2013届高三A：专题11_交变电流(解析版)

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(精选+详解)2013届高三物理名校试题汇编系列(第4期)专题11 交变电流

（精选+详解）2013届高三物理名校试题汇编系列（第4期）专题11 交变电流一、单项选择题1．（四川省成都外国语学校2013届高三下学期2月月考理综）一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10Ω的电阻．则A．流过电阻的最大电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是141VC．变压器的输入功率是1×103WD．在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2×103J2.（福建省厦门市2013届高三质量检查理科综合能力测试）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶1，电阻R=20Ω，是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则B.R上消耗的电功率为20W加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为3．（浙江省温州市十校联合体2013届高三上学期期末联考理综试题）电阻为1Ω的矩形线圈，绕垂直于磁场方向的轴在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势随时间变化的图象如图所示。

现把交流电加在电阻为9Ω的电热丝上，则下列说法中正确的是（）A ．线圈转动的角速度为100πrad/sB ．电热丝两端的电压U VC ．如果线圈转速提高一倍，则电流不会改变D ．用电流表测量电热丝的值为20A 3.A 解析：T =0.02s ，rad/s 1002ππω==T，选项A 正确；电热丝两端的电压U =V 290V 1092200=⨯，选项B 错误；在其他条件不变的情况下，线圈产生的感应电动势与转速成正比，转速加倍，感应电动势加倍，电流也加倍，选项C 错误；通过电热丝的电流V 210==RU I ，选项D 错误。

4．（东北三校（辽宁省实验中学、东北师大附中、哈师大附中）2013届高三3月第一次联合模拟考试理综试题）如图所示，一个“U ”形线框处在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，OO ’为磁场的边界。

高考物理模拟新题分类解析第期专题交变电流

高考物理模拟新题分类解析第期专题交变电流Coca-cola standardization office【ZZ5AB-ZZSYT-ZZ2C-ZZ682T-ZZT18】2013年高考物理模拟新题精选分类解析（第7期）专题11 交变电流1．（2013吉林市二模）如图所示，导体棒ab两个端点分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷分别与两导线c、d相接，c、d两导线的端点分别接在匝数比n 1∶n2=10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为L(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴（也是两圆环的中心轴）OO'以角速度ω匀速转动.如果变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则A.变阻器上消耗的功率为P =10I 2RB.变压器原线圈两端的电压U1 =10IRC.取ab在环的最低端时t =0，则棒ab中感应电流的表达式是i=2IsinωtD.ab沿环转动过程中受到的最大安培力F =2BIL2．（2013年3月江西省九校联考）如图所示，理想变压器原副线圈匝数之比为12:22:1n n =，原线圈接在电压为0220U V =的正弦式交流电源上，副线圈连接理想电压表V 、交流电流表A 、理想二极管D 和电容器C 。

则下列说法中正确的是 A ．电压表的示数为10VB ．电容器不断地充电和放电，所带电荷量不断变化C ．稳定后电流表的读数为零D ．稳定后电容器两极板间电势差始终为102V3．（2013山东省名校联考）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n l ∶n 2=4∶1，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻R T （阻值随温度的升高而减小）及报警器P 组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报警器P 将发出警报声.则以下判断正确的是A.变压器副线圈中交流电压的瞬时表达式u=92sin100πt(V)B.电压表示数为9V处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声C. RTD. R处温度升高时，变压器的输入功率变小T处温度升高时，变压器输出电流增大，变压器的输入会发出警报声，选项C正确。

2013届高考物理模拟新题精选分类解析专题11交变电流

2013届高考物理模拟新题精选分类解析第1期专题11 交变电流Word版含答案1、（2013安徽师大摸底）一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图所示，副线圈仅接入一个10 Ω的电阻，则( )A．流过电阻的最大电流是20 AB．与电阻并联的电压表的示数是141 VC．变压器的输入功率是2.2×103WD2．(2013广东二校联考摸底)交变电流u=50sin100πt（V）的A．周期为100s B．频率为50HzC．电压峰值为50V D．电压有效值为50V答案：BC解析：由交变电流u=50sin100πt（V）可知，周期为0.02s，频率为50Hz，电压峰值为50V，电压有效值为V，选项BC正确AD错误。

3．（2013唐山摸底）如图所示，理想变压器原线圈接一交流电源，副线圈回路中有一定值电阻R和两个小灯泡L1、L2，最初电键S是断开的，现闭合电键S，则A．副线圈两端电压变大B．灯泡L1变亮C．电流表A1示数变大D．电阻R中的电流变小4．（2013温州八校联考）图10中的变压器为理想变压器，原线圈匝数1n 与副线圈匝数2n 之比为10 : 1，变压器的原线圈接如图11所示的正弦式交流电，电阻Ω===20321R R R 和电容器C 连接成如图10所示的电路，其中，电容器的击穿电压为8V ，电压表V 为理想交流电表，开关S 处于断开状态，则（）A ．电压表V 的读数约为7.07VB ．电流表A 的读数为0.05AC ．电阻2R 上消耗的功率为2.5WD ．若闭合开关S ，电容器会被击穿图10 图115. （2013湖北摸底）用电高峰期，电灯往往会变暗。

我们可将这一现象简化为如下问题进行研究:如图所示，原线圈输入有效值恒定的交变电压，在理想变压器的副线圈上，通过等效电阻为R 的输电线连接两只灯泡L 1和L 2。

当开关S 闭合时，下列说法正确的是A.副线圈中的电流增大B.原线圈中的电流减小C.加在R 两端的电压增大D.加在L 1两端的电压减小答案：ACD 解析：当开关S 闭合时，副线圈中的电流增大，加在R 两端的电压增大，加在L 1两端的电压减小，选项ACD 正确B 错误。

【精选+详析】2013届高三物理名校试题汇编系列(第1期)专题11 交变电流

2013届高三物理名校试题汇编系列（第1期）专题11 交变电流一、单项选择题1．（甘肃省河西五市部分高中2012届高三第一次联考试题）如图a所示，虚线上方空间有垂直线框平面的匀强磁场，直角扇形导线框绕垂直于线框平面的轴O以角速度ω匀速转动。

设线框中感应电流方向以逆时针为正，那么在图b中能正确描述线框从图a中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流随时间变化情况的是（）2．（山东省济南一中2012届高三上学期期末测试）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（）3．（北京市西城区2012届高三第一学期期末考试物理题）一正弦式交变电流的电压随时间的变化规律如图所示。

则该交变电压的有效值为（）A．B．C．220V D．440V3.C 解析：根据题图可知，该正弦式交变电流的电压的最大值U m=2202V，所以有效值为U有效=U m/2=220V，只有选项C正确。

