（浙江選考）2019屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 加試選擇專題 提升訓(xùn)練16 交變電流綜合問題

提升訓(xùn)練16交變電流綜合問題1.(2018年3月東陽中學(xué)高三期初)如圖甲所示,某個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)的“轉(zhuǎn)子”部分由單匝導(dǎo)線框組成,導(dǎo)線框所處的磁場看做勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2.828 T,導(dǎo)線框面積為S=0.04 m2,其電阻忽略不計(jì),線框繞固定轉(zhuǎn)軸以角速度=314 rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若將其接入圖乙所示的理想變壓器原線圈輸入端,所有電表均為理想電表,原、副線圈匝數(shù)之比n1n2=41,燈泡L1和L2電阻均為12.56 不變,以下說法正確的是()A.該交流電的頻率為50 HzB.電壓表V2的示數(shù)為3.14 VC.開關(guān)S斷開,此時(shí)小燈泡L1的電功率為3.14 WD.開關(guān)S閉合,電流表A1的示數(shù)變小2.(2018年4月學(xué)軍中學(xué)沖刺)如圖所示,有一矩形線圈的面積為S,匝數(shù)為N,電阻不計(jì),繞OO'軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以角速度做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從圖示位置開始計(jì)時(shí)。矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器,滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓,副線圈接有可調(diào)電阻R,下列判斷正確的是()A.矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=NBScos tB.矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時(shí)間時(shí),通過電流表的電荷量為0C.當(dāng)P不動(dòng)、R增大時(shí),電壓表讀數(shù)也增大D.當(dāng)P向上移動(dòng)、R不變時(shí),電流表讀數(shù)增大3.(2016浙江紹興模擬)如圖所示,為一理想變壓器,S為單刀雙擲開關(guān),P為滑動(dòng)變阻器的滑片,U1為加在原線圈兩端的電壓,I1為原線圈中的電流,則()A.保持U1及P的位置不變,S由a合到b時(shí),I1將增大B.保持U1及P的位置不變,S由b合到a時(shí),R消耗的功率減小C.保持U1不變,S合在a處,使P上滑,I1將增大D.保持P的位置不變,S合在a處,若U1增大,I1將增大4.某電池充電器的工作原理可以簡化為理想變壓器,如果正常工作時(shí)輸入電壓為220 V,輸出電壓為4.2 V,輸出電流為0.65 A,則()A.原線圈輸入電流約為0.20 AB.原線圈輸入電流約為0.01 AC.原、副線圈的匝數(shù)比約為521D.原、副線圈的匝數(shù)比約為1525.500千伏超高壓輸電是我國目前正在實(shí)施的一項(xiàng)重大工程。若輸送功率為3 200 萬千瓦,原來采用200 千伏輸電,由于輸電線有電阻而損失的電功率為P,則采用500千伏超高壓輸電后,在輸電線上損失的電功率為(設(shè)輸電線的電阻未變)()A.0.4PB.0.16PC.2.5PD.6.25P6.(2017浙江杭州七縣區(qū)質(zhì)量檢測)理想變壓器原線圈與正弦交流電源連接,輸入電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示,原、副線圈匝數(shù)比n1n2=1001,副線圈只接入一個(gè)R=10 的電阻, 則()A.與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11 VB.流過電阻R的電流最大值為0.311 AC.變壓器的輸入功率為0.484 WD.電阻R上交流電壓的頻率為50 Hz7.如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為110,接線柱a、b接在電壓為u=10sin100t V的正弦交流電源上,R1為定值電阻,其阻值為100 ,R2為用半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小)。下列說法正確的是()A.t= s時(shí),a、b間電壓的瞬時(shí)值為5 VB.t= s時(shí),電壓表的讀數(shù)為50 VC.在1分鐘內(nèi)電阻R1上產(chǎn)生的熱量為6 000 JD.當(dāng)R2的溫度升高時(shí),電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大8.如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為51,V、R和L分別是電壓表、定值電阻和電感線圈,D1、D2均為燈泡。已知原線圈兩端電壓u按圖乙所示正弦規(guī)律變化,下列說法正確的是()A.電壓表示數(shù)為62.2 VB.電壓u的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=311sin100t VC.僅增大電壓u的頻率,電壓表示數(shù)增大D.僅增大電壓u的頻率,D1亮度不變,D2變暗9.