M單元交變電流 M1 交變電流的產(chǎn)生及描述19M12020·廣東卷 某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動勢為e50sin100t(V)，對此電動勢，下列表述正確的有()A最大值是50 V B頻率是100 HzC有效值是25 V D周期是0.02 s19CD解析 由電動勢的表達(dá)式可知，最大值為50 V，而有效值為：E V25 V，A錯、C對；2f100，故f50 Hz，周期T0.02 s，B錯、D對15.M12020·北京卷 一個小型電熱器若接到輸出電壓為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()A5 V B5 VC10 V D10 V15C解析 由電流熱效應(yīng)可知，直流電在T時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q直TPT，該交流電在T時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q交TPT，兩式聯(lián)立可得，Umax10 V本題答案為C項(xiàng)23M12020·安徽卷 圖15是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO轉(zhuǎn)動，由線圈引出的導(dǎo)線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO轉(zhuǎn)動的金屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路圖16是主視圖，導(dǎo)線ab和cd分別用它們的橫截面來表示已知ab長度為L1，be長度為L2，線圈以恒定角速度逆時針轉(zhuǎn)動(只考慮單匝線圈)圖15圖16圖17(1)線圈平面處于中性面位置時開始計(jì)時，試推導(dǎo)t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e1的表達(dá)式；(2)線圈平面處于與中性面成0夾角位置時開始計(jì)時，如圖17所示，試寫出t時刻整個線圈中的感應(yīng)電動勢e2的表達(dá)式：(3)若線圈電阻為r，求線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱(其他電阻均不計(jì))23解析 (1)如圖18所示，矩形線圈abcd轉(zhuǎn)動過程中，只有ab和cd切割磁感線，設(shè)ab和cd的轉(zhuǎn)動速度為v，則v·在t時刻，導(dǎo)線ab和cd因切割磁感線而產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均為E1BL1v由圖18可知vvsint則整個線圈的感應(yīng)電動勢為e12E1BL1L2sint圖18(2)當(dāng)線圈由圖17位置開始運(yùn)動時，在t時刻整個線圈的感應(yīng)電動勢為e2BL1L2sin(t0)(3)由閉合電路歐姆定律可知I這里E為線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值E則線圈轉(zhuǎn)動一周在R上產(chǎn)生的焦耳熱為QRI2RT其中T于是QRR2M2 變壓器 遠(yuǎn)距離輸電15M22020·重慶卷 如圖所示，理想變壓器的原線圈接u11000sin100t(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r6 的導(dǎo)線對“220 V/880 W”的電器RL供電，該電器正常工作由此可知()A原、副線圈的匝數(shù)比為501B交變電壓的頻率為100 HzC副線圈中電流的有效值為4 AD變壓器的輸入功率為880 W15C解析 輸入電壓的有效值為11000 V，用電器的額定電壓為220 V，所以變壓器的輸出電壓大于220 V，原副線圈的匝數(shù)比小于，A錯誤；由輸入電壓的表達(dá)式知，f Hz50 Hz，B錯誤；副線圈中的電流與用電器中的電流相同，I4 A，C正確；變壓器的輸出功率為用電器的功率和導(dǎo)線電阻損耗的功率之和，大于880 W，所以變壓器的輸入功率大于880 W，D錯誤4M22020·天津卷 通過一理想變壓器，經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P，原線圈的電壓 U保持不變，輸電線路的總電阻為R.當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時，線路損耗的電功率為P1，若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，線路損耗的電功率為P2，則P1和分別為()A.，B.2R，C.， D.2R，4D解析 原線圈的電壓為U，副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k，則副線圈的電壓為kU，輸電線路中的電流為，所以線路損耗的電功率P12R，故線路損耗的電功率與成正比，即若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk，輸電線路損耗的電功率將變?yōu)樵瓉淼?