2020年高考回归复习—交变电流选择综合题五 含答案
2020届高考物理：交变电流、传感器(通用型)练习和答案
2020届高考物理交变电流、传感器（通用型）练习及答案*交变电流、传感器*1、如图甲所示，一矩形线圈abcd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θ＝45°时(如图乙)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则如图所示的四个选项图中正确的是()2、(多选)如图所示，M为半圆形导线框，圆心为O M；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。
现使线框M、N在t＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面且过O M和O N的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()A．两导线框中均会产生正弦交流电B．两导线框中感应电流的周期都等于TC．在t＝T8时，两导线框中产生的感应电动势相等D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等3、电流互感器和电压互感器如图所示．其中n1、n2、n3、n4分别为四组线圈的匝数，a、b为两只交流电表，则()A．A为电流互感器，且n1<n2，a是电流表B．A为电压互感器，且n1>n2，a是电压表C．B为电流互感器，且n3<n4，b是电流表D．B为电压互感器，且n3>n4，b是电压表4、(2019·马鞍山市质检)图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1∶1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1 000∶1，输电线的总电阻为1 000 Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220 V。
下列说法正确的是()甲乙A．输电线中的电流为3 AB．电站输出的功率为7 500 kWC．输电线路损耗功率为90 kWD．用户端交变电流的频率为100 Hz5、(多选)霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体，在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速。
(浙江选考)2020版高考物理总复习第九章5第5节交变电流的产生和描述练习(含解析)
交变电流的产生和描述1．(2019·湖州调研)一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中，下列的物理量不一定相等的是( )A ．交变电流的频率B ．电流的有效值C ．电功率D ．磁通量的变化率解析：选B.变压器原、副线圈中一定相等的物理量是频率、磁通量的变化率、电功率，故选B.2．(2019·嘉兴检测)理想变压器原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 随时间t 变化的规律如图所示，原、副线圈匝数比n 1n 2＝100，副线圈只接入一个R ＝10 Ω的电阻，则下列说法错误的是( )A ．与电阻R 并联的电压表示数为3.11 VB ．流过电阻R 的电流最大值为0.311 AC ．变压器的输入功率为0.484 WD ．一个周期内，电阻R 上产生的热量为9.68×10－3J解析：选A.由题中图线得，原线圈两端的电压为U 1≈220 V ，由变压器原、副线圈电压比U 1U 2＝n 1n 2得，副线圈上的电压为U 2＝2.2 V ，选项A 错误；流过电阻R 的电流最大值I m ＝2U 2R ≈0.311 A ，选项B 正确；变压器的输入功率等于输出功率，即有P 入＝U 22R＝0.484 W ，选项C 正确；一个周期内，电阻R 上产生的热量Q ＝P 入T ＝9.68×10－3J ，选项D 正确．3．通过某电流表的电流按如图所示的规律变化，则该电流表的读数为( )A ．4 2 AB ．4 AC ．5 AD ．5 2 A解析：选C.根据交变电流有效值的定义取一个周期T .有I 2RT ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫822R ·T 2＋(32)2R ·T 2，得I ＝5 A.4．(2019·绍兴检测)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO ′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R ＝10 Ω的电阻连接，与电阻R 并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V ．图乙是矩形线圈中磁通量Φ随时间t 变化的图象，则( )A ．电阻R 上的电功率为20 WB ．t ＝0.02 s 时，R 两端的电压瞬时值为零C ．R 两端的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝14.1·cos 100πt VD ．通过R 的电流i 随时间t 变化的规律是i ＝14.1·cos 50πt A解析：选C.电阻R 上的电功率为P ＝U 2R＝10 W ，选项A 错误；由题图乙知t ＝0.02 s 时磁通量变化率最大，R 两端的电压瞬时值最大，选项B 错误；R 两端的电压u 随时间t 变化的规律是u ＝14.1cos 100πt V ，选项C 正确；通过R 的电流i 随时间t 变化的规律是i ＝uR＝1.41cos 100πt A ，选项D 错误．5．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1.在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2.则下列说法正确的是( )A ．用户端的电压为I 1U 1I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 21r D ．输电线路上损失的电功率为I 1U解析：选A.根据变压器的工作原理、欧姆定律和电功率公式解决问题．根据理想变压器的工作原理，得I 1U 1＝I 2U 2，所以用户端的电压U 2＝I 1U 1I 2，选项A 正确；输电线上的电压降U ′＝I 1r ＝U －U 1，选项B 错误；变压器的输入功率P 1＝I 1U －I 21r ＝I 1U 1，选项C 错误；输电线路上损失的功率P ′＝I 21r ＝I 1(U －U 1)，选项D 错误．【课后达标检测】一、选择题1．有一不动的矩形线圈abcd ，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中，如图所示．该匀强磁场是由一对磁极N 、S 产生，磁极以OO ′为轴匀速转动．在t ＝0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N 开始离开纸面向外转动，规定由a →b →c →d →a 方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I 随时间t 变化的图线是( )答案：C2．(2019·湖州检测)一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，如图所示为穿过线圈的磁通量Ф随时间变化的图线，则下列说法正确的是( )A ．t ＝0时，线圈平面与中性面垂直B ．t ＝T 4时刻，磁通量的变化率最大C ．t ＝T2时刻，交流电动势达到最小D ．t ＝T 时刻，交流电动势为零 答案：A3．将阻值为100 Ω的用电器接到按i ＝1.414sin 100πt (A)的规律变化的交流电路中，则( )A ．该交流的周期为0.02 sB ．用电器两端的电压为141.4 VC ．通过用电器的电流为1.414 AD ．用电器消耗的功率为141.4 W 答案：A4．(2019·舟山高二期中)如图所示，T 为理想变压器，A 1、A 2为理想交流电流表，R 1、R 2为定值电阻，R 3为滑动变阻器，原线圈两端接恒压交流电源，当滑动变阻器的滑动触头向下滑动时( )A ．A 1的读数变大，A 2的读数变大B ．A 1的读数变大，A 2的读数变小C ．A 1的读数变小，A 2的读数变大D ．A 1的读数变小，A 2的读数变小解析：选A.当滑动触头下移时，R 3变小，R 总变小，I ＝UR 总，U 不变，I 变大，U 并＝U －U R 1，U 并变小，通过R 2的电流I R 2变小，I A2＝I －I R 2，I A2变大，A 2的示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，可知A 1的示数变大．5．(2019·嘉兴测试)图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化．下列说法正确的是( )A ．图1表示交流电压，图2表示直流电压B ．两种电压的有效值相等C ．图1所示电压的瞬时值表达式为u ＝311sin 100πt (V)D ．图1所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的110解析：选C.图2表示的电压方向在变，也是交流电压，A 错；图2表示的电压是非正弦交流电压，有效值与最大值之间并不满足E ＝E m2，B 错；变压器不能改变交变电流的频率，选项D 错．6．理想变压器上接有三个完全相同的灯泡，其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源，另外两个并联后接在副线圈两端．