高考物理复习专题(交变电流)

高考物理复习专题（交变电流）1.(2014江苏，9，3分)如图所示,导电物质为电子的霍尔元件位于两串联线圈之间,线圈中电流为I,线圈间产生匀强磁场,磁感应强度大小B与I成正比,方向垂直于霍尔元件的两侧面,此时通过霍尔元件的电流为IH,与其前后表面相连的电压表测出的霍尔电压UH满足:UH=k,式中k为霍尔系数,d为霍尔元件两侧面间的距离。电阻R远大于RL,霍尔元件的电阻可以忽略,则()A.霍尔元件前表面的电势低于后表面B.若电源的正负极对调,电压表将反偏C.IH与I成正比D.电压表的示数与RL消耗的电功率成正比[答案]1.CD[解析]1.由右手定则可判定,霍尔元件的前表面积累正电荷,电势较高,故A错。由电路关系可见,当电源的正、负极对调时,通过霍尔元件的电流IH和所在空间的磁场方向同时反向,前表面的电势仍然较高,故B错。由电路可见,=,则IH=I,故C正确。RL的热功率PL=RL=RL=,因为B与I成正比,故有:UH=k=k'=k'=PL,可得知UH与PL成正比,故D正确。2.(2014江苏，3，3分)远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是()A.=B.I2=C.I1U1=RD.I1U1=I2U2[答案]2.D[解析]2.由理想变压器可知=,选项A错;I2=,而U2=UR+U3,故I2,B错;P入=P出,即U1I1=U2I2,而U2≠I2R,C项错,D项正确。3.(2014四川，1，6分)如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则()A.用户用电器上交流电的频率是100HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500VC.输电线的电流只由降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增大时,输电线上损失的功率减小[答案]3.D[解析]3.由图乙知,交流电的周期为0.02s,所以频率f==50Hz,A错误。发电机输出交流电的电压最大值为Um=500V,故有效值U==250V,B错误。输电线电流I线=,可见I线与R线及用户电路有关,C错误。当用户用电器总电阻增大时,P用减小,I用减小,I线减小,输电线上损失的电功率P损=R线减小,D正确。4.(2014福建，19，6分)如图11所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合电键S,下列说法正确的是()图11A.P向下滑动时,灯L变亮B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大[答案]4.BD[解析]4.对于理想变压器U2=U1,U1不变则U2不变,与调节P无关,故B正确。又UL=U2,所以灯的亮度不变,A错。P向上滑动时RP减小,则R总减小,P出=增大,P入=P出=U1I1,所以I1增大,可知C错误,D正确。5.(2014福建，16，6分)图为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数n1=n4n2=n3,四根模拟输电线的电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为R,A1、A2为相同的理想交流电流表,L1、L2为相同的小灯泡,灯丝电阻RL2R,忽略灯丝电阻随温度的变化。当A、B端接入低压交流电源时()A.A1、A2两表的示数相同B.L1、L2两灯泡的亮度相同C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2两端的电压小于R4两端的电压xkb1.com[答案]5.D[解析]5.解法一:由欧姆定律可知A2的读数I2=。U2=n2,I1·2R=U2-U3,=,U4=I4·RL,=,联立可得:I1·2R=U1-·I1RL由题意可知:I1·2R=U1-·I1RLI1=U1I1==令=k,则有I1=由于k1,则2R+RL+kRLI1I2,因PR1=R,PR3=·R故PR1PR3,因UR2=I1R,UR4=I2R故UR2UR4,选项A、C错误,选项D正确;同理I4=I1=I1=,知I4I1故L1灯亮度比L2灯亮度大,选项B错误。解法二:由题意可知为模拟远距离输电,先采用升压变压器,将输入电压升高,这是为了减小输电线路中的电流I1,其目的是为了减小输电线路中的电能损失和电压降落,使用户得到更多的电能,因此,I1I2,L1的亮度大,选项A、B、C错误,选项D正确。6.(2014浙江，15，6分)如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2。则()第15题图xkb1.comA.用户端的电压为B.输电线上的电压降为UC.理想变压器的输入功率为rD.输电线路上损失的电功率为I1U[答案]6.A[解析]6.由理想变压器输入、输出功率相等可知P1=P2,即U1I1=U2I2,U2=,A正确。输电线上的电压降为ΔU=U-U1,B错。理想变压器的输入功率P=U1I1=UI1-r,C错。输电线路上损失的电功率为ΔP=·r=I1U-I1U1,D错。7.(2014山东，17，6分)如图,将额定电压为60V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220V和2.2A。以下判断正确的是()A.变压器输入功率为484WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2AD.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3[答案]7.BD[解析]7.对于理想变压器,P入=P出,所以输入功率P入=60×2.2W=132W,A错。I1==A=0.6A,B正确。正弦式交流电电流的最大值I2m=I2=2.2A,C错误。变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=U1∶U2=11∶3,D正确。8.