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2016年高考真题汇编:专题13 交变电流

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                                 专题  13  交变电流


1.[2016·全国卷Ⅲ]       如图所示,M     为半圆形导线框,圆心为           OM;N 是圆心角为直角的扇形

导线框,圆心为       ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线                         OMON 的水

平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面.现使线框                        M、N  在 t=0 时从图示位置开始,

分别绕垂直于纸面、且过           OM 和 ON 的轴,以相同的周期       T 逆时针匀速转动,则(  )


                                    图  1­

A.两导线框中均会产生正弦交流电

B.两导线框中感应电流的周期都等于                T

        T
C.在   t=8时,两导线框中产生的感应电动势相等

D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等

答案:BC 

解析: 设导线圈半径为          l,角速度为     ω,两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半
                                                      1
径,因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为                         E=2Bωl2,但进磁场和出磁
                                                                       2π
场时电流方向相反,所以线框中应该产生方波交流式电,如图所示,A                             错误;由    T= ω 可知,
                                                 T
两导线框中感应电流的周期相同,均为                 T,B 正确;在    t=8时,两导线框均在切割磁感线,
                               1
故两导线框中产生的感应电动势均为2Bωl2,C                 正确;对于线框       M,
  E2  T  E2  T                                     E2  T     E2  T

有  R ·2+  R ·2=     ·T,解得    U 有 M=E;对于线框     N,有  R ·4+0+   R ·4+
                       2

0=     ·T,解得    U 有 N= 2 E,故两导线框中感应电流的有效值并不相等,D                  错误.
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2.[2016·全国卷Ⅰ]       一含有理想变压器的电路如图            1­所示,图中电阻       R1、R2 和 R3 的阻值

分别为   3  Ω、1   Ω  和 4  Ω,    为理想交流电流表,U         为正弦交流电压源,输出电压的有

效值恒定.当开关        S 断开时,电流表的示数为           I;当  S 闭合时,电流表的示数为          4I.该变压

器原、副线圈匝数比为(  )


                                    图  1­

A.2  B.3

C.4  D.5

答案:B

                                    I  n2                  In1

解析:开关断开时,原、副线圈的电流比I2=n1,通过                     R2 的电流  I2= n2 ,副线圈的输出电
                 5In1   U1  n1                          (n1)
压  U2=I2(R2+R3)=  n2 ,由U2=n2可得原线圈两端的电压            U1=5I n2 2,则  U=U1+IR1=5I
(n1)                                   4I  n2                    4In1
 n2 2+3I;开关闭合时,原、副线圈的电流比I′2=n1,通过                  R2 的电流   I′2=  n2 ,副线圈
                       4In1   U′1  n1                           (n1)
的输出电压     U′2=I′2R2=    n2 ,由U′2=n2可得原线圈两端的电压            U′1=4I  n2 2,则  U=
             (n1)           n1
U′1+4IR1=4I   n2 2+12I,解得n2=3,选项       B 正确.

3.[2016·全国卷Ⅲ]       如图  1­所示,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡

a 和 b.当输入电压     U 为灯泡额定电压的        10 倍时,两灯泡均能正常发光.下列说法正确的是

(  )
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                                    图  1­

A.原、副线圈匝数比为          9∶1

B.原、副线圈匝数比为          1∶9

C.此时   a 和 b 的电功率之比为       9∶1

D.此时   a 和 b 的电功率之比为       1∶9

答案:AD 


解析:     设灯泡的额定电压为         U0,则输入电压     U=10U0,由于两灯泡均正常发光,故原线圈

两端的电压     U1=U-U0=9U0,副线圈两端的电压           U2=U0,所以原、副线圈的匝数比

n1∶n2=U1∶U2=9∶1,A     正确,B   错误;原、副线圈的电流之比             I1∶I2=n2∶n1=1∶9,由

电功率   P=UI  可知,a   和  b 的电功率之比为      1∶9,C  错误,D    正确.

4.[2016·天津卷]      如图   1­所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理

想电表.下列说法正确的是(  )


                                    图  1­


A.当滑动变阻器的滑动触头            P 向上滑动时,R1     消耗的功率变大

B.当滑动变阻器的滑动触头            P 向上滑动时,电压表        V 示数变大


C.当滑动变阻器的滑动触头            P 向上滑动时,电流表        A1 示数变大


D.若闭合开关      S,则电流表     A1 示数变大,A2    示数变大

答案:B 

解析: 滑动变阻器的滑动触头             P 向上滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值变大,总电阻也

变大,而副线圈两端的电压没有变化,所以干路中的电流减小,R1                           消耗的功率变小,A        错
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误;干路中的电流变小,R1          两端的电压变小,并联电路的电压变大,即电压表                      V 示数变大,

B 正确;由于变压器副线圈干路中的电流变小,所以原线圈中的电流变小,即电流表                                  A1 的

示数变小,C     错误;闭合开关       S 后,并联电路的阻值变小,总电阻也变小,干路中的电流

变大,R1   两端的电压变大,并联电路的电压变小,通过                   R2 的电流变小,即电流表         A2 示数变

小,因变压器的功率变大,故电流表                A1 示数变大,D    错误.

5.[2016·江苏卷] 一自耦变压器如图            1­所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在                   a、

b 间作为原线圈.通过滑动触头取该线圈的一部分,接在                       c、d 间作为副线圈.在        a、b  间

输入电压为     U1 的交变电流时,c、d       间的输出电压为       U2,在将滑动触头从        M 点顺时针旋转

到  N 点的过程中(  )


                                    图  1­


A.U2>U1,U2 降低


B.U2>U1,U2 升高


C.U2
	
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