高考物理真题分类汇编-交变电流(详解_精校).docx
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2012—2017年新课标全国卷专题分类汇总专题12:交变电流2017(课标卷I ) 2017(课标卷II ) 2017(新课标卷Ⅲ) 2016(课标卷I)16.一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R 1,R 2和R 3的阻值分别为3Ω ,1Ω ,4Ω ,为理想交流电流表,U 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A .2B .3C .4D .5【答案】B2016(课标卷II ) 2015(课标卷I)16。
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。
绝密★启用前高考物专题十考试范围:交变电流一、选择题(本题共10小题,每小题4分,共40分。
在每小题给出的四个选项中,有的只有一个选项符合题目要求,有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分,选对但不全的得2分,有选错的得0分。
)1.如下图所示的四种随时间变的电流图象,其中属于交变电流的是 ( )2.如右图所示,面积为S 的单匝闭合线框在磁感应强度为B 匀强磁场中,以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,下列说法中正确的是 ( )A .在穿过线框的磁通量为2BS 的时刻,线框中的感应电动势为2ωBSB .在穿过线框的磁通量为22BS 的时刻,线框中的感应电动势为22ωBS.线框转动四分之一周过程中,感应电动势的平均值为πBS ω2 D .线框转动一周过程中,感应电动势的平均值为03.夏天由于用电器的增多,每年都会出现“用电荒”,只好拉闸限电。
若某发电站在供电过程中,用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍,输电线电阻不变,下列说法正确的是()A.若输送电压不变,则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍B.若输送电压不变,则用电高峰时输电线损失的功率为正常供电时的2倍.若用电高峰时的输送输电电压变为正常供电的2倍,则此时输电电流为正常供电时的4倍D.若用电高峰时的输送输电电压变为正常供电的2倍,则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍4.如右图所示,矩形线框置于竖直向下的磁场中,通过导线与灵敏电流表相连,线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动,图中线框平面处于竖直面内。
下述说法正确的是()A.当线框由此转过90°时,线框转至中性面,则电流表示为零B.线框通过图中位置瞬间,穿过线框的磁通量最大,感应电流最大.当线框由此转过90°时,穿过线框的磁通量最大,感应电流最大D.若使线框转动的角速度增大一倍,那么通过电流表电流的示也增大一倍5.如右图所示的交变电压是矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中产生的,下列说法中正确的是()A.交流电压的有效值为25VB.交流电压的最大值为10V,频率为025Hz.001末线框平面平行于磁场,通过线框的磁通量变最快D.002时通过线框的磁通量为零6.如右图甲所示,在闭合的铁芯上绕着两个线圈,两个线圈的匝比1∶2=1∶3。
高中物理学习材料桑水制作2011年高考物理真题分类汇编(详解+精校)交变电流1.(2011年高考·四川理综卷)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2Ω。
从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60º时的感应电流为1A 。
那么A .线圈消耗的电功率为4WB .线圈中感应电流的有效值为2AC .任意时刻线圈中的感应电动势为e =4cos 2t TπD .任意时刻穿过线圈的磁通量为ф=T πsin 2t T π1.AC 解析:绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈中产生正弦或余弦式交流电,由于从垂直中性面开始其瞬时表达式为cos m i I θ=,得/cos 2m I i θ== A ,则感应电动势的最大值为224m m E I r ==⨯=V ,C 正确,B 错误;电功率为22()22m I P I r r ===W ,A 正确;任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=T πsin2t Tπ中当时间为2Tt =时T πΦ=,单位不正确;所以正确答案是AC 。
2.(2011年高考·安徽理综卷)如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B 。
