五年高考真题 专题十一(共16页)

1、考点(ko din)一交变电流(dinli)的产生及描述1(2015四川理综，4，6分)(难度(nd)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图所示矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()A峰值是e0 B峰值是2e0C有效值是eq f(r(2),2)Ne0 D有效值是eq r(2)Ne0解析矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误；由于不计线圈的电阻，所以电机的输出电压峰值为2Ne0，故有效值为e

2、q f(2Ne0,r(2)eq r(2)Ne0，故D正确答案D2(2014江苏单科，7，4分)(难度)(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来若要缩短上述加热时间，下列措施可行的有()A增加(zngji)线圈的匝数B提高(t go)交流电源的频率C将金属(jnsh)杯换为瓷杯D取走线圈中的铁芯解析该装置的工作原理是，线圈内变化的电流产生变化的磁场，从而使金属杯体内产生涡流，再把电能转化为内能，使杯内的水发热交流电源的频率一定时，线圈产生的磁场越强，杯体内磁通量变化就越快，产生的涡流就越大，增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场增强，而取走线圈中

3、的铁芯会使线圈产生的磁场减弱，故A正确、D错误；交流电源的频率增大，杯体内磁通量变化加快，产生的涡流增大，故B正确；瓷为绝缘材料，不能产生涡流，故C错误答案AB3(2014天津理综，7，6分)(难度)(多选)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t0时刻线圈平面(pngmin)均与中性面重合B曲线(qxin)a、b对应的线圈(xinqun)转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V解析线圈经过中性面时不切割磁感线，此时感应电动势为零，选

4、项A正确；由图可知曲线a、b的周期之比为23，则对应的线圈转速之比为32，选项B错误；曲线a的周期为Ta4102 s，其频率为faeq f(1,Ta)25 Hz，选项C正确；曲线a、b表示的交变电流的峰值之比为eq f(Ema,Emb)eq f(a,b)eq f(3,2)，又Ema15 V，Emb10 V，Ubeq f(r(2),2)Emb5eq r(2) V，选项D错误答案AC4(2013福建理综，15，6分)(难度)如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r1.0 ，外接R9.0 的电阻闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e10eq r(2)sin(10t)V，则()

5、A该交变电流的频率为10 HzB该电动势的有效值为10eq r(2) VC外接电阻R所消耗的电功率为10 WD电路(dinl)中理想交流电流表的示数为1.0 A解析(ji x)根据(gnj)题意知，转子转动的角速度10,又2f，则该交流电的频率f5 Hz，A项错误；该交变电流电动势最大值Em10eq r(2) V，则有效值Eeq f(Em,r(2)10 V，B项错误；根据欧姆定律可得，电路中电流Ieq f(E,Rr)1.0 A，即电流表的示数为1.0 A,电阻R消耗的电功率PI2R9.0 W，C项错误，D项正确答案D5(2013海南单科,3，3分)(难度)通过一阻值R100 的电阻的交变电流如

6、图所示，其周期为1 s电阻两端电压的有效值为()A12 VB4eq r(10) VC15 VD8eq r(5) V解析由有效值定义可得eq f(U2,R)1 s(0.1 A)2R0.4 s2(0.2 A)2R0.1 s2，其中R100 ，可得U4eq r(10) V，B正确答案B6(2012北京理综，15，6分)(难度)一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为eq f(P,2).如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为()A5 V B5eq r(2) V C10 V D10eq r(2) V解析(ji x)根

7、据(gnj)公式Peq f(U2,R)可结合(jih)交流电的有效值定义eq f(P,2)eq f(Ueq oal(2,效),R),U效eq f(U,r(2)知其有效值U效5eq r(2) V，有效值和最大值的关系eq r(2)U效Um，即最大值为Um5eq r(2)eq r(2) V10 V，选项C正确答案C7(2011天津理综，4,6分)(难度)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则()At0.005 s时线框的磁通量变化率为零Bt0.01 s时线框平面与中性面重合C线框产生的交变电动势有效值为311 VD线框产生的交变电

8、动势频率为100 Hz解析交变电流知识的考查.由图乙可知，该交变电动势瞬时值的表达式为e311sin(100t)当t0.005 s时，瞬时值e311 V，此时磁通量变化率最大，A错误；同理当t0.01 s时，e0 V，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，B正确；对于正弦交变电流其有效值为Emax/eq r(2)，题给电动势的有效值为220 V，C错误；交变电流的频率为f1/T/250 Hz，D错误答案B考点二变压器电能的输送1. (2015新课标全国(qun u),16，6分)(难度(nd)一理想(lxing)变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻

