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2019-2020年高考物理 6年高考母題精解精析專題10 交變電流 【xx高考】 （xx廣東）19.某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e=50sin100πt（V），對此電動勢，下列表述正確的有( ) A.最大值是V B.頻率是100Hz C．有效值是V D.周期是0.02s （xx山東）18．圖甲是某燃氣爐點火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、。V為交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃氣體。以下判斷正確的是 A．電壓表的示數(shù)等于5V　　 B．電壓表的示數(shù)等于　　　　　　　　　　　　　 C．實現(xiàn)點火的條件是　D．實現(xiàn)點火的條件是 【答案】BC 【解析】 電壓表的示數(shù)為有效值，所以等于，選項A錯誤B正 確；實現(xiàn)點火的條件是，所以，選項C正確D錯誤。 【考點定位】交變電流 4. （xx海南）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，兩個標有“12V，6W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時，原線圈中電壓表和電流表（可視為理想的）的示數(shù)分別是 A．120V，0.10A B．240V，0.025A C．120V，0.05A D．240V，0.05A （xx?重慶）如圖所示，理想變壓器的原線圈接u＝11000sin100πt(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r＝6 Ω的導(dǎo)線對“220 V/880 W”的電器RL供電，該電器正常工作．由此可知(　　) （xx江蘇）7. 某同學(xué)設(shè)計的家庭電路保護裝置如圖所示,鐵芯左側(cè)線圈L1 由火線和零線并行繞成. 當(dāng)右側(cè)線圈L2 中產(chǎn)生電流時,電流經(jīng)放大器放大后,使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K,從而切斷家庭電路. 僅考慮L1 在鐵芯中產(chǎn)生的磁場,下列說法正確的有 (A) 家庭電路正常工作時,L2 中的磁通量為零 (B) 家庭電路中使用的電器增多時,L2 中的磁通量不變 (C) 家庭電路發(fā)生短路時,開關(guān)K 將被電磁鐵吸起 (D) 地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時,開關(guān)K 將被電磁鐵吸起 （xx浙江）20、為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度，將與儲罐外面殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容C置于儲罐中，電容器可通過開關(guān)S與線圈L或電源相連，如圖所示。當(dāng)開關(guān)從a撥到b時，由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期的振蕩電流。當(dāng)罐中的液面上升時 （xx天津）4． 通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓U保持不變，輸電線路總電阻的R。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，則P1，和 A．， B．R， C．， D．R， 【xx高考】 1．（福建）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1，電阻R=20 Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖所示?，F(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光。下列說法正確的是 A.輸入電壓u的表達式u=20sin(50π)V B.只斷開S1后，L1、L2均正常發(fā)光 C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大 D.若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.8W 2.（廣東）圖7（a）左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負載電路中R=55Ω，、為理想電流表和電壓表。若原線圈接入如圖7（b）所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110V，下列表述正確的是 A、電流表的示數(shù)為2A B、原、副線圈匝數(shù)比為1:2 C、電壓表的示數(shù)為電壓的有效值 D、原線圈中交變電壓的頻率為100Hz 3.（廣東）將閉合多匝線圈置于僅隨時間變化的磁場中，線圈平面與磁場方向垂直，關(guān)于線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流，下列表述正確的是 A、感應(yīng)電動勢的大小與線圈的匝數(shù)無關(guān) B、穿過線圈的磁通量越大，感應(yīng)電動勢越大 C、穿過線圈的磁通量變化越快，感應(yīng)電動勢越大 D、感應(yīng)電流產(chǎn)生的磁場方向與原磁場方向始終相同 4．