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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第24講 電流（上）交流電經(jīng)典精講2 1、正弦交變電源與電阻R、交流電壓表按照?qǐng)D1所示的方式連接，R=10Ω，交流電壓表的示數(shù)是10V，圖2是交變電源輸出電壓u隨時(shí)間t變化的圖象。則 V 交變電源 ~ 圖1 u/V t/10-2s O Um -Um 1 2 圖2 A.通過(guò)R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR=cos100πt (A) B.通過(guò)R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR=cos50πt (V) C.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR=10cos100πt (V) D.R兩端的電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR=5cos50πt (V) 2、如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，R1＝20 ，R2＝30 ，C為電容器。已知通過(guò)R1的正弦交流電如圖乙所示，則 A.交流電的頻率為0.02 Hz B.原線圈輸入電壓的最大值為200 V C.電阻R2的電功率約為6.67 W D.通過(guò)R3的電流始終為零 3、如圖(a)所示，一矩形線圈abcd放置在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并繞過(guò)ab、cd中點(diǎn)的軸OO′以角速度ω逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng).若以線圈平面與磁場(chǎng)夾角θ=45時(shí)［如圖(b)］為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時(shí)電流方向?yàn)檎?則下列四幅圖中正確的是( ) 4、圖是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的（ ） A.周期是0.01s B.最大值是311V C.有效值是220V D.表達(dá)式為U=220sin100πt（V） 5、某學(xué)校有一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī),內(nèi)阻為r=1 Ω,升壓變壓器的匝數(shù)比為1∶4,降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1,輸電線的總電阻為R=4 Ω,全校22個(gè)教室,每個(gè)教室用“220 V 40 W”的燈泡6盞,要求所有燈都正常發(fā)光,則 (1)輸電線上損耗的電功率多大? (2)發(fā)電機(jī)的輸出功率多大? (3)發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)多大? 6、在如圖的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說(shuō)法中正確的有（ ） A．升壓變壓器的輸出電壓增大 B．降壓變壓器的輸出電壓增大 C．輸電線上損耗的功率增大 D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大 7、在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1所示。產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖2所示，則（ ） A. t=0.005s時(shí)線框的磁通量變化率為零 B. t=0.01s時(shí)線框平面與中性面重合 C. 線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311V D. 線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100HZ 8、一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖甲所示，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．t＝0時(shí)刻，線圈平面與中性面垂直 B．t＝0.01 s時(shí)刻，Φ的變化率最大 C．t＝0.02 s時(shí)刻，交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大 D．