1、專題30力電綜合問題2019年高三二模、三模物理試題分項解析（I）一.選擇題1. （2019高三考試大綱調(diào)研卷 10）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比ni :電=10： 1,原線圈輸入的交流電壓如圖乙所示，副線圈電路接有滑動變阻器R和額定電壓為12V、工作時內(nèi)阻為2的電動機。閉合開關(guān)，電動機正常工作，電流表示數(shù)為1A,則下列不正確的是 TOC o 1-5 h z T乙A.副線圈兩端電壓為 22企VB.電動機輸出的機械功率為12WC.通過電動機的交流電頻率為100HzD.若電動機突然卡住不轉(zhuǎn)，原線圈輸入功率變大【參考答案】ABCUn2【名師解析】由乙圖可知，輸入電壓的最大值為22V,則有效

2、值U = T = 220V , U2 = U=22V,故Aq2ni錯誤；輸出的機械功率：P = UIzT汆=12 乂 17乙2= 10W,則B錯誤；由乙圖可知，輸入交變電壓的周期一 ,一為0.02s,則頻率為f = - = 5OHz,因為原副線圈交變電流頻率相等，則通過電動機的交流電頻率為50Hz, C錯誤；卡住電動機，電動機變成了純電阻，電壓不變，電流增大，輸出功率增加，則原線圈輸入功率增加，則D正確。故選：ABC。212019屆模擬預(yù)測卷】如圖所示，導(dǎo)體直導(dǎo)軌OM和PN平行且OM與x軸重合，兩導(dǎo)軌間距為 d,兩導(dǎo)軌間垂直紙面向里的勻強磁場沿y軸方向的寬度按y=d sin x的規(guī)律分布，兩金

3、屬圓環(huán)固定在同一絕緣2d平面內(nèi)，內(nèi)、外圓環(huán)與兩導(dǎo)軌接觸良好，與兩導(dǎo)軌接觸良好的導(dǎo)體棒從OP開始始終垂直導(dǎo)軌沿 x軸正方向1以速度v做勻速運動，規(guī)定內(nèi)圓環(huán) a端電勢高于b端時，a、b間的電壓Uab為正，下列Uabx圖象可能正確Dw【名師解析】導(dǎo)體棒向右勻速運動切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢,e= Byv= Bdvsin x,大環(huán)內(nèi)的電流為正弦交變電流；在第一個磁場區(qū)域的前一半時間內(nèi)，通過大圓環(huán)的電流為順時針增加的，由楞次定律可判斷內(nèi) 球內(nèi)a端電勢高于b端，因電流的變化率逐漸減小故內(nèi)環(huán)的電動勢逐漸減小，同理可知，在第一個磁場區(qū)域的后一半時間內(nèi)，通過大圓環(huán)的電流為順時針逐漸減??；則由楞次定律可知，a環(huán)內(nèi)電

4、勢低于b端，因電流的變化率逐漸變大，故內(nèi)環(huán)的電動勢變大，故 D正確。（2019遼寧沈陽郊聯(lián)體期末）如圖，Ti、T2是監(jiān)測交流高壓輸電參數(shù)的互感器，其中a、b是交流電壓表或交流電流表。若高壓輸電線間的電壓為220kV, Ti的原、副線圈匝數(shù)比為1: 100,交流電壓表的示數(shù)為100V,交流電流表的示數(shù)為 1A,則A.b是交流電壓表B.T2的原、副線圈匝數(shù)比為 100： 1C.高壓線路輸送的電流為 1AD.高壓線路輸送的電功率為220kW【參考答案】.A【名師解析】右側(cè)的互感器原線圈并聯(lián)在高壓線上，b是交流電壓表，選項 A正確；若高壓輸電線間的電壓為220kV,副線圈交流電壓表的示數(shù)為100V,根