(2016浙江學(xué)軍中學(xué)期末)在勻強(qiáng)磁場中,一矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖甲所示,產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢的圖象如圖乙所示,則()A.t=0.005 s時(shí)線圈平面與磁場方向平行B.t=0.010 s時(shí)線圈的磁通量變化率最大C.線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢頻率為50 HzD.線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢有效值為311 V10.(2016浙江嘉興一中期末)用電高峰期,電燈往往會(huì)變暗,其原理可簡化為如下物理問題。如圖所示,理想變壓器副線圈上,通過輸電線連接兩只相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,原線圈輸入有效值恒定的交流電壓,當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí),以下說法正確的是()A.原線圈中的電流減小B.R兩端的電壓增大C.原線圈輸入功率不變D.副線圈輸出的電壓不變11.如圖所示,理想變壓器原、副線圈上接有四個(gè)完全相同的燈泡,若四個(gè)燈泡恰好都能正常發(fā)光,則下列說法正確的是()A.U1U2=34B.U1U2=43C.若將L1短路,則副線圈的三個(gè)燈泡仍能正常發(fā)光D.若將L2短路,則副線圈的兩個(gè)燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的倍12.小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場,方向垂直于線圈中心軸OO',線圈繞OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示。每匝矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值都為e0,不計(jì)線圈電阻,則發(fā)電機(jī)輸出電壓()A.峰值是e0B.峰值是2e0C.有效值是Ne0D.有效值是Ne013.圖甲所示的變壓器原、副線圈匝數(shù)比為31,圖乙是該變壓器cd輸入端交流電壓u的圖象,L1、L2、L3、L4為四只規(guī)格均為“9 V6 W”的相同燈泡,各電表均為理想交流電表,以下說法不正確的是()A.ab輸入端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為Uab=27sin 100t(V)B.電流表的示數(shù)為2 A,且四只燈泡均能正常發(fā)光C.流過燈L2的電流每秒方向改變50次D.ab輸入端輸入功率Pab=18 W14.下圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓,負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng),可以認(rèn)為電壓表V1示數(shù)不變。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶,兩條輸電線的總電阻用R0表示,變阻器R表示用戶用電器的總電阻。如果變壓器上的能量損失忽略不計(jì),當(dāng)用戶的用電器增加時(shí),圖中各表示數(shù)的變化情況是()A.電流表A1示數(shù)變大B.電流表A2示數(shù)變小C.電壓表V2示數(shù)變大D.電壓表V3示數(shù)變小15.如圖所示,電阻為r的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。t=0時(shí)刻線圈平面與磁場垂直,各電表均為理想交流電表,則()A.t=0時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢為零B.1 s內(nèi)電路中的電流方向改變次C.滑片P向下滑動(dòng)時(shí),電壓表的讀數(shù)不變D.滑片P向下滑動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)不變提升訓(xùn)練16交變電流綜合問題1.AC解析 因?yàn)?2f,得交變電流的頻率為f=50 Hz,故A正確;線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值Em=BS=2.828×0.04×314 V=35.5 V,原線圈輸入電壓的有效值U1= V=21.5 V,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,得副線圈兩端的電壓U2=U1=×25.1 V=6.28 V,即電壓表V2的示數(shù)是6.28 V,故B錯(cuò)誤;開關(guān)S斷開,小燈泡L1的電功率PL1=3.14 W,故C正確;開關(guān)S閉合,負(fù)線圈的電阻減小,輸出功率增大,輸入功率增大,根據(jù)P=U1I1知,電流表A1的示數(shù)變大,故D錯(cuò)誤。2.AD3.ABD解析 S由a合到b時(shí),n1減小,由,可知U2增大,P2=隨之增大,而P1=P2,又P1=I1U1,從而I1增大,A正確;S由b合到a時(shí),與上述情況相反,P2將減小,B正確;P上滑時(shí),R增大,P2=減小,又P1=P2,P1=I1U1,從而I1減小,C錯(cuò)誤;U1增大,由可知,U2增大,I2=隨之增大,由可知I1也增大,D正確。4.BC解析 根據(jù)輸入功率等于輸出功率,有U1I1=U2I2,得I1=I2=×0.65 A0.01A,故A錯(cuò)誤,B正確;,即原、副線圈的匝數(shù)比約為521,故C正確,D錯(cuò)誤。