专题29交变电流备战2020高考物理2019届期末和一模好题分项版汇编教师版

1专题29交变电流2019年高三期末、一模物理试题分项解析一．选择题1.（2019河南1月质检）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为1000和100，51R，102R，电容器的电容C=100μF。已知电容器上极板所带电荷量q按图乙所示的正弦规律变化，则下列判断正确的是A.电阻R1的电功率为20WB.原线圈输入电压的有效值为1002VC.变压器原线圈中通过的电流的最大值为0.6AD.穿过变压器原线圈的磁通量变化率的最大值为0.2Wb/s【参考答案】BD2．【汉阳区2019届高中联考】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1:n2＝10:1，原线圈输入交变电压u＝502sinl00πt(V)，在副线圈中接有理想交流电流表、阻值为25Ω的定值电阻R和电容器C。下列说法中正确的是()2A．电阻R中电流方向1s内变化100次B．电流表示数是2AC．电阻R消耗的电功率为1WD．电容器的耐压值至少是52V【答案】ACD3.(2018·南通模拟)如图7所示为利用海流发电的磁流体发电机原理示意图，矩形发电管道水平东西放置，整个管道置于方向竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，其上、下两面是绝缘板，南、北两侧面M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连，已知发电管道长为L、宽为d、高为h，海水在发电管道内以恒定速率v朝正东方向流动。发电管道内的海水在垂直流动方向的电阻为r，海水在管道内流动时受到的摩擦阻力大小恒为f，不计地磁场的影响，则()图7A.N侧的电势高B.开关S断开时，M、N两端的电压为BdvC.开关S闭合时，发电管道进、出口两端压力差F＝f＋B2d2vR＋rD.开关S闭合时，电阻R上的功率为B2d2v2R【参考答案】BC【名师解析】海水向东流动的过程中，正电荷受到的洛伦兹力的方向指向M，而负电荷受到的洛伦兹力的方3向指向N，所以M侧聚集正电荷，M侧的电势高，故选项A错误；开关S断开时，设海水中的电荷所带的电荷量为q，当其所受的洛伦兹力与电场力平衡时，M、N两端的电压U保持恒定，有qvB＝qUd，解得：U＝Bdv，故选项B正确；设开关S闭合后，发电管道进、出口两端压力分别为F1、F2，海水所受的摩擦阻力恒为f，开关S闭合后管道内海水受到的安培力为F安，有：F2＝F1＋f＋F安，F安＝BId，根据欧姆定律有I＝UR＋r，解得：F＝F2－F1＝f＋B2d2vR＋r，故选项C正确；电阻R上的功率为P＝I2R＝B2d2v2R（R＋r）2，故选项D错误。4.(2018·江苏省南京市、盐城市高三模拟)变压器线圈中的电流越大，所用的导线应当越粗。如图5所示，是降压变压器，假设它只有一个原线圈和一个副线圈，匝数分别为n1和n2。下列说法中不正确的是()图5A.n1n2，原线圈比副线圈的导线粗B.n1n2，原线圈比副线圈的导线细C.n1n2，原线圈比副线圈的导线粗D.n1n2，原线圈比副线圈的导线细【参考答案】ACD5.(2018·丹阳中学模拟)电磁泵在目前的生产、科技中得到了广泛应用。如图8所示，泵体是一个长方体，ab边长为L1，两侧端面是边长为L2的正方形；流经泵体内的液体密度为ρ、在泵头通入导电剂后液体的电导率为σ(电阻率的倒数)，泵体所在处有方向垂直前表面向外的磁场B，把泵体的上下两表面接在电压为U(内阻不计)的电源上，则()图8A.泵体上表面应接电源正极B.通过泵体的电流I＝UL1σ4C.增大磁感应强度可获得更大的抽液高度D.增大液体的电阻率可获得更大的抽液高度【参考答案】AC6.（2019云南保山期末）如图甲、乙是两个相同的理想变压器的示意图，输人电压分别为、，导线电阻不计，四个相同的灯泡按图示接入电路中，图乙中在原线圈一端接有阻值为R的电阻，当开关均闭合时，下列说法正确的是A.、、、均增大B.、、、均增大C.变亮D.变亮【参考答案】AD【名师解析】在甲图中，不变，变压器的变压比不变，则不变，当开关闭合时，副线圈电路的总电阻减小，则增大，随之增大。在乙图中，不变，当开关闭合时，副线圈电路的总电阻减小，增大，也增大，R上电压增大，则原线圈的电压减小，减小。故A正确，B错误。不变，的电压不变，亮度不变，故C错误。5原来不亮，开关闭合时变亮，故D正确。根据理想变压器输入电流由输出电流决定，输出电压由输入电压和变压比决定，分析电流和电压的变化，判断两灯亮度的变化。