5、據(jù)變壓器變壓公式，T2的原、副線圈匝數(shù)比為 2200: 1,選項B錯誤；Ti的原、副線圈匝數(shù)比為 1: 100, a是交流電流表，交流電流表的示數(shù)為1A,根據(jù)變壓器變 流公式，高壓線路輸送的電流為 100A,選項C錯誤；高壓線路輸送的電功率為 P=UI=220k僅100A=22000kW ,選項D錯誤。（2019江蘇天一中學(xué)調(diào)研）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比ni ：血=3： 1, Li、L2為兩相同燈泡，R、L、D和C分別為定值電阻、理想線圈、理想二極管和電容器，其中C=10當(dāng)原線圈兩端接如圖乙所示的正弦交流電壓時，下列說法中正確的是（）u/V甲乙A .燈泡L1 一定比L2暗B.電

6、容器C所帶電荷量的最大值為 672X1030C.電容器C充電周期為2X10sD,副線圈兩端的電壓有效值為 12應(yīng)V【參考答案】0【名師解析】原線圈有正弦交流電，則副線圈中也有正弦式交流電。由于L1與電阻相串聯(lián)，而 L2與電感器相串聯(lián)，燈泡 L1與L2的亮度，取決于電感和電阻的阻礙作用，本題未給條件無法判斷，故 A錯誤；電容 器與二極管串聯(lián)，含有電容的支路經(jīng)1.0 M0-2s充電后，再經(jīng)過1.0 10-2s再次充電，則周期為 2.0 10-2s,故C正確；由題意可知，原線圈的電壓的最大值為36 2 V ,由于原、副線圈的匝數(shù)比 m： n2=3: 1,所以副線圈的電壓最大值為12, 2v,則有效值

7、為12V,故D錯誤；二極管具有單向?qū)щ娦?，電容器兩端電壓的最?值為12-V,所以電容器帶電量的最大值為Q= 0U = 10X10-6X12 0 = 1.2 X104C,故B錯誤。5.12019隨州質(zhì)量檢測】（多選）如圖所示，MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，垂 直導(dǎo)軌放置金屬棒 ab與導(dǎo)軌接觸良好。N、Q端接理想變壓器的初級線圈，理想變壓器的輸出端有三組次 級線圈，分別接有電阻元件 R、電感元件L和電容元件0。在水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的勻強磁場，若用Ir、Il、Ic分別表示通過 R、L和C的電流，則下列判斷中正確的是（A .在ab棒勻速運動且ab棒上的電流已達到穩(wěn)定后

8、，IrW。Ilq Ic= 0B.在ab棒勻速運動且ab棒上的電流已達到穩(wěn)定的，Ir=0、Il=0、Ic = 0C.若ab棒在某一中心位置附近做v= vmsin 3的運動，則IrW。IlWQ Ic為D.若ab棒勻加速運動，則IrWQ IlWQ Ic=0【參考答案】BCD【名師解析】在 ab棒勻速運動過程中，ab棒產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，左邊原線圈中產(chǎn)生恒定的電流，形成 恒定的磁場，穿過右側(cè)的三個副線圈的磁通量不變，則副線圈中沒有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，所以Ir=0、Il=0、Ic=0,故A錯誤，B正確；若ab棒在某一中心位置附近做簡諧運動，原線圈中產(chǎn)生正弦式交變電流，副線圈中將 有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故 Irw

9、Q IlwQ IcwO,故C正確；若ab棒勻加速運動，原線圈中感應(yīng)電流均勻增大，穿 過副線圈的磁通量均勻增大，副線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，由于電容器有隔直的特性，Ic=0,而電感線圈有通直的特性，IlWQ故IrWQ IlWQ Ic=0,故D正確。（4分）（2019江蘇宿遷期末）如圖所示，理想變壓器的原線圈接入u = 220V2sin （100疝）V的交變電壓，原、副線圈匝數(shù)比 4: 1,電阻Ro=5Q,電阻箱R的最大阻值為100Q則（） TOC o 1-5 h z A .副線圈兩端的電壓有效值為55、瓜B.副線圈中電流方向每分鐘改變600次C.當(dāng)R=50時，原線圈中的電流有效值為0.25AD

