1、專題十三 交變電流,高考物理 (北京市專用),1.(2012北京理綜,15,6分,0.61)一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上,消耗電功率為P;若把它接在某個(gè)正弦交流電源上,其消耗的電功率為。如果電熱器電阻不變,則此交 流電源輸出電壓的最大值為() A.5 VB.5 VC.10 VD.10 V,考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生和描述 A組自主命題北京卷題組,五年高考,答案C設(shè)電熱器電阻為R,正弦交流電源的電壓有效值為U效,接10 V直流電源時(shí),P= ;接交流電源時(shí),=,聯(lián)立得U效=5 V,故最大值Um=U效=10 V,C選項(xiàng)正確。,2.(2018課標(biāo),16,6分)一電阻接到方波交流電源上,

2、在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值均為u0,周期均為T,如圖所示。則Q方Q正等于()A.1B.1C.12D.21,答案D本題考查交變電流的有效值及焦耳定律。根據(jù)交變電流有效值的定義及焦耳定律可得,Q方=+=T,Q正=T=T,故=,選項(xiàng)D正確。,易錯(cuò)點(diǎn)撥正弦式交變電流的有效值是其峰值的,其他交流電的有效值和峰值間一般不存 在該關(guān)系。,B組 統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組,3.(2016課標(biāo),21,6分)(多選)如圖,M為半圓形導(dǎo)線框,圓心為OM;N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框,圓心為ON;兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi);兩圓弧半徑相等;過

3、直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁場(chǎng)方向垂直于紙面?，F(xiàn)使線框M、N在t=0時(shí)從圖示位置開始,分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸,以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則()A.兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦交流電 B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于T C.在t=時(shí),兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等 D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí),兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等,答案BC本題中導(dǎo)線框的半徑旋轉(zhuǎn)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電流,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;兩導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期與線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期相同,B項(xiàng)正確;在t=時(shí),兩導(dǎo)線框切割磁感線 的導(dǎo)線長(zhǎng)度相同,且切割速度大小相等,故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等,均為E=BR2,C項(xiàng)正確

4、;兩 導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像如圖所示,故兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值不相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,疑難突破設(shè)M導(dǎo)線框中的電流有效值為IM,則rT=2r,得IM=;設(shè)N導(dǎo)線框中 電流有效值為IN,則rT=2r,得IN=,故IM=IN。,評(píng)析本題考查感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)及其相關(guān)知識(shí),通過比較的方式對(duì)交流電的產(chǎn)生、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的產(chǎn)生及有效值等知識(shí)進(jìn)行考查,難度中等,考生需要對(duì)導(dǎo)線框轉(zhuǎn)動(dòng)過程進(jìn)行細(xì)致周全的分析,能力要求較高。,考點(diǎn)二變壓器 電能的輸送 A組自主命題北京卷題組,答案B本題考查交變電流、變壓器。由題知,變壓器的輸入電壓U1= V=220 V,所以 U2=U1=110 V;副線圈電流I2=2 A,原線圈電

5、流I1=I2=1 A。本題中電壓表、電流表的讀 數(shù)為有效值,故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;原線圈輸入功率P1=U1I1=220 W,A項(xiàng)錯(cuò)誤;交流電的周期T= s=0.02 s,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,易錯(cuò)點(diǎn)撥交流電的最大值與有效值 1.在正弦交流電中,U=。 2.在交流電路中,電表的讀數(shù)為有效值。,2.(2016課標(biāo),16,6分)一含有理想變壓器的電路如圖所示,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ,為理想交流電流表,U為正弦交流電壓源,輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S 斷開時(shí),電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時(shí),電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 ()A.2B.3C.4D.5,答案B設(shè)原、副

6、線圈匝數(shù)比為n,根據(jù)能量守恒,當(dāng)S斷開時(shí),UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);當(dāng)S閉合時(shí),4UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,聯(lián)立解得n=3,所以B正確。,誤區(qū)警示變壓器原線圈上串聯(lián)電阻之后,屬于非純電阻電路,不能在含有線圈的電路中應(yīng)用歐姆定律。要計(jì)算原線圈上消耗的功率,只要計(jì)算出副線圈電阻上消耗的功率即可。,評(píng)析本題考查變壓器的基本關(guān)系,要求掌握兩點(diǎn):一是電流與匝數(shù)的關(guān)系;二是能量守恒定律的應(yīng)用。,B組統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組,3.(2016課標(biāo),19,6分)(多選)如圖,理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí),兩燈均能正常發(fā)光,下列

7、說法正確的是()A.原、副線圈匝數(shù)比為91 B.原、副線圈匝數(shù)比為19 C.此時(shí)a和b的電功率之比為91 D.此時(shí)a和b的電功率之比為19,答案AD由題意知U=10U燈,a、b均正常發(fā)光,則變壓器輸入電壓U1=9U燈,而輸出電壓U2=U燈, 所以原、副線圈匝數(shù)比n1n2=U1U2=91;而I1I2=n2n1=19,所以兩燈功率之比PaPb=U燈I1U燈I2=19,選項(xiàng)A、D正確。,審題指導(dǎo)兩燈均正常發(fā)光,Ua=Ub=U燈,U=Ua+U1=10U燈,則U1=9U燈。,評(píng)析本題考查變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系和電流關(guān)系等知識(shí),難度為易,弄清變壓器輸入電壓U1與U燈的關(guān)系是解決本題的關(guān)鍵。,4.(20

8、15課標(biāo),16,6分,0.664)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為31,在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻,原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上,如圖所示。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k,則()A.U=66 V,k=B.U=22 V,k= C.U=66 V,k=D.U=22 V,k=,答案A設(shè)原線圈中電流為I,由=知副線圈中的電流I2=3I,由題意知副線圈中電阻兩端 的電壓U=3IR,則原線圈回路中R兩端的電壓U=IR=,原線圈兩端的電壓U1=3U,由閉合電路 中電壓關(guān)系可知U1+U=220 V,即+3U=220 V,U=66 V

9、,原線圈回路中電阻消耗的功率P1=I2R, 副線圈回路中電阻消耗的功率P2=(3I)2R,=k=,選項(xiàng)A正確。,5.(2014課標(biāo),21,6分,0.266)(多選)如圖,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。原線圈通過一理想電流表接正弦交流電源,一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線 圈的兩端。假設(shè)該二極管的正向電阻為零,反向電阻為無窮大。用交流電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd,則() A.UabUcd=n1n2 B.增大負(fù)載電阻的阻值R,電流表的讀數(shù)變小 C.負(fù)載電阻的阻值越小,cd間的電壓Ucd越大 D.將二極管短路,電流表的讀數(shù)加倍,答案BDa、b端的

