∶U2＝U4∶U3
D.用户消耗的功率等于发电机的输出功率
答案 分析
存在P损=I2r
4.(多选)如图为远距离输电的示意图，若电厂输出电压u1＝220 2·sin 100πt(V)，则下列表述正确的是
√A.U1＜U2，U3＞U4
B.U1＝220 2 V
2.原理 电流磁效应、 电磁感应 . 3.基本关系式 (1)功率关系：P入＝P出. (2)电压关系：__Un_1_1＝__Un_2_2 ___.
(3)电流关系：只有＝UI推出有多个副线圈时，U1I1＝ U2I2＋U3I3＋…＋UnIn .
深度思考
I2
II12＝nn21
I1 P1＝I1U1 P1
【例1】 (2016·天津理综·5)如图所示，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 答案 分析
R增加，并同：A1、V、A2 都增加 R3减小，并同：A1、V、A2 都减小
A.当滑动变阻器的滑动题眼触①头P向上滑动时，R1消耗的功率变大
等于输出功率.( √ ) (3)变压器副线圈并联更多的用电器时，原线圈的输入电流随之增大.( √ ) (4)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用.( √ ) (5)正常工作的变压器当副线圈与用电器断开时，副线圈两端无电压.( × )
2.(人教版选修3－2P44第2题改编)有些机床为了安全，照明电灯用的电
2.负载电阻不变的情况
(1)U1不变，
n1 n2
发生变化，故U2变化.
(2)R不变，U2变化，故I2发生变化.
(3)根据P2＝
U2 R
2
，P2发生变化，再根据P1＝P2，故P1变化，P1＝U1I1，
2018版高考物理一轮复习讲义检测：第十章 交变电流 传
实验十二传感器的简单使用突破点(一)热敏电阻的原理及应用典例1]某实验小组探究一种热敏电阻的温度特性。
现有器材：直流恒流电源(在正常工作状态下输出的电流恒定)、电压表、待测热敏电阻、保温容器、温度计、开关和导线等。
(1)若用上述器材测量热敏电阻的阻值随温度变化的特性，请你在实物图上连线。
(2)实验的主要步骤：①正确连接电路，在保温容器中注入适量冷水，接通电源，调节并记录电源输出的电流值；②在保温容器中添加少量热水，待温度稳定后，闭合开关，______，______，断开开关；③重复第②步操作若干次，测得多组数据。
(3)实验小组算得该热敏电阻在不同温度下的阻值，并据此绘得R-t关系图线，请根据图线写出该热敏电阻的R-t关系式：R＝________＋________t(Ω)。
解析]根据R＝UI就可求出不同温度下热敏电阻的阻值，并据此绘得R-t图线。
在图线上取两点，当t1＝10 ℃时，R1＝118 Ω，当t2＝60 ℃时，R2＝124 Ω，R-t图线的斜率为R2－R1t2－t1＝0.4；将图线延长，图线交于原点，说明t＝0 ℃时的电阻为100 Ω，故R-t关系式为R＝100＋0.4t(Ω)。
答案](1)如图所示(2)②读取温度计示数读取电压表示数(3)1000.4 由题引知·要点谨记]集训冲关]1．(2018·全国乙卷)现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60 ℃时，系统报警。
提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过I c时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9 Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1 000 Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2 000 Ω)，单刀双掷开关一个，导线若干。
在室温下对系统进行调节。
已知U约为18 V，I c约为10 mA；流过报警器的电流超过20 mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60 ℃时阻值为650.0 Ω。
河北省高考物理2018年考前选择题专项训练含答案(交变电流综合问题)
河北省高考物理2018年考前选择题专项训练交变电流综合问题1．(多选)如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为5∶1，原线圈与一电阻箱R0串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中定值电阻的阻值为R1，最初副线圈电路中电阻箱的阻值为7R1，电路中所连接的电流表是理想电流表。