（山東）為保證用戶電壓穩(wěn)定在220V，變電所需適時進行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖。保持輸入電壓u1不變，當(dāng)滑動接頭P上下移動時可改變輸出電壓。某次檢測得到用戶電壓u2隨時間t變化的曲線如圖乙所示。以下正確的是 （ ） A、u2=190sin(50πt)V B、u2=190sin(100πt)V C、為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)將P適當(dāng)下移 D、為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)將P適當(dāng)上移 答案：BD 解析：由于用戶電壓u2隨時間t變化的曲線周期為0.02s，所以u2=190sin(100πt)V，選項B正確A錯誤；為使用戶電壓穩(wěn)定在220V，應(yīng)減小變壓器原線圈匝數(shù)，應(yīng)將P適當(dāng)上移，選項C錯誤D正確。 5．（浙江）如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)n1=800和n2=200的兩個線圈，上線圈兩端u=51sin314tV的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)6．（新課標）如圖，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為1：2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220V，額定功率為22W；原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則（ ） 7．（江蘇）（15分）題13-1圖為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭。原線圈輸入正弦式交變電壓的u-t圖象如題13-2圖所示。若只在ce間接一只Rce=400 Ω的電阻，或只在de間接一只Rde=225 Ω的電阻,兩種情況下電阻消耗的功率均為80W。 （1）請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab的表達式； （2）求只在ce間接400Ω的電阻時，原線圈中的電流I1； （3）求ce和de 間線圈的匝數(shù)比。 8.（海南）如圖，理想變壓器原線圈與一10V的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個小燈泡a和b，小燈泡a的額定功率為0.3W，正常發(fā)光時電阻為30，已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過原線圈的電流為0.09A，可計算出原、副線圈的匝數(shù)比為_______，流過燈泡b的電流為_______A。 答案：10：3 0.2 解析：副線圈兩端電壓U2等于小燈泡a兩端電壓Ua，由得，Ua=3V，則原、副線圈的匝數(shù)比；流過燈泡a的電流Ia= Ua/ Ra=0.1A 又，得I2=0.3A。流過燈泡b的電流Ib= I2- Ia=0.3A-0.1A=0.2A 【xx高考】 3. xx天津7為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1，A2，導(dǎo)線電阻不計，如圖所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后 A. A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變 B. A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大 C. V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大 D. V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變 答案：AD 4. xx全國卷Ⅱ19圖中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連：P為滑動頭?，F(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈L兩端的電壓等于其額定電壓為止。用表示流過原線圈的電流，表示流過燈泡的電流，表示燈泡兩端的電壓，表示燈泡消耗的電功率（這里的電流、電壓均指有效值：電功率指平均值）。下列4個圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的是 5. xx江蘇物理3如圖所示的電路中，電源的電動勢為E,內(nèi)阻為r,電感L的電阻不計，電阻R的阻值大于燈泡D的阻值，在t=0時刻閉合開關(guān)S,經(jīng)過一段時間后，在t=t1時刻斷開S,下列表示A、B兩點間電壓UAB隨時間t變化的圖像中，正確的是 答案：B 7. xx福建13中國已投產(chǎn)運行的1000kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程。假設(shè)甲、乙兩地原來用500kV的超高壓輸電，輸電線上的損耗電功率為P。在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1000kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率變?yōu)? A. B. C.2P D.4P 答案：A 8．