三年高考（2017-2019）高考物理真題分項(xiàng)匯編 專(zhuān)題13 交流電（含解析）

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1、專(zhuān)題13 交流電 1．（2019·江蘇卷）某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1：10，當(dāng)輸入電壓增加20 V時(shí)，輸出電壓 A．降低2 V B．增加2 V C．降低200 V D．增加200 V 【答案】D 【解析】由理想變壓器原、副線圈電壓比等于匝數(shù)比即，得：，即副線圈兩端電壓與原線圈兩端電壓成正比，所以有：，當(dāng)輸入電壓增加20V時(shí)，輸出電壓增大200V，故D正確。 2．（2018·江蘇卷）采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電．當(dāng)輸送功率一定時(shí)，為使輸電線上損耗的功率減小為原來(lái)的，輸電電壓應(yīng)變?yōu)? A．55 kV B．110 kV C．440 kV D．880 kV 【答案

2、】C 【解析】本意考查輸電線路的電能損失，意在考查考生的分析能力。當(dāng)輸電功率P=UI，U為輸電電壓，I為輸電線路中的電流，輸電線路損失的功率為P損=I2R，R為輸電線路的電阻，即P損=。當(dāng)輸電功率一定時(shí)，輸電線路損失的功率為原來(lái)的，則輸電電壓為原來(lái)的2倍，即440 V，故選項(xiàng)C正確。 3．（2018·天津卷）教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)（內(nèi)阻可忽略）通過(guò)理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的，則 A．R消耗的功率變?yōu)? B．電壓表V的讀數(shù)為 C．電流表A的讀數(shù)

3、變?yōu)?I D．通過(guò)R的交變電流頻率不變 【答案】B 【解析】根據(jù)公式分析電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的交流電的最大值以及有效值、頻率的變化情況；根據(jù)判斷原副線圈中電流電壓的變化情況，根據(jù)副線圈中功率的變化判斷原線圈中功率的變化；根據(jù)可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉?lái)的，則角速度變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)可知電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為原來(lái)的，根據(jù)可知發(fā)電機(jī)的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉?lái)的，即原線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉?lái)的，即電壓表示數(shù)變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)可知R消耗的電功率變?yōu)?，A錯(cuò)誤B正確；副線圈中的電流為，即變?yōu)樵瓉?lái)的，根據(jù)可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉?lái)的，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速減小為原來(lái)的，則頻率變?yōu)樵瓉?lái)的，D錯(cuò)誤。 4

4、．（2018·全國(guó)III卷）一電阻接到方波交流電源上，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變電源上，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為u0，周期為T(mén)，如圖所示。則Q方:Q正等于 A． B． C．1:2 D．2:1 【答案】D 【解析】根據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為，而方波交流電的有效值為u0，根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，Q=I2RT=T，可知在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值的二次方成正比，Q方∶Q正=u02∶（）2=2∶1，選項(xiàng)D正確。 點(diǎn)睛 此題將正弦交變電流和方波 交變電流、有效值、焦耳定律有機(jī)融合。解答此題常見(jiàn)錯(cuò)誤是：一是把方波交變電

5、流視為正弦交變電流；二是認(rèn)為在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值，導(dǎo)致錯(cuò)選B；三是比值顛倒，導(dǎo)致錯(cuò)選C。 5．（2018·全國(guó)III卷）如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) A．在時(shí)為零 B．在時(shí)改變方向 C．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较? D．在時(shí)最大，且沿順時(shí)針?lè)较? 【答案】AC 【解析】由圖（b）可知，導(dǎo)線PQ中電流在t=T/4時(shí)達(dá)到最大值，變化率為零，導(dǎo)線框R中磁通量變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/4時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)

6、電動(dòng)勢(shì)為零，選項(xiàng)A正確；在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率方向不變，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率的正負(fù)不變，根據(jù)楞次定律，所以在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由于在t=T/2時(shí)，導(dǎo)線PQ中電流圖象斜率最大，電流變化率最大，導(dǎo)致導(dǎo)線框R中磁通量變化率最大，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在t=T/2時(shí)導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，由楞次定律可判斷出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)轫槙r(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)C正確；由楞次定律可判斷出在t=T時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 點(diǎn)睛 此題以交變電流圖象給出解題信息，考查電磁感應(yīng)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。解答此題常見(jiàn)錯(cuò)誤主要有四方面：一是由于題目以

7、交變電流圖象給出解題信息，導(dǎo)致一些同學(xué)看到題后，不知如何入手；二是不能正確運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律分析判斷；三是不能正確運(yùn)用楞次定律分析判斷，陷入誤區(qū)。 6．（2017·天津卷）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(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 Ω，則 A．t=0時(shí)，線圈平面平行于磁感線 B．t=1 s時(shí)，線圈中的電流改變方向 C．t=1.5 s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D．一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為 【答案】AD 【解析】t=0時(shí)，磁通量為零，線圈平面平行于磁感線，故A正確；每經(jīng)過(guò)一次中性面（線圈平面

8、垂直于磁感線，磁通量有最大值）電流的方向改變一次，t=1 s時(shí)，磁通量為零，線圈平面平行于磁感線，故B錯(cuò)誤；t=1.5 s時(shí)，磁通量有最大值，但磁通量的變化率為零（），根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可知線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故C錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值，有效值，一個(gè)周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量，故D正確。 【名師點(diǎn)睛】本題要正確理解正弦交變電流的規(guī)律和法拉第電磁感應(yīng)定律。 7．（2017·北京卷）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55 Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說(shuō)法正確的是 A．原線圈的輸入功率為220W B．電流表的讀數(shù)為

9、1 A C．電壓表的讀數(shù)為110V D．副線圈輸出交流電的周期為50 s 【答案】B 【解析】電表的讀數(shù)均為有效值，原線圈兩端電壓有效值為220 V，由理想變壓器原、副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端電壓有效值為110 V，C錯(cuò)誤；流過(guò)電阻R的電流為2 A，可知負(fù)載消耗的功率為220 W，根據(jù)能量守恒可知，原線圈的輸入功率為220 W，A錯(cuò)誤；由P=UI可知，電流表的讀數(shù)為1 A，B正確，由交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，ω=100π rad/s，周期T=0.02 s，D錯(cuò)誤。 【名師點(diǎn)睛】理想變壓器原副線圈兩端電壓、電流、功率與匝數(shù)的關(guān)系需注意因果關(guān)系，電壓由原線圈決定副線圈，電流與功率則由副線圈決定原線圈。 5