电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)。
则线框内产生的感应电流的有效值为A .22BL R ωB .222BL R ωC .224BL R ωD .24BL Rω2.D 解析:交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的,线框转动周期为T ,而线框转动一周只有T /4的时间内有感应电流,则有(BL ωL 2R )2R T4=I 2RT ,所以I =BL 2ω4R,D 正确。
3.(2011年高考·福建理综卷)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2=5∶1,电阻R =20Ω,L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡,S 1为单刀双掷开关。
高中物理学习材料桑水制作2015年高考物理真题分类汇编:交变电流(2015新课标I-16). 理想变压器的原、副线圈的匝数比为3 :1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接有电压为220V 的正弦交流电源上,如图所示,设副线圈回路中电阻两端的电压为U ,原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比为k ,则A. U=66V ,k=1/9B. U=22V ,k=1/9C. U=66V ,k=1/3D. U=22V ,k=1/3【答案】 A【考点】理想变压器、欧姆定律、电阻的串联、闭合电路的欧姆定律、电功率【解析】根据理想变压器的原理:原、副线圈电压比等于线圈匝数比即U 1:U 2=n 1 : n 2 ,当副线圈电压U 2 =U ,得原线圈电压U 1 = 3U, 理想变压器能量不损耗有P 1=P 2 , 即U 1I 1=U 2I 2 , I 2=U/R ,得到I 1 = U 3R ;根据串联电路的特点有:U 源=U 1+I 1R ,联立并将U 源=220V 数据代入可得:U=66V;原、副线圈回路中的电阻消耗的功率根据P = I 2R ,电阻相等,可得功率之比k=1/9 ,故选项A 正确。
(2015四川-4).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022Ne D .有效值是02Ne 【答案】D【解析】试题分析: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 =2m U ,即U=02Ne ,故选项C 错误;选项D 正确。
2017-2022年全国各地高考物理真题汇编:交变电流学校:___________姓名:___________班级:___________考号:___________一、单选题(本大题共12题)1.(2022·山东·高考真题)如图所示的变压器,输入电压为220V ,可输出12V 、18V 、30V 电压,匝数为1n 的原线圈中电随时间变化为m cos(100π)=U t μ.单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表,电压表的示数为0.1V 。
将阻值为12Ω的电阻R 接在BC 两端时,功率为12W 。
下列说法正确的是( )A .n 1为1100匝,m U 为220VB .BC 间线圈匝数为120匝,流过R 的电流为1.4AC .若将R 接在AB 两端,R 两端的电压为18V ,频率为100HzD .若将R 接在AC 两端,流过R 的电流为2.5A ,周期为0.02s2.(2021·重庆·高考真题)某电动牙刷的充电装置含有变压器,用正弦交流电给此电动牙刷充电时,原线圈两端的电压为220V ,副线圈两端的电压为4.4V ,副线圈的电流为1.0A ,若将该变压器视为理想变压器,则( )A .原、副线圈匝数之比为25:1B .原线圈的电流为0.02AC .副线圈两端的电压最大值为5VD .原、副线圈的功率之比为50:13.(2022·浙江·高考真题)如图所示,甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况,摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动;乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况,皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。
下列说法正确的是( )A .甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场B .乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C .甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电D .乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电4.(2021·福建·高考真题)某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示,图中R 为输电线的总电阻。
