内容发布更新时间 : 2024/6/26 22:57:17星期一 下面是文章的全部内容请认真阅读。
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高中物理学习材料
（灿若寒星**整理制作）
专题十二 交变电流
高考试题
考点一 交变电流的产生及描述 ★★★★
1.(2013年山东理综,17,5分)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, 下判断正确的是( )
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,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图(乙)所示,以
A.电流表的示数为10 A
B.线圈转动的角速度为50π 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 解析:电流表的示数为交变电流的有效值I=Im2π=10 A,选项A正确;由ω=可得,线圈转动的角速度为
T2ω=
2πrad/s=100π rad/s,选项B错误;0.01 s时,电路中电流最大,即电路中磁通量的变化率最大,故该时刻通过线圈的磁通量最
2?10?2小,即该时刻线圈平面与磁场方向平行,选项C正确;根据楞次定律可得,0.02 s时电阻R中电流的方向自左向右,选项D错误. 答案:AC
2.(2013年福建理综,15,6分)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 Ω,外接R=9.0 Ω的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=102sin 10πt (V),则( )
A.该交变电流的频率为10 Hz B.该电动势的有效值为102 V C.外接电阻R所消耗的电功率为10 W D.电路中理想交流电流表
的示数为1.0 A
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解析:因e=102sin 10πt (V),故ω=10π rad/s,由ω=2πf得f=
E?=5 Hz,选项A错误;Em=102 V,故其有效值E=m=10 V,选项2π2B错误;交流电表的示数及功率的计算均要用有效值,因此电路中P=IR=1.0×9 W=9 W,选项C错误.
2
2
的示数I=
E=1.0 A,选项D正确;外接电阻R所消耗的功率为R?r答案:D
点评： 在解决交变电流产生的效果问题时,所用物理量或电表的示数均为有效值,处理电容器问题时才考虑峰值.
3.(2012年北京理综,15,6分)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A.5 V
P.如果电热器电阻不变,则此交流电源输出电压的最大值为( ) 2B.52 V C.10 V D.102 V
2解析:本题考查描述交变电流的物理量. U2?10V?; 由P=得P=
RRPU?2设交流电的有效值为U′,则有=,
R2联立可得U′=52 V,
根据有效值和最大值之间的关系可得 Um′=2U′=52×2 V=10 V,选项C正确. 答案:C
4.(2012年四川理综,16,6分)如图所示,在铁芯P上绕着两个线圈a和b,则( )
A.线圈a输入正弦交变电流,线圈b可输出恒定电流 B.线圈a输入恒定电流,穿过线圈b的磁通量一定为零
C.线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响
D.线圈a的磁场变化时,线圈b中一定有电场
解析:根据变压器工作原理,a是原线圈,b为副线圈,a接正弦式交流电时,b中一定输出正弦式交流电,故选项A错误;a中输入恒定电流,产生稳定磁场,b中磁通量一定不为零,故选项B错误;b中输出的电流对a的磁场有阻碍作用,故选项C错误;只要穿过b的磁通量变化,b一定产生电磁感应,有电场,故选项D正确. 答案:D
5.(2011年四川理综,20,6分)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O1O2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4 W B.线圈中感应电流的有效值为2 A C.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos
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D.任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=
T2πsint πT2πt),转过60°时,瞬时电流为1 A,T解析:正弦式交变电流产生时,由题图位置开始计时,其感应电动势的瞬时值表达式为e=BSωcos(得:BSω=4 V,所以选项C正确;感应电流的有效值I=ImBS?2
==2 A,所以选项B错误;线圈消耗功率P=I·R=4 W,所以选项A正确;2R?2磁通量最大值Φm=BS=答案:AC
4T2T2T2π=.所以任意时刻磁通量Φ=·sin (t),所以选项D错误. 2πππT6.(2011年安徽理综,19,6分)如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场,磁感应强度为B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角速度ω匀速转动(O轴位于磁场边界).则线框内产生的感应电流的有效值为( )
A.
2BL2?BL2? B.2R2R
2BL2?C.
4RBL2?D.
4R
BL2?1解析:线框从图示位置匀速转入磁场和转出磁场的过程中线框中有感应电流,大小为I1=,但有电流的时间只有周期,由交流电
2R4有效值的定义,有效值I为:IRT=I12R·答案:D
2
BL2?TI+0,所以I=1=.故答案为D.
4R42考点二 变压器原理及动态分析 ★★★★
1.(2013年广东理综,16,4分)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=2∶1, 端电压u1=122sin 100πt (V).下列说法正确的是( )
和
均为理想电表,灯泡电阻RL=6 Ω,AB
A.电流频率为100 Hz B.C.
的读数为0.5 A
的读数为24 V
D.变压器输入功率为6 W
n1U1=可得U2=6 V,n2U2解析:由输入电压u1=122sin 100πt (V)可知,ω=100π rad/s=2πf,所以频率f=50 Hz,选项A错误;由变压公式
所以选项B错误;根据欧姆定律得电流表示数I=答案:D
U2U2=1 A,选项C错误;变压器输入功率应等于输出功率,所以P=2=6 W,选项D正确. RLRL点评： 本题考查的是变压器的规律,同时还包含了其瞬时值、有效值等常考知识点,所以应熟练掌握变压公式.输入功率与输出功率的关系及电表测量特点是准确解决这类问题的有效方法.
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