2017年高考物理試題分項(xiàng)版匯編系列專題13交流電（含解析）.docx

專題13交流電一、單選題1如圖所示，一理想變壓器原線圈與每個(gè)副線圈的匝數(shù)比均為31，原線圈與每個(gè)副線圈所連的電阻阻值均為R，原線圈接220V的正弦交流電，副線圈n2回路中電阻兩端的電壓為U2，原線圈電阻與每個(gè)副線圈電阻消耗的功率之比均為k。則A. B. C. D. 【答案】 A2如圖所示，圖a中的變壓器為理想變壓器，其原線圈接到U=220V的交流電源上，副線圈與阻值為R1的電阻接成閉合電路；圖b中阻值為R2的電阻直接接到電壓為U=220V的交流電源上，尋果發(fā)現(xiàn)R1與R2消耗的電功率恰好相等，則變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為（）A. R1R2 B. R2R1 C. R1R2 D. R2R1【答案】 D【解析】設(shè)副線圈的電壓為U1，利用電流的熱效應(yīng)，功率相等U12R1=U2R2，原副線圈的匝數(shù)之比等于電壓之比n1n2=UU1=R2R1，故選項(xiàng)D正確。點(diǎn)睛：變壓器的特點(diǎn)：匝數(shù)與電壓成正比，與電流成反比，利用電流的熱效應(yīng)。3在勻強(qiáng)磁場中有一不計(jì)電阻的矩形線圈，繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生如圖甲所示的正弦交流電，把該交流電接在圖乙中理想變壓器的A、B兩端，電壓表和電流表均為理想電表，Rt為熱敏電阻（溫度升高時(shí)其電阻減小），R為定值電阻。下列說法正確的是 xk/w A. 在t=0.01s時(shí)，穿過該矩形線圈的磁通量的變化率為零B. 變壓器原線圈兩端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為C. Rt處溫度升高時(shí)，由于變壓器線圈匝數(shù)比不變，所以電壓表V1、V2的比值不變D. Rt處溫度升高時(shí)，電流表的示數(shù)變小，變壓器輸入功率變大【答案】 A【解析】當(dāng)t=0.01s時(shí)，u=0，此時(shí)穿過該線圈的磁通量最大，穿過線圈的磁通量的變化率為零，故A正確；原線圈接的圖甲所示的正弦交流電，由圖知最大電壓36V，周期0.02s，故角速度是=100，u=36sin100t（V），選項(xiàng)B錯(cuò)誤；Rt處溫度升高時(shí)，原副線圈電壓比不變，但是V2不是測量副線圈電壓，Rt溫度升高時(shí)，阻值減小，電流增大，則R電壓增大，所以V2示數(shù)減小，則電壓表V1、V2示數(shù)的比值增大，故C錯(cuò)誤；Rt溫度升高時(shí)，阻值減小，電流增大，即電流表的示數(shù)變大，而輸出電壓不變，所以變壓器輸出功率增大，而輸入功率等于輸出功率，所以輸入功率增大，故D錯(cuò)誤；故選A.點(diǎn)睛：根據(jù)圖象準(zhǔn)確找出已知量，是對(duì)學(xué)生認(rèn)圖的基本要求，準(zhǔn)確掌握理想變壓器的特點(diǎn)及電壓、電流比與匝數(shù)比的關(guān)系，是解決本題的關(guān)鍵4如圖所示，兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上，線圈的繞向如圖甲所示，左線圈連著正方形線框abcd，線框所在區(qū)域存在變化的磁場，取垂直紙面向里為正，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間變化如圖乙所示，不計(jì)線框以外的感生電場，右側(cè)線圈連接一定值電阻R，下列說法中正確的是（）A. t1時(shí)刻ab邊中電流方向由ab，e點(diǎn)電勢高于f點(diǎn)B. 設(shè)t1、t3時(shí)刻ab邊中電流大小分別為i1、i3，則有i1i3，e點(diǎn)與f點(diǎn)電勢相等C. t2t4時(shí)間內(nèi)通過ab邊電量為0，定值電阻R中無電流D. t5時(shí)刻ab邊中電流方向由ab，f點(diǎn)電勢高于e點(diǎn)【答案】 B【解析】:A、t1時(shí)刻磁場方向向里且均勻增加,根據(jù)楞次定律,線框中感應(yīng)電流沿逆時(shí)針方向,ab邊中電流方向由 ,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律知,正方形線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢是恒定值,原線圈中電流值恒定,副線圈中不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢,e點(diǎn)電勢等于f點(diǎn)電勢,故A錯(cuò)誤;B、根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律 , t1時(shí)刻磁感應(yīng)強(qiáng)度的變化率小于t3時(shí)刻的磁感應(yīng)強(qiáng)度變化率,e1e3 ,根據(jù)歐姆定律i=ER ,知i1n2，所以該變壓器是降壓變壓器，故A錯(cuò)誤；由乙圖，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，得n1：n2=U:U0，故B錯(cuò)誤；電珠均能正常工作，所以電流等于額定電流，甲電路消耗的功率UI，乙電路消耗的功率U0I，所以甲乙電路消耗的功率之比為U:U0，故C錯(cuò)誤；R兩端電壓的有效值(UU0)，因?yàn)槭钦医涣麟?，所以R兩端電壓的最大值為2 (UU0)，故D正確；故選D.40如圖所示，一個(gè)匝數(shù)為N=100匝，電阻不計(jì)的線框以固定轉(zhuǎn)速50r/s在勻強(qiáng)磁場中旋轉(zhuǎn)，其產(chǎn)生的交流電通過一匝數(shù)比為n1：n2=10：1的理想變壓器給阻值R=20 的電阻供電，已知電壓表的示數(shù)為20 V，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則下列說法正確的是A. t=0時(shí)刻線框內(nèi)的電流最大B. 