xx北京19在如圖所示的電路中，兩個相同的小燈泡L1和L2分別串聯(lián)一個帶鐵芯的電感線圈L和一個滑動變阻器R。閉合開關(guān)S后，調(diào)整R，使L1和L2發(fā)光的亮度一樣，此時流過兩個燈泡的電流均為I。然后，斷開S。若t′時刻再閉合S，則在t′前后的一小段時間內(nèi)，正確反映流過L1的電流L1、流過L2的電流l2隨時間t變化的圖像是 11．xx海南物理9如右圖，一理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4：1 ，原線圈兩端接入一正弦交流電源；副線圈電路中R為負載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表．下列結(jié)論正確的是 A．若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓的最大值為V B．若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來的一半 C．若輸入電壓不變，負載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸入功率也增加到原來的2倍 D．若保持負載電阻的阻值不變．輸入電壓增加到原來的2倍，則輸出功率增加到原來的4倍 【答案】AD 【解析】若電壓表讀數(shù)為6V，則輸入電壓為是有效值，因此其最大值 12.xx全國卷Ⅰ22圖1是利用激光測轉(zhuǎn)的原理示意圖，圖中圓盤可繞固定軸轉(zhuǎn)動，盤邊緣側(cè)面上有一小段涂有很薄的反光材料。當(dāng)盤轉(zhuǎn)到某一位置時，接收器可以接收到反光涂層所反射的激光束，并將所收到的光信號轉(zhuǎn)變成電信號，在示波器顯示屏上顯示出來（如圖2所示）。 （1）若圖2中示波器顯示屏橫向的每大格（5小格）對應(yīng)的時間為5.0010-2 s ，則圓盤的轉(zhuǎn)速為__________________轉(zhuǎn)/s。（保留3位有效數(shù)字） （2）若測得圓盤直徑為10.20 cm，則可求得圓盤側(cè)面反光涂層的長度為 ________ cm。（保留3位有效數(shù)字） 【命題意圖與考點定位】勻速圓周運動的周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,以及對傳感器所得圖像的識圖。【xx高考】 一、選擇題 2.（09廣東物理9）圖為遠距離高壓輸電的示意圖。關(guān)于遠距離輸電，下列表述正確的是 （ ABD ） A．增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失 B．高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗 C．在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小 D．高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好 3.（09江蘇物理6）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1：5，原線圈兩端的交變電壓為 氖泡在兩端電壓達到100V時開始發(fā)光，下列說法中正確的有 （ AB ） 4.（09海南物理9）一臺發(fā)電機最大輸出功率為4000kW,電壓為4000V，經(jīng)變壓器升壓后向遠方輸電。輸電線路總電阻．到目的地經(jīng)變壓器降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡（220V、60W）。若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%,變壓器和的耗損可忽略，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，則（ ABD ） A．原、副線圈電流分別為和20A B．原、副線圈電壓分別為和220V C．和的變壓比分別為1：50和40：1 D．有盞燈泡（220V、60W）正常發(fā)光 5.（09海南物理12）鉗型表的工作原理如圖所示。當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。由于通過環(huán)形鐵芯的磁通量與導(dǎo)線中的電流成正比，所以通過偏轉(zhuǎn)角度的大小可以測量導(dǎo)線中的電流。日常所用交流電的頻率在中國和英國分別為50Hz和60Hz?，F(xiàn)用一鉗型電流表在中國測量某一電流，電表讀數(shù)為10A；若用同一電表在英國測量同樣大小的電流，則讀數(shù)將是 A。若此表在中國的測量值是準確的，且量程為30A；為使其在英國的測量值變?yōu)闇蚀_，應(yīng)重新將其量程標定為 A． 答案：12 25 6.（09山東19）某小型水電站的電能輸送示意圖如下。發(fā)電機的輸出電壓為200V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n，n2。降壓變壓器原副線匝數(shù)分別為n3、n4（變壓器均為理想變壓器）。要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則 （ AD ） 提示：理想變壓器的兩個基本公式是：⑴ ，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比。⑵，即無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。