【十年高考】2003—2012高考物理試題分類解析專題18交變電流和傳感器

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1、 十年高考 (2003 —2012)物理試題分類解析 專題 18 交變電流和傳感器 一. 2012 年高考題 1. ( 2012山東理綜)圖甲是某燃?xì)鉅t點火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓,并加在一 理想變壓器的原線圈上, 變壓器原、 副線圈的匝數(shù)分別為 n1、 n 。 V 為交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于 2 ○ 5000V 時,就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃?xì)怏w。以下判斷正確的是

2、A.電壓表的示數(shù)等于 5V B.電壓表的示數(shù)等于 5 V 2 C.實現(xiàn)點火的條件是 n2 >1000 n1 D.實現(xiàn)點火的條件是 n2 <1000 n1 1. 【答案】 BC 【解析】電壓表的示數(shù)為電壓有效值,等于 5 V,選項 B 正確 A 錯誤。當(dāng)變壓器匝數(shù)比 2 n2 >1000,變壓器副線圈電壓的瞬時值大于 5000V 時,就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火 n1 花進而點燃?xì)怏w。選項 C 正確 D錯誤。 【考點定位】此題考查變壓器、交變電流有效值及其相關(guān)知識。 2. (2012江蘇物理) 某同學(xué)

3、設(shè)計的家庭電路保護裝置如圖所示 , 鐵芯左側(cè)線圈 L1 由火 1 線和零線并行繞成 . 當(dāng)右側(cè)線圈 L2 中產(chǎn)生電流時 , 電流經(jīng)放大器放大后 , 使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān) K, 從而切斷家庭電路 . 僅考慮 L1 在鐵芯中產(chǎn)生的磁場 , 下列說法正確的有 (A) 家庭電路正常工作時 ,L2 中的磁通量為零 (B) 家庭電路中使用的電器增多時 ,L2 中的磁通量不變 (C) 家庭電路發(fā)生短路時 , 開關(guān) K 將被電磁鐵吸起 (D) 地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時 , 開關(guān) K 將被電磁鐵吸起 3. ( 201

4、2四川理綜)如圖所示,在鐵芯 P 上繞著兩個線圈 a 和 b,則 A. 線圈 a 輸入正弦交變電流,線圈 b 可輸出恒定電流 B. 線圈 a 輸入恒定電流,穿過線圈 b 的磁通量一定為零 C.線圈 b 輸出的交變電流不對線圈 a 的磁場造成影響 D.線圈 a 的磁場變化 時,線圈 b 中一定有電場 3. 【答案】: D 【解析】: 線圈 a 輸入正弦交變電流,線圈 b 輸出的也是正弦交變電流;線圈 a

5、輸入恒定電 流,穿過線圈 b 的磁通量恒定,選項 AB錯誤;線圈 b 輸出的交變電流對線圈 a 的磁場造成 影響,選項 C 錯誤;線圈 a 的磁場變化時,線圈 b 中一定有感應(yīng)電場,選項 D 正確。 【考點定位】此題考查變壓器及其相關(guān)知識。 4. ( 2012廣東理綜物理)某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為 e=50sin100 π t ( V),對此 電動勢,下列表述正確的有 A. 最大值是 50 2 V B. 頻率是 100Hz 2 C.有效值是 25 2 V D. 周期是 0.0

6、2s 4【答案】: CD 【解析】 :交變電動勢 e=50sin100 π t(V),最大值是 50V,有效值是 25 2 V,頻率是 50Hz, 周期是 0.02s ,選項 CD正確。 【考點定位】此題考查交變電流及其相關(guān)知識。 5. ( 2012北京理綜) 一個小型電熱器若接在輸出電壓為 10V 的直流電源上 . 消耗電功率為 P; 若把它接在某個正弦交流電源上,其消耗的電功率為 P/2. 如果電熱器電阻不變,則此交 流電源輸出電壓的最大值為 A. 5V B. 5 2 V C.10V D.10 2 V

7、 6. ( 2012重慶理綜)如圖所示,理想變壓器的原線圈接入 u=11000 2 sin100 π t(V) 的 交變電壓,副線圈通過電阻 r=6 Ω 的導(dǎo)線對“ 220V/880W”的電器 RL 供電,該電器正常工作。 由此可知 A.原、副線圈的匝數(shù)比為 50∶ 1 B.交變電壓的頻率為 100Hz C.副線圈中電流的有效值為 4A D.變壓器的輸入功率為 880W

8、 3 7. (201 天津理綜 ) 通過一理想變壓器,經(jīng)同一線路輸送相同的電功率 P,原線圈的電壓 U 保持不變,輸電線路的總電阻為 R。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為 k 時,線路損耗的電功率 為1。若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到 nk,線路損耗的電功率為 P2。則 1 和 2/ P 1 分 P P P 別為

