1、2013高考模拟新题特快专递第五期专题十五、交变电流1（2013陕西省五校联考）如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1: n2=10:1，L1和L2是相同型号的白炽灯，L1与电容器C串联L2与带铁芯的线圈L串联，为交流电压表，当原线圈接有如图乙所示的正弦交变电压时，两只灯泡的亮度相同，则 A与副线圈并联的电压表在t=1l0-2时的示数为0 B与副线圈并联的电压表在t=0.5l0-2时的示数为22VC当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz时，灯泡L1变亮，灯泡L2变暗 D当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz时，灯泡L1变暗，灯泡L2变亮答案：C解析; 与副线圈并联的电压表示数
2、为有效值，由变压公式可知，在t=1l0-2时的电压表示数为22V，选项AB错误。当原线圈所接正弦交变电压的频率由原来的50Hz变为100Hz时，电容器容抗变小，灯泡L1变亮，电感感抗增大，灯泡L2变暗，选项C正确D错误。2（2013年江苏省泰州市期末）图中理想变压器原、副线圈的匝数之比为21，L是自感系数较大的线圈，在变压器的原线圈两端加上u=220sin(100+) V 的交变电压时，灯泡正常发光。电压表和电流表可视为理想电表。则下列说法中正确的是A该交流电的频率为100HzB电压表的示数为110VC若将变阻器的滑片P向上滑动，灯泡将变暗D若将变阻器的滑片P向下滑动，电流表读数将变大答案：D
3、解析：该交流电的频率为50Hz，选项A错误；由于线圈L上由电压，电压表的示数小于110V，选项B错误；若将变阻器的滑片P向上滑动，灯泡中电流减小，灯泡将变暗，选项C正确；若将变阻器的滑片P向下滑动，电流表读数将变小，选项D错误。3（2013江苏省徐州期末）某发电站采用高压输电向外输送电能。若输送的总功率为P0，输电电压为U，输电导线的总电阻为R，则下列说法正确的是 A输电线上的电流 B输电线上的电流 C输电线上损失的功率P= R D输电线上损失的功率 答案：BC解析：输送的总功率为P0，输电电压为U，由P=UI解得输电线上的电流I=P0/U。选项A错误B正确；输电线上损失的功率P=I2R=R，
4、选项C正确D错误。A1U R0V1V2A2PR4（2013福建省南安一中质检）如图所示，理想变压器原线圈输入电压uUm sint，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器； V1和V2是理想电压表，示数分别是U1和U2，A1和A2是理想电流表，示数分别是I1和I2。下列说法正确的是AI1和I2表示电流的瞬时值BU1和U2表示电压的最大值C滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变小D滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大答案：C解析：I1和I2表示电流的有效值，U1和U2表示电压的有效值，选项AB错误；滑片P向下滑动过程中，U2不变、I2变小、I1变小，选项C正确D错误。5（2013山东省烟台
5、市期末）如图所示，一理想变压器原线圈的匝数匝，副线圈的匝数匝，交流电源的电压u=220sin(100t) V,R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是A交流电的频率为100 HzB电压表的示数为44VC电流表A1的示数大于电流表A2的示数D变压器的输入功率大于输出功率答案：B解析：由交流电源的电压u=220sin(100t) V,可得交流电的频率为50 Hz，选项A错误。变压器输入电压为220V，由变压公式，变压器输出电压为44V，电压表的示数为44V，选项B正确。根据变压器电流关系，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，选项C错误。根据理想变压器功率关系，变压器的输入功
6、率等于输出功率，选项D错误。6（2013深圳市南山区期末）如图，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度匀速转动。滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开始计时，下列判断正确的是电流表测得的是电流最大值感应电动势的瞬时值表达式为P向上移动时，电流表示数变大P向上移动时，电流表示数变小答案：BD解析：电流表测得的是电流有效值，选项A错误；从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为，选项B正确；P向上移动时，输出电压降低，电流表示数变小，选项C错误D正确。7（湖北省荆门市2012-2013学年度高三元月调考）如图所示，半径为L
7、=1m的金属圆环，其半径Oa是铜棒，两者电阻均不计且接触良好。今让Oa以圆心O为轴，以角速度=10rad/s匀速转动，圆环处于垂直于环面，磁感应强度为B=2T的匀强磁场中。从圆心O引出导线，从圆环上接出导线，并接到匝数比为n1n2=14的理想变压器原线圈两端。则接在副线圈两端的理想电压表的示数为A40V B20V C80V D0V答案：D解析：由于Oa以圆心O为轴，以角速度=10rad/s匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，接在副线圈两端的理想电压表的示数为0，选项D正确。8. （2013年山东省济南市期末）如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数n1=350匝，副线圈匝数n2=
8、70匝，电阻R=20,是交流电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则下列说法正确的是A.加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u=20sin(5t)VB.原线圈电流的有效值为0.04AC.在t=0.01s时，电压表的示数为0D.电阻R上消耗的电功率为0.8W答案：BD解析：由图乙可知，加在原线圈上交流电压瞬时值的表达式为u=20sin(100t)V，选项A错误；由变压器变压公式，电压表读数为4V，选项AC错误。电阻R上电流I=0.2A，消耗的电功率为0.8W，选项D正确。由输入功率等于输出功率可得原线圈电流的有效值为0.04A，选项B正确。9. （2013山东省即墨市期末）如图所示，理想变压器原
