1、高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 1 - 交 变电 流和 远距 离输 电 08 一、选 择题 1 一 正 弦 交 流 电 的 电 压 随 时 间 变 化 的 规 律 如 图 所 示 由 图 可 知 ( ) A 该交 流电 的电 压瞬 时 值的表 达式 为u 100sin(25t) V B 该交 流电 的频 率为 25 Hz C 该交 流电 的电 压的 有效 值为 100 2 V D 若将 该交 流电 压加 在 阻值 为R 100 的 电阻 两 端，则 电阻 消耗 的功 率 是 50 W 解析： 从图 中可 知， 交流 电周 期T 410 2s ， 峰 值电 压
2、U m 100 V ，故 交 流电的 频 率f 1 T 25 Hz ，有 效值U U m 2 50 2 V 加在R 100 的 电阻上 时的 热功 率P U 2 R 50 W ， 瞬时值 表达 式u U m sin 2 T t 100sin(50t) V ，故 正确 选 项为 B 、D. 答案：BD 2 如 下图 所示 ， 面 积均 为S 的线 圈均 绕其 对称 轴或 中心轴 在匀 强磁 场B 中 以 角速 度 匀 速转动 ，能 产生 正弦 交变 电动 势e BSsint 的图 是( ) 解析 ： 线 圈在 匀强 磁场 中 绕垂直 于磁 场方 向的 轴( 轴 在线圈 所在 平面 内) 匀 速转
3、 动， 产生 的 正弦交 变电 动势 为e B Ssint ， 由这 一原则 判断 ， A 图和 C 图中 感应 电动 势均 为e BSsin t ； B 图 中的 转动 轴不 在线 圈 所在平 面内 ； D 图 转动 轴 与磁场 方向 平行 ， 而 不是 垂直 故 AC 正确 答案：AC 3 如 图所 示， 三个 灯泡 是 相同的 ， 而且 耐压 足够 ， 电源内 阻忽 略 当 单刀双 掷开 关 S 接 A 时 ，三 个灯 亮度 相同 ， 那么 S 接B 时( ) A 三个 灯亮 度相 同 B 甲灯 最亮 ，丙 灯不 亮 C 甲灯 和乙 灯亮 度相 同， 丙灯不 亮 D 只有 丙灯 不亮 ，
4、乙 灯 最亮 解析： 开关 S 接A 时， 甲 、乙、 丙三 个支 路均 有交 流电通 过 开 关 S 接B 时 ，电路 处于 直流工 作状 态， 电容C “ 隔 直、 通 交 ” ； 电 感L “ 阻交 、 通直 ” ；R 对交、 直流 有 相同的 阻抗 可 判断此 时电 路 中I 丙 0 ，I 甲 不变，I 乙 增 大； 又 因为 灯 泡亮度 与热 功率(P I 2 R) 成 正比 所以 只高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 2 - 有丙灯 不亮 ，乙 灯最 亮， 故选 D. 答案：D 4 矩 形线 圈在 匀强 磁场 中 绕垂直 于磁 感线 的转 轴匀 速转
5、动 ， 产生 的交 流电 动 势的最 大值 为E m .设t 0 时线 圈平 面 与磁场 平行 ， 当 线圈 的匝 数增加 一倍 ， 转 速也 增大 一倍， 其他 条件 不 变时， 交流 电的 电动 势为( ) A e 2E m sin2t B e 4E m sin2t C e E m cos2t D e 4E m cos2t 解析： 产生 电动 势的 最大 值E m N BS 2n ；n 为转 速 当N 2N ；n 2n 时， 2 E m 4E m ， 所以交 流电 的电 动势 的表 达式 为e 4E m cos2t.故选 D. 答案：D 5电阻R 1 、R 2 与 交流电 源按照 图所 示
6、甲 方式 连接 ，R 1 10 ，R 2 20 . 合 上开 关 S 后， 通过电 阻R 2 的 正弦 交变 电 流i 随时 间t 变 化的 情况 如 图乙所 示 则( ) A 通过R 1 的电 流有 效值 是 1.2 A B R 1 两 端的 电压 有效 值 是 6 V C 通过R 2 的电 流最大 值 是 1.2 2 A D R 2 两端 的电 压最 大值 是 6 2 V 解析 ： 由i t 图象 可知 ， 电流最 大 值I m 0.6 2 A ， 有 效值I I m 2 0.6 A，因 R 1 与R 2 串 联， 则I 1 I 0.6 A ，U 1 IR 1 6 V ，I 2m I m
