2019-2020年高考物理 考點(diǎn)匯總 考點(diǎn)11 交變電流.doc

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2019-2020年高考物理 考點(diǎn)匯總 考點(diǎn)11 交變電流 1.（xx廣東物理卷T19）如圖是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的( ) A．周期是0.01 s B．最大值是311 V C．有效值是220 V D．表達(dá)式為u=220sin100πt（V） 【命題立意】本題主要考查交流電的規(guī)律及其圖像，交流電的最大值、有效值、瞬時值。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 交流電壓的圖像 橫軸、縱軸的意義及函數(shù)表達(dá)式 正弦交流電有效值與最大值的關(guān)系 【規(guī)范解答】選B、C。由圖知：最大值Um=311 V，有效值，周期T=0.02 s ，表達(dá)式，BC選項(xiàng)正確。 2.（xx福建理綜T13）中國已投產(chǎn)運(yùn)行的1 000 kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程。假設(shè)甲、乙兩地原采用500 kV的超高壓輸電，輸電線上損耗的電功率為P。在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下，現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電，若不考慮其他因素的影響，則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)? ( ) A. B. C.2P D.4P 【命題立意】本題以特高壓輸電這一工業(yè)生產(chǎn)技術(shù)為背景,體現(xiàn)節(jié)能減排的環(huán)保意識，主要考查遠(yuǎn)程高壓輸電工程的知識，具有實(shí)際意義，高考復(fù)習(xí)應(yīng)關(guān)注聯(lián)系生產(chǎn)、生活實(shí)際的物理問題。 【思路點(diǎn)撥】由保持輸送電功率和輸電線電阻都不變，據(jù)P=UI得輸電線電流I，再據(jù)P線=I2R線，求得損耗功率。 【規(guī)范解答】選A。由P=UI可知由500 kV的超高壓輸電變?yōu)? 000 kV特高壓輸電時，輸電線電流變?yōu)樵瓉淼?，再?jù)P線=I2R線可得輸電線上損耗的電功率將變?yōu)?，故選A。 3.（xx江蘇物理卷T7）在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有( )w w w.ks5 u .c om A．升壓變壓器的輸出電壓增大 B．降壓變壓器的輸出電壓增大 C．輸電線上損耗的功率增大 D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大 【命題立意】本題通過遠(yuǎn)距離輸電為背景，考查電能的輸送，通常考查電壓的變化引起其他變化，功率的變化引起其他變化等相關(guān)知識，有新意。本題難度中等。 【思路點(diǎn)撥】注意本題升壓變壓器的輸入電壓不變，然后分析輸出功率變化引起輸電線路上電流、電壓的變化，利用變壓比確定變壓器輸出電壓變化。 【規(guī)范解答】選CD。由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出電壓不變，A錯誤；在電能輸出過程中有：，,，因P變大，I變大，所以U線變大，所以降壓變壓器初級電壓U3變小，則降壓變壓器的輸出電壓變小，B錯誤；由，因P變大，所以P線變大，C正確；根據(jù)，因P變大，所以比值變大，D正確。 4.（xx山東理綜T19）一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10﹕1，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P為滑動變阻器的觸頭。下列說法正確的是( )K^S*5U.C#O%下 A．副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz B．副線圈輸出電壓的有效值為31 V C．P向右移動時，原、副線圈的電流比減小 D．P向右移動時，變壓器的輸出功率增加 【命題立意】本題以理想變壓器為背景,結(jié)合交變電流圖像、閉合電路問題，主要考查交變電流的最大值與有效值、理想變壓器的規(guī)律、閉合電路的歐姆定律、電路的動態(tài)分析等知識點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時可按以下思路分析： 用理想變壓器的規(guī)律解題TITITITITITITITITTITITITI題 電路分析 圖像信息 【規(guī)范解答】選A、D。