2014届高考物理第二轮复习方案新题之交变电流1 1．如图所示，动圈式话筒能够将声音转变为微弱的电信号（交变电流）．产生的电信号一般都不是直接送给扩音机，而是经过一只变压器（视为理想变压器）之后再送给扩音机放大，变压器的作用是为了减少电信号沿导线传输过程中的电能损失，关于话筒内的这只变压器，下列判断正确的是  A．一定是降压变压器，因为P=I2R，降压后电流减少，导线上损失的电能减少 B．一定是降压变压器，因为P=U2/R，降压后电压降低，导线上损失的电能减少 C．一定是升压变压器，因为I=U/R，升压后，电流增大，使到达扩音机的信号加强 D．一定是升压变压器，因为P=UI，升压后，电流减小，导线上损失的电能减少  2．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝20sin 100πt V．氖泡在两端电压超过100 V后才发光，下列说法中正确的有( ) A．开关接通后，氖泡不发光 B．开关接通后，电压表的示数为100 V C．开关接通后，氖泡的发光频率为100 Hz D．开关断开后，变压器的输出功率不变  3．如图所示理想变压器原副线圈匝数比为1∶2，两端分别接有四个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L1和L2的功率之比为( )  A．1∶1 B．1∶3 C．9∶1 D．3∶1  4、如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈输入交变电压u=100sin50πt（V），在副线圈中串接有理想电流表和定值电阻R，电容器并联在电阻R两端，电阻阻值R=10Ω，关于电路分析，下列说法中正确的是：（ ） A、电流表示数是1A B、电流表示数是A C、电阻R消耗的电功率为10W D、电容器的耐压值至少是V 答案：CD解析：由变压公式，副线圈输出电压为10V，由于交变电流可以通过并联在电阻R两端的电容器，所以不能应用欧姆定律计算电流表示数，选项AB错误；电阻R消耗的电功率为P=102/10W=10W，选项C正确；副线圈输出电压最大值为V，电容器的耐压值至少是V，选项D正确。 5．如图11所示，图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（ ） A．线圈先后两次转速之比为1∶2 B．交流电的电压瞬时值u=10sin0.4πt（V） C．交流电的电压最大值为V D．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零 答案：C解析： 产生的正弦交流电的周期之比为2∶3，线圈先后两次转速之比为3∶2 ，选项A错误；交流电的周期为0.4s，交流电的电压瞬时值u=10sin5πt（V），选项B错误；由最大值nBSω可知，二者最大值之比为3∶2，交流电的电压最大值为V，选项C正确；在图中t=0时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项D错误。 6.如图所示的交流电路中，理想变压器输入电压为U1，输入功率为P1，输出功率为P2，各交流电表均为理想电表．当滑动变阻器R的滑动头向下移动时( ) A．灯L变亮 B．各个电表读数均变大 C．因为U1不变，所以P1不变 D．P1变大，且始终有P1= P2 答案：D 解析：当滑动变阻器R的滑动头向下移动时，电流表读数增大，变压器输出电流增大，电阻R两端电压增大，电压表读数减小，电灯L变暗，选项AB错误；根据变压器功率关系，P1变大，且始终有P1= P2 ，选项C错误D正确。 7.如图11所示，图线是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图像如图线所示。以下关于这两个正弦交流电的说法中正确的是（ ） A．线圈先后两次转速之比为1∶2 B．交流电的电压瞬时值u=10sin0.4πt（V） C．交流电的电压最大值为V D．在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量为零 答案：C 解析： 产生的正弦交流电的周期之比为2∶3，线圈先后两次转速之比为3∶2 ，选项A错误；交流电的周期为0.4s，交流电的电压瞬时值u=10sin5πt（V），选项B错误；由最大值nBSω可知，二者最大值之比为3∶2，交流电的电压最大值为V，选项C正确；在图中t=0时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量最大，选项D错误。 8.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30Ω，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则( ) A.