7、0.6 2 A ，U 2m I m R 2 12 2 V ，故 A 、C 、D 错，B 正 确 答案：B 6 图 甲、 乙所 示分 别表 示两 种 电压 的波 形 ，其 中图 甲所示 电压 按正 弦规 律变 化下 列说 法正 确的 是( ) A 图甲 表示 交流 电， 图 乙表示 直流 电 B 两种 电压 的有 效值 相等 C 图甲 所示 电压 的瞬 时值 表达式 为u 311sin100 t V D 图甲 所示 电压 经匝 数 比为 10 1 的变 压器 变压 后，频 率变 为原 来的 1 10解析：因大 小 和方 向 均随时 间 做 周期 性 变化 的 电流为 交 流 电， 故 图乙 电
8、压表示 的 也 为交高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 3 - 流电，A 错 误； 由图 象知 ，相同 时刻 U 1 U 2 ，故 B 错误； 由图 甲知 ，该 交流 电压是 正弦 交 流 电压 ，U m 311 V ，T 2 10 2s ， 则瞬 时 值uU m sin 2 T t V 311sin100t V，故 C 正确 ； 因 变 压器变 压后 输入 电压 与输 出电压 的频 率相 同， 故 D 错误 答案：C 7 如图 所示 ， 一 单匝 闭合 线框在 匀强 磁场 中绕 垂直 于磁场 方向 的转 轴匀 速 转动， 在转 动过 程中 ，线 框中的 最大
9、磁通 量为 m ，最大 感应 电动 势为 E m ，下 列说法 正确 的是( ) A 当磁 通量 为零 时， 感 应电动 势也 为零 B 当磁 通量 减小 时， 感应 电动势 在减 小 C 当磁 通量 等于 0.5 m 时，感应 电动 势等 于 0.5E mD 角速 度 等于 E m m解析： 当磁 通量 为零 时， 线圈处 在和 中性 面垂 直的 位置， 此时 感应 电动 势最 大，A 错误； 当磁通 量减 小时 感应 电动 势 反而 在增 大， B 错 误； 当 磁通量 等 于 0.5 m 时， 线圈平面 和磁 场方 向夹角 为 30 或 150 ， 此时 感应电 动势 的大 小e B S
10、sin60 3 2 E m ， C 错误； 根 据 BS m E m 判断 D 正确 答案：D 8 将 阻值 为 5 的电 阻接 到内阻 不计 的交 流电 源上 ，电源 电动 势随 时间 变化 的规律 如 图 18 所 示 下列 说法 正确 的 是( ) A 电路 中交 变电 流的 频 率为 0.25 Hz B 通过 电阻 的电 流为 2 A C 电阻 消耗 的电 功率 为 2.5 W D 用交 流电 压表 测得 电 阻两端 的电 压 是 5 V 解析 ： 由 周期 与频 率的 关 系f 1 T 知， f 1 410 2Hz 25 Hz ； 电压的 有效 值U U m 2 5 2V 5 2 2
11、 V ， 通过 电阻 的电 流I U R 2 2A ，电 阻消 耗的电 功 率为P U 2 R 25 W ，交 流电 压表 所测 电压为 有效 值 故 选 C. 答案：C 9 如图 ( 甲) 所 示， 为电 热 毯的电 路图 ， 电 热 丝 接在u311sin100 t V 的 电源 上 ， 电热 毯 被加热 到一 定温 度后 ， 通 过装 置P 使输 入电 压变 为 图( 乙) 所 示的 波形 ， 从 而进 入保温 状态 ， 若 电热丝 电阻 保持 不变 ，此 时交流 电压 表的 读数 是( ) 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 4 - A 110 V B
12、156 V C 220 V D 311 V 解析： V 测 的是 交流 电 压的有 效值 ，设 为U ， 则 有： U 2 R T 311/ 2 2 R T 2 ，解得U 155.5 V ，故 B 正确 答案：B 10 如 图甲 所示 电路 ， 电 阻R 的阻 值为 50 ，在 ab 间加 上图 乙所 示的 正弦 交流电 ， 则 下 面说法 中错误 的是( ) A 交流 电压 的有 效值 为 100 V B 电流 表示 数为 2 A C 产生 该交 流电 的线 圈在 磁场中 转动 的角 速度 为 3.14 rad/s D 如果 产生 该交 流电 的 线圈转 速提 高一 倍， 则电 流表的 示数