變壓器原線圈中電流的有效值為10 AC. 穿過線框平面的最大磁通量為 WbD. 理想變壓器的輸入功率為10 W【答案】 C【解析】t=0時(shí)刻為中性面位置，故感應(yīng)電動(dòng)勢為零，故感應(yīng)電流為零，流過線圈的電流為零，故A錯(cuò)誤；201W20W，輸入功率等于輸出功率，所以變壓器的輸入功率為20W，故D錯(cuò)誤；故選C.點(diǎn)睛：本題考查了交流發(fā)電機(jī)的工作原理和變壓器的變壓比公式，要記住最大電壓的公式Em=NBS，不難41如圖l所示為一理想變壓器，完整原、副線圈匝數(shù)相等。原、副線圈都有4個(gè)接線柱，正好三等分原、副線圈匝數(shù)，其中D、H分別為原、副線圈公共接線柱；變壓器原線圈兩端接入如圖2所示的交流電，副線圈接額定電壓為120 V的用電器。改變?cè)?、副線圈的接法，在保證安全的情況下，用電器的最大工作電壓接近A. 73 V B. 84 V C. 110 V D. 147 V【答案】 C【解析】根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律：，且輸入電壓的有效值為220V，副線圈所接的用電器額定電壓為120 V，由此可知應(yīng)為降壓變壓器，因此匝數(shù)比只有，三種可能，綜上分析，應(yīng)選匝數(shù)比為，故在保證安全的情況下，用電器的最大工作電壓接近110V，C正確；ABD錯(cuò)誤；故選C。42如圖所示，矩形線圈abcd與理想變壓器原線圈組成閉合電路線圈在有界勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，匝數(shù)為N，線圈電阻不計(jì)下列說法正確的是A. 將原線圈抽頭P向上滑動(dòng)時(shí)，燈泡變暗B. 電容器的電容C變大時(shí)，燈泡變暗C. 線圈處于圖示位置時(shí)，電壓表讀數(shù)為0D. 若線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度變?yōu)?，則電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉?倍【答案】 AD【解析】試題分析：根據(jù)公式可得，P向上滑動(dòng)，增大，而不變，所以減小，故燈泡變暗，A正確；根據(jù)公式，電容增大，容抗減小，故燈泡變亮，B錯(cuò)誤；交流電路中電表示數(shù)為有效值，所以電壓表示數(shù)不為零，C錯(cuò)誤；根據(jù)公式可得交流電最大值變?yōu)樵瓉淼?倍，所以有效值為原來的2倍，D正確；故選AD考點(diǎn)：考查了交流電產(chǎn)生原理和理想變壓器點(diǎn)評(píng)：關(guān)鍵是知道電表顯示為有效值，正確掌握公式43如圖所示，n匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積為S，電阻不計(jì)。線框繞垂直于磁場的軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器原線圈相連，變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光。從線圈通過中性面開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是 （ ）A. 圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大B. 燈泡中的電流方向每秒改變次C. 線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為enBSsintD. 變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為【答案】 C【解析】圖示位置穿過線框的磁通量最大，但是磁通量的變化率為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的周期為，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，則燈泡中的電流方向每秒改變次，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；交流電的電動(dòng)勢最大值：Em=nBS，則線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的表達(dá)式為enBSsint,選項(xiàng)C正確；交流電的有效值為 ,則 ,選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選C.點(diǎn)睛：此題關(guān)鍵是掌握交流電的瞬時(shí)值、最大值及有效值的意義，知道它們之間的關(guān)系；掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關(guān)系，本題即可得到解決。44阻值為10的電阻接到電壓波形如圖所示的交流電源上，以下說法正確的是（）A. 電壓的有效值為10VB. 通過電阻的電流有效值為AC. 電阻消耗電功率為5WD. 電阻每秒鐘產(chǎn)生的熱量為10J【答案】 BC【點(diǎn)評(píng)】解決本題的關(guān)鍵能夠從圖象中獲取電壓的峰值，根據(jù)峰值與有效值的關(guān)系求出有效值知道功率、熱量的求解都用有效值45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?