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【备战2022】高考物理复习 2022年模拟题汇编(2)专题十一 交变电流

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2022高考物理复习2022届模拟题汇编(2)专题十一交变电流1.(2022河南三市联考)如图所示,理想变压器与电阻R,交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接,已知变压器的原副线圈的匝数比为电阻R=10ΩD图乙是R两端电压U随时间变化的图象,Um=10V。则下列说法中正确的是A.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos100πt(A)B.电流表A的读数为C.电压表V的读数为10VD.变压器的输人功率为1OW答案:D解析:根据R两端电压U随时间变化的图象,电压表V的读数为10V,选项C错误;由欧姆定律,通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR=cos100πt(A),选项A错误;由变压器变压公式,输入电压为100V,输入电流为0.1A,变压器的输人功率为1OW,电流表A的读数为0.1A,选项B错误D正确。2.(2022四川自贡一诊)如右图所示,M是一个小型理想变压器,原、副线圈匝数之比n1:n2=10:1,接线柱a、b接一正弦交变电源,电压。变压器右侧部分为一火警系统原理图,其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器(电阻随温度升高而减小),R1为一定值电阻。下列说法正确的是()A.当R2所在处出现火警时,电阻R1的功率变小B.当R2所在处出现火警时,电压表V2的示数变大C.当R2所在处出现火警时,电流表A的示数变小D.电压表V1示数为22V答案.D解析:当R2所在处出现火警时,阻值减小,变压器输出电流增大,输出功率增大,电阻R1两端电压增大,电阻R1的功率变大,电压表V2的示数变小,选项AB错误;由输入功率等于输出功率可知,当R2所在处出现火警时,电流表A的示数变大,选项C错误;由变压器变压公式,变压器输出电压为22V,电压表V1示数为22V,选项D正确。3.(2022安徽皖南八校联考)某理想变压器原、副线圈的匝数比为44∶3,原线圈a.b间所接电原电压按图所示规律变化,副线圈接有负载电阻,电流表的示数为2.2A,则下列判断正确的是A..副线圈两端输出的电压为15VB..原线圈中的电流为0.15AC.变压器的输入、输出功率之比为44∶36\nD.原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin100t(V)答案:B解析:原线圈电压U1=220V,由变压公式,副线圈两端输出的电压为15V,输出功率P=UI=33W,根据理想变压器输入功率和输出功率相等,可知原线圈中的电流为0.15A,选项B正确C错误;原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin100πt(V),选项D错误。4、(2022江苏常州模拟)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶1,原线圈输入交变电压u=100sin50πt(V),在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R,电容器并联在电阻R两端,电阻阻值R=10Ω,关于电路分析,下列说法中正确的是:()uARCA、电流表示数是1AB、电流表示数是AC、电阻R消耗的电功率为10WD、电容器的耐压值至少是V答案:CD解析:由变压公式,副线圈输出电压为10V,由于交变电流可以通过并联在电阻R两端的电容器,所以不能应用欧姆定律计算电流表示数,选项AB错误;电阻R消耗的电功率为P=102/10W=10W,选项C正确;副线圈输出电压最大值为V,电容器的耐压值至少是V,选项D正确。5.(2022宝鸡质检)如图11所示,图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像,当调整线圈转速后,所产生的正弦交流电的图像如图线所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是()00.10.30.5u/Vt/s10-10ab图11A.线圈先后两次转速之比为1∶2B.交流电的电压瞬时值u=10sin0.4πt(V)C.交流电的电压最大值为VD.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零答案:C解析:产生的正弦交流电的周期之比为2∶3,线圈先后两次转速之比为3∶2,选项A错误;交流电的周期为0.4s,交流电的电压瞬时值u=10sin5πt(V),选项B错误;由最大值nBSω可知,二者最大值之比为3∶2,交流电的电压最大值为V,选项C正确;在图中t=0时刻感应电动势为零,穿过线圈的磁通量最大,选项D错误。6.(2022江苏苏州期末)如图甲所示,理想变压器原副线圈的匝数比为10:1,b是原线圈的中心抽头,图中电表均为理想的交流电表,定值电阻R=10Ω,其余电阻均不计.从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压。则下列说法中正确的有A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为31.1VB.当单刀双掷开关与b连接且在0.01s时,电流表示数为2.2AC.当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈输出电压的频率变为25Hz6\nD.当单刀双掷开关由a拨向b时,原线圈的输入功率变大.答案:BCD解析:当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22V,选项A错误;当单刀双掷开关与b连接且在0.01s时,电流表示数为2.2A,选项B正确;当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈输出电压的频率仍为50Hz,选项C错误;当单刀双掷开关由a拨向b时,副线圈输出电压为44V,副线圈输出功率增大,原线圈的输入功率变大,选项D正确。图2uRLCⅠⅡⅢ123u/V0-36t/10-2s乙36甲7.(2022北京海淀期末)如图2甲所示,一个理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2=6:1,副线圈两端接三条支路,每条支路上都接有一只灯泡,电路中L为电感线圈、C为电容器、R为定值电阻。当原线圈两端接有如图2乙所示的交流电时,三只灯泡都能发光。如果加在原线圈两端的交流电的最大值保持不变,而将其频率变为原来的2倍,则对于交流电的频率改变之后与改变前相比,下列说法中正确的是()A.副线圈两端的电压有效值均为216VB.