版《五高考三模拟》精品物理题库第十三章交变电流电磁波.doc
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1、交变电流第十三章 交变电流、电磁波第一部分 五年高考题荟萃2009年 高考新题一、选择题1.(09天津9)(1)如图所示,单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R。线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动,线框中感应电流的有效值I= 。线框从中性面开始转过的过程中,通过导线横截面的电荷量q= 。答案:(1),解析:本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。电动势的最大值,电动势的有效值,电流的有效值;。2.(09广东物理9)图为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电,下列表述正确的是 ( AB
2、D )A增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小D高压输电必须综合考虑各种因素,不一定是电压越高越好解析:依据输电原理,电路中的功率损耗,而,增大输电线的横截面积,减小输电线的电阻,则能够减小输电线上的功率损耗,A正确;由P=UI来看在输送功率一定的情况下,输送电压U越大,则输电电流越小,则功率损耗越小,B正确;若输电电压一定,输送功率越大,则电流I越大,电路中损耗的电功率越大,C错误;输电电压并不是电压越高越好,因为电压越高,对于安全和技术的要求越高,因此并不是输电电压越
3、高越好,D正确。3.(09江苏物理6)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5,原线圈两端的交变电压为 氖泡在两端电压达到100V时开始发光,下列说法中正确的有 ( AB ) A开关接通后,氖泡的发光频率为100Hz B开关接通后,电压表的示数为100 V C开关断开后,电压表的示数变大 D开关断开后,变压器的输出功率不变解析:本题主要考查变压器的知识,要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。由交变电压的瞬时值表达式知,原线圈两端电压的有效值为V=20V,由得副线圈两端的电压为V,电压表的示数为交流电的有效值,B项正确;交变电压的频率为 Hz,一个周期
4、内电压两次大于100V,即一个周期内氖泡能两次发光,所以其发光频率为100Hz,A项正确;开关断开前后,输入电压不变,变压器的变压比不变,故输出电压不变,C项错误;断开后,电路消耗的功率减小,输出功率决定输入功率,D项错误。4.(09海南物理9)一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V,经变压器升压后向远方输电。输电线路总电阻到目的地经变压器降压,负载为多个正常发光的灯泡(220V、60W)。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器和的耗损可忽略,发电机处于满负荷工作状态,则( ABD )A原、副线圈电流分别为和20AB原、副线圈电压分别为和220VC和的变压比分
5、别为1:50和40:1D有盏灯泡(220V、60W)正常发光5.(09海南物理12)钳型表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时,与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比,所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流,电表读数为10A;若用同一电表在英国测量同样大小的电流,则读数将是 A。若此表在中国的测量值是准确的,且量程为30A;为使其在英国的测量值变为准确,应重新将其量程标定为 A答案:12 256.(09山东19)某小型水电站
6、的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V,输电线总电阻为r,升压变压器原副线圈匝数分别为n,n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4(变压器均为理想变压器)。要使额定电压为220V的用电器正常工作,则 ( AD )ABC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大于降压变压器的输入功率解析:根据变压器工作原理可知,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,所以,A正确,BC不正确。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正确。考点:变压器工作原理、远距离输电提示:理想变压器的两个基本公式是: ,即对
7、同一变压器的任意两个线圈,都有电压和匝数成正比。,即无论有几个副线圈在工作,变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时,才有。远距离输电,从图中应该看出功率之间的关系是:P1=P2,P3=P4,P1/=Pr=P2。电压之间的关系是:。电流之间的关系是:。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。分析和计算时都必须用,而不能用。特别重要的是要会分析输电线上的功率损失。7.(09四川17)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,R120 ,R230 ,C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示,则 ( C )A.交流电的频率为0.02 HzB.原
8、线圈输入电压的最大值为200 VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD.通过R3的电流始终为零解析:根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同,周期为0.02s、频率为50赫兹,A错。由图乙可知通过R1的电流最大值为Im1A、根据欧姆定律可知其最大电压为Um20V,再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V、B错;因为电容器有通交流、阻直流的作用,则有电流通过R3和电容器,D错;根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻R2的电流有效值为I、电压有效值为UUm/V,电阻R2的电功率为P2UIW、C对。9.(09福建16)一台小型发电机产生的电动势
9、随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0,则外接一只电阻为95.0的灯泡,如图乙所示,则 ( D )A.电压表的示数为220v B.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484w D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J解析:电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图像知电动势的最大值Em=V,有效值E=220V,灯泡两端电压,A错;由图像知T=0.02S,一个周期内电流方向变化两次,可知1s内电流方向变化100次,B错;灯泡的实际功率,C错;电流的有效值,发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为,D对。20082005年高考题题组一一、选择题1.(08北