交流电的频率为0.02 Hz B.原线圈输入电压的最大值为200 V C.电阻R2的电功率约为6.67 W D.通过R3的电流始终为零 答案：C 解析：交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，选项A错误；通过R1的电流有效值为/2A，副线圈输出电压为10 V，原线圈输入电压的有效值为100 V，最大值为200V，选项B错误；通过电阻R2的电流为I=U2/R2=/3A，电功率约为P=UI=6.67 W，选项C正确；通过R3的电流不为零，选项D错误。 9.如图13甲所示，长、宽分别为L1、L2的矩形金属线框位于竖直平面内，其匝数为n，总电阻为r，可绕其竖直中心轴O1O2转动。线框的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环C、D（集流环）焊接在一起，并通过电刷和定值电阻R相连。线框所在空间有水平向右均匀分布的磁场，磁感应强度B的大小随时间t的变化关系如图13乙所示，其中B0、B1和t1均为已知。在0~t1的时间内，线框保持静止，且线框平面和磁场垂直；t1时刻后线框在外力的驱动下开始绕其竖直中心轴以角速度ω匀速转动。求： （1）0~t1时间内通过电阻R的电流大小； （2）线框匀速转动后，在转动一周的过程中电流通过电阻R产生的热量； （3）线框匀速转动后，从图甲所示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量。 （1）0~t1时间内，线框中的感应电动势 E=n…（2分） 根据闭合电路欧姆定律可知，通过电阻R的电流 I=……（1分） （2）线框产生感应电动势的最大值 Em=nB1 L1L2ω……（1分） 感应电动势的有效值E= nB1 L1L2ω…（1分） 通过电阻R的电流的有效值I= 线框转动一周所需的时间t=………（1分） 此过程中，电阻R产生的热量 Q=I2Rt=πRω…（1分） （3）线框从图甲所示位置转过90°的过程中， 平均感应电动势 ……（1分） 平均感应电流 …………（1分） 通过电阻R的电荷量 q=………（1分） 10.1879年美国物理学家霍尔在研究载流导体在磁场中受力情况时，发现了一种新的电磁效应：将导体置于磁场中，并沿垂直磁场方向通入电流，则在导体中垂直于电流和磁场的方向会产生一个横向电势差，这种现象后来被称为霍尔效应，这个横向的电势差称为霍尔电势差。 （1）如图14甲所示，某长方体导体abcda′b′c′d′的高度为h、宽度为l，其中的载流子为自由电子，其电荷量为e，处在与ab b′a′面垂直的匀强磁场中，磁感应强度为B0。在导体中通有垂直于bcc′b′面的电流，若测得通过导体的恒定电流为I，横向霍尔电势差为UH，求此导体中单位体积内自由电子的个数。 （2）对于某种确定的导体材料，其单位体积内的载流子数目n和载流子所带电荷量q均为定值，人们将H=定义为该导体材料的霍尔系数。利用霍尔系数H已知的材料可以制成测量磁感应强度的探头，有些探头的体积很小，其正对横截面（相当于图14甲中的ab b′a′面）的面积可以在0.1cm2以下，因此可以用来较精确的测量空间某一位置的磁感应强度。如图14乙所示为一种利用霍尔效应测磁感应强度的仪器，其中的探头装在探杆的前端，且使探头的正对横截面与探杆垂直。这种仪器既可以控制通过探头的恒定电流的大小I，又可以监测出探头所产生的霍尔电势差UH，并自动计算出探头所测位置磁场的磁感应强度的大小，且显示在仪器的显示窗内。 ①在利用上述仪器测量磁感应强度的过程中，对探杆的放置方位有何要求； ②要计算出所测位置磁场的磁感应强度，除了要知道H、I、UH外，还需要知道哪个物理量，并用字母表示。推导出用上述这些物理量表示所测位置磁感应强度大小的表达式。 （1）设单位体积内的自由电子数为n，自由电子定向移动的速率为v， 则有 I=nehlv……（1分） 当形成恒定电流时，自由电子所受电场力与洛仑兹力相等，因此有 evB0=eUH/h……………………（2分） 解得n=…………（1分） （2）①应调整探杆的放置方位（或调整探头的方位），使霍尔电势差达到最大（或使探杆与磁场方向平行；探头的正对横截面与磁场方向垂直；ab b′a′面与磁场方向垂直）…………………………（3分） ②设探头中的载流子所带电荷量为q，根据上述分析可知，探头处于磁感应强度为B的磁场中，当通有恒定电流I，产生最大稳定霍尔电压UH时，有 qvB=qUH/h…………（1分） 又因 I=nqhlv和H= 联立可解得 B=…………（1分） 所以，还需要知道探头沿磁场方向的宽度l…（1分）
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