本题答案为C。

4．（江苏省南京市、盐城市2012届高三第一次模拟考试试卷）一种早期发电机原理示意图，如图所示，该发电机由固定的圆形线圈和一对用铁芯连接的圆柱形磁铁构成，两磁极相对于线圈平面对称，线圈圆心为O点。

在磁极绕转轴匀速转动的过程中，当磁极与O点在同一条直线上时，穿过线圈的（）A.磁通量最大，磁通量变化率最大B.磁通量最大，磁通量变化率最小C.磁通量最小，磁通量变化率最大D.磁通量最小，磁通量变化率最小6.（河南省豫东豫北十所名校2012届下学期高中毕业班阶段性测试）如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N内阻不计，绕轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时。

矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动接头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是（）A. 矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBS ωcos ωtB. 矩形线圈从图示位置经过π/2ω时间时，通过电流表的电荷量为0C. 当P 位置不动R 增大时，电压表读数也增大D. 当P 位置向上移动、R 不变时，电流表读数减小7．（北京市怀柔区2012届高三下学期适应性练习理综试题）某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是（）A ．交变电流的频率为0.02HzB ．交变电流的瞬时表达式为5cos50(A)i t π=C ．在t=0.01s 时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大D ．若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为5W7.D 解析：根据图象可知，i m =5A ，T =20×10-3s=0.02s ，所以，交变电流的频率f =1/T =50Hz ，瞬时表达式为t t T i t i i ππω100cos 52cos cos m m =⎪⎭⎫ ⎝⎛==（A ），所以选项AB 错误；在t=0.01s 时，交变电流的瞬时值最大，说明感应电动势最大，穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，磁通量最小，选项C 错误；该余弦交变电流的有效值为i 有=i m /2，若发电机线圈电阻为0.4Ω，则其产生的热功率为P 热=i 有2R =5W ，所以选项D 正确。

专题11交变电流第1讲交变电流的产生和描述(教学课件)高考物理一轮复习

(1)在磁场中与 B 垂直的位置为中性面，Φ 最大，I 感＝0，线圈转一周两次经过中性面，电流方向改变两次．
(2)交变电流某一时刻的值，是时间的函数．①线圈从中性面开始转动：e＝Emsin ωt；②线圈从平行于磁场方向开始转动：e＝Emcos ωt.
(3)只有正(余)弦式交变电流的有效值和峰值之间是 E＝Em2的关系，非正弦式交变电流一般不满足
[方法归纳] 几种典型交变电流的有效值
电流名称
电流图像
正弦式交变电流
正弦半波电流
有效值
I＝
Im 2
I＝I2m
电流名称矩形脉冲电流
非对称性交变电流
电流图像
有效值 I＝ Tt0Im
I＝ 21I21＋I22
1．(2018 年全国卷Ⅲ)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产
磁感线的中心轴OO′匀速转动，产生的感应电动势e随时间t变化的曲线
如图乙所示．若外接电阻的阻值R＝9 Ω，线圈的电阻r＝1 Ω，则下列说
法正确的是
()
A．线圈转速为100π r/s B．0.01 s末穿过线圈的磁通量最大 C．通过线圈的最大电流为10 A D．电压表的示数为90 V 【答案】C
【解析】由乙图可知，线圈转动的周期 T＝0.04 s，线圈转速 n＝T1＝ 25 r/s，故 A 错误；0.01 s 末，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈处于与中性面垂直位置，穿过线圈的磁通量最小且为零，故 B 错误；根据闭合电路的欧姆定律，可知 I＝RE＋mr＝91＋001 A＝10 A，故 C 正确；电压表测量的是有效值，故 U＝ I2R＝45 2 V，故 D 错误．
u0
2
uR20T，Q 正＝UR2有效T＝

高考物理一轮教学案：专题十一考点一交变电流的产生及描述含解析

专题十一交变电流考点一交变电流的产生及描述基础点知识点1交变电流、交变电流的图象1．交变电流(1)定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。

(2)常见类型如图甲、乙、丙、丁所示都属于交变电流。

其中按正弦规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，简称正弦交流电，如图甲所示。

2．正弦交流电的产生和图象(1)产生：如图所示，在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可产生正弦式交变电流。

(2)中性面及其特点①定义：与磁场方向垂直的平面。

②特点：a．线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零。

b．线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次。

(3)图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦函数曲线，如图所示。

知识点2描述交变电流的物理量1．周期和频率(1)周期T：交变电流完成一次周期性变化(线圈转动一周)所需的时间，单位是秒(s)。

公式：T＝2πω。

(2)频率f：交变电流在1 s内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz)。

(3)周期和频率的关系：T＝1f或f＝1T。

2．正弦交变电流的函数表达式(线圈从中性面位置开始计时)(1)电动势e随时间变化的规律：e＝E m sinωt。

(2)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝U m sinωt。

(3)电流i随时间变化的规律：i＝I m sinωt。

其中ω等于线圈转动的角速度，E m＝nBSω。

3．正弦交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。

(2)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值。

(3)有效值①定义：让交流和直流通过相同阻值的电阻，如果它们在相同的时间内产生的热量相等，就把这一直流的数值叫作这一交流的有效值。

②有效值和峰值的关系：E ＝E m 2，U ＝U m 2，I ＝I m 2。

(4)平均值：交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值。

【2013真题汇编】第11专题交变电流

第十一专题交变电流【2013海南卷】通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s.电阻两端电压的有效值为A ．12VB ．410VC ．15VD ．85V【答案】Ｂ【解析】根据一个周期内经过同一电阻生热相同的原则可得)+(=+212222121t t R I Rt i Rt i ，IR U =，解得V U 104=【2013福建卷15】如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω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()e t V π=，则A.该交变电流的频率为10HzB.该电动势的有效值为C.外接电阻R 所消耗的电功率为10WD.电路中理想交流电流表○A 的示数为1.0A【答案】D【解析】从电动势瞬时值表达式可知，交变电流的频率Hz f 52102====πππϖ，选项A 错误；该电动势的有效值V E E m102==，选项B 错误；电路中电流（有效值）A rR E I 1=+=，电阻R 消耗功率P ＝I 2R ＝9W ，选项C 错误；电流表的读数即为电流的有效值，选项D 正确。

【2013四川2】用220V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V ，通过负载的电流图象如图所示，则A.变压器输入功率约为3.9WB.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈的匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式A t i )2100sin(05.0ππ+=【答案】A【解析】由题意知，u 2=110v ，i m=0.05A,=2m i 有效,输出功率为2p u i =出有效，=，输入功率等于输出功率，选项A 正确；u 2=110v 是有效值，选项B 错误；根据变压器的变压比公式1122u n u n =，解得1221n n =，选项C 错误；负载电流的表达式：0.05sin100(i t A π=），交流电的初相位为0 ，选项D 错误。