10、京18)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如图所示。副线圈仅接入一个10 的电阻。则 ( D )A流过电阻的电流是20 A B与电阻并联的电压表的示数是100VC经过1分钟电阻发出的热量是6103 JD变压器的输入功率是1103W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61034J。2.(08天津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I1,输入功率为P1,副线圈的电
11、流为I2,输出功率为P2。当R增大时 ( B )AI1减小,P1增大 BI1减小,P1减小 CI2增大,P2减小 DI2增大,P2增大解析 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I2减小,导致输出功率P2减小,所以输入功率P1减小;输入的电压不变,所以输入的电流I1减小,B正确3.(08四川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R1、R2、R3和R4均为固定电阻,开关S是闭合的。V1和V2为理想电压表,读数分别为U1和U2; A1、A2 和A3为理想电流表,读数分别为I1、I2和I3。现断开S,U1数值不变,下列推断中正
12、确的是 ( BC )AU2变小、I3变小 BU2不变、I3变大 CI1变小、I2变小 DI1变大、I2变大解析:因为变压器的匝数与U1不变,所以U2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I2减小,由于输入功率等于输出功率,所以I1也将减小,C正确;因为R1的电压减小,故R2、R3两端的电压将增大,I3变大,B正确4.(08宁夏19)如图a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 逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时(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 ( D )【解析】本题考
13、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=imcos(+t),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。VAR5.(08海南7)如图,理想变压器原副线圈匝数之比为41原线圈接入一电压为uU0sint的交流电源,副线圈接一个R27.5 的负载电阻若U0220V,100 Hz,则下述结论正确的是 ( AC )A副线圈中电压表的读数为55 VB副线圈中输出交流电的周期为C原线圈中电流表的读数为0.5 AD原线圈中的输入功率为【解析】:原线圈电压有效值
14、U1=220V,由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=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=2200.5W=110W,D错;周期T= =0.02s,B错。6.(08广东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,如图所示国。此线圈与一个R10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 ( C )A交变电流的周期为0.125sB交变电流的频率为8HzC交变电流的有效值为AD交变电流的最大值为4A【解析】由et图像可知,交变电流电流的周期为0.25s,故频率
15、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A,选项C正确。二、非选择题7.(08上海物理20 B)某小型实验水电站输出功率是20kW,输电线路总电阻是6。(1)若采用380 V输电,求输电线路损耗的功率。(2)若改用5000 V高压输电,用户端利用n1:n222:1的变压器降压,求用户得到的电压。答案:见解析解析:(1)输电线上的电流强度为IA52.63A输电线路损耗的功率为P损I2R52.6326W16620W16.62kW(2)改用高压输电后,输电线上的电流强度变为IA4A用户端在变压器降压前获得的电压U1UIR(500046)V4976V根据用户得到的电
16、压为U24976V226.18V题组二一、选择题1.(05.广东物理9)钳形电流表的结构如图4(a)所示。图4(a)中电流表的读数为1.2A。图4(b)中用同一电缆线绕了3匝,则 ( C )A这种电流表能测直流电流,图4(b)的读数为2.4AB这种电流表能测交流电流,图4(b)的读数为0.4AC这种电流表能测交流电流,图4(b)的读数为3.6AD这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图4(b)的读数为3.6A2.(05.广东物理8)关于电磁场和电磁波,下列说法正确的是 ( ACD )A电磁波是横波B电磁波的传播需要介质C电磁波能产生干涉和衍射现象D电磁波中电场和磁场方向处处互相垂直二、非选
17、择题3.(07广东物理19)如图所示,沿水平方向放置一条平直光滑槽,它垂直穿过开有小孔的两平行薄板,板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B,球A带电量为 +2q,球B带电量为3q,两球由长为2L的轻杆相连,组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧,离板的距离均为L。若视小球为质点,不计轻杆的质量,在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后(设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成,不影响电场的分布),求:球B刚进入电场时,带电系统的速度大小;带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。答案 对带电系统进行分析,假设球A能达到右极板,电场力对系统做功为W1,有:由此可以判定
18、,球A不仅能达到右极板,而且还能穿过小孔,离开右极板。假设球B能达到右极板,电场力对系统做功为W2,有:由此判定,球B不能达到右极板综上所述,带电系统速度第一次为零时,球A、B应分别在右极板两侧。(1)电系统开始运动时,设加速度为a1,由牛顿第二定律:球B刚进入电场时,带电系统的速度为v1,有:求得:设球B从静止到刚进入电场的时间为t1,则: 解得: 球B进入电场后,带电系统的加速度为a2,由牛顿第二定律: 显然,带电系统做匀减速运动。设球A刚达到右极板时的速度为v2,减速所需时间为t2,则有: 求得: 球A离电场后,带电系统继续做减速运动,设加速度为a3,再由牛顿第二定律:设球A从离开电场到
19、静止所需的时间为t3,运动的位移为x,则有: 求得: 可知,带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为: 45S2S1A2A1LLDPv0固定挡板固定薄板电子快门B球A相对右板的位置为: 4.(07广东物理20)如图为装置的垂直截面图,虚线A1A2是垂直截面与磁场区边界面的交线,匀强磁场分布在A1A2的右侧区域,磁感应强度B0.4T,方向垂直纸面向外,A1A2与垂直截面上的水平线夹角为45。在A1A2左侧,固定的薄板和等大的挡板均水平放置,它们与垂直截面交线分别为S1、S2,相距L0.2 m。在薄板上P处开一小孔,P与A1A2线上点D的水平距离为L。在小孔处装一个电子快门。起初快门开启,一旦有
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