已知三个灯泡均正常发光．该变压器原、副线圈的匝数之比为( )A ．1∶2B ．2∶lC ．2∶3D ．3∶2解析：选B.三灯都正常工作，则电流相等，由此可知变压器的原、副线圈的电流比I 1I 2＝12，对于理想变压器，由于功率相等，P 1＝P 2，得U 1U 2＝I 2I 1得U 1U 2＝21，选项B 正确．7．(2019·宁波调研)对于理想变压器，下列说法中不正确的是( ) A ．原线圈的输入功率随着副线圈的输出功率增大而增大 B ．原线圈的输入电流随着副线圈的输出电流增大而增大 C ．原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化 D ．当副线圈的电流为零时，原线圈的电压也为零 答案：D8．(2019·杭州质检)如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶100，图中a 、b 表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22 V ，电流表的示数为1 A ，则( )A ．a 为电流表，b 为电压表B ．a 为电压表，b 为电流表C ．线路输送电功率是2 200 kWD ．输电线路总电阻为22 Ω解析：选B.由题图可知a 表是电压表，b 表是电流表．而连接电压表的互感器原线圈的匝数与副线圈匝数之比为100∶1，连接电流表的互感器原线圈的匝数与副线圈匝数之比为1∶100，由电压表的示数为22 V ，得原线圈的电压为2 200 V ，由电流表的示数为1 A ，得原线圈的电流为100 A ．所以电线输送功率是2.2×105W ，由已知条件无法求输电线电阻．9．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n 1、n 2.降压变压器原、副线圈匝数分别为n 3、n 4(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.n 2n 1>n 3n 4B.n 2n 1<n 3n 4C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D ．升压变压器的输出功率小于降压变压器的输入功率解析：选A.根据变压器工作原理可知n 1n 2＝200U 2，n 3n 4＝U 3220，由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U 2>U 3，所以n 2n 1>n 3n 4，A 正确，B 、C 错误；升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D 错误．10.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2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ．那么( )A ．线圈消耗的电功率为2 WB ．线圈中感应电流的有效值为2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos ⎝⎛⎭⎪⎫2πT t VD ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT t 解析：选C.从线圈平面平行于磁感线开始计时，正弦交变电流的感应电动势的一般表达式为e ＝E m cos θ，且该式的成立与转轴的位置无关(转轴平行于磁感线的情况除外)，则感应电流i ＝e R ＝E m R cos θ，由题给条件有1＝E m 2×12，解得E m ＝4 V ，则I m ＝2 A ，I有效＝ 2 A ，电功率P ＝I 2有效R ＝4 W ，所以A 、B 错误．e ＝4cos ωt ＝4cos ⎝⎛⎭⎪⎫2πT t V ，故C 正确．由E m＝BS ω＝Φm ·2πT 得Φm ＝2T π，故Φ＝2T π·sin ⎝ ⎛⎭⎪⎫2πT t ，故D 错误．二、非选择题11．(2019·杭州调研)某小型实验水电站输出功率是20 kW ，输电线总电阻为6 Ω. (1)若采用380 V 输电，求输电线路损耗的功率；(2)若改用5 000 V 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)输电线上的电流为I ＝P U ＝20×103380A ≈52.63 A 输电线路损耗的功率为P 损＝I 2R ＝52.632×6 W ≈16 620 W ＝16.62 kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流为I ′＝P U ′＝20×1035 000A ＝4 A用户端在变压器降压前获得的电压U 1＝U ′－I ′R ＝(5 000－4×6) V ＝4 976 V根据U 1U 2＝n 1n 2，用户得到的电压为U 2＝n 2n 1U 1＝122×4 976 V ≈226.18 V.答案：(1)16.62 kW (2)226.18 V12．(2019·丽水质检)如图所示是家庭用的“漏电保护器”的关键部分的原理图，其中P 是一个变压器铁芯，入户的两根电线(火线和零线)采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接户内的用电器．Q 是一个脱扣开关的控制部分(脱扣开关本身没有画出，它是串联在本图左边的火线上，开关断开时，用户的供电被切断)，Q 接在铁芯另一侧副线圈的a 、b 两端之间，当a 、b 间没有电压时，Q 使得脱扣开关闭合，当a 、b 间有电压时脱扣开关立即断开，使用户断电．(1)用户正常用电时，a 、b 之间有没有电压？为什么？(2)如果某人站在地面上，手误触火线而触电，脱扣开关是否会断开？为什么？ (3)已知原线圈的双线各在铁芯上绕了N 1匝，加在另一侧的副线圈绕了N 2匝．已知正常用电时通过火线和零线的电流都是I ，某人站在地面上，手误触火线而触电时通过人体的电流为I ′.把这个变压器视为理想变压器，在人触电的这段时间内，已知a 、b 两端的电压是2 V ，求火线线圈两端的电压和通过Q 的电流各多大？解析：(1)由题文中提取的有用信息是：“火线和零线采用双线”，在铁芯中没有交变磁通产生．因此，在Q 中不会产生电磁感应，a 、b 间没有电压．(2)手误触火线时，相当于把入户线短接，通过人体的电流不通过原线圈，在Q 中会产生电磁感应，a 、b 间有电压，Q 会断开．(3)根据变压器规律U 1U ab ＝n 1n 2，I ′I ab ＝n 2n 1，可得火线线圈两端的电压为U 1＝2n 1n 2 V 通过Q 的电流为I ab ＝n 1I ′n 2. 答案：见解析。
2020年高考物理试题分类汇编：交变电流(带详细解析)
2020 年高考物理试题分类汇编：交变电流（带详尽分析）〔全国卷2〕19. 图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的沟通电源相连：P 为滑动头。
现令P 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯L 两头的电压等于其额定电压为止。
用I 1表示流过原线圈的电流，I 2表示流过灯泡的电流，U 2表示灯泡两头的电压，N 2表示灯泡耗费的电功率〔那个地址的电流、电压均指有效值：电功率指均匀值〕。
以下 4 个图中，可以正确反应相应物理量的变化趋向的是答案： BC分析：副线圈是均匀密绕的且滑动头匀速上滑，讲明副线圈的匝数在均匀增大，由变压器的变压比U 2 n2，得 U 2Ukt 均匀增大〔k为单位时辰增添的匝数〕，C正确。
灯泡两头的电压由零增大时其电U 1 n1 n1阻增大，描绘的伏安特曲线为B。
灯泡的功当先增大的快〔电阻小〕后增大的慢〔电阻大〕，D 错误。
原线圈功率等于灯泡功率是增大的，所以原线圈电流必定增大， A 错误。
【命题企图与考点定位】观察理想变压器和灯泡的伏安特曲线知识。
〔天津卷〕 7.为研究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦沟通电源上，副线圈连结同样的灯泡L 1、 L2，电路中分不接了理想沟通电压表V 1、 V 2和理想沟通电流表A 1， A 2，导线电阻不计，以下列图。
当开关S 闭合后A. A 1示数变大， A 1与 A 2示数的比值不变B. A 1示数变大， A 1与 A 2示数的比值变大C. V 2示数变小， V 1与 V 2示数的比值变大D. V 2示数不变， V 1与 V 2示数的比值不变答案：AD〔重庆卷〕 17. 输入电压为220V，输出电压为36V 的变压器副线圆烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了 5 匝线圈，如题17 图所示，而后将原线圈接到 220V 沟通电源上，测得新绕线圈的端电压为1V，按理想变压器剖析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分不为：A 1100 、 360B 1100 、180C 2200 、 180D 220 、 360 【答案】 B【分析】对新绕线的理想变压器，依据变压比公式得n3U 1 5 220n1 1100 U 3 1n1U 2 1100 36180 ，B正确。
高考物理新电磁学知识点之交变电流全集汇编附答案(5)
