（浙江选考）2019届高考物理二轮复习 专题五 加试选择专题 提升训练16 交变电流综合问题.doc

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1、1提升训练提升训练 1616 交变电流综合问题交变电流综合问题 1 1.(2018 年 3 月东阳中学高三期初)如图甲所示,某个小型交流发电机的“转子”部分由单匝导线框 组成,导线框所处的磁场看做匀强磁场,磁感应强度大小为B=2.828 T,导线框面积为S=0.04 m2,其 电阻忽略不计,线框绕固定转轴以角速度=314 rad/s 匀速转动。若将其接入图乙所示的理想变 压器原线圈输入端,所有电表均为理想电表,原、副线圈匝数之比n1n2=41,灯泡 L1和 L2电阻均 为 12.56 不变,以下说法正确的是( )A.该交流电的频率为 50 Hz B.电压表 V2的示数为 3.14 V C.开关

2、 S 断开,此时小灯泡 L1的电功率为 3.14 W D.开关 S 闭合,电流表 A1的示数变小 2 2.(2018 年 4 月学军中学冲刺)如图所示,有一矩形线圈的面积为S,匝数为N,电阻不计,绕OO轴在 水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动,从图示位置开始计时。矩形线 圈通过滑环接一理想变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,副线圈接有可调电阻R,下列 判断正确的是( )A.矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBScos tB.矩形线圈从图示位置经过时间时,通过电流表的电荷量为 0 2 C.当P不动、R增大时,电压表读数也增大 D.当P向上移动、R不变时,电

3、流表读数增大 3 3.(2016 浙江绍兴模拟)如图所示,为一理想变压器,S 为单刀双掷开关,P为滑动变阻器的滑片,U1为 加在原线圈两端的电压,I1为原线圈中的电流,则( )A.保持U1及P的位置不变,S 由a合到b时,I1将增大 B.保持U1及P的位置不变,S 由b合到a时,R消耗的功率减小 C.保持U1不变,S 合在a处,使P上滑,I1将增大 D.保持P的位置不变,S 合在a处,若U1增大,I1将增大 4 4.某电池充电器的工作原理可以简化为理想变压器,如果正常工作时输入电压为 220 V,输出电压为 4.2 V,输出电流为 0.65 A,则( ) A.原线圈输入电流约为 0.20 A

4、B.原线圈输入电流约为 0.01 A C.原、副线圈的匝数比约为 521 D.原、副线圈的匝数比约为 15225 5.500 千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程。若输送功率为 3 200 万千瓦,原来采 用 200 千伏输电,由于输电线有电阻而损失的电功率为P,则采用 500 千伏超高压输电后,在输电线 上损失的电功率为(设输电线的电阻未变)( ) A.0.4PB.0.16PC.2.5PD.6.25P 6 6.(2017 浙江杭州七县区质量检测)理想变压器原线圈与正弦交流电源连接,输入电压u随时间t变 化的规律如图所示,原、副线圈匝数比n1n2=1001,副线圈只接入一个R=10

5、的电阻, 则( )A.与电阻R并联的电压表示数为 3.11 V B.流过电阻R的电流最大值为 0.311 A C.变压器的输入功率为 0.484 W D.电阻R上交流电压的频率为 50 Hz 7 7.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 110,接线柱a、b接在电压为u=10sin100t 2V 的正弦交流电源上,R1为定值电阻,其阻值为 100 ,R2为用半导体材料制成的热敏电阻(阻值随 温度升高而减小)。下列说法正确的是( )A.t= s 时,a、b间电压的瞬时值为 5 V1 6002B.t= s 时,电压表的读数为 50 V1 6002 C.在 1 分钟内电阻R1上产生的热量为 6

6、000 J D.当R2的温度升高时,电压表示数变大,电流表示数变大 8 8.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 51,V、R和L分别是电压表、定值电阻和电感 线圈,D1、D2均为灯泡。已知原线圈两端电压u按图乙所示正弦规律变化,下列说法正确的是( )A.电压表示数为 62.2 V B.电压u的瞬时值表达式为u=311sin100t V C.仅增大电压u的频率,电压表示数增大 D.仅增大电压u的频率,D1亮度不变,D2变暗 9 9.(2016 浙江学军中学期末)在匀强磁场中,一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图 甲所示,产生的交流电动势的图象如图乙所示,则( )A.t=0.0