高考物理新电磁学知识点之交变电流分类汇编附答案(3)一、选择题1.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2.一自耦变压器如图所示,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点顺时针转到N点的过程中()A.U2>U1,U2降低B.U2>U1,U2升高C.U2<U1,U2降低D.U2<U1,U2升高3.某变压器原、副线圈匝数比为55:9,原线圈所接电源电压按图示规律变化,副线圈接有负载.下列判断正确的是A.输出电压的最大值为36VB.原、副线圈中电流之比为55:9C.变压器输入、输出功率之比为55:9D.交流电源有效值为220V,频率为50Hz4.A、B是两个完全相同的电热器,A、B分别通以图甲、乙所示的交变电流。
则A.通过A、B两电热器的电流有效值之比为I A∶I B =3∶4B.通过A、B两电热器的电流有效值之比为I A∶I B =3:22C.A、B两电热器的电功率之比为P A∶P B =3∶2D.A、B两电热器的电功率之比为P A∶P B =5∶45.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,电阻55Ω,电流表、电压表均为理想电表。
原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压,下列说法正确的是A.电流表的示数为4.0AB.电压表的示数为155.6VC.副线圈中交流电的频率为50HzD.穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶16.如图甲所示为一理想变压器,原、副线圈匝数比为22∶1,两个标有“10 V,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端.原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图乙所示,原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。
专题12交变电流【考纲定位】高考命题点考纲要求高考真题1.交变电流、正弦式交变电流及描述通过实验,认识交变电流.能用公式和图象描述正弦交变电流.2020·山东·高考T52.变压器及远距离输电通过实验,探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系.知道远距离输电时通常采用高压输电的原因.2022·山东·高考T42021·山东·高考T93.发电机和电动机了解发电机和电动机工作过程中的能量转化.认识电磁学在人类生活和社会发展中的作用.【知识重现】一、正弦式交变电流的产生及变化规律1.交变电流的产生(1)交变电流:电流的大小和方向都做周期性的变化,这种电流叫交变电流,简称交流电.下图为几种交流电的电流随时间变化的图象.(2)产生原理:将闭合线圈置于匀强磁场中,并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动,线圈中将产生按正弦规律变化的交流电.注意:正弦式交流电的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关.(3)交流电产生过程中的两个特殊位置图示概念中性面位置与中性面垂直的位置特点B⊥S B∥SΦ=BS ,最大 Φ=0,最小 e =nΔΦΔt=0,最小 e =nΔΦΔt=nBS ω,最大 感应电流为零,方向改变 感应电流最大,方向不变2.正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)规律物理量函数表达式图象磁通量Φ=Φm cos ωt =BS cos ωt注意:Φ与线圈匝数无关电动势e =E m sin ωt =nBS ωsin ωt电压u =U m sin ωt =RE mR +r sin ωt电流i =I m sin ωt =E mR +rsin ωt二、描述交变电流的物理量 1.瞬时值、最大值和有效值(1)瞬时值:交流电在任一时刻的值叫瞬时值. (2)最大值:瞬时值中最大的值叫最大值,又称峰值.(3)有效值:交流电的有效值是根据电流的热效应来规定的.让交流电与恒定电流通过大小相同的电阻,如果在交流电的一个周期内它们产生的热量相等,而这个恒定电流是I 、电压是U ,我们就把I 、U 称为这个交流电的有效值. 2.交变电流“四值”的区别与联系正弦式交变电流的电动势、电压和电流都有最大值、有效值、瞬时值和平均值.以电动势为例:最大值用E m 表示,有效值用E 表示,瞬时值用e 表示,平均值用E -表示,它们之间的关系如下表所示.