（浙江選考）2020版高考物理總復(fù)習(xí) 第九章 5 第5節(jié) 交變電流的產(chǎn)生和描述練習(xí)（含解析）

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1、交變電流的產(chǎn)生和描述 1．(2019·湖州調(diào)研)一個正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，下列的物理量不一定相等的是(　　) A．交變電流的頻率 B．電流的有效值 C．電功率 D．磁通量的變化率 解析：選B.變壓器原、副線圈中一定相等的物理量是頻率、磁通量的變化率、電功率，故選B. 2．(2019·嘉興檢測)理想變壓器原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u 隨時間t 變化的規(guī)律如圖所示，原、副線圈匝數(shù)比 ＝100，副線圈只接入一個R＝10 Ω的電阻，則下列說法錯誤的是(　　) A．與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11 V B．流過電阻R的電流最大值為0.311 A C．變壓器

2、的輸入功率為0.484 W D．一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為9.68×10－3 J 解析：選A.由題中圖線得，原線圈兩端的電壓為U1≈220 V，由變壓器原、副線圈電壓比＝得，副線圈上的電壓為U2＝2.2 V，選項A錯誤；流過電阻R的電流最大值Im＝≈0.311 A，選項B正確；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即有P入＝＝0.484 W，選項C正確；一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q＝P入T＝9.68×10－3 J，選項D正確． 3．通過某電流表的電流按如圖所示的規(guī)律變化，則該電流表的讀數(shù)為(　　) A．4 A　　 B．4 A C．5 A D．5 A 解析：選C.根據(jù)交變電流有

3、效值的定義取一個周期T.有I2RT＝R·＋(3)2R·，得I＝5 A. 4．(2019·紹興檢測)如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其單匝矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與R＝10 Ω的電阻連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)是10 V．圖乙是矩形線圈中磁通量Φ隨時間t變化的圖象，則(　　) A．電阻R上的電功率為20 W B．t＝0.02 s時，R兩端的電壓瞬時值為零 C．R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝14.1·cos 100πt V　 D．通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i＝1

4、4.1·cos 50πt A　 解析：選C.電阻R上的電功率為P＝＝10 W，選項A錯誤；由題圖乙知t＝0.02 s時磁通量變化率最大，R兩端的電壓瞬時值最大，選項B錯誤；R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝14.1cos 100πt V，選項C正確；通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i＝＝1.41cos 100πt A，選項D錯誤． 5．如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖．發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2.則下列說法正確的是(　　) A．用戶端的電壓為

5、 B．輸電線上的電壓降為U C．理想變壓器的輸入功率為Ir D．輸電線路上損失的電功率為I1U 解析：選A.根據(jù)變壓器的工作原理、歐姆定律和電功率公式解決問題．根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1＝I2U2，所以用戶端的電壓U2＝，選項A正確；輸電線上的電壓降U′＝I1r＝U－U1，選項B錯誤；變壓器的輸入功率P1＝I1U－Ir＝I1U1，選項C錯誤；輸電線路上損失的功率P′＝Ir＝I1(U－U1)，選項D錯誤． 【課后達標(biāo)檢測】 一、選擇題 1．有一不動的矩形線圈abcd，處于范圍足夠大的可轉(zhuǎn)動的勻強磁場中，如圖所示．該勻強磁場是由一對磁極N、S產(chǎn)生，磁極以O(shè)O′為軸勻速轉(zhuǎn)動．在

6、t＝0時刻，磁場的方向與線圈平行，磁極N開始離開紙面向外轉(zhuǎn)動，規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線是(　　) 答案：C 2．(2019·湖州檢測)一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示為穿過線圈的磁通量Ф隨時間變化的圖線，則下列說法正確的是(　　) A．t＝0時，線圈平面與中性面垂直 B．t＝時刻，磁通量的變化率最大 C．t＝時刻，交流電動勢達到最小 D．t＝T時刻，交流電動勢為零 答案：A 3．將阻值為100 Ω的用電器接到按i＝1.414sin 100πt(A)的規(guī)律變化的交流電路中，則(　

7、　) A．該交流的周期為0.02 s B．用電器兩端的電壓為141.4 V C．通過用電器的電流為1.414 A D．用電器消耗的功率為141.4 W 答案：A 4．(2019·舟山高二期中)如圖所示，T為理想變壓器，A1、A2為理想交流電流表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，原線圈兩端接恒壓交流電源，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭向下滑動時(　　) A．A1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變大 B．A1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變小 C．A1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變大 D．A1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變小 解析：選A.當(dāng)滑動觸頭下移時，R3變小，R總變小，I＝，U不變，I變大，U并

8、＝U－UR1，U并變小，通過R2的電流IR2變小，IA2＝I－IR2，IA2變大，A2的示數(shù)變大，由原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，可知A1的示數(shù)變大． 5．(2019·嘉興測試)圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形，其中圖1所示電壓按正弦規(guī)律變化．下列說法正確的是(　　) A．圖1表示交流電壓，圖2表示直流電壓 B．兩種電壓的有效值相等 C．圖1所示電壓的瞬時值表達式為u＝311sin 100πt(V) D．圖1所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10∶1的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼? 解析：選C.圖2表示的電壓方向在變，也是交流電壓，A錯；圖2表示的電壓是非正弦交流電壓，有效值與最大值之間并不滿足E