高考物理新电磁学知识点之交变电流全集汇编附答案(5)一、选择题1．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I 2．则（ ）A ．用户端的电压为I 1U 1/I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 12rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U2．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路,已知定值电阻R 并联的是一个理想交流电压表,D 是理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大).在A 、B 间加一交流电压,瞬时值的表达式为u=20sin100xt （v ）,则交流电压表示数为( )A ．10VB ．20VC ．15VD ．14.1V3．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1n n =，原线圈接入电压2202sin100u tV π=的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P 从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（ ）A ．副线圈中交变电流的频率为100HzB ．0t =时，电压表的示数为0C ．电流表的示数先变小后变大D ．电流表的示数先变大后变小4．如图所示，左右两个电路中，当a 、b 两端和e 、f 两端分别接220V 的交变电压时，测得c 、d 两端和g 、h 两端的电压均为110V ．若分别在c 、d 两端和g 、h 两端加上110V 交变电压，则a 、b 两端和e 、f 两端测得的电压将分别是( )A ．220V ，220VB ．220V ，110VC ．110V ，110VD ．220V ， 0V5．如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数比为，则图（a ）中L 1的功率和图（b ）中L 1的功率分别为( )A ．P 、PB ．9P 、C ．、9PD ．、9P6．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10 V ,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图乙所示，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。
解析版-2020年高考物理二轮复习对点集训-交变电流
绝密★启用前2020年高考物理二轮复习对点集训-交变电流一、单选题1.在彩色电视机的电源输入端装有电源滤波器，其电路图如图所示，主要元件是两个电感线圈L1、L2，它们的自感系数很大，F是保险丝，R是压敏电阻(正常情况下电阻值很大，电压超过设定值时，阻值会迅速减小，可以保护与其并联的元件)．C1、C2是电容器，S为电视机开关．某次使用时，用户没有先关电视机(没断开S)就拔掉电源插头，结果烧坏了图中电路元件，可能被烧的元件是①C2；②C1；③L1或L2；④F，则正确的是()A．①③B．①④C．②④D．③④【答案】A【解析】拔掉电源插头，由于L1、L2的自感作用，使R两端的电压瞬间增大，由于R的压敏特性，C1受到保护，所以可能烧坏的元件是L1、L2、C2，A正确．2.在电子技术中，从某一装置输出的电流既有高频成分又有低频成分，如果只需把低频成分输送到下一级装置，如图所示，则下列做法合理的是()A．在ab间接入一个电容器B．在ab间接入一个低频扼流圈C．在ab间接入一个高频扼流圈D．在ab间接入一个电容器或高频或低频扼流圈都可以【答案】C【解析】电容器是“通高频，阻低频”，低频扼流圈对“通直流，阻交流”作用较大，而高频扼流圈“通低频，阻高频”，C对．3.钳形电流表的外形和结构如图(a)所示．图(a)中电流表的读数为1.2 A，图(b)中用同一电缆线绕了3匝，则()A．这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4 AB．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.4 AC．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为3.6 AD．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图(b)的读数为3.6 A【答案】C【解析】钳形表是根据电磁感应原理制成的，故只能用来测量交流电流，对钳形表的初、次级满足＝，I2＝I1，钳形表在使用时，初级是串联在被测电路中的，故同一电缆线虽多绕了几匝，但电缆线中的电流I1保持不变，故当n1增加3倍时I2＝3.6 A，C正确．4.理想降压变压器的原线圈接电流表A1和电阻R1后，接6 V恒定直流电源，如图所示，当副线圈的负载电阻R2变小时，以下说法正确的是()A．输出功率增大B． A2读数增大C． A1读数增大D． A1读数不为零，且保持不变【答案】D【解析】变压器不能用来改变恒定直流电压，因此变压器原线圈接在6 V恒定直流电电源上，副线圈上无电压，无输出功率，无读数，由于原线圈构成直流通路，故有恒定读数，选项D正确．5.远距离输电的原理如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，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()A．＝B．I2＝C．I1U1＝I RD．I1U1＝I2U2【答案】D【解析】升压变压器电流之比等于匝数的反比，即＝，故A错误；因U2、I2、R不满足欧姆定律公式中物理量之间的对应关系，故B错误；升压变压器输出的功率等于导线上消耗的功率及降压变压器消耗的功率之和，故C错误；理想变压器输入功率等于输出功率，I1U1＝I2U2，故D正确．6.一个小水电站，输出的电功率为20 kW，输电线总电阻为0.5 Ω，如果先用400 V电压输送，后又改用2 000 V电压输送，则输送电压提高后，输电导线上损失的电功率的变化情况是()A．减少50 WB．减少1 200 WC．减少7.68×106WD．增大7.68×106W【答案】B【解析】P1＝()2·R线，P2＝()2·R线，所以P1－P2＝1 200 W.7.远距离输送一定功率的交变电流，若使输电电压提高k倍，则()A．输电导线的电功率损失不变B．输电导线的电压损失不变C．输电导线的电压损失是原来的D．输电导线的电功率损失是原来的【答案】D【解析】根据P损＝I2R，P＝UI，可知，电线上损失的功率为原来的倍，故A错误，D正确；输送的功率一定，根据P＝UI，知输电电压越高，输电电流越小，若输送电压提高到原来的k倍，则电流减小到倍，故B、C错误．8.判断图中哪个是正弦式交变电流()A．B．C．D．【答案】D【解析】正弦式交变电流，首先应该是交变电流，C虽然形状符合，但不是交变电流，B虽然是交变电流，但不是正弦式交变电流．9.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P1，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P2，则P1和分别为()A．，B． ()2R，C．，D． ()2R，【答案】D【解析】由理想变压器＝得：副线圈电压U′＝kU，而理想变压器P入＝P出，副线圈电流I′＝＝，线路损耗的电功率P1＝I′2R＝()2R.同理可知P2＝I″2R＝()2R，得＝，故D项正确．10.如图甲所示，调光台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节灯的亮度的．现将某无级调光台灯接在220 V的正弦交变电流上，经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表的示数是()A． 220 VB． 156 VC． 110 VD． 78 V【答案】B【解析】虽然图示电流不是正弦交变电流，根据正弦式交变电流的图象对称性可知，只要有T的图线就满足最大值是有效值的倍，根据交变电流有效值定义有：T＝·.解得U＝110V＝156 V，故B对，A、C、D错．二、多选题11.(多选)从某一装置输出的交流电常常既有高频成分，又有低频成分．如果只需要把低频成分输送到下一级装置，可采用的电路是()A．B．C．D．【答案】CD【解析】电容器由通高频，阻低频的作用，在C图中高频交流电被电容旁路掉了；电感由通低频，阻高频的作用，在D图中，高频交流电被电感线圈过滤掉了．故选C、D.12.(多选)如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是()A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两板间的距离，灯泡变亮C．减小电容器两板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗【答案】ACD【解析】电容器的电容与介电常数成正比，与正对面积成正比，与两板间距离成反比．而容抗与电容成反比，与频率成反比．把介质插入电容器，电容变大，容抗减小，灯泡变亮，A正确；电容器两板间距离增大，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，B错；减小电容器两极正对面积，电容减小，容抗增大，灯泡变暗，C正确；交流电的频率减小，容抗增大，灯泡变暗，D正确．13.(多选)如图所示，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，线圈沿顺时针方向转动．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L1，ad边的边长为L2，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()A．