9、值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()AU66 V，keq f(1,9) BU22 V，keq f(1,9)CU66 V，keq f(1,3) DU22 V，keq f(1,3)解析原、副线圈电压比等于匝数比，根据副线圈负载电阻的电压U，可知副线圈电压为U,原线圈电压为3U，副线圈电流I2eq f(U,R)，根据eq f(I1,I2)eq f(n2,n1)得原线圈电流I1eq f(U,3R)，那么原线圈输入电压220 V3Ueq f(U,3R)R，整理可得U66 V；原、副线圈电阻

10、消耗的功率根据PI2R,电阻相等，I1I213，可得功率之比为P1P219，即keq f(1,9).根据以上分析可知选项A正确答案A2(2015江苏单科，1,3分)(难度)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220 V交变电流改变为110 V已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为()A200 B400 C1 600 D3 200解析根据变压器的变压规律eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)得,n2eq f(U2,U1)n1eq f(110,220)800400匝，选项B正确答案(d n)B3(2015福建理综，15，6分)(难度(nd)图为远距离输电(shdin)示意图，两变压器

11、均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为()A(eq f(n1,n2)eq f(Ueq oal(2,m),4r) B(eq f(n2,n1)eq f(Ueq oal(2,m),4r)C4(eq f(n1,n2)2(eq f(P,Um)2r D4(eq f(n2,n1)2(eq f(P,Um)2r解析原线圈电压的有效值：U1eq f(Um,r(2)，根据eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)可求：U2eq f(n2,n1) eq

12、f(Um,r(2)，又因为是理想变压器，所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流Ieq f(P,U2),输电线上损失的电功率为PI22r4req blc(rc)(avs4alco1(f(n1,n2)eq sup12(2)eq blc(rc)(avs4alco1(f(P,Um)eq sup12(2)，所以C正确，A、B、D错误答案C4(2015安徽理综，16，6分)(难度)图示电路中,变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数

13、增大了0.8 A，则下列说法正确的是()A电压表V1示数增大(zn d)B电压表V2、V3示数均增大(zn d)C该变压器起升压(shn y)作用D变阻器滑片是沿cd的方向滑动解析由于a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，故电压表V1示数不变，选项A错误；由理想变压器原理公式eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)且U1、n1、n2不变，则U2不变，即V2的示数不变，V3的示数U3U2I2R0应减小，故选项B错误；由公式eq f(I1,I2)eq f(n2,n1)得：eq f(n1,n2)eq f(I2,I1)eq f(0.8,0.2)4，则n1n2，该变压器起降压作用，故C错误；又I2

14、eq f(U2,R0R)，I2增大，R应减小，故滑片应沿cd方向滑动，故D正确答案D5(2015天津理综，6，6分)(难度)(多选)如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R，P为滑动变阻器的滑动触头在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则()A保持(boch)Q的位置(wi zhi)不动，将P向上(xingshng)滑动时，电流表读数变大B保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小解析Q位置不动，副线

15、圈电压U2不变，当P上滑时，R增大，由Peq f(Ueq oal(2,2),RR0)可知总功率减小，原线圈电压U1不变，由PU1I1可知原线圈电流I1减小，故A错误，B正确；当P位置不动,Q上滑时，由eq f(U2,U1)eq f(n2,n1)知U2增大，同理分析原线圈电流I1增大，故C正确，D错误答案BC6(2015广东理综，15，4分)(难度)如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V，调节前后()A副线圈中的电流比为12B副线圈输出功率比为21C副线圈的接入

16、匝数比为21D原线圈输入功率比为12解析(ji x)在输入(shr)电压U1和原线圈匝数n1不变的情况(qngkung)下，使输出电压U2有效值由220 V降至110 V,由eq f(U2,U1)eq f(n2,n1)知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为21,故C正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为21,故A错误；由PUI知，输出功率之比为41，故B错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率,所以原线圈输入功率之比为41，故D错误答案C7. (2015海南单科，10，5分)(难度)(多选)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为41，原线圈与一可变