7、05 s 时线圈平面与磁场方向平行 B.t=0.010 s 时线圈的磁通量变化率最大3C.线圈产生的交流电动势频率为 50 Hz D.线圈产生的交流电动势有效值为 311 V 1010.(2016 浙江嘉兴一中期末)用电高峰期,电灯往往会变暗,其原理可简化为如下物理问题。如图所 示,理想变压器副线圈上,通过输电线连接两只相同的灯泡 L1和 L2,输电线的等效电阻为R,原线圈 输入有效值恒定的交流电压,当开关 S 闭合时,以下说法正确的是( )A.原线圈中的电流减小 B.R两端的电压增大 C.原线圈输入功率不变 D.副线圈输出的电压不变 1111.如图所示,理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同

8、的灯泡,若四个灯泡恰好都能正常发光, 则下列说法正确的是( )A.U1U2=34 B.U1U2=43 C.若将 L1短路,则副线圈的三个灯泡仍能正常发光D.若将 L2短路,则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的 倍4 3 1212.小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂 直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图所示。每匝矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动 势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压( )A.峰值是e0B.峰值是 2e0C.有效值是Ne0D.有效值是Ne02 22 1313.图甲所示的变压器原、副线圈匝数比为 3

9、1,图乙是该变压器cd输入端交流电压u的图象, L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V 6 W”的相同灯泡,各电表均为理想交流电表,以下说法不正 确的是( )A.ab输入端电压的瞬时值表达式为Uab=27sin 100t(V)2B.电流表的示数为 2 A,且四只灯泡均能正常发光 C.流过灯 L2的电流每秒方向改变 50 次 D.ab输入端输入功率Pab=18 W 1414.下图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压,负载 变化时输入电压不会有大的波动,可以认为电压表 V1示数不变。输出电压通过输电线输送给用户,4两条输电线的总电阻用R0表示,变阻器R表示

10、用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失忽略 不计,当用户的用电器增加时,图中各表示数的变化情况是( )A.电流表 A1示数变大B.电流表 A2示数变小 C.电压表 V2示数变大D.电压表 V3示数变小 1515.如图所示,电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。t=0 时 刻线圈平面与磁场垂直,各电表均为理想交流电表,则( )A.t=0 时刻线圈中的感应电动势为零B.1 s 内电路中的电流方向改变次 C.滑片P向下滑动时,电压表的读数不变 D.滑片P向下滑动时,电流表的读数不变5提升训练 1616 交变电流综合问题1 1.AC 解析 因为=2f,得交变电流的频率为f

11、=50 Hz,故 A 正确;2 2=314 2 线圈产生的感应电动势的最大值Em=BS=2.8280.04314 V=35.5 V,原线圈输入电压的有效值U1= V=21.5 V,根据电压与匝数成正比,得副线圈两端的电压U2= U1= 25.1 2=35.521 41 4 V=6.28 V,即电压表 V2的示数是 6.28 V,故 B 错误;开关 S 断开,小灯泡 L1的电功率PL1=3.14 W,故 C 正确;221开关 S 闭合,负线圈的电阻减小,输出功率增大,输入功率增大,根据P=U1I1知,电流表 A1的示数 变大,故 D 错误。 2 2.AD3 3.ABD 解析 S 由a合到b时,n

12、1减小,由,可知U2增大,P2=随之增大,而P1=P2,又12=1222 P1=I1U1,从而I1增大,A 正确;S 由b合到a时,与上述情况相反,P2将减小,B 正确;P上滑时,R增大,P2=减小,又P1=P2,P1=I1U1,从而I1减小,C 错误;U1增大,由可知,U2增大,I2=随之增大,2212=122由可知I1也增大,D 正确。12=214 4.BC 解析 根据输入功率等于输出功率,有U1I1=U2I2,得I1=I2=0.65 A0.01A,故 A214.2220错误,B 正确;,即原、副线圈的匝数比约为 521,故 C 正确,D 错误。12=12=2204.252 15 5.B

13、解析 根据P损=r可知,当输电电压由 200 kV 升高到 500 kV时,其线路损耗由P减小送22 到 0.16P,选项 B 正确。 6 6.BCD 解析 原、副线圈匝数比n1n2=1001,电压表显示有效值 2.2 V,故 A 错;流过电阻R的电流最大值为 0.311 A,故 B 对;变压器的输入功率为 W=0.484 W,故 C 对;变压器频率不变,2.2210 电阻R上交流电压的频率为 50 Hz,故 D 对。7 7.AC 解析 由u=10sin100t V,当t= s 时,a、b两点间电压的瞬时值为 5 V,A 正确;21 6002U1=10 V, 根据得U2=100 V,电压表的读