物理含义 重要关系 适用情况 瞬时值交变电流某 一时刻的值e =E m sin ωt i =I m sin ωt计算线圈某时刻的受力最大值最大的瞬时值E m =nBS ωI m =E mR +r确定用电器的耐压值,如电容器、晶体管等的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值对正弦式交流电:E =E m2, U =U m2, I =I m2①计算与电流热效应相关的量,如功、功率、热量等;②交流电表的测量值;③电气设备所标注的额定电压、额定电流;④保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线与时间轴围成面积与时间的比值E -=nΔΦΔtI -=E-R +r计算通过电路某一截面的电荷量:q =I -·t3.周期和频率(1)周期T :交流电完成一次周期性变化所需的时间.在一个周期内,交流电的方向变化两次. (2)频率f :交流电在1 s 内完成周期性变化的次数. 角频率:ω=2πT=2πf ,单位为弧度/秒.三、电感、电容对交流电的阻碍作用1.电感:通直流,阻交流;通低频,阻高频. 2.电容:通交流,隔直流;通高频,阻低频. 四、理想变压器1.理想变压器的构造和原理变压器由铁芯、原线圈、副线圈组成,如图所示.当原线圈中通入交流电时,由于互感作用,变压器原、副线圈中磁通量变化率相同,由法拉第电磁感应定律有E =n ΔΦΔt ,则E 1E 2=n 1n 2.由于理想变压器忽略铜损和铁损,则E =U ,P 1=P 2,故而得出U 1U 2=n 1n 2,I 1I 2=n 2n 1. 2.理想变压器原、副线圈基本量的关系 功率关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,即P 入=P 出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比,即U 1U 2=n 1n 2,与副线圈的个数无关 电流关系①只有一个副线圈时:I 1I 2=n 2n 1;②有多个副线圈时:由P 入=P 出得U 1I 1=U 2I 2+U 3I 3+…+U n I n 或I 1n 1=I 2n 2+I 3n 3+…+I n n n频率关系f 1=f 2,变压器不改变交流电的频率3.理想变压器的制约关系(1)电压:原决定副.根据变压器的原理可知,输入电压U 1决定输出电压U 2,U 2=n 2n 1U 1.当U 1不变时,不论负载电阻R 变化与否,U 2都不会改变.(2)电流:副决定原.输出电流I 2决定输入电流I 1.当负载电阻R 增大时,I 2减小,则I 1相应减小;当负载电阻R 减小时,I 2增大,则I 1相应增大.因此,在使用变压器时不能使变压器副线圈短路. (3)功率:副决定原.输出功率P 2决定输入功率P 1.理想变压器的输出功率与输入功率相等,即P 2=P 1.在输入电压U 1一定的情况下,当负载电阻R 增大时,I 2减小,则P 2=I 2U 2减小,P 1也将相应减小;当R 减小时,I 2增大,P 2=I 2U 2增大,则P 1也将增大. 4.常见变压器(1)自耦变压器(如家用调压变压器)铁芯上只有一个线圈,可升压,也可降压,如图甲、乙所示.(2)电压、电流互感器 ①原理:如图所示.②用途:测高电压和强电流. 五、远距离输电 1.采用高压输电的原因输电线上损耗的功率:P 损=I 线ΔU =I 2线R 线=⎝ ⎛⎭⎪⎫P 2U 22R 线.当输送的电功率一定时,输电电压增大到原来的n 倍,输电线上损耗的功率就减小到原来的1n2.2.远距离输电相关的问题 (1)输电电路图(2)基本关系电流关系:n 1I 1=n 2I 2,n 3I 3=n 4I 4,I 2=I 3. 电压关系:U 1n 1=U 2n 2,U 3n 3=U 4n 4,U 2=U 3+ΔU . 功率关系:P 1=P 2,P 3=P 4,P 2=P 3+ΔP . (3)电压损失ΔU①电压损失:输电线路始端电压U 2与输电线路末端电压U 3的差值,ΔU =U 2-U 3=IR 线(R 线为输电线路电阻).②减小输电线路电压损失的两种方法减小输电线路电阻:由R =ρl S可知,间距一定时,使用电阻率小的材料或增大导体横截面积均可减小电阻.减小输电电流I :由P =UI 可知,当输送功率一定时,升高电压可以减小电流.注意:(1)明确U 和ΔU 的区别,U 是输电电压,ΔU 是输电导线上的电压损失.(2)高中阶段的计算中,只考虑电线电阻所造成的电压损失,而忽略因容抗、感抗造成的电压损失. (4)功率损失ΔP①输送功率是指升压变压器输出的功率,损失功率是指由于输电线发热而消耗的功率.两者关系是ΔP =P -P ′(P 为输送功率,P ′为用户所得功率).②除了利用ΔP =P -P ′计算输电线路上的功率损失外,还可用下列方法计算: ΔP =I 2R 线,I 为输电线路上的电流,R 线为线路电阻. ΔP =ΔU 2R 线,ΔU 为输电线路上损失的电压,R 线为线路电阻.ΔP =ΔUI ,ΔU 为输电线路上损失的电压,I 为线路上的电流.【真题汇编】1.(2022·山东·高考真题)如图所示的变压器,输入电压为220V ,可输出12V 、18V 、30V 电压,匝数为1n 的原线圈中电随时间变化为m cos(100π)=U t μ.单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表,电压表的示数为0.1V 。
