《高考物理总复习 必考部分 专题十三 交变电流 电磁波习题课件》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习 必考部分 专题十三 交变电流 电磁波习题课件（78页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十三 交变电流 电磁波,A组 自主命题北京卷题组 1.(2017北京理综,20,6分)物理学原理在现代科技中有许多重要应用。例如,利用波的干涉,可将 无线电波的干涉信号用于飞机降落的导航。 如图所示,两个可发射无线电波的天线对称地固定于飞机跑道两侧,它们类似于杨氏干涉实验中 的双缝。两天线同时都发出波长为1和2的无线电波。飞机降落过程中,当接收到1和2的信号 都保持最强时,表明飞机已对准跑道。下列说法正确的是 ( ) A.天线发出的两种无线电波必须一样强 B.导航利用了1与2两种无线电波之间的干涉,五年高考,C.两种无线电波在空间的强弱分布稳定 D.两种无线电波各自在空间的强弱分布完全重合
2、,答案 C 本题考查波的干涉。波的干涉产生与否与波的强弱无关,故A错;导航利用了同频率 的两列波的干涉,而波长为1和2的两列波频率不同,B错;1与1干涉,2与2干涉,两个干涉图样在 空间的强弱分布稳定,故C正确;由于1与2两列波的波长不同,故两干涉图样在空间强弱分布不 重合,D错。,疑难突破 波的干涉及干涉图样 两列波产生稳定干涉图样的条件之一是两列波的频率相同,本题中,每个天线同时且都发出两列 波长为1和2的波,在同种介质中波长相同,频率相同,产生干涉,故在飞机跑道区域存在两个稳定 的干涉图样,且跑道中心线上每点到波源的距离相等,故中心线上各点均为两个干涉图样的加强 点,飞机降落时利用这些加
3、强点来对准跑道中心线,实现安全降落。,2.(2017北京理综,16,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220 sin 100t(V)的交流电源 上,副线圈接有R=55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想电 表。下列说法正确的是 ( ),A.原线圈的输入功率为220 W B.电流表的读数为1 A C.电压表的读数为110 V D.副线圈输出交流电的周期为50 s,答案 B 本题考查交变电流、变压器。由题知,变压器的输入电压U1= V=220 V,所以U2 = U1=110 V;副线圈电流I2= =2 A,原线圈电流I1= I2=1 A。本题中电压表、电流表的读数
4、 为有效值,故B项正确,C项错误;原线圈输入功率P1=U1I1=220 W,A项错误;交流电的周期T= = s=0.02 s,D项错误。,3.(2016北京理综,14,6分,0.81)下列说法正确的是 ( ) A.电磁波在真空中以光速c传播 B.在空气中传播的声波是横波 C.声波只能在空气中传播 D.光需要介质才能传播,答案 A 声波是机械波,是纵波,在气体、固体、液体中都能传播,故B、C两项均错误;电磁波 的传播不需要介质,能在真空中以光速传播,A项正确,D项错误。,4.(2015北京理综,20,6分,0.78)利用所学物理知识,可以初步了解常用的公交一卡通(IC卡)的工作 原理及相关问题。
5、IC卡内部有一个由电感线圈L和电容器C构成的LC振荡电路。公交车上的读 卡机(刷卡时“嘀”的响一声的机器)向外发射某一特定频率的电磁波。刷卡时,IC卡内的线圈L 中产生感应电流,给电容器C充电,达到一定的电压后,驱动卡内芯片进行数据处理和传输。下列 说法正确的是 ( ) A.IC卡工作所需要的能量来源于卡内的电池 B.仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时,IC卡才能有效工作 C.若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率,则线圈L中不会产生感应电流 D.IC卡只能接收读卡机发射的电磁波,而不能向读卡机传输自身的数据信息,答案 B 刷卡时线圈L产生感应电流,为电容器C充电,因此IC卡不用电池,A错;仅当读
6、卡机向 外发射某一特定频率的电磁波时,才能使电容器C达到一定电压,IC卡才能有效工作,B正确;当读 卡机发射的电磁波的频率偏离特定频率,线圈中也会产生感应电流,只是不能使电容器C达到一 定的电压,只有当电容器C达到一定电压后,才能驱动卡内芯片进行数据处理和传输,C、D错 误。,考查点 电磁感应、电磁波的产生、发射与接收。,思路点拨 本题的设问不仅涉及物理的内容,也创设了需要结合物理知识和平时观察才能发现 和认识的内容,在答题时认知题干内容是解题的关键。,B组 统一命题、省(区、市)卷题组 考点一 交变电流的产生和描述 1.(2017天津理综,6,6分)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩
7、形金属线圈,绕与磁感线垂直 的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 ,则 ( ) A.t=0时,线圈平面平行于磁感线 B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向 C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内,线圈产生的热量为82 J,答案 AD 本题考查正弦交流电的产生、有效值,焦耳热。由-t图可知,t=0时,=0,则线圈平 面平行于磁感线,选项A正确;t=1 s时=0,此时电动势最大,t=0.5 s和t=1.5 s时,最大,此时电动势 为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动势的最大值Em=nBS=nm =4 V,有效值E= Em=2
8、 V,一个周期内线圈产生的热量Q= T=82 J,D正确。,疑难突破 由E=n 知随时间按正弦规律变化,则E随时间按余弦规律变化。电流改变 方向的时刻在E=0时刻,即最大时刻。计算电流产生的焦耳热应使用电动势的有效值。,2.(2016课标,21,6分)(多选)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线 框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一 匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、 且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则 ( ) A.两导线框中均会产生正弦交