9、 A. PR , 1 B . P 2 C . PR , 1 P 2 R, 1 D . R, 1 kU n kU n kU n 2 kU n2 7. 【答案】 D 【解析】當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為 k 時,線路電壓為 kU,線路中電流 I=P/kU ,線路損 2 2 P 耗的電功率為 P =I R= R。若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk,線路電壓為 nkU, 1 kU 線路中電流 2P I=P/nkU ,

10、線路損耗的電功率為 P =I R= 2 nkU 錯誤。  2 R。P2/ P1= 1 ,選項 D正確 ABC n 2 【考點定位】本題考查變壓器、電能輸送等,意在考查考生靈活應(yīng)用相關(guān)知識的能力。 8. ( 2012新課標(biāo)理綜)自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈,原、副線圈都只取該線圈的 某部分, 一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示, 其副線圈匝數(shù)可調(diào)。 已知變壓器線圈總 匝數(shù)為 1900 匝;原線圈為 1100 匝,接在有效值為 220V 的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓 調(diào)至最大時,負(fù)載 R 上的功

11、率為 2.0kW。設(shè) 此時原線圈中電流有效值 為 I 1,負(fù)載兩端電壓的有效值為 U2 ,且變壓器是理想的,則 U2 和 I 1 分 別約為 A.380V 和 5.3A B.380V 和 9.1A C.240V 和 5.3A 4 D.240V 和 9.1A 8. 【答案】: B 【解析】 :當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時, 副線圈電壓 U2 =19 220V=380V. 。負(fù)載 R上的功

12、 11 率為 P=2.0kW,原線圈中電流有效值為 I 1=P/U=9.1A ,選項 B正確。 【考點定位】此題考查變壓器及其相關(guān)知識。 9. ( 2012福建理綜)如圖,理想變壓器原線圈輸入電壓 u= sin ω t ,副線圈電路中 R0 為 U m 定值電阻, R 是滑動變阻器。 V1 和 V2 是理想交流電壓表,示數(shù)分別用

13、 1 和 2 表示; A1 和 A2 U U 是理想交流電流表,示數(shù)分別用 I 1 和 I 2 表示。下列說法正 確的是 A. I 1 和 I 2 表示電流的瞬間值 B. U1 和 U2 表示電壓的最大值 C.滑片 P向下滑動過程中, U1 不變、 I 1 變大 D.

14、滑片 P向下滑動過程中, U2 變小、 I 1 變小 9. 【答案】: C 【解析】:理想交流電流表示數(shù) I 1 和 I 2 表示電流的有效值,理想交流電壓表示數(shù) 1 和 2 表 U U 示電壓的有效值,選項 AB錯誤;滑片 P 向下滑動過程中, 1 不變、 I 2 變大, I 1 變大,選項 C U 正確 D 錯誤。 10. ( 2012海南

15、物理)如圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 20∶ 1,兩個標(biāo)有“ 12V, 6W”的小燈泡并聯(lián)在副線圈的兩端。當(dāng)兩燈泡都正常工作時,原線圈 中電壓表和電流表(可視為理想的)的示數(shù)分別是 A. 120V, 0.10A B . 240V,0.025A C. 120V, 0.05A D . 240V,0.05A 【答案】: D 【解析】:當(dāng)兩燈泡都正常工作時,每個燈泡中電流為 0.5A 。副線圈輸出電壓 12V, 輸出電流為 2 0.5A=1.0A 。由變壓器變壓公式可知原線圈中電壓表讀數(shù)為 240V。由功 率關(guān)系可知,原線圈中電流表讀數(shù)為 0

16、.05A ,選項 D 正確。 【考點定位】此題考查變壓器及其相關(guān)知識。 11. (15 分 ) ( 2012 江蘇物理)某興趣小組設(shè)計了一種發(fā)電裝置,如圖所示 . 。在磁極和 圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角 α 均為 4 π ,磁場均沿半徑方向。 . 匝數(shù)為 N 的 9 5 矩形線圈 abcd 的邊長 ab =cd = l 、 bc =ad =2 l . 線圈以角速度 ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動, bc 和 ad 邊同時進入磁場 . 在磁場中, 兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強度大小均為 B、方向始終與兩邊 的運

17、動方向垂直。線圈的總電阻為 r ,外接電阻為 R。求: : (1) 線圈切割磁感線時,感應(yīng)電動勢的大小 Em; (2) 線圈切割磁感線時, bc 邊所受安培力的大小 F; (3) 外接電阻上電流的有效值 I 。 . R 上消耗的電能 W= 2 2 , m Rt ,且 I W=IRT 聯(lián)立解得: 4NBl 2 。 I R

18、 3 r 【考點定位】此題考查交變電流的產(chǎn)生、有效值及其相關(guān)知識。 12 (2012 天津理綜 ) 通過一理想變壓器,經(jīng)同一線路輸送相同的電功率 P,原線圈的電壓 U 保持不變,輸電線路的總電阻為 R。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為 k 時,線路損耗的電功率 為 P1。若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到 nk,線路損耗的電功率為 P2。則 P1 和 P2/ P1 分 別為 A. PR , 1 B . P 2 C . PR , 1 D .