现保持变压器输入电流不变，将副线圈电路中的电阻箱的阻值减小为5R1，此时电流表读数为5.0 A，则( )A．此时流过原线圈的电流最大值约为1.7 AB．此时流过原线圈的电流最大值约为1.2 AC．原先电流表的示数为0.75 AD．原先电流表的示数为5.25 A2．图甲是远距离输电线路的示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则( )A．发电机输出交流电压的有效值约为500 VB．用户用电器上交变电流的频率是100 HzC．输电线的电流只由升压变压器原、副线圈的匝数比决定D．当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大3．如图，处在垂直纸面向外、磁感应强度为B的匀强磁场中的矩形线框MNPQ，以恒定的角速度 绕对角线NQ转动。
已知MN长为1l，NP长为2l，线框电阻为R。
t=0时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是A ．矩形线框产生的感应电动势有效值为ω2122l Bl B ．矩形线框转过π时的电流强度为零C ．矩形线框转动一周，通过线框任意横截面电荷量为Rl Bl 21 D ．矩形线框转过π过程中产生的热量为Rl l B 222212ωπ4．如图所示，图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系．若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1 min 的时间，两电阻消耗的电功之比W甲∶W 乙为( )A ．1∶ 2B ．1∶2C ．1∶3D ．1∶65．电阻为1 Ω的矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示．现把交流电加在电阻为9 Ω的电热丝上，下列判断正确的是( )A ．线圈转动的角速度ω＝100 rad/sB ．在t ＝0.01 s 时刻，穿过线圈的磁通量最大C ．电热丝两端的电压U ＝100 2 VD ．电热丝此时的发热功率P ＝1 800 W6．(多选)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω。
2018高考物理大一轮复习 题组层级快练48 第十一单元 交变电流 传感器 1 交变电流
题组层级快练(四十八)交变电流一、选择题1．如图甲所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda 方向为电流正方向，则下列说法正确的是( )A ．乙图中Oa 时间段对应甲图中A 至B 图的过程 B ．乙图中c 时刻对应甲图中的C 图C ．若乙图中d 等于0.02 s ，则1 s 内电流的方向改变50次D ．若乙图中b 等于0.02 s ，则交流电的频率为50 Hz 答案 A解析 甲图中由A 到B ，感应电流为正方向，且感应电流由0增到最大值，与乙图中Oa 对应，选项A 正确；乙图中c 时刻感应电流为最大值，但甲图中C 图中感应电流为零，选项B 错误；若电流变化周期T ＝0.02 s ，则f ＝1T ＝50 Hz ，每周期电流变向两次，则1 s 内电流变向100次，C 、D 两项错误．2．(2014·天津)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像如图2中曲线a 、b 所示，则( )A ．两次t ＝0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2∶3C ．曲线a 表示的交变电动势频率为25 HzD ．曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V 答案 AC解析 从图像可以看出，从金属线圈旋转至中性面时开始计时，曲线a 表示的交变电动势的周期为4×10－2 s ，曲线b 表示的交变电动势的周期为6×10－2s ，所以A 、C 两项正确，选项B 错误；由E m ＝NBS ω可知，E ma E mb ＝ωa ωb ＝T b T a ＝32，故E mb ＝23E ma ＝10 V ，曲线b 表示的交流电动势的有效值为5 2 V ，选项D 错误．3．一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像如图甲所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )A ．电压表V 的示数为220 VB ．电路中的电流方向每秒钟改变50次C ．灯泡实际消耗的功率为484 WD ．