(山西专版)2022版高考物理二轮复习第一篇选择题热点10交变电流及理想变压器精练(含解析).pdf

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1、山西专版山西专版 20222022 版高考物理二版高考物理二轮复习第一篇选择题热点轮复习第一篇选择题热点 1010 交交变电流及理想变压器精练变电流及理想变压器精练含解含解析析热点热点 1010交变电流及理想变压器交变电流及理想变压器热考题型热考题型变压器是交变电流的核心内容变压器是交变电流的核心内容,也是高考命题的重也是高考命题的重点板块点板块,题目的设置往往综合考查交变电流“四值的题目的设置往往综合考查交变电流“四值的应用、交变电路的动态分析、远距离输电等问题应用、交变电路的动态分析、远距离输电等问题,经常经常以选择题形式出现。以选择题形式出现。题型一题型一交流电的“四值问题交流电的“四值

2、问题1.(1.(多项选择多项选择)一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动感线的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量随时间变化的图穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如下图。那么以下说法中正确的选项是像如下图。那么以下说法中正确的选项是()A.t=0A.t=0 时刻时刻,线圈平面与中性面垂直线圈平面与中性面垂直B.t=0.01sB.t=0.01s 时刻,时刻,的变化率最大的变化率最大C.t=0.02sC.t=0.02s 时刻时刻,感应电动势到达最大感应电动势到达最大D.D.从从 t=0.01st=0.01s 时刻至时刻至 t=0.04st=0.04s 时刻线圈转

3、过的角度是时刻线圈转过的角度是3 32 22 2答案答案BDBD由图像可知由图像可知 t=0t=0、0.02s0.02s、0.04s0.04s 时刻线圈时刻线圈平面在中性面位置,平面在中性面位置,最大最大,=0,=0,故故 E=0;t=0.01sE=0;t=0.01s、0.03s0.03s、0.05s0.05s 时刻线圈平面与磁感线平行,时刻线圈平面与磁感线平行,最小最小,最大最大,故故 E E 最大。从图像可知最大。从图像可知,从从 t=0.01st=0.01s 时刻至时刻至t=0.04st=0.04s 时刻线圈旋转时刻线圈旋转 周周,转过的角度为转过的角度为。4 42 23 33 3题型二

4、题型二含变压器电路的动态分析含变压器电路的动态分析2.(2.(多项选择多项选择)如下图如下图,理想变压器的原线圈连接一只理理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头副线圈匝数可以通过滑动触头 Q Q 来调节来调节,在副线圈两端连接了定值电阻在副线圈两端连接了定值电阻 R R0 0和滑动变阻器和滑动变阻器 R,PR,P 为为滑动变阻器的滑动触头。滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为在原线圈上加一电压为 U U 的正的正弦交流电弦交流电,那么那么()A.A.保持保持Q Q的位置不动的位置不动,将将P P向上滑动时向上滑动时,电流表读数变大电流表读数变大B

5、.B.保持保持Q Q的位置不动的位置不动,将将P P向上滑动时向上滑动时,电流表读数变小电流表读数变小C.C.保持保持P P的位置不动的位置不动,将将Q Q向上滑动时向上滑动时,电流表读数变大电流表读数变大D.D.保持保持P P的位置不动的位置不动,将将Q Q向上滑动时向上滑动时,电流表读数变小电流表读数变小3 3答案答案BCBC保持保持 Q Q 位置不动位置不动,那么副线圈两端电压那么副线圈两端电压 U U2 2不不变变,P,P 向上滑动向上滑动,那么那么 R R 增大增大,副线圈电流副线圈电流 I I2 2减小减小,由由P P1 1=UI=UI1 1=U=U2 2I I2 2,可知可知 I

6、 I1 1减小减小,电流表读数减小电流表读数减小,A,A 错误错误,B,B 正正确。确。保持保持 P P 位置不动位置不动,那么那么 R R 不变不变,Q,Q 向上滑动向上滑动,n,n2 2变大变大,2 22 2根据根据=得得,U,U2 2=U,U,那么那么1 12 21 1U U2 2增大增大,由由2 2I I2 2=,知知+0 0I I2 2增增大大,由由UIUI1 1=U=U2 2I I2 2,U,U不变不变,知知I I1 1增大增大,电流表读数变大电流表读数变大,所以所以C C 正确正确,D,D 错误。应选错误。应选 B B、C C。题型三题型三远距离输电问题远距离输电问题3.(3.(