2013年高考物理模拟新题精选分类解析第2期专题11交变电流Word版含答案

1. （2013河南三市联考）如图所示，理想变压器与电阻R,交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原副线图乙是R圈的匝数比为电阻R=10ΩD随时间t变化的规律是i R= cos100πt (A)A.通过R的电流iRB. 电流表A的读数为D. 变压器的输人功率为1OW2．（2013四川自贡一诊）如右图所示，M是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n1：n2=10：1，接线柱a、b接一正弦交变电源，电压tV311=。

sin100uπ变压器右侧部分为一火警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小），R1为一定值电阻。

下列说法正确的是（）A．当R2所在处出现火警时，电阻R1的功率变小B．当R2所在处出现火警时，电压表V2的示数变大C．当R2所在处出现火警时，电流表A的示数变小D．电压表V1示数为22V答案．D解析：当R2所在处出现火警时，阻值减小，变压器输出电流增大，输出功率增大，电阻R1两端电压增大，电阻R1的功率变大，电压表V2的示数变小，选项AB错误；由输入功率等于输出功率可知，当R 2所在处出现火警时，电流表A 的示数变大，选项C 错误；由变压器变压公式，变压器输出电压为22V ，电压表V 1示数为22V ，选项D 正确。

3. （2013安徽皖南八校联考）某理想变压器原、副线圈的匝数比为44∶3，原线圈a.b 间所接电原电压按图所示规律变化，副线圈接有负载电阻，电流表的示数为2.2 A ，则下列判断正确的是A ．.副线圈两端输出的电压为V B ．.原线圈中的电流为0.15 AC ．变压器的输入、输出功率之比为44∶3D ．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u ＝sin100t （V ）4、（2013江苏常州模拟）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈输入交变电压u=100sin50πt （V ），在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R ，电容器并联在电阻R 两端，电阻阻值R=10Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是：（）A 、电流表示数是1AB 、电流表示数是2AC 、电阻R 消耗的电功率为10WD 、电容器的耐压值至少是210VR消耗的电功率为P=102/10W=10W ，选项C 正确；副线圈输出电压最大值为210V，电容器的耐压值至少是210V ，选项D 正确。

高考物理复习考点知识与命题趋势专题讲解11---交变电流(解析版)

【例 1】(2020·江苏南京、盐城模拟)图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为 10 Ω，外接一只电阻为 90 Ω 的灯泡，不计电路的其他电阻，则( )
2 / 17
A．t＝0 时刻线圈平面与中性面垂直
＝2π＝ 2π Hz＝50 Hz，A 错误；在 t＝0 时，电动势瞬时值为 0，线圈平面恰好在中
1 性面处，B 错误；当 t＝200 s 时，e 达到峰值 Em＝200 2 V，C 正确；该交变电流的电
3 / 17
动势的有效值 E＝Em2＝200 V，D 错误．【例 3】(2020·贵州贵阳高三适应性考试)有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示；图中 N、S 是一对固定的磁极，磁极间有一固定在绝缘转轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘接触的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是 ( )
秒钟内电流方向改变 100 次，B 正确；由图象可知：电动势的有效值为 22 V，所以灯 90
泡两端的电压为 U＝100×22 V＝19.8 V，C 错误；0～0.01 s 时间内通过灯泡的电流均
为正方向，所以电荷量不为 0，D 错误．
【例 2】(2020·陕西渭南教学质量检测)一个矩形线圈在匀强磁场中转动产生的电动势
4 / 17
断是否应用了等效法，并不能真正考查是否理解并能应用等效法，而交流电有效值的
计算则可以结合不同类型的交流电，检测考生是否理解其等效的含义。
【要点概述】求解交变电流有效值的三种方法

2013届高考物理模拟新题精选分类解析(第2期)专题11交变电流

20 2 sin100 πt（V ），则加在 R2 上的电压有效值为
A ．10V
B．20V
C．15V
D．5 10 V
.答案： D
解析：由二极管的单项导电性可知加在 R2 上的电压波形为半个周期
最大值为 20 2 V ，半个周期最大值为 10 2 V 。由有效值的定义可得加在 R2 上
的电压有效值为 5 10 V ，选项 D 正确。
体热敏材料制成的传感器（电阻随温度升高而减小）， R1 为一定值电阻。下
列说法正确的是（
）
A ．当 R2 所在处出现火警时，电阻 R1 的功率变小 B．当 R2 所在处出现火警时，电压表 V 2 的示数变大 C．当 R2 所在处出现火警时，电流表 A 的示数变小 D．电压表 V 1 示数为 22V 答案． D 解析：当 R2 所在处出现火警时，阻值减小，变压器输出电流增大，输出功率增
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变电站Biblioteka 选项 A B C D小区型号 DYD30/C DYD50/C DYD100/C DYD150/C
千米电阻（ Ω/km） 1 0.6 0.3 0.2
9．（ 2012 年 2 月宁波八校联考）如图所示电路，电阻 R1 与电阻 R2 阻值相同，都为 R，和 R1 并联的 D 为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在 A 、 B 间加一正弦交流电 u ＝
值电阻 R，电容器并联在电阻 R 两端，电阻阻值 R=10Ω ，关于电路分析，下列
说法中正确的是：（
）
A 、电流表示数是 1A
B、电流表示数是 2 A
u
RC
C、电阻 R 消耗的电功率为 10W

【解析】北京市2013届高三物理各类考试分类汇编专题11交变电流Word版含解析

专题11 交变电流1．（2013·北京东城二模，18题）某兴趣小组用实验室的手摇发电机和理想变压器给一个灯泡供电，电路如图，当线圈以较大的转速n 匀速转动时，电压表示数是U 1，额定电压为U 2的灯泡正常发光，灯泡正常发光时电功率为 P ，手摇发电机的线圈电阻是r ，则有 A ．电流表的示数是1U PB ．变压器的原副线圈的匝数比是12:U UC ．变压器输入电压的瞬时值2sin 2u U nt π= D．手摇发电机的线圈中产生的电动势最大值是1m E = 【答案】A【KS5U 解析】理想变压器原副线圈的功率相等，由P=UI 知电流表的示数即流过原线圈的电流为1PU ，A 正确；变压器原副线圈的匝数比等于电压比，即1212::n n U U =，B 错误；由交流电瞬时值表达式m sin u U t ω=可知变压器输入电压的瞬时值为1sin 2u nt π，C 错误；1，D 错误。

2．（2013·北京房山二模，18题）一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知A ．该交流电的电压瞬时值的表达式为u ＝100sin （25t ）V-2sB ．该交流电的频率为25 HzC ．该交流电的电压的有效值为D ．若将该交流电压加在阻值R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为100 W 【答案】B【KS5U 解析】由图可知，T=4×10-2s ，故f=1T=25Hz ，ω=2πf=50rad/s ，所以其表达式为u=100sin （50t ）V ，故A 错误，B 正确．由图象可知交流电的最大值为100V ，因此其有效值为：U==V ，所以R 消耗的功率为：P=2U R =50W ，故C 、D 错误。