线圈中感应电流的方向为abcdaB．线圈中的感应电动势为2nBL2ωC．穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D．线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里【答案】AC【解析】当线圈转至图示位置时由楞次定律可判断出线圈中感应电流的方向为abcda，线圈中的感应电动势为nBL1L2ω，图示位置时穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大，选项A、C正确，选项B错误；线圈ad边所受安培力的大小为，方向垂直纸面向里，选项D错误．14.(多选)关于理想变压器在使用中的判断，其中正确的是()A．当由副线圈提供电能的用电器有一部分停止工作时，原线圈两端电压保持不变B．在由副线圈提供电能的电路中，若并联更多的用电器，则原线圈输入的电流随之增大C．当副线圈与用电电路断开时，副线圈两端无电压D．当副线圈与用电电路断开时，原线圈两端无电压【答案】AB【解析】原线圈两端电压由电源提供；副线圈两端电压U2＝U1，由原、副线圈匝数比和原线圈两端电压共同决定，副线圈上所接负载的多少不影响原线圈的电压，A正确；原线圈输入的功率等于副线圈输出功率，由I1U1＝P可知，当输出功率增大时，原线圈输入电流I1增大，B正确；当副线圈与用电电路断开时，副线圈中虽无电流，但由于磁通量变化，线圈两端的感应电动势还是存在的，原线圈两端电压由电源提供，与副线圈是否向用电电路供电无关，C、D错误．三、实验题15.有一个教学用的可拆变压器，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B，线圈外部还可以绕线．(1)某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的A、B位置，由此可推断________线圈的匝数较多(选填“A”或“B”)．(2)如果把它看成理想变压器，现要测定A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请简要叙述实验的步骤(写出要测的物理量，并用字母表示)________A线圈的匝数为n A＝________.(用所测物理量符号表示)【答案】(1)A(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B 线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为UA n 【解析】(1)A由题图乙可知A位置的阻值大于B位置的阻值，由电阻定律可得A线圈的匝数多于B线圈的．(2)①用长导线绕一个n匝线圈，作为副线圈替代A线圈；②把低压交流电源接B线圈，测得线圈的输出电压为U；③用A线圈换下绕制的线圈测得A线圈的输出电压为U A.则n A＝n.四、计算题16.如图所示为一个小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈的长度ab＝0.25 m、宽度bc ＝0.20 m，共有n＝100匝，总电阻r＝1.0 Ω，可绕与磁场方向垂直的对称轴OO′转动．线圈处于磁感应强度B＝0.40 T的匀强磁场中，与线圈两端相连的金属滑环上接一个“3.0 V,1.8 W”的灯泡，当线圈以角速度ω匀速转动时，小灯泡消耗的功率恰好为1.8 W．(不计转动轴与电刷的摩擦)(1)求线圈转动的角速度ω；(2)线圈以上述角速度转动100周过程中发电机产生的电能．【答案】(1)2.5 rad/s(2)5.4×102J【解析】(1)设小灯泡正常发光时的电流为I，则I＝＝0.60 A设灯泡正常发光时的电阻为R，R＝＝5.0 Ω根据闭合电路欧姆定律得：E＝I(R＋r)＝3.6 V发电机感应电动势的最大值为E m＝E，E m＝nBSω解得ω＝＝1.8rad/s＝2.5 rad/s(2)发电机产生的电能为Q＝IEt，t＝100 T＝100×s解得Q≈5.4×102J.17.如图所示，线圈的面积是0.05 m2，共100匝，匀强磁场的磁感应强度B＝T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：(1)若从线圈的中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．(2)从中性面开始计时，线圈转过s时电动势瞬时值多大？【答案】(1)e＝50sin(10πt) V(2)43.3 V【解析】(1)n＝300 r/min＝5 r/s，因为从中性面开始转动，并且求的是瞬时值，故e＝E m sinωt＝NBS·2πn sin(2πnt) V＝50sin (10πt) V(2)当t＝s时，e＝50sin (10π×) V≈43.3 V.18.图甲为小型旋转电枢式交流发电机原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n＝100，电阻r＝10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R ＝90 Ω，与R并联的交流电压表为理想电表，在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化．求：(1)该发电机旋转的角速度；(2)交流发电机产生的电动势的最大值；(3)电路中交流电压表的示数．【答案】(1)100 rad/s(2)200 V(3)126 V【解析】(1)交流发电机旋转周期与磁通量变化周期相同则由图可知T＝6.28×10－2s则有ω＝＝100 rad/s(2)交流发电机产生电动势的最大值E m＝nBSω而Φm＝BS，ω＝，所以E m＝由Φ－t图线可知：Φm＝2.0×10－2Wb，T＝6.28×10－2s所以E m＝200 V(3)电动势的有效值E＝E m＝100V由闭合电路的欧姆定律，电路中电流的有效值为I＝＝A交流电压表的示数为U＝IR＝90V＝126 V.。
2020高考物理名师练习卷：专题十一《交变电流》含答案
l1, ad 边长为 l 2 , 则下列说法正确的是 ( )
A. 线圈在纸面位置时感应电流最大 B. 线圈中产生的感应电动势的最大值为
C.线圈中产生的热功率为
B
2
l12l
2 2
2
2R
2 Bl1l2
D.线圈从纸面位置开始转过 90 的过程中通过某一横截面的电荷量为
2 Bl1l2 R
13 、 如 图 所 示 , 一 个 截 面 枳 为 S的 N 匝 线 圈 , 在 磁 感 应 强 度 为 B 的 水 平 匀 强 磁
11、一理想变压器的原、副线圈的匝数比为 3:1 ，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同
的电阻，原线圈一侧接在电压为 220V 的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻
两端的电压为 U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为
k，则 ( )
A. U 66V, k 1 B. U 22V, k 1
9
C.若 S1 换接到 2 后 , 原线圈的输入功率为 1.6W D.若 S1 换接到 2 后 ,R 消耗的电功率为 0.8W 6、在如图所示的理想自耦变压器中 , 原线圈接有定值电阻 r , 副线圈两端连有一电阻 R。在 a、b 两端输入有效值 U 1 恒定的正弦交流电压 , c、 d 间的电压有效值为 U 2 , 在将滑动触头 从图中 M点逆时针向 N点旋转的过程中 , 下列说法正确的是 ( )
D. 电 压 表 读 数 为 n2 N B S n1
14、某小型水电站的电能输送示意图如图甲所示
, 发电机通过升压变压器和降压变压器向用
户供电。 已知输电线的总电阻为 r , 降压变压器原、 副线圈的匝数比为 n3: n4=n:1, 降压变压器
的副线圈两端电压如图乙所示 , 降压变压器的副线圈与阻值为 R0=22Ω 的电阻组成闭合电路。
高考物理全国卷2020年高考一轮复习第十四单元交变电流第1讲交变电流的产生和描述练习含解析新人教版
交变电流的产生和描述《交变电流》一章是电磁感应内容的延续,从近几年命题看,高考对本章内容的考查频率一般,主要体现在“三突出”:一是突出考查交变电流的产生过程;二是突出考查交变电流的图象和交变电流的“四值”;三是突出考查变压器及远距离输电。
整体考查难度不大,多以选择题的形式出现。
预计2020年高考对本专题内容的考查仍将通过交变电流的图象考查交变电流的四值、变压器等问题,可能加强对实际问题处理能力的考查,以分值为6分的选择题为主。
第1讲交变电流的产生和描述1 正弦式交变电流的产生及变化规律(1)交变电流的产生①交变电流:电流的大小和方向都做周期性的变化,这种电流叫交变电流,简称交流。
下图为几种交变电流的电流随时间变化的图象。
②正弦式交变电流产生原理:将闭合线圈置于匀强磁场中,并绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动,线圈中将产生按正弦规律变化的交变电流。
注意:正弦式交变电流的变化规律与线圈的形状、转动轴处于线圈平面内的位置无关。
③正弦式交变电流产生过程中的两个特殊位置。
图示概念中性面位置与中性面垂直的位置特点B⊥S B∥SΦ=BS,最大Φ=0,最小e=nΔΦΔt=0,最小e=nΔΦΔt=nBSω,最大感应电流为零,方向改变感应电流最大,方向不变(2)正弦式交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时) 规律物理量函数表达式图象磁通量Φ=Φm cos ωt=BS cos ωt注意:Φ与线圈匝数无关电动势e=E m sinωt=nBSωsinωt电压u=U m sinωt=REΔR +rsin ωt电流i=I m sinωt=EΔR +rsin ωt宜昌质检)关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流,下列说法中正确的是( )。
