高考试题分类汇编交变电流

2000-20XX 年高考试题分类汇编：交变电流（08北京卷）18．一理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=11:5。

原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图所示。

副线圈仅接入一个10 的电阻。

则A ．流过电阻的电流是20 AB ．与电阻并联的电压表的示数是100 2 VC ．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 JD ．变压器的输入功率是1×103W 答案：D【解析】原线圈中电压的有效值是220V ，由变压比知副线圈中电压为100V ，流过电阻的电流是10A ；与电阻并联的电压表的示数是100V ；经过1分钟电阻发出的热量是6×1034J 。

（08天津卷）17．一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R 。

设原线圈的电流为I 1，输入功率为P 1，副线圈的电流为I 2，输出功率为P 2。

当R 增大时A ．I 1减小，P 1增大B ．I 1减小，P 1减小 D ．I 2增大，P 2减小 D ．I 2增大，P 2增大 答案：B【解析】理想变压器的特点是输入功率等于输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的电压不变，所以输出电流I 2减小，导致输出功率P 2减小，所以输入功率P 1减小；输入的电压不变，所以输入的电流I 1减小，B 正确（08四川卷）16．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。

和为理想电压表，读数分别为U 1和U 2；、和为理想电流表，读数分别为I 1、I 2和I 3。

现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是A ．U 2变小、I 3变小B ．U 2不变、I 3变大C ．I 1变小、I 2变小D ．I 1变大、I 2变大 答案：BC解析：因为变压器的匝数与U 1不变，所以U 2与两电压表的示数均不变．当S 断开时，因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I 2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I 1也将减小，C 正确；因为R 1的电压减小，故R 2、R 3两端的电压将增大，I 3变大，B 正确．（08宁夏卷）19.如图a 所示，一矩形线圈abcdAAAVV放置在匀 强磁场 中，并绕过ab 、cd 中点的轴OO ′以角速度ω逆时针匀速转动。

若以线圈平面与磁场夹角45θ︒＝时（如图b ）为计时起点，并规定当电流自a 流向b 时电流方向为正。

则下列四幅图中正确的是答案：D【解析】本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律。

从a 图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b 到a ，故瞬时电流的表达式为i =－i m cos （π4+ωt ），则图像为D 图像所描述。

平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解。

（08上海卷）20B ．（10分）某小型实验水电站输出功率是20kW ，输电线路总电阻是6Ω。

（1）若采用380V 输电，求输电线路损耗的功率。

（2）若改用5000高压输电，用户端利用n 1:n 2＝22：1的变压器降压，求用户得到的电压。

解析：（1）输电线上的电流强度为I ＝32010380P U ⨯=A ＝52.63A输电线路损耗的功率为P 损＝I 2R ＝52.632×6W ≈16620W ＝16.62kW（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I ′＝320105000P U ⨯='A ＝4A 用户端在变压器降压前获得的电压 U 1＝U －I ′R ＝（5000－4×6）V ＝4976V 根据1122U n U n = 用户得到的电压为U 2＝211n U n ＝122×4976V ＝226.18V（08海南卷）7、如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u ＝U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻．若U 0＝2202V ，ω＝100π Hz ，则下述结论正确的是 A ．副线圈中电压表的读数为55 V B ．副线圈中输出交流电的周期为1s 100πC ．原线圈中电流表的读数为0.5 AD ．原线圈中的输入功率为110 2 W 【答案】：AC【解析】：原线圈电压有效值U 1=220V ，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U 2=55V ，A 对；电阻R 上的电流为2A ，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A ，C 对；输入功率为P =220×0.5W=110W ，D 错；周期T = 2πω=0.02s ，B 错。

（08广东卷）5．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R ＝10Ω的电阻构成闭合电路，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0.125B ．交变电流的频率为8HzC ．交变电流的有效值为2AD ．交变电流的最大值为4A 【答案】C【解析】由e －t 图像可知，交变电流电流的周期为0.25s ，故频率为4Hz ，选项A 、B 错误。

根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2A ，故有效值为2A ，选项C 正确。

（00天津、江西卷）1 （12分）一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数100=n ，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻Ω=0.5r ，外电路电阻Ω=95R ，已知感应电动势的最大值Φ=ωn E m ，其中m Φ为穿过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表（内阻不计）的读数。

18．参考解答：已知感应电动势的最大值m m na E Φ= ○1设线圈在磁场中转动的周其为T ，则有Tπω2=○2 VAR根据欧姆定律，电路中电流的最大值为rR E I mm +=○4 设交流电流表的读数I ，它是电流的有效值，根据有效值与最大值的关系，有m I I 21=○4由题给的1-Φ图线可读得Wb m -2100.1⨯=Φ ○5B T 21014.3-⨯= ○6 解以上各式，并代入数据，得A I 4.1= ○7 02全国2 （20分）电视机的显像管中，电子束的偏转是用磁偏转技术实现的。

