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1、学习好资料欢迎下载2013 年高考物理二轮典型例题冲刺测试专题10 交变电流（含解析）1.北京理综，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P2. 如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 ( ) A5V B52V C10V D 102V 解析 设电热器电阻为R，正弦交流电源的电压有效值为U效，接 10V 直流电源时，PU2R102R；接交流电源时，P2U2效R，联立得U效 52V，故最大值Um2U效10V，C选项正确 答案 C 2.广东理综，某小型发电机产生的交变电动势为e50sin100 t(V) 对此电动
2、势，下列表述正确的有( ) A最大值是502V B 频率是100Hz C有效值是252V D 周期是0.02s 解析 从中性面开始计时，交变电动势的表达式为eEmsin t，因e50sin100 t(V) ，所以最大值Em50V，A错误由 2f100Hz 得f50Hz, B错误有效值EEm2252V，C正确T1f0.02s ，D项正确 答案 CD 3.江西八校联考，调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图乙所示线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间 输入交变电压， 转动滑动触头P就可以调节输出电压图乙中两电表均为理想交流电表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器现在CD两端输入图甲所示正
3、弦式交流电，变压器视为理想变压器，那么( ) A由甲图可知CD两端输入交流电压u的表达式为u362 sin(100t)(V) B当滑动触头P逆时针转动时，MN之间输出交流电压的频率变大C当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电流表读数变大，电压表读数也变大精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页，共 9 页学习好资料欢迎下载D当滑动变阻器滑动触头向下滑动时，电阻R2消耗的电功率变小 解析 由图甲可知u362sin100 t(V) ，A错误M、N之间输出交流电压的频率由输入的交流电压的频率决定，B 错误滑动变阻器的滑动触头向下滑动时，R3减小
4、，由“串反并同”可知电压表读数减小，电流表读数增大，R2消耗的电功率P2U2R2减小， C错误， D正确 答案 D 4.广东茂名一模远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器， 当K由 2 改接为 1 时，下列说法正确的是( ) A电压表读数变大 B电流表读数变大C电流表读数变小 D 输电线损失的功率减小 解析 由U2n2n1U1知，当K由 2 改接为 1 时，升压变压器的原线圈匝数不变，副线圈匝数变大，输送电压变大，降压变压器的输入电压和输出电压均变大，电压表示数变大，选项A正确；降压变压器的输出电压变大时，流过灯泡的电流I灯也变大，输电线上的电流I线也随着I灯的变大而变大
5、，所以电流表读数变大，选项B正确而 C错误；I线变大时，输电线损失的功率P线I2线R变大，选项D错误 答案 AB 5.江苏单科，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中的磁通量为零B家庭电路中使用的电器增多时，L2中的磁通量不变精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页，共 9 页学习好资料欢迎下载C家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁
6、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 解析 电路正常或短路时，火线和零线中通过的电流大小相等、方向相反，故L1中火线与零线中电流产生的磁场相抵消，铁芯中的磁通量为零，L2中无感应电流产生，电磁铁中也就无电流，开关K 不会被吸起由上述分析可知，A、B项正确， C项错误当地面上的人接触火线发生触电时，火线与零线中的电流大小不再相等，则L2中产生感应电流，电磁铁也就能把开关K吸起，即D正确 答案 ABD 6.海南单科，如图， 理想变压器原、 副线圈匝数比为201，两个标有“ 12V,6W ”的小灯泡并联在副线圈的两端当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表 ( 可视 为理
7、想的 ) 的示数分别是 ( ) A. 120V,0.10A B240V,0.025A C. 120V,0.05A D240V,0.05A 解析 副线 圈电压U212V， 由U1U2n1n2得U1240V， 副线圈中电流I22PU1A， 由I1I2n2n1得I10.05A. 答案 D 7.福建理综，如 图，理想变压器原线圈输入电压uUmsin t，副线圈电路中R0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U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示下列说法正确的是( ) A. I1和I2表示电流的瞬时值精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总
8、结 - - - - - - -第 3 页，共 9 页学习好资料欢迎下载BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大D滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小 解析 交流电表测量的是交变电流的有效值，故A、B皆错误由于理想变压器的输出电压U2n2n1U1与负载无关，即滑片P下滑时U2不变，故D错误由I1U1U22R0R知R减小时I1变大，故C正确 答案 C 8.陕西师大附中模拟如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当只改变线圈的转速后，产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下说法正确的是( ) A线圈先后两次转速之比为23B通过线圈的磁通量最