A.线圈平面每经过中性面一次,感应电流的方向就改变一次,感应电动势的方向不变B.线圈每转动一周,感应电流的方向改变一次C.线圈平面每经过中性面一次,感应电动势和感应电流的方向都改变一次D.线圈每转动一周,感应电动势和感应电流的方向都改变一次【答案】C福州质检)如图所示是某发电机的结构示意图,其中N 、S 是永磁铁的两个磁极,它们的表面呈半圆柱面形状。
[精品]新高考物理专题10交变电流及答案
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绝密★启用前高考物专题十考试范围：交变电流一、选择题（本题共10小题，每小题4分，共40分。
在每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项符合题目要求，有的有多个选项符合题目要求。
全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错的得0分。
）1．如下图所示的四种随时间变的电流图象，其中属于交变电流的是 （ ）2．如右图所示，面积为S 的单匝闭合线框在磁感应强度为B 匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，下列说法中正确的是 （ ）A ．在穿过线框的磁通量为2BS 的时刻，线框中的感应电动势为2ωBS B ．在穿过线框的磁通量为22BS 的时刻，线框中的感应电动势为22ωBS．线框转动四分之一周过程中，感应电动势的平均值为πBS ω2D．线框转动一周过程中，感应电动势的平均值为０3．夏天由于用电器的增多，每年都会出现“用电荒”，只好拉闸限电。
若某发电站在供电过程中，用电高峰时输电的功率是正常供电的2倍，输电线电阻不变，下列说法正确的是（）A．若输送电压不变，则用电高峰时输电电流为正常供电时的2倍B．若输送电压不变，则用电高峰时输电线损失的功率为正常供电时的2倍．若用电高峰时的输送输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电电流为正常供电时的4倍D．若用电高峰时的输送输电电压变为正常供电的2倍，则此时输电线损失的功率为正常供电时的4倍4．如右图所示，矩形线框置于竖直向下的磁场中，通过导线与灵敏电流表相连，线框在磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动，图中线框平面处于竖直面内。
下述说法正确的是（）A．当线框由此转过90°时，线框转至中性面，则电流表示为零B．线框通过图中位置瞬间，穿过线框的磁通量最大，感应电流最大．当线框由此转过90°时，穿过线框的磁通量最大，感应电流最大D．若使线框转动的角速度增大一倍，那么通过电流表电流的示也增大一倍5．如右图所示的交变电压是矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中产生的，下列说法中正确的是（）A．交流电压的有效值为25VB．交流电压的最大值为10V，频率为025Hz．001末线框平面平行于磁场，通过线框的磁通量变最快D．002时通过线框的磁通量为零6．如右图甲所示，在闭合的铁芯上绕着两个线圈，两个线圈的匝比1∶∶3。
2020年高考回归复习—交变电流选择题综合题(两套)含答案
高考回归复习—交变电流选择之综合题二1．如图，单匝矩形导线框abcd 与匀强磁场垂直，线框电阻不计，线框绕与cd 边重合的固定转轴以恒定角速度从图示位置开始匀速转动，理想变压器匝数比为n 1：n 2．开关S 断开时，额定功率为P 的灯泡L 1正常发光，电流表示数为I ，电流表内阻不计，下列说法正确的是（ ）A ．线框中产生的电流为正弦式交变电流B ．线框从图中位置转过π4时，感应电动势瞬时值为PIC ．灯泡L 1的额定电压等于n 1pn 2ID ．如果闭合开关S ，则电流表示数变大2．在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化.设线圈总电阻为2Ω，则（ ）A ．0t =时，线圈平面平行于磁感线B ．1t s =时，线圈中的电流改变方向C ． 1.5t s =时，线圈中的感应电动势最大D ．一个周期内，线圈产生的热量为28J π3．如图所示，电阻不计的矩形导线框绕中心轴OO '做匀速圆周运动，导线框匝数n ＝100，面积s =m 2，转动周期210T π-=⨯s ，线框平面内充满磁感应强度为0.01B =T 的匀强磁场。
在线框的右边接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数比为1n ︰2n ＝2︰1，灯泡L 标有“36 V ，18W”字样，电流表和电压表均为理想交流电表。
调节滑动变阻器R的滑片，当电流表示数为0.8A时，灯泡L刚好正常发光，则（）A．电压表的示数为40VB．定值电阻0R的阻值为5ΩC．在0~π×10-2s的时间内，通过小灯泡L的电荷量为7.85×10-3CD．当滑动变阻器R的滑片向下滑动时，电流表示数变大，电压表示数变小4．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5:1，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220V，440W”的热水器和“220V，220W”的抽油烟机，如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是（）A．副线圈两端电压的瞬时值为)V=u tπB．交流电压表的示数为C．1min内变压器输出的电能为4J3.9610⨯D．热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍5．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，电流表和电压表均为理想交流电表．已知交流电源电压瞬时值表达式为u=t（V）．下列说法中正确的是（）A．电压表的示数为22VB．通过滑动变阻器R的交流电的频率为50HzC．若将滑动变阻器的滑片下移，则电压表的示数变小D．若将滑动变阻器的滑片上移，则R0消耗的功率变大6．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为4∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。
2020届物理高考一轮总复习：交变电流优化练习试题(含答案)
2020年物理高考总复习交变电流优化练习题▲不定项选择题1．当远距离高压输送一定电功率时，输电线上损耗的功率与电路中的（）A．输送电压成正比B．输送电压的平方成正比C．输电线中的电流成正比D．输电线中电流的平方成正比2．如图所示，某人从美国带回杭州一个电学元件，在美国当地三个灯泡A、B、C的亮度相同，在杭州他把这个元件接在用变压器降压为110V后的交流电源上，他发现各灯的亮度与在美国时相比，（美国的民用电标准是110V/60Hz，我国的民用电标准是220V/50Hz），下列说法正确的是（）A．A灯更亮了B．B灯更亮了C．C灯更亮了D．A、B、C灯的亮度都和美国时一样亮3．如图，理想变压器的原线圈与二极管一起接在u tπ=（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Ω的电阻，原、副线圈匝数比为2：1．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表。
则（）A．副线圈的输出功率为110W B．原线圈的输人功率为WC．电流表的读数为1A D．副线圈输出的电流方向不变4．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，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5Hz B．副线圈输出电压的有效值为31VC．P向右移动时，变压器的输入功率增加D．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小5T，矩形线圈面积为0.08 m2，匝数为10，电阻不计，通过电刷与理想变压器原线圈相连。
当线圈绕垂直磁场的轴OO′以50π rad/s的角速度转动时，副线圈两端的理想交流电压表的示数为16V，则（）A．在图示位置时矩形线圈产生的电动势最大B．矩形线圈产生的交流电周期为0.06 sC．矩形线圈产生的电动势有效值为V D．变压器原、副线圈匝数之比为5∶16．如图所示，理想变压器原线圈接在输出电压不变的交流电源上，图中各电表均为理想电表。
下列说法正确的是（）A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，通过电阻R1的电流变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变小C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变小D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大7．在图示电路中，理想变压器的原、副线圈匝数比为2∶1，电阻R1、R2、R3、R4的阻值均为4 Ω。
2020届高考物理：交变电流、传感器(通用型)练习和答案