19、 P 2 R, 1 R, 1 kU n kU n kU n 2 kU n2 【答案】 D 【解析】當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為 k 時,線路電壓為 kU,線路中電流 I=P/kU ,線路損 6 耗的電功率為 P1=I 2R= P 2 R。若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到 nk,線路電壓為 nkU, kU 線路中電流 2 P I=P/nkU ,線路損耗的電功率為 P2=I R= nkU  2 R。P

20、2/ P1= 1 ,選項 D正確 ABC n 2 錯誤。 【考點定位】本題考查變壓器、電能輸送等,意在考查考生靈活應(yīng)用相關(guān)知識的能力。 13( 16 分) ( 2012安徽理綜)圖 1 是交流發(fā)電機模型示意圖。在磁感應(yīng)強度為 B 的勻強磁場中, 有一矩形線圖 abcd 可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸 OO’轉(zhuǎn)動,由線圈引起的導(dǎo)線 ae 和 df 分別與兩個跟線圈一起繞 OO’轉(zhuǎn)動的金屬圈環(huán)相連接,金屬圈環(huán)又分別與兩個固定的電 刷保持滑動接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電話電阻 R 形成閉合電路。圖 2 是線圈的住視圖,導(dǎo)線 a

21、b 和 cd 分別用它們的橫截面來表示。已知 ab 長度為 L1, bc 長度為 L2, 線圈以恒定角速度 ω逆時針轉(zhuǎn)動。(只考慮單匝線圈) (1) 線圈平面處于中性面位置時開始計時, 試推導(dǎo) t 時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢 e1 的 表達式; (2) 線圈平面處于與中性面成 φ 0 夾角位置時開始計時,如圖 3 所示,試寫出 t 時刻整 個線圈中的感應(yīng)電動勢 e2 的表達式; (3) 若線圈

22、電阻為 r ,求線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻 R 上產(chǎn)生的焦耳熱。(其它電阻均不計) 13【答案】( 1) e1=BL1 L2ω sin ω . 。( 2) e2= 1 2ω sin( ω t+ φ 0.) 。 t BL L 2 (3) QR=π Rω BL1L2 。 R r 【解析】 ( 1)矩形線圈 abcd 轉(zhuǎn)動過程中,只有 ab 和 cd 切割磁感線,設(shè) ab 和 cd 轉(zhuǎn)動速度 7 為 v,則 v=ω 1 L2, 2 在 t 時刻,導(dǎo)線 ab 和 cd 切割磁感線,產(chǎn)生的感應(yīng)電

23、動勢均為 E1=BL1v⊥ , 由圖可知, v⊥ =vsin ω t , 則 t 時刻整個線圈的感應(yīng)電動勢為 e1=BL1L2ω sin ω t . 。 其中 T=2π/ ω , 2 于是, QR=π Rω BL1L2 。 R r 【考點定位】此題考查交變電流的產(chǎn)生、瞬時值表達式、閉合電路歐姆定律、有效值、焦耳 定律及其相關(guān)知識。 二. 2011 年高考題 1. ( 2011 天津理綜卷物理)在勻強磁場中,一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的

24、轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn) 動,如圖 1 所示。產(chǎn)生的交變電動勢的圖像如圖 2 所示,則 A. t =0.005s 時線框的磁通量變化率為零 B. t =0.01s 時線框平面與中性面重合 C. 線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311V D. 線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為100Hz 【解析】:由圖 2 可知, t =0.005s 時線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大,由法拉第電磁感應(yīng)定 律可知,線框的磁通量變化率最大, 選項 A 錯誤; t =0.01s 時線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為零, 線框的磁通量變化率為零, 線框平面與中性面重合, 選項 B 正確;線框產(chǎn)生的交變電動

25、勢最 大值 311V,有效值為 220V,選項 C錯誤;由圖 2 可知,線框產(chǎn)生的交變電動勢周期為 0.02s , 頻率為 50Hz,選項 D 錯誤。 【答案】: B 8 【點評】此題考查交變電流的產(chǎn)生、交變電流的圖象及其相關(guān)知識點。 2( 2011 四川理綜卷)如圖所示,在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期為 T,轉(zhuǎn)軸 O1O2 垂直于磁場方向, 線圈電阻為 2 。從線圈平面與磁場方向平行時開始計時, 線圈轉(zhuǎn)過 60 時的感應(yīng)電流為 1A。 那么 A. 線圈消耗的電功率為 4W

26、 B. 線圈中感應(yīng)電流的有效值為 2A C.任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為 e=4cos 2 t T D. 任意時刻穿過線圈的磁通量為 = T sin 2 t T 【 . 答案】 AC 【點評】此題考查交變電流的產(chǎn)生、函數(shù)表達式、電功率、有效值、磁通量等相關(guān)知識點。 3( 2011 新課標(biāo)理綜)如圖,一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為 1:2;副線圈電路中接有燈 泡,燈泡的額定電壓為 220V,額定功率為 22W;原線圈電路中接有電壓表和電流表。