10、電壓為正弦式交變電壓,故電壓表測(cè)得的電壓Uab=。副線圈兩端電 壓也為正弦式交變電壓,但由于二極管的單向?qū)щ娞匦?從而使c、d兩端的電壓成為脈動(dòng)直流電,由有效值定義可得T=,即Ucd=,故UabUcd=n1n2,A錯(cuò)誤。 因R增大時(shí)消耗的功率P=減小,原線圈輸入功率減小,故U1不變時(shí)I1減小,B正確。由UabUcd =n1n2可知Ucd與負(fù)載的阻值無關(guān),C錯(cuò)誤。將二極管短路時(shí)R兩端電壓為正弦式交變電壓, 其有效值Ucd=,故此時(shí)R消耗的功率P=為原來的2倍,原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼? 倍,故D正確。,6.(2016江蘇單科,4,3分)一自耦變壓器如圖所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈,將其接在a

11、、b間作為原線圈。通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí),c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中()A.U2U1,U2降低B.U2U1,U2升高 C.U2U1,U2降低D.U2U1,U2升高,C組教師專用題組,答案C由圖可知變壓器的原線圈匝數(shù)n1大于副線圈匝數(shù)n2,因=,則U2U1;在將滑動(dòng)觸 頭從M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中,n2減小,U2降低,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。,易錯(cuò)點(diǎn)撥讀懂圖是解答本題的關(guān)鍵,當(dāng)滑動(dòng)觸頭轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)改變的是副線圈的匝數(shù),副線圈的匝數(shù)減小。,評(píng)析本題考查了理想變壓器的變壓比等于匝數(shù)比,意

12、在考查考生的邏輯分析能力。,7.(2015福建理綜,15,6分)圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,兩變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2,在T的原線圈兩端接入一電壓u=Um sin t的交流電源,若輸送電功率為P,輸電線的總電阻為2r,不考慮其他因素的影響,則輸電線上損失的電功率為() A.()B.() C.4()2()2rD.4()2()2r,答案CT的輸入電壓U1=,則P=U1I1,I1=,又因?yàn)?,所以I2=I1=,則 輸電線上損失的電功率P損=2r=4r,C項(xiàng)正確。,8.(2016天津理綜,5,6分)如圖所示,理想變壓器原線圈接在交流電源上,圖中各電表均為理想電表。下

13、列說法正確的是()A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),R1消耗的功率變大 B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),電壓表V示數(shù)變大 C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),電流表A1示數(shù)變大 D.若閉合開關(guān)S,則電流表A1示數(shù)變大、A2示數(shù)變大,答案B由于原、副線圈兩端電壓不變,當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí),連入電路的電阻變大,所在電路總電阻變大,副線圈中電流減小,R1中電流減小,R1消耗的功率減小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;R1中電流減小,則R1兩端電壓減小,而副線圈兩端電壓不變,所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓增大,電壓表示數(shù)變大,B項(xiàng)正確;副線圈中電流減小,原線圈中電流隨之減小,故C項(xiàng)錯(cuò)誤;若閉合開關(guān)S,

14、負(fù)載電路的總電阻減小,副線圈中電流增大,R1中電流增大,則R1兩端電壓升高,R2兩端電壓減小,A2示數(shù)變小,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,反思總結(jié)此題是變壓器工作電路中的動(dòng)態(tài)問題,要注意其中的因果關(guān)系:原線圈電壓決定副線圈輸出電壓,副線圈的輸出電壓和負(fù)載電阻共同決定副線圈中的電流,副線圈中的電流決定原線圈中的電流。,1.(2017北京理綜,20,6分)物理學(xué)原理在現(xiàn)代科技中有許多重要應(yīng)用。例如,利用波的干涉,可將無線電波的干涉信號(hào)用于飛機(jī)降落的導(dǎo)航。 如圖所示,兩個(gè)可發(fā)射無線電波的天線對(duì)稱地固定于飛機(jī)跑道兩側(cè),它們類似于楊氏干涉實(shí)驗(yàn)中的雙縫。兩天線同時(shí)都發(fā)出波長(zhǎng)為1和2的無線電波。飛機(jī)降落過程中,當(dāng)接收到1和2

15、的信號(hào)都保持最強(qiáng)時(shí),表明飛機(jī)已對(duì)準(zhǔn)跑道。下列說法正確的是() A.天線發(fā)出的兩種無線電波必須一樣強(qiáng) B.導(dǎo)航利用了1與2兩種無線電波之間的干涉 C.兩種無線電波在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定 D.兩種無線電波各自在空間的強(qiáng)弱分布完全重合,考點(diǎn)三電磁場(chǎng)和電磁波 A組自主命題北京卷題組,答案C本題考查波的干涉。波的干涉產(chǎn)生與否與波的強(qiáng)弱無關(guān),故A錯(cuò);導(dǎo)航利用了同頻率的兩列波的干涉,而波長(zhǎng)為1和2的兩列波頻率不同,B錯(cuò);1與1干涉,2與2干涉,兩個(gè)干涉圖樣在空間的強(qiáng)弱分布穩(wěn)定,故C正確;由于1與2兩列波的波長(zhǎng)不同,故兩干涉圖樣在空間強(qiáng)弱分布不重合,D錯(cuò)。,疑難突破波的干涉及干涉圖樣 兩列波產(chǎn)生穩(wěn)定干涉圖樣的條

16、件之一是兩列波的頻率相同,本題中,每個(gè)天線同時(shí)且都發(fā)出兩列波長(zhǎng)為1和2的波,在同種介質(zhì)中波長(zhǎng)相同,頻率相同,產(chǎn)生干涉,故在飛機(jī)跑道區(qū)域存在兩個(gè)穩(wěn)定的干涉圖樣,且跑道中心線上每點(diǎn)到波源的距離相等,故中心線上各點(diǎn)均為兩個(gè)干涉圖樣的加強(qiáng)點(diǎn),飛機(jī)降落時(shí)利用這些加強(qiáng)點(diǎn)來對(duì)準(zhǔn)跑道中心線,實(shí)現(xiàn)安全降落。,2.(2016北京理綜,14,6分,0.81)下列說法正確的是() A.電磁波在真空中以光速c傳播 B.在空氣中傳播的聲波是橫波 C.聲波只能在空氣中傳播 D.光需要介質(zhì)才能傳播,答案A聲波是機(jī)械波,是縱波,在氣體、固體、液體中都能傳播,故B、C兩項(xiàng)均錯(cuò)誤;電磁波的傳播不需要介質(zhì),能在真空中以光速傳播,A項(xiàng)

17、正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,考查點(diǎn)電磁波、機(jī)械波。,知識(shí)歸納要把電磁波與機(jī)械波的共同點(diǎn)和不同點(diǎn)比較清楚。,3.(2015北京理綜,20,6分,0.78)利用所學(xué)物理知識(shí),可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作原理及相關(guān)問題。IC卡內(nèi)部有一個(gè)由電感線圈L和電容器C構(gòu)成的LC振蕩電路。公交車上的讀卡機(jī)(刷卡時(shí)“嘀”的響一聲的機(jī)器)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波。刷卡時(shí),IC卡內(nèi)的線圈L中產(chǎn)生感應(yīng)電流,給電容器C充電,達(dá)到一定的電壓后,驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸。下列說法正確的是() A.IC卡工作所需要的能量來源于卡內(nèi)的電池 B.僅當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射該特定頻率的電磁波時(shí),IC卡才能有效工作 C.若讀卡機(jī)發(fā)