3. （2013·北京丰台二模，18题）如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻。

开关S 是闭合的， V 1 和 V 2 为理想电压表，读数分别为U 1和U 2； A 1 、A 2 和 A 3 为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3。

2013届高三物理名校试题汇编B：专题11 交变电流(解析版)

专题11 交变电流一、单项选择题1.（黑龙江省哈六中2012届高三上学期期末考试）如图所示，虚线两侧有垂直线框平面磁感应强度均为B 的匀强磁场，直角扇形导线框半径为L 、总电阻为R ，绕垂直于线框平面轴O 以角速度ω匀速转动。

线框从图中所示位置开始转动一周的过程中，线框内感应电流的有效值是（）A ．RBL ω2 B ．R BL 222ω C ．R BL 422ω D ．R BL ω222．（陕西省西安八校2012届高三上学期期中联考）如图所示，磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一匝数为N 的矩形线圈，其面积为S ，电阻为r ，线圈两端外接一电阻为R 的用电器和一个理想交流电压表。

若线圈绕对称轴OO '以角速度ω匀速转动，则当线圈从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（）A ．通过电阻R 的电量为NBS ／（R+r ）B．从图示位置开始转动90°磁通量的变化量等于NBSC．交流电压表示数为NBSωR／（R+r）D．电阻R产生的热量为πωRN2B2S2／2（R+r）23．（河北省衡水中学2012届高三上学期期末考试理综试题）如图所示是一种理想自耦变压器示意图．线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头，AB间接交流电压U，输出端接通了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头．当开关S闭合，P处于如图所示的位置时，两灯均能发光．下列说法正确的是（）A．P不动，将Q向右移动，变压器的输入功率变大B．P不动，将Q向左移动，两灯均变暗C．Q不动，将P沿逆时针方向移动，变压器的输入功率变大D．P、Q都不动，断开开关S，L1将变暗4．（北京市海淀区2012届高三第一学期期末考试物理试题）一只电饭煲和一台洗衣机并联接在输出电压u=311sin314t V的交流电源上（其内电阻可忽略不计），均正常工作。

用电流表分别测得通过电饭煲的电流是5.0A，通过洗衣机电动机的电流是0.50A，则下列说法中正确的是（）A．电饭煲的电阻为44Ω，洗衣机电动机线圈的电阻为440ΩB．电饭煲消耗的电功率为1555W，洗衣机电动机消耗的电功率为155.5WC．1min内电饭煲消耗的电能为6.6×104J，洗衣机电动机消耗的电能为6.6×103JD．电饭煲发热功率是洗衣机电动机发热功率的10倍5．（北京市西城区2012届高三第一学期期末考试物理题）如图所示，一单匝矩形金属线圈ABCD在匀强磁场中绕转轴OO'匀速转动。

[精品]2013年全国高考物理试题精编交流电及答案

2(2013四川卷)．用220V 的正弦交流电通过想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V ，通过负载的电流图像如图所示，则A ．变压器输入功率约为3 9WB ．输出电压的最大值是110V ．变压器原、副线圈匝比是1：2 D ．负载电流的函表达式=005(100π+2)A 答案：A8【2013江苏高考】如图所示,想变压器原线圈接有交流电,当副线圈上的滑片P 处于图示位置时,灯泡L 能发光要使灯泡变亮,可以采取的方法有 ((BA))增向大下交滑流动电P 的电压 ()增大交流电的频率 (D)减小电容器的电容答案：B3(2013海南卷)．通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1电阻两端电压的有效值为A ．12VB ．410V．15V D ．85V 答案：B16【2013广东高考】如图5，想变压器原、副线圈匝比1：2=21, 错误！未定义书签。

和错误！未定义书签。

均为想电表，灯泡电阻R1=6Ω,AB端电压12100π（V）下列说法正确的是1=2A.电流频率为100HzB.错误！未定义书签。

的读为24VC.错误！未定义书签。

的读为05AD.变压器输入功率为6W答案：D17（2013山东综）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，错误！未定义书签。

为交流电流表。

线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变的图像如图乙所示，以下判断正确的是A．电流表的示为10AB线圈转动的角速度为50πrd/001时线圈平面与磁场方向平行D．002时电阻R中电流的方向自右向左答案：A15（2013福建卷综如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=10Ω,外接R=90Ω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()e t V π=，则A 该交变电流的频率为10HzB 该电动势的有效值为外接电阻R 所消耗的电功率为10WD 电路中想交流电流表错误！未定义书签。

2013年高考物理-模拟新题精选分类解析(第7期)专题11-交变电流

2013年高考物理-模拟新题精选分类解析(第7期)专题11-交变电流D处温度升高时，变压会发出警报声，选项C正确。

RT器输出电流增大，变压器的输入功率增大，选项D 错误。

4、（2013年河北省八市联考）一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是5∶1，原线圈接入电压220V的正弦交流电，各元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示．电压表和电流表均为理想交流电表，则下列说法正确的是A．原、副线圈中的电流之比为5∶1B．电压表的读数约为31.11VC．若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω，则1 分钟内产生的热量为2904 JD．若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小5．（2013黑龙江省牡丹江市联考）矩形金属线圈共l0匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动。

线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如右图所示。

下列说法中正确的是A．T=0.1s时，线圈平面与磁场方向平行B．线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为1/100π WbC．此交流电经l∶5的升压变压器升压后，周期变为1秒D．若仅线圈的转速增加为原来的两倍，则交流电的有效值为2V6．（2013河南名校质检）如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处为用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )A．U2减小，U4变大B．U2不变，U3变小C．P1变小，P2变小D．P2变大，P3变大答案：BD7．（2013广东省中山市期末）用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题．如图，理想变压器的副线圈上，通过输电线连接两只相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，原线圈输入有效值恒定的交流电压，当开关S闭合时，以下说法正确的是A．灯泡L 1两端的电压减小B．电阻R两端的电压增大C．副线圈输出电压减小D．原线圈输入功率减小答案：B解析：当开关S闭合时，输电线上电流增大，电阻R两端的电压增大，灯泡L1两端的电压减小，选项B 正确A错误。

2013届高三物理试题汇编详解系列第3期专题11 交变电流含答案

一、单项选择题1.（陕西省长安一中、高新一中、交大附中、师大附中、西安中学等五校2012届高三第三次模拟考试）关于物理学的研究方法,以下说法错误的是（)A．伽利略开创了运用逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法B．卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，应用了放大法C．电场强度是用比值法定义的，因而电场强度与电场力成正比，与试探电荷的电量成反比D．“合力与分力”、“总电阻”、“交流电的有效值”用的是“等效替代”的方法1。

