高考物理复习最新模拟题汇编交变电流 8页

交变电流 ‎1．（2015·陕西省渭南市高三一模）如图所示，实验室一台手摇交流发电机，内阻r=1.0Ω，‎ 外接R=9.0Ω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=10sin10πt（V），则（　　）‎ ‎　‎ A．‎ 该交变电流的频率为5Hz ‎　‎ B．‎ 外接电阻R两端电压的有效值为10V ‎]‎ C．‎ 外接电阻R所消耗的电功率为10W ‎　‎ D．‎ 电路中理想交流电流表A的示数为‎1.0A 解析：交流电的频率f==5Hz，故A正确；该电动势的最大值为10V，有效值是10V，外接电阻R两端电压的有效值U=×9=9V，故B错误；电动势有效值为10V，电路中电流为I==‎1A，外接电阻R所消耗的电功率为P=I2R=9W，故C错误，D正确。‎ 答案：AD ‎2．(2015·福建省莆田一中高三上学期期末)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是(　　)‎ A．在图中t＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B．线圈先后两次转速之比为2∶1‎ C．交流电a的瞬时值为u＝10sin5πt(V)‎ D．交流电b电压的最大值为5 V 解析：t＝0时刻两个正弦式电流的感应电动势瞬时值均为零，线圈都与磁场垂直，则穿过线圈的磁通量都最大，故A错；由图读出正弦交流电周期为Ta＝0.4 s和Tb＝0.6 s，则周期之比为Ta∶Tb＝2∶3，由T＝＝＝，则线圈先后两次转速之比为na∶nb＝3∶2，故B错；正弦式电流a的瞬时值为u＝Umsint＝10sin5πt(V)，故C正确；根据正弦式电流的感应电动势最大值公式Em＝NBSω＝NBS，可得正弦式电流的感应电动势最大值之比为Ema∶Emb＝Tb∶Ta＝3∶2，则正弦式电流b的最大值为Emb＝ V，故D错。‎ 答案：C ‎3. (2015·江南十校高三期末大联考)在一小型交流发电机中，矩形金属线圈a b c d的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴以角速度匀速转动(如图甲所示),产生的感应电动势为e，e随时间的变化关系，如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是（）‎ A. 从t1到t3这段时间内穿过线圈磁通量的变化量为零 B. 从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为 C. t4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0‎ D、t4时刻电阻R的发热功率为 解析：在t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量为△Φ=2Bs，故A错误；通过电阻的电荷量=，所以t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量=,又，故 ,故B正确；由于垂直于中性面时产生的电动势最大，所以磁通量与时间 关系图象中，在垂直于中性面时磁通量的斜率最大，即E0=nK，所以K=，故C错误；时刻为瞬时值，其大小为：，故D错误 答案：B ‎4．（2015·东北三校联考）如图所示，空间有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两个彼此正对的相同的金属圆环，两环间距为L，用外力使一根长度也为L的金属杆沿环匀速率运动，用导线将金属杆和外电阻相连，整个过程中只有金属杆切割磁感线．已知磁感应强度的大小为B，圆环半径为R，金属杆转动的角速度为ω，金属杆和外电阻的阻值均为r，其它电阻不计，则(　　)‎ A．当金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，流过外电阻的电流先变大后变小 B．当金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，流过外电阻的电流先变小后变大 C．流过外电阻电流的有效值为 D．流过外电阻电流的有效值为 ‎[解析] 从金属杆在圆环的最高点开始计时，金属杆切割磁感线的速度v＝ωR，产生的感应电动势e＝BLvcos ωt＝BLRωcos ωt，当金属杆从最高点运动到最低点的过程中，电动势先变小后变大，流过外电阻的电流先变小后变大，选项B正确；电动势的有效值E＝，电流的有效值I＝＝，选项C正确．‎ 答案：BC ‎5. (2015·河北省邯郸市高三教学质量检测)如图，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V。氖泡在两端电压达到100 V时开始发光。下列说法中正确的有（）‎ A．开关接通后，氖泡的发光频率为50 Hz 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：交变电压的频率为f＝=50Hz，一个周期内电压两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz，所以A项错误；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20V，由电压与匝数成正比得副线圈两端的电压为U2=100V，电压表的示数为交流电的有效值，所以B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，所以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，所以D项错误．