2020届高考物理一轮课件:专题十二 交变电流 .pptx
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1、专题十二 交变电流,20102019年高考全国卷考情一览表,考点63,考点64,考点63交变电流的产生和描述答案P283 1.(2018全国3,16,6分,难度)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u0,周期均为T,如图所示。则Q方Q正等于( D ),考点63,考点64,考点63,考点64,2.(2018海南,7,5分,难度)(多选)如图,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一面积为S的矩形单匝闭合导线abcd,ab边与磁场方向垂直,线框的电阻为R。使线框以恒定角速度绕过ad、bc中点的轴旋转。
2、下列说法正确的是( AC ) A.线框abcd中感应电动势的最大值是BS B.线框abcd中感应电动势的有效值是BS C.线框平面与磁场方向平行时,流经线框的电流最大 D.线框平面与磁场方向垂直时,流经线框的电流最大 解析一个单匝线圈在匀强磁场中旋转,当从中性面开始计时,产生的正弦式交变电流电动势的瞬时值表达式为:e=Emsin =Emsin t.故感应电动势的最大值Em=BS,有效值E= ,故A正确,B错误;当=90时,即线框平面与磁场方向平行时,电流最大,故D错误,C正确。,考点63,考点64,3.(2017天津,6,6分,难度)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁
3、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2 ,则( AD ) A.t=0时,线圈平面平行于磁感线 B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向 C.t=1.5 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82 J 解析t=0时,磁通量为零,故线圈平行于磁感线,故A正确;t=1 s时,由题图可知,磁通量为零,磁通量变化率最大,此时斜率方向不变,感应电流方向不变,故B错误;当t=1.5 s时,磁通量最大但磁通量变化率为零,感应电动势为0,故C错误;由题图可知,有效值,考点63,考点64,4.(2016全国3,21,6分,难度)(多选)如图,M
4、为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON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OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则( BC ) A.两导线框中均会产生正弦交变电流 B.两导线框中感应电流的周期都等于T C.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,考点63,考点64,考点63,考点64,5.(2015山东,19,6分,难度)如图甲,R0为定值电阻,两金属圆环固定
5、在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为T0的正弦式交流电源上,经二极管整流后,通过R0的电流i始终向左,其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环a端电势高于b端时,a、b间的电压uab为正,下列uab-t图象可能正确的是( C ),甲,乙,考点63,考点64,解析由题图乙可知,流经大金属圆环的电流始终顺时针方向,00.25T0,通过小金属圆环的磁通量向里且在增加,由楞次定律可知:ab,即Uab0,在00.25T0时间内 一直在减小,故Uab也在减小;当t=0.25T0时, =0,得Uab=0;同理可得,0.25T00.5T0,Uab0且在增加。由图乙可知,Uab周期为0.5T0,C项正确。,考点63
6、,考点64,6.(经典题)(2014天津,7,6分,难度)(多选)如图1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,产生的交流电动势图象如图2中曲线a、b所示,则( AC ) A.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23 C.曲线a表示的交流电动势频率为25 Hz D.曲线b表示的交流电动势有效值为10 V,考点63,考点64,7.(2013山东,17,6分,难度)(多选)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,A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
7、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( AC ) A.电流表的示数为10 A B.线圈转动的角速度为50 rad/s C.0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D.0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左,考点63,考点64,考点63,考点64,8.(2013海南,3,3分,难度)通过一阻值R=100 的电阻的交变电流如图所示,其周期为1 s。电阻两端电压的有效值为( B ),考点63,考点64,9.(2012全国,19,6分,难度)一台电风扇的额定电压为交流220 V。在其正常工作过程中,用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示。这
8、段时间内电风扇消耗的电能为( B ) A.3.910-2度 B.5.510-2度 C.7.810-2度 D.11.010-2度 解析由于电风扇正常工作,根据W=UIt可得W=220(0.310+0.410+0.240)60 J=1.98105 J=5.510-2 kWh,选项B正确。,考点63,考点64,10.(2012北京,15,6分,难度)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交流电源上,其消耗的电功率为 。如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为( C ),考点63,考点64,11.(2012安徽,23,12分,难度)图1是交流发
9、电机模型示意图。在磁感应强度为B的匀强磁场中,有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动。由线圈引出的导线ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接,金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路。图2是线圈的主视图,导线ab和cd分别用它们的横截面来表示。已知ab长度为L1,bc长度为L2,线圈以恒定角速度逆时转转动。(只考虑单匝线圈),图1,图2,图3,考点63,考点64,(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时,试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e1的表达式; (2)线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计
10、时,如图3所示,试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e2的表达式; (3)若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热。(其他电阻均不计),考点63,考点64,解析(1)矩形线圈abcd转动过程中,只有ab和cd切割磁感线,设ab和cd的转动速度为v,则 在t时刻,导线ab和cd因切割磁感线而产生的 感应电动势均为 E1=BL2v 由图可知v=vsin t 则整个线圈的感应电动势为 e1=2E1=BL1L2sin t。 (2)当线圈由图3位置开始运动时,在t时刻整个线圈的感应电动势为 e2=BL1L2sin(t+0)。,考点63,考点64,考点63,考点64,考点64理想变压器 电能的输
11、送答案P284 12.(2018天津,4,6分,难度)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 ,则( B ) C.电流表A的读数变为2I D.通过R的交变电流频率不变,考点63,考点64,考点63,考点64,13.(2018江苏,2,3分,难度)采用220 kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的 ,输电电压应变为( C ) A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880
12、kV,考点63,考点64,考点63,考点64,15.(2016全国1,16,6分,难度)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ,A为理想交流电流表,U为正弦交流电源,输出电压的有效值恒定。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。该变压器原、副线圈匝数比为( B ) A.2 B.3 C.4 D.5,考点63,考点64,16.(2016全国3,19,6分,难度)(多选) 如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( AD ) A.原、副
13、线圈匝数比为91 B.原、副线圈匝数比为19 C.此时a和b的电功率之比为91 D.此时a和b的电功率之比为19,考点63,考点64,17.(2016海南,9,5分,难度)(多选)如图(a)所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为41,RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化,如图(b)所示。下列说法正确的是( BD ) A.变压器输入、输出功率之比为41 B.变压器原、副线圈中的电流之比为14 C.u随t变化的规律为u=51sin(50t)(国际单位制) D.若热敏电阻RT的温度升高,则电压表的示数不变,电流表
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