18、射的電磁波偏離該特定頻率,則線圈L中不會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流 D.IC卡只能接收讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波,而不能向讀卡機(jī)傳輸自身的數(shù)據(jù)信息,答案B刷卡時(shí)線圈L產(chǎn)生感應(yīng)電流,為電容器C充電,因此IC卡不用電池,A錯(cuò);僅當(dāng)讀卡機(jī)向外發(fā)射某一特定頻率的電磁波時(shí),才能使電容器C達(dá)到一定電壓,IC卡才能有效工作,B正確;當(dāng)讀卡機(jī)發(fā)射的電磁波的頻率偏離特定頻率,線圈中也會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流,只是不能使電容器C達(dá)到一定的電壓,只有當(dāng)電容器C達(dá)到一定電壓后,才能驅(qū)動(dòng)卡內(nèi)芯片進(jìn)行數(shù)據(jù)處理和傳輸,C、D錯(cuò)誤。,考查點(diǎn)電磁感應(yīng)、電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射與接收。,思路點(diǎn)撥本題的設(shè)問不僅涉及物理的內(nèi)容,也創(chuàng)設(shè)了需要結(jié)合物理知識(shí)和平時(shí)觀察才能發(fā)現(xiàn)

19、和認(rèn)識(shí)的內(nèi)容,在答題時(shí)認(rèn)知題干內(nèi)容是解題的關(guān)鍵。,4.2018北京理綜,24(2)觀測(cè)宇宙中輻射電磁波的天體,距離越遠(yuǎn)單位面積接收的電磁波功率越小,觀測(cè)越困難。為了收集足夠強(qiáng)的來自天體的電磁波,增大望遠(yuǎn)鏡口徑是提高天文觀測(cè)能力的一條重要途徑。2016年9月25日,世界上最大的單口徑球面射電望遠(yuǎn)鏡FAST在我國(guó)貴州落成啟用,被譽(yù)為“中國(guó)天眼”。FAST直徑為500 m,有效提高了人類觀測(cè)宇宙的精度和范圍。 a.設(shè)直徑為100 m的望遠(yuǎn)鏡能夠接收到的來自某天體的電磁波功率為P1,計(jì)算FAST能夠接收到的來自該天體的電磁波功率P2; b.在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的。僅以輻射功率為P的同類

20、天體為觀測(cè)對(duì)象,設(shè)直徑為100 m望遠(yuǎn)鏡能夠觀測(cè)到的此類天體數(shù)目是N0,計(jì)算FAST能夠觀測(cè)到的此類天體數(shù)目N。,解析a.地球上不同望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)同一天體,單位面積上接收的功率應(yīng)該相同,因此 P2=P1=25P1 b.在宇宙大尺度上,天體的空間分布是均勻的。因此,一個(gè)望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到的此類天體數(shù)目正比于以望遠(yuǎn)鏡為球心、以最遠(yuǎn)觀測(cè)距離為半徑的球體體積。 設(shè)地面上望遠(yuǎn)鏡能觀測(cè)到此類天體需收集到的電磁波的總功率的最小值為P0,直徑為100 m望遠(yuǎn)鏡和FAST能觀測(cè)到的最遠(yuǎn)距離分別為L(zhǎng)0和L,則 P0= 可得L=5L0 則N=N0=125N0,答案a.25P1b.125N0,思路分析以發(fā)出電磁波的天體為球心

21、,天體到地球距離為半徑,建立球面輻射模型,是望遠(yuǎn) 鏡觀測(cè)某一確定天體輻射的常用模型;反之,以望遠(yuǎn)鏡為球心,以觀測(cè)距離為半徑建立的球體模型,又是反映望遠(yuǎn)鏡探測(cè)能力的有效模型。,5.2016課標(biāo),34(1),5分關(guān)于電磁波,下列說法正確的是。 A.電磁波在真空中的傳播速度與電磁波的頻率無關(guān) B.周期性變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)可以相互激發(fā),形成電磁波 C.電磁波在真空中自由傳播時(shí),其傳播方向與電場(chǎng)強(qiáng)度、磁感應(yīng)強(qiáng)度均垂直 D.利用電磁波傳遞信號(hào)可以實(shí)現(xiàn)無線通信,但電磁波不能通過電纜、光纜傳輸 E.電磁波可以由電磁振蕩產(chǎn)生,若波源的電磁振蕩停止,空間的電磁波隨即消失,答案ABC,解析電磁波在真空中的傳播速度為3

22、108 m/s,與頻率無關(guān),選項(xiàng)A正確;由麥克斯韋電磁場(chǎng)理論可知,選項(xiàng)B正確;變化的電場(chǎng)和磁場(chǎng)相互激發(fā),且相互垂直,形成的電磁波的傳播方向與電場(chǎng)和磁場(chǎng)均垂直,選項(xiàng)C正確;電磁波可以通過電纜、光纜傳輸,選項(xiàng)D錯(cuò)誤;電磁振蕩停止后,電磁波可以在空間繼續(xù)傳播,直到能量消耗完為止,選項(xiàng)E錯(cuò)誤。,易錯(cuò)點(diǎn)撥易錯(cuò)選E,認(rèn)為波源停止振蕩,波隨即消失。,評(píng)析本題考查電磁波的產(chǎn)生與傳播的相關(guān)知識(shí),試題難度不大,考查學(xué)生的識(shí)記能力。,B組 統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組,1.(2018北京海淀零模,15)圖是正弦交流電源的輸出電壓u隨時(shí)間t變化的圖像。關(guān)于該圖像所表示的交流電,下列說法正確的是() A.該交流電壓的有效值是31

23、1 V B.該交流電壓的周期是2 s C.該交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式是u=311 sin 100t (V) D.該交流電壓的初相位是,考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生和描述,A組20162018年高考模擬基礎(chǔ)題組,三年模擬,答案C由交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u=Um sin(t+)及圖像得到信息,Um=311 V,T=210-2s,=100 rad/s,=0,C選項(xiàng)正確。,解題關(guān)鍵交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u=Um sin (t+)。,2.(2018北京朝陽二模,17)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一個(gè)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(dòng),穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖所示。已知線圈總電阻為2 ,則

24、() A.t=1.0 s時(shí)線圈平面平行于磁感線 B.t=1.5 s時(shí)線圈中感應(yīng)電流為0 C.t=2.0 s時(shí)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0 D.一個(gè)周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量為8 J,答案C由圖可知t=1.0 s時(shí)最大,則線圈平面垂直磁感線,A錯(cuò)。由E=n可知,B錯(cuò),C對(duì)。 由圖可知,T=2 s,則= rad/s,Em=nm=4 V,Q=T=T=82 J,則D錯(cuò)。,解題關(guān)鍵線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的是正弦式交流電,因而求產(chǎn)生的熱量時(shí),應(yīng)利用電動(dòng)勢(shì)的有效值。而Em=nBS,其中m=BS,E=。,3.(2018北京朝陽一模,19)如圖所示,將帶鐵芯的電感器L與燈泡A串聯(lián),再與另一個(gè)完全相同的燈泡B并聯(lián),接在以正弦交流信號(hào)發(fā)