2020 届高考物理交变电流、传感器（通用型）练习及答案*交变电流、传感器*1、如图甲所示，一矩形线圈 abcd 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 θ＝45°时(如图乙) 为计时起点，并规定当电流自 a 流向 b 时电流方向为正．则如图所示的四个选 项图中正确的是()2、(多选)如图所示，M 为半圆形导线框，圆心为 O ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为 O ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过 直线 O O 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。
现使线框 M 、 N 在 t ＝0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面且过 O 和 O 的轴，以相同的M N M N M N周期 T 逆时针匀速转动，则( )A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于 TTC ．在 t ＝ 时，两导线框中产生的感应电动势相等D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等3、电流互感器和电压互感器如图所示．其中 n 、n 、n 、n 分别为四组线圈的 匝数，a 、b 为两只交流电表，则( )A ．A 为电流互感器，且 n <n ，a 是电流表B ．A 为电压互感器，且 n >n ，a 是电压表C ．B 为电流互感器，且 n <n ，b 是电流表D ．B 为电压互感器，且 n >n ，b 是电压表4、(2019· 马鞍山市质检)图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为 1∶1000，理 想降压变压器原、副线圈匝数比为 1 000∶1，输电线的总电阻为 1 000 Ω，若升 压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为 220 V 。
下列说法正确的是 ()甲乙A ．输电线中的电流为 3 AB ．电站输出的功率为 7 500 kWC ．输电线路损耗功率为 90 kW8 1 2 3 4 1 21 23 4 3 4D．用户端交变电流的频率为100Hz5、(多选)霍尔传感器测量转速的原理图如图所示，传感器固定在圆盘附近，圆盘上固定4个小磁体，在a、b间输入方向由a到b的恒定电流，圆盘转动时，每当磁体经过霍尔元件，传感器c、d端输出一个脉冲电压，检测单位时间内的脉冲数可得到圆盘的转速。
2020届高考物理计算题复习《交变电流的图像和函数表达式》(解析版)
《交变电流的图像和函数表达式》一、计算题1.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T，边长L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，100匝线圈的总电阻r=1Ω．线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω=2πrad/s，设外电路电阻R=4Ω．求：①转动过程中感应电动势的最大值；②由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势；③由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；④交流电表的示数；⑤转动一周外力做的功．2.如图所示，线圈面积为0.05m2，共100匝，线圈总电阻为1Ω，与阻值为R=9Ω的外电阻相连，线圈在B=T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的OO′轴以转速n=300r/min匀速转动．从线圈处于中性面开始计时，求：（1）线圈转过s时电动势的瞬时值；（2）线圈转过s的过程中，通过电阻的电荷量；（3）线圈匀速转一周外力做的功．3.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。
其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100，电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。
在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。
求：（1）交流发电机产生的电动势最大值；（2）电路中电压表的示数；（3）R上的热功率。
4.如图所示，矩形线圈abcd的匝数为N=100匝，线圈ab的边长为L1=0.2m，bc的边长为L2=0.25m，在磁感应强度为B=0.4T的匀强磁场中，绕垂直于磁感线且通过线圈中线的OO′轴匀速转动，转动的角速度ω=100rad/s，若线圈自身电阻为r=1Ω，负载电阻R=9Ω。
试求：（1）穿过线圈平面的最大磁通量Φm；（2）感应电动势的最大值E m；（3）设时间t=0时线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式；（4）1分钟时间内电阻R上产生的焦耳热Q的大小；（5）线圈从图示位置转过90°的过程中，通过R的电荷量。
2020届高考物理计算题复习《交变电流综合题》(解析版)
《交变电流综合题》一、计算题1.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴按如图所示方向匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻，与R并联的交流电压表为理想电表。
在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。
取求：交流发电机产生的电动势的最大值；从时刻开始计时，线圈转过时线圈中感应电流瞬时值及回路中的电流方向；电路中交流电压表的示数；从图示位置转过，通过线圈的电量？整个回路的焦耳热？2.如图所示，交流发电机线圈abcd的面积为，线圈匝数，在磁感应强度为的匀强磁场中，以的角速度匀速转动，电阻和的阻值均为，线圈的内阻忽略不计，若从图示位置开始计时，推导出线圈中电动势最大值的表达式，并求出其值；写出线圈中电动势瞬时值的表达式；分别计算电压表的示数U、电流表的示数I和电阻上消耗的电功率各为多大？3.一个电阻为r、边长为L的正方形线圈abcd共N匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以如图所示的角速度匀速转动，外电路电阻为R．写出此时刻线圈中感应电流的方向．线圈转动过程中感应电动势的最大值为多大？线圈平面与磁感线夹角为时的感应电动势为多大？从图示位置开始，线圈转过的过程中通过R的电荷量是多少？图中理想电流表和理想电压表的示数各是多少？4.如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻，与R并联的交流电压表为理想电表。
在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。
求：交流发电机产生的电动势的最大值；电路中交流电压表的示数；试推导线圈在中性面开始计时该交流发电机产生的电动势的瞬时值表达式。
5.如图所示，边长为的正方形线圈绕垂直于磁感线的轴以的转速匀速转动，磁场的磁感应强度，线圈的匝数匝，电阻线圈两端分别接在两个固定于轴上且彼此绝缘的金属滑环上，外电路接有的电阻，并接有一只理想交流电压表．求：电压表的读数；若从线圈通过中性面开始计时，转过过程中，通过电阻R的电荷量；在1min内，作用在线圈上的外力所做的功是多少？6.如图所示为一交流发电机的原理示意图，已知矩形线圈abcd的面积，匝数，线圈的总电阻，线圈两端通过电刷E、F与阻值的定值电阻连接。
高考物理新电磁学知识点之交变电流解析含答案(5)
高考物理新电磁学知识点之交变电流解析含答案(5)一、选择题1．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R 表示输电线的电阻，则（ ）A ．用电器增加时，变压器输出电压增大B ．要提高用户的电压，滑动触头P 应向下滑C ．用电器增加时，输电线的热损耗减少D ．用电器增加时，变压器的输入功率增加2．如图甲所示电路，已知电阻21R R R ==，和1R 并联的D 是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A 、B 之间加一个如图乙所示的交变电压（0AB U >时电压为正值）。
则R 2两端电压的有效值为（ ）A ．510VB ．10 VC ．55VD ．102V3．某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是A ．输出电压的最大值为36VB ．原、副线圈中电流之比为55：9C ．变压器输入、输出功率之比为55：9D ．交流电源有效值为220V ，频率为50Hz4．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。
利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P 。
若发电机线圈的转速变为原来的12，则（ ）A．R消耗的功率变为12P B．电压表V的读数变为12UC．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变5．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R、2R和3R的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。
