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文檔簡介

1、圓學(xué)子夢想 鑄金字品牌溫馨提示: 此題庫為Word版,請按住Ctrl,滑動鼠標滾軸,調(diào)節(jié)合適的觀看比例,點擊右上角的關(guān)閉按鈕可返回目錄。 考點12 交變電流 一、選擇題1.(2012·天津理綜·T4)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和分別為()A.,B., C. , D. , 【解題指南】解答本題時首先計算原線圈的電流,再根據(jù)原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系及功率的公式計算出線路損耗的功率,并進一

2、步求出副線圈匝數(shù)變化前后線路損耗功率的比值【解析】選D.原線圈的電流為:,由于P、U不變,故I1不變,由得;由得,則,故選項D正確.2.(2012·浙江理綜·T20)為了測量儲罐中不導(dǎo)電液體的高度,將與儲罐外殼絕緣的兩塊平行金屬板構(gòu)成的電容器C置于儲罐中,電容器可通過開關(guān)S與線圈L或電源相連,如圖所示.當(dāng)開關(guān)從a撥到b時,由L與C構(gòu)成的回路中產(chǎn)生周期的振蕩電流.當(dāng)罐中的液面上升時()A.電容器的電容減小B.電容器的電容增大C.LC回路的振蕩頻率減小D.LC回路的振蕩頻率增大【解題指南】解答本題時可按以下思路分析:液面變化電容變化振蕩周期變化振蕩頻率變化【解析】選B、C.液面

3、上升時,兩板間的電介質(zhì)變多,根據(jù)電容的決定式知,電容器電容C增大,選項B正確、A錯誤;根據(jù)振蕩電流的周期可知,周期變大,由f=1/T可知,頻率變小,選項C正確、D錯誤.3.(2012·江蘇物理·T7)某同學(xué)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

4、電時,開關(guān)K將被電磁鐵吸起【解題指南】解答本題時可按以下思路分析: 分電流相等和不相等兩種分析雙線繞法的優(yōu)點屬變壓器問題 【解析】選A、B、D.線圈L1采用的是雙線繞法,家庭電路正常工作時,通過火線和零線的電流大小相等,方向相反,所以線圈L1中的磁通量是零,線圈L2中的磁通量也為零,A正確;家庭電路中的用電器增多時或發(fā)生短路時,通過火線和零線的電流增大,但大小仍然相等,合磁通量仍為零,線圈L2中的磁通量也為零,B正確、C錯誤;地面上的人接觸火線時,電流從人體通過,通過火線和零線的電流大小不再相等,線圈L2中有磁通量通過,產(chǎn)生感應(yīng)電流,電磁鐵開始工作,將開關(guān)K吸起,起到斷電保護的作用,D正確,所

5、以答案選A、B、D.4.(2012·新課標全國卷·T17)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,負載R上的功率為2.0kW.設(shè)此時原線圈中電流有效值為I1,負載兩端電壓的有效值為U2,且變壓器是理想的,則U2和I1分別約為A.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下兩點:(1) 明確輸出電壓最大時,副線圈的

6、匝數(shù).(2) 根據(jù)電壓、電流及功率與原副線圈的匝數(shù)關(guān)系式求解.【解析】選B.由理想變壓器原、副線圈中電壓、電流及功率關(guān)系可得:,所以當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時,副線圈的匝數(shù)也最大n2=1900匝,負載R上的功率也最大為2.0kW,則,故選項B正確.5.(2012·北京理綜·T15)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.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.5 VB. VC.10 V D. V【解題指南】本題需要把握以下兩點:(1)交變電流有效值的定義.(2)正弦式交變電流有效值和

7、最大值的關(guān)系.【解析】選C.設(shè)交變電壓有效值為U,根據(jù)有效值定義,有,交變電壓最大值6.(2012.山東理綜T18)圖甲是某燃氣爐點火裝置的原理圖.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、n2,為交流電壓表.當(dāng)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)電火花進而點燃氣體.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VC.實現(xiàn)點火的條件是>1000D.實現(xiàn)點火的條件是<1000【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下三點:(1) 理解正弦交變電流u-t圖象的物理含義.(2) 知道電