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J 答案 D解析 由题图甲知E m ＝220 2 V ， 则电源电动势有效值E ＝E m2＝220 V ， I ＝E R ＋r ＝22095.0＋5.0 A ＝2.2 A ，电压表示数亦即路端电压有效值U ＝IR ＝2.2×95 V ＝209 V ，A 项错；线框每转一圈，电流方向改变两次，故每秒钟电流方向改变n ＝t T ×2＝10.02×2次＝100次，B 项错；由P 灯＝UI ，得P 灯＝209×2.2 W ＝459.8 W ，C 项错；由Q ＝I 2rt 得：Q r ＝2.22×5×1 J ＝24.2 J ，D 项正确．4．如图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(从上往下看为顺时针转动)，将a 、b 两端连到示波器的输入端，若ab 边中电流从a 到b 为正，则从示波器观察到的ab 中电流随时间变化的图形是( )答案 D解析 本题可将右侧磁场补全，即矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，会产生正弦式交流电，由楞次定律可知：从中性面开始，电流从0开始，沿负向，可画出完整电流随时间变化的图形，在此基础上，去掉右侧磁场，故电流仅在左侧磁场中切割磁感线而产生电流，故选项D 正确．5．标有“220 V 、40 W ”的电灯和标有“20μF 、300 V ”的电容器并联接到交流电源上，V 为交流电压表．交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关．下列判断正确的是( )A ．t ＝T2时刻，V 的示数为零B ．电灯恰正常发光C ．电容器不可能被击穿D ．V 的示数保持110 2 V 不变 答案 B解析 V 的示数应是电压的有效值220 V ，故A 、D 两项错误；电压的有效值恰等于电灯的额定电压，电灯正常发光，选项B 正确；电压的峰值220 2 V ≈311 V ，大于电容器的耐压值，故有可能被击穿，选项C 错误．6．一个U 形金属线框在匀强磁场中绕OO ′轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R 供电，如图甲、乙所示．其中甲图中OO ′轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同．则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为( )A ．1∶ 2B ．1∶2C ．1∶4D ．1∶1答案 A解析 题图甲中的磁场只在OO ′轴的右侧，所以线框只在半周期内有感应电流产生，如图甲，电流表测得是有效值，所以I ＝12BS ωR .题图乙中的磁场布满整个空间，线框中产生的感应电流如图乙，所以I ′＝22BS ωR，则I∶I′＝1∶2，即选项A 正确．7.如图所示电路，电阻R 1与电阻R 2阻值相同，都为R ，和R 1并联的D 为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A 、B 间加一正弦交流电u ＝202sin100πt V ，则加在R 2上的电压有效值为( )A ．10 VB ．20 VC ．15 VD ．510 V答案 D解析 电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R 2上的电压等于输入电压值，电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大可看作断路，R 2上的电压等于输入电压值的一半，据此可设加在R 2的电压有效值为U ，根据电流的热效应，在一个周期内满足U 2R T ＝202R T 2＋102R T 2，可求出U ＝510 V ．故选项D 正确．8．先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化(如图甲所示)；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示．若甲、乙图中的U 0、T 所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是( )A ．第一次，灯泡两端的电压有效值是U 02B ．第二次，灯泡两端的电压有效值是3U 02C ．第一、第二次，灯泡的电功率之比是2∶9D ．第一、第二次，灯泡的电功率之比是1∶5 答案 D解析 第一次，灯泡两端电压的有效值为U 1＝U 02，功率P 1＝U 12R ＝U 022R .第二次，设灯泡两端电压的有效值为U 2，则（2U 0）2R T 2＋（－U 0）2R T 2＝U 22R T ，解得U 2＝52U 0，功率P 2＝U 22R ＝5U 022R，则P 1∶P 2＝1∶5，故A 、B 、C 三项错误，选项D 正确．9．