该变图压器原、副线圈匝数的比值为（）A．2B．3C．4D．56．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，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．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（）A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大7．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10 V,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图乙所示，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。
2020年高考物理《交变电流与远距离输电》专项练习及答案解析
高考物理《交变电流与远距离输电》专项练习1.如图所示为一个经双向可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，则现在电灯上电压的有效值为( )A. U mB. U m2C. U m 3D. U m2【答案】D【解析】设电灯的阻值为R ，正弦交流电压的有效值与峰值的关系是U ＝U m2，由于一个周期内半个周期有交流电压，一周期内交流电产生的热量为Q ＝(U m2)2R t ＝U 2m2R ·T 2，设交流电压的有效值为U ，由电流热效应得Q＝U 2m2R ·T 2＝U 2R ·T ，所以该交流电压的有效值U ＝U m 2，选项D 正确． 2.交流发电机线圈电阻r ＝1 Ω，用电器电阻R ＝9 Ω，电压表示数为9 V ，如图所示，那么该交流发电机( )A ．电动势的峰值为10 VB ．电动势的有效值为9 VC ．交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为10 2 VD ．交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为202π V【答案】D【解析】电压表示数等于路端电压，电路中的电流为I ＝U R ＝99A ＝1 A ，电动势的有效值为：E ＝I (R ＋r )＝1×(1＋9) V ＝10 V ，所以电动势的最大值为E m ＝2E ＝10 2 V ，故A 、B 错误；线圈通过中性面时Φ最大，但ΔΦΔt ＝0，故e ＝0，C 错误；线圈从中性面转过90°过程中，ΔΦ＝BS ，Δt ＝T 4＝π2ω，则E ＝n ΔΦΔt ＝2nBS ωπ，由于E m ＝nBS ω，所以E ＝2E m π＝202πV ，D 正确。
3.(2018·全国Ⅲ卷)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q 正，该电阻上电压的峰值均为u 0，周期均为T ，如图所示．则Q 方:Q 正等于( )A. 1∶ 2B. 2∶1C. 1∶2D. 2∶1 【答案】D【解析】对于方波交流电源，电压的有效值和最大值相等，即u 方＝u 0，在周期T 内产生的热量为Q 方＝u 20R·T ，对于正弦交流电源，电压的有效值u 正＝u 02，在周期T 内产生的热量为Q 正＝（u 02）2R·T ，整理可得Q 方∶Q正＝2∶1，选项D 正确．4.如图所示电路中，A 、B 间接有交变电压u ＝311sin100πt (V)，电路中接有“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。
2020届高三高考物理复习培优练习题：交变电流(可编辑修改word版)
2020 届高三高考物理复习培优练习题：交变电流交变电流一、单选题1.如图所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n1和n2，所接负载R2＝4R1，当只闭合S1时，电流表示数为1 A，当S1和S2都闭合时，电流表示数为2 A，则n1∶n2为A．1∶1 B．1∶4 C．1∶3 D．1∶22.图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1 :n2=5 :1 ，电阻R =20Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。
原线圈接正弦交变电源，输入电压u 随时间t 的变化关系如图乙所示。
现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光的功率为P 。
下列说法正确的是A.输入电压u 的表达式u = 20 s in 50tVB.若S1 换接到2 后，R 消耗的电功率为0.4WC.若只断开S2 后，L1、L2 的功率均为P / 2D.若只断开S2 后，原线圈的输入功率为P / 23.在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd 的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕轴以角速度ω 匀速转动,产生的感应电动势随时间的变化关系如图所示，矩形线圈与阻值为R 的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（）A.从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零EB.从t3到t4这段时间通过电阻R 的电荷量为(R +r)C.t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0D.t4时刻线圈处于中性面位置1 / 194.如图所示，边长为L、阻值为R 的等边三角形单匝金属线圈abc 从图示位置开始绕轴EF 以角速度ω 匀速转动，E F的左侧有垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B，右侧没有磁场，下列说法正确的是（）A.图示位置线圈的磁通量最大，磁通量的变化率也最大B．从图示位置转出磁场的过程中，线圈中产生逆时针方向的感应电流C．线圈中产生的感应电动势的最大值为4D．转动一周，外力做功的功率为3B2L42 32R5.如图所示电路，L 是自感系数较大的线圈，在滑动变阻器的滑动片P 从B 端迅速滑向A 端的过程中，经过AB中点C 时通过线圈的电流为I1；P 从A 端迅速滑向B 端的过程中，经过C 点时通过线圈的电流为I2；P 固定在C 点不动，达到稳定时通过线圈的电流为I0。
2020届高考物理专练：交变电流传感器(含答案)
2020届高考物理专练：交变电流传感器（含答案）专题：交变电流传感器一、选择题1、如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压及输电线的电阻Ｒ均不变．在用电高峰期，发电厂输出功率将增大，下列说法正确的是（）A．升压变压器副线圈中电流变小B．降压变压器副线圈中电流变小C．输电线上损耗的功率减小D．用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小【答案】D【解析】A中当发电厂输出功率增大时，根据P=UI知，输出电压不变，则升压变压器原线圈中的电流增大，则副线圈中的电流也增大．故A错误；B中当用电高峰期时，用电器增多，则降压变压器中电流也会变大，故B是错误的；C中升压变压器副线圈中的电流等于输电线中的电流，则输电线中的电流增大，根＝I2R知，输电线上损失的功率增大，故C也不对；D中用户消耗的功率据P损占发电厂输出总功率的比例，因为输电线上的电流增大，则电压损失△U增大，U2不变，所以用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小．故D正确。
2、如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，从图示位置开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示．若线圈的转速变为原来的2倍，而其他条件保持不变，从图示位置转过90°开始计时，则能正确反映线圈中产生的电动势e 随时间t 的变化规律的图象是( )解析：选A ．由题图乙知，周期T ＝4 s ，感应电动势的最大值E m ＝1 V ，而感应电动势的最大值的表达式E m ＝NBSω＝NBS·2πT ．若仅把线圈的转速变为原来的2倍，则周期T′变为原来的12，即T′＝2 s ，而感应电动势的最大值E ′m 变为原来的2倍，即E ′m ＝2 V ，所以选项B 、C 错误；从图示位置转过90°开始计时，也就是t ＝0时线圈中产生的感应电动势应为0，所以选项A 正确，D 错误．3、右图是一种测定压力的电容式传感器,A 为固定电极,B 为可动电极,组成一个电容大小可变的电容器。
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高考回归复习—交变电流选择之综合题五
1．如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压及输电线的电阻R均不变．在用电高峰期，发电厂输出功率将增大，下列说法正确的是()
A．升压变压器副线圈中电流变小
B．降压变压器副线圈中电流变小
C．输电线上损耗的功率减小
D．用户消耗的功率占发电厂输出总功率的比例减小
2．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率P A∶P B等于()
A．5∶4B．3∶2C∶1D．2∶1
