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

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1、熱點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容,也是高考命題的重點板塊,題目的設置往往綜合考查交變電流“四值”的應用、交變電路的動態(tài)分析、遠距離輸電等問題,經常以選擇題形式出現(xiàn)。 題型一　交流電的“四值”問題 1.(多選)一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動,穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖像如圖所示。則下列說法中正確的是(　　) A.t=0時刻,線圈平面與中性面垂直 B.t=0.01s時刻,Φ的變化率最大 C.t=0.02s時刻,感應電動勢達到最大 D.從t=0.01s時刻至t=0.04s時刻線圈轉過的角度是32π 答案　BD　由圖

2、像可知t=0、0.02s、0.04s時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時刻至t=0.04s 時刻線圈旋轉34周,轉過的角度為32π。 題型二　含變壓器電路的動態(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)可以通過滑動觸頭Q來調節(jié),在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R,P為滑動變阻器的滑動觸頭。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,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變大

3、B.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變小 C.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變小 答案　BC　保持Q位置不動,則副線圈兩端電壓U2不變,P向上滑動,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錯誤,B正確。保持P位置不動,則R不變,Q向上滑動,n2變大,根據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錯誤。故選B、C。 題型三　遠距離輸電問題 3.(多選

4、)某同學在實驗室中研究遠距離輸電。由于輸電線太長,他將每 100 米導線卷成一卷,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生電源及用電器相連,測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.前后兩次實驗都可用于研究遠距離直流輸電 B.實驗可以證明,減小輸電電流能減小遠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項錯誤;根據P=I2r可知,減小輸電電流能減小遠距離輸電的能量損失,B項正確;若輸送功率一定,第一次實驗輸電線上的電流為I=PU1,輸電線上損耗的功率為P1=I2r=PU12r,第二次實驗,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項正確,D項錯誤。 跟蹤集訓 1.(多選)某興趣小組設計了一種發(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區(qū)域的圓心角α均為49π,磁場均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長ab=cd=L、bc=ad

6、=2L,線圈以角速度ω繞中心軸勻速轉動,bc邊和ad邊同時進入磁場。在磁場中,兩條邊所經過處的磁感應強度大小均為B、方向始終與兩邊的運動方向垂直。線圈的總電阻為r,外接電阻為R。則(　　) A.線圈切割磁感線時,感應電動勢的大小Em=2BL2ω B.線圈切割磁感線時,bc邊所受安培力的大小F=4NB2L3ωR+r C.線圈旋轉一圈時,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 邊的運動速度v=ωL2,感應電動勢Em=4NBLv,解得Em=2NBL2ω,A項錯誤;由歐姆定律得Im=EmR+r,安培力F=2NBImL,

7、解得F=4N2B2L3ωR+r,B項錯誤;線圈旋轉一圈時,磁通量的變化量為零,故平均感應電動勢為零,故流過電阻R的凈電荷量為零,C項正確;在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(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向左移動時,變壓器原、副線

8、圈的電流都減小 D.P向左移動時,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A錯誤;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B錯誤;P向左移動時,滑動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P=IU可知,變壓器輸入功率減小,選項C正確,D錯誤。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A錯誤;副線圈所接的每個燈泡中的電流均為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C正確,D錯誤。 5