2012年高考物理预测100题(十五)
9页1、高中物理中的电路包括直流电流和交流电路、电磁感应,电路规律主要有欧姆定律和闭合电路欧姆定律、电阻定律、焦耳定律、电功和电功率、正弦交变电流变化规律和描述、电容器和电感器对电路的影响、变压器和电能输送、安培力和左手定则、判断电流产生磁场的安培定则、法拉第电磁感应定律、楞次定律等。高考对电路的考查每年每份试卷都有34个题,分值占总分的1825%。高考命题重点为电功和电功率、欧姆定律和闭合电路欧姆定律、动态电路、含电容器电路、正弦交变电流图象、变压器、安培力和左手定则、安培定则、法拉第电磁感应定律、楞次定律等。核心考点一、交变电流【核心内容解读】将一个平面线圈置于匀强磁场中,并使它绕垂直于磁感线的轴匀速转动,线圈中就会产生出正弦式交变电流。线圈在匀强磁场中转动时,通过线圈的磁通量最大时,磁通量变化率为零,产生的感应电动势为零;通过线圈的磁通量为零时,磁通量变化率最大,产生的感应电动势最大;匝数为N,面积为S的线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度转动,产生的感应电动势(交变电动势)的最大值为Em=NBS。正弦式交变电流的图象是正弦曲线,由交变电流的图象可知交变电流的周期和最大值。交变电流的
2、有效值是根据同时间、同电阻、产生相同热量的直流电流的数值来确定的。【预测题】1. 如图3所示,在匀强磁场中有一个矩形单匝线圈ABCD,AB边与磁场垂直,MN边始终与金属滑环K相连,PQ边始终与金属滑环L相连金属滑环L、交流电流表A、定值电阻R、金属滑环K通过导线串联使矩形线圈以恒定角速度绕过BC、AD中点的轴旋转下列说法中正确的是( )A交流电流表A的示数随时间按余弦规律变化 B线圈转动的角速度越大,交流电流表A的示数越小C线圈平面与磁场平行时,流经定值电阻R的电流瞬时值最大D线圈转动的角速度增加为原来的两倍,则流经定值电阻R的电流的有效值也变为原来的两倍【解析】交流电流表A的示数为交变电流的有效值,不随时间按余弦规律变化,选项A错误;线圈转动的角速度越大,交变电流的有效值越大,交流电流表A的示数越大,选项B错误;线圈平面与磁场平行时,流经定值电阻R的电流瞬时值最大,选项C正确;线圈转动的角速度增加为原来的两倍,则流经定值电阻R的电流的有效值也变为原来的两倍,选项D正确。【答案】:CD【名师点评】矩形线圈以恒定角速度绕过线圈平面的某一轴转动,若从中性面开始计时,产生的交变电流按照正弦规
3、律变化,若从与磁场平行位置开始计时,产生的交变电流按照余弦规律变化。若线圈面积为S,转动角速度为,磁场的磁感应强度为B,线圈匝数为n,则产生的交变电动势最大值为Em=nBS。【预测题】2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0t1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匀速转动。求:(1)0t1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。【解析】(1)0t1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 L1L2(1
4、分)感应电动势的有效值E= nB1 L1L2(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=R(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)【名师点评】此题考查交变电流产生、法拉第电磁感应定律、有效值、平均值等相关知识点。核心考点二、变压器【核心内容解读】变压器是根据电磁感应现象工作的。变压器原副线圈的电压之比等于匝数之比,即=;理想变压器的输入功率等于输出功率。对于变压器,输入电压决定输出电压,输出功率决定输入功率。【预测题】1. 随着人们生活水平的提高,出国旅游成为新时尚。某人从J国带回一把标有“110 V、60 Hz 、880 W”的电咖啡壶,该电咖啡壶利用电热丝加热。在我国,为使电咖啡壶能正常工作,需要通过变压器与市电相连。下列说法正确的是A. 若将电咖啡壶直接与市电相连,电功率是1760 WB. 电咖啡壶应接在原、副线圈匝数比为21的副线圈两端C. 电咖啡壶通过变压器正常工作时,与市电相连的原线圈中电流为4 AD.电咖啡壶通过变压器
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