該線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示 9、兩個(gè)完全相同的電熱器，分別通過(guò)如圖a和b所示的電流最大值相等的方波交變電流和正弦交變電流，則這兩個(gè)電熱器的電功率之比Pa∶Pb等于多少？ 10、如圖所示，圖甲和圖乙分別表示正弦脈沖波和方波的交變電流與時(shí)間的變化關(guān)系．若使這兩種電流分別通過(guò)兩個(gè)完全相同的電阻，則經(jīng)過(guò)1 min的時(shí)間，兩電阻消耗的電功之比W甲∶W乙為(　　) A．1∶ B．1∶2 C．1∶3 D．1∶6 .11、圖甲所示電路中， 為相同的電流表，C為電容器，電阻的阻值相同，線圈L的電阻不計(jì)。在某段時(shí)間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場(chǎng)的變化如圖乙所示，則在時(shí)間內(nèi) A．電流表的示數(shù)比的小 B．電流表的示數(shù)比A3的小 C．電流表和的示數(shù)相同 D．電流表的示數(shù)都不為零 12、如圖所示，電路中A、B是完全相同的燈泡，L是一帶鐵芯的線圈.開(kāi)關(guān)S原來(lái)閉合，則開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)的瞬間( ) A.L中的電流方向改變，燈泡B立即熄滅 B.L中的電流方向不變，燈泡B要過(guò)一會(huì)兒才熄滅 C.L中的電流方向改變，燈泡A比B熄滅慢 D.L中的電流方向不變，燈泡A比B熄滅慢 13、如圖，金屬環(huán)A用輕繩懸掛，與長(zhǎng)直螺線管共軸，并位于其左側(cè)，若變阻器滑片P向左移動(dòng)，則金屬環(huán)A將向_____（填“左”或“右”）運(yùn)動(dòng)，并有_____（填“收縮”或“擴(kuò)張”）趨勢(shì)。 A S E R P 14、如圖所示,絕緣水平面上有兩個(gè)離得很近的導(dǎo)體環(huán)a、b.將條形磁鐵沿它們的正中向下移動(dòng)(不到達(dá)該平面),a、b將如何移動(dòng)( ) A.a、b將相互遠(yuǎn)離 B.a、b將相互靠近 C.a、b將不動(dòng) D.無(wú)法判斷 第24講 電流——交流電 1、AC 詳解：由圖可知：交流電的周期：T=0.02S，f=50Hz，，電壓表指示的是有效值，最大值是V，R兩端電壓uR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uR=10cos100πt (V)，C正確，D錯(cuò)；根據(jù)歐姆定律, 通過(guò)R的電流iR隨時(shí)間t變化的規(guī)律是iR=cos100πt (A),A 正確，B錯(cuò)誤。 2、C 詳解：根據(jù)變壓器原理可知原副線圈中電流的周期、頻率相同，周期為0.02s、頻率為50赫茲，A錯(cuò)。由圖乙可知通過(guò)R1的電流最大值為Im＝1A、根據(jù)歐姆定律可知其最大電壓為Um＝20V，再根據(jù)原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線圈輸入電壓的最大值為200 V、B錯(cuò)；因?yàn)殡娙萜饔型ń涣?、阻直流的作用，則有電流通過(guò)R3和電容器，D錯(cuò)；根據(jù)正弦交流電的峰值和有效值關(guān)系并聯(lián)電路特點(diǎn)可知電阻R2的電流有效值為I＝、電壓有效值為U＝Um/V，電阻R2的電功率為P2＝UI＝W、C對(duì)。 3、D. 詳解：t=0時(shí)，由右手定則得，此時(shí)ad中電流方向?yàn)橛蒩到d，與規(guī)定的正方向相反，電流為負(fù)值.又因?yàn)榇藭r(shí)ad、bc兩邊的切割速度方向與磁場(chǎng)方向成45夾角，由E=2Blv⊥，可得E=2Blv=Em，故電流是最大值的，A、B均錯(cuò).線圈在接下來(lái)45的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，ad、bc兩邊的切割速度越來(lái)越小，所以感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)應(yīng)減小，感應(yīng)電流應(yīng)減小，因此C錯(cuò)D正確. 4、BC 詳解：由圖知：最大值Um=311V有效值周期T=0.02s 表達(dá)式 選BC。 5：C D 詳解：逐項(xiàng)判斷 A.應(yīng)不變，A錯(cuò)誤； B.，,，因P變大，I變大，所以U損變大，所以降壓變壓器初級(jí)電壓U3變小，B錯(cuò)誤； C.,因P變大，所以P損變大，C正確； D.