9、大值之比为32C先后两次交流电的最大值之比为32D先后两次交流电的有效值之比为32 解析 由 maxBS知，通过线圈的磁通量最大值之比为11，选项 B错；由图象可知，TaTb23，根据T2、 2n知，nanb32，选项 A错；电动势最大值EmaxNBSNmax，故EamaxEbmaxabTbTa32，选项 C对；由有效值公式EEmax2知，EaEbEamaxEbmax32，选项 D错 . 答案 C 9.河北石家庄二模，如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n241，原线圈a、b间接一电压为u2202sin100 t(V) 的电源，灯泡L 标有“ 36V 18 W”字样当滑动变阻器R的滑
10、动触头处在某位置时，电流表示数为0.25A，灯泡 L 刚好正常发光，则( ) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页，共 9 页学习好资料欢迎下载A流经灯泡L的交变电流的频率为100Hz B定值电阻R0的阻值为 19C滑动变阻器R消耗的功率为36 W D若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑动，则灯泡L 的亮度变暗 解析 由 2f得 100 rad/s2f，f50Hz,A 错误U2n2n1U155V, I2n1n2I11A，R0两端的电压U055V36V19V，R0U0I2191 19，B 正确，IRI2IL1A0.5A0.5A ，R上消
11、耗的功率PIRU0.5 36 W 18 W，C 错误滑 动变阻 器R的滑动触头向下滑动后，总电阻减小，电流增大，R0两端电压增大，而灯泡L 两端电压减小，故D对 答案 BD 10.江苏单科，图甲为一理想变压器，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ut图象如图乙所示，若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W. (1) 请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；(2) 求只在ce间接 400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3) 求ce和de间线圈的匝数比ncende. 精选学习资
12、料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页，共 9 页学习好资料欢迎下载 解析 (1) 由题图乙知T0.01s ，则 200 rad/s 电压瞬时值uab400sin200 t (V) (2) 电压有效值U12002V 理想变压器P1P2原线圈中的电流I1P1U1解得I10.28A( 或25A) (3) 设ab间匝数为n1U1n1Ucence同理U1n1Udende由题意知U2ceRceU2deRde解得ncendeRceRde代入数据得ncende43. 答案 (1)uab400sin200 t (V) (2)0.28A(或25A) (3)nc
13、ende4311.衡水高三质检发电机的端电压为220V，输出电功率为44kW ，输电导线的电阻为0.2 ，如果用原、副线圈匝数之比为110 的升压变压器升压，经输电线路后，再用原、副线圈匝数比为101的降压变压器降压供给用户(1) 画出全过程的线路图(2) 求用户得到的电压和功率(3) 若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压 解析 该题是输 电线 路的分析和计算问题，结合电路结构和输电过程中的电压关系和电流关系可解此题 (1) 线路图如图所示：精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页，共 9 页学习好资料欢迎下载(2) 升
14、压变压器副线圈上的输出电压U2n2n1U12200V，升压变压器副线圈上的输出电流I2n1n2I1，升压变压器原线圈上的输入电流，由PU1I1，得I1PU144103220 A200A，所以I2n1Pn2U14410310220A20A. 输电线路上的电压损失和功率损失分别为URI2R 4V，PRI22R0.08kW. 加到降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为I3I220A, U3U2UR2196V. 降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为U4n4n3U3219.6V，I4n3n4I3200A. 用户得到的功率P4U4I443.92kW. (3) 若不采用高压输电，线路损失电压为URI1
15、R40V，用户得到的电压UU1UR180V，用户得到的功率为PUI136kW. 12.安徽理综，图 1 是交流发电机模型示意图在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接，金属圆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路电阻R形成闭合电路图2 是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度 逆时针转动 ( 只考虑单匝线圈) 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结
16、- - - - - - -第 7 页，共 9 页学习好资料欢迎下载(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e1的表达式；(2) 线圈平面处于与中性面成0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e2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( 其他电阻均不计) 解析 (1) 矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切割磁感线，设ab和cd的转动速率为v，则vL22在t时刻，导线ab和cd因切 割磁感线而产生的感应电动势均为E1BL1vy由图可知vyvsin t则整个线圈的感应电动势为e12E1BL1
17、L2sin t. 精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 8 页，共 9 页学习好资料欢迎下载(2) 当线圈由图3 位置开始运动时，在t时刻整个线圈的感应电动势为e2BL1L2sin( t0) (3) 由闭合电路欧姆定律可知IERrEEm2BL1L22则线圈转动一周在R上产生的焦耳热为QRI2RT其中T2于是QRR(BL1L2Rr)2. 答案 (1)e1BL1L2sin t(2)e2BL1L2sin( t0) (3) R (BL1L2Rr)2精选学习资料 - - - - - - - - - 名师归纳总结 - - - - - - -第 9 页，共 9 页