(2014天津，7，6分)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象如图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25HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10V[答案]8.AC[解析]8.由题图2知t=0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零,故A正确。由图2知两次转动所产生的交变电动势的周期之比Ta∶Tb=2∶3,再由周期与转速的关系n=得na∶nb=3∶2,故B错误。因Ta=4×10-2s,故fa==25Hz,C正确。因Ema=15V,而Em=NBSω=,故Emb=Ema=10V,Eb==5V,D错误。9.(2014课标全国卷Ⅱ，21，6分)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则()A.Uab∶Ucd=n1∶n2B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C.负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍[答案]9.BD[解析]9.a、b端的电压为正弦式交变电压,故电压表测得的电压Uab=。副线圈两端电压也为正弦式交变电压,但由于二极管的单向导电特性,从而使c、d两端的电压成为脉动直流电,由有效值定义可得T=×,即Ucd=,故Uab∶Ucd==n1∶n2,A错误。因R增大时消耗的功率P=减小,原线圈输入功率减小,故U1不变时I1减小,B正确。由Uab∶Ucd=n1∶n2可知Ucd与负载的阻值无关,C错误。将二极管短路时R两端电压成为正弦式交变电压,其有效值Ucd'=,故此时R消耗的功率P'=为原来的2倍,原线圈中的电流也变为原来的2倍,故D正确。10.（2014重庆一中高三下学期第一次月考理综试题，3）如题3图所示，匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴匀速转动，线框面积为，线框的电阻为，电感不计，外电路接电阻、理想交流电流表。下列说法正确的是（）A．图示位置线圈的感应电动势为B．交流电流表的示数C．一个周期内通过的电荷量D．两端电压的有效值[答案]10.3．B[解析]10.：图示位置是中性面位置，感应电动势为零，故A错误；感应电动势的最大值Em=NBSω，故电流为：＝，故B正确；一个周期内通过R的电荷量：q=＝n=0，故C错误；感应电动势的最大值Em=NBSω，有效值为：E==，故R两端电压的有效值为：R＝，故D错误。11.（2014山西忻州一中、康杰中学、临汾一中、长治二中四校高三第三次联考理科综合试题，18）一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压为220V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表。则下列说法正确的是（）A．原、副线圈中的电流之比为5∶1B．电压表的读数约为44VC．若滑动变阻器接入电路的阻值为20Ω，则1分钟内产生的热量为2904JD．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均增大[答案]11.18．C[解析]11.：：原线圈接入电压为220V的正弦交流电，原、副线圈的匝数比是5：l，则副线圈电压为44V，原、副线圈中的电流与匝数成反比，所以电流之比为1：5，A错误；原、副线圈的电压与匝数成正比，所以副线圈两端电压为44V，由于副线圈接着二极管，它具有单向导电性，根据电流的热效应知＝．T解得U=22=31.11V，故B错；由B求得电压表两端电压有效值为U有效=22V，则1min内产生的热量为Q=t=2904J，故C正确；将滑动变阻器滑片向上滑动，接入电路中的阻值变小，电流表的读数变大，但对原、副线圈两端的电压无影响，即电压表的读数不变，所以D错误。12.（2014山东潍坊高三3月模拟考试理科综合试题，17）如图所示，匀强磁场的磁感应强度T．单匝矩形线圈面积S=lm2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表．调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数比为1：2时，副线圈电路中标有“36V，36W”的灯泡正常发光．以下判断正确的是（）A．电流表的示数为lAB．矩形线圈产生电动势的有效值为18VC．从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律VD．若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移[答案]12.17．BC[解析]12.：小灯泡正常发光，故变压器的输出电流为：I2=＝1A；根据变流比公式，解得I1=2A；故A错误；小灯泡正常发光，故变压器的输出电压为36V，根据变压比公式＝，解得U1=18V；故矩形线圈产生电动势的有效值为18V；故B正确；矩形线圈产生电动势的最大值为18V，根据公式Em=NBSω，解得：ω=＝90πrad/s；故从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律e=Emsinωt=18sin90πtV；故C正确；若矩形线圈转速增大，根据公式Em=NBSω，感应电动势的最大值增加，故有效值也增加；为使灯泡仍能正常发光，应该减小变压比，故应将P适当上移；故D错误。13.（2014山东青岛高三第一次模拟考试理综物理，17）用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是380V，通过负载的电流图象如图所示，则（）A．变压器原线圈中电流的频率为50HzB．变压器的输入功率38WC．变压器原、副线圈的匝数比是19:11D．负载电流的函数表达式i=0.1sin50πt(A)[答案]13.17.A[解析]13.：由图可知，交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，故A正确；变压器输出功率P=UI=380×W=19W；故B错误；原副线圈的匝数之比为等于电压之比，故匝数之比为220：380=11：19，故C错误；副线圈中的电流的最大值为0.1A，周期为0.02s，则