27、 現(xiàn)閉合 開關(guān),燈泡正常發(fā)光。若用 U和 I 分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù),則 A. U=110V, I=0.2A B. U=110V, I=0.05A C. U=110 2 D. U=110 2  V, I=0.2A V, I=0.2 2 A 【解析】:燈泡正常發(fā)光說明副線圈輸出電壓為 220V,原線圈輸入電壓為 110V,電壓表讀 數(shù)為 110V;由變壓器功率關(guān)系可知,變壓器輸入功率為 22W,電流表讀數(shù)為 0.2A ,選項 A 正確。 9

28、 【答案】: A 【點評】此題考查理想變壓器的電壓關(guān)系和功率關(guān)系及其相關(guān)知識點。 4( 2011 浙江理綜卷) 如圖所示, 在鐵芯上、 下分別繞有匝數(shù) n1=800 和 m2=200 的兩個線圈,上線圈兩端 u=51sin314tV 的交流電源相連,將下線圈兩端接交流電壓表,則交流電壓表的讀數(shù)可能是 A. 2.0V B. 9.0V C. 12.7V D. 144.0V 【解析】:原線圈輸入電壓最大值為 51V,有效值為 38V。由變壓器變壓公式,副線圈輸出 電壓為 9.5V ,考慮到電壓表內(nèi)阻不是無限大,副線圈具有一定電阻,交流電壓表的讀

29、數(shù)一 定小于 9.5V ,可能是 9. 0 V,選項 B 正確。 【答案】: B 【點評】此題考查變壓器及其相關(guān)知識點。 5( 2011 廣東理綜)圖 7(a)左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器,負(fù)載電路中 R=55Ω ,○A 、 V 為理想電流表和電壓表。若原線圈接入如圖 7( b)所示的正弦交變電壓,電壓表示數(shù)為 ○ 110V,下列表述正確的是 圖 7( a) 圖 7(b) A.電流表的示數(shù)為 2A B.原副線圈匝數(shù)比為 1∶ 2 C.電

30、壓表的示數(shù)為電壓表的有效值 D.原線圈中交變電壓的頻率為 100Hz 解析: 電流表的示數(shù)為 I=U/R=110/55A=2A ,由變壓器變壓公式可知, 原副線圈匝數(shù)比為 2∶ 1,選項 A 正確 B 錯誤;電壓表的示數(shù)為電壓表的有效值,選項 C正確;由正弦交變電壓圖 線可知,原線圈中交變電壓的頻率為 50Hz,選項 D 錯誤。 【答案】: AC 10 【點評】此題 考查交變電流的圖象、變壓公式等知識點。 6.( 2011 江蘇物理)美國科學(xué)家 Willard S.Boyle 與 George E.Sn

31、ith 因電荷耦合器件 (CCD) 的重要發(fā)明獲得 2009 年度諾貝爾物理學(xué)獎。 CCD是將光學(xué)量轉(zhuǎn)變成電學(xué)量的傳感器。下列器件可作為傳感器的有 A.發(fā)光二極管 B 。熱敏電阻 C ?;魻栐?D 。干電池 7( 2011 江蘇物理)題 13-1 圖為一理想變 壓器, ab 為原線圈, ce 為副線圈, d 為副 線圈引出的一個接頭。 原線圈輸入正弦式交 變電壓的 u-t 圖象如題 13-2 圖所示。若只 在 ce 間接一只 Rce=400 Ω 的電阻,或只在 de 間接一只 Rde=225

32、Ω 的電阻 , 兩種情況下 電阻消耗的功率均為 80W。 (1) 請寫出原線圈輸入電壓瞬時值uab 的表達式; (2) 求只在 ce 間接 400Ω 的電阻時,原線圈中的電流 I ; 1 (3) 求 ce 和 de 間線圈的匝數(shù)比 nce 。 nde (3)設(shè) ab 間匝數(shù)為 n1, U 1 = U ce n1 nce 11 U 1 = U de

33、 同理, n1 nde 由題意可知, U ce2 U de2 = Rce Rde 解得 nce = Rce ,代人數(shù)據(jù)解得 nce = 4 nde Rde nde 3 【點評】此題考查變壓器變壓公式、交變電流圖象、瞬時值表達式及其相關(guān)知識。 三. 2010 年高考題 1.(2010 重慶理綜 ) 輸入電壓為 220V,輸出電壓為 36V 的變壓器副線圈燒壞,為獲知此變壓 器原、 副線圈匝數(shù), 某同學(xué)拆下燒壞的副線圈,

34、用絕緣導(dǎo)線在 鐵芯上新繞了 5 匝線圈,如圖 2 所示,然后將原線圈接到 220V 交流電源上,測得新繞線圈的端電壓為 1V,按理想變壓器分 析,該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為: A. 1100、 360 B. 1100 、 180 C .2200、 180D . 220、360 【 解 析 】 對 新 繞 線 的 理 想 變 壓 器, 根 據(jù) 變 壓 比公 式 得 變 壓 器燒 壞 前 的 原 線圈 匝 數(shù) 1== U1 n 3=220 5=1100,變壓器燒壞前副線圈匝數(shù) n 2==U 2 1= 36 1100