17、电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表的读数为5.0 V，则()A此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD原线圈两端原来的电压有效值约为48 V解析当负载电阻的阻值减小为R5R0时，根据串、并联电路规律，R两端电压为R0两端电压的5倍,因为电压表测量R两端的电压，所以UR0eq f(1,5)5 V1 V，故副线圈两端电压为U26 V，根据公式eq f(U1,U2)eq f(n1,n

18、2)可得此时原线圈两端电压的有效值为U124 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24eq r(2) V34 V，A正确，B错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前、后电流也不变，则变化后电压U2IR05IR06IR0，变化前，U2IR011IR012IR0，所以U22U212 V，根据公式eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)可得原线圈两端原来的电压有效值约为48 V，D正确，C错误答案(d n)AD8(2014新课标全国(qun u)，21,6分)(难度(nd)(多选)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，

19、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()AUabUcdn1n2B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，电流表的读数加倍解析设副线圈两端电压为U2，则有eq f(Uab,U2)eq f(n1,n2)，由于二极管具有单向导电性，根据有效值定义可知,eq f(Ueq oal(2,2),R)eq f(T,2)eq f(Ueq oal(2,cd),R1)T，则Ucdeq f(U2,r(2)，故选项A错误；增大负载电阻,则变

20、压器的输出功率减小，输入功率也减小，由P1UabI1可知，电流表读数减小,选项B正确；cd间的电压Ucd与R大小无关，选项C错误；将二极管短路,变压器的输出功率P2eq f(Ueq oal(2,2),R)eq f(2Ueq oal(2,cd),R)，为原来的2倍，由P2P1UabI1可知，电流表的读数变为原来的2倍，选项D正确答案(d n)BD9(2014山东(shn dn)理综，17，6分)(难度(nd)(多选)如图，将额定电压为60 V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220 V和2.2 A以下判断正

21、确的是()A变压器输入功率为484 WB通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD变压器原、副线圈匝数比n1n2113解析理想变压器的输入功率等于输出功率，所以有P1U1I1U2I2602.2 W132 W，选项A错误；原线圈电流I1eq f(P1,U1)0.6 A，选项B正确；副线圈电流最大值I2maxeq r(2)I22.2eq r(2) A，选项C错误；原副线圈匝数比eq f(n1,n2)eq f(U1,U2)eq f(220,60)eq f(11,3)，选项D正确答案(d n)BD10(2014广东(gung dng)理综，19，6分)(难度(nd)(

22、多选)如图所示的电路中，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()AP向下滑动时，灯L变亮BP向下滑动时，变压器的输出电压不变CP向上滑动时，变压器的输入电流变小DP向上滑动时，变压器的输出功率变大解析P向上或向下滑动时，由变压器的电压特点eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)可知，U2是不变的，灯L亮度也不变，A项错误，B项正确；P向上滑动时，滑动变阻器的阻值减小，由Peq f(U2,R)可知，变压器的输出功率P2变大，又理想变压器的输入功率等于输出功率，则输入功率P1也变大，由P1U1I1及U1不变可知，变压器的输入电流变大，C项错误，D

23、项正确答案BD11(2014浙江理综，15,6分)(难度)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()A用户(yngh)端的电压为eq f(I1U1,I2)B输电线上的电压(diny)降为UC理想变压器的输入(shr)功率为Ieq oal(2,1)rD输电线路上损失的电功率为I1U解析根据理想变压器原、副线圈的功率相等,有U1I1U2I2，解得用户端电压为U2eq f(I1U1,I2)，选项A正确；输电线上的电压降为I1r.选项B错误；理

24、想变压器的输入功率为UI1Ieq oal(2,1)r，选项C错误；输电线路上损失的电功率为Ieq oal(2,1)r，选项D错误答案A12(2014福建理综，16,6分)(难度)图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n1 n4n2n3，四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()AA1、A2两表的示数相同BL1、L2两灯泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2两端(lin dun)的电压小于R4两端(lin dun)的电压解析(ji x)设两电流表示数分别为IA1、IA2，则IA2eq f(U,2RRL).由题意知，升压变压器的升压比与降压变压器的降压比相等,设为k，由变压器匝数与电流、电压的关系可知，升压变压器副线圈两端电压U2kU,降压变压器副线圈中电流I4kIA1，U4I4RLkIA1RL，则降压变压器原线圈两端电压U3kU4k2IA1RL，则IA1eq f(U2U3,2R)，解得IA1eq f(kU,2Rk2RL)，则eq f(IA1,IA2)1，故IA1IA2，选项A错误；I4kIA1eq f(k2