浙江省2012届高考物理总复习 第10章 交变电流 传感器精练精析

1、PAGE PAGE - 9 -用心 爱心 专心第10章交变电流传感器 第一节交变电流的产生和描述一、单项选择题1正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R10 ，交流电压表的示数是10 V图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，则()A通过R的电流iR随时间t变化的规律是iReq r(2)cos100t(A)B通过R的电流iR随时间t变化的规律是iReq r(2)cos50t(A)CR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR5eq r(2)cos100t(V)DR两端的电压uR随时间t变化的规律是uR5eq r(2)cos50t(V)解析：选A.交流电压表示数为10 V，是有

2、效值，故Um10eq r(2)V，电阻上的交变电流与交变电压的变化趋势相同，电阻R上电流的最大值为10eq r(2)/10 Aeq r(2) A，又因t0时，uum，故iReq r(2)cos100t(A)，uR10eq r(2)cos 100t(V)，故选A.2下列四幅图是交流电的图象，其中能正确反映我国居民日常生活所用交流电的是()解析：选C.我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220 V，最大值为311 V，周期为0.02 s，所以只有C正确3(2011年湖南长沙模拟)一个阻值为2 的线圈在匀强磁场中转动，产生的交变电动势为e10eq r(2)sin20tV，当该线圈与

3、一阻值为8 的电阻组成闭合回路时，下列说法正确的是()At0时，线圈平面位于中性面Bt0时，穿过线圈的磁通量为0C电阻的热功率为16 WD用电压表测路端电压时读数为11.3 V答案：A4(2011年金华模拟)两只相同的电阻，分别通过正弦波形的交流电和方波形的交流电两种交变电流的最大值相等，波形如图所示在正弦波形交流电的一个周期内，正弦波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q1与方波形交流电在电阻上产生的焦耳热Q2之比eq f(Q1,Q2)等于()A31B12C21 D43答案：B5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间呈正弦函数关系，如图所示，此线圈与一个R10 的

4、电阻构成闭合电路不计电路的其他电阻下列说法正确的是()A交变电流的周期为0.125 sB交变电流的频率为8 HzC交变电流的有效值为eq r(2) AD交变电流的最大值为4 A解析：选C.由图象可以看出，此交变电流的周期为0.250 s，电压的最大值Um20 V所以交变电流的频率为4 Hz，A、B均错误；交变电流的最大值Imeq f(Um,R)2 A，有效值Ieq f(Im,r(2)eq r(2) A，C正确，D错误6(2009年高考福建理综卷)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 ，现外接一只电阻为95.0 的灯泡，如图乙所示，则()A电压表

5、V的示数为220 VB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484 WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J解析：选D.电动势的有效值为Eeq f(220r(2),r(2) V220 V，所以电流的有效值Ieq f(E,Rr)eq f(220,95.05.0) A2.2 A，所以电压表的示数为UIR2.295.0 V209 V，选项A错；交变电流的频率为feq f(1,T)50 Hz，每个周期内电流方向改变2次，故每秒钟内电流方向改变100次，选项B错；灯泡实际消耗的功率为P灯I2R2.2295.0 W459.8 W，故选项C错；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为QI

6、2rt2.225.01 J24.2 J，选项D对二、不定项选择题7如图所示的线圈中产生了交变电流的是()解析：选BCD.当线圈绕垂直于磁场的轴转动，磁通量发生变化，才能产生交变电流，B、C、D均符合要求，A项中线圈的磁通量不发生变化，故不产生交变电流8(2011年湖州高三质检)如图甲所示，电阻R的阻值为50 ，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中正确的是()A电阻R的功率为200 WB电流表示数为2 AC产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14 rad/sD如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍答案：ABD9内阻不计的交流发电机产生的电动势E10sin5

7、0t(V)，所接负载的电阻R10 ，现把发电机的转速提高一倍，则()A负载两端电压的有效值将变为28.2 VB交流电的频率将变为50 HzC负载消耗的功率将变为20 WD负载消耗的功率将变为40 W解析：选BC.原来的电动势最大值为10 V，有效值为7.07 V，当发电机的转速提高一倍时，角速度增加一倍，频率也增加一倍，电动势最大值和有效值均增加一倍，表达式可以写为E20 sin 100t(V)，由此可以看出提高转速后频率变为50 Hz，电动势有效值为14.14 V，负载消耗的功率将变为20 W故B、C正确10(2011年绍兴一中检测)电阻为1 的某矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动