电子束经过电压为U 的加速电场后，进入一圆形匀强磁场区，如图所示。

磁场方向垂直于圆面。

磁场区的中心为O ，半径为r 。

当不加磁场时，电子束将通过O 点而打到屏幕的中心M 点。

为了让电子束射到屏幕边缘P ，需要加磁场，使电子束偏转一已知角度θ，此时磁场的磁感应强度B 应为多少？27．（20分）电子在磁场中沿圆弧ab 运动，圆心为C ，半径为R 。

以v 表示电子进入磁场时的速度，m 、e 分别表示电子的质量和电量，则eU＝21mv 2①eVB ＝Rmv 2②又有tg 2θ＝R r③ 由以上各式解得 B ＝221θtg e mU r④ 04（江苏卷）3 . (16分)汤姆生用来测定电子的比荷(电子的电荷量与质量之比)的实验装置如图所示，真空管内的阴极K 发出的电子(不计初速、重力和电子间的相互作用)经加速电压加速后，穿过A '中心的小孔沿中心轴O 1O 的方向进入到两块水平正对放置的平行极板P 和P '间的区域．当极板间不加偏转电压时，电子束打在荧光屏的中心O 点处，形成了一个亮点；加上偏转电压U 后，亮点偏离到O '点，(O '与O 点的竖直间距为d ，水平间距可忽略不计．此时，在P 和P '间的区域，再加上一个方向垂直于纸面向里的匀强磁场．调节磁场的强弱，当磁感应强度的大小为B 时，亮点重新回到O 点．已知极板水平方向的长度为L 1，极板间距为b ，极板右端到荧光屏的距离为L 2(如图所示)． (1)求打在荧光屏O 点的电子速度的大小。

(2)推导出电子的比荷的表达式解答：（1）当电子受到的电场力与洛沦兹力平衡时，电子做匀速直线运动，亮点重新回复到中心O 点，设电子的速度为v ，则 eE evB =得 B E v =即 BbU v = （2）当极板间仅有偏转电场 时，电子以速度v 进入后，竖直方向作匀加速运动，加速度为mbeUa =电子在水平方向作匀速运动，在电场内的运动时间为 vL t 11=这样，电子在电场中，竖直向上偏转的距离为 bmv U eL at d 221211221==离开电场时竖直向上的分速度为 mvbUeL at v 111== 电子离开电场后做匀速直线运动，经t 2时间到达荧光屏 vL t 22=t 2时间内向上运动的距离为 bmv L eUL t v d 22122==⊥这样，电子向上的总偏转距离为 )2(121221L L L bmv eUd d d +=+= 可解得)2/(1212L L bL B Udm e += 04（全国卷）4 （22分） 空间中存在方向垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B ，一带电量为+q 、质量为m 的粒子，在p 点以某一初速开始运动，初速方向在图中纸面内如图中P 点箭头所示。

该粒子运动到图中Q 点时速度方向与P 点时速度方向垂直，如图中Q 点箭头所示。

已知P 、Q 间的距离为l 。

若保持粒子在P 点时的速度不变，而将匀强磁场换成匀强电场，电场方向与纸面平行且与粒子在P 点时速度方向垂直，在此电场作用下粒子也由P 点运动到Q 点。

不计重力。

求：（1）电场强度的大小。

（2）两种情况中粒子由P 运动到Q 点所经历的时间之差。

4．（22分）（1）粒子在磁场中做匀速圆周运动，以v 0表示粒子在P 点的初速度，R 表示圆周的半径，则有 qv 0B=m Rv 20①由于粒子在Q 点的速度垂直它在p 点时的速度，可知粒子由P 点到Q 点的轨迹为41圆周，故有 2l R =②以E 表示电场强度的大小，a 表示粒子在电场中加速度的大小，t E 表示粒子在电场中由p 点运动到Q 点经过的时间，则有qE=ma ③221E at R =④ R=v 0t E ⑤由以上各式，得 mqlB E 22= ⑥（2）因粒子在磁场中由P 点运动到Q 点的轨迹为41圆周，故运动经历的时间t E 为圆周运动周期T 的41，即有 t E =41T ⑦ 而 02v RT π=⑧ 由⑦⑧和①式得 qBmt E 2π=⑨由①⑤ 两式得 qBmt E =⑩ qBmt t E R )12(-=-π○11 04（全国卷）5 （19分）一匀磁场，磁场方向垂直于x y 平面，在x y 平面上，磁场分布在以O 为中心的一个圆形区域内。

一个质量为m 、电荷量为q 的带电粒子，由原点O 开始运动，初速为v ，方向沿x 正方向。