副线圈两端的电压有效值均为6VC.灯泡Ⅰ变亮D.灯泡Ⅲ变亮7.答案:BD解析:由变压器变压公式,将其频率变为原来的2倍,副线圈输出电压不变,副线圈两端的电压有效值均为6V,选项A错误B正确;将其频率变为原来的2倍,灯泡Ⅰ亮度不变。由于容抗变小,感抗变大,灯泡Ⅲ变亮,灯泡II变暗,选项C错误D正确。8.(2022年2月武汉调研)如图所示,某变电站用10kV的高压向10km外的小区供电,输送的电功率为200kW。现要求在输电线路上损耗的功率不超过输送电功率的2%,下列不同规格的输电线中,符合要求的是变电站小区选项型号千米电阻(Ω/km)ADYD30/C1BDYD50/C0.6CDYD100/C0.3DDYD150/C0.26\n.答案:CD解析:由P=UI解得输电电流I=P/U=20A。输电线路上损耗的功率不超过P损=200kW×2%=4kW,由P损=I2R解得R=10Ω.由于输电线长度需要20km,所以可以选择千米电阻0.5Ω/km以下的型号DYD100/C或型号DYD150/C,符合要求的是选项CD。9.(2022年2月宁波八校联考)如图所示电路,电阻R1与电阻R2阻值相同,都为R,和R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),在A、B间加一正弦交流电u=20sin100πt(V),则加在R2上的电压有效值为A.10VB.20VC.15VD.5V23.答案:D解析:由二极管的单项导电性可知加在R2上的电压波形为半个周期最大值为20V,半个周期最大值为10V。由有效值的定义可得加在R2上的电压有效值为5V,选项D正确。图13BRO1O2CD甲tB0乙t1B10BL2L110.(10分)(2022北京海淀期末)如图13甲所示,长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内,其匝数为n,总电阻为r,可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D(集流环)焊接在一起,并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场,磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示,其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内,线框保持静止,且线框平面和磁场垂直;t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求:(1)0~t1时间内通过电阻R的电流大小;(2)线框匀速转动后,在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量;(3)线框匀速转动后,从图甲所示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量。10.(10分)解析:(1)0~t1时间内,线框中的感应电动势E=n…(2分)根据闭合电路欧姆定律可知,通过电阻R的电流I=……(1分)(2)线框产生感应电动势的最大值Em=nB1L1L2ω……(1分)感应电动势的有效值E=nB1L1L2ω…(1分)通过电阻R的电流的有效值I=6\n线框转动一周所需的时间t=………(1分)此过程中,电阻R产生的热量Q=I2Rt=πRω…(1分)(3)线框从图甲所示位置转过90°的过程中,平均感应电动势……(1分)平均感应电流…………(1分)通过电阻R的电荷量q=………(1分)甲abcda′d′c′b′hlIB0UH探头探杆图14乙显示窗11.(2022北京海淀期末)1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时,发现了一种新的电磁效应:将导体置于磁场中,并沿垂直磁场方向通入电流,则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差,这种现象后来被称为霍尔效应,这个横向的电势差称为霍尔电势差。(1)如图14甲所示,某长方体导体abcda′b′c′d′的高度为h、宽度为l,其中的载流子为自由电子,其电荷量为e,处在与abb′a′面垂直的匀强磁场中,磁感应强度为B0。在导体中通有垂直于bcc′b′面的电流,若测得通过导体的恒定电流为I,横向霍尔电势差为UH,求此导体中单位体积内自由电子的个数。(2)对于某种确定的导体材料,其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值,人们将H=定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头,有些探头的体积很小,其正对横截面(相当于图14甲中的abb′a′面)的面积可以在0.1cm2以下,因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图14乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器,其中的探头装在探杆的前端,且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I,又可以监测出探头所产生的霍尔电势差UH,并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小,且显示在仪器的显示窗内。①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中,对探杆的放置方位有何要求;②要计算出所测位置磁场的磁感应强度,除了要知道H、I、UH外,还需要知道哪个物理量,并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。11.(10分)解析:(1)设单位体积内的自由电子数为n,自由电子定向移动的速率为v,6\n则有I=nehlv……(1分)当形成恒定电流时,自由电子所受电场力与洛仑兹力相等,因此有evB0=eUH/h……………………(2分)解得n=…………(1分)(2)①应调整探杆的放置方位(或调整探头的方位),使霍尔电势差达到最大(或使探杆与磁场方向平行;探头的正对横截面与磁场方向垂直;abb′a′面与磁场方向垂直)…………………………(3分)②设探头中的载流子所带电荷量为q,根据上述分析可知,探头处于磁感应强度为B的磁场中,当通有恒定电流I,产生最大稳定霍尔电压UH时,有qvB=qUH/h…………(1分)又因I=nqhlv和H=联立可解得B=…………(1分)所以,还需要知道探头沿磁场方向的宽度l…(1分)6

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发布时间:2022-08-26 00:28:13 页数:6
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文章作者:U-336598

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