8、时，所产生的正弦交流电的图象如图线a所示；当调整线圈转速后，该线圈中所产生的正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是()A在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零B线圈先后两次转速之比为32C交流电a的电动势的有效值为5eq r(2) VD交流电b的电动势的最大值为5 V解析：选BC.由图象可知，t0时刻线圈中的感应电流为0，感应电动势为0，穿过线圈的磁通量的变化率为0，所以穿过线圈的磁通量最大，A错误；由图象可得线圈先后两次转动的周期之比为0.40.623，转速与周期成反比，所以线圈先后两次转速之比为32，B正确；由图象可得交流电a的电流的最大值为10 A，有效值为e

9、q f(10,r(2) A5eq r(2) A，又矩形线圈的电阻为1 ，所以交流电a的电动势的有效值为5eq r(2) V，C正确；由EnBS，eq f(2,T)可得电动势与周期成反比，所以交流电b的电动势的最大值为eq f(20,3) V，D错误三、计算题11如图所示，间距为L的光滑水平金属导轨，水平地放置在竖直方向的磁感应强度为B的匀强磁场中，一端接阻值为R的电阻质量为m的导体棒放置在导轨上，其电阻为R0.在拉力F作用下从t0的时刻开始运动，其速度随时间的变化规律为vvmsint，不计导轨电阻求：(1)从t0到teq f(2,)时间内电阻R产生的热量(2)从t0到teq f(,2)时间内拉

10、力F所做的功解析：(1)eBLvBLvmsintieq f(e,R0R)eq f(BLvm,R0R)sint电流的有效值Ieq f(Im,r(2)eq f(BLvm,r(2)R0R)在t0 teq f(2,)时间内在R上产生的热量为：QI2Rteq f(BLvm,r(2)R0R)2Req f(2,)eq f(RB2L2voal(2,m),R0R2).(2)由vvmsint知：当t0时，v0当teq f(,2)时，vvm由功能关系得WFeq f(1,2)mveq oal(2,m)I2(RR0)eq f(,2)eq f(1,2)mveq oal(2,m)eq f(B2L2voal(2,m),4RR

11、0).答案：见解析12电压u120eq r(2)sint V，频率为50 Hz的交变电流，把它加在激发电压和熄灭电压均为u060eq r(2) V的霓虹灯的两端(1)求在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？(2)试分析为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？(已知人眼的视觉暂留时间约为eq f(1,16) s)解析：(1)如图所示，画出一个周期内交变电流的ut图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1当uu060eq r(2) V时，由u120eq r(2)sint V求得：t1eq f(1,600) s再由对称性知一个周期内能发光

12、的时间：tT4t1eq f(1,50) s4eq f(1,600) seq f(1,75) s再由比例关系求得一个小时内霓虹灯发光的时间为：teq f(3600,0.02)eq f(1,75) s2400 s.(2)很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而熄灭的时间间隔只有eq f(1,300) s(如图中t2t3那段时间)，由于人的眼睛具有视觉暂留现象，而这个视觉暂留时间约为eq f(1,16) s远大于eq f(1,300) s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉答案：(1)2400 s(2)见解析第二节变压器远距离输电一、单项选择题1(2011年嘉兴模拟)图是街头变压器通

13、过降压给用户供电的示意图变压器输入电压是市电网的电压，不会有很大的波动输出电压通过输电线输送给用户，输电线的电阻用R0表示，变阻器R表示用户用电器的总电阻，当滑动变阻器触头P向下移动时，下列说法不正确的是()A相当于在增加用电器的数目BA1表的示数随A2表的示数的增大而增大CV1表的示数随V2表的示数的增大而增大D变压器的输入功率增大答案：C2照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些这是因为用电高峰时()A总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C总电阻比

14、深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D供电线路上的电流恒定，但开的灯比深夜时多，通过每盏灯的电流小解析：选C.照明供电线路的用电器是并联的，晚上七、八点钟用电高峰时，用电器越多，总电阻越小，供电线路上的电流越大，输电线上损失的电压较大，用户得到的电压较小，所以C正确3如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为31，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈中再串一个相同的灯泡L，则()A灯L也能正常发光B灯L比另外三个灯都暗C灯L将会被烧坏D不能确定解析：选A.原、副线圈中的电流之比为eq f(I1,I2)eq f(n2,n1)eq f(1,3)，而副线圈中通过每盏灯的电流均