9、线圈的匝数匝，副线圈的匝数匝，均为定值电阻，原线圈接如图所示的交变电压.开始开关S处于断开状态，下列说法中正确的是 A.电压表示数为22V B.当开关S闭合后，电压表示数变大 C.当开关S闭合后，电流表示数变大D.当开关S闭合后，变压器的输入功率减小答案：C解析：根据变压器变压公式，副线圈输出电压为22V，电压表示数小于22V，选项A错误。当开关S闭合后，副线圈输出电流增大，定值电阻R0两端电压增大，电压表示数变小，选项B错误。当开关S闭合后，变压器输出功率增大，电流表示数变大，选项C正确D错误。R发电厂用户升压降压10. （2013福建省厦门市期末）如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和
10、降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压及输电线的电阻均不变。在用电高峰期，随着发电厂输出功率的增大，下列说法正确的有A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压增大C.输电线上损耗的功率增大D.输电线上损耗的功率占总功率的比例不变答案：C解析：发电厂输出功率的增大，升压变压器的输出电压不变，由于输电线电流增大，输电线损失电压增大，降压变压器的输出电压减小，选项AB错误C正确；输电线上损耗的功率占总功率的比例增大，选项D错误。adbcoo 第15题图11（2013贵州六校联考）如图所示，一个单匝矩形导线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴oo匀角速转动，转动周期为T0 。线圈产生的电动势
11、的最大值为Em，则A线圈产生的电动势的有效值为B线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为C线圈转动过程中磁通量变化率的最大值为EmD经过2T0的时间，通过线圈电流的方向改变2次【答案】BC 【解析】由交变电流有效值和最大值的关系可知线圈产生的电动势的有效值为，选项A错误；由题意知线圈产生的电动势的最大值为 ，故线圈转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值,选项B正确；线圈转动过程中磁通量变化率的大小等于产生的感应电动势的大小，选项C正确；正弦式交变电流一个周期内电流方向变化两次，经过2T0的时间，通过线圈电流的方向改变4次，选项D错误。12（2013四川省南充市期末）如图所示，闭合的矩形导体线圈ab
12、cd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动。沿着OO方向观察，线圈沿顺时针方向转动。已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，ab边的边长为L1，ad边的边长为L2，线圈电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时，A 线圈中感应电流的方向为abcdaB 线圈中的感应电动势为2nBL2C.穿过线圈磁通量随时间的变化率最大D线圈ab边所受安培力的大小为n2B2 L1L2/R答案：AC解析：当线圈转至图示位置时，由楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为abcda，选项A正确；穿过线圈磁通量随时间的变化率最大，感应电动势最大，线圈中的感应电动势为nB L1L2，选项B错误C正确；线圈ab
13、边所受安培力的大小为F=BImL2=nB2 L1L22/R，选项D错误。13. （2013山东省即墨市期末）电吉他是利用电磁感应原理工作的一种乐器.如图所示为电吉他的拾音器的原理 图，在金属弦的下方放置有一个连接到放大器的螺线管.一条形磁铁固定在管内，当拨动金属弦后，螺线管内就会产生感应电流，经一系列转化后可将电信号转为声音信号.若由于金属弦的振动，螺线管内的磁通量随时间的变化如图所示，则螺线管内感应电流随时间变化图象为答案：B解析：由法拉第电磁感应定律，则螺线管内感应电流随时间变化图象为B。 14. （2013年2月广东省名校质检）如图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，C
14、D边连在滑环L上，导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接。关于其工作原理，下列分析正确的是（ ） A.当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大B.当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大C.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小D.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小答案：AC解析：当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，选项A正确B错误；.当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大
15、，感应电流最大，选项C正确D错误。15（2013安徽模拟）传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端连接条形永磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动磁铁在铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端产生的交变电压波形如图乙所示。已知波形图中正负尖峰电压分别为UmUm。两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为t，发电机线圈匝数为n。以下判断正确的是A驱动轴转动的角速度=2/tB线圈电压的有效值U=Um/2C穿过线圈磁通量变化率的最大值km=Um/nD相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值U=Um/2答案：C解析：根据题述两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为t，可得交变电流周期T=2t，