14、数应为有效值 100 V,B 错误;在 1 分钟内电阻R1212=12上产生的热量Q=t=6 000 J,C 正确;当R2的温度升高时,R2的阻值减小,电压表示数不变,副线圈221中的电流增大,故原线圈中的电流增大,电流表示数变大,D 错误。8 8.BD 解析 根据题图乙可知,原线圈电压的最大值为 311 V,则有效值U1= V220 V,根据3112理想变压器电压与匝数成正比得,解得U2=44 V,所以电压表示数为 44 V,故 A 错误;根据12=12=5 1题图乙可知,原线圈电压的最大值为 311 V,=100 rad/s,则电压u的瞬时值表达式为2 6u=311sin100t V,故

15、B 正确;原线圈电压不变,线圈匝数不变,仅增大电压u的频率,电压表示数不 变,则 D1亮度不变,电感线圈通低频阻高频,频率越大,阻碍作用越大,所以 D2变暗,故 C 错误,D 正确。9 9.AC 1010.BD 解析 由于原线圈的电压及匝数比不变,故副线圈输出电压不变,选项 D 正确。开关 S 闭合,用户端阻值变小,用户端干路电流增大,则原线圈中电流变大,原线圈输入功率变大,选项 A、C 均错误。用户端干路电流增大,则输电线R上电压损失变大,选项 B 正确。 1111.BD 解析 设灯泡的额定电压为U,额定电流为I,则副线圈电压为 3U,电流为I,原线圈的灯 泡正常发光,电流也为I,所以原、副

16、线圈的匝数比为 11,原线圈两端电压为 3U,所以U1U2=43,选 项 A 错误,选项 B 正确;若将 L1短路,则原线圈的电压增大,则副线圈两端电压也增大,三个灯泡不能 正常发光,选项 C 错误;若将 L2短路,设副线圈的电流为I,原线圈的电流也为I,因此2IR+IR=U1=4U,则IR= U,即副线圈的每个灯泡两端的电压变为额定电压的 ,选项 D 正确。4 34 3 1212.D 解析 因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是e0,每匝中ab和cd串 联,故每匝线圈产生的电动势的最大值为 2e0。N匝线圈串联,整个线圈中感应电动势的最大值为 2Ne0,因线圈中产生的是正弦式交

17、变电流,则发电机输出电压的有效值E=Ne0,故选项 D 正确。21313.ACD 解析 变压器副线圈两端的电压U2=9 V,副线圈中的三只灯泡均正常发光,副线圈中的电流I2=3 =2 A,原线圈中的电流为I1,解得I1= A,灯 L4正常发光,电压为 9 V,ab输入 12=212 3 端电压的瞬时值表达式为Uab=36sin 100t(V),A 错误,B 正确;交变电流的频率为 50 Hz,所以流2过每只灯泡的电流每秒方向改变 100 次,C 错误;ab输入端输入功率P=UabI1=36 W=24 W,D 错误。2 31414.AD 解析 由于变压器的输入功率和输出功率相等,副线圈的电阻减小

18、了,输出功率变大了, 所以原线圈的输入功率也要变大,因为输入电压不变,所以输入电流要变大,所以电流表 A1的示数变 大,A 正确;当用电器增加时,相当于R的值减小,副线圈的总电阻减小,所以电流要变大,即电流表 A2的示数变大,B 错误;理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的,由于输入电压和匝数 比不变,所以副线圈的输出电压不变,所以电压表 V2的示数不变,C 错误;由于副线圈的电流变大,电 阻R0两端的电压变大,又因为电压表 V2的示数不变,所以电压表 V3的示数变小,D 正确。1515.AB 解析 由题可知图示位置,t=0,线圈的感应电动势为零,A 正确;由T=,得f=,故 1 s内2 2电路中电流方向改变的次数为 2f=,B正确;由电压表的示数U=R=可知,滑片P向下 + 1 + 滑动,电阻R增大,电压表示数U增大,而电流表示数I=变小,C、D 均错误。 +