2024年高考物理模拟题分类汇编专题12交变电流A.交流电的周期为2t 0B.磁通量绝对值的最大值为022B S 时刻线框的感应电流为0D.该线框中交变电流的有效值为0033πB SRt 【解析】根据图像可知,磁感应强度的变化周期为03t ,根据法律的电磁感应定律可知,3t 0,故A 错误;磁感应强度的最大值为0B ,可知,磁通量绝对值的最大值错误;根据图像可知,t 0时刻磁感应强度的变化率最大,则该时刻的感应电动t 0时刻线框的感应电流达到最大,故C 错误;根据法拉第的电磁感应定律,可知,在002t 内,感应电动势随时间也呈现正弦式变化,在磁感应强度不变,穿过线框的磁通量不变,没有产生电磁感应现象,感应电动势为内,磁感应强度的函数方程为00002sinsin 2B B t B t t t ππ=-=-对上述函数求导,得到0'cosB B tt t ππ=-该段时间内的感应电动势的瞬时值为000cos S B S B e t t t t ππ∆==-∆01s .时,线圈平面与磁场方向平行B.图甲所示时刻,穿过线圈的磁通量变化最快R 的功率为37210W ⨯.D.线圈的最大磁通量为25Wb 【解析】由图乙可知,001s t =.时,电流为0,则穿过线圈平面的磁通量最大,即线圈平面与磁场方向垂直,故A 错误;图甲所示时刻,线圈平面与磁场垂直,穿过线圈平面的磁通量最大,穿过线圈的磁通量变化最慢,过B 错误;由图乙可知,通过电阻的电流的有效值的功率为237.210W P i R ==⨯,故C 正确;感应电动势的最大值为4002VNBS ω,m BS Φ=,20.02πω=,联立解得m 2Wb 5πΦ=,故D 错误。
A.变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率B.在国际单位制中,磁阻的单位可以表示为222A s kg m ⋅⋅C.不考虑漏磁,图2所示的串联磁路满足E m =Φ(R m1+R m2)D.不考虑漏磁,在图3所示的并联磁路中,磁阻小的支路中磁感应强度一定大【答案】D【解析】变压器铁芯的磁阻率远小于空气的磁阻率,故A 正确;根据磁阻定律m mlR Sρ=磁阻的单位为m T A ;根据磁感应强度与磁通量的关系有B SΦ=,磁感应强度B 的单位为T,的单位为A,时间t 的单位为s,质量m 的单位为kg,长度l 的单位为m,面积S 的单,根据磁动势E m =NI,磁阻的单位可以表示为222A s kg m ⋅⋅,故B 正确;不考虑漏磁,图所示的串联磁路满足磁路欧姆定律E m =Φ(R m1+R m2),故C 正确;不考虑漏磁,在图3所示的并联电路中,磁阻小的支路中磁通量大,但磁感应强度不一定大,因为磁感应强度与磁通量的比值有关,故D 错误。
高考物理最新电磁学知识点之交变电流分类汇编含答案(1)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.如图所示,有一矩形线圈面积为S ,匝数为N ,总电阻为r ,外电阻为R ,接触电阻不计.线圈绕垂直于磁感线的轴'OO 以角速度w 匀速转动,匀强磁场的磁感应强度为.B 则()A .当线圈平面与磁感线平行时,线圈中电流为零B .电流有效值2NBSwI =C .电动势的最大值为2NBSwD .外力做功的平均功率()22222N B S w P R r =+3.一自耦变压器如图所示,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U 1的交变电流时,c 、d 间的输出电压为U 2,在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中( )A.U2>U1,U2降低B.U2>U1,U2升高C.U2<U1,U2降低D.U2<U1,U2升高4.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,220V B.220V,110VC.110V,110V D.220V, 0V5.有一种自行车,它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机,其原理示意图如图甲所示,图中N,S是一对固定的磁极,磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈,转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮.如图乙所示,当车轮转动时,因摩擦而带动摩擦轮转动,从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电.关于此装置,下列说法正确的是()A.自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B.小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C.知道摩擦轮与后轮的半径,就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D.线圈匝数越多,穿过线圈的磁通量的变化率越大6.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,电阻55Ω,电流表、电压表均为理想电表。