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO ′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的感应电动势如图乙所示．若线圈的转速变为原来的2倍，而其他条件保持不变，从图示位置转过90°开始计时，则能正确反映线圈中产生的电动势e 随时间t 的变化规律的图像是( )答案 A解析 由题图乙知，周期T ＝4 s ，感应电动势的最大值E m ＝1 V ，而感应电动势的最大值的表达式E m ＝NBS ω＝NBS·2πT .若仅把线圈的转速变为原来的2倍，则周期T ′变为原来的12，即T ′＝2 s ，感应电动势的最大值E ′m 变为原来的2倍，即E ′m ＝2 V ，所以B 、C 两项错误；从图示位置转过90°开始计时的时刻线圈中产生的感应电动势应为0，所以D 项错误，A 项正确．10．如图所示的区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x 轴和y ＝2sin π2x 曲线围成(x≤2 m)．现把边长为2 m 的正方形单匝线框以水平速度v ＝10 m/s 匀速地拉过该磁场区域，磁场区域的磁感应强度B ＝0.4 T ，线框的电阻R ＝0.5 Ω，不计一切摩擦阻力，则( )A ．水平拉力F 的最大值为8 NB ．拉力F 的最大功率为12.8 WC ．拉力F 要做25.6 J 的功才能让线框通过此磁场区D ．拉力F 要做12.8 J 的功才能让线框通过此磁场区 答案 C解析 线框穿过磁场区时，BC 或AD 边切割磁感线的有效长度为y ，产生的感应电动势e ＝Byv ＝2Bvsin π2vt ，线框所受的安培力F ＝B 2y 2vR ，当y ＝2 m 时，安培力最大，且最大值F m＝0.42×22×100.5 N ＝12.8 N ，拉力的最大功率P m ＝F m v ＝128 W ，A 、B 项错误；由能量守恒定律可知，线圈通过磁场区拉力做的功等于电阻产生的热量，用有效值计算： W ＝Q ＝I 2Rt ＝E 2R t ＝(82)2×10.5×410 J ＝25.6 J ，C 项正确，D 项错误．11．(2016·临沂模拟)如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，一个半径r ＝0.10 m 、匝数n ＝20匝的线圈套在永久磁铁槽中，槽中磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(其右侧视图如图乙所示)，线圈所在位置磁感应强度B 的大小均为B ＝0.60πT ，线圈的电阻R 1＝0.50 Ω，它的引出线接有R 2＝9.50 Ω的小电珠L ，Ⓐ为理想交流电流表．当线圈框架的P 端在外力作用下沿轴线做往复运动，便有电流通过电珠．若线圈往复运动的规律如图丙所示(v 取向右为正)，则下列判断正确的是( )A ．电流表的示数为0.24 AB ．0.01 s 时回路中的电流最大C ．回路中交流电的频率为50 HzD ．0.015 s 时电珠L 中电流的方向为从D→L→C 答案 C解析 由E ＝BLv 及v －t 图可知，线圈往复运动所产生的感应电流为正弦式交流电，则E m ＝nB×2πrv m ＝2.4 V ，电流的有效值I ＝E m2（R 1＋R 2）＝0.242A ，选项A 错误；由图像可知T＝0.02 s，f＝50 Hz，选项C正确；t＝0.01 s时，v＝0，所以I＝0，选项B错误；t＝0.015 s时，v<0，线圈向左运动切割磁感线，由右手定则，可知电珠L中电流的方向为从C→L→D，故选项D错误．12．矩形线圈abcd在如图所示的磁场中以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂直纸面向里，其中ab边左侧磁场的磁感应强度大小是右侧磁场的2倍．在t＝0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在向纸外转动．规定图示箭头方向为电流正方向，则线圈中电流随时间变化的关系图线应是( )答案 A解析绕垂直磁场的轴转动时，线圈能够产生的最大感应电动势E m＝NBSω，所以线圈在左侧磁场中产生的感应电动势最大值是右侧磁场中最大值的2倍，再利用楞次定律分析感应电流方向，可知A项正确．二、非选择题13.如图所示，一个半径为r的半圆形线圈，以直径ab为轴匀速转动，转速为n，ab的左侧有垂直纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场，磁感应强度为B.M和N是两个集流环，负载电阻为R，线圈、电流表和连接导线的电阻不计．求：(1)感应电动势的最大值；(2)从图示位置起转过1/4转的时间内负载电阻R上产生的热量；(3)从图示位置起转过1/4转的时间内通过负载电阻R的电荷量；(4)电流表的示数．