高考试题分类：第十三章 交变电流、电磁学

欢迎光临《我爱新课程》下载资料52xkc.com《我爱新课程》系列资料版权所有@《我爱新课程》第1页共56页第十三章交变电流、电磁学第一部分五年高考题荟萃2009年高考新题一、选择题1.（09·天津·9）（1）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值I=。线框从中性面开始转过2的过程中，通过导线横截面的电荷量q=。答案：（1）RBS22，RBS解析：本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。电动势的最大值BSEm，电动势的有效值2mEE，电流的有效值RBSREI22；RBSRttRtREtIq。2.（09·广东物理·9）图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是（ABD）A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．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小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好解析：依据输电原理，电路中的功率损耗线RIP2，而SLR线,增大输电线的横截面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A正确；由P=UI来看在输送功率一定的情况下，输送电压U越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I越大，电路中损耗的电功率越大，C错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D正确。3.（09·江苏物理·6）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电欢迎光临《我爱新课程》下载资料52xkc.com《我爱新课程》系列资料版权所有@《我爱新课程》第2页共56页压为202sin100Vut氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有（AB）A．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB．开关接通后，电压表的示数为100VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变解析：本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为22201UV=20V，由2121UUnn得副线圈两端的电压为1002UV，电压表的示数为交流电的有效值，B项正确；交变电压的频率为502100fHz，一个周期内电压两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz，A项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C项错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D项错误。4.（09·海南物理·9）一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V，经变压器1T升压后向远方输电。输电线路总电阻1kΩR．到目的地经变压器2T降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器1T和2T的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ABD）A．1T原、副线圈电流分别为310A和20AB．2T原、副线圈电压分别为51.810V和220VC．1T和2T的变压比分别为1：50和40：1D．有4610盏灯泡（220V、60W）正常发光5.（09·海南物理·12）钳型表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某欢迎光临《我爱新课程》下载资料52xkc.com《我爱新课程》系列资料版权所有@《我爱新课程》第3页共56页一电流，电表读数为10A；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是A。若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为A．答案：12256.（09·山东·19）某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V的用电器正常工作，则（AD）A．3214nnnnB．3214nnnnC．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率解析：根据变压器工作原理可知122220nnU，334220nUn，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有23UU，所以3214nnnn，A正确，BC不正确。升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D正确。考点：变压器工作原理、远距离输电提示：理想变压器的两个基本公式是：⑴1222UnUn，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。⑵12PP，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有12212211,nnIIIUIU。远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是：P1=P2，P3=P4，P1/=Pr=P2。电压之间的关系是：3311232244,,rUnUnUUUUnUn。电流之间的关系是：3124232143,,rIInnIIIInIn。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用222,rrPIrUIr，而欢迎光临《我爱新课程》下载资料52xkc.com《我爱新课程》系列资料版权所有@《我爱新课程》第4页共56页不能用2rrUPr。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失212221rPLPUSUS。7.（09·四川·17）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20，R2＝30，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则（C）A.交流电的频率为0.02HzB.原线圈输入电压的最大值为2002VC.电阻R2的电功率约为6.67WD.通过R3的电流始终为零解析：根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为50赫兹，A错。由图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝1A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um＝20V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200V、B错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为I＝m12I2RR、电压有效值为U＝Um/2V，电阻R2的电功率为P2＝UI＝203W、C对。9.（09·福建·16）一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则（D）A.电压表○v的示数为220vB.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484wD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J解析：电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图像知电动势的最大值Em=2220V，有效值E=220V，欢迎光临《我爱新课程》下载资料52xkc.com《我爱新课程》系列资料版权所有@《我爱新课程》第5页共56页灯泡两端电压VrRREU209，A错；由图像知T=0.02S，一个周期内电流方向变化两次，可知1s内电流方向变化100次，B错；灯泡的实际功率459.8WW95209RUP22,C错；电流的有效值ArREI2.2，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为JJrtIQr2.24152.222，D对。2008—2005年高考题题组一一、选择题1.（08·北京·18）一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10的电阻。则（D）A．流过电阻的电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是1002VC．经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD．变压器的输入功率是1×103W解析原线圈中电压的有效值是220V，由变压比知副线圈中电压为100V，流过电阻的电流是10A；与电阻并联的电压表的示数是100V；经过1分钟电阻发出的热量是6×1034J。2.（08·天津·17）一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2。当R增大时（B）A．I1减小，P1增大B．I1减小，P1减小C．I2增大，P2减小D．I2增大，P2增大解析理想变压器的特点是输入功率等于输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的电压不变，所以输出电流I2减小，导致输出功率P2减小，所以输入功率P1减小；输入的电压不变，所以输入的电流I1减小，B正确3.（08四川·16）如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。和为理想电V2V1欢迎光临《我爱新课程》下载资料52xkc.com《我爱新课程》系列资料版权所有@《我爱新课程》第6页共56页VAR压表，读数分别为U1和U2；、和为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（BC）A．U2变小、I3变小B．U2不变、I3变大C．I1变小、I2变小D．I1变大、I2变大解析：因为变压器的匝数与U1不变，所以U2与两电压表的示数均不变．当S断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I1也将减小，C正确；因为R1的电压减小，故R2、R3两端的电压将增大，I3变大，B正确．4.（08宁夏·19）如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角45＝时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是（D）【解析】本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律。从a图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a，故瞬时电流的表达式为i=－imcos（π4+ωt），则图像为D图像所描述。平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解。5.（08·海南·7）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻．若U0＝2202V，ω＝100πHz，则下述结论正确的是（AC）A．副线圈中电压表的读数为55VA3A2A1欢迎光临《我爱新课程》下载资料52xkc.com《我爱新课程》系列资料版权所有@《我爱新课程》第7页共56页B．副线圈中输出交流电的周期为1s100πC．原线圈中电流表的读数为0.5AD．原线圈中的输入功率为1102W【解析】：原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V，A对；电阻R上的电流为2A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P=220×0.5W=110W，D错；周期T=2πω=0.02s，B错。6.（08·广东·5）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时