9、＝，B錯；變壓器不能改變交變電流的頻率，選項D錯． 6．理想變壓器上接有三個完全相同的燈泡，其中一個與該變壓器的原線圈串聯(lián)后接入交流電源，另外兩個并聯(lián)后接在副線圈兩端．已知三個燈泡均正常發(fā)光．該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為(　　) A．1∶2　　　 B．2∶l C．2∶3 D．3∶2 解析：選B.三燈都正常工作，則電流相等，由此可知變壓器的原、副線圈的電流比＝，對于理想變壓器，由于功率相等，P1＝P2，得＝得＝，選項B正確． 7．(2019·寧波調(diào)研)對于理想變壓器，下列說法中不正確的是(　　) A．原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大而增大 B．原線圈的輸入電流隨著副線圈的

10、輸出電流增大而增大 C．原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變化 D．當(dāng)副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零 答案：D 8．(2019·杭州質(zhì)檢)如圖所示，在某一輸電線路的起始端接入兩個互感器，原、副線圈的匝數(shù)比分別為100∶1和1∶100，圖中a、b表示電壓表或電流表，已知電壓表的示數(shù)為22 V，電流表的示數(shù)為1 A，則(　　) A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表 B．a(chǎn)為電壓表，b為電流表 C．線路輸送電功率是2 200 kW D．輸電線路總電阻為22 Ω 解析：選B.由題圖可知a表是電壓表，b表是電流表．而連接電壓表的互感器原線圈的匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為100∶1，連接

11、電流表的互感器原線圈的匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為1∶100，由電壓表的示數(shù)為22 V，得原線圈的電壓為2 200 V，由電流表的示數(shù)為1 A，得原線圈的電流為100 A．所以電線輸送功率是2.2×105 W，由已知條件無法求輸電線電阻． 9．某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示．發(fā)電機的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則(　　) A.> B.< C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓 D．升壓變壓器的輸出功率小于降壓變

12、壓器的輸入功率 解析：選A.根據(jù)變壓器工作原理可知＝，＝，由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，有U2>U3，所以>，A正確，B、C錯誤；升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率，D錯誤． 10.如圖所示，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2 Ω.從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過60°時的感應(yīng)電流為1 A．那么(　　) A．線圈消耗的電功率為2 W B．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A C．任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為e＝4cosV D．任意時刻穿過線圈的磁通量為Φ＝s

13、in 解析：選C.從線圈平面平行于磁感線開始計時，正弦交變電流的感應(yīng)電動勢的一般表達式為e＝Emcos θ，且該式的成立與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)(轉(zhuǎn)軸平行于磁感線的情況除外)，則感應(yīng)電流i＝＝cos θ，由題給條件有1＝×，解得Em＝4 V，則Im＝2 A，I有效＝ A，電功率P＝IR＝4 W，所以A、B錯誤．e＝4cos ωt＝4cos V，故C正確．由Em＝BSω＝Φm·得Φm＝，故Φ＝·sin，故D錯誤． 二、非選擇題 11．(2019·杭州調(diào)研)某小型實驗水電站輸出功率是20 kW，輸電線總電阻為6 Ω. (1)若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率； (2)若改用5 000 V

14、高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓． 解析：(1)輸電線上的電流為 I＝＝ A≈52.63 A 輸電線路損耗的功率為 P損＝I2R＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW. (2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流為 I′＝＝ A＝4 A 用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓 U1＝U′－I′R＝(5 000－4×6) V＝4 976 V 根據(jù)＝，用戶得到的電壓為 U2＝U1＝×4 976 V≈226.18 V. 答案：(1)16.62 kW　(2)226.18 V 12．(2019·麗水質(zhì)檢)如圖所示是家庭用的“漏電保護器”

15、的關(guān)鍵部分的原理圖，其中P是一個變壓器鐵芯，入戶的兩根電線(火線和零線)采用雙線繞法，繞在鐵芯的一側(cè)作為原線圈，然后再接戶內(nèi)的用電器．Q是一個脫扣開關(guān)的控制部分(脫扣開關(guān)本身沒有畫出，它是串聯(lián)在本圖左邊的火線上，開關(guān)斷開時，用戶的供電被切斷)，Q接在鐵芯另一側(cè)副線圈的a、b兩端之間，當(dāng)a、b間沒有電壓時，Q使得脫扣開關(guān)閉合，當(dāng)a、b間有電壓時脫扣開關(guān)立即斷開，使用戶斷電． (1)用戶正常用電時，a、b之間有沒有電壓？為什么？ (2)如果某人站在地面上，手誤觸火線而觸電，脫扣開關(guān)是否會斷開？為什么？ (3)已知原線圈的雙線各在鐵芯上繞了N1匝，加在另一側(cè)的副線圈繞了N2匝．已知正常用電

16、時通過火線和零線的電流都是I，某人站在地面上，手誤觸火線而觸電時通過人體的電流為I′.把這個變壓器視為理想變壓器，在人觸電的這段時間內(nèi)，已知a、b兩端的電壓是2 V，求火線線圈兩端的電壓和通過Q的電流各多大？ 解析：(1)由題文中提取的有用信息是：“火線和零線采用雙線”，在鐵芯中沒有交變磁通產(chǎn)生．因此，在Q中不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)，a、b間沒有電壓． (2)手誤觸火線時，相當(dāng)于把入戶線短接，通過人體的電流不通過原線圈，在Q中會產(chǎn)生電磁感應(yīng)，a、b間有電壓，Q會斷開． (3)根據(jù)變壓器規(guī)律＝，＝，可得火線線圈兩端的電壓為U1＝ V 通過Q的電流為Iab＝. 答案：見解析 - 8 -