专题29交变电流第01期-2019年高三物理二模、三模试题分项解析解析版

1、专题30力电综合问题2019年高三二模、三模物理试题分项解析（I）一.选择题1. （2019高三考试大纲调研卷 10）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比ni :电=10： 1,原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12V、工作时内阻为2的电动机。闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为1A,则下列不正确的是 TOC o 1-5 h z T乙A.副线圈两端电压为 22企VB.电动机输出的机械功率为12WC.通过电动机的交流电频率为100HzD.若电动机突然卡住不转，原线圈输入功率变大【参考答案】ABCUn2【名师解析】由乙图可知，输入电压的最大值为22V,则有效

2、值U = T = 220V , U2 = U=22V,故Aq2ni错误；输出的机械功率：P = UIzT汆=12 乂 17乙2= 10W,则B错误；由乙图可知，输入交变电压的周期一 ,一为0.02s,则频率为f = - = 5OHz,因为原副线圈交变电流频率相等，则通过电动机的交流电频率为50Hz, C错误；卡住电动机，电动机变成了纯电阻，电压不变，电流增大，输出功率增加，则原线圈输入功率增加，则D正确。故选：ABC。212019届模拟预测卷】如图所示，导体直导轨OM和PN平行且OM与x轴重合，两导轨间距为 d,两导轨间垂直纸面向里的匀强磁场沿y轴方向的宽度按y=d sin x的规律分布，两金

3、属圆环固定在同一绝缘2d平面内，内、外圆环与两导轨接触良好，与两导轨接触良好的导体棒从OP开始始终垂直导轨沿 x轴正方向1以速度v做匀速运动，规定内圆环 a端电势高于b端时，a、b间的电压Uab为正，下列Uabx图象可能正确Dw【名师解析】导体棒向右匀速运动切割磁感线产生感应电动势,e= Byv= Bdvsin x,大环内的电流为正弦交变电流；在第一个磁场区域的前一半时间内，通过大圆环的电流为顺时针增加的，由楞次定律可判断内 球内a端电势高于b端，因电流的变化率逐渐减小故内环的电动势逐渐减小，同理可知，在第一个磁场区域的后一半时间内，通过大圆环的电流为顺时针逐渐减小；则由楞次定律可知，a环内电

4、势低于b端，因电流的变化率逐渐变大，故内环的电动势变大，故 D正确。（2019辽宁沈阳郊联体期末）如图，Ti、T2是监测交流高压输电参数的互感器，其中a、b是交流电压表或交流电流表。若高压输电线间的电压为220kV, Ti的原、副线圈匝数比为1: 100,交流电压表的示数为100V,交流电流表的示数为 1A,则A.b是交流电压表B.T2的原、副线圈匝数比为 100： 1C.高压线路输送的电流为 1AD.高压线路输送的电功率为220kW【参考答案】.A【名师解析】右侧的互感器原线圈并联在高压线上，b是交流电压表，选项 A正确；若高压输电线间的电压为220kV,副线圈交流电压表的示数为100V,根

5、据变压器变压公式，T2的原、副线圈匝数比为 2200: 1,选项B错误；Ti的原、副线圈匝数比为 1: 100, a是交流电流表，交流电流表的示数为1A,根据变压器变 流公式，高压线路输送的电流为 100A,选项C错误；高压线路输送的电功率为 P=UI=220k仅100A=22000kW ,选项D错误。（2019江苏天一中学调研）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比ni ：血=3： 1, Li、L2为两相同灯泡，R、L、D和C分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中C=10当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是（）u/V甲乙A .灯泡L1 一定比L2暗B.电

6、容器C所带电荷量的最大值为 672X1030C.电容器C充电周期为2X10sD,副线圈两端的电压有效值为 12应V【参考答案】0【名师解析】原线圈有正弦交流电，则副线圈中也有正弦式交流电。由于L1与电阻相串联，而 L2与电感器相串联，灯泡 L1与L2的亮度，取决于电感和电阻的阻碍作用，本题未给条件无法判断，故 A错误；电容 器与二极管串联，含有电容的支路经1.0 M0-2s充电后，再经过1.0 10-2s再次充电，则周期为 2.0 10-2s,故C正确；由题意可知，原线圈的电压的最大值为36 2 V ,由于原、副线圈的匝数比 m： n2=3: 1,所以副线圈的电压最大值为12, 2v,则有效值