C解析：伽利略为了探究自由落体运动的规律，做了斜面实验,他在实验中开创了逻辑推理和实验相结合进行科学研究的方法，选项A说法正确；卡文迪许在利用扭秤实验装置测量引力常量时，利用了自制的仪器测量出微小的转动，即应用了放大法，选项B说法正确；电场强度与场源电荷的电荷量和距离场源电荷的距离有关,而与电场力或试探电荷的电荷量无关，选项C说法错误；合力与分力是一种等效替代的关系，计算“总电阻"或“交流电的有效值”用的都是“等效替代"的方法，选项D说法正确。

本题答案为C。

2.（甘肃省甘谷一中2013届高三上学期第一次检测考试理综试题）如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和b,则A.线圈a输入正弦交变电流,线圈b可输入恒定电流B.线圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量一定为零C。

线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D。

线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场2.D 解析：线圈a输入恒定电流时，穿过线圈b的磁通量一定不为零，但是磁通量恒定不变，线圈b中无电流；线圈a输入正弦交变电流时，线圈b可输出正弦交变电流，输出电流对线圈a的磁场造成影响,选项ABC错误；线圈a的磁场变化时，根据“变化的磁场产生电场"可知，线圈b中一定有电场,选项D正确。

本题答案为D。

3．（上海市嘉定区2012届高三下学期第二次模拟考试物理试卷）在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路。

11-13高考物理试题分类汇编--交变电流

（三年经典）2011-2013全国各地高考物理真题分类汇编（详解）交变电流1．（2011年高考·四川理综卷）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω。

从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60º时的感应电流为1A 。

那么A ．线圈消耗的电功率为4WB ．线圈中感应电流的有效值为2AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e =4cos 2t T πD ．任意时刻穿过线圈的磁通量为ф=T πsin 2tTπ1.AC 解析：绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈中产生正弦或余弦式交流电，由于从垂直中性面开始其瞬时表达式为cos m i I θ=，得/cos 2m I i θ==A ，则感应电动势的最大值为224m m E I r ==⨯=V ，C 正确，B 错误；电功率为22()22m P I r r ===W ，A 正确；任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=T πsin 2tTπ中当时间为2T t =时T πΦ=，单位不正确；所以正确答案是AC 。

2．（2011年高考·安徽理综卷）如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B 。

电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动（O 轴位于磁场边界）。

则线框内产生的感应电流的有效值为A ．22BLRω BC D ．24BL Rω2.D 解析：交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T ，而线框转动一周只有T /4的时间内有感应电流，则有(BLωL 2R )2R T 4=I 2RT ，所以I ＝BL 2ω4R ，D 正确。

3．（2011年高考·福建理综卷）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2=5∶1，电阻R =20Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1为单刀双掷开关。

交变电流(考点解读)