本题是交流电路中的动态分析问题，可以根据接通开关后电路电路电阻的变化，确定出总电路电阻的变化，进而可以确定总电路副线圈电流的变化情况，再分析原线圈电流的变化，注意分析的顺序。7．【2019九江市一模】如图所示，理想变压器原线圈两端的电压不变，电流表为理想电流表，副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线的等效电阻为R，开始时，开关S断开。当S接通时，以下说法正确的是()A．副线圈两端MN输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压减小C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中电流表的示数增大【参考答案】CD8.(多选)(2018·江苏四市联考)如图3所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为100∶1和1∶100，图中a、b表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22V，电流表的示数为1A，则()图3A.a为电流表，b为电压表B.a为电压表，b为电流表6C.线路输送电功率是220kWD.输电线路总电阻为22Ω【参考答案】BC二．计算题1.（2019山西吕梁期末）如图所示，某一新型发电装置的发电管是横截面为矩形的水平管道，管道宽为d，上、下两面是绝缘板，前后两侧M、N是电阻可忽略的导体板，两导体板与开关S和定值电阻R相连。整个管道置于匀强磁场中，磁感应强度大小为B、方向沿z轴正方向。管道内始终充满导电液体（有大量带电离子），开关S闭合前后，液体均以恒定速率v0沿x轴正方向流动。（1）开关S断开时，求M、N两导体板间电压U0；（2）开关S闭合后，设M、N两导体板间液体的电阻为r，导电液体中全部为正离子，且管道中所有正离子的总电荷量为Q。求：a．通过电阻R的电流I及M、N两导体板间电压U；b．所有正离子定向移动时沿y轴方向所受平均阻力的大小Ff。【参考答案】(1)(2)a.b.【名师解析】（1）解法一：该发电装置原理图等效为如图，7管道中液体的流动等效为宽度为d的导体棒切割磁感线，产生的电动势E=Bdv0。则开关断开时b．解法一：受力角度：正离子在y轴上沿y轴负方向运动，M板电势高，运动过程中受力平衡。设一个正离子电荷量为q，沿y轴方向受到的平均阻力为f。如上图所示，沿y轴方向离子共受三个力的作用，沿y轴正方向受阻力f和电场力，沿y轴负方向受洛伦兹力，所以。对管道中所有正离子则有，因此解法二：能量角度：正离子在y轴上定向移动时所受的阻力等效于导体中定向移动的自由电子与金属离子（即金属原子失去电子后的剩余部分）的碰撞所受的阻力。电子所受阻力做的功大小等于电流在导体电阻上产生的热量，因此正离子在y轴方向移动过程中，阻力做的功等于电流在液体中产生的热量。所有的正离子从N板（电源负极）移动到M板（电源正极）过程中，电场力做功大小，电流在液8体中产生的热量Q′。Q′，又，得2.(15分)(2018·江苏省南京市、盐城市高三模拟)旋转磁极式发电机通过磁极的旋转使不动的线圈切割磁感线而产生感应电流，其原理示意图可简化为：如图7所示，固定不动的单匝矩形线圈abcd的电阻为r，外电阻为R，磁场绕转轴OO′匀速转动，角速度为ω。图中的电压表为理想电表，示数为U。求：图7(1)发电机线圈内阻消耗的功率；(2)从图示位置开始计时，t＝0时，通过外电阻R的电流及方向；(3)从图示位置开始计时，t＝14T时，穿过矩形线圈abcd的磁通量。答案(1)(UR)2r(2)2UR方向自左向右(3)2U()R＋rRω3．（2019山西吕梁期末）如图甲，两条足够长、间距为d的平行光滑金属直轨道MN、PQ与水平面成θ角，EF上方存在垂直导轨平面的如图乙所示的磁场，磁感应强度在0-T时间内按余弦规律变化（周期为T、最大值为B0），T时刻后稳定为B0．t=0时刻，正方形金属框ABCD在平行导轨向上的恒定外力作用下静止于导轨上。T时刻撤去外力，框将沿导轨下滑，金属框在CD边、AB边经过EF时的速度分别为v1和v2．已知金属框质量为m、边长为d、每条边电阻为R，框中磁场按余弦规律变化时产生的正弦式交变电流的峰值9，求：（1）CD边刚过EF时，A、B两点间的电势差；（2）撤去外力到AB边经过EF的总时间；（3）从0时刻到AB边经过EF的过程中产生的焦耳热。【参考答案】（1）（2）（3）（3）交流电的有效值线框出磁场的过程中，结合动能定理：得：总焦耳热为：