由圖像可知原線圈輸入電壓的最大值：Um=310 V，，則原線圈輸入電壓的有效值：，，選項(xiàng)A正確。由可得：,B錯誤。P向右移動時，副線圈的電阻減小，副線圈輸出電壓不變，所以副線圈的電流增大，原線圈的電流也增大，而匝數(shù)比不變，所以原、副線圈的電流比不變，C錯誤。P向右移動時，副線圈的電阻減小，副線圈輸出電壓不變，所以變壓器的輸出功率增加，D正確。 【類題拓展】變壓器的兩個基本關(guān)系 理想變壓器的兩個基本公式：⑴，即對同一變壓器的任意兩個線圈，都有電壓和匝數(shù)成正比。 ⑵，即無論有幾個副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于所有輸出功率之和。只有當(dāng)變壓器只有一個副線圈工作時，才有。 5.（xx天津理綜T7）為探究理想變壓器原、副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L1、L2，電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計，如圖所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后 ( ) A. A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值不變 B. A1示數(shù)變大，A1與A2示數(shù)的比值變大 C. V2示數(shù)變小，V1與V2示數(shù)的比值變大 D. V2示數(shù)不變，V1與V2示數(shù)的比值不變 【命題立意】本題主要考查理想變壓器的有關(guān)知識，特別是關(guān)于變壓器的動態(tài)分析問題，主要考查了學(xué)生的綜合分析能力。 【思路點(diǎn)撥】解答本題時注意了解電路的結(jié)構(gòu)，并正確使用原、副線圈的功率、電壓、電流的關(guān)系式。 【規(guī)范解答】選A、D。 電源電壓有效值不變，所以V1示數(shù)不變，原、副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比，匝數(shù)之比不變，故V2示數(shù)不變， V1與V2示數(shù)的比值也不變，所以C錯誤，D正確；當(dāng)開關(guān)S閉合后，副線圈電路中的電阻減小，因?yàn)殡妷翰蛔?，所以副線圈電路中的電流增大，A2的示數(shù)增大，原、副線圈的電流之比等于匝數(shù)的反比，匝數(shù)之比不變， A1與A2示數(shù)的比值不變，所以A正確，B 錯誤。 6.（xx浙江理綜T17）某水電站，用總電阻為2.5的輸電線輸電給500 km外的用戶，其輸出電功率是3106 kW?，F(xiàn)用500 kV電壓輸電，則下列說法正確的是( ) A. 輸電線上輸送的電流大小為2105 A B. 輸電線上由電阻造成的損失電壓為15 kV C. 若改用5kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9108 kW D. 輸電線上損失的功率為，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻 【命題立意】本題以實(shí)際高壓輸電問題為載體,體現(xiàn)理論聯(lián)系實(shí)際的思想，主要考查在高壓輸電中的電能和電壓的損失。 【思路點(diǎn)撥】實(shí)際高壓輸電中電能和電壓主要損失在線路電阻中。 【規(guī)范解答】選B。輸出電功率P=3106 kW，輸電電壓U=500 kV，則輸電線上輸送的電流大小，所以A錯；輸電線上由電阻造成的損失電壓，所以B正確；輸電線上損失的功率，所以D錯誤；C項(xiàng)中損失功率大于輸出功率，與實(shí)際不符，故C錯誤。 7.（xx北京理綜T23）（18分）利用霍爾效應(yīng)制作的霍爾元件以及傳感器，廣泛應(yīng)用于測量和自動控制等領(lǐng)域。如圖1，將一金屬或半導(dǎo)體薄片垂直置于磁場B中，在薄片的兩個側(cè)面、間通以電流時，另外兩側(cè)、間產(chǎn)生電勢差，這一現(xiàn)象稱霍爾效應(yīng)。其原因是薄片中的移動電荷受洛倫茲力的作用向一側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，于是、間建立起電場ＥＨ，同時產(chǎn)生霍爾電勢差ＵＨ。當(dāng)電荷所受的電場力與洛倫茲力處處相等時，和達(dá)到穩(wěn)定值，的大小與和以及霍爾元件厚度之間滿足關(guān)系式，其中比例系數(shù)稱為霍爾系數(shù)，僅與材料性質(zhì)有關(guān)。 （１） 設(shè)半導(dǎo)體薄片的寬度（、間距）為，請寫出和的關(guān)系式；若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，請判斷圖１中、哪端的電勢高； （２） 已知半導(dǎo)體薄片內(nèi)單位體積中導(dǎo)電的電子數(shù)為ｎ，電子的電荷量為ｅ，請導(dǎo)出霍爾系數(shù)的表達(dá)式。