7、为12V,故D错误；二极管具有单向导电性，电容器两端电压的最大 值为12-V,所以电容器带电量的最大值为Q= 0U = 10X10-6X12 0 = 1.2 X104C,故B错误。5.12019随州质量检测】（多选）如图所示，MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨，垂 直导轨放置金属棒 ab与导轨接触良好。N、Q端接理想变压器的初级线圈，理想变压器的输出端有三组次 级线圈，分别接有电阻元件 R、电感元件L和电容元件0。在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场，若用Ir、Il、Ic分别表示通过 R、L和C的电流，则下列判断中正确的是（A .在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定后

8、，IrW。Ilq Ic= 0B.在ab棒匀速运动且ab棒上的电流已达到稳定的，Ir=0、Il=0、Ic = 0C.若ab棒在某一中心位置附近做v= vmsin 3的运动，则IrW。IlWQ Ic为D.若ab棒匀加速运动，则IrWQ IlWQ Ic=0【参考答案】BCD【名师解析】在 ab棒匀速运动过程中，ab棒产生恒定的感应电动势，左边原线圈中产生恒定的电流，形成 恒定的磁场，穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变，则副线圈中没有感应电动势产生，所以Ir=0、Il=0、Ic=0,故A错误，B正确；若ab棒在某一中心位置附近做简谐运动，原线圈中产生正弦式交变电流，副线圈中将 有感应电流产生，故 Irw

9、Q IlwQ IcwO,故C正确；若ab棒匀加速运动，原线圈中感应电流均匀增大，穿 过副线圈的磁通量均匀增大，副线圈中产生恒定的感应电动势，由于电容器有隔直的特性，Ic=0,而电感线圈有通直的特性，IlWQ故IrWQ IlWQ Ic=0,故D正确。（4分）（2019江苏宿迁期末）如图所示，理想变压器的原线圈接入u = 220V2sin （100疝）V的交变电压，原、副线圈匝数比 4: 1,电阻Ro=5Q,电阻箱R的最大阻值为100Q则（） TOC o 1-5 h z A .副线圈两端的电压有效值为55、瓜B.副线圈中电流方向每分钟改变600次C.当R=50时，原线圈中的电流有效值为0.25AD

10、.当R=5时，电阻箱R消耗的电功率最大【参考答案】CD【名师解析】理想变压器的原线圈接入u=220sin （100兀t） V,则有效值为220V,根据原、副线圈匝数比4: 1,所以副线圈的电压为 55V,故A错误；变压器不改变电流频率，故由理想变压器的原线圈接入u = 220诉sin （100 4） V可得，3= 100兀rad/s,故频率为50Hz,故B错误；当R=50时，副线圈中的电流为| = _=1A,输出功率为55W,故原线圈的输出电流为0.25A,故C正确；电阻箱 R消耗的电功率 P=55当R=5时P有最大值，故D正确。黑）气=（哥理,由数学知识解得,5+R5+R （五条）盗亲）（2

11、019高考仿真卷）如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，保持输入电压不变.开始时单刀双掷开关K接a;S断开时，小灯泡A发光较暗，要使小灯泡A亮度增加，下列操作可行的是（）A.闭合开关SB.开关K接bC.把滑动变阻器滑片向左移动D.把滑动变阻器滑片向右移动【参考答案】BD【名师解析】闭合开关S,副线圈回路电阻变小，电流变大，滑动变阻器上的分压增大，并联部分的电压变小灯泡A变暗，选项A错误；开关K接b,输入端线圈匝数减小,则根据U1=工1可知,副线圈两端的电压增大,灯U2n2泡A中电流增大，灯泡A变亮，选项B正确；把滑动变阻器滑片向左移动 ，副线圈回路总电阻变大，总电流变小， 灯泡A两端的电压变

12、小，灯泡A变暗，选项C错误；把滑动变阻器滑片向右移动，副线圈回路总电阻变小，总电 流变大，灯泡A两端的电压变大，灯泡A变亮，选项D正确.（2019吉林东北师大附中测试）如图，单匝矩形导线框abcd与匀强磁场乖直，线框电阻不计，线框绕与cd边重合的同定转轴以恒定角速度从图示位置开始匀速转动，理想变压器匝数比为ni： n2.开关S断开时，额定功率为P的灯泡Li正常发光，电流表示数为I,电流表内阻不计，下列说法正确的是（）A.线框中产生的电流为正弦式交变电流B.线框从图中位置转过兀/4时，感应电动势瞬时值为P/IC.灯泡Li的额定电压等于niP n2ID.如果闭合开关S,则电流表示数变大【参考答案】