1．[交变电流的产生和变化规律]如图2甲所示，矩形线圈abcd 在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，设沿abcda 方向为电流正方向，则下列说法正确的是( )图2A ．乙图中Oa 时间段对应甲图中A 至B 图的过程 B ．乙图中c 时刻对应甲图中的C 图C ．若乙图中d 等于 s ，则1 s 内电流的方向改变50次D ．若乙图中b 等于 s ，则交流电的频率为50 Hz 答案 A2．[交变电流的产生和变化规律](2013·山东·17)图3甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N 、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表．线圈绕垂直于磁场的水平轴OO ′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示．以下判断正确的是( ),图3A ．电流表的示数为10 AB ．线圈转动的角速度为50π rad/sC ． s 时线圈平面与磁场方向平行D ． s 时电阻R 中电流的方向自右向左答案 AC解析电流表测量的是电路中电流的有效值I ＝10 A ，选项A 正确．由题图乙可知，T ＝ s ，所以ω＝2πT ＝100π rad/s ，选项B 错误．t ＝ s 时，电流最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C 正确．t ＝ s 时，线圈所处的状态就是图示状况，此时R 中电流的方向自左向右，选项D 错误．3．如图4所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图5甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示．若图甲、乙中的U 0、T 所表示的电压、周期是相等的，则以下说法正确的是( )图4&图5A ．第一次灯泡两端的电压的有效值是22U 0 B ．第二次灯泡两端的电压的有效值是32U 0 C ．第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9 D ．第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶5解析第一次所加正弦交流电压的有效值为U 1＝U 02＝22U 0，A 项正确；设第二次所加交流电压的有效值为U 2，则根据有效值的定义有U 22R T ＝2U 02R ·T 2＋U 20R ·T2，解得U 2＝102U 0，B 项错；根据电功率的定义式P ＝U 2R 可知，P 1∶P 2＝1∶5，C 项错，D 项正确．答案 AD 变式题组4．[交变电流有效值的计算方法]如图6所示为一交变电流的电压随时间变化的图象，正半轴是正弦曲线的一个部分，则此交变电流的电压的有效值是( )—图6V B ．5 V V D ．3 V答案 C解析设其有效值为U ，根据交变电流的有效值定义和题图中电流特点可得，在一个周期内有U 21R t 1＋U 22R t 2＝U 2R t ，即(3 2 V 2)2×1R × s ＋(4 V)2×1R × s ＝U 2×1R × s ，解得U ＝522 V ，故C 正确．5．[交变电流有效值的计算]如图7所示的区域内有垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )图7?答案 D解析线框转动的角速度为ω，进磁场的过程用时18周期，出磁场的过程用时18周期，进、出磁场时产生的感应电流大小均为I ′＝12BL 2ωR ，则转动一周产生的感应电流的有效值I 满足：I 2RT ＝⎝ ⎛⎭⎪⎪⎫12BL 2ωR 2R ×14T ，解得I ＝BL 2ω4R ，D 项正确． 6．[对交变电流“四值”的理解]如图9甲所示，标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 300 V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关．下列判断正确的是( )图9A ．t ＝T2时刻，的示数为零B ．灯泡恰好正常发光C ．电容器不可能被击穿 D.的示数保持110 2 V 不变答案 B（解析的示数应是电压的有效值220 V，故A、D错；电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，B正确；电压的峰值U m＝220 2 V≈311 V，大于电容器的耐压值，故有可能被击穿，C错．7．(2014·天津·7)如图11甲所示，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乙中曲线a、b所示，则()图11A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3C．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答案AC解析A．从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A选项正确．》B．从图象可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为2∶3，则转速之比为3∶2，故B 选项错误．C．由图象可知，曲线a的周期T a＝4×10－2 s，则曲线a表示的交变电动势频率f a＝1T a＝25 Hz，故C选项正确．D．交变电动势的最大值E m＝nBSω，则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为E m a∶E m b＝ωa∶ωb＝3∶2，即E m b＝23E m a＝10 V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有＝102V＝5 2 V，D选项错误．8. (2013·福建·15)如图12所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝Ω，外接R＝Ω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e＝102sin 10πt (V)，则()图12A ．该交变电流的频率为10 HzB ．该电动势的有效值为10 2 VC ．外接电阻R 所消耗的电功率为10 WD ．电路中理想交流电流表的示数为 A}答案 D解析由交变电流电动势的表达式e ＝102sin 10πt (V)＝E m sin ωt 可知，该交变电流的频率为f ＝ω2π＝10π2π Hz ＝5 Hz ，A 选项错误．该交变电流电动势的有效值E ＝E m 2＝1022V ＝10 V ，B 选项错误．电流的有效值I ＝ER ＋r＝错误! A ＝ A ，外接电阻R 所消耗的电功率P R ＝I 2R ＝×W ＝ W ，故C 选项错误，D 选项正确．9．通过一阻值R ＝100 Ω的电阻的交变电流如图13所示，其周期为1 s ．电阻两端电压的有效值为( )图13A ．12 VB ．410 VC ．15 VD ．8 5 V 答案 B…解析由有效值定义可得U 2R ×1 s ＝ A)2×R × s×2＋ A)2×R × s×2，其中R ＝100 Ω，可得U ＝410 V ，B 正确．10．如图14所示，边长为L 的正方形单匝线圈abcd ，电阻为r ，外电路的电阻为R ，ab 的中点和cd 的中点的连线OO ′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B ，若线圈从图示位置开始，以角速度ω绕OO ′轴匀速转动，则以下判断正确的是( )图14A ．图示位置线圈中的感应电动势最大为E m ＝BL 2ωB ．闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e ＝12BL 2ωsinωtC ．线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电荷量为q ＝2BL 2R ＋rD ．线圈转动一周的过程中，电阻R 上产生的热量为Q ＝πB 2ωL 4R4R ＋r 2答案 BD解析图示位置线圈中的感应电动势最小为零，A 错；若线圈从图示位置开始转动，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为e ＝12BL 2ωsin ωt ，B 对；线圈从图示位置转过180°的过程中，流过电阻R 的电荷量为q ＝ΔΦR 总＝BL 2R ＋r，C 错；线圈转动一周的过程中，电阻R 上产生的热量为Q ＝E m 22R ＋r ·2πω·R R ＋r ＝πB 2ωL 4R4R ＋r 2，D 对．！11．如图15所示区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x 轴和y ＝2sin π2x 曲线围成(x ≤2 m)，现把一边长为2 m 的正方形单匝线框以水平速度v ＝10 m/s 匀速地拉过该磁场区，磁场区的磁感应强度为 T ，线框电阻R ＝ Ω，不计一切摩擦阻力，则( )图15A ．水平拉力F 的最大值为8 NB ．拉力F 的最大功率为 WC ．拉力F 要做 J 的功才能让线框通过此磁场区D ．拉力F 要做 J 的功才能让线框通过此磁场区答案 C解析线框通过磁场区，产生的感应电流先增大后减小，形成正弦交流电，周期为2lv ＝ s ，感应电动势最大值为E m ＝Blv ＝8 V ，有效值为4 2 V ，感应电流最大值为16 A ，有效值为8 2 A ，则水平拉力最大值为F m ＝BI m l ＝ N ，A 错误；拉力的最大功率为P m ＝F m v ＝128 W ，B 错误；线框匀速通过，拉力做的功等于焦耳热，Q ＝I 2Rt ＝ J ，C 正确，D 错误． 12．如图所示，面积均为S 的单匝线圈绕其对称轴或中心轴在匀强磁场B 中以角速度ω匀速转动，能产生正弦交变电动势e ＝BSωsin ωt 的图是( )-答案 A解析线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴(轴在线圈所在平面内)匀速转动，产生的正弦交变电动势为e ＝BSωsin ωt ，由这一原理可判断，A 图中感应电动势为e ＝BSωsin ωt ；B 图中的转动轴不在线圈所在平面内；C 、D 图转动轴与磁场方向平行，而不是垂直． 13．为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下实验构思方案：第一次将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴OO 1按图1甲所示方向匀速转动(ab 向纸外， cd 向纸内)，并从图甲所示位置开始计时．此时产生的交变电流如图乙所示．第二次他仅将转轴移至ab 边上，第三次他仅将转轴右侧的磁场去掉，关于后两次的电流图象，下列说法正确的是( )图1A ．第二次是A 图B ．第二次是C 图（C ．第三次是B 图D ．第三次是D 图答案 D14．(2012·北京·15)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P2.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为( )A ．5 VB ．5 2 VC ．10 VD ．10 2 V 答案 C解析根据P ＝U 2R ，对直流电有P ＝10 V 2R，对正弦式交流电有P 2＝U ′2R ，所以正弦式交流电的有效值为U ′＝ PR 2＝102 V ，故交流电源输出电压的最大值U m ′＝2U ′＝10 V ，故选项C 正确，选项A 、B 、D 错误．15．如图2所示电路中，电源电压U ＝311sin 100πt (V)，A 、B 间接有“220 V 440 W”的电暖宝、“220 V 220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是( )图2A ．交流电压表的示数为311 V/B ．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 2 AC ．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D ．1 min 抽油烟机消耗的电能为×104 J 答案 D16．如图3甲是阻值为5 Ω的线圈与阻值为15 Ω的电阻R 构成的回路．线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示．则( )图3A ．电压表的示数为10 2 VB ．通过电阻R 的电流为22 A C ．电阻R 上消耗的功率为 W-D ．通过电阻的电流方向每秒变化100次答案 B解析由题图乙可得E m ＝20 V ，E ＝10 2 V ，电压表读数U ＝E R ＋r R ＝1522 V ，A 错误；通过电阻R 的电流I ＝U R ＝22 A ，B 正确；R 上消耗的功率P ＝I 2R ＝ W ，C 错误；T ＝ s ，f ＝25 Hz ，电流方向每秒变化50次，D 错误．17．如图4所示，矩形线圈abcd 绕轴OO ′匀速转动产生交流电，在图示位置开始计时，则下列说法正确的是( )图4A ．t ＝0时穿过线圈的磁通量最大，产生的感应电流最大B ．t ＝T4(T 为周期)时感应电流沿abcda 方向C ．若转速增大为原来的2倍，则交变电流的频率是原来的2倍D ．若转速增大为原来的2倍，则产生的电流有效值为原来的4倍-答案 BC解析图示时刻，ab 、cd 边切割磁感线的有效速率为零，产生的感应电动势为零，感应电流为零，A 错误；根据线圈的转动方向，确定T4时线圈的位置，用右手定则可以确定线圈中的感应电流沿abcda 方向，B 正确；根据转速和频率的定义ω＝2πf 可知C 正确；根据E m ＝nBSω，E ＝E m 2，I ＝ER 总可知电流有效值变为原来的2倍，D 错误．18. 