10、.當(dāng)R=5時，電阻箱R消耗的電功率最大【參考答案】CD【名師解析】理想變壓器的原線圈接入u=220sin （100兀t） V,則有效值為220V,根據(jù)原、副線圈匝數(shù)比4: 1,所以副線圈的電壓為 55V,故A錯誤；變壓器不改變電流頻率，故由理想變壓器的原線圈接入u = 220訴sin （100 4） V可得，3= 100兀rad/s,故頻率為50Hz,故B錯誤；當(dāng)R=50時，副線圈中的電流為| = _=1A,輸出功率為55W,故原線圈的輸出電流為0.25A,故C正確；電阻箱 R消耗的電功率 P=55當(dāng)R=5時P有最大值，故D正確。黑）氣=（哥理,由數(shù)學(xué)知識解得,5+R5+R （五條）盜親）（2

11、019高考仿真卷）如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，保持輸入電壓不變.開始時單刀雙擲開關(guān)K接a;S斷開時，小燈泡A發(fā)光較暗，要使小燈泡A亮度增加，下列操作可行的是（）A.閉合開關(guān)SB.開關(guān)K接bC.把滑動變阻器滑片向左移動D.把滑動變阻器滑片向右移動【參考答案】BD【名師解析】閉合開關(guān)S,副線圈回路電阻變小，電流變大，滑動變阻器上的分壓增大，并聯(lián)部分的電壓變小燈泡A變暗，選項A錯誤；開關(guān)K接b,輸入端線圈匝數(shù)減小,則根據(jù)U1=工1可知,副線圈兩端的電壓增大,燈U2n2泡A中電流增大，燈泡A變亮，選項B正確；把滑動變阻器滑片向左移動 ，副線圈回路總電阻變大，總電流變小， 燈泡A兩端的電壓變

12、小，燈泡A變暗，選項C錯誤；把滑動變阻器滑片向右移動，副線圈回路總電阻變小，總電 流變大，燈泡A兩端的電壓變大，燈泡A變亮，選項D正確.（2019吉林東北師大附中測試）如圖，單匝矩形導(dǎo)線框abcd與勻強磁場乖直，線框電阻不計，線框繞與cd邊重合的同定轉(zhuǎn)軸以恒定角速度從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動，理想變壓器匝數(shù)比為ni： n2.開關(guān)S斷開時，額定功率為P的燈泡Li正常發(fā)光，電流表示數(shù)為I,電流表內(nèi)阻不計，下列說法正確的是（）A.線框中產(chǎn)生的電流為正弦式交變電流B.線框從圖中位置轉(zhuǎn)過兀/4時，感應(yīng)電動勢瞬時值為P/IC.燈泡Li的額定電壓等于niP n2ID.如果閉合開關(guān)S,則電流表示數(shù)變大【參考答案】

13、ABD【解析】線框繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動，線框中產(chǎn)生的是電流為正弦式交變電流，選項A正確；線框從中性面轉(zhuǎn)動，當(dāng)轉(zhuǎn)動兀/4時，感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式為 P/I sin 45 =P/I ,選項B正確；原n2n2P線圈兩端的電壓 U= P/I ,由變壓器變壓公式，副線圈兩端的電壓12= Ui=，選項C錯誤；S閉合，n1n1I副線圈電阻變小，輸出功率變大，輸入功率變大，由p=ui可知原線圈電流變大，即電流表示數(shù)變大，選項D正確。（ 2019山東名校聯(lián)考）如圖所示，一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生 e=220Rin100疝（V ）正弦交變電流，線圈電阻不計。理想變壓器的原、副

