（山西專版）2020版高考物理二輪復(fù)習(xí) 第一篇 選擇題熱點(diǎn)10 交變電流及理想變壓器精練（含解析）

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1、熱點(diǎn)10　交變電流及理想變壓器 熱考題型 　　變壓器是交變電流的核心內(nèi)容,也是高考命題的重點(diǎn)板塊,題目的設(shè)置往往綜合考查交變電流“四值”的應(yīng)用、交變電路的動(dòng)態(tài)分析、遠(yuǎn)距離輸電等問題,經(jīng)常以選擇題形式出現(xiàn)。 題型一　交流電的“四值”問題 1.(多選)一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖像如圖所示。則下列說法中正確的是(　　) A.t=0時(shí)刻,線圈平面與中性面垂直 B.t=0.01s時(shí)刻,Φ的變化率最大 C.t=0.02s時(shí)刻,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大 D.從t=0.01s時(shí)刻至t=0.04s時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過的角度是32π 答案　BD　由圖

2、像可知t=0、0.02s、0.04s時(shí)刻線圈平面在中性面位置,Φ最大,ΔΦΔt=0,故E=0;t=0.01s、0.03s、0.05s時(shí)刻線圈平面與磁感線平行,Φ最小,ΔΦΔt最大,故E最大。從圖像可知,從t=0.01s時(shí)刻至t=0.04s 時(shí)刻線圈旋轉(zhuǎn)34周,轉(zhuǎn)過的角度為32π。 題型二　含變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析 2.(多選)如圖所示,理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表,副線圈匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭Q來調(diào)節(jié),在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R,P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電,則(　　) A.保持Q的位置不動(dòng),將P向上滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變大

3、B.保持Q的位置不動(dòng),將P向上滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動(dòng),將Q向上滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動(dòng),將Q向上滑動(dòng)時(shí),電流表讀數(shù)變小 答案　BC　保持Q位置不動(dòng),則副線圈兩端電壓U2不變,P向上滑動(dòng),則R增大,副線圈電流I2減小,由P1=UI1=U2I2,可知I1減小,電流表讀數(shù)減小,A錯(cuò)誤,B正確。保持P位置不動(dòng),則R不變,Q向上滑動(dòng),n2變大,根據(jù)Un1=U2n2得,U2=n2n1U,則U2增大,由I2=U2R+R0,知I2增大,由UI1=U2I2,U不變,知I1增大,電流表讀數(shù)變大,所以C正確,D錯(cuò)誤。故選B、C。 題型三　遠(yuǎn)距離輸電問題 3.(多選

4、)某同學(xué)在實(shí)驗(yàn)室中研究遠(yuǎn)距離輸電。由于輸電線太長(zhǎng),他將每 100 米導(dǎo)線卷成一卷,共卷成 8 卷來代替輸電線路(忽略輸電線路的自感作用)。第一次直接將輸電線與學(xué)生電源及用電器相連,測(cè)得輸電線上損失的功率為P1。第二次采用如圖所示的電路輸電,其中理想變壓器 T1與電源相連,其原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2,理想變壓器T2與用電器相連,測(cè)得輸電線上損失的功率為P2。下列說法正確的是(　　) A.前后兩次實(shí)驗(yàn)都可用于研究遠(yuǎn)距離直流輸電 B.實(shí)驗(yàn)可以證明,減小輸電電流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失 C.若輸送功率一定,則P2∶P1=n12∶n22 D.若輸送功率一定,則P2∶P1=n1∶n2

5、 答案　BC　變壓器只能改變交變電壓,A項(xiàng)錯(cuò)誤;根據(jù)P=I2r可知,減小輸電電流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失,B項(xiàng)正確;若輸送功率一定,第一次實(shí)驗(yàn)輸電線上的電流為I=PU1,輸電線上損耗的功率為P1=I2r=PU12r,第二次實(shí)驗(yàn),升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2=n2n1U1,輸電線上的電流為I'=PU2,輸電線上損耗的功率為P2=PU22r,解得P2∶P1=n12∶n22,C項(xiàng)正確,D項(xiàng)錯(cuò)誤。 跟蹤集訓(xùn) 1.(多選)某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置,如圖所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角α均為49π,磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長(zhǎng)ab=cd=L、bc=ad

6、=2L,線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),bc邊和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中,兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直。線圈的總電阻為r,外接電阻為R。則(　　) A.線圈切割磁感線時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em=2BL2ω B.線圈切割磁感線時(shí),bc邊所受安培力的大小F=4NB2L3ωR+r C.線圈旋轉(zhuǎn)一圈時(shí),流過電阻R的凈電荷量為零 D.外力做功的平均功率為16N2B2L4ω219(r+R) 答案　CD　bc、ad 邊的運(yùn)動(dòng)速度v=ωL2,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em=4NBLv,解得Em=2NBL2ω,A項(xiàng)錯(cuò)誤;由歐姆定律得Im=EmR+r,安培力F=2NBImL,

7、解得F=4N2B2L3ωR+r,B項(xiàng)錯(cuò)誤;線圈旋轉(zhuǎn)一圈時(shí),磁通量的變化量為零,故平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,故流過電阻R的凈電荷量為零,C項(xiàng)正確;在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角α均為49π,發(fā)電裝置的總功率P=49·Em2R+r=16N2B2L4ω29(R+r),外力做功的平均功率與發(fā)電裝置的總功率相等,D項(xiàng)正確。 2.理想變壓器原線圈的匝數(shù)為1100匝,副線圈的匝數(shù)為25匝,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(dòng)變阻器的滑片。則(　　) A.副線圈輸出電壓的頻率為100Hz B.副線圈輸出電壓的有效值為7V C.P向左移動(dòng)時(shí),變壓器原、副線

8、圈的電流都減小 D.P向左移動(dòng)時(shí),變壓器的輸入功率增加 答案　C　變壓器不改變電壓的頻率,則f=1T=10.02Hz=50Hz,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;原線圈輸入電壓的有效值為U1=3112V≈220V,則副線圈輸出電壓的有效值為U2=n2n1U1=251100×220V=5V,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;P向左移動(dòng)時(shí),滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大,副線圈電阻增大,故副線圈中電流減小,由I1I2=n2n1可知變壓器原線圈中的電流減小,根據(jù)P=IU可知,變壓器輸入功率減小,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。故選C。 3.(多選)如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1,電壓表、電流表為理想電表。L1、L2、L3、L4為四只

9、規(guī)格均為“220V,60W”的燈泡。如果副線圈電壓按圖乙所示規(guī)律變化,則下列說法正確的是(　　) 甲 乙 A.電壓表的示數(shù)為660V B.電流表的示數(shù)為0.82A C.a、b兩端的電壓是1045V D.a、b兩端的電壓是1100V 答案　BC　根據(jù)題乙所示的副線圈電壓圖像,可知副線圈兩端電壓有效值為U2=220V。由變壓器變壓規(guī)律可知,原線圈兩端電壓U1=4U2=4×220V=880V,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;副線圈所接的每個(gè)燈泡中的電流均為I=PU2=60220A=311A,電流表的示數(shù)為I2=3I=3×311A=0.82A,選項(xiàng)B正確;由U1I1=U2I2,解得原線圈中電流I1=I24=944A,燈泡電阻R=U22P=220260Ω=24203Ω,原線圈串聯(lián)的燈泡兩端電壓為U燈=I1R=944×24203V=165V,a、b兩端的電壓是U燈+U1=165V+880V=1045V,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。 5