如图5所示，闭合的矩形导体线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO ′匀速转动．沿着OO ′方向观察，线圈逆时针方向转动．已知匀强磁场的磁感应强度为B ，线圈匝数为n ，ab 边的边长为l 1，ad 边的边长为l 2，线圈电阻为R ，转动的角速度为ω，则当线圈转至图示位置时( )图5A ．线圈中感应电流的方向为adcbaB ．线圈中的感应电动势为2nBl 2ωC ．穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D ．线圈ab 边所受安培力的大小为n 2B 2l 1l 22ωR 答案 AC~解析当线圈转至图示位置时，由楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为adcba ，选项A 正确；图示位置穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大，感应电动势最大，线圈中的感应电动势为nBl 1l 2ω，选项B 错误，C 正确；线圈ab 边所受安培力的大小为F ＝0，选项D 错误． 19．如图6所示，N 匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕轴OO ′匀速转动，线框面积为S ，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R 、理想交流电流表和二极管D.二极管D 具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大．下列说法正确的是( )图6A ．交流电流表的示数I ＝ω2R NBS B ．一个周期内通过R 的电荷量q ＝2NBSR C ．R 两端电压的有效值U ＝ω2NBS D ．图示位置电流表的示数为0 答案 AB解析设回路中电流的有效值为I ，由电流的热效应可知，12(NBωS 2R)2RT ＝I 2RT ，I ＝NBωS2R ，A正确，D 错误．电阻R 两端电压的有效值U ＝IR ＝NBωS2，C 错误．一个周期内通过R 的电荷量q ＝N ΔΦR ＝2NBS R ，B 正确． (20．(2014·山东·17)如图1所示，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 A ．以下判断正确的是( )图1A ．变压器输入功率为484 WB ．通过原线圈的电流的有效值为 AC ．通过副线圈的电流的最大值为 AD ．变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶3解析变压器的输入功率P 1＝P 2＝I 2U 2＝×60 W ＝132 W ，选项A 错误；由U 1U 2＝n 1n 2得n 1n 2＝U 1U 2＝220 V 60 V ＝113，选项D 正确；由I 1I 2＝n 2n 1得I 1＝n 2n 1I 2＝311× A ＝ A ，选项B 正确；根据I ＝I m 2得通过副线圈的电流的最大值I 2m ＝2I 2＝115 2 A ，选项C 错误．答案 BD21．[理想变压器的功率、电压、电流关系] 如图2所示，理想变压器原线圈的匝数为n 1，副线圈的匝数为n 2，原线圈的两端a 、b 接正弦交流电源，电压表V 的示数为220 V ，负载电阻R ＝44 Ω，电流表A 1的示数为 A ．下列判断正确的是( )@图2A ．原线圈和副线圈的匝数比为2∶1B ．原线圈和副线圈的匝数比为5∶1C ．电流表A 2的示数为 AD ．电流表A 2的示数为 A答案 B解析由题意可求得原线圈的功率，利用理想变压器原、副线圈中的功率相等可求得副线圈中的电流，再利用原、副线圈中的电流之比可求得两线圈的匝数比．由电压表V 示数和电流表A 1的示数可得原线圈中的功率P 1＝U 1I 1，P 1＝P 2＝I 22R ，所以电流表A 2的示数为I 2＝ U 1I 1R ＝ 220×44 A ＝1 A ，C 、D 错误；原线圈和副线圈的匝数比n 1n 2＝I 2I 1＝51，A 错误，B 正确．22．[交变电流和理想变压器的综合应用](2013·四川·2)用220 V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图像如图3所示，则( )、图3A ．变压器输入功率约为 WB ．输出电压的最大值是110 VC ．变压器原、副线圈匝数比是1∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝(100πt ＋π2)A答案 A解析由题意知：U 1＝220 V ，U 2＝110 V ，所以n 1n 2＝U 1U 2＝2∶1，U 2m ＝110 2 V ，选项B 、C均错误．由图像可知：I 2m ＝ A ，T ＝ s ，则负载电流的函数表达式为i ＝(100πt )A ，选项D 错误．变压器的输入功率P 1＝P 2＝I 2U 2＝错误!×110 W≈ W ，选项A 正确．23．[交变电流和理想变压器的综合应用](2013·广东·16)如图4，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，和均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 端电压u 1＝122sin 100πt (V)．下列说法正确的是( )`图4A ．电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为 AD ．变压器输入功率为6 W答案 D解析由ω＝2πf ＝100π rad/s 得：f ＝50 Hz ，A 错．有效值U 1＝12 V ，又：U 2U 1＝n 2n 1得：U 2＝6 V ，I 2＝U 2R L＝1 A ，选项B 、C 错．由能量守恒得P 1＝P 2＝U 2I 2＝6 W ，D 选项对． 24．如图7所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈的中心接头，电压表V 和电流表A 均为理想电表，除滑动变阻器电阻R 、定值电阻R 0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝2202sin 100πt (V)．下列说法中正确的是 ( )图7~A ．t ＝1600 s 时刻，c 、d 两点间的电压瞬时值为110 VB ．当单刀双掷开关与a 连接时，电压表的示数为22 2 VC ．单刀双掷开关与a 连接，在滑动变阻器滑片P 向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D ．当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表和电流表的示数均变大解析由c 、d 两点间的电压瞬时值表达式u 1＝2202sin 100πt (V)，当t ＝1600 s 时，u 1＝2202sin π6 V ＝110 2 V ，选项A 错误．由U 1U 2＝n 1n 2得U 2＝U 1n 2n 1＝220×110 V ＝22 V ，选项B 错误．单刀双掷开关与a 连接，滑片P 向上移动时，电压表示数不变，选项C 错误．答案 D25．[理想变压器的动态分析] 如图8所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源，副线圈电路中R 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是( )图8A ．若电压表读数为6 V ，则输入电压的最大值为24 2 V ,B ．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C ．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D ．若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍答案 AD解析若电压表的读数为6 V ，则变压器的输出电压的有效值为6 V ，由U 1U 2＝n 1n 2，故U 1＝4U 2＝24 V ，所以输入电压的最大值为U m ＝2U 1＝24 2 V ，所以选项A 正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加，则U 2增大，由I 2＝U 2R 可知，电流表示数增大，所以选项B 错误；输入电压和匝数比不变，则电压值不变，当负载电阻R 变大时，则I 2＝U 2R ，电流变小，又P 1＝P 2＝U 2I 2，故输入功率也减小，所以选项C 错误；若负载电阻R 不变，输入电压变为原来的2倍，则输出电压也变为原来的2倍，I 2＝U 2R 则输出电流也变为原来的2倍，故输出功率P 2＝U 2I 2变为原来的4倍，所以选项D 正确．26．[交变电流的图象和理想变压器的动态分析]火警报警系统原理如图9甲所示，M 是一个小型理想变压器，原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝10∶1，接线柱a 、b 接上一个正弦交变电源，电压随时间变化规律如图乙所示，在变压器右侧部分，R 2为用半导体热敏材料(电阻率随温度升高而减小)制成的传感器，R 1为一定值电阻．下列说法中正确的是( )图9A ．电压表示数为22 V，B ．此交变电源的频率为50 HzC ．当传感器R 2所在处出现火警时，电流表的示数减小D ．当传感器R 2所在处出现火警时，电压表的示数减小答案 BD解析副线圈两端电压是22 V ，电压表示数等于副线圈两端的电压减去R 1两端的电压，小于22 V ，所以A 错；从题图乙可知，周期是 s ，所以频率是50 Hz ，B 正确；当传感器R 2所在处出现火警时，R 2的电阻变小，它两端的电压变小，电流变大，电流表的示数变大，电压表的示数变小，C 错，D 对．27．[交变电流的产生和理想变压器的综合分析]如图10所示，一矩形线圈的面积为S ，匝数为N ，内阻不计，绕OO ′轴在水平方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P 上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R ，下列判断正确的是( )图10A ．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωcos ωtB ．矩形线圈从图示位置经过π2ω时间，通过电流表的电荷量为0]C ．当P 不动，R 增大时，电压表读数也增大D ．当P 向上移动、R 不变时，电流表读数减小答案 A解析计时起点，线圈内的感应电动势为最大值NBSω，所以感应电动势的瞬时值表达式为e ＝NBSωcos ωt ，A 选项正确．矩形线圈从图示位置经过π2ω时间，线圈磁通量的变化量为ΔΦ＝BS ，故通过电流表的电荷量q ＝N ΔΦR ，B 选项错误．电压表示数是线圈产生的感应电动势的有效值，即总是NBSω2，C 选项错误．当P 向上移动、R 不变时，输出电压增大，输出功率增大，电流表读数增大，D 选项错误．28．[远距离输电的分析]如图12所示，有一台交流发电机E ，通过理想升压变压器T 1和理想降压变压器T 2向远处用户供电，输电线的总电阻为的输入电压和输入功率分别为U 1和P 1，它的输出电压和输出功率分别为U 2和P 2；T 2的输入电压和输入功率分别为U 3和P 3，它的输出电压和输出功率分别为U 4和P 4.设T 1的输入电压U 1一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )图12A ．U 2变小，U 4变大B ．U 2不变，U 3变小C ．P 1变小，P 2变小)D ．P 2变大，P 3变大答案 BD29．[输电线路功率损失的计算](2012·天津·4)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P ，原线圈的电压U 保持不变，输电线路的总电阻为R .当副线圈与原线圈的匝数比为k 时，线路损耗的电功率为P 1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk ，线路损耗的电功率为P 2，则P 1和P 2P 1分别为( ) ，1n B ．(P kU )2R ，1n，1n 2 D ．(P kU )2R ，1n 2答案 D解析根据变压器的变压规律，得U 1U ＝k ，U 2U ＝nk ，所以U 1＝kU ，U 2＝nkU .根据P ＝UI 知匝数比为k 和nk 的变压器副线圈的电流分别为I 1＝P U 1＝P kU ，I 2＝P U 2＝P nkU .根据P ＝I 2R ，输电线路损耗的电功率分别为P 1＝I 21R ＝(P kU )2R ，P 2＝I 22R ＝(P nkU )2R ，所以P 2P 1＝1n 2.选项D 正确，选项A 、B 、C 错误．30．[远距离输电问题](2014·江苏·3)远距离输电的原理图如图13所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的电阻为R .变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )图13…＝n 1n 2B ．I 2＝U 2RC ．I 1U 1＝I 22RD ．I 1U 1＝I 2U 2答案 D解析根据理想变压器的工作原理得I 1U 1＝I 2U 2、I 1I 2＝n 2n 1.U 2不是加在R 两端的电压，故I 2≠U 2R ，而I 1U 1等于R 上消耗的功率I 22R 与下一级变压器的输入功率之和．选项D 正确．31．(2014·广东·19)如图14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U 1不变，闭合电键S ，下列说法正确的是( )图14A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小。