（通過橫截面積Ｓ的電流I=nevS ，其中v是導(dǎo)電電子定向移動的平均速率）； （３） 圖2是霍爾測速儀的示意圖，將非磁性圓盤固定在轉(zhuǎn)軸上，圓盤的周邊等距離地嵌裝著ｍ個永磁體，相鄰永磁體的極性相反。霍爾元件置于被測圓盤的邊緣附近。當(dāng)圓盤勻速轉(zhuǎn)動時，霍爾元件輸出的電壓脈沖信號圖像如圖３所示。 ａ.若在時間ｔ內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為，請導(dǎo)出圓盤轉(zhuǎn)速的表達(dá)式。 ｂ.利用霍爾測速儀可以測量汽車行駛的里程。除此之外，請你展開“智慧的翅膀”，提出另一個實(shí)例或設(shè)想。 【命題立意】本題以霍爾元件以及傳感器為背景，考查了考生的綜合應(yīng)用能力。本題立意新穎，知識點(diǎn)考查靈活，體現(xiàn)了高考密切聯(lián)系生活實(shí)際的特點(diǎn)，是高考的熱點(diǎn)。 【思路點(diǎn)撥】由，找出和的關(guān)系，由左手定則判斷電勢高低，結(jié)合題意與電場、磁場、圓周運(yùn)動等知識進(jìn)行求解。 【規(guī)范解答】（1）ＥＨ和ＵＨ達(dá)到穩(wěn)定值，根據(jù)勻強(qiáng)電場中電勢差與電場強(qiáng)度的關(guān)系，可得； 若半導(dǎo)體材料是電子導(dǎo)電的，則電子運(yùn)動方向與電流方向相反，根據(jù)左手定則，電子受洛倫茲力的作用向側(cè)偏轉(zhuǎn)和積累，故端的電勢高。 （2）由 ① 得 ② 當(dāng)電場力與洛倫茲力相等時eEH=evB 得EH=vB ③ 又I=nevS ④ 聯(lián)立①②③④解之得 （3）a.由于在時間t內(nèi)，霍爾元件輸出的脈沖數(shù)目為P，則 P=mNt 圓盤轉(zhuǎn)速為 b. 在風(fēng)機(jī)風(fēng)葉上安裝小磁鐵，利用霍爾元件傳感器測速、測量水流量等。 【答案】（1） 端的電勢高（2）（3）a. b. 提出的實(shí)例或設(shè)想合理即可。 【類題拓展】STS型試題應(yīng)對策略 所謂STS是Science Technology Society的詞頭縮寫，即科學(xué)—技術(shù)—社會。 STS試題常常選材靈活、立意新穎，具有“起點(diǎn)高，落點(diǎn)低”的特點(diǎn)。 “起點(diǎn)高”指題目情景新或科技成果新，保證了題型新穎、獨(dú)特，為題海所無法包容；“落點(diǎn)低”指完成這些題目所需要的知識基礎(chǔ)不超綱，從而保證了考生在現(xiàn)有的知識結(jié)構(gòu)的基礎(chǔ)上，充分通過聯(lián)想、遷移、分析、重組、建模等方法和過程解決問題。對應(yīng)策略如下： 1.審視物理背景，獲取和篩選背景信息，從中提煉和分解物理過程，將復(fù)雜的實(shí)際問題進(jìn)行簡化，轉(zhuǎn)化為相關(guān)物理模型，就一定能找到問題的突破口。 2.挖掘物理背景中隱含的物理?xiàng)l件，理順物理過程中諸因素的相互依存、制約關(guān)系，以明確創(chuàng)造思維的方向；通過與常規(guī)問題模型的類比、聯(lián)想和遷移，尋求物理過程所遵循的物理規(guī)律，根據(jù)規(guī)律得出條件與結(jié)果的關(guān)系方程，進(jìn)而依據(jù)常規(guī)步驟求得結(jié)果。 8.（xx.海南理綜T9）如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4﹕1 ，原線圈兩端接入一正弦交流電源；副線圈電路中R為負(fù)載電阻，交流電壓表和交流電流表都是理想電表。下列結(jié)論正確的是( ) A．若電壓表讀數(shù)為6 V，則輸入電壓的最大值為V B．若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則電流表的讀數(shù)減小到原來的一半 C．若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸入功率也增加到原來的2倍 D．若保持負(fù)載電阻的阻值不變，輸入電壓增加到原來的2倍，則輸出功率增加到原來的4倍 【命題立意】考查變壓器的基本規(guī)律 【思路點(diǎn)撥】交流電路中，電表讀數(shù)都是有效值；變壓器電壓比等于匝數(shù)比；變壓器輸入功率等于輸出功率。 【規(guī)范解答】選A、D。若電壓表讀數(shù)為6 V，則輸入電壓為，此為有效值，因此其最大值為V，A正確；若輸入電壓不變，副線圈匝數(shù)增加到原來的2倍，則輸出電壓也增加到原來的2倍，電流表示數(shù)應(yīng)增加到原來的2倍，B錯；若輸入電壓不變，負(fù)載電阻的阻值增加到原來的2倍，則輸出電流減小到原來的一半，輸入功率等于輸出功率，即也減小到原來的一半，C錯；若保持負(fù)載電阻的阻值不變,輸入電壓增加到原來的2倍，輸出電壓增大到原來的2倍，則由可知輸出功率增加到原來的4倍，D正確。