高中物理学习材料(灿若寒星**整理制作)2011年高考物理真题分类汇编(详解+精校)交变电流1.(2011年高考·四川理综卷)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2Ω。
从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,线圈转过60º时的感应电流为1A 。
那么A .线圈消耗的电功率为4WB .线圈中感应电流的有效值为2AC .任意时刻线圈中的感应电动势为e =4cos 2t TπD .任意时刻穿过线圈的磁通量为ф=T πsin 2t T π1.AC 解析:绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈中产生正弦或余弦式交流电,由于从垂直中性面开始其瞬时表达式为cos m i I θ=,得/co s 2m I i θ==A ,则感应电动势的最大值为224m m E I r ==⨯=V ,C 正确,B 错误;电功率为22()22m I P I r r ===W ,A 正确;任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=T πsin2t Tπ中当时间为2Tt =时T πΦ=,单位不正确;所以正确答案是AC 。
2.(2011年高考·安徽理综卷)如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B 。
电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)。
则线框内产生的感应电流的有效值为A .22BL R ω B .222BL R ω C .224BL R ω D .24BL Rω2.D 解析:交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的,线框转动周期为T ,而线框转动一周只有T /4的时间内有感应电流,则有(BLωL 2R )2R T 4=I 2RT ,所以I =BL 2ω4R ,D 正确。
3.(2011年高考·福建理综卷)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2=5∶1,电阻R =20Ω,L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡,S 1为单刀双掷开关。
原线圈接正弦交变电源,输入电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示。
现将S 1接1、S 2闭合,此时L 2正常发光。
下列说法正确的是A .输入电压u 的表达式u=202sin(50πt )VB .只断开S 2后,L 1、L 2均正常发光C .只断开S 2后,原线圈的输入功率增大D .若S 1换接到2后,R 消耗的电功率为0.8W3.D 解析:读图知周期T = 0.02 s ,所以u = 202sin(100)t πV 。
原本L 2正常发光,只断开S 2后,电压被两灯泡均分,肯定不会再正常发光。
只断开S 2后,两灯泡串联,负载电阻增大,输出功率减小,输入功率等于输出功率,所以也减小。
由变压器的变压比1122U n U n =可得副线圈输出电压为4 V ,S 1换接到2后,R 消耗的功率P = 22420U R =W = 0.8 W 。
D 正确。
u ~n 1n 2 S 1 S 212R L 1 L 2甲乙u /Vt /sO 202-2020.01 0.02 ωLO45ºB4.(2011年高考·广东理综卷)图(a )左侧的调压装置可视为理想变压器,负载电路中R =55Ω,○A 、○V 为理想电流表和电压表,若原线圈接入如图(b )所示的正弦交变电压,电压表的示数为110V ,下列表述正确的是A .电流表的示数为2AB .原、副线圈匝数比为1∶2C .电压表的示数为电压的有效值D .原线圈中交变电压的频率为100Hz 4.AC 解析:交流电压表和交流电流表的示数都是有效值,电流表的示数110255U I A A R ===,A 、C 正确。
由图7(b )可知原线圈电压有效值为220V ,周期0.02S ,则可得原、副线圈匝数比为2:1,交变电压的频率为50Hz ,B 、D 错误;5.(2011年高考·山东理综卷)为保证用户电压稳定在220V ,变电所需适时进行调压,图甲为调压变压器示意图。
保持输入电压u 1不变,当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压。
某次检测得到用户电压u 2随时间t 变化的曲线如图乙所示。