15、为其额定电流I额eq f(I2,3).又I1eq f(1,3)I2，所以通过原线圈中灯L的电流恰为其额定电流，灯L正常发光，所以A正确4(2009年高考四川理综卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R120 ，R230 ，C为电容器，已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则()A交流电的频率为0.02 HzB原线圈输入电压的最大值为200eq r(2) VC电阻R2的电功率约为6.67 WD通过R3的电流始终为零解析：选C.由图乙可知交流电频率为50 Hz，所以A错副线圈电压最大值U2I1R120 V，由eq f(U1,n1)eq f(U2,n2)可知U1200 V，B错R1和R

16、2并联P2eq blc(rc)(avs4alco1(f(U2,r(2)2/306.67 W因电容器接交流电有充放电电流，故D错5理想变压器原、副线圈匝数比为101，以下说法中正确的是()A穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是101B穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为101D正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为101答案：B6. (2011年北京西城区抽样)如图所示，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C.若用IR、IL、IC分别表示通过R、L和C的电流，则下列说法中正确的是()A若M、N接正弦式交流电，则IR

17、0、IL0、IC0B若M、N接正弦式交流电，则IR0、IL0、IC0C若M、N接恒定电流，则IR0、IL0，IC0D若M、N接恒定电流，则IR0、IL0，IC0解析：选B.若初级线圈两端M、N接正弦式交流电，三组次级线圈中都有感应电动势产生，三个线圈中都会有电流，只不过自感线圈中还会产生感应电动势，电容器不断进行充放电，也会有电流产生二、不定项选择题7. (2009年高考江苏卷)如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为15，原线圈两端的交变电压为u20eq r(2)sin 100t(V)氖泡在两端电压达到100 V时开始发光，下列说法中正确的有()A开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB开

18、关接通后，电压表的示数为100 VC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：选AB.在解题时要注意变压器的三个决定关系，副线圈电压由原线圈决定，则不论负载如何变化，电压表的读数不变，始终为有效值100 V，B正确；每个交流电周期内氖管发光两次，每秒发光100次，则氖管发光频率为100 Hz，开关断开后，负载电阻增大、电流减小，则变压器的输出功率减小8(2010年高考山东理综卷)一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头下列说法正确的是()A副线圈输出电压的频率为50 HzB副线圈输出电压

19、的有效值为31 VCP向右移动时，原、副线圈的电流比减小DP向右移动时，变压器的输出功率增加解析：选AD.由原线圈输入电压的变化规律可知，输入交变电压的周期为0.02 s，频率为50 Hz，所以副线圈输出电压的频率为50 Hz，A正确；原线圈输入电压的最大值为310 V，有效值为220 V，根据变压公式，副线圈输出电压的有效值为22 V，B错误；由变压器变流公式知，原、副线圈的电流比只与匝数比有关，C错误；滑动变阻器的滑动触头向右移动，电阻减小，副线圈输出电流增大，输出功率增加，D正确9(2011年富阳二中高三月考)在某交变电流电路中，有一个正在工作的理想变压器，如图所示它的原线圈匝数n160

20、0匝，交流电源的电动势e311 sin(100t) V(不考虑其内阻)，电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，原线圈串联一个额定电流为0.2 A的保险丝，副线圈匝数n2120匝，为保证保险丝不被烧断，则()A负载功率不能超过62 WB副线圈电流最大值不能超过1 AC副线圈电路中的电阻R不能小于44 D副线圈电路中电压表的读数为62 V解析：选C.由eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)得U244 V，D错；由eq f(I1,I2)eq f(n2,n1)得I21 A，所以负载功率最大为P2U2I244 W，A错；副线圈中的电流最大值为Imeq r(2) A，故B错；由Req f(Uoal(

21、2,2),P2)得R44 ，C对10(2009年高考山东理综卷)某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则()A.eq f(n2,n1)eq f(n3,n4)B.eq f(n2,n1)eq f(n3,n4)，A正确，B、C错误；考虑到输电线上也有电功率的损失，可知D也正确三、计算题11如图甲是一理想变压器的电路连接图，图乙是原线圈两端所加的电压随时间变化的关系图象，已知原、副线圈的匝数比为101，电流表A2的示数为2 A，开关S断开，求： (1)变压器的输入功率和电压表的示数；(2)将开关S闭合，定性分析电路中三只电表的示数变化情况解析：(1)由图乙可知输入电压的有效值U1200 V由eq f(U1,U2)eq f(n1,n2)得U2eq f(n2U1,n1