只有當(dāng)變壓器只有一個副線圈工作時，才有。 遠距離輸電，從圖中應(yīng)該看出功率之間的關(guān)系是：P1=P2，P3=P4，P1/=Pr=P2。電壓之間的關(guān)系是：。電流之間的關(guān)系是：。輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的。分析和計算時都必須用，而不能用。特別重要的是要會分析輸電線上的功率損失。 9.（09福建16）一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0，則外接一只電阻為95.0的燈泡，如圖乙所示，則 （ D ） A.電壓表的示數(shù)為220v B.電路中的電流方向每秒鐘改變50次 C.燈泡實際消耗的功率為484w D.發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J 【xx高考】 1.（08北京18）一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1:n2=11:5。原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示。副線圈僅接入一個10 的電阻。則 （ D ） 2.（08天津17）一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓，其最大值保持不變，副線圈接有可調(diào)電阻R 設(shè)原線圈的電流為I1，輸入功率為P1，副線圈的電流為I2，輸出功率為P2。當(dāng)R增大時 （ B ） A．I1減小，P1增大 B．I1減小，P1減小 C．I2增大，P2減小 D．I2增大，P2增大 解析 理想變壓器的特點是輸入功率等于輸出功率，當(dāng)負載電阻增大時，由于副線圈的電壓不變，所以輸出電流I2減小，導(dǎo)致輸出功率P2減小，所以輸入功率P1減??；輸入的電壓不變，所以輸入的電流I1減小，B正確 3.（08四川16）如圖，一理想變壓器原線圈接入一交流電源，副線圈電路中R1、R2、R3和R4均為固定電阻，開關(guān)S是閉合的。V1 和V2 為理想電壓表，讀數(shù)分別為U1和U2； A1 、A2 和A3 為理想電流表，讀數(shù)分別為I1、I2和I3?，F(xiàn)斷開S，U1數(shù)值不變，下列4.（08寧夏19）如圖a所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度 逆時針勻速轉(zhuǎn)動。若以線圈平面與磁場夾角時（如圖b）為計時起點，并規(guī)定當(dāng)電流自a流向b時電流方向為正。則下列四幅圖中正確的是 （ D ） 5.（08海南7）如圖，理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為4∶1．原線圈接入一電壓為u＝U0sinωt的交流電源，副線圈接一個R＝27.5 Ω的負載電阻．若U0＝220V，ω＝100π Hz，則下述結(jié)論正確的是 （ AC ） A．副線圈中電壓表的讀數(shù)為55 V 6.（08廣東5）小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示國。此線圈與一個R＝10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻。下列說法正確的是 （ C ） 二、非選擇題 7.（08上海物理20 B）某小型實驗水電站輸出功率是20kW，輸電線路總電阻是6Ω。 （1）若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率。 （2）若改用5000 V高壓輸電，用戶端利用n1:n2＝22：1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓。 答案：見解析 解析：（1）輸電線上的電流強度為I＝A＝52.63A 輸電線路損耗的功率為P損＝I2R＝52.6326W≈16620W＝16.62kW （2）改用高壓輸電后，輸電線上的電流強度變?yōu)镮′＝A＝4A 用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓 U1＝U－I′R＝（5000－46）V＝4976V 根據(jù) 用戶得到的電壓為U2＝＝4976V＝226.18V 【xx高考】 （廣東）7、如圖所示是霓虹燈的供電電路，電路中的變壓器可視為理想變壓器，已知變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比，加在原線圈的電壓為（V），霓虹燈正常工作的電阻R=440kΩ，I1、I2表示原、副線圈中的電流，下列判斷正確的是 A、副線圈兩端電壓6220V，副線圈中的電流14.1mA B、副線圈兩端電壓4400V，副線圈中的電流10.0mA C、I1I2 【解析】樊守青根據(jù)題意可知，交流電的最大電壓變311V，則其有效值為220V，再根據(jù)電壓與匝數(shù)關(guān)系，可以求出畫線圈的電壓為4400V，再根據(jù)歐姆定律，可以求出副線圈中的電流為10mA，選項A錯誤，選項B正確。根據(jù)能量守恒和電功率定義P1=P2、P=UI，可以求出，I1>I2，選項C錯誤，選項D正確。 答案：BD （海南）12．某發(fā)電廠用2.2KV的電壓將電能輸出到遠處的用戶，后改為用22KV的電壓，在既有輸電線路上輸送同樣的電功率。前后兩種輸電方式消耗在輸電線上的電功率之比為__________。要將2.2KV的電壓升高到22KV，若變壓器原線圈的匝數(shù)為180匝，則副線圈的匝數(shù)應(yīng)該是________匝。