13、 也增 大一 倍 解析： 从图 象上 可以 看出 ， 该交流 电的 电压 最大 值 为U m 100 2V ， 则 有效 值为U 100 2 2V 100 V 电流 表的 示数 为I U R 100 50A 2 A 从 图象 上可以 看 出T 0.02 s，据 T 2 得 2 T 23.14 0.02rad/s 314 rad/s. 据交 流电最 大值 表达 式U m N BS NBS2n ， 若 转速n 提高一 倍， 则 最大 值U m 提高一倍 ， 有效 值也 提高 一倍 ， 则 电流表 的示 数也 增大 一倍 综上 可知 ， 只 有 C 选项 错误 答案：C 二、计 算题 11 如 图所
14、 示为 一个 小型 旋 转电枢 式交 流发 电机 的原 理图， 其矩 形线 圈的长 度ab 0.25 m ， 宽度bc 0.20 m ， 共 有n100 匝 ， 总 电 阻r 1.0 ， 可绕与 磁场 方向 垂直 的 轴OO 转动 线 圈处于 磁感 应强 度B 0.40 T 的 匀强 磁场 中， 与线 圈 两端相 连的 金属 滑环 上接 一个 “3.0 V ,1.8 W ” 的 灯泡 当 线圈 以角 速度 匀速 转动 时， 小灯 泡消耗 的功 率恰 好 为 1.8 W 则： 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 5 - (1) 推导 发电 机线 圈产 生感 应电动
15、 势的 最大 值的 表达 式E m nBS( 其中S 表 示 线圈的 面积) (2) 求线圈 转动 的角 速 度 . (3) 线圈以 上述 角速 度转 动 100 周 过程 中发 电机 产生 的电能 解析：(1) 线圈 平面 与磁 场 方向平 行时 产生 感应 电动 势最大 ，设ab 边 的线 速度 为 v， 该边 产生的 感应 电动 势为 E 1 BL ab v 与此同 时， 线圈 的cd 边也 在切割 磁感 线， 产生 的感 应电动 势E 2 BL cd v， 线圈 产生的 总 感 应电动 势 为E m n(E 1 E 2 ) ，因 为L ab L cd ，所 以E m n2 BL ab
16、v 线速 度v 1 2 L bc ，故 E m nBL ab L bc 而SL ab L cd (S 为 线圈 的面 积) ，E m nBS. (2) 设小灯 泡正 常发 光时 的 电流 为I，则I P 额 U 额 0.6 A 设灯泡 正常 发光 时电 阻 为R，则R U 2 额 P 额 5.0 根据闭 合电 路欧 姆定 律 得E I(R r) 3.6 V 发电机 的感 应电 动势 最大 值E m 2E ， 又因E m nBS 所以 E m nBS 9 2 5rad/s 2.5 rad/s (3) 发电机 产生 的电 能Q IEt ，t 100 T 100 2 解得Q 5.43 10 2J 答
17、案：(1) 见解 析 (2)2.5 rad/s (3)5.43 10 2J 12 如 图所 示 ，一 固 定的矩 形 导 体线 圈 水平 放 置，线 圈 的 两端 接 一只 小 灯泡， 在 线 圈所 在空间 内存 在着 与线 圈平 面垂直 的均 匀分 布的 磁场 已知 线圈 的匝 数 n100 匝，总 电阻 r 1.0 ， 所围 成矩 形的 面积S0.040 m 2 ， 小灯 泡的 电 阻R 9.0 ， 磁感 应强 度 随时间 按如 图乙 所示的 规律 变化 ， 线圈 中 产生的 感应 电动 势瞬 时值 的表达 式 为e nB m S 2 T cos 2 T t ， 其中B m 为磁 感应强
18、度的 最大 值，T 为 磁场变 化的 周期 ，不 计灯 丝电阻 随温 度的 变化 ，求 ： 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 6 - (1) 线圈 中产 生感 应电 动势 的最大 值； (2) 小灯泡 消耗 的电 功率 ； (3) 在磁感 应强 度变 化 的 0 T 4 时间 内， 通过 小灯 泡的 电荷量 解析：(1) 由图 象知 ，线 圈 中产生 的交 变电 流的 周 期T 3.14 10 2s ，所 以E m nB m S 2 nB m S T 8.0 V. (2) 电流的 最大 值I m E m R r 0.80 A ， 有 效值I I m 2 2 2 5A ， 小 灯泡消 耗的 电功 率P I 2 R 2.88 W. (3) 在 0 T 4 时间 内， 电动 势 的平均 值 E nS B t ， 平均电 流 I E R r nS B R r t ， 流过灯 泡的 电荷 量Q I t nS B R r 4.0 10 3C. 答案：(1)8.0 V (2)2.88 W (3)4.0 10 3C