16、驱动轴转动的角速度=2/2t=/t，选项A错误。由于产生的交变电流不是按照正弦规律变化，线圈电压的有效值不是U=Um/2。选项B错误。根据法拉第电磁感应定律，感应电动势与磁通量变化率成正比，Um=nKm，穿过线圈磁通量变化率的最大值km=Um/n，选项C正确。相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值U=n，因为线圈转过一个完整的周期，磁通量变化量=0，所以电压平均值等于零，选项D错误。16（2013江苏名校质检）下列说法正确的是 （ ）A话筒是一种常用的声传感器，其作用是将电信号转换为声信号B电熨斗能够自动控制温度的原因是它装有双金属片温度传感器，这种传感器作用是控制电路的通断C电子秤所使用的
17、测力装置是力传感器D半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越大16答案：BC 【解析】电话的话筒通过电磁感应把声音的信号变为强弱变化的电流，A错；电熨斗中用到双金属片，是把长和宽都相同的铜片和铁片紧紧地铆在一起做成的受热时，由于铜片膨胀得比铁片大，双金属片便向铁片那边弯曲温度愈高，弯曲得愈显著，利用的是温度传感器，B对；电子秤是利用压敏电阻会随压力的变化，而转化成电流的变化的原理制成的，C对。半导体热敏电阻常用作温度传感器，因为温度越高，它的电阻值越小，D错。思路分析：热敏电阻是当温度变化时，导致电阻的阻值发生变化；而光敏电阻则是当有光时，其电阻的阻值发生变化它们的电阻都是变
18、小，而金属电阻则是变大17（2013江苏名校质检）交流发电机电枢电阻为2欧，感应电动势瞬时值表达式为e=389sin100t（V），给电阻R=8的用电器供电，则（1）通过用电器的电流为多少？（2）电源输出功率和发电总功率为多少？（3）发电机输出端电压为多少？【解析】（1）交流电动势的有效值为：根据闭合电路欧姆定律：（2）发电机的输出功率即电阻消耗的电功率：电源消耗的总功率为：（3）发电机路端电压为：思路分析：根据交变电流的瞬时值表达式，求出发电机电动势的有效值，从而根据闭合电路欧姆定律，可以求出相应的量。试题点评：本题考查交变电流的瞬时值表达式和闭合电路欧姆定律及电路中电功率计算问题。18（2
19、013江苏省徐州期末）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数=3l，原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻以及若干“6 V、6 W”的相同灯泡。输入端交变电压的图象如图乙所示。 (1)求图甲中电压表的读数。 (2)要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。 (3)为满足第(2)问中要求，求可变电阻应调到的电阻值 解：（1）根据图象可得原线圈电压的最大值U1m=27V 其有效值为U1=27V 根据n1n2= U1U2 代入数据后可得 U2=9V 此即为电压表的读数。 （2）设原线圈中通过的电流为I1，副线圈中通过的电流为I2 为使副线圈
20、接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值为3A根据U1 I1= U2 I2 代入数据后可得 I2=9A 正常发光时每个灯泡中电流为I灯=1A 所以允许接入的灯泡个数为盏。 （3）电阻两端电压为=3V 电阻阻值为 19. (15 分) （2013江苏名校质检）某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示. 在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角琢均为49仔,磁场均沿半径方向. 匝数为N 的矩形线圈abcd 的边长ab =cd =、bc =ad =2. 线圈以角速度棕绕中心轴匀速转动,bc和ad 边同时进入磁场. 在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向
21、垂直. 线圈的总电阻为r,外接电阻为R. 求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;(2)线圈切割磁感线时,bc 边所受安培力的大小F;(3)外接电阻上电流的有效值I.解析：. (1)bc、ad 边的运动速度 感应电动势 解得 (2)电流 安培力 解得 (3)一个周期内,通电时间 R 上消耗的电能 且解得 x/my/mB（O）ACD0.3甲F15（16分）（2013江苏南京盐城一模）如图甲所示，光滑绝缘水平桌面上直立一个单匝正方形导线框ABCD，线框的边长为m、总电阻为。在直角坐标系中，有界匀强磁场区域的下边界与轴重合，上边界满足曲线方程（m），场强大小。线框在沿轴正方向的拉力作用下，
22、以速度水平向右做匀速直线运动，恰好拉出磁场。t/si/AO乙（1）求线框中AD两端的最大电压；（2）在图乙中画出运动过程上线框i-t图象，并估算磁场区域的面积；（3）求线框在穿越整个磁场的过程中，拉力所做的功。15解（1）当导线框运动到磁场中心线时，有两种情况，一是BC边，二是AD边，当AD边运动到磁场中心时，AD边上的电压最大。x/my/mO0.3FACDBx/my/mO0.3FACDBt/si/AO（2）BC边切割磁场的时间为此后，经t2时间，线框中无感应电流AD边切割时间t3=t1=0.03s在整个切割过程中，i-t图像如图所示.由图像可知，每个小方格表示电量q=0.0005C在图像中，图像与t轴所围区域共有小方格153个（150155个均算正确）故t1时间内通过线框某一截面的电量=0.0765C又=0.038m2（3）在t1和t3时间内，通过线框的电流按正弦规律变化(A)(J)14