25、生器為電源的兩端。通過調(diào)節(jié)交流信號(hào)發(fā)生器上的旋鈕,可以改變輸出電壓和信號(hào)的頻率。閉合開關(guān)S,A、B兩燈均發(fā)光。關(guān)于該實(shí)驗(yàn),下列說法中正確的是() A.保持交流信號(hào)頻率不變,適當(dāng)提高輸出電壓,發(fā)現(xiàn)A燈始終比B燈亮 B.保持輸出電壓不變,提高交流信號(hào)頻率,發(fā)現(xiàn)A、B燈均變亮 C.保持輸出電壓和信號(hào)頻率不變,撤去鐵芯后,發(fā)現(xiàn)A燈比原來亮 D.斷開開關(guān)S,發(fā)現(xiàn)A燈閃亮一下,然后熄滅,答案C由圖中電路可知,A燈與電感線圈L串聯(lián)后與B燈并聯(lián),交流信號(hào)的頻率不變,適當(dāng)提高輸出電壓則電感線圈的感抗XL=2fL不變,A燈支路電流比B燈支路電流小,A燈沒有B燈亮,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;保持輸出電壓不變,提高交流信號(hào)頻率,

26、因感抗變大,則A燈變暗,B燈亮度不變,故選項(xiàng)B錯(cuò)誤;保持輸出電壓和信號(hào)頻率不變,撤去鐵芯后,電感線圈的自感系數(shù)L變小,感抗變小,故A燈支路電流變大,A燈比原來亮,因此選項(xiàng)C正確;斷開開關(guān)S,流過電感線圈的電流將流過A燈,斷開S前,A燈與電感線圈中電流相等,故A燈不會(huì)閃亮一下,而是在原來亮度基礎(chǔ)上逐漸變暗,因此,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,解題關(guān)鍵明確電感線圈對(duì)交變電流的作用,知道交流電頻率變化時(shí),電感線圈的阻礙作用如何變化是解本題的關(guān)鍵。,4.(2018北京豐臺(tái)二模,17)如圖所示,(a)(b)(c)(d)(e)過程是交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的示意圖,線圈的ab邊連在金屬滑環(huán)K上,cd邊連在金屬滑環(huán)L上,用導(dǎo)體制成的

27、兩個(gè)電刷分別壓在兩個(gè)滑環(huán)上,線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路連接。下列說法正確的是()A.圖(a)中,線圈平面與磁感線垂直,磁通量變化率最大 B.從圖(b)開始計(jì)時(shí),線圈中電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系是i=Im sin t C.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖(c)位置時(shí),感應(yīng)電流最小,且感應(yīng)電流方向改變 D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖(d)位置時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小,ab邊感應(yīng)電流方向?yàn)閎a,答案C當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí),例如線圈處于圖(a)、(c)中位置,ab、cd邊速度方向與磁感線平行,不切割磁感線,不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),磁通量變化率為0,感應(yīng)電流為0,此位置為中性面,感應(yīng)電流方向改變,C項(xiàng)正確,A項(xiàng)錯(cuò)誤。圖(d)中線圈

28、平面與磁感線平行時(shí),ab、cd邊垂直切割磁感線,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,由右手定則可知ab邊感應(yīng)電流方向?yàn)閎a,D項(xiàng)錯(cuò)誤。從圖(b)開始計(jì)時(shí),線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系為e=Em cos t,又由歐姆定律I=,則線圈中感 應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的關(guān)系為i=Im cos t,B項(xiàng)錯(cuò)誤。,知識(shí)拓展線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),當(dāng)線圈平面與磁感線垂直時(shí),穿過線圈平面的磁通量最大,而磁通量變化率為0,感應(yīng)電流方向改變,該位置稱為中性面。從垂直于中性面位置開始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式:e=Em cos t=BS cos t,感應(yīng)電流瞬時(shí)值表達(dá)式:i=Im cos t= cos t。,5.(2016北京海淀二

29、模,18)如圖甲所示,交流發(fā)電機(jī)的矩形金屬線圈abcd的匝數(shù)n=100,線圈的總電阻r=5.0 ,線圈位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,且線圈平面與磁場(chǎng)方向平行。線圈的兩端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)E、F(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷與阻值R=95 的定值電阻連接?，F(xiàn)使線圈繞過bc和ad邊中點(diǎn)且垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)動(dòng)軸OO以一定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。穿過線圈的磁通量隨時(shí)間t變化的圖像如圖乙所示。若電路其他部分的電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽略不計(jì)。則下列說法中正確的是(),A.線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100 rad/s B.線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為100 V C.線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為100 V D.線圈中產(chǎn)生

30、感應(yīng)電流的有效值為 A,答案D根據(jù)-t圖像可知:T=10-2 s,m=BS=110-2 Wb 所以=200 rad/s,A項(xiàng)錯(cuò)誤; Em=nBS=200 V,B項(xiàng)錯(cuò)誤; E=100 V,C項(xiàng)錯(cuò)誤; I= A,D項(xiàng)正確。,考查點(diǎn)交流發(fā)電機(jī)發(fā)電的最大值、有效值及閉合電路歐姆定律。,解題關(guān)鍵感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值Em=nBS=nm,電動(dòng)勢(shì)有效值E=。,6.(2016北京朝陽二模,16)A、B是兩個(gè)完全相同的電熱器,A通以圖甲所示的交變電流,B通以圖乙所示的交變電流,則兩電熱器的電功率之比PAPB等于()A.21B.11C.1D.12,考查點(diǎn)交變電流有效值的計(jì)算。,思路分析甲圖電流有效值I=I0,從生熱的角

31、度分析,甲圖描述的雖然是交流電,但電流大小不變,只是方向發(fā)生了改變,所以有效值為I0。乙圖描述的是正弦交流電,電流有效值I=。,答案A甲圖電流有效值為I0,乙圖電流有效值為,由P=I2R知,PAPB=21,A正確。,7.(2016北京西城二模,19)為研究電阻、電容和電感對(duì)交變電流的影響,李老師設(shè)計(jì)了一個(gè)演示實(shí)驗(yàn),裝置如圖所示。兩個(gè)電路的電源為完全相同的交流電源。a、b、c、d、e、f為6只完全相同的小燈泡,a、b各串聯(lián)一個(gè)電阻,c、d各串聯(lián)一個(gè)電容器,e、f各串聯(lián)一個(gè)相同鐵芯匝數(shù)不同的線圈。電阻、電容、線圈匝數(shù)的值如圖所示。老師進(jìn)行演示時(shí),接通交流電源,進(jìn)行正確的操作。下列對(duì)實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象的描述及

