高考物理最新电磁学知识点之交变电流基础测试题及答案.pdf
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1、高考物理最新电磁学知识点之交变电流基础测试题及答案一、选择题1矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示灯泡标有“36 V40 W”的字样且阻值可以视作不变,变压器原、副线圈的匝数之比为21,线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示则下列说法正确的是()A图乙电动势的瞬时值表达式为e36 sin(t)VB变压器副线圈中的电流方向每秒改变50 次C灯泡L恰好正常发光D理想变压器输入功率为20 W2一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b 间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d 间作为副线圈,在a、b 间输入电压为U1的交变电流时,c、d 间的输
2、出电压为U2,在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中()AU2U1,U2降低BU2U1,U2升高CU2U1,U2降低DU2U1,U2升高3图甲是某燃气炉点火装置的原理图转换器能将电压恒为3V 的直流电压转换转为如图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是()A电压表的示数等于3VB电压表的示数等于10VC实现点火的条件之一是121500nnD实现点火的条件是钢针和金属板紧密接触4如图是交流发电机的示意图,匀强磁场方向水平向右,磁感应强
3、度为B,线圈 ABCD 从图示位置(中性面)开始计时,绕垂直于磁场方向的轴OO逆时针匀速转动。已知转动角速度为,线圈 ABCD 的面积为S,匝数为 N,内阻为r,外电路总电阻为R(包括滑环和电刷的接触电阻和电表电阻),规定线圈中产生的感应电流方向沿ABCD 为正方向,下列说法正确的是()A线圈产生感应电动势的瞬时值为02sineNB StB电路中产生的电流有效值为022()NB SIRrC外电路的电压峰值为02mNB SRURrD1 秒内线圈中电流方向改变2次5教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交
4、流电压表V 的读数分别为I、U,R 消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的12,则()AR 消耗的功率变为12PB电压表V 的读数变为12UC电流表A 的读数变为2ID通过 R 的交变电流频率不变6如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1nn,原线圈接入电压220 2 sin100utV的交流电源,图中电表均为理想电表,闭合开关后,当滑动变阻器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中,下列说法正确的是()A副线圈中交变电流的频率为100HzB0t时,电压表的示数为0C电流表的示数先变小后变大D电流表的示数先变大后变小7如图所示,左右两个电路中,当a、b 两端和 e、f 两
5、端分别接220V 的交变电压时,测得 c、d 两端和 g、h两端的电压均为110V若分别在c、d 两端和 g、h 两端加上110V 交变电压,则a、b 两端和 e、f 两端测得的电压将分别是()A220V,220VB220V,110VC110V,110VD220V,0V8一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻1R、2R和3R的阻值分别为3、1和4,A 为理想交流电流表,U 为正弦交流电压源,输出电压R 的有效值恒定当开关S断开时,电流表的示数为I;当 S闭合时,电流表的示数为4I。该变图压器原、副线圈匝数的比值为()A2B3C4D59有一种自行车,它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机,其原
6、理示意图如图甲所示,图中 N,S是一对固定的磁极,磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈,转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮如图乙所示,当车轮转动时,因摩擦而带动摩擦轮转动,从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电关于此装置,下列说法正确的是()A自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C知道摩擦轮与后轮的半径,就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D线圈匝数越多,穿过线圈的磁通量的变化率越大10 如图所示为某住宅区的应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成发电机中矩形线圈所围的面积为S,匝数为N,电阻不计,它可绕水平轴OO
