考点11 交变电流
1.（2010·广东物理卷·t19）如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )
a．周期是0.01 sb．最大值是311 v
c．有效值是220 v d．表达式为u=220sin100πt（v）
命题立意】本题主要考查交流电的规律及其图像，交流电的最大值、有效值、瞬时值。
思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：
规范解答】选b、c。由图知：最大值um=311 v，有效值，周期t=0.02 s ，表达式，bc选项正确。
2.（2010·福建理综·t13）中国已投产运行的1 000 kv特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原采用500 kv的超高压输电，输电线上损耗的电功率为p。
在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kv特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为
abc.2pd.4p
命题立意】本题以特高压输电这一工业生产技术为背景，体现节能减排的环保意识，主要考查远程高压输电工程的知识，具有实际意义，高考复习应关注联系生产、生活实际的物理问题。
思路点拨】由保持输送电功率和输电线电阻都不变，据p=ui得输电线电流i，再据p线=i2r线，求得损耗功率。
规范解答】选a。由p=ui可知由500 kv的超高压输电变为1 000 kv特高压输电时，输电线电流变为原来的，再据p线=i2r线可得输电线上损耗的电功率将变为，故选a。
3.（2010·江苏物理卷·t7）在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )w w u .c om
a．升压变压器的输出电压增大。
b．降压变压器的输出电压增大。
c．输电线上损耗的功率增大。
d．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大。
命题立意】本题通过远距离输电为背景，考查电能的输送，通常考查电压的变化引起其他变化，功率的变化引起其他变化等相关知识，有新意。本题难度中等。
思路点拨】注意本题升压变压器的输入电压不变，然后分析输出功率变化引起输电线路上电流、电压的变化，利用变压比确定变压器输出电压变化。
规范解答】选cd。由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电压不变，a错误；在电能输出过程中有：，,因p变大，i变大，所以u线变大，所以降压变压器初级电压u3变小，则降压变压器的输出电压变小，b错误；由，因p变大，所以p线变大，c正确；根据，因p变大，所以比值变大，d正确。
4.（2010·山东理综·t19）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10﹕1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，p为滑动变阻器的触头。下列说法正确的是( )k^s*下。
a．副线圈输出电压的频率为50 hz
b．副线圈输出电压的有效值为31 v
c．p向右移动时，原、副线圈的电流比减小。
d．p向右移动时，变压器的输出功率增加。
命题立意】本题以理想变压器为背景，结合交变电流图像、闭合电路问题，主要考查交变电流的最大值与有效值、理想变压器的规律、闭合电路的欧姆定律、电路的动态分析等知识点。
思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：
规范解答】选a、d。由图像可知原线圈输入电压的最大值：um=310 v，，则原线圈输入电压的有效值：
，，选项a正确。由可得：,b错误。
p向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，而匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，c错误。p向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，d正确。
类题拓展】变压器的两个基本关系。
理想变压器的两个基本公式：⑴，即对同一变压器的任意两个线圈，都有电压和匝数成正比。，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有。
5.（2010·天津理综·t7）为**理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡l1、l2，电路中分别接了理想交流电压表v1、v2和理想交流电流表a1、a2，导线电阻不计，如图所示。当开关s闭合后 (