‎ ‎【答案】 B ‎ ‎6.（2015·山东省潍坊一模）图甲中的变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数之比为10∶1．测得R=10的电阻两端电压随时间变化的规律如图乙所示．则原线圈中（）‎ A．电压的有效值为311OV B．电压的有效值为2200V C．电流变化的频率为25Hz D．电流的有效值为‎22A ‎【解析】由图乙可得副线圈电压的最大值是311V，则其有效值是220V，电流变化的频率为25Hz，由于电阻R=10，所以副线圈的电流（有效值）为‎22A，由理想变压器电压、电流与匝数的关系可得原线圈电压的有效值为2200V，电流的有效值为‎2.2A，选项AD错误B正确。变压器不能改变电流的频率，选项C正确。‎ ‎【答案】BC ‎7．(2015·辽宁省五校协作体联考)如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是(　　)‎ A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt B．矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量为0‎ C．当P位置不动，R增大时，电压表读数也增大 D．当P位置向上移动，R不变时，电流表读数减小 解析：从图示位置开始计时，矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，选项A正确；矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量一定不为零，选项B错误；当P位置不动，R增大时，电压表读数不变，选项C错误；当P位置向上移动，R不变时，输出电压升高，输出功率增大，电流表的读数增大，选项D错误．‎ 答案：A ‎8．(2015·湖北省黄冈市高三上学期期末)图甲是线圈P绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交流电压图象，把该交流电压加在图乙中变压器的A、B两端．已知理想变压器原线圈Ⅰ和副线圈Ⅱ的匝数比为5∶1，交流电流表和交流电压表均为理想电表，电阻R＝1 Ω，其他各处电阻不计，以下说法正确的是(　　)‎ A．在t＝0.1 s和0.3 s时，穿过线圈P的磁通量最大 B．线圈P转动的角速度为10 π rad/s C．电压表的示数为2.83 V D．电流表的示数为‎0.40 A 解析：据题意，在0.1 s和0.3 s时产生的交流电压最大，据U＝n可知，这两个时刻穿过线圈的磁通量变化最快，而磁通量为零，故A选项错误；据图像可知ω＝＝ rad/s＝5π rad/s，故B选项错误；该交流电电压有效值为：U＝＝10 V，在AB端输入的电压为10 V，则在副线圈的电压为：U′＝＝2 V，故C选项错误；副线圈中电流为：I′＝＝‎2 A，则原线圈中电流为：I＝＝‎0.40 A，故D选项正确．‎ 答案：D ‎9．(2015·山西省忻州一中高三上学期期末联考)市电即电网为我们提供的工频交流电，我国的市电标准为“220V/50Hz”．它是由发电站的发电机发出，通过分级升压或降压变压器变换电压，跨越较远距离输送到用户所在地．下列说法正确的是(　　)‎ A．220 V指的是交流电压的峰值 B．发电机转子的转速为3000 r/min C．变压器可以变换交流电的电压、功率和频率 D．采用远距离高压输电可减小输电线上的电流及功率损耗 解析：220 V指的是交流电的有效值，A错误；频率为f＝50 Hz，所以交流电的ω＝2πf＝100π，而ω＝2πn，所以转速n＝50 r/s＝3000 r/min，B正确；变压器可以改变交流电的电压，但是不能改变交流电的频率以及所用的功率，C错误；在远距离输电过程中，输电功率一定，根据P＝UI可得，采取高压输电，则输送过程中输电电流减小，根据P＝I2R可得，输电过程中输电线上电能的损耗减小，D正确；‎ 答案：BD ‎10．(2015·北京市门头沟区模拟)有人为汽车设计的一个“再生能源装置”原理简图如图1所示，当汽车减速时，线圈受到磁场的阻尼作用帮助汽车减速，同时产生电能储存备用．图1中，线圈的匝数为n，ab长度为L1，bc长度为L2 .图2是此装置的侧视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为B，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是90° .某次测试时，外力使线圈以角速度ω逆时针匀速转动，电刷M端和N端接电流传感器，电流传感器记录的i－t图象如图3所示(I为已知量)，取ab边刚开始进入左侧的扇形磁场时刻为计时起点．不计线圈转动轴处的摩擦 ‎(1)求线圈在图2所示位置时，产生的电动势E的大小，并指明电刷M和N哪个接电源正极；‎ ‎(2)求闭合电路的总电阻R和外力做功的平均功率P；‎ ‎(3)为了能够获得更多的电能，依据所学的物理知识，请你提出改进该装置的三条建议．‎ ‎【解析】　(1)E＝2nBL1v v＝ωL2‎ E＝nBL‎1L2ω 根据右手定则，M端是电源正极 ‎(2)电流：I＝ R＝ 线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半个周期 外力平均功率P＝I2R P＝ ‎(3)增加磁感应强度；增加线圈匝数；增加磁场区域面积；适当增加线圈面积；变成多组线圈等．‎ 答案：（1）nBL‎1L2ω M端（2）（3）见解析