5.B解析 根據(jù)P損=r可知,當(dāng)輸電電壓由200 kV升高到500 kV時(shí),其線路損耗由P減小到0.16P,選項(xiàng)B正確。6.BCD解析 原、副線圈匝數(shù)比n1n2=1001,電壓表顯示有效值2.2 V,故A錯(cuò);流過電阻R的電流最大值為0.311 A,故B對;變壓器的輸入功率為 W=0.484 W,故C對;變壓器頻率不變,電阻R上交流電壓的頻率為50 Hz,故D對。7.AC解析 由u=10sin100t V,當(dāng)t= s時(shí),a、b兩點(diǎn)間電壓的瞬時(shí)值為5 V,A正確;U1=10 V, 根據(jù)得U2=100 V,電壓表的讀數(shù)應(yīng)為有效值100 V,B錯(cuò)誤;在1分鐘內(nèi)電阻R1上產(chǎn)生的熱量Q=t=6 000 J,C正確;當(dāng)R2的溫度升高時(shí),R2的阻值減小,電壓表示數(shù)不變,副線圈中的電流增大,故原線圈中的電流增大,電流表示數(shù)變大,D錯(cuò)誤。8.BD解析 根據(jù)題圖乙可知,原線圈電壓的最大值為311 V,則有效值U1= V220 V,根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比得,解得U2=44 V,所以電壓表示數(shù)為44 V,故A錯(cuò)誤;根據(jù)題圖乙可知,原線圈電壓的最大值為311 V,=100 rad/s,則電壓u的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=311sin100t V,故B正確;原線圈電壓不變,線圈匝數(shù)不變,僅增大電壓u的頻率,電壓表示數(shù)不變,則D1亮度不變,電感線圈通低頻阻高頻,頻率越大,阻礙作用越大,所以D2變暗,故C錯(cuò)誤,D正確。9.AC10.BD解析 由于原線圈的電壓及匝數(shù)比不變,故副線圈輸出電壓不變,選項(xiàng)D正確。開關(guān)S閉合,用戶端阻值變小,用戶端干路電流增大,則原線圈中電流變大,原線圈輸入功率變大,選項(xiàng)A、C均錯(cuò)誤。用戶端干路電流增大,則輸電線R上電壓損失變大,選項(xiàng)B正確。11.BD解析 設(shè)燈泡的額定電壓為U,額定電流為I,則副線圈電壓為3U,電流為I,原線圈的燈泡正常發(fā)光,電流也為I,所以原、副線圈的匝數(shù)比為11,原線圈兩端電壓為3U,所以U1U2=43,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,選項(xiàng)B正確;若將L1短路,則原線圈的電壓增大,則副線圈兩端電壓也增大,三個(gè)燈泡不能正常發(fā)光,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;若將L2短路,設(shè)副線圈的電流為I',原線圈的電流也為I',因此2I'R+I'R=U1=4U,則I'R=U,即副線圈的每個(gè)燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的,選項(xiàng)D正確。12.D解析 因每匝矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值都是e0,每匝中ab和cd串聯(lián),故每匝線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值為2e0。N匝線圈串聯(lián),整個(gè)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為2Ne0,因線圈中產(chǎn)生的是正弦式交變電流,則發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值E=Ne0,故選項(xiàng)D正確。13.ACD解析 變壓器副線圈兩端的電壓U2=9 V,副線圈中的三只燈泡均正常發(fā)光,副線圈中的電流I2=3×=2 A,原線圈中的電流為I1,解得I1= A,燈L4正常發(fā)光,電壓為9 V,ab輸入端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為Uab=36sin 100t(V),A錯(cuò)誤,B正確;交變電流的頻率為50 Hz,所以流過每只燈泡的電流每秒方向改變100次,C錯(cuò)誤;ab輸入端輸入功率P=UabI1=36× W=24 W,D錯(cuò)誤。14.AD解析 由于變壓器的輸入功率和輸出功率相等,副線圈的電阻減小了,輸出功率變大了,所以原線圈的輸入功率也要變大,因?yàn)檩斎腚妷翰蛔?所以輸入電流要變大,所以電流表A1的示數(shù)變大,A正確;當(dāng)用電器增加時(shí),相當(dāng)于R的值減小,副線圈的總電阻減小,所以電流要變大,即電流表A2的示數(shù)變大,B錯(cuò)誤;理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的,由于輸入電壓和匝數(shù)比不變,所以副線圈的輸出電壓不變,所以電壓表V2的示數(shù)不變,C錯(cuò)誤;由于副線圈的電流變大,電阻R0兩端的電壓變大,又因?yàn)殡妷罕鞻2的示數(shù)不變,所以電壓表V3的示數(shù)變小,D正確。15.AB解析 由題可知圖示位置,t=0,線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢為零,A正確;由T=,得f=,故1 s內(nèi)電路中電流方向改變的次數(shù)為2f=,B正確;由電壓表的示數(shù)U=·R=可知,滑片P向下滑動(dòng),電阻R增大,電壓表示數(shù)U增大,而電流表示數(shù)I=變小,C、D均錯(cuò)誤。6