，選項(xiàng)D正確18M22020·山東卷 圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，V為交流電壓表當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000 V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w以下判斷正確的是()圖甲圖乙A電壓表的示數(shù)等于5 VB電壓表的示數(shù)等于 VC實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是>1000D實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是<100018BC解析 交流電壓表顯示的是有效值，而原線圈輸入的是正弦交流電，所以交流電壓表的示數(shù)為 V，故B正確如果副線圈電壓的瞬時值大于5000 V，則1000，故C正確圖317M22020·課標(biāo)全國卷 自耦變壓器鐵芯上只繞有一個線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)已知變壓器線圈總匝數(shù)為1900匝；原線圈為1100匝，接在有效值為220 V的交流電源上當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時，負(fù)載R上的功率為2.0 kW.設(shè)此時原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為()A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 AD240 V和9.1 A17B解析 因變壓器輸出電壓調(diào)至最大，故副線圈為1900匝，由變壓器兩端的電壓與匝數(shù)成正比，即，故副線圈的電壓有效值U2為380 V；因變壓器為理想變壓器，故其輸入功率等于輸出功率，即P1P2，由P1U1I1得I19.1 A，B正確7M22020·江蘇卷 某同學(xué)設(shè)計(jì)的家庭電路保護(hù)裝置如圖所示，鐵芯左側(cè)線圈L1由火線和零線并行繞成當(dāng)右側(cè)線圈L2中產(chǎn)生電流時，電流經(jīng)放大器放大后，使電磁鐵吸起鐵質(zhì)開關(guān)K，從而切斷家庭電路僅考慮L1在鐵芯中產(chǎn)生的磁場，下列說法正確的有()圖5A家庭電路正常工作時，L2中的磁通量為零B家庭電路中使用的電器增多時，L2中的磁通量不變C家庭電路發(fā)生短路時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起D地面上的人接觸火線發(fā)生觸電時，開關(guān)K將被電磁鐵吸起7ABD解析 由于火線和零線并行繞制，所以在家庭電路正常工作時，火線和零線的電流大小相等，方向相反，因此合磁通量為零，L2中的磁通量為零，A項(xiàng)正確；當(dāng)家庭電路中使用的電器增多時，火線和零線的電流仍然大小相等，方向相反，L2中的磁通量不變，B項(xiàng)正確；家庭電路發(fā)生短路時，火線和零線的電流同時增大，合磁通量仍然為零，因此開關(guān)K不會被電磁鐵吸起，C項(xiàng)錯誤；當(dāng)?shù)孛嫔系娜私佑|火線發(fā)生觸電時，火線的電流突然變大，即L1中的磁場發(fā)生變化，導(dǎo)致L2中的磁通量變化，L2中產(chǎn)生感應(yīng)電流，電磁鐵將開關(guān)K吸起，D項(xiàng)正確M3 交變電流綜合13M32020·江蘇卷 某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為，磁場均沿半徑方向匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長abcdl、bcad2l.線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，bc和ad邊同時進(jìn)入磁場在磁場中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動方向垂直線圈的總電阻為r，外接電阻為R.求：(1)線圈切割磁感線時，感應(yīng)電動勢的大小Em；(2)線圈切割磁感線時，bc邊所受安培力的大小F；(3)外接電阻上電流的有效值I.圖1613解析 (1)bc、ad邊的運(yùn)動速度v感應(yīng)電動勢Em4NBlv解得Em 2NBl2(2)電流Im安培力F 2NBIml解得F(3)一個周期內(nèi)，通電時間tTR上消耗的電能W IRt且WI2RT解得I14M32020·福建卷 如圖，理想變壓器原線圈輸入電壓uUm sint，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器，V1和V2是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；A1和A2是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示下列說法正確的是()AI1和I2表示電流的瞬時值BU1和U2表示電壓的最大值C滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大D滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變小14C解析 電壓表、電流表的讀數(shù)都是交流電的有效值，A 、B錯；由可知U2不變，當(dāng)滑片P向下滑動時，副線圈的電阻變小，由I2可知通過副線圈的電流變大，即I2變大，由可知通過原線圈的電流變大，即I1變大，C對、D錯12020·新鄉(xiāng)調(diào)研如圖所示為交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈的AB邊連在金屬滑環(huán)K上，CD邊連在滑環(huán)L上，導(dǎo)體做的兩個電刷E、F分別壓在兩個滑環(huán)上，線圈在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)和電刷保持與外電路的連接關(guān)于其工作原理，下列分析正確的是()A當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，穿過線圈的磁通量最大B當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到中性面的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最大C當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿過線圈的磁通量最小D當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，線圈中的感應(yīng)電流最小1AC解析 