32、分析正確的是()A.a、b燈相比,a燈更亮,說明串聯(lián)電阻不同,對(duì)交流電的阻礙作用不同 B.c、d燈均不發(fā)光,說明電容器對(duì)交流電產(chǎn)生阻隔作用 C.c、d燈均能發(fā)光,但c燈更亮,說明電容越大,對(duì)交流電的阻礙作用越小 D.e、f燈均能發(fā)光,但f燈更亮,說明自感系數(shù)越大,對(duì)交流電的阻礙作用越小,答案C結(jié)合題中條件可得,電阻越大,阻礙作用越大,所以a比b暗。電容越大,阻礙作用越小,所以c比d亮。其他條件相同時(shí),電感線圈的匝數(shù)越多,阻礙作用越大,e比f亮,C項(xiàng)正確,A、B、D項(xiàng)錯(cuò)誤。,8.(2017北京海淀期末,15)如圖所示,位于豎直平面內(nèi)的矩形金屬線圈,邊長(zhǎng)L1=0.40 m、L2=0.25 m,其匝

33、數(shù)n=100,總電阻r=1.0 ,線圈的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起,并通過電刷和R=3.0 的定值電阻相連接。線圈所在空間存在水平向右的勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度B=1.0 T,在外力驅(qū)動(dòng)下線圈繞豎直固定中心軸O1O2勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度=2.0 rad/s。 求: (1)電阻R兩端電壓的最大值; (2)從線圈平面通過中性面(線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直的位置)開始計(jì)時(shí),經(jīng)過周期通過電阻R 的電荷量; (3)在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,整個(gè)電路產(chǎn)生的焦耳熱。,解析(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=nBS,其中S=L1L2 Em=nBS=nBL1L2=20 V 線圈中感應(yīng)電流的最大

34、值Im=5.0 A 電阻R兩端電壓的最大值Um=ImR=15 V (2)從線圈平面通過中性面時(shí)開始,經(jīng)過周期的時(shí)間t= 此過程中線圈中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=n=n 通過電阻R的平均電流= 通過電阻R的電荷量q=t=2.5 C (3)線圈中感應(yīng)電流的有效值I= A 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中,電流通過整個(gè)回路產(chǎn)生的焦耳熱:Q熱=I 2(R+r)T =50 J=157 J,答案(1)15 V(2)2.5 C(3)157 J,9.(2018北京西城期末,8)如圖所示,理想變壓器接在電壓有效值不變的交流電源上。燈泡L1和L2完全相同(阻值不變),R是一個(gè)定值電阻。閉合開關(guān)S1、S2,兩燈泡正常發(fā)光,然后斷開S2

35、,下列判斷正確的是()A.燈泡L1變暗 B.電阻R兩端的電壓變大 C.變壓器輸入功率不變 D.變壓器輸出功率變小,考點(diǎn)二變壓器 電能的輸送,答案D由題意知U1不變,=,則輸出電壓不變。斷開S2,電路總電阻R總變大,由I=知, 流過R的電流減小,UR減小,B錯(cuò)誤。=U2-UR,所以增加,燈泡L1變亮,A錯(cuò)誤。變壓器輸出功 率P出=U2I變小,D正確。理想變壓器,P入=P出,所以輸入功率變小,C錯(cuò)誤。,解題關(guān)鍵理想變壓器輸入功率與輸出功率相等,輸出功率決定輸入功率。,10.(2018北京海淀期末,5)(多選)如圖所示,理想變壓器原線圈匝數(shù)n1=1 100,副線圈匝數(shù)n2=220,交流電源的電壓u=

36、220 sin 100t(V),電阻R=44 ,電表均為理想交流電表。則下列說法中 正確的是() A.交流電的頻率為50 Hz B.電流表A1的示數(shù)為0.20 A C.變壓器的輸入功率為88 W D.電壓表的示數(shù)為44 V,答案ABD由交流電壓表達(dá)式u=Um sin t=220 sin 100t(V)得交流電的頻率f=5 0 Hz,A項(xiàng)正確。變壓器的輸入電壓U1=220 V,由=,得U2=44 V,D項(xiàng)正確。電流表A2 的示數(shù)I2=1 A,理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,P入=P出=U2I2=44 W,C項(xiàng)錯(cuò)。由= 得I1=0.20 A,B項(xiàng)正確。,11.(2017北京順義二模,18)如圖所

37、示,一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1n2=101,原線圈接入電壓u=220 sin 100t(V)的交流電源,交流電壓表和電流表對(duì)電路的影響可忽略不 計(jì),定值電阻R0=10 ,可變電阻R的阻值范圍為010 ,則下列說法正確的是()A.調(diào)節(jié)可變電阻R的阻值時(shí),電流表示數(shù)的變化范圍為1.12.2 A B.當(dāng)可變電阻阻值為10 時(shí),變壓器的輸入功率為24.2 W C.副線圈中交變電流的頻率為100 Hz D.t=0.02 s時(shí),電壓表的示數(shù)為零,答案B由=、U1=220 V知U2=22 V,I2=,范圍是1.12.2 A,電流表測(cè)的是原線圈電 流I1,而=,A項(xiàng)錯(cuò)。當(dāng)R=10 時(shí),變壓器的輸入

38、功率P入=P出= W=24.2 W,B 項(xiàng)對(duì)。輸入電壓U=U1m sin 2ft=220 sin 100t(V),因此交變電流的頻率f=50 Hz,變壓器不改 變交流電的頻率,C項(xiàng)錯(cuò)。交流電壓表、電流表測(cè)的都是有效值,因此t=0.02 s時(shí),電壓表的示數(shù)為22 V,D項(xiàng)錯(cuò)。,考查點(diǎn)本題考查變壓器、歐姆定律、交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式。,易錯(cuò)警示交流電壓表、電流表讀數(shù)均為有效值。變壓器的輸出功率決定輸入功率,輸出電流決定輸入電流,輸入電壓決定輸出電壓。,12.(2016北京順義一模,17)一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101,原線圈所接電源電壓按圖示規(guī)律變化,副線圈接有負(fù)載。下列說法中正確的是() A

39、.用理想電壓表測(cè)副線圈負(fù)載兩端的電壓為22 V B.原、副線圈中電流之比為101 C.變壓器輸入、輸出功率之比為101 D.交流電源電壓的有效值為220 V,頻率為50 Hz,答案D根據(jù)圖像可知原線圈兩端的電壓有效值為220 V,周期為0.02 s,所以頻率為50 Hz,D正確;又因?yàn)樵?、副線圈匝數(shù)比為101,所以副線圈負(fù)載兩端的電壓有效值為22 V,A錯(cuò)誤;又因?yàn)樵褦?shù)比等于電流的反比,所以原、副線圈中電流之比為110,B錯(cuò)誤;理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,C錯(cuò)誤。,考查點(diǎn)考查理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比等于電壓之比,等于電流的反比。變壓器輸入、輸出功率相等。,易錯(cuò)警示電壓表測(cè)量的是電壓的有

