【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(jìn)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(jìn)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(hù)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(jī)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(jìn)入磁場 . 在磁場中， 兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)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(jī)模型示意圖。在磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)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(dá)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(dá)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(dá)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(qiáng)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(qiáng)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(dá)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(dá)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(dá)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(dá)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(dá)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(jī)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(jī)輸出功率的 10%，變壓器 T1 和 T2 的耗損可忽略，發(fā)電機(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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(jī)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 ?，F(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(qiáng)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(dá)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(dá)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(dá)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