35、=180,選項 B 正 n U1 n U 3 220 確。 【答案】 B 【點評】 學(xué)習(xí)物理要注重物理知識的實際應(yīng)用。 2.( 2010 海南物理)如右圖,一理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為 4︰ 1 ,原線圈兩端接入 一 正弦交流電源; 副線圈電路中 R為負(fù)載電阻, 交流電壓表和交流電流表都是理想電表. 下 列結(jié)論正確的是 A.若電壓表讀數(shù)為 6V,則輸入電壓的最大值為 24 2 V B.若輸入電壓不變,副線圈匝數(shù)增加到原來的 2 倍,則電流 表的讀數(shù)減小到原來的一半

36、 C.若輸入電壓不變,負(fù)載電阻的阻值增加到原來的 2 倍,則輸入功率也增加到原來的 2 倍 D.若保持負(fù)載電阻的阻值不變.輸入電壓增加到原來的 2 倍,則輸出功率增加到原來 12 的 4 倍 U 2 可知輸出功率增加到原來的 4 倍,選項 D 正確。 則由 P R 【答案】 AD 【點評】 此題考查交流電的最大值和有效值,理想變壓器的相關(guān)知識等。 3( 2

37、010 廣東理綜)圖 1 是某種正弦式交變電壓的波形圖,由圖可確定該電壓的 A. 周期是 0.01s B. 最大值是 311V C.有效值是 220V D.表達式為 u=220sin100 π t ( V) 【解析】 :由題給的正弦式交變電壓的波形圖可知, 該電壓的周期為 0.02s ,最大值是 311V, 有效值是 U=Um/ 2 =220V,瞬時值表達式為 u=311sin100 πt ( V),選項 BC正確。 【答案】 BC 【點評】 只有正弦式交變電壓其最大值和有效值之間才滿足 U=Um/ 2 的關(guān)系。 4(

38、 2010 四川理綜)圖甲所示電路中, A1、A2、A3 為相同的電流表, C為電容器,電阻 R1、R2、 R3 的阻值相同, 線圈 L 的電阻不計。 在某段時間內(nèi)理想變壓器原線圈內(nèi)磁場的變化如圖乙所 示,則在 t 2~ t 1 時間內(nèi) A .電流表 A1 的示數(shù)比 A2 的小 B.電流表 A2 的示數(shù)比 A1 的小 C.電流表 A1 和 A2 的示數(shù)相同 D.電流表的示數(shù)都不為零 13 【點評】 此題考查電磁感應(yīng)、變壓器原理、電

39、感元件和電容器在交流電路中的作用等。 5( 2010 江蘇物理)在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中,升壓變壓器和降壓變壓器均為理想 變壓器,發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變,隨 著發(fā)電廠輸出功率的增大,下列說法中正確的有 A.升壓變壓器的輸出電壓增大 B.降壓變壓器的輸出電壓增大 C.輸電線上損耗的功率增大 D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增 大 【答案】 CD 【解析】 發(fā)電廠的輸出電壓不變, 升壓變壓器的輸入電壓不變, 輸出電壓不變, 選項 A 錯誤; 隨著發(fā)電廠輸出功率的增大,輸電線中電流增大,輸電線上損失的電壓

40、(△ U=IR)增大,降 壓變壓器的輸入電壓減小, 降壓變壓器的輸出電壓減小, 選項 B 錯誤;隨著發(fā)電廠輸出功率 的增大,輸電線中電流增大,輸電線上損耗的功率(△ P=I 2R)增大,選項 C 正確;輸電線 2 2 P輸 P R 上損耗的電功率△ P=I R= U R,輸電線上損耗的功率占總功率的比例 P = 2 P輸 ,選 輸 U 輸 輸 項 D 正確。 【點評】此題考查電能的輸送,考查輸電功率的變化引起的其它變化,有新意。 6. ( 2010

41、浙江理綜)某水電站,用總電阻為 2.5 Ω 的輸電線輸電給 500km 外的用戶,其輸出電功率是 310 6kW?,F(xiàn)用 500kV 電壓輸電,則下列說法正確的是 A. 輸電線上輸送的電流大小為 2.0 105A B. 輸電線上由電阻造成的損失電壓為 15kV C. 若改用 5kV 電壓輸電,則輸電線上損失的功率為 9108kW D. 輸電線上損失的功率為△ P= U2/ r , U為輸電電壓, r 為輸電線的電阻【答案】 B 14

42、 D錯誤。 【點評】 考查電能輸送及其相關(guān)知識。 注意若改用 5kV 電壓輸電, 輸電線損失電壓大于輸電 電壓,則不能按照常規(guī)思路計算輸電線上損失的功率。 7. ( 2010 福建理綜)中國已投產(chǎn)運行的1000kV 特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電 工程。假設(shè)甲、乙兩地原來用 500kV 的超高壓輸電,輸電線上損耗的電功率為 P。保持輸 送電功率和輸電線電阻都不變的條件下,現(xiàn)改用 1000kV 特高壓輸電,若不考慮其他因素 的影響,則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)? A.

