三年高考(2017-2019)高考物理真題分項匯編 專題13 交流電(含解析)

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1、專題13 交流電 1.(2019·江蘇卷)某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1:10,當輸入電壓增加20 V時,輸出電壓 A.降低2 V B.增加2 V C.降低200 V D.增加200 V 【答案】D 【解析】由理想變壓器原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比即,得:,即副線圈兩端電壓與原線圈兩端電壓成正比,所以有:,當輸入電壓增加20V時,輸出電壓增大200V,故D正確。 2.(2018·江蘇卷)采用220 kV高壓向遠方的城市輸電.當輸送功率一定時,為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,輸電電壓應(yīng)變?yōu)? A.55 kV B.110 kV C.440 kV D.880 kV 【答案

2、】C 【解析】本意考查輸電線路的電能損失,意在考查考生的分析能力。當輸電功率P=UI,U為輸電電壓,I為輸電線路中的電流,輸電線路損失的功率為P損=I2R,R為輸電線路的電阻,即P損=。當輸電功率一定時,輸電線路損失的功率為原來的,則輸電電壓為原來的2倍,即440 V,故選項C正確。 3.(2018·天津卷)教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖所示,理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼模瑒t A.R消耗的功率變?yōu)? B.電壓表V的讀數(shù)為 C.電流表A的讀數(shù)

3、變?yōu)?I D.通過R的交變電流頻率不變 【答案】B 【解析】根據(jù)公式分析電動機產(chǎn)生的交流電的最大值以及有效值、頻率的變化情況;根據(jù)判斷原副線圈中電流電壓的變化情況,根據(jù)副線圈中功率的變化判斷原線圈中功率的變化;根據(jù)可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?,則角速度變?yōu)樵瓉淼模鶕?jù)可知電動機產(chǎn)生的最大電動勢為原來的,根據(jù)可知發(fā)電機的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼模丛€圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼模措妷罕硎緮?shù)變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)可知R消耗的電功率變?yōu)椋珹錯誤B正確;副線圈中的電流為,即變?yōu)樵瓉淼?,根?jù)可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼?,C錯誤;轉(zhuǎn)速減小為原來的,則頻率變?yōu)樵瓉淼?,D錯誤。 4

4、.(2018·全國III卷)一電阻接到方波交流電源上,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交變電源上,在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為u0,周期為T,如圖所示。則Q方:Q正等于 A. B. C.1:2 D.2:1 【答案】D 【解析】根據(jù)題述,正弦交變電流的電壓有效值為,而方波交流電的有效值為u0,根據(jù)焦耳定律和歐姆定律,Q=I2RT=T,可知在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值的二次方成正比,Q方∶Q正=u02∶()2=2∶1,選項D正確。 點睛 此題將正弦交變電流和方波 交變電流、有效值、焦耳定律有機融合。解答此題常見錯誤是:一是把方波交變電

5、流視為正弦交變電流;二是認為在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值,導(dǎo)致錯選B;三是比值顛倒,導(dǎo)致錯選C。 5.(2018·全國III卷)如圖(a),在同一平面內(nèi)固定有一長直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R,R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i,i的變化如圖(b)所示,規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動勢 A.在時為零 B.在時改變方向 C.在時最大,且沿順時針方向 D.在時最大,且沿順時針方向 【答案】AC 【解析】由圖(b)可知,導(dǎo)線PQ中電流在t=T/4時達到最大值,變化率為零,導(dǎo)線框R中磁通量變化率為零,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在t=T/4時導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)

6、電動勢為零,選項A正確;在t=T/2時,導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率方向不變,導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率的正負不變,根據(jù)楞次定律,所以在t=T/2時,導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向不變,選項B錯誤;由于在t=T/2時,導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率最大,電流變化率最大,導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率最大,根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律,在t=T/2時導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大,由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動勢的方向為順時針方向,選項C正確;由楞次定律可判斷出在t=T時感應(yīng)電動勢的方向為逆時針方向,選項D錯誤。 點睛 此題以交變電流圖象給出解題信息,考查電磁感應(yīng)及其相關(guān)知識點。解答此題常見錯誤主要有四方面:一是由于題目以

7、交變電流圖象給出解題信息,導(dǎo)致一些同學看到題后,不知如何入手;二是不能正確運用法拉第電磁感應(yīng)定律分析判斷;三是不能正確運用楞次定律分析判斷,陷入誤區(qū)。 6.(2017·天津卷)在勻強磁場中,一個100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動,穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 Ω,則 A.t=0時,線圈平面平行于磁感線 B.t=1 s時,線圈中的電流改變方向 C.t=1.5 s時,線圈中的感應(yīng)電動勢最大 D.一個周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為 【答案】AD 【解析】t=0時,磁通量為零,線圈平面平行于磁感線,故A正確;每經(jīng)過一次中性面(線圈平面

8、垂直于磁感線,磁通量有最大值)電流的方向改變一次,t=1 s時,磁通量為零,線圈平面平行于磁感線,故B錯誤;t=1.5 s時,磁通量有最大值,但磁通量的變化率為零(),根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線圈中的感應(yīng)電動勢為零,故C錯誤;感應(yīng)電動勢最大值,有效值,一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量,故D正確。 【名師點睛】本題要正確理解正弦交變電流的規(guī)律和法拉第電磁感應(yīng)定律。 7.(2017·北京卷)如圖所示,理想變壓器的原線圈接在的交流電源上,副線圈接有R=55 Ω的負載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為2:1,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是 A.原線圈的輸入功率為220W B.電流表的讀數(shù)為

9、1 A C.電壓表的讀數(shù)為110V D.副線圈輸出交流電的周期為50 s 【答案】B 【解析】電表的讀數(shù)均為有效值,原線圈兩端電壓有效值為220 V,由理想變壓器原、副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)成正比,可知副線圈兩端電壓有效值為110 V,C錯誤;流過電阻R的電流為2 A,可知負載消耗的功率為220 W,根據(jù)能量守恒可知,原線圈的輸入功率為220 W,A錯誤;由P=UI可知,電流表的讀數(shù)為1 A,B正確,由交變電壓瞬時值表達式可知,ω=100π rad/s,周期T=0.02 s,D錯誤。 【名師點睛】理想變壓器原副線圈兩端電壓、電流、功率與匝數(shù)的關(guān)系需注意因果關(guān)系,電壓由原線圈決定副線圈,電流與功率則由副線圈決定原線圈。 5

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