【备战】全国高考物理试题汇编（第四期）M1 交变电流的产生及描述（含解析）.doc

m单元交变电流目录m1 交变电流的产生及描述1m2 变压器远距离输电2m3 交变电流综合2m1 交变电流的产生及描述【题文】（物理卷2015届湖南省师大附中高三第一次月考（2014.09）11如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为51，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，r0为定值电阻，r为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小下列说法正确的是(cd)a图乙中电压的有效值为220 vb电压表的示数为44 vcr处出现火警时电流表示数增大dr处出现火警时电阻r0消耗的电功率增大【答案】【知识点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率m1 m2 m3【答案解析】cd解析：a、设将此电流加在阻值为r的电阻上，电压的最大值为um，电压的有效值为u代入数据得图乙中电压的有效值为110 v，故a错误；b、变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5：l，所以电压表的示数为22v，故b错误；c、r处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈增大，即电流表示数增大，故c正确；d、r处出现火警时通过r0的电流增大，所以电阻r0消耗的电功率增大，故d正确；故选cd【思路点拨】求有效值方法是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比，半导体热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的电阻，r处温度升高时，阻值减小，根据负载电阻的变化，可知电流、电压变化根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键【题文】（物理卷2015届河南省开封高级中学等中原名校高三上学期第一次摸底考试（2014.09）6如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5 ：1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220v，440w”的热水器、“220v，220w”的抽油烟机.如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是 a副线圈两端电压的瞬时值为u220sin（100t）v b变流电压表的示数为1100v c1min内变压器输出的电能为3.96104jd热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍【答案】【知识点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率m1 m2【答案解析】ac解析：a、由图乙可知，交变电流的峰值是220v，= =100rad/s，则副线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220 sin100tv，故a正确；b、电压与匝数成正比：u2=220=1100v，则电压表示数为1100v，故b错误；c、输入功率等于输出功率，1min内变压器输出的电能为w=pt=（220w+440w）60s=3.96l04j，故c正确；d、热水器的发热功率为440w，而抽油烟机的发热功率远小于220w，热水器的发热功率不是抽油烟机功率的2倍，故d错误；故选：ac【思路点拨】a、根据图乙所示图象求出交变电流的峰值、角频率初位相，然后写出交变电流的瞬时值表达式b、电压表测的是电流的有效值c、由w=pt可以求出抽油烟机消耗的电能d、抽油烟机是非纯电阻电路，发热功率很小，远小于额定功率会写交变电流的瞬时值表达式，应知道电压表与电流表测的是交变电流的有效值【题文】（理综卷2015届广东省深圳市高三上学期第一次五校联考（2014.09）16一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2111，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个r=20 的电阻，则a流过电阻r的最大电流是1.0 ab变压器的输入功率是40wc与电阻r并联的电压表的示数是20 vd在1秒内电流方向改变50次【答案】【知识点】正弦式电流的图象和三角函数表达式；电功、电功率；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率m1 m3【答案解析】c解析：a、由图象可知，原线圈中电压的最大值为220 v，所以电压的有效值为220v，原、副线圈匝数比n1：n2=11：1，根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压有效值为20v，副线圈的电阻为20，所以电流的有效值为i=1a，所以a错误；b、变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率p=i2r=（1）220=20w，所以b错误；c、电阻r并联的电压表的示数即为电阻r上的电压，为20v，所以c正确；d、交变电流的方向每个周期改变2次，1s是50个周期，所以在1s内，交变电流的方向改变100次，所以d错误；故选：c【思路点拨】由图可知输入电压的峰值，周期，从而知道副线圈两端的电压，电压表显示的是有效值，输入功率等于输出功率掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第一次模拟考试（2014.05）21如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈（单匝）的周期为t，转轴o1o2垂直于磁场方向，线圈电阻为2。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60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=4cosd. 任意时刻穿过线圈的磁通量为=sin【答案】【知识点】正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率；交流的峰值、有效值以及它们的关系m1【答案解析】 ac 解析：从垂直中性面开始其瞬时表达式为i=imcos，则电流的最大值为im=2a感应电动势的最大值为 em=imr=22=4v任意时刻线圈中的感应电动势为 e=emcost=4cos线圈消耗的电功率为 p=i2r=(im)2r=(2)22w=4w任意时刻穿过线圈的磁通量为=bssint根据公式em=nbs=nm可得故=故选：ac【思路点拨】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i=imcos，由已知可求im=，根据正弦式交变电流有效值和峰值关系可求电流有效值根据p=i2r可求电功率根据em=imr可求感应电动势的最大值任意时刻穿过线圈的磁通量为=bssint 根据em=nbs可求本题考察的是有效值计算及有关交变电流的基本知识【题文】（理综卷2014届河南省实验中学高三第二次模拟考试（2014.05）18.图(甲)是小型交流发电机的示意图,两磁极n、s间的磁场可视为水平方向的匀强磁场, 为交流电流表.线圈绕垂直于磁场的水平轴oo沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图(乙)所示,以下判断正确的是a.电流表的示数为10 ab.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行c.0.02 s时电阻r中电流的方向自右向左d.线圈转动的角速度为50 rad/s【答案】【知识点】交流发电机及其产生正弦式电流的原理；楞次定律；正弦式电流的图象和三角函数表达式m1 m3【答案解析】b解析：a、由题图乙可知交流电电流的最大值是im=10 a，由于电流表的示数为有效值，故示数i= =10a，故a正确；b、0.01s时线圈中的感应电流达到最大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故b正确；c、由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，选项c错误d、周期t=