8、壓表的示數(shù)是電壓的有效值.(3) 利用變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系求點火條件.【解析】選B、C.由正弦交變電流u-t圖象可知:最大電壓值為5V,故有效值為V,電壓表顯示的是有效值,A錯,B對;由變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系可知,當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V,即>5000,所以>1000,C對,D錯.7.(2012·廣東理綜·T19)某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e=50sin100t(V),對此電動勢,下列表述正確的有 ( )A. 最大值是V B.頻率是100HzC.有效值是V D.周期是0.02s【解題指南】求解本題需掌握交流電的最大值,瞬時值,有效值

9、、周期、頻率基本物理量及其彼此之間的關(guān)系.【解析】選C、D.交變電動勢瞬時值的表達式為=50sin100t,故交變電動勢的最大值為50V,有效值為V,故A錯C對.由得頻率是f=50Hz,周期,故B錯D對.8.(2012·福建理綜·T14)如圖,理想變壓器原線圈輸入電壓u=Umsint,副線圈電路中R0為定值電阻,R是滑動變阻器.和是理想交流電壓表,示數(shù)分別用U1和U2表示;和是理想交流電流表,示數(shù)分別用I1和I2表示.下列說法正確的是()A.I1和I2表示電流的瞬時值B.U1和U2表示電壓的最大值C.滑片P向下滑動過程中,U2不變、I1變大D.滑片P向下滑動過程中,U2變小

10、、I1變小【解題指南】解答本題時可按以下思路分析:【解析】選C.交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為有效值,A、B錯.由于輸入端電壓U1和理想變壓器匝數(shù)比不變,所以U2不變.滑片P向下滑動過程中,電阻變小,電流I2變大,輸出功率變大,則輸入功率變大,電流I1變大,C對、D錯,故選C.9.(2012·海南單科·T4)如圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為201,兩個標有“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,原線圈電路中電壓表和電流表(可視為理想的)的示數(shù)分別是 ( )A120V,0.10A B240V,0.025AC120V,0.005AD240V,0

11、.05A【解題指南】燈泡正常工作副線圈電流和電壓原線圈電流和電壓?!窘馕觥窟xD.燈泡正常工作,副線圈電壓U2=12V,副線圈電流,根據(jù)匝數(shù)比得原線圈電流,原線圈電壓U1=20U2=240V,選項D正確,其它選項錯誤.二、計算題1.(2012·安徽理綜·T23)圖甲是交流發(fā)電機模型示意圖.在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO'轉(zhuǎn)動,由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO'轉(zhuǎn)動的金屬圓環(huán)相連接,金屬圓環(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路電阻R形成閉合電路.圖乙是

12、線圈的主視圖,導(dǎo)線ab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0夾角位置時開始計時,如圖丙所示,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.(其他電阻均不計)【解題指南】解答本題時要注意以下三點:(1) 線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時,感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式與開始計時的時刻有關(guān)(2) 線圈的總電動勢等于每段導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的和,

13、且回路符合歐姆定律(3) 計算焦耳熱時要用到電流的有效值【解析】(1)t時刻線圈平面與中性面的夾角為,設(shè)ab距軸為r1,cd距軸為r2 ,則有: 線圈中的感應(yīng)電動勢為: (2)t時刻線圈平面與中性面的夾角為,則由式知線圈中的感應(yīng)電動勢為: (3)通過線圈電流的有效值為: 線圈轉(zhuǎn)動的周期為: 所以線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱為: 【答案】(1)(2)(3)2.(2012·福建理綜·T22)如圖甲,在圓柱形區(qū)域內(nèi)存在一方向豎直向下、磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場,在此區(qū)域內(nèi),沿水平面固定一半徑為r的圓環(huán)形光滑細玻璃管,環(huán)心O在區(qū)域中心.一質(zhì)量為m、帶電量為q(q>0)的小球,在管內(nèi)沿逆時針方向(從上向下看)做圓周運動.已知磁感應(yīng)強度大小B隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示,其中.設(shè)小球在運動過程中電量保持不變,對原磁場的影響可忽略.(1)在t=0到t=T0這段時間內(nèi),小球不受細管側(cè)壁的作用力,求小球的速度大小v0;(2)在豎直向下的磁感應(yīng)強度增大過程中,將產(chǎn)生渦旋電場,其電場線是在水平面內(nèi)一系列沿逆時針方向的同心圓,同一條電場線上各點的場強大小相等.試求t=T0到t=1.5T0這段時間內(nèi):細管內(nèi)渦旋電場的場強大小E;電場力對小球做的功W.【解題指南】解答本題時應(yīng)明確以下兩點:(1)渦

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