答案 (1)π2Bnr 2(2)π4B 2r 4n 8R (3)πBr 22R (4)π2r 2nB2R解析 (1)线圈绕轴匀速转动时，在电路中产生如图所示的交变电流．此交变电动势的最大值为E m ＝BS ω＝B·πr 22·2πn ＝π2Bnr 2(2)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的有效值为 E ＝E m2＝2π2Bnr22电阻R 上产生的热量 Q ＝(E R )2R ·T 4＝π4B 2r 4n8R(3)在线圈从图示位置转过1/4转的时间内，电动势的平均值为E ＝ΔΦΔt通过R 的电荷量q ＝I ·Δt ＝E R ·Δt ＝ΔΦR ＝πBr22R(4)设此交变电动势在一个周期内的有效值为E ′，由有效值定义，得（E m2）2R ·T 2＝E ′2R·T ，解得E ′＝12E m故电流表示数为I ＝E ′R ＝π2r 2nB2R14.在如图甲所示N 、S 极间放置一圆柱形铁芯O ，受铁芯影响，两极间的磁场如图乙所示，隙缝中的磁感线沿圆柱的半径分布，且只在图中所示的左、右各π2的圆心角范围内存在．一边长为l 的正方形平面线框abcd ，其中ab 、cd 两边与铁芯轴线平行，两条边所经过处的磁感应强度大小均为B.线圈的总电阻为R.线圈由图示位置以恒定的角速度ω绕OO ′逆时针旋转，求：试分析线圈中感应电动势随时间的变化规律．(1)线圈切割磁感线时，感应电动势E ； (2)画出感应电动势E 随时间t 变化的图像； (3)外力使线圈转一周所做的功．答案 (1)Bl 2ω (2)见解析 (3)πB 2L 4ω2R解析 (1)线圈由图中位置旋转π4角度过程中，ab 、cd 两边垂直切割磁感线v ＝ω·l2E ab ＝E cd ＝Blv ＝Bl ω·l 2＝B ωl22E ＝E ab ＋E cd ＝Bl 2ω(2)线圈由π4旋转至34π角度过程中，ab 、cd 两边不切割磁感线，电动势为零．依次分析，电动势变化规律如图，(badc 为正方向)(3)外力使线圈转动一周所做的功等于线圈转动一周产生的总热量． 一周内发热时间为t ＝T 2＝πω外力使线圈转动一周所做的功W ＝E 2R t ＝πB 2l 4ωR。
物理高考专题训练题及答案解析(珍藏版)：交变电流 变压器 传感器的简单应用(练)
专题10 交变电流 变压器 传感器的简单应用1．(2018·高考全国卷Ⅲ，T16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正．该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图所示．则Q 方∶Q 正等于( )A ．1∶2 B.2∶1C ．1∶2D ．2∶12．【2017·天津卷】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28πJ3．【2017·北京卷】如图所示，理想变压器的原线圈接在2π(V)u t 的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1，电流表、电压表均为理想电表。
下列说法正确的是A．原线圈的输入功率为2202WB．电流表的读数为1 AC．电压表的读数为1102VD．副线圈输出交流电的周期为50 s4．【2017·江苏卷】某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则A.电感L1的作用是通高频B.电容C2的作用是通高频C.扬声器甲用于输出高频成分D.扬声器乙用于输出高频成分1．（2020·辽宁省大连市高三模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=11:5，原线圈接u l=110sin100πt V的交流电，电阻R1=R2=25 Ω，D为理想二极管，则A．通过电阻R1的电流为2 AB．二极管的反向耐压值应大于50 VC．原线圈的输入功率为大于50 WD．通过原线圈的电流为15A 112．（2020·四川省成都市高三模拟）一不计电阻的矩形导线框，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的正弦交流电如图甲所示。
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保温训练(七) 电磁感应和交变电流
1．[双选]某交流发电机的输出电压随时间变化的关系如图所示，输出功率是20 kW，
用5 000 V高压输电，输电线总电阻是10 Ω，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，则
下列说法正确的是( )