，F(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則A. U=110V,I=0.2AB. U=110V,I=0.05AC. U=1102V,I=0.2AD. U=1102V,I=0.22A【答案】 A【解析】試題分析：由于U1U2=n1n2，而從題中可知，U2=220V，因此電壓表的讀數(shù)U=110V，而變壓器是理想變壓器，本身不消耗能量，因此輸入功率等于輸出功率，即UI=22W，因此I=0.2A，因此A正確，BCD錯(cuò)誤考點(diǎn)：理想變壓器 46如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2=21，V和A均為理想電表，燈泡光電阻R1=6，A、B端電壓u1=12sin100t（V）.下列說法正確的是A. 電流頻率為100HzB. V的讀數(shù)為24VC. A的讀數(shù)為0.5AD. 變壓器輸入功率為6W【答案】 D【解析】由u1.的瞬時(shí)表達(dá)式可知，f=，A錯(cuò)誤；理想變壓器輸入電壓的有效值為U1=12V，由變壓比關(guān)系式，可得U2=6V，V的讀數(shù)為6V，B錯(cuò)誤；變壓器輸出電壓的有效值，A的讀數(shù)為1A C錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P1=P2=U2I2=6W，D正確?！究键c(diǎn)定位】正弦式交流電表達(dá)式、有效值、功率、部分電路歐姆定律、理想變壓器規(guī)律，容易題視頻47某家用電熱壺銘牌如圖所示，其正常工作時(shí)電流的最大值是（ ）A. B. C. D. 【答案】 D【解析】電熱水壺的有效電流為，故電流的最大值為：，D正確48如圖所示，是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將輸入的直流電壓轉(zhuǎn)換為正弦交變電壓輸出，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈比為n1：n2=1:1000，為交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于4000V時(shí)，才會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w，則要求轉(zhuǎn)換器輸出電壓（即交流電壓表示數(shù)）的值不小于 A. 2V B. 4V C. 1.5V D. 1V【答案】 B【解析】根據(jù)原副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，原線圈電壓的最大值為V，交流電壓表的示數(shù)為有效值：，故ACD錯(cuò)誤，B正確。故選：B。49如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為5：1，原線圈接交流電源和交流電壓表，副線圈通過電阻為R的導(dǎo)線與熱水器、抽油煙機(jī)連接。已知原線圈兩端的電壓保持不變，副線圈上的電壓按圖乙所示規(guī)律變化，現(xiàn)閉合開關(guān)S接通抽油煙機(jī)，下列說法正確的是（ ）A. 電壓表示數(shù)為1100 VB. 抽油煙機(jī)上電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為C. 熱水器的實(shí)際功率增大D. 變壓器的輸入功率減小【答案】 A點(diǎn)睛：會(huì)寫交變電流的瞬時(shí)值表達(dá)式，應(yīng)知道電壓表與電流表測的是交變電流的有效值，能用動(dòng)態(tài)分析法判斷電流、電壓的變化50某小型水電站的電能輸送示意圖如下。發(fā)電機(jī)的輸出電壓為220V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為n1、n2。降壓變壓器原副線匝數(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. B. 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【答案】 AD【解析】試題分析：由變壓器的電壓比匝數(shù)之比，又因?yàn)榫€路電壓損失，即U2U3，所以故A正確，B錯(cuò)誤；由于遠(yuǎn)距離輸電，輸電線電阻不能忽略，導(dǎo)致輸電線路上電壓損失，使功率損失，所以升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓；升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率故C錯(cuò)誤，D正確；故選AD考點(diǎn)：遠(yuǎn)距離輸電；變壓器【名師點(diǎn)睛】理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，且沒有漏磁現(xiàn)象遠(yuǎn)距離輸電，由于導(dǎo)線通電發(fā)熱導(dǎo)致能量損失，所以通過提高輸送電壓，從而實(shí)現(xiàn)降低電損。二、多項(xiàng)選擇題1如圖所示為一理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，U1為加在原線圈兩端的電壓，I1為原線圈中的電流強(qiáng)度，則( )A. 保持U1及P的位置不變，S由a改接到b，I1將減小B. 保持U1及P的位置不變，S由a改接到b，R兩端的電壓變小C. 保持U1不變，S接在a處，使P滑向c端，R的電功率變大D. 保持P的位置不變，S接在a處，使U1增大，I1將增大E. 保持U1不變，S由a改接到b，同時(shí)使P滑向d端，R的電功率一定變大F. 