2017年高考题和高考模拟题物理分项版汇编专题13 交流电

2017年高考题和高考模拟题物理分项版汇编专题13 交流电

专题13 交变电流 ‎1．（2012福建卷）如图，理想变压器原线圈输入电压u=，副线圈电路中为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用和表示；和是理想交流电流表，示数分别用和表示.下列说法正确的是 A．和表示电流的瞬间值 B．和表示电压的最大值 C．滑片P向下滑动过程中，不变、变大 D．滑片P向下滑动过程中，变小、变小 答案：C 解析：交流电压表和交流电流表测量的是有效值，选项A、B错误.滑片P向下滑动时，接入电路中的电阻减小，副线圈负载电阻减小，因为原、副线圈的匝数比不变，所以U1、U2不变，因I2=U2/R+R0，所以I2变大；又U1I1=U2I2，所以I1变大，故选项C正确.‎ ‎2．（2012天津卷）.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率Ｐ，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为Ｒ．当副线圈与原线圈的匝数比为ｋ时，线路损耗的电功率为Ｐ１，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到ｎｋ，线路损耗的电功率为Ｐ２，则Ｐ１和分别为（　　）‎ A． B． C． D．‎ 答案D.‎ 解析：根据理想变压器的变压比有 ，‎ ‎ 线路的输送功率不变有 ‎ ‎ 根据焦耳定律有 ，‎ ‎，.‎ ‎3．（2012广东卷）.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的有 A.最大值是V B.频率是100Hz C．有效值是V D.周期是0.02s 答案：CD 解析：最大值Em=50 V，有效值为 E=Em/=25V，频率为50Hz，周期为T=1/f=0.02 s,所以CD正确.‎ ‎4．（2012北京高考卷）．一个小型电热器若接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为．如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 A．5V B．5V ‎ C．10V D．10V 答案：C 解析：设该电热器的电阻为R，题中正弦交流电源输出电压的有效值为U，则P/2=U2/R；加直流电时，P=（10V）2/R；又由最大值Um=U，可解出Um=10 V.故选项C正确.‎ ‎5．（2012山东卷）.图甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、.为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是 A．电压表的示数等于5V B．电压表的示数等于 C．实现点火的条件是 D．实现点火的条件是 答案：BC 解析：电压表示数为电压有效值，由图乙可得U=Um/=5/V，选项A错误、B正确；副线圈电压峰值为5 000 V时，n2/n1=Um2/Um1=1 000，由于引发电火花的条件是副线圈电压峰值大于5 000 V，故n2/n1>1 000，选项C正确、D错误.‎ ‎6．（2012四川卷）．如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b，则 ‎ A．线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输出恒定电流 ‎ B．线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零 ‎ C．线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响 ‎ D．线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场 答案：D 解析：a、b线圈相当于变压器的原、副线圈，根据电磁感应定律可知，当线圈a输入正弦交变电流时，线圈b将输出正弦交变电流，故A选项错误；当线圈a输入恒定电流，将产生不变的磁场，则穿过线圈b的磁通量不为零，只是磁通量的变化为零，故B选项错误；线圈b输出的交变电流也要产生磁场，对线圈a的磁场也会产生影响，故C选项错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场周围将产生电场，则线圈a中的磁场变化时，线圈b中一定有电场，故D选项正确.‎ ‎7．(2012全国新课标).自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为 A.380V和5.3A B.380V和9.1A C.240V和5.3A D.240V和9.1A 答案：B 解析：先判断出原副线圈的匝数，由式得.负载R上的功率就是变压器的输出功率，因为是理想变压器，故输入功率等于输出功率，从而求出.‎ 8． ‎（2012江苏卷）．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成，当右侧线圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K ‎，从而切断家庭电路，仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有 A．家庭电路正常工作时，L2中磁通量为零 B．家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变 C．家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D．地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁吸起.‎ 答案：ABD 解析：因原线圈是双线绕法，所以家庭电路正常工作时、磁通量为0，A、B正确；家庭电路短路时，、磁通量仍为0，C错误；地面上的人接触火线发生触电时，两根电线电流不等且变化，开关K被磁铁吸起，D正确.‎ ‎9．（2012重庆卷）．如题图所示，理想变压器的原线圈接入(V)的交变电压，副线圈通过电阻r=6Ω导线对“220V/880W”电器RL 供电，该电器正常工作.由此可知 A． 原、副线圈的匝数比为50 : 1‎ B． 交变电压的频率为100HZ C． 副线圈中电流的有效值为4A D． 变压器的输入功率为880W 答案：C 解析：根据接入电压，输入电压有效值为11 000V，要使“220 V/880 W”的电器正常工作，则通过用电器的电流为，副线圈输出电压为，原副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比，为2 750∶61，A错误，C正确；交流电的频率，B错误；变压器的输出功率P出=PRL+Pr=880 W+42×6 W=976 W， D错误.‎ ‎10．（2012海南卷）.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30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_____，10:3流过灯泡b的电流为___0.2A,‎ 解析：副线圈电压 ， ‎ 由能量守恒得： 代人数据得：‎ ‎11．（2012安徽卷）.‎ 图2‎ ωt B ‎⊙⊙‎ ‎⊙⊙‎ a d No S a R b c d e f O 图1‎ 图3‎ ωt B ‎⊙⊙‎ a d ωt ‎⊙⊙‎ ‎⊙⊙‎ 中性面 中性面 图1是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为的匀强磁场中，有一矩形线图可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引起的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻形成闭合电路.图2是线圈的住视图，导线和分别用它们的横截面来表示.已知长度为, 长度为,线圈以恒定角速度逆时针转动.（只考虑单匝线圈）‎ ‎ (1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势 的表达式；‎ ‎(2)线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势的表达式；‎ ‎(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.（其它电阻均不计）‎ 答案：(1) ‎ ‎(2) ‎ ‎(3)‎ 解析：(1)从中性面开始计时，经过时间t，线圈平面转过的角度，ab边和cd边的速度，则两边分别产生大小为的电动势.且两边电动势串联，故线圈中产生的电动势 ‎(2)若线圈从与中性面夹角位置时开始计时，其初相为，其表达式为：‎ ‎(3)由闭合电路欧姆定律得回路中电流有效值为 由焦耳定律得