我們把與磁感線垂直的平面稱為中性面，當(dāng)線圈處在中性面位置時，穿過線圈的磁通量最大，但線圈中的感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流也為零，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟中性面垂直的瞬間，穿過線圈的磁通量最小，但磁通量的變化率最大，線圈中的感應(yīng)電動勢最大，感應(yīng)電流也最大本題答案為A、C.22020·滄州模擬如圖所示，正方形線框abcd長為L，每邊電阻均為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞cd軸以角速度轉(zhuǎn)動，c、d兩點(diǎn)與外電路相連，外電路電阻也為r.則下列說法中正確的是()AS斷開時，電壓表讀數(shù)為BL2BS斷開時，電壓表讀數(shù)為BL2CS閉合時，電流表讀數(shù)為BL2DS閉合時，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過過程中流過電流表的電荷量為2BD解析 正方形線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞cd軸以角速度轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為BL2，電源電動勢為EBL2.S斷開時，內(nèi)電路電流IBL2，電壓表讀數(shù)等于c、d兩點(diǎn)之間的電壓，為UIrBL2，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)A錯誤；S閉合時，電路總電阻為3rr，ab中電流為IBL2，電流表讀數(shù)為BL2，選項(xiàng)C錯誤；S閉合時，線框從圖示位置轉(zhuǎn)過過程中，磁通量變化BL2，時間t，產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的平均值為，電流平均值為，流過電流表的電流平均值為I，電荷量為qIt，選項(xiàng)D正確32020·茂名模擬遠(yuǎn)距離輸電裝置如圖所示，升壓變壓器和降壓變壓器均是理想變壓器當(dāng)S由2改接為1時，下列說法正確的是()A電壓表讀數(shù)變大B電流表讀數(shù)變大C電流表讀數(shù)變小D輸電線損失的功率減小3AB解析 當(dāng)S由2改接為1時，升壓變壓器的原線圈匝數(shù)不變，副線圈匝數(shù)變大，所以輸送電壓變大，降壓變壓器的輸入電壓和輸出電壓均變大，電壓表示數(shù)變大，選項(xiàng)A正確；降壓變壓器的輸出電壓變大時，流過燈泡的電流I燈也變大，輸電線上的電流I線也隨著I燈的變大而變大，所以電流表讀數(shù)變大，選項(xiàng)B正確，選項(xiàng)C錯誤；I線變大時，輸電線上損失的功率P線IR變大，選項(xiàng)D錯誤42020·天水模擬如圖所示為一正弦交變電壓隨時間變化的圖象，由圖可知()A交流電的周期為2 sB用電壓表測量該交流電壓時，讀數(shù)為311 VC交變電壓的有效值為220 VD將它加在電容器上時，電容器的耐壓值必須大于311 V4CD解析 由圖可知正弦電壓的周期為0.02 s，最大值為311 V，有效值為220 V，故選項(xiàng)A、B錯誤，選項(xiàng)C正確；電容器的耐壓值指的是瞬時值，所以必須大于311 V，選項(xiàng)D正確52020·揚(yáng)州模擬如圖所示，邊長為L的正方形線圈abcd，其匝數(shù)為n，總電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線OO恰好位于勻強(qiáng)磁場的邊界線上，磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B.若線圈從圖示位置開始，以角速度繞OO軸勻速轉(zhuǎn)動，下列判斷正確的是()A閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式enBL2sintB在t時刻，磁場穿過線圈的磁通量為零，但此時磁通量隨時間變化最快C從t0 時刻到t時刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為QD從t0 時刻到t時刻，通過R的電荷量q5BCD解析 初始時刻，線圈平面處在中性面，穿過線圈的磁通量最大為BL2，線圈中的感應(yīng)電動勢為0，即t0時，e0，閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式enBL2sint，選項(xiàng)A錯誤；在t時刻，感應(yīng)電動勢enBL2最大，表示此時磁通量隨時間變化最快，磁場穿過線圈的磁通量為零，選項(xiàng)B正確；U有nBL2，I有，從t0時刻到t時刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為QIRt，選項(xiàng)C正確；根據(jù)qtn.tn以及從t0 時刻到t時刻磁場穿過線圈的磁通量BL2，可得此時間段內(nèi)通過R的電荷量q，選項(xiàng)D正確