2019高考物理一轮复习第十一章交变电流传感器第4讲章末热点集训学案

第4讲章末热点集训

交变电流的产生和描述

(多选)如图所示，面积为S 、匝数为N 、电阻为r 的正方形导线框与阻值为R 的电阻构成闭合回路，

理想交流电压表并联在电阻R 的两端．线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中，以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动，不计其他电阻，则下列说法正确的是( )

A ．若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为e ＝NBSωsin ωt

B ．线框通过中性面前后，流过电阻R 的电流方向将发生改变，1秒钟内流过电阻R 的电流方向改变ω

π次

C ．线框从图示位置转过60°的过程中，通过电阻R 的电荷量为NBS

2（R ＋r ）

D ．电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关

[解析] 从图示位置开始计时，即从线框处于中性面位置开始计时，感应电动势瞬时值e ＝NBSωsin ωt ，选项A 正确；线框通过中性面前后，流过电阻R 的电流方向发生改变，每转1周电流方向改变2次，1秒钟内线框转动圈数为1T ＝ω2π，故流过电阻R 的电流方向改变2×ω2π＝ω

π次，选项B 正确；线框从图示位置转过60°

的过程中，通过电阻R 的电荷量Δq ＝I Δt ＝E

R ＋r Δt ＝N ΔΦR ＋r ，而ΔΦ＝B ΔS ⊥＝12BS ，故Δq ＝NBS

2（R ＋r ）

，选项C 正确；电压表的示数U ＝

RE R ＋r ，而E ＝NBSω

2

，故U ∝ω，选项D 错误． [答案] ABC

1.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．此时产生的交流电如图乙所示．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( )

A ．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

解析：选D.第二次将转轴移到ab 边上产生的感应电流，同第一次相同，第三次将OO 1右侧磁场去掉，线圈在转动过程中只有一边切割，产生感应电动势的最大值为原来的1

2

，因此选D.

交变电流“四值”的应用

(多选)(2018·忻州联考)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．现使线框以角速度ω绕轴OO ′匀速转动，线框通过金属转轴和电刷与阻值为R 的外电阻相连．已知线框各边的长均为L ，总电阻为r ，不计转轴与电刷的电阻，则( )

A ．图示时刻线框产生的感应电动势为BωL 2

B ．线框产生的感应电动势的最大值为BωL 2

C ．电路中电阻R 两端电压的有效值为BωL 2R

R ＋r

D ．电路中电流的有效值为BωL 2

2（R ＋r ）

[解析] 由法拉第电磁感应定律知，图示时刻，磁通量最大，感应电动势为零，A 项错误；由交变电流电动势最大值表达式E m ＝BSω＝BωL 2

可知B 项正确；根据闭合电路欧姆定律可知，C 项中表达式为R 两端电压的最大值，C 项错误；由图可知，线框转动一圈的过程中，只有半个周期为正弦交变电流，另半个周期电流为

零，由有效值定义有

E 2

R ＋r T ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫E m 22

R ＋r ·T

2，解得E ＝E m

2

，由欧姆定律可知，D 项正确． [答案] BD

理想变压器的动态分析

(多选)(高考广东卷)如图所示的电路中，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( )

A．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

D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大

[解析] 由于理想变压器输入电压U1不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压U2也不变，灯L亮度不随P的滑动改变，故选项A错误，选项B正确；P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，负载总电阻

R总减小，由I2＝U2

R总

知，通过副线圈的电流I2增大，输出功率P2＝U2I2增大，再由

I1

I2

＝

n2

n1

知输入电流I1也增大，

故选项C错误，D正确．

[答案] BD

2.(多选)如图所示，三只灯泡均正常发光，现将滑动变阻器R的滑片向下移动，已知原线圈两端的电压及原、副线圈的匝数均不变，则下列说法中正确的是( )

A．灯L3变暗

B．灯L1和L2均变暗

C．变压器原线圈的输入功率变大

D．副线圈n2中的电流变大

解析：选AC.由于原线圈两端的电压及原、副线圈的匝数均不变，由电压与匝数成正比可知，两个副线圈两端的电压均不变．当滑动变阻器R的滑片向下移动时，副线圈n3中的电流增大，电阻R1两端的电压增大，则灯L3两端的电压减小，故灯L3变暗，而副线圈n2两端的电压及回路中的电阻和电流不发生变化，故灯L1和L2的亮度不变，A正确，B、D错误；由于副线圈中的电流增大，故原线圈中的电流也随之增大，则原线圈的输入功率变大，C正确．

远距离输电的计算

(2018·武汉模拟)在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个小型发电站，输送的电功率为P＝500 kW，当使用U＝5 kV的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW·h.求：

(1)输电效率η和输电线的总电阻r；

(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？

[解析] (1)输送功率P＝500 kW，一昼夜输送电能E＝Pt＝12 000 kW·h