3．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻55Ω，电流表、电压表均为理想电表。
原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是（）
A．电流表的示数为4.0A
B．电压表的示数为155.6V
C．副线圈中交流电的频率为50Hz
D ．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶1
4．现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调控的。
如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去。
调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为( )
A ．U m
B ．
2
m
U C ．
2
m
D U m
5．如图甲是远距离输电线路示意图，图乙是用户端电压随时间变化的图象，则( )
A ．发电机产生的交流电的频率是100 Hz
B ．降压变压器输出的电压有效值是340 V
C ．输电线的电流仅由输送功率决定
D ．仅增加升压变压器的副线圈匝数，其他条件不变，输电线上损失的功率减小
6．图为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T 1的原、副线圈匝数比n 1 : n 2 = 1 : k ，降压变压器T 2的原、副线圈匝数比n 3 : n 4 = k : 1，模拟输电导线的电阻r = 3 Ω，T 2的负载是规格为“15 V，45 W”的灯泡L ．当T 1的输入电压为16 V 时L 正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k 的值为（ ）
A ．
32
B ．3
C ．4
D ．9
7．如图甲所示电路，规格相同的小灯泡a b c 、、额定电功率都是6W ，在电路输入端接图乙所示交流，
小灯泡均正常发光。
电表都是理想电表，变压器是理想变电压器。
则（）
A．小灯泡额定电流是0.5A
B．电压表的示数为36V
C．小灯泡额定电压是24V
D．电流表的示数为2A
8．图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO′(OO′沿水平方向)匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝10 Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电压表，示数是10 V.图乙是矩形线圈中磁通量随时间t变化的图象.线圈内阻不计，则()
A．此交流发电机的电动势平均值为V
B．t＝0.02 s时R两端的电压瞬时值为零
C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝cos (100πt) V
D．当ab边速度方向向上时，它所受安培力的方向也向上
9．如图所示，一交流发电机的线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器原线圈接有理想电压表和电流表，副线圈接有定值电阻和灯泡，它们的阻值相等（设灯泡阻值不变），且均为R，当线圈由图示位置（磁场恰好与线圈平面垂直）以转速n匀速转运时，灯泡恰能正常发光，电流表示数为I，理想变压器原、副线圈的匝数比为k。
下列选项中正确的是（）
A．线圈在图示位置磁通量的变化率最大
B．电压表示数为IR
C．灯泡的额定功率为22
k I R
D．从图示位置开始计时，变压器输入电压的瞬时值表达式2
2sin2
u k IR n t
=π
10．如图甲所示，在匀强磁场中有一个n＝10匝的闭合矩形线圈绕轴匀速转动，转轴O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为5Ω，从图甲所示位置开始计时，通过线圈平面的磁通量随时间变化的图像如图乙所示，则()
A．线圈转动过程中消耗的电功率为10π2W
B．在t＝0.2s时，线圈中的感应电动势为零，且电流改变一次方向
C．所产生的交变电流感应电动势的瞬时值表达式为e＝10πsin5πt V
D．线圈从图示位置转过90°时穿过线圈的磁通量变化最快
11．如图所示，N匝矩形线圈以角速度ω在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO’匀速转动，线圈面积为S，线圈电阻为R，电流表和电压表均为理想表，滑动变阻器最大值为2R，则下列说法正确的是（）
A
B．电流表示数的最大值NBS R
ω
C ．线圈最大输出功率为2222
8N B S R
ω
D ．仅将滑动变阻器滑片向上滑动，电流表示数变大，电压表示数变大
12．如图所示，理想变压器原线圈接一正弦交变电源，其电压的有效值恒定不变，两个副线圈的匝数分别为n 1和n 2，所接电阻分别为R 1和R 2，且R 2=2R 1．不计电流表内阻，当只闭合S 1时，电流表示数为1A ，只闭合S 2时，电流表示数为2A ，则n 1：n 2等于（ ）
A ．1：1
B ．1：2
C ．1：3
D ．1：4
13．一个矩形线圈在匀强磁场中转动，产生交流电动势的瞬时值为()e t V π=，则下列说法中正确的是( )
A ．当0t =时，线圈平面与中性面垂直
B ．当1
200
t s =
时，穿过线圈的磁通量等于零 C ．该交流电能让标注为“300V ∶5F μ”的电容器正常工作
D ．若转速n 提高1倍，其他条件不变，则电动势的变化规律将变为()e t V π=
14．图甲是某燃气灶点火装置的原理图。
转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。
当变压器副线圈电压的瞬时值达到5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，下列说法正确的是（ ）
A ．电压表示数为5V
B ．变压器线圈匝数之比n 2：n 1至少是1000
C ．副线圈的输出功率大于原线圈的输入功率
D ．转换器输出交变电压周期为0.4s ，钢针每个周期点火一次
15．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是（ ）
A ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，R 1消耗的功率变大
B ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电压表V 示数变大
C ．当滑动变阻器的滑动触头P 向上滑动时，电流表A 1示数变大
D ．若闭合开关S ，则电流表A 1示数变大、A 2示数变小
16．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，原、副线圈两端的电压分别为U 1、U 2，通过原、副线圈中的电流分别为I 1、I 2。
若保持n 1、n 2和U 1不变，且闭合开关S 后两灯泡均能发光，则下列说法中正确的是（ ）
A ．2
211
n I I n = B ．2
211
n U U n =
C ．开关S 由闭合变为断开，U 2将变大
D ．不论开关S 闭合或断开，始终有U 1I 1= U 2I 2的关系
17．国家电网公司推进智能电网推广项目建设，拟新建智能变电站1400座。
变电站起变换电压作用的设备是变压器，如图所示，理想变压器原线圈输入电压u
t π（V ），电压表、电流表都为理想电表。
则下列判断正确的是（ ）
A ．输入电压有效值为200 V ，电流频率为50 Hz
B ．若变阻器的滑片不动，S 由a 接到b 处，电压表V 2和电流表A 1的示数都减小
C ．S 接到a 处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电流表的示数都减小
D ．S 接到a 处，当变阻器的滑片向下滑动时，两电压表示数都增大
18．理想变压器与三个阻值相同的定值电阻123R R R 、、组成如图所示的电路，变压器原、副线圈的匝数比为1∶2，在a 、b 间接入正弦式交变电流，则下列说法正确的是（ ）
A ．123R R R 、、两端的电压之比为5∶1∶2
B ．123R R R 、、的功率之比为25∶1∶4
C ．a 、b 间输入功率与变压器输入功率之比为15∶4
D ．a 、b 间输入电压与变压器输入电压之比为3∶1
19．如图所示为远距离交流输电的简化电路图，发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I 2．则（ ）
A ．用户端的电压为
11
2
U I I B ．输电线上的电压降为U –U 1 C ．理想变压器的输入功率为I 12r D ．输电线路上损失的电功率为I 12r
20．如图所示，磁极N 、S 间的磁场看做匀强磁场，磁感应强度为B 0，矩形线圈ABCD 的面积为S ，共n 匝，内阻为r ，线圈通过滑环与理想电压表V 和阻值为R 的定值电阻相连，AB 边与滑环E 相连；CD 边与滑环F 相连。
若线圈正在绕垂直于磁感线的轴OO ＇以角速度ω逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线垂直。
以下说法正确的是（ ）
A ．线圈在图示位置时，电阻R 中的电流方向为自M 到N
B ．线圈自图示位置开始转过180︒的过程中，通过电阻R 的电量为
02nB S
R r
+ C ．线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为222
0πn B S R r
ω+
D ．线圈在图示位置时电压表的示数为0
参考答案。