2013年高考物理模拟新题解析(第9期)专题11 交变电流汇总

1．（2013甘肃省兰州市模拟）在如图所示的电路中，理想变压器原副线圈的匝数比为2∶1，四个灯泡完全相同，其额定电压为U，若已知灯泡L3和L4恰能正常工作，那么A．L1和L2都能正常工作B．L1和L2都不能正常工作C．交流电源电压为2UD．交流电源电压为4U2. （2013江西省质检）单匝线圈在匀强磁场中匀速转动（转动轴与磁感应强度方向垂直），转动中穿过线圈的磁通量随时间变化的关系如图所示，则时刻线圈中产生的感应电动势有最大值A .在tlB.线圈中感应电动势的最大值等于π伏C.线圈中感应电动势的有效值等于π/2伏D.在0到t时间内感应电动势的平均值等于π/2伏l△Φ=0.01Wb，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势的平均值等于2伏，选项D错误。

3. （2013河北省保定市一模）如图4所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，两半边间的过渡区域宽度很小，可忽略不计。

线圈的总匝数为N、总电阻为r，每匝线圈的面积为S，线圈所在位置的磁感应强度大小为B。

当线圈以角速度ω匀速转动时，额定电压为U、电阻为R的小灯泡在电路中恰能正常发光，则发电机产生的感应电动势的有效值是C. UD. (1+r/R)U4. （2013重庆二模）如题2图所示，交流电源通过理想变压器对负载D 供电，交流电源的输出电压随时间变化的关系是u=Umsinl00πtV, 理想变压器原、副线圈匝数比为n1：n2=1:2,下列说法正确的是A.交流电源输出电压的频率是100HzB.理想变压器输出电压的频率是lOOHzC．理想变压器输出电压是2UmVD．若负载D是光敏电阻，将原来照射D的光遮挡住，则电源输出功率减小答案：D解析：交流电源输出电压的频率是50Hz，理想变压器输出电压的频率是V，输出5OHz，选项AB错误。

根据变压公式，理想变压器输出电压最大值是2Um电阻值增大，则电源输出功率减小，选项D正确。

5、（17分）（2013陕西师大附中四模）如图所示，一个矩形线圈的ab、cd边长为L1，ad、bc边长为L2，线圈的匝数为N，线圈处于磁感应强度为B的匀强磁场中，并以OO/为轴做匀速圆周运动，（OO/与磁场方向垂直，线圈电阻不计），线圈转动的角速度为ω，若线圈从中性面开始计时，请回答下列问题：（1）请用法拉第电磁感应定律证明该线圈产生的是正弦交流电。