A．交变电流的频率为100 Hz
B．发电机输出电压的有效值为220 V
C．输电线中电流为500 A
D．用户得到的电压约为225 V
2．2017年四川超特高压输电量首破千亿千瓦时。如图所示是远距离输电示意图，升压
变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变。下列说法
正确的是( )
A．若用户用电功率增加，升压变压器的输出电压将增大
B．若用户用电功率增加，降压变压器的输入电压将增大
C．若输电功率一定，采用特高压输电可减少输电线上损耗的功率
D．若输电功率一定，采用特高压输电会降低输电的效率
3．如图所示，理想变压器MN原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R
0
和两个小灯泡L1、L2，电表为理想电表。最初开关S是断开的，现闭合开关S，则( )
A．副线圈两端电压变大
B．灯泡L1变亮
C．电流表A1示数变大
D．电阻R0中的电流变小
4．如图甲所示，矩形导线框ABCD固定在匀强磁场中，磁场方向垂直于线框所在平面
向里。规定垂直于线框所在平面向里为磁场的正方向，线框中沿着ABCDA方向为感应电流
i的正方向。要在线框中产生如图乙所示的感应电流，则磁感应强度B随时间t变化的规律
可能为( )
丙
5．[双选]如图所示，间距为L、电阻不计的足够长平行光滑金属导轨水平放置，导轨左
端用一阻值为R的电阻连接，导轨上横跨一根质量为m、电阻也为R的金属棒，金属棒与
导轨接触良好。整个装置处于竖直向上、磁感应强度为B的匀强磁场中。现使金属棒以初
速度沿导轨向右运动，若金属棒在整个运动过程中通过的电荷量为q。下列说法正确的是
( )
A．金属棒在导轨上做匀减速运动
B．整个过程中金属棒克服安培力做功为12mv2
C．整个过程中金属棒在导轨上发生的位移为2qRBL
D．整个过程中电阻R上产生的焦耳热为12mv2
6．如图所示，两根足够长的光滑金属导轨ab、cd竖直放置，导轨间距离为L，电阻不
计。在导轨上端并接两个额定功率均为P、电阻均为R的小灯泡。整个系统置于匀强磁场中，
磁感应强度方向与导轨所在平面垂直。现将一质量为m、电阻可以忽略的金属棒MN从图示
位置由静止开始释放。金属棒下落过程中保持水平，且与导轨接触良好。已知某时刻后两灯
泡保持正常发光。重力加速度为g。求：
(1)磁感应强度的大小；
(2)灯泡正常发光时导体棒的运动速率。
参考答案
1．解析：选BD 由图可知，交流电的频率为12×10－2 Hz＝50 Hz，发电机输出电压的
有效值为220 V，由P送＝IU送可得，输电线上电流为4 A，降压变电器的输入电压U3＝U
送
－IR＝4 960 V，由U3U4＝221得，用户得到的电压U4≈225 V，故B、D正确，A、C错误。
2．解析：选C 根据U1U2＝n1n2可知，升压变压器的输出电压与用户用电功率无关，由于
输电线的分压，降压变压器的输入电压随用户电功率的增加而降低，A、B错误；输电线中
的电流I＝PU，输电线上损耗的功率ΔP＝I2r＝PU2r，则输电功率一定，采用特高压输电可
减少输电线上损耗的功率，C正确；输电的效率η＝P用P总×100%，采用特高压输电时，输电
线上损耗的功率大大减少，而输电功率P总一定，输电的效率会提高，D错误。
3．解析：选C 根据 U1U2＝n1n2，U2＝n2n1U1，故U2不变，A错误；闭合开关S，副线圈回
路中的电阻减小，电流I2增大，D错误；根据I1I2＝n2n1，则I1＝n2n1I2，所以电流表A1示数变大，
C正确；R0两端电压增大，UL减小，灯泡L1消耗的功率PL＝U2LRL，故功率PL减小，灯泡L
1
变暗，B错误。
4．解析：选B 由i - t图象可知，在0～t0时间内，感应电流大小恒定，方向沿正方向，
则B随t可能是向里且均匀减小，同理可得在t0～2t0时间内，B随t可能是向里且均匀增大，
且两种情况下的斜率相等，B正确，A、C、D错误。
5．解析：选BC 金属棒运动中受到安培力作用，F安＝BIL＝B2L2vR，方向向左，故金
属棒做加速度不断减小的减速运动，A错误；由功能关系可知金属棒克服安培力做的功等于
动能的减少量，等于整个回路产生的焦耳热，B正确，D错误；金属棒整个过程中通过的电
荷量q＝It＝ΔΦ2R，而ΔΦ＝BLx，所以x＝2qRBL，C正确。
6．解析：(1)设小灯泡的额定电流为I0，有P＝I20R①
由题意在金属棒沿导轨竖直下落的某时刻后，小灯泡保持正常发光，流经MN中电流为
I＝2I0②
此时金属棒MN所受的重力和安培力相等，下落的速度达到最大值，有mg＝BLI③
联立①②③式得B＝mg2L RP④
(2)设灯泡正常发光时，导体棒的速率为v，由电磁感应定律与欧姆定律得
E＝BLv⑤
E＝RI0⑥
联立①②④⑤⑥式得v＝2Pmg⑦
答案：(1)mg2L RP (2)2Pmg