40、效值。,13.(2018北京門頭溝一模,17)如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2=41,電阻R=55 。原線圈兩端接一正弦式交變電流,其電壓的有效值為220 V。則() A.原線圈中電流的有效值為0.25 A B.副線圈電壓的最大值為55 V C.副線圈電流的最大值為1.0 A D.變壓器的輸出功率為220 W,答案A=,則=,得U2=55 V,U2m=U2=55 V,I2=1 A,I2m=I2= A,又 =,則I1=0.25 A,P出=U2I2=55 W,選項(xiàng)A正確,B、C、D錯(cuò)誤。,易錯(cuò)警示弄懂最大值與有效值的關(guān)系,功率用有效值來求。,14.(2018北京房山二模,23)三峽

41、水電站是我國(guó)最大的水力發(fā)電站,平均水位落差約100 m,水的流量約1.35104m3/s。船只通航需要約3 500 m3/s的流量,其余流量全部用來發(fā)電。水流沖擊水輪機(jī)發(fā)電時(shí),水流減少的勢(shì)能有20% 轉(zhuǎn)化為電能。 (1)按照以上數(shù)據(jù)估算,三峽發(fā)電站的發(fā)電功率最大是多大; (2)本市現(xiàn)行階梯電價(jià)每戶每月1擋用電量最高為240 kWh,如果按照本市現(xiàn)行階梯電價(jià)1擋最高用電量計(jì)算,三峽電站可以滿足多少戶家庭生活用電; (3)把抽水蓄能電站產(chǎn)生的電能輸送到北京城區(qū)。已知輸電功率為P,輸電線路的總阻值為R,要使輸電線路上損耗的功率小于P。 a.求輸電電壓的最小值U; b.在輸電功率一定時(shí),請(qǐng)?zhí)岢鰞煞N減少

42、輸電過程中功率損耗的方法。,解析(1)P1=1.0103(1.35104-3 500)1010020% W=2106 kW(4分) (2)每戶用電平均功率:P2= kW= kW =6106(戶)(5分) (3)a.輸電導(dǎo)線損失熱功率P=I2R 輸電功率P=IU 可得U=(5分) b.減少功率損耗的方法有: 提高輸電電壓(2分) 增大導(dǎo)線橫截面積,減小電阻(2分),答案(1)2106 kW(2)6106戶(3)a.b.見解析,15.(2018北京西城二模,15)下列說法正確的是() A.光波的傳播需要介質(zhì) B.在真空中電磁波的傳播速度小于光速 C.X射線、射線都是電磁波 D.發(fā)聲體振動(dòng)時(shí)在空氣中

43、產(chǎn)生的聲波是橫波,考點(diǎn)三電磁場(chǎng)和電磁波,答案C光波屬于電磁波,光波的傳播不需要介質(zhì),在真空中電磁波的傳播速度等于光速,X射線、射線都是電磁波,發(fā)聲體振動(dòng)時(shí)在空氣中產(chǎn)生的聲波是縱波。,解題關(guān)鍵熟知電磁波特點(diǎn)及電磁波譜,聲波是縱波。,16.(2017北京朝陽一模,20)騎自行車有很多益處,可緩解交通壓力,可節(jié)能減排;騎自行車時(shí),人做功要消耗體能,還可強(qiáng)身健體。成人在平路上騎自行車時(shí)所受阻力約為20 N。近來多個(gè)城市推出摩拜單車,車鎖內(nèi)主要集成了芯片、GPS定位模塊和SIM卡等,便于掌控自行車的具體位置和狀態(tài),其工作原理如圖所示。使用摩拜單車APP,用戶可以查看并找到單車的位置,掃描車身上的二維碼,

44、通過手機(jī)網(wǎng)絡(luò)發(fā)送到云端請(qǐng)求解鎖,云端收到后識(shí)別該車輛并發(fā)送解鎖指令,摩拜單車執(zhí)行解鎖指令自動(dòng)開鎖,用戶便可開始騎行。據(jù)此材料,以下推斷錯(cuò)誤的是(),A.摩拜單車車鎖工作過程中需要用電,車內(nèi)有供電系統(tǒng) B.摩拜單車車鎖直接接收了手機(jī)的電磁輻射信號(hào)后自動(dòng)開鎖,無需用電 C.無線電信號(hào)非常弱時(shí),摩拜單車的定位將受到影響 D.成人在平路上騎自行車時(shí),每秒鐘平均消耗的體能約100 J,答案B根據(jù)題意,摩拜單車是從云端獲得解鎖指令,然后執(zhí)行指令自動(dòng)開鎖的,這個(gè)自動(dòng)開鎖的能量則來源于車內(nèi)的供電系統(tǒng),故A說法正確,B說法錯(cuò)誤。由于車輛需要得到云端的信息才能執(zhí)行指令,故當(dāng)無線電信號(hào)非常弱時(shí),車的定位將受到影響,

45、C說法正確。根據(jù)P=Fv,成人正常騎自行車的速度約為5 m/s,可得P約為100 W,即每秒鐘平均消耗的體能約為100 J,D說法正確。,17.(2017北京海淀零模,20)電磁波無處不在,我們身邊的廣播、電視、移動(dòng)通信都與電磁波有著密不可分的聯(lián)系,Wi-Fi、非接觸式公交卡、導(dǎo)航、雷達(dá)、微波加熱、射電天文學(xué)、遙感遙測(cè)也都與電磁波有關(guān)。頻率是電磁波的一個(gè)重要參量,不同頻率的電磁波在空中互不干擾,保證了各項(xiàng)無線電應(yīng)用的順利開展。 例如,我國(guó)自主建立的北斗導(dǎo)航系統(tǒng)所使用的電磁波頻率約為1 561 MHz;家用微波爐加熱食物所使用的電磁波頻率約為2 450 MHz;家用5GWi-Fi所使用的電磁波頻

46、率約為5 725 MHz。對(duì)于家用5GWi-Fi的信號(hào),下列說法中正確的是() A.一定不會(huì)產(chǎn)生偏振現(xiàn)象 B.從一個(gè)房間穿越墻壁進(jìn)入另一個(gè)房間后,頻率保持不變 C.與北斗導(dǎo)航信號(hào)疊加時(shí),將產(chǎn)生干涉現(xiàn)象 D.與微波爐所使用的微波相比,更容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象,答案B電磁波是橫波,會(huì)產(chǎn)生偏振現(xiàn)象,A錯(cuò)。頻率相同的兩列波疊加,才能產(chǎn)生干涉現(xiàn)象,C錯(cuò)。波長(zhǎng)越長(zhǎng),頻率越低,越容易產(chǎn)生明顯的衍射現(xiàn)象,D錯(cuò)。,1.(2018北京海淀期末,7)(多選)如圖所示,KLMN 是一個(gè)豎直的匝數(shù)為n的矩形導(dǎo)線框,全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線框面積為S,MN邊水平,線框繞豎直固定軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