保持S接在a處，使U1增大，同時(shí)使P滑向c端，R的電功率一定變大【答案】 DE【解析】試題分析：根據(jù)輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的，輸入的功率的大小是由輸出功率的大小決定的，電壓與匝數(shù)成正比，電流與匝數(shù)成反比分析；保持U1及P的位置不變，S由a改接到b，原線圈匝數(shù)減小，根據(jù)公式可知在和不變的情況下，減小，則增大，即R兩端的電壓增大，所以副線圈中的電流增大，副線圈中消耗的電功率增大，根據(jù)原副線圈兩端功率相等以及可知原線圈中電流增大，AB錯(cuò)誤；保持不變，s合在a處，使P上滑時(shí)，R增大，而電壓不變，所以R的電功率減小，C錯(cuò)誤；保持P的位置不變，s合在a處，若U1增大，根據(jù)公式，則副線圈電壓增大，所以副線圈電流變大，根據(jù)可知將增大，D正確；根據(jù)AB項(xiàng)分析可知S由a改接到b，增大，使P滑向d端，R減小，根據(jù)可知R的功率一定增大，E正確；保持S接在a處，使U1增大，根據(jù)可知增大，同時(shí)使P滑向c端，R增大，根據(jù)根據(jù)可知分子上下都增大，R消耗的功率不一定增大，F(xiàn)錯(cuò)誤 2如圖所示，一電阻為R，長寬分別為l和d的金屬線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場中繞垂直于磁場的軸OO以角速度w勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，初始時(shí)刻，磁場與線框平面垂直，則下列說法正確的是A. 線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值是B. 線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值是爭C. 線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式是D. 轉(zhuǎn)動(dòng)180。的過程中通過線框的電荷量是【答案】 AC【解析】A.線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值是，故A正確；B.線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值是，故B錯(cuò)誤；C.線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)表達(dá)式是，故C正確；D.轉(zhuǎn)動(dòng)1800的過程中通過線框的電荷量是，故D錯(cuò)誤。3在家庭電路中，為了安全，一般在電能表后面的電路中安裝一個(gè)漏電開關(guān)，其工作原理如圖所示，其中甲線圈兩端與脫扣開關(guān)控制器相連，乙線圈由兩條電源線采取雙線法繞制，并與甲線圈繞在同一個(gè)矩形硅鋼片組成的鐵芯上。以下說法正確的是（ ）A. 當(dāng)用戶用電正常時(shí)，甲線圈兩端沒有電壓，脫扣開關(guān)接通。B. 當(dāng)用戶用電正常時(shí)，甲線圈兩端有電壓，脫扣開關(guān)接通。C. 當(dāng)用戶發(fā)生漏電時(shí)，甲線圈兩端有電壓，脫扣開關(guān)斷開D. 當(dāng)用戶發(fā)生漏電時(shí)，甲線圈兩端沒有有電壓，脫扣開關(guān)斷開【答案】 AC4圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)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、n2，V為交流電壓表當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w以下判斷正確的是（ ）A. 電壓表的示數(shù)等于5VB. 電壓表的示數(shù)等于C. 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是D. 實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是【答案】 BC【解析】試題分析：根據(jù)圖乙得到原線圈電壓的最大值，根據(jù)有效值與最大值的關(guān)系求出電壓表的示數(shù)，當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會(huì)點(diǎn)火，根據(jù)電壓與線圈匝數(shù)比的關(guān)系即可求解根據(jù)圖乙得到原線圈電壓的最大值為5V，所以電壓表的示數(shù)為，A錯(cuò)誤B正確；根據(jù)，且，得實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是，故C正確D錯(cuò)誤視頻5如圖所示,理想變壓器原線圈接有交流電源,當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí),燈泡L能發(fā)光。要使燈泡變亮,可以采取的方法有 （ ）A. 增大交流電源的頻率B. 增大交流電源的電壓C. 向下滑動(dòng)PD. 減小電容器C的電容【答案】 AB【解析】電容器具有通高頻阻低頻的特點(diǎn)，故增大交流電源的頻率，可使通過燈泡的電流增大，A正確；根據(jù)可知增大交流電源的電壓，副線圈兩端的電壓增大，燈泡變亮，B正確；向下滑動(dòng)P，副線圈匝數(shù)減小，根據(jù)可知副線圈兩端電壓減小，燈泡變暗，C錯(cuò)誤；根據(jù)可知減小電容，容抗增加，通過小燈泡的電流減小，燈泡變暗，D錯(cuò)誤6如圖所示，a、b兩端接在正弦交流電源上，原副線圈回路中A、B電阻阻值相同，原副線圈匝數(shù)比為，下列選項(xiàng)說法正確的是：A. A、B電阻電流之比為1:3B. A、B電阻電壓之比為3:1C. A、B電阻功率之比為1:1D. A電阻與原線圈輸入電壓之比為1：9【答案】 AD【解析】試題分析：首先