43、 P/4 B. P/2 C. 2 P D. 4 P 【答案】 A P輸 2 【解析】輸電線上損耗的電功率 P=I 2R= R,由此可知輸電線上損耗的電功率 P 與輸 U 輸 電電壓的二次方成反比,即 P1 =U 22 . 。改用 1000kV 特高壓輸電,輸電電壓增大到原來的2 P2 U 12 倍,輸電線上損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼? 1/4 ,選項 A 正確。

44、 【點評】此題以我國已投產(chǎn)運行的 1000kV 特高壓輸電為切入點,考查輸電線上損耗的電功 率與輸電電壓的關(guān)系。 四. 2009 年高考題 1. ( 09 年海南物理第 9 題).一臺發(fā)電機最大輸出功率為 4000kW,電壓為 4000V,經(jīng)變壓 器 T1 升壓后向遠(yuǎn)方輸電。輸電線路總電阻 R=1kΩ。到目的地經(jīng)變壓器 T2 降壓,負(fù)載為多個正常發(fā)光的 燈泡( 220V、60W)。若在輸電線路上消耗 的功率為發(fā)電機輸出功率的 10%,變壓器 T1 和 T2 的耗損可忽略,發(fā)電機處于滿負(fù)荷工作狀態(tài),則 15 A. T

45、1 原、副線圈電流分別為 103A 和 20A B. T 原、副線圈電壓分別為 5 1.8 10 V 和 220V 2 C. T1 和 T2 的變壓比分別為 1︰50 和 40︰ 1 D.有 610 4 盞燈泡( 220V、 60W)正常發(fā)光 . 答案: ABD 2.( 09 年山東理綜第 19 題).某小型水電站的電能輸送示意圖如下。發(fā)電機的輸出電壓 為 220V,輸電線總電阻為 r ,

46、升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為 n ,n 。降壓變壓器原副線圈 1 2 匝數(shù)分別為 n3、n4(變壓器均為理想變壓器)。要使額定電壓為 220V 的用電器正常工作, 則( ) A . n2 > n3 B. n2 < n3 n1 n4 n1 n4 C .升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓 D .升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率 2. 答案: AD 3. ( 2009 年廣東物理第 9 題).題 4 圖為遠(yuǎn)距離高壓輸電的示意圖。關(guān)于遠(yuǎn)距離輸電,下列

47、表述正確的是 A.增加輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失 B.高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗 C.在輸送電壓一定時,輸送的電功率越大,輸電過程中的電能損失越小 D.高壓輸電必須綜合考慮各種因素,不一定是電壓越高越好 3. 答案: ABD 【解析】依據(jù)輸電原理,電路中的功率損耗△ P=I2R線 ,而 R線 =ρ L/S,增大輸電導(dǎo)線的橫截 面積,可減小輸電線的電阻,則能夠減小輸電過程中的電能損失,選項 A 正確;由 P 輸 =UI 來看在輸送功率 P 輸一定的情況下,輸送電壓 U 越大,則輸電電流 I 越小,則電路

48、中的功率 損耗越小,選項 B 正確;若輸電電壓一定,輸送功率 P 輸越大,則電流 I 越大,電路中損耗 的電功率越大, 選項 C錯誤;因為輸電電壓越高, 對于安全和技術(shù)的要求越高,因此并不是 輸電電壓越高越好,高壓輸電必須綜合考慮各種因素,選項 D 正確。所以該題正確選項為 ABD.。 4、(2009 年四川卷) . 如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝 數(shù)比為 10: 1,R1= 20 ,R2= 30 , C 為電容器。已知通過 R1 的正弦交流電如圖乙所示,則( ) A. 交流電的頻率為 0.02 Hz B. 原線圈輸入電壓

49、的最大值為 200 2 V C.電阻 R2 的電功率約為 6.67 W D.通過 R3 的電流始終為零 答案 : C 17 R2 的電功率為 P2= UI = 20 W、C 對。 3 5、( 2009 年福建卷) 一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示。 已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為 5.0 ,則外接一只電阻為 95.0 的燈泡,如圖乙所示,則 A. 電壓 表○V 的示數(shù)為 220V

50、 B. 電路中的電流方向每秒鐘改變 50 次 C. 燈泡實際消耗的功率為 484W D. 發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為 24.2J 答案 D 【解析】 電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值 , 由圖像知電動勢的最大值 m= 2202 V,有效 E 值 E=220V,燈泡兩端電壓 U RE 209V , A 錯;由圖像知 T=0.02S ,一個周期內(nèi)電 R r