7、多项选择多项选择)某同学在实验室中研究远距离输电。某同学在实验室中研究远距离输电。由于由于输电线太长输电线太长,他将每他将每 100 100 米导线卷成一卷米导线卷成一卷,共卷成共卷成 8 8卷来代替输电线路卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用忽略输电线路的自感作用)。第一次第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得输电线上测得输电线上损失的功率为损失的功率为 P P1 1。第二次采用如下图的电路输电。第二次采用如下图的电路输电,其中其中理想变压器理想变压器 T T1 1与电源相连与电源相连,其原、副线圈的匝数比为其原、副线圈的匝数比为n n1 1n

8、n2 2,理想变压器理想变压器T T2 2与用电器相连与用电器相连,测得输电线上损失测得输电线上损失的功率为的功率为 P P2 2。以下说法正确的选项是。以下说法正确的选项是()A.A.前后两次实验都可用于研究远距离直流输电前后两次实验都可用于研究远距离直流输电4 4B.B.实验可以证明实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能减小输电电流能减小远距离输电的能量损失量损失2 2C.C.假设输送功率一定假设输送功率一定,那么那么 P P2 2P P1 1=2 21 12 2D.D.假设输送功率一定假设输送功率一定,那么那么 P P2 2P P1 1=n=n1 1n n2 2答案答案BCBC变

9、压器只能改变交变电压变压器只能改变交变电压,A,A 项错误项错误;根据根据P=IP=I r r 可知可知,减小输电电流能减小远距离输电的能量损减小输电电流能减小远距离输电的能量损失失,B,B 项正确项正确;假设输送功率一定假设输送功率一定,第一次实验输电线上第一次实验输电线上2 2的电流为的电流为P P1 1=I=I r=r=()r,r,1 12 2第二次实验第二次实验,升压变压器副线圈两端的电压升压变压器副线圈两端的电压 U U2 2=U U1 1,输输1 1I=I=,输电线上损耗的功率为输电线上损耗的功率为1 12 22 2电线上的电流为电线上的电流为2 2P P2 2=()r,r,解得解

10、得2 2I=I=,输电线上损耗的功率为输电线上损耗的功率为2 22 2P P2 2P P1 1=2 21 12 2,C,C 项正确项正确,D,D 项错误。项错误。跟踪集训跟踪集训1.(1.(多项选择多项选择)某兴趣小组设计了一种发电装置某兴趣小组设计了一种发电装置,如下如下图。图。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角角 均为均为,磁场均沿半径方向。匝数为,磁场均沿半径方向。匝数为 N N 的矩形线的矩形线9 94 4圈圈 abcdabcd 的边长的边长 ab=cd=Lab=cd=L、bc=ad=2L,bc=ad=2L,线圈以角速度线圈以角速

11、度 绕中心轴匀速转动绕中心轴匀速转动,bc,bc 边和边和 adad 边同时进入磁场。在磁边同时进入磁场。在磁场中场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为两条边所经过处的磁感应强度大小均为 B B、方向、方向5 5始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为 r,r,外接外接电阻为电阻为 R R。那么。那么()A.A.线圈切割磁感线时线圈切割磁感线时,感应电动势的大小感应电动势的大小 E Em m=2BL=2BL B.B.线圈切割磁感线时线圈切割磁感线时,bc,bc 边所受安培力的大小边所受安培力的大小F=F=4 42 23 32 2+C.C.线圈旋转一圈时

12、线圈旋转一圈时,流过电阻流过电阻 R R 的净电荷量为零的净电荷量为零D.D.外力做功的平均功率为外力做功的平均功率为16162 22 24 42 219(19(+)2 2答案答案CDCDbcbc、adad 边的运动速度边的运动速度 v=v=,感应电动势感应电动势E Em m=4NBLv,=4NBLv,解得解得 E Em m=2NBL=2NBL,A,A 项错误项错误;由欧姆定律得由欧姆定律得m mI Im m=,安培力安培力+2 2F=2NBIF=2NBIm mL,L,解得解得 F=F=4 42 22 23 3+,B,B 项错误项错误;线圈旋转一圈时线圈旋转一圈时,磁通量的变化量为零磁通量的变