以下正确的是A .u 2=1902sin(50πt )VB .u 2=1902sin(100πt )VC .为使用户电压稳定在220V ,应将P 适当下移D .为使用户电压稳定在220V ,应将P 适当上移5.BD 解析:根据图像知周期为T=2×10-2s ,电压的最大值为1902V ,故用户得到电压的瞬时值为21902sin(100)t V μπ=,B 正确;用户获得电压为交流电的有效值,此时有效值为190V ,根据变压比1122n U n U =,增大电压则需要减少原线圈的匝数P 要适当上移,D 正确。
6.(2011年高考·天津理综卷)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1所示。
产生的交变电动势的图象如图2所示,则~u 1用户P图甲u 2图乙u 2/Vt /×10-2sO 1902-19021 2 (b )u /Vt /sO 2202 -22020.01 0.020.03 A VR (a )A .t =0.005s 时线框的磁通量变化率为零B .t =0.01s 时线框平面与中性面重合C .线框产生的交变电动势有效值为311VD .线框产生的交变电动势频率为100H Z6.B 解析:由图2可知,该交变电动势瞬时值的表达式为311sin100e t π=。
当t =0.005s 时,瞬时值e =311V ,此时磁通量变化率最大,A 错;同理当t =0.01s 时,e =0V ,此时线框处于中性面位置,磁通量最大,磁通量的变化率为零,B 正确;对于正弦交变电流其有效值为E max /2,题给电动势的有效值为220V ,C 错;交变电流的频率为f =1/T =ω/2π=50Hz ,D 错。
7.(2011年高考·浙江理综卷)如图所示,在铁芯上、下分别绕有匝数n 1=800和n 2=200的两个线圈,上线圈两端与u =51sin314t V 的交流电源相连,将下线圈两端接交流电压表,则交流电压表的读数可能是A .2.0VB .9.0VC .12.7VD .144.0V 7.A 解析:交流电源电压的有效值1512U V =,如果看成理想的来处理有:1122U nU n =、1800n =、2200n =,解得29.0U V =,故交流电压表的读数应该小于9.0V ,所以答案为A 。
8.(2011年高考·全国卷新课标版)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Vn 1n 2ue /VBt /sO 311 -3110.01 0.02图2图1A .U =110V ,I =0.2AB .U =110V ,I =0.05AC .U =1102V ,I =0.2AD .U =1102V ,I =0.22A8.A 解析:U 2=220V ,根据U 1:U 2=n 1:n 2 得,U 1=110V 。
I 2=P /U 2=0.1A ,根据I 1:I 2=n 2:n 1得I 1=0.2A 。
所以正确答案是A 。
9.(2011年高考·海南理综卷)如图,理想变压器原线圈与10V 的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡a 和b ,小灯泡a 的额定功率为0.3W ,正常发光时电阻为30Ω可,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09A ,可计算出原、副线圈的匝数比为_______,流过灯泡b 的电流为_______A 。
9.10:3;0.2A 解析:副线圈电压23a a a U U P R V ===1122103n U n U ==, 3b a U U V ==由能量守恒得: 11a b b U I P U I =+ 代人数据得:0.2b I A =10.(2011年高考·江苏理综卷)图1为一理想变压器,ab 为原线圈,ce 为副线圈,d 为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的u-t 图象如图2所示。
若只在ce 间接一只R ce =400Ω的电阻,或只在de 间接一只R de =225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W 。
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式; (2)求只在ce 间接400Ω的电阻时,原线圈中的电流I 1;a bed c图1u ab /Vt /sO 400 -4000.01 0.02图2~baA V(3)求ce 和de 间线圈的匝数比decen n 。
10.解析:(1)由题13-2图知200/rad s ωπ=,电压瞬时值400sin 200()ab u t V π= (2)电压有效值 12002U V =,理想变压器 12P P =,原线圈中的电流 111P I U =解得:10.28I A ≈(或25A ) (3)设ab 间匝数为n 1,11dedeU U n n =,由题意知 22ce de U U R R =,解得: ce cede den R n R =,代入数据得43ce de n n =.。