51、 流 方 向 變 化 兩 次 , 可 知 1s 內(nèi) 電 流 方 向 變 化 100 次 , B 錯 ; 燈 泡 的 實 際 功 率 U 2 2092 459.8W ,C 錯;電流的有效值 I E P W 2.2 A ,發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn) R 95 R r 生的焦耳熱為 Q I 2 rt 2.22 5 1J 24.2 J , D 對。 6( 2009海南物理)鉗型表的工作原理如圖所示。當(dāng)通有交流電的 導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時, 與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針

52、會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。 由于通過環(huán)形鐵芯的磁通量與導(dǎo)線中的電流成正比, 所 以通過偏轉(zhuǎn)角度的大小可以測量導(dǎo)線中的電流。 日常所用交流電的頻 率在中國和英國分別為 50Hz 和 60Hz?,F(xiàn)用一鉗型電流表在中國測量某一電流,電表讀數(shù)為 10A;若用同一電表在英國測量同樣大小的電流,則讀數(shù)將是 A 。若此表在中國的 測量值是準(zhǔn)確的,且量程為 30A;為使其在英國的測量值變?yōu)闇?zhǔn)確,應(yīng)重新將其量程標(biāo)定為 A. 18

53、 五. 2008 年高考題 1( 2008江蘇物理) 2007 年度諾貝爾物理學(xué)獎授予了法國和德國的兩位科學(xué)家,以表彰他 們發(fā)現(xiàn)“巨磁電阻效應(yīng)”.基于巨磁電阻效應(yīng)開發(fā)的用于讀取硬盤數(shù)據(jù)的技術(shù),被認(rèn)為 是納米技術(shù)的第一次真正應(yīng)用.在下列有關(guān)其它電阻應(yīng)用的說法中,錯誤的是 A .熱敏電阻可應(yīng)用于溫度測控裝置中 B.光敏電阻是一種光電傳感器 C.電阻絲可應(yīng)用于電熱設(shè)備中 D.電阻在電路中主要起到通過直流、阻礙交流的作用. 答案: D解析:電阻在電路中主要起到阻礙電流通過和產(chǎn)生熱效應(yīng)的作用,選項 D說法錯誤。 2

54、、 (2008 海南物理 ) 如圖,理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為 4∶ 1.原線圈接入一電壓為 u = 0sin ω t 的交流電源,副線圈接一個 = 27.5 Ω 的負(fù)載電阻.若 0=220 2 V, ω = U R U 100π Hz ,則下述結(jié)論正確的是 A .副線圈中電壓表的讀數(shù)為 55 V A B .副線圈中輸出交流電的周期為 1 RV s 100π C .原線圈中電流表的讀數(shù)為 0.5 A D .原線圈中的輸入功率為 110 2 W 答案: .AC 解析

55、:原線圈中輸入電壓有效值為 U1= U0/ 2 = 220V,由變壓器變壓公式 U1∶ U2=n1 ∶n2 可知副線圈中電壓表的讀數(shù)為 U2=55 V ;由變壓器只改變交流電的電壓電流,不能 改變交流電的頻率和周期可知副線圈中輸出交流電的周期為 T=2π / ω = 1/50 s ,選項 B 錯 誤;副線圈接一個 R= 27.5 Ω 的負(fù)載電阻,副線圈中電流 I 2 = U2/ R=2A,由輸入功率等于輸 19 出功率 U1 I 1=U2I 2 得原線圈中電流表的讀數(shù)為 I 1= U 2I 2/ U

56、1 = 0.5 A ,選項 C 正確;原線圈中 的輸入功率為 P1= U1 I 1=110W,選項 D 錯誤。 3( 2008四川理綜 16) 16、如圖,一理想變壓器原線圈接入一交流電源,副線圈電路中 1、 2、 3 和 4 均為固定電阻,開關(guān) S 是閉合的。 R R R R V1 和 V2 為理想電壓表, 讀數(shù)分別為 U1 和 U2;A1、A2 和 A 1 A2 R1 A 為理想電流表,讀數(shù)分別為I 1 、

57、 I 2 和 I 。現(xiàn)斷開 ~ V1 V 2R2 R3 R4 3 3 S, U1 數(shù)值不變,下列推斷中正確的是 A 3 S A . U 變小、 I 變小 B . U 不變、 I 變大 2 3 2 3 C . I 1 變小、 I 2 變小 D . I 1 變大、 I 2 變大 答案: .BC 解析:斷

58、開 S,負(fù)載減小,副線圈輸出電流減小,電流表 A2 讀數(shù) I 2 減小,電阻 R1 兩端電壓減小, R2、 R3 并聯(lián)部分電壓增大, R3 中電流增大,電流表 A3 讀數(shù) I 3 增大 .. 由變 壓器輸入電壓決定輸出電壓可知 U1 數(shù)值不變,輸出電壓 U2 不變;由輸出功率決定輸入功率 可知,斷開 S,負(fù)載減小,輸出功率減小,輸入功率也減小,而 U1 數(shù)值不變,則原線圈中電 流減小即電流表 A1 讀數(shù) I 1 減小,所以選項 BC正確。 4( 2008天津理綜 17)一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓,其最大值保持不變, 副線圈接有可調(diào)電阻 R