13、ABD【解析】线框绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线框中产生的是电流为正弦式交变电流，选项A正确；线框从中性面转动，当转动兀/4时，感应电动势的瞬时值表达式为 P/I sin 45 =P/I ,选项B正确；原n2n2P线圈两端的电压 U= P/I ,由变压器变压公式，副线圈两端的电压12= Ui=，选项C错误；S闭合，n1n1I副线圈电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，由p=ui可知原线圈电流变大，即电流表示数变大，选项D正确。（ 2019山东名校联考）如图所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生 e=220Rin100疝（V ）正弦交变电流，线圈电阻不计。理想变压器的原、副

14、线圈匝数之比为20:1, C为电容器，L为直流电阻不计的自感线圈，Ri、R2均为定值电阻，其中 Ri=10Q ,开关S开始是断开的，则以下说法中正确的是A .线圈的转速为50 r/sB.交流电压表的示数为11 VC.电阻R1的功率等于12.1 WD.闭合开关S后，变压器副线圈中的电流没有发生变化【参考答案】AB【名师解析】由e=2202sin1007t（V）可知，=100兀，线圈的转速为n=w/2兀=5r/s,选项A正确； 理想变压器原线圈输入电压 5=220V,根据变压器变压公式， U2=11V,即交流电压表的示数为 11 V,选项 B正确；由于变压器副线圈串联了电感 L,交流电路中L有感抗

15、，R1两端电压小于11V,电阻R的功率小U；于P= R =12.1 W,选项C错误；闭合开关 S后，电容器对交流电路构成通路，变压器副线圈中的电流增 大，选项D错误。（ 2019湖南长沙一模）如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n1： n2=2 ： 1,且分别接有电阻R和R2, R1=R2=400 Q. U为电压有效值不变的正弦交流电源，闭合开关K时，通过电阻R2的电流如图乙所示，则此时A.用电压表测量交流电源电压约为424 VB.交流电源的输出功率 90 WC.断开开关 KB,通过电阻 Ri的电流变成原来的一半D. Ri和R2消耗的功率之比为 1 ： 2【参考答案】：AB。【名师解

16、析】由Ui/U2=ni/n2,Ii/l2=n2/ni得，通过R2的电流有效值I2=0.3/2a,通过Ri的电流有效值li=0.15 2 A,副线圈两端的电压U2=l2R2=i20 %5V,原线圈两端电压 Ui=240Q”V,而U = Ui+IiRi=3002 V 424V,选项A正确；交流电源的功率P=UIi=90W,选项B正确；断开开关后，通过电阻Ri的电流为0,选项C错误；Ri消耗的功率Pi=Ii2Ri, R2消耗的功率P2=l22R2, Pi：P2= li2： l22=i：4,选 项D错误。二.计算题i . ( i5分)(20i9江苏无锡一模)高频焊接是一种常用的焊接方法，图i是焊接的原

17、理示意图。将半径为r=i0cm的待焊接的环形金属工件放在线圈中，然后在线圈中通以高频变化电流，线圈产生垂直于工件所在平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间t的变化规律如图2所示，t=0时刻磁场方向垂直线圈所在平面向外。工件非焊接部分单位长度上的电阻R0=i.0 i0-3Q,m-i,焊缝处的接触电阻为工件非焊接部分电阻的9倍,焊接的缝宽非常小，不计温度变化对电阻的影响。(i)在图3中画出感应电流随时间变化的i-t图象(以逆时针方向电流为正)，并写出必要的计算过程；(2)求环形金属工件中感应电流的有效值；(3)求t=0.30s内电流通过焊接处所产生的焦耳热.【名师解析】.（1）环形金属工件电阻为R=2

18、 4Ro+9X2TirRo= 20 7rRo = 6.28X10跋1分）2在03T时间内的感应电动势为E=w i i i i i . ）23456789 -f/10-s（2）在一个周期内12效RT= I2R2T（3分）解得 I 有效=1 000%6 * 8 a=816 A（2 分）=6.28 V（1 分）电流为 I = E= 1.0X 10 （3）在t=0.30 s内电流通过焊接处所产生的热量为Q而 R = 9X2 TirR0= 5.65 10 3 Q（2 分） 解得 Q=I2R 千 1.13 103J（3 分）A（1 分） R由楞次定律得到电流方向逆时针，It关系图象如图所示.（2分）I 000： -fr-1-dd的距离，且5d=k=l。现有一长度为 L、电阻为R的导体棒在外力度vo从磁场边界dd沿直杆向下匀速通过磁场，