47、當(dāng)MN邊與磁場(chǎng)方向的夾角為 30時(shí)(圖示位置),下列說法正確的是() A.導(dǎo)線框中產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的大小是 B.導(dǎo)線框中產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的大小是 C.線框中電流的方向是KLMNK D.線框中電流的方向是KNMLK,B組20162018年高考模擬綜合題組 時(shí)間:45分鐘分值:80分,一、選擇題(每題6分,共48分),答案BD由題圖可確定線框的NK邊速度方向,再由右手定則可判斷線框中電流方向是KNMLK,C項(xiàng)錯(cuò),D項(xiàng)對(duì)。取導(dǎo)線框t=0時(shí)刻與磁場(chǎng)平行,則線框中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=nBS cos t,轉(zhuǎn)至如圖所示位置時(shí),=t=30,瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為e=nBS cos 30=,B對(duì),A 錯(cuò)。,易錯(cuò)警示

48、錯(cuò)選A的原因是對(duì)初始時(shí)刻線圈處于什么樣的位置,對(duì)應(yīng)瞬時(shí)值的表達(dá)式不清楚,只是憑記憶記成e=nBS sin t,也有些同學(xué)不知道t=30。用右手定則判定動(dòng)生電動(dòng)勢(shì)方向時(shí),磁感線可以斜穿手心。,2.(2017北京西城二模,16)某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間的關(guān)系如圖所示。由圖像可知()A.該交流電的周期為4 s B.該交流電的頻率為50 Hz C.該交流發(fā)電機(jī)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100 rad/s D.電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值與時(shí)間的關(guān)系為e =100 sin 50t(V),答案D由圖知T=410-2 s,f=25 Hz,=50 rad/s,Em=100 V,瞬時(shí)值e=Em sin t=100 sin

49、50t(V),D正確。,3.(2017北京西城一模,19)在探究變壓器的兩個(gè)線圈的電壓關(guān)系時(shí),某同學(xué)自己繞制了兩個(gè)線圈套在可拆變壓器的鐵芯上,如圖所示。線圈a作為原線圈連接到學(xué)生電源的交流輸出端,線圈b接小燈泡。他所用的線圈電阻忽略不計(jì)。當(dāng)閉合學(xué)生電源的開關(guān)時(shí),他發(fā)現(xiàn)電源過載(電流過大,超過學(xué)生電源允許的最大值)。如果僅從解決電源過載問題的角度考慮,下列采取的措施中,最可能有效的是() A.增大電源電壓 B.適當(dāng)增加原線圈a的匝數(shù) C.換一個(gè)電阻更小的燈泡 D.將線圈a改接在學(xué)生電源直流輸出端,答案B為解決電源過載,即減小原線圈電流或是減小燈泡功率,由=知,增大原線圈匝 數(shù),可減小U2即減小燈

50、泡功率,B正確。增大U1則U2增加,燈泡功率增大,A錯(cuò)誤。在U2不變的情況下,減小燈泡電阻,則燈泡的功率增加,C錯(cuò)誤。如果用電源直流輸出端,由于線圈電阻忽略不計(jì),則電源被短路,D錯(cuò)誤。,4.(2016北京海淀零模,17)一個(gè)電熱器接在直流電源上,通過它的電流為2 A,其電功率為P;把它接在某個(gè)正弦交流電源上,其電功率為2P。如果電熱器電阻的阻值不變,則此電熱器接在該交流電源上通過它的電流的最大值為() A. AB.2 AC.2 AD.4 A,答案D設(shè)電熱器接在交流電源上時(shí)通過它的電流的有效值為I,電熱器的電阻為R。依題意有:(2 A)2R=P和I2R=2P,可解得I=2 A,則電流的最大值Im

51、=I=4 A。,5.(2017北京海淀二模,17)如圖所示為一理想變壓器,原線圈接在一輸出電壓為u=U0 sin t的交流電源兩端。電路中R0為定值電阻, V1、V2為理想交流電壓表,A為理想交流電流表,導(dǎo)線電阻不計(jì)。現(xiàn)使滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng),則下列說法中正確的是() A.A的示數(shù)變小 B.V2的示數(shù)變小 C.V1與V2示數(shù)的比值變大 D.R0消耗的電功率變大,答案A電壓U1決定U2保持不變,滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng),變阻器連入電路中的阻值變大,則I2變小,又I2決定I1,則I1也變小。U1/U2保持不變。P0=R0變小,綜上,A正確,B、C、D錯(cuò)誤。,考查點(diǎn)變壓器的工作原理,各物理量間的

52、相互決定關(guān)系。,解題關(guān)鍵=,線圈匝數(shù)不變,U1不變,則U2不變,U1決定U2。而輸出端電流變化會(huì)反過來 影響輸入端電流,I2決定I1。輸出功率P2決定輸入功率P1。,6.(2016北京順義一模,19)在家庭電路中,為了安全,一般在電能表后面的電路中安裝一個(gè)漏電保護(hù)器,如圖所示。當(dāng)漏電保護(hù)器的ef兩端沒有電壓時(shí),脫扣開關(guān)S能始終保持接通;當(dāng)ef兩端一旦有電壓時(shí),脫扣開關(guān)立即會(huì)自動(dòng)斷開,以起到保護(hù)作用。關(guān)于這個(gè)電路的工作原理,下列說法中正確的是() A.當(dāng)站在絕緣物上的人雙手分別接觸b和d線時(shí),脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開 B.當(dāng)用戶家的電流超過一定值時(shí),脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開 C.當(dāng)火線和零線之間電壓太高時(shí),

53、脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開 D.當(dāng)站在地面上的人觸及b線時(shí),脫扣開關(guān)會(huì)自動(dòng)斷開,答案D觀察漏電保護(hù)器的導(dǎo)線纏繞方式可知,穿過鐵芯的磁通量為零。漏電時(shí)火線電流和零線電流大小不同,導(dǎo)致小型變壓器上端磁通量不為零,這時(shí)下端線圈中磁通量也會(huì)隨之變化,進(jìn)而產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì),脫扣開關(guān)自動(dòng)斷開,從而起到保護(hù)作用。只要零線與火線電流相等都不會(huì)有磁通量的變化,所以A、B、C錯(cuò)誤,D正確。,考查點(diǎn)導(dǎo)線雙纏繞方式及磁通量。,解題關(guān)鍵零線火線雙纏繞方式,如果電流相同則鐵芯中無磁通量。,7.(2018北京海淀期末,3)如圖所示的交流電路中,燈L1、L2和L3均發(fā)光,如果保持交變電源兩端電壓的有效值不變,但頻率減小,各燈的亮、暗變