13、化量为零,故平均感应电故平均感应电动势为零动势为零,故流过电阻故流过电阻 R R 的净电荷量为零的净电荷量为零,C,C 项正确项正确;在在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角 均为均为,发电装置的总功率,发电装置的总功率9 94 42 216162 22 24 42 2m mP=P=,外外9 9+9(9(+)4 4力做功的平均功率与发电装置的总功率相等力做功的平均功率与发电装置的总功率相等,D,D 项正项正确。确。6 62.2.理想变压器原线圈的匝数为理想变压器原线圈的匝数为 11001100 匝匝,副线圈的匝数副线圈的匝数为为 2525 匝

14、匝,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线副线圈所接电路如图乙所示圈所接电路如图乙所示,P,P 为滑动变阻器的滑片。那么为滑动变阻器的滑片。那么()A.A.副线圈输出电压的频率为副线圈输出电压的频率为 100Hz100HzB.B.副线圈输出电压的有效值为副线圈输出电压的有效值为 7V7VC.PC.P 向左移动时向左移动时,变压器原、副线圈的电流都减小变压器原、副线圈的电流都减小D.PD.P 向左移动时向左移动时,变压器的输入功率增加变压器的输入功率增加答案答案C C变压器不改变电压的频率变压器不改变电压的频率,那么那么f=f=1 11 10.020.02Hz

15、=50Hz,Hz=50Hz,选项选项 A A 错误错误;原线圈输入电压的有效原线圈输入电压的有效V220V,那么副线圈输出电压的有效值为V220V,那么副线圈输出电压的有效值为值为值为 U U1 1=311311 2 22 22525U U2 2=U U1 1=220V=5V,选项220V=5V,选项B B错误错误;P;P向左移动时向左移动时,滑动滑动1 111001100变阻器接入电路的电阻增大变阻器接入电路的电阻增大,副线圈电阻增大副线圈电阻增大,故副线故副线1 12 2圈中电流减小圈中电流减小,由由=可知变压器原线圈中的电流减可知变压器原线圈中的电流减2 21 1小小,根据根据P=IUP

16、=IU可知可知,变压器输入功率减小变压器输入功率减小,选项选项C C正确正确,D,D错误。应选错误。应选 C C。7 73.(3.(多项选择多项选择)如图甲所示如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝理想变压器原、副线圈的匝数比为数比为 4 41,1,电压表、电流表为理想电表。电压表、电流表为理想电表。L L1 1、L L2 2、L L3 3、L L4 4为四只规格均为“220V,60W的灯泡。为四只规格均为“220V,60W的灯泡。如果副线圈电如果副线圈电压按图乙所示规律变化压按图乙所示规律变化,那么以下说法正确的选项是那么以下说法正确的选项是()甲甲乙乙A.A.电压表的示数为电压表的示数为 6

17、60V660VB.B.电流表的示数为电流表的示数为 0.82A0.82AC.aC.a、b b 两端的电压是两端的电压是 1045V1045VD.aD.a、b b 两端的电压是两端的电压是 1100V1100V答案答案BCBC根据题乙所示的副线圈电压图像根据题乙所示的副线圈电压图像,可知副线可知副线圈两端电压有效值为圈两端电压有效值为 U U2 2=220V=220V。由变压器变压规律可知由变压器变压规律可知,原线圈两端电压原线圈两端电压 U U1 1=4U=4U2 2=4220V=880V,选项=4220V=880V,选项 A A 错误错误;副副60603 3线圈所接的每个灯泡中的电流均为线圈

18、所接的每个灯泡中的电流均为I=I=A=A=A,A,电流电流2 222022011118 8表的示数为表的示数为 I I2 2=3I=3=3I=3 A=0.82A,A=0.82A,选项选项 B B 正确正确;由由11113 3U U1 1I I1 1=U=U2 2I I2 2,解得原线圈中电流解得原线圈中电流 I I1 1=2 29 94 4=A,A,灯泡电阻灯泡电阻44442 22 2220220242024202 2R=R=,原线圈串联的灯泡两端电压为,原线圈串联的灯泡两端电压为 U U灯灯60603 3=I=I9 9242024201 1R=R=44443 3V=165V,aV=165V,a、b b 两端的电压是两端的电压是 U U灯灯+U+U1 1=165V+880V=1045V,=165V+880V=1045V,选项选项 C C 正确正确,D,D 错误。错误。9 9