9、流电 B.两导线框中感应电流的周期都等于T C.在t= 时,两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等,答案 BC 本题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流,故A项错误;两 导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同,B项正确;在t= 时,两导线框切割磁感线的 导线长度相同,且切割速度大小相等,故产生的感应电动势相等,均为E= BR2,C项正确;两导线 框中感应电流随时间变化的图像如图所示,故两导线框中感应电流的有效值不相等,D项错误。,疑难突破 设M导线框中的电流有效值为IM,则 rT=2 r ,得IM= ;设N导线框中电 流
10、有效值为IN,则 rT=2 r ,得IN= ,故IM= IN。,评析 本题考查感应电动势及其相关知识,通过比较的方式对交流电的产生、感应电动势的产 生及有效值等知识进行考查,难度中等,考生需要对导线框转动过程进行细致周全的分析,能力 要求较高。,3.(2013福建理综,15,6分)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0 ,外接R=9.0 的电阻。闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=10 sin 10t(V), 则 ( ),A.该交变电流的频率为10 Hz B.该电动势的有效值为10 V C.外接电阻R所消耗的电功率为10 W D.电路中理想交流电流表 的示数为
11、1.0 A,答案 D 由交变电流电动势的表达式e=10 sin 10t (V)=Em sin t 可知,该交变电流的频率 为f= = Hz=5 Hz,A错误。该交变电流电动势的有效值E= = V=10 V,B错误。电流 的有效值I= = A=1.0 A,外接电阻R所消耗的电功率PR=I2R=1.029.0 W=9 W,故C错 误,D正确。,4.(2013四川理综,2,6分)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压 是110 V,通过负载的电流图像如图所示,则 ( ) A.变压器输入功率约为3.9 W B.输出电压的最大值是110 V C.变压器原、副线圈匝数比是12
12、D.负载电流的函数表达式i=0.05 sin (100t+ )(A),答案 A 由题图可知通过负载的电流最大值为Im=0.05 A,周期T=0.02 s,故电流的函数表达式i =Im sin t=0.05 sin 100t(A),D错误;理想变压器线圈匝数比等于电压比,即n1n2=U1U2=2 1,C错误;输出电压U2=110 V,其最大值U2m= U2=110 V,B错误;理想变压器输入功率等于输 出功率,即输入功率P=I2U2= 110 W3.9 W,A正确。,5.(2016课标,16,6分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 , 为理想交流
13、电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S断 开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 ( ) A.2 B.3 C.4 D.5,考点二 变压器 远距离输电,答案 B 设原、副线圈匝数比为n,根据能量守恒,当S断开时,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);当S闭合时,4 UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,联立解得n=3,所以B正确。,误区警示 变压器原线圈上串联电阻之后,属于非纯电阻电路,不能在含有线圈的电路中应用欧 姆定律。要计算原线圈上消耗的功率,只要计算出副线圈电阻上消耗的功率即可。,评析 本题考查变压器的基本关系,要求掌
14、握两点:一是电流与匝数的关系;二是能量守恒定律 的应用。,6.(2016天津理综,5,6分)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电 表。下列说法正确的是 ( ) A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大 D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大、A2示数变大,答案 B 由于原、副线圈两端电压不变,当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时,连入电路的电 阻变大,所在电路总电阻变大,副线圈中电流减小,R1中电流减小,R1消耗的功率减小,A项错误;R1
15、 中电流减小,则R1两端电压减小,而副线圈两端电压不变,所以滑动变阻器两端电压增大,电压表 示数变大,B项正确;副线圈中电流减小,原线圈中电流随之减小,故C项错误;若闭合开关S,负载电 路的总电阻减小,副线圈中电流增大,R1中电流增大,则R1两端电压升高,R2两端电压减小,A2示数 变小,D项错误。,反思总结 此题是变压器工作电路中的动态问题,要注意其中的因果关系:原线圈电压决定副线 圈输出电压,副线圈的输出电压和负载电阻共同决定副线圈中的电流,副线圈中的电流决定原线 圈中的电流。,7.(2016江苏单科,4,3分)一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作 为原线圈。
16、通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1 的交变电流时,c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中 ( ) A.U2U1,U2降低 B.U2U1,U2升高 C.U2U1,U2降低 D.U2U1,U2升高,答案 C 由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因 = ,则U2U1;在将滑动触 头从M点顺时针转到N点的过程中,n2减小,U2降低,选项C正确,选项A、B、D错误。,8.(2015课标,16,6分,0.664)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,在原、副线圈的回路 中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副 线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则 ( ) A.U=66 V,k= B.U=22 V,k= C.U=66 V,k= D.U=2