54、化情況為() A.燈L1、L2均變亮,燈L3變暗 B.燈L1、L2、L3均變暗 C.燈L1不變,燈L2變暗,燈L3變亮 D.燈L1不變,燈L2變亮,燈L3變暗,答案D感抗XL=2fL,容抗XC=,當(dāng)頻率f減小時(shí),XL減小,XC增大,而交流電壓有效值不變, 因此通過L的電流增大,通過C的電流減小,而電阻R與交流電頻率無關(guān),通過R中的電流不變,因此L1亮度不變,L2變亮,L3變暗,D正確。,解題關(guān)鍵本題考查電感和電容對(duì)交變電流的影響,要求學(xué)生熟記感抗、容抗的公式。,8.(2017北京豐臺(tái)一模,20)最近北京的馬路邊出現(xiàn)了某種新型的共享單車,如圖甲所示,這種單車外觀結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單,沒有鏈條,但單車質(zhì)量比普

55、通自行車大,達(dá)到了25 kg。如圖乙所示,單車的車鎖內(nèi)集成了嵌入式芯片、GPS模塊和SIM卡等,便于監(jiān)控單車在路上的具體位置,實(shí)現(xiàn)防盜。同時(shí)手機(jī)APP上有定位系統(tǒng),也能隨時(shí)了解單車的實(shí)時(shí)位置;手機(jī)還可以通過掃描二維碼自動(dòng)開鎖,關(guān)鎖后APP就顯示計(jì)時(shí)、計(jì)價(jià)等信息。此外,單車能夠在騎行過程中為車內(nèi)電池充電,滿足定位和自動(dòng)開鎖等過程中的用電。根據(jù)以上信息下列說法不正確的是()A.單車比普通自行車運(yùn)動(dòng)狀態(tài)更容易改變 B.單車某個(gè)時(shí)刻的準(zhǔn)確位置信息是借助通訊衛(wèi)星定位確定的 C.單車是利用電磁感應(yīng)原理實(shí)現(xiàn)充電的 D.單車和手機(jī)之間是利用電磁波傳遞信息的,答案AGPS是全球衛(wèi)星定位系統(tǒng)的英文簡(jiǎn)寫,應(yīng)用于實(shí)時(shí)

56、導(dǎo)航、定位等領(lǐng)域,故B項(xiàng)正確;手機(jī)和單車之間的信息交換通過電磁波實(shí)現(xiàn),故D項(xiàng)正確;騎行過程中為車內(nèi)電池充電,是應(yīng)用“動(dòng)生電”,故C項(xiàng)正確;因單車質(zhì)量大于普通自行車,其慣性也大,運(yùn)動(dòng)狀態(tài)難以改變,故A項(xiàng)錯(cuò)誤。,考查點(diǎn)牛頓運(yùn)動(dòng)定律及其應(yīng)用、電磁感應(yīng)現(xiàn)象、電磁波。,反思總結(jié)北京高考物理試題中,密切聯(lián)系科技生活和新興事物的題目近年來屢見不鮮,體現(xiàn)了物理學(xué)習(xí)中的基本特征。這也提示考生在日常學(xué)習(xí)和復(fù)習(xí)中要注意理論聯(lián)系實(shí)際,用心體會(huì)物理和現(xiàn)代科技、生活的聯(lián)系。,9.(12分)(2016北京東城二模,23)電源是把其他形式能轉(zhuǎn)化為電勢(shì)能的裝置。我們通常使用的電源有交流、直流之分。 (1)法拉第發(fā)明了世界上第一

57、臺(tái)直流發(fā)電機(jī)法拉第圓盤發(fā)電機(jī)。如圖1所示為其示意圖,銅質(zhì)圓盤豎直放置在水平向左的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,它可以繞水平軸在豎直平面內(nèi)轉(zhuǎn)動(dòng)。當(dāng)兩個(gè)電刷分別位于圓盤的邊緣和圓心處時(shí),在圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的電流是穩(wěn)定的。用導(dǎo)線將電刷與電阻R連接起來形成回路。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B,圓盤半徑為a,圓盤勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的角速度為,發(fā)電機(jī)內(nèi)阻為r1。求電源電動(dòng)勢(shì)E,并判斷通過電阻R的電流方向。,二、非選擇題(共32分),圖1,(2)如圖2所示為一個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖,n匝矩形線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,ab邊、cd邊分別連在兩個(gè)滑環(huán)上,導(dǎo)體做的兩個(gè)電刷分別壓在滑環(huán)上。線圈ab邊的邊長(zhǎng)為L(zhǎng)1,bc邊的

58、邊長(zhǎng)為L(zhǎng)2,總電阻為r2。線圈以恒定的角速度繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定對(duì)稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。用導(dǎo)線將電刷與電阻R連接起來形成回路。回路中其他電阻不計(jì)。請(qǐng)你說明發(fā)電機(jī)線圈平面轉(zhuǎn)至何位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)具有最大值Em,并推導(dǎo)此最大值的表達(dá)式。 (3)若已知L1=2a,L2=a,求上述兩個(gè)發(fā)電機(jī)分別為電阻R供電時(shí),電阻R消耗的電功率之比。,圖1,解析(1)圓盤產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為E=Ba =a E=Ba2 根據(jù)右手定則可以判斷:流過電阻R 的電流方向?yàn)閺腸到d。 (2)當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)至與磁場(chǎng)方向平行位置(圖示位置)時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 設(shè)此時(shí)ab、cd邊的線速度大小為v, 則單匝線圈時(shí)ab邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E

59、1=BL1v cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為E2=BL1v n匝線圈產(chǎn)生的總感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em=n(E1+E2)=2nBL1v 由于v=r= 有Em=2nBL1=nBL1L2 (3)(1)中發(fā)電機(jī)為電阻供電時(shí):U1=E=,答案見解析,(2)中發(fā)電機(jī)為電阻供電時(shí): U2=Em= = 其他方法正確同樣給分,10.(20分)(2015北京東城一模,24)(1)如圖所示匝數(shù)n=60的線圈繞在變壓器的閉合鐵芯上,通過A、B兩端在線圈內(nèi)通有隨時(shí)間變化的電流。有兩個(gè)互相連接的金屬環(huán),細(xì)環(huán)的電阻是粗環(huán)的3倍,將細(xì)環(huán)套在鐵芯的另一端。已知某一時(shí)刻細(xì)環(huán)和粗環(huán)的連接處C、D間的電壓U=0.2 V,并知道粗環(huán)的電阻R=1.0 ,求此時(shí)刻線圈AB的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。(C、D間距很小;可認(rèn)為磁感線都集中在鐵芯內(nèi))(2)變壓器的線圈是由金屬線繞制成的,若在短時(shí)間內(nèi)吸熱過多來不及散熱就會(huì)損壞?，F(xiàn)對(duì)粗細(xì)均勻的電阻線通以直流電的情況進(jìn)行討論:設(shè)通電產(chǎn)生的焦耳熱與電阻線升高的溫度之間滿足如下關(guān)系:Q=kcmT,其中c表示物體的比熱容,m為物體的質(zhì)量,T表示升高的溫度,k為大于1的常數(shù)。請(qǐng)你選擇一些物理量,通過論述和計(jì)算證明“為避免升溫過快,若電流越大,電阻 線應(yīng)該越粗”。(說明自己所設(shè)物理量的含義),(3