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2012年高考物理试题分类汇编:交流电

2012 年高考物理试题分类汇编:交流电
1. (2012 福建卷)如图,理想变压器原线圈输入电压 u= 定值电阻,R 是滑动变阻器。 和

U

m

sin ?t ,副线圈电路中 R 0 为

是理想交流电压表,示数分别用

U 和U
1

2

表示;

是理想交流电流表,示数分别用

I

1



I

2

表示。下列说法正确的是

A.

I

1



I

2

表示电流的瞬间值

B. 不变、 变小、

U 和U
1

2

表示电压的最大值

C.滑片 P 向下滑动过程中,

U U

2

I

1

变大 变小

D.滑片 P 向下滑动过程中, 答案:C

2

I

1

2. (2012 天津卷).通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压 U 保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率 为P1, 若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk, 线路损耗的电功率为P2, 则P1和 别为( )

P2 分 P1

PR 1 , A. kU n

? P ? 1 ? R, B. ? ? kU ? n
2

PR 1 , C. kU n 2

? P ? 1 ? R, 2 D. ? ? kU ? n
2

解析:根据理想变压器的变压比有

k?

U1 U , nk ? 2 U U

线路的输送功率不变有

P ? U1 I 1 ? U 2 I 2
P 2 P ) R ? ( )2 R , U1 kU

根据焦耳定律有

P1 ? I12 R ? (

2 P2 ? I 2 R ,

2 P2 I 2 U12 1 ? 2 ? 2 ? 2 。答案 D。 P1 I1 U 2 n

3. (2012 广东卷).某小型发电机产生的交变电动势为 e=50sin100πt(V) ,对此电动势, 下列表述正确的有

A.最大值是 50 2 V C.有效值是 25 2 V 答案:CD

B.频率是 100Hz D.周期是 0.02s

4. (2012 北京高考卷) .一个小型电热器若接在输出电压为 10V 的直流电源上,消耗电功率 为 P;若把它接在某个正弦交流电源上,其消耗的电功率为 P .如果电热器电阻不变,

2

则此交流电源输出电压的最大值为 A.5V C.10V 答案:C B.5 2 V D.10 2 V

5. (2012 山东卷).图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示 的正弦交变电压, 并加在一理想变压器的原线圈上, 变压器原、 副线圈的匝数分别为 n1 、 V n2 。○为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5000V 时,就会在钢针和金 属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是 A.电压表的示数等于 5V B.电压表的示数等于

5 2

V

C.实现点火的条件是

n2 ? 1000 n1 n2 ? 1000 n1

D.实现点火的条件是 答案:BC

6. (2012 四川卷) .如图所示,在铁芯 P 上绕着两个线圈 a 和 b,则 A.线圈 a 输入正弦交变电流,线圈 b 可输出恒定电流 B.线圈 a 输入恒定电流,穿过线圈 b 的磁通量一定为零 C.线圈 b 输出的交变电流不对线圈 a 的磁场造成影响 D.线圈 a 的磁场变化时,线圈 b 中一定有电场 答案:D 7.(2012 全国新课标).自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部 分,一升压式自耦调压变压器的电路如图所示,其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数 为 1900 匝;原线圈为 1100 匝,接在有效值为 220V 的交流电源上。当变压器输出电压调至 最大时,负载 R 上的功率为 2.0kW。设此时原线圈中电流有效值为 I1,负载两端电压的有效 值为 U2,且变压器是理想的,则 U2 和 I1 分别约为 A.380V 和 5.3A

B.380V 和 9.1A C.240V 和 5.3A D.240V 和 9.1A [答案]B

U 2 ? U1
[解析]先判断出原副线圈的匝数,由式

n2 n1 得 U 2 ? 380V。负载 R 上的功率就是变

压器的输出功率,因为是理想变压器,故输入功率 U1I1 等于输出功率,从而求出 I1=9.1A。 9. (2012 重庆卷) 如题 15 图所示, . 理想变压器的原线圈接入 u

? 11000 2 sin 100 t (V) ?

的交变电压,副线圈通过电阻 r=6Ω 导线对“220V/880W”电器 RL 供电,该电器正常工作。由此可知 A. 原、副线圈的匝数比为 50 : 1 B. 交变电压的频率为 100HZ C. 副线圈中电流的有效值为 4A D. 变压器的输入功率为 880W 答案:C 10. (2012 海南卷).如图:理想变压器原线圈与 10V 的交流电源相连,副线圈并联两个小 灯泡 a 和 b,小灯泡 a 的额定功率为 0.3w,正常发光时电阻为 30 ? 可,已知两灯泡均正常 发光,流过原线圈的电流为 0.09A,可计算出原、副线圈的匝数比为_____,10:3 流过灯泡 b 的电流为___0.2A, 解析:副线圈电压 U 2 ? U a ?

Pa Ra ? 3v

n1 U1 10 ? ? , Ub ? Ua ? 3v n2 U 2 3

由能量守恒得: U1I1 ? pa ? Ub Ib

代人数据得: Ib ? 0.2 A

11. (2012 安徽卷).(16 分) 图 1 是交流发电机模型示意图。 在磁感应强度为 B 的匀强磁场中, 有一矩形线图 abcd 可 绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 OO 转动,由线圈引起的导线 ae 和 df 分别与两个跟线圈
'

c

O ωt

d
No

b e a

S

中 d 性 ⊙ 面


ωt

?0
d ⊙


?0
ωt

B

中 性 面
⊙a


B

f

a
R




图1

图2

图3

一起绕 OO 转动的金属圈环相连接,金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触,这 样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻 R 形成闭合电路。图 2 是线圈的住视图,导 线 ab 和 cd 分别用它们的横截面来表示。已知 ab 长度为 L1 , bc 长度为 L2 ,线圈以恒定角 速度 ? 逆时针转动。 (只考虑单匝线圈) (1)线圈平面处于中性面位置时开始计时, 试推导 t 时刻整个线圈中的感应电动势 e1 的 表达式; (2)线圈平面处于与中性面成 ?0 夹角位置时开始计时,如图 3 所示,试写出 t 时刻整个 线圈中的感应电动势 e2 的表达式; (3)若线圈电阻为 r,求线圈每转动一周电阻 R 上产生的焦耳热。 (其它电阻均不计) 23.(1) e1 ? B?l1l 2 sin ?t (2) e1 ? B?l1l 2 sin(?t ? ?0 ) (3) Q ?

'

??RB 2 l12 l 22
(R ? r) 2

解析:(1)从中性面开始计时,经过时间 t,线圈平面转过的角度 ? ? ?t ,ab 边和 cd 边的速度 v ? ?

l2 Bl l ? ,则两边分别产生大小为 e ? Bl1v sin ? ? 1 2 sin ?t 的电动势。且两 2 2

边电动势串联,故线圈中产生的电动势 e1 ? Bl1l 2? sin ?t (2) 若 线 圈 从 与 中 性 面 夹 角 ?0 位 置 时 开 始 计 时 , 其 初 相 为 ?0 ,其表达式为:

e1 ? B?l1l2 sin(?t ? ?0 )
(3)由闭合电路欧姆定律得回路中电流有效值为

I?

Bl1l 2? 2( R ? r )

sin ?t
2?

由焦耳定律得 Q ? I R
2

?

?

??RB2 l12 l 22
(R ? r) 2


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