59、.設(shè)原線圈的電流為 I 1,輸入功率為 P1,副線圈的電流為 I 2,輸 出功率為 P2.當(dāng) R增大時 A. I 1 減小, P1 增大 B . I 1 減小, P1 減小 C. I 增大, P 減小 D . I 增大, P 增大 2 2 2 2 5. (2008寧夏理綜)如圖 a 所示,一矩形線圈 abcd 放置在勻 強磁場 中,并繞過 ab、 cd 中點的軸 OO′以角速度 逆時針勻速轉(zhuǎn)動。 若以線圈平面與磁場夾角 =45 時(如圖 b) 為計時起點,并規(guī)定當(dāng)電

60、流自 a 流向 b 時電流方向為正。則下列四幅圖中正確的是 20 答案. D 【解析 】本題考查正弦交流電的產(chǎn)生過程、楞次定律等知識和規(guī)律。從 a 圖可看出 線圈從垂直于中性面開始旋轉(zhuǎn),由楞次定律可判斷,初始時刻電流方向為 b 到 a,故瞬時電 流的表達式為 i =- m ( π +ω ),則圖像為 D 圖像所描述。平時注意線圈繞垂直于磁場

61、 i cos t 4 的軸旋轉(zhuǎn)時的瞬時電動勢表達式的理解。 六. 2007 年高考題 1( 2007 年高考北京理綜) 電阻 R、R 交流電源按照圖 1 所示方式連接, R=10 ,R=20 。 1 2 1 2 合上開關(guān)后 S 后,通過電阻 R2 的正弦交變電流 i 隨時間 t 變化的情況如圖 2 所示。則 1 1.2A A、

62、通過 R 的電流的有效值是 B、 R1 兩端的電壓有效值是 6V C、通過 2 的電流的有效值是 1.2 2 A R D、 R 兩端的電壓有效值是 6 2 V 2 答案 .B [ 解析 ] 此題考查交變電流知識。首先從 交流電圖像中找出交變電流的最大值即為 通 過 R 的電流最大值為 0.6 2 A,由正弦交變電流最大值與有效值的關(guān)系

63、 I = 2 I 可知其 2 m 有效值為 0.6A ,由于 1 與 R2 串聯(lián),所以通過 1 的電流有效值時也是 0.6A ,選項 AC錯; R R R 兩端電壓有效值為 U =I R =6V,選項 B 對; R 兩端電壓最大值為 U =I m R =0.6 2 1 1 1 2 m2 2 21 20V=12 2 V,選項 D 錯。因此此題正確選項是 B. [ 點評 ]

64、要能夠從交流電圖像中找出交變電流的最大值。 2. ( 2007山東理綜)某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 55∶ 9,原線圈所接電源電壓按圖示 規(guī)律變化,副線圈接有負(fù)載。下列判斷正確的是 A.輸出電壓的最大值為 36V B.原、副線圈中電流之比為 55∶9 C.變壓器輸入、輸出功率之比為 55∶ 9 D. 交流電源有效值為 220V,頻率為 50Hz 答案: D 解析:由電源電壓變化圖像可知,交流電源有效值為 220V,頻率為 50Hz,選 項 D 正確;若為理想變壓器,輸入、輸出功率之比為 1,選項 C 錯誤;由變壓器變壓公式, 輸出電壓

65、的有效值為 36V,原、副線圈中電流之比為 9∶ 55,選項 AB錯誤。 3.( 2007廣東物理)圖 5 是霓虹燈 的供電電路,電路中的變壓器可視為理 想變壓器,已知變壓器原線圈與副線圈 匝數(shù)比 n1 1 ,加在原線圈的電壓為 n2 20 u1 311sin100 t ( V),霓虹燈正常工 作的電阻 R=440kΩ ,I 1、I 2 表示原、 副 線圈中的電流,下列判斷正確的是 A.副線圈兩端電壓 6220V,副線圈中的電流 14.1mA B.副線圈兩端電壓 4400V,副線圈中的電

66、流 10.0mA C. I 1I 2 答案: BD 解析:原線圈的電壓有效值為 220V,由變壓公式,副線圈兩端電壓 4400V, 副線圈中的電流 10.0mA,選項 A 錯誤 B 正確;升壓變壓器, I 1>I 2,選項 D 正確 C錯誤。 4. ( 2007 寧夏理綜卷第 17 題)一正弦交流電的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖所示。由圖可知 A.該交流電的電壓瞬時值的表達式為 u= 100sin(25t)V 22 B.該交流電的頻率為 25 Hz C.該交流電的電壓的有效值為 100 2 V D.若將該交流電壓加在阻值 R= 100 Ω 的電阻兩端,則電阻消耗的功率是50 W 5. ( 2007 年高考海南物理)某發(fā)電廠用2.2kV 的電壓將電能輸出到

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