a. a1示数变大，a1与a2示数的比值不变。
b. a1示数变大，a1与a2示数的比值变大。
c. v2示数变小，v1与v2示数的比值变大。
d. v2示数不变，v1与v2示数的比值不变。
命题立意】本题主要考查理想变压器的有关知识，特别是关于变压器的动态分析问题，主要考查了学生的综合分析能力。
思路点拨】解答本题时注意了解电路的结构，并正确使用原、副线圈的功率、电压、电流的关系式。
规范解答】选a、d。 电源电压有效值不变，所以v1示数不变，原、副线圈的电压之比等于匝数之比，匝数之比不变，故v2示数不变， v1与v2示数的比值也不变，所以c错误，d正确；当开关s闭合后，副线圈电路中的电阻减小，因为电压不变，所以副线圈电路中的电流增大，a2的示数增大，原、副线圈的电流之比等于匝数的反比，匝数之比不变， a1与a2示数的比值不变，所以a正确，b 错误。
6.（2010·浙江理综·t17）某水电站，用总电阻为2.5的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kw。现用500 kv电压输电，则下列说法正确的是( )
a. 输电线上输送的电流大小为2105 a
b. 输电线上由电阻造成的损失电压为15 kv
c. 若改用5kv电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kw
d. 输电线上损失的功率为，u为输电电压，r为输电线的电阻。
命题立意】本题以实际高压输电问题为载体，体现理论联系实际的思想，主要考查在高压输电中的电能和电压的损失。
思路点拨】实际高压输电中电能和电压主要损失**路电阻中。
规范解答】选b。输出电功率p=3106 kw，输电电压u=500 kv，则输电线上输送的电流大小，所以a错；输电线上由电阻造成的损失电压，所以b正确；输电线上损失的功率，所以d错误；c项中损失功率大于输出功率，与实际不符，故c错误。
7.（2010·北京理综·t23）（18分）利用霍尔效应制作的霍尔元件以及传感器，广泛应用于测量和自动控制等领域。如图1，将一金属或半导体薄片垂直置于磁场b中，在薄片的两个侧面、间通以电流时，另外两侧、间产生电势差，这一现象称霍尔效应。
其原因是薄片中的移动电荷受洛伦兹力的作用向一侧偏转和积累，于是、间建立起电场ｅｈ，同时产生霍尔电势差ｕｈ。当电荷所受的电场力与洛伦兹力处处相等时，和达到稳定值，的大小与和以及霍尔元件厚度之间满足关系式，其中比例系数称为霍尔系数，仅与材料性质有关。
1） 设半导体薄片的宽度（、间距）为，请写出和的关系式；若半导体材料是电子导电的，请判断图１中、哪端的电势高；
2） 已知半导体薄片内单位体积中导电的电子数为ｎ，电子的电荷量为ｅ，请导出霍尔系数的表达式。（通过横截面积ｓ的电流i=nevs ，其中v是导电电子定向移动的平均速率）；
3） 图2是霍尔测速仪的示意图，将非磁性圆盘固定在转轴上，圆盘的周边等距离地嵌装着ｍ个永磁体，相邻永磁体的极性相反。霍尔元件置于被测圆盘的边缘附近。当圆盘匀速转动时，霍尔元件输出的电压脉冲信号图像如图３所示。
.若在时间ｔ内，霍尔元件输出的脉冲数目为，请导出圆盘转速的表达式。
.利用霍尔测速仪可以测量汽车行驶的里程。除此之外，请你展开“智慧的翅膀”，提出另一个实例或设想。
命题立意】本题以霍尔元件以及传感器为背景，考查了考生的综合应用能力。本题立意新颖，知识点考查灵活，体现了高考密切联系生活实际的特点，是高考的热点。
思路点拨】由，找出和的关系，由左手定则判断电势高低，结合题意与电场、磁场、圆周运动等知识进行求解。
规范解答】（1）ｅｈ和ｕｈ达到稳定值，根据匀强电场中电势差与电场强度的关系，可得；
若半导体材料是电子导电的，则电子运动方向与电流方向相反，根据左手定则，电子受洛伦兹力的作用向侧偏转和积累，故端的电势高。
2）由。得 ②
当电场力与洛伦兹力相等时eeh=evb
得eh=vb
又i=nevs
联立①②③解之得。
3）a.由于在时间t内，霍尔元件输出的脉冲数目为p，则。
p=mnt圆盘转速为。
b. 在风机风叶上安装小磁铁，利用霍尔元件传感器测速、测量水流量等。
【答案】（1） 端的电势高（2）（3）a. b. 提出的实例或设想合理即可。
类题拓展】sts型试题应对策略。
所谓sts是science technology society的词头缩写，即科学—技术—社会。 sts试题常常选材灵活、立意新颖，具有“起点高，落点低”的特点。 “起点高”指题目情景新或科技成果新，保证了题型新颖、独特，为题海所无法包容；“落点低”指完成这些题目所需要的知识基础不超纲，从而保证了考生在现有的知识结构的基础上，充分通过联想、迁移、分析、重组、建模等方法和过程解决问题。
对应策略如下：
1.审视物理背景，获取和筛选背景信息，从中提炼和分解物理过程，将复杂的实际问题进行简化，转化为相关物理模型，就一定能找到问题的突破口。
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