14、線圈匝數(shù)之比為20:1, C為電容器，L為直流電阻不計的自感線圈，Ri、R2均為定值電阻，其中 Ri=10Q ,開關(guān)S開始是斷開的，則以下說法中正確的是A .線圈的轉(zhuǎn)速為50 r/sB.交流電壓表的示數(shù)為11 VC.電阻R1的功率等于12.1 WD.閉合開關(guān)S后，變壓器副線圈中的電流沒有發(fā)生變化【參考答案】AB【名師解析】由e=2202sin1007t（V）可知，=100兀，線圈的轉(zhuǎn)速為n=w/2兀=5r/s,選項A正確； 理想變壓器原線圈輸入電壓 5=220V,根據(jù)變壓器變壓公式， U2=11V,即交流電壓表的示數(shù)為 11 V,選項 B正確；由于變壓器副線圈串聯(lián)了電感 L,交流電路中L有感抗

15、，R1兩端電壓小于11V,電阻R的功率小U；于P= R =12.1 W,選項C錯誤；閉合開關(guān) S后，電容器對交流電路構(gòu)成通路，變壓器副線圈中的電流增 大，選項D錯誤。（ 2019湖南長沙一模）如圖甲所示為一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為n1： n2=2 ： 1,且分別接有電阻R和R2, R1=R2=400 Q. U為電壓有效值不變的正弦交流電源，閉合開關(guān)K時，通過電阻R2的電流如圖乙所示，則此時A.用電壓表測量交流電源電壓約為424 VB.交流電源的輸出功率 90 WC.斷開開關(guān) KB,通過電阻 Ri的電流變成原來的一半D. Ri和R2消耗的功率之比為 1 ： 2【參考答案】：AB。【名師解

16、析】由Ui/U2=ni/n2,Ii/l2=n2/ni得，通過R2的電流有效值I2=0.3/2a,通過Ri的電流有效值li=0.15 2 A,副線圈兩端的電壓U2=l2R2=i20 %5V,原線圈兩端電壓 Ui=240Q”V,而U = Ui+IiRi=3002 V 424V,選項A正確；交流電源的功率P=UIi=90W,選項B正確；斷開開關(guān)后，通過電阻Ri的電流為0,選項C錯誤；Ri消耗的功率Pi=Ii2Ri, R2消耗的功率P2=l22R2, Pi：P2= li2： l22=i：4,選 項D錯誤。二.計算題i . ( i5分)(20i9江蘇無錫一模)高頻焊接是一種常用的焊接方法，圖i是焊接的原

17、理示意圖。將半徑為r=i0cm的待焊接的環(huán)形金屬工件放在線圈中，然后在線圈中通以高頻變化電流，線圈產(chǎn)生垂直于工件所在平面的勻強磁場，磁感應(yīng)強度B隨時間t的變化規(guī)律如圖2所示，t=0時刻磁場方向垂直線圈所在平面向外。工件非焊接部分單位長度上的電阻R0=i.0 i0-3Q,m-i,焊縫處的接觸電阻為工件非焊接部分電阻的9倍,焊接的縫寬非常小，不計溫度變化對電阻的影響。(i)在圖3中畫出感應(yīng)電流隨時間變化的i-t圖象(以逆時針方向電流為正)，并寫出必要的計算過程；(2)求環(huán)形金屬工件中感應(yīng)電流的有效值；(3)求t=0.30s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的焦耳熱.【名師解析】.（1）環(huán)形金屬工件電阻為R=2

18、 4Ro+9X2TirRo= 20 7rRo = 6.28X10跋1分）2在03T時間內(nèi)的感應(yīng)電動勢為E=w i i i i i . ）23456789 -f/10-s（2）在一個周期內(nèi)12效RT= I2R2T（3分）解得 I 有效=1 000%6 * 8 a=816 A（2 分）=6.28 V（1 分）電流為 I = E= 1.0X 10 （3）在t=0.30 s內(nèi)電流通過焊接處所產(chǎn)生的熱量為Q而 R = 9X2 TirR0= 5.65 10 3 Q（2 分） 解得 Q=I2R 千 1.13 103J（3 分）A（1 分） R由楞次定律得到電流方向逆時針，It關(guān)系圖象如圖所示.（2分）I 000： -fr-1-dd的距離，且5d=k=l?，F(xiàn)有一長度為 L、電阻為R的導(dǎo)體棒在外力度vo從磁場邊界dd沿直桿向下勻速通過磁場，