，因P變大，所以比值變大，D正確； 6、(1)144 W (2)5 424 W (3)250 V 詳解：(1)根據(jù)題意,畫(huà)出從發(fā)電機(jī)到教室燈泡之間的傳輸過(guò)程,如圖所示. 所有燈都正常工作的總功率為P′2=22640 W=5 280 W 用電器都正常工作時(shí)的總電流為I′2==A=24 A 兩個(gè)變壓器之間輸電線上的電流為IR=I2= =6 A 故輸電線上損耗的電功率PR= R=144 W (2)升壓變壓器的輸出功率為P1′=PR+P2′=5 424 W 而發(fā)電機(jī)輸出功率即為升壓變壓器的輸入功率P出=P1=P1′=5 424 W (3)降壓變壓器上的輸入電壓U2=4U2′=880 V 輸電線上的電壓損失為UR=IRR=24 V 因此升壓變壓器的輸出電壓為U1′=UR+U2=904 V 升壓變壓器的輸入電壓為U1= =226 V 升壓變壓器的輸入電流為I1=4IR=24 A 發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì) E=U1+I1r=226 V+241 V=250 V 7、選B。 詳解：由圖2可知該正弦交變電流的電壓最大值為311v，周期等于0.02s，因此，根據(jù)正弦交變電流的最大值與有效值之間的關(guān)系式得知選項(xiàng)C錯(cuò)誤，又，則頻率為，選項(xiàng)D錯(cuò)誤，當(dāng)t=0.005s時(shí)，，取得最大值，穿過(guò)線圈的磁通量變化率最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，當(dāng)t=0.01s時(shí)，交變電壓及電流方向發(fā)生改變，電壓值最小等于零，線框平面與中性面重合，選項(xiàng)B正確。 8、B 詳解：由Φt圖知，t＝0時(shí)，Φ最大，即線圈處于中性面位置，此時(shí)e＝0，故A、D兩項(xiàng)錯(cuò)誤；由圖知T＝0.04 s，在t＝0.01 s時(shí)，Φ＝0，最大，e最大，則B項(xiàng)正確；在t＝0.02 s時(shí)，Φ最大，＝0，e＝0，則C項(xiàng)錯(cuò)誤． 9、2∶1 詳解：有效值與最大值關(guān)系I=是僅對(duì)正弦交變電流適用，即對(duì)于b圖才有Ib=，Pb=R=R，對(duì)于a圖的方波交變電流來(lái)說(shuō)，由于每時(shí)刻通過(guò)電阻R的電流都是Im，只是方向做周期性變化，而對(duì)于電流通過(guò)電阻發(fā)熱來(lái)說(shuō)，它與電流方向是沒(méi)有關(guān)系的.因此從熱效應(yīng)來(lái)說(shuō),a圖交變電流與電流是Im的恒定電流是等效的，也可以說(shuō)a圖交變電流有效值就是Im.因此Ia=Im，Pa=R=R.所以Pa∶Pb =1∶=2∶1. 10、C 詳解：電功的計(jì)算，I要用有效值計(jì)算，圖甲中，由有效值的定義得2R210－2＋0＋2R210－2＝I12R610－2，解得I1＝ A；圖乙中，I的值不變I2＝1 A，由W＝UIt＝I2Rt可以得到W甲∶W乙＝1∶3. 11、C 詳解：由B-t圖像知在t1-t2時(shí)間內(nèi)，原線圈中磁場(chǎng)先負(fù)向減小后正向增大，則副線圈中磁通量是均勻變化的，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律在副線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流大小不變，再根據(jù)楞次定則可判斷負(fù)向較小時(shí)和正向增大時(shí)感應(yīng)電流的方向相同，則在t1-t2時(shí)間內(nèi)副線圈中個(gè)電流為穩(wěn)恒電流，所以A1和A2的示數(shù)相同，A3的示數(shù)為0，正確答案C。 12、選D. 詳解：當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，L與燈泡A組成回路，由于自感，L中的電流由原來(lái)數(shù)值逐漸減小，電流方向不變，A燈熄滅要慢；B燈電流瞬間消失，立即熄滅，正確的選項(xiàng)為D. 13、右，收縮 詳解：變阻器滑片P向左移動(dòng)，電阻變小，電流變大，根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向原電流磁場(chǎng)方向相反，相互吸引，則金屬環(huán)A將向右移動(dòng)，因磁通量增大，金屬環(huán)A有收縮趨勢(shì)。 14、選A. 詳解：根據(jù)Φ=BS,磁鐵向下移動(dòng)過(guò)程中B增大,所以穿過(guò)每個(gè)環(huán)中的磁通量都有增大的趨勢(shì)，由于S不可改變,為阻礙磁通量增大,導(dǎo)體環(huán)應(yīng)該盡量遠(yuǎn)離磁鐵,所以a、b將相互遠(yuǎn)離.