7、 在磁感应强度为B 的水平匀强磁场中以角速度匀速转动矩形线圈通过滑环连接降压变压器,滑动触头P上下移动时可改变输出电压,R0表示输电线的电阻以线圈平面与磁场平行时为计时起点,下列判断正确的是A若发电机线圈某时刻处于图示位置,变压器原线圈的电流瞬时值为零B发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e=NBS sintC当用电量增加时,为使用户电压保持不变,滑动触头P应向上滑动D当滑动触头P向下移动时,变压器原线圈两端的电压将升高11 如图所示,一个N匝矩形闭合线圈,总电阻为R,在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO以恒定的角速度转动,线圈产生的电动势的最大值为mE,从线圈平面与磁感线平行时开始计时,则
8、()A线圈电动势的瞬时值表达式为msineEtB当线圈转过2时,磁通量的变化率达到最大值C穿过线圈的磁通量的最大值为mED线圈转动一周产生的热量为2mER12 在匀强磁场中,一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动,如图甲所示产生的感应电动势如图乙所示,则()A线框产生的交变电动势有效值为311VB线框产生的交变电动势频率为100HzC0.01 st时线框平面与中性面重合D0.015 st时线框的磁通量变化率为零13 如图所示,N 匝矩形导线框以角速度绕对称轴OO匀速转动,线框面积为S,线框电阻、电感均不计,在OO左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场,外电路接有电阻R,理想电流表 A,则:()A
9、从图示时刻起,线框产生的瞬时电动势为sineNB StB交流电流表的示数24INBSRCR 两端电压的有效值2UNBSD一个周期内R 的发热量2NBSQR14 图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻,则经过1min 的时间,两电阻消耗的电功W甲:W乙之比为()A1:2B1:2C1:3D1:615 一理想变压器原、副线圈的匝数比为51,原线圈输入电压的变化规律如图甲所示,副线圈所接电路如图乙所示,P为滑动变阻器R的滑动片。下列说法正确的是()A副线圈输出电压的频率为100HzB副线圈输出电压的有效值为62VCP向下移动时,变压器的输出
10、功率增加DP向下移动时,原、副线圈的电流都减小16 如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0,外接 R=9.0的电阻。闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势e=10sin10 t(V),则()A该交变电流的频率为10HzB该电动势的有效值为10VC外接电阻R 所消耗的电功率为9WD电路中理想交流电流表的示数为A17 一台交流发电机的线圈电阻为2,将其输出端接在电阻为20 的电阻丝上,其输出电压从某时刻开始随时间变化的图象如图所示,则()A线圈转动的角速度为25 rad/sB电阻丝的发热功率为250 WC交流发电机的电动势有效值为502 VD若将此发电机接在匝数比为12
11、 的理想变压器上可使输出频率提高1 倍18 如图所示,一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1n210 1,原线圈接入电压220 2 sin100(V)ut的交流电源,交流电压表和电流表对电路的影响可忽略不计,定值电阻 R010 ,可变电阻R的阻值范围为010 则()A副线圈中交变电流的频率为100 HzBt 0.02 s 时,电压表的示数为0C调节可变电阻R 的阻值时,电流表示数的变化范围为1.12.2 AD当可变电阻阻值为10 时,变压器的输入电功率为24.2 W19 如图是一个正弦式交变电流的图象,下列说法正确的是()A周期是0.2 s,电流的峰值是10 AB周期是0.15 s,电流的峰值
12、是10 AC频率是5 Hz,电流的有效值是10 AD频率是0.2 Hz,电流的有效值是7.07 A20 如甲图所示为恒压电源给硫化镉光敏电阻R供电时,流过此电阻的电流和所受光照强度的关系图像。根据这一特性,某同学设计一个台灯的自动控制电路如乙图所示,T为一自耦式变压器。下列说法正确的是()A在其他条件不变的情况下,如果光照变强,则灯泡的亮度减小B在其他条件不变的情况下,如果光照变强,则灯泡的亮度增加C在其他条件不变的情况下,将自耦式变压器的滑片P 适当下滑,则灯泡的亮度增加D在其他条件不变的情况下,适当增大滑动变阻器R1的阻值,则灯泡的亮度增加21 如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数之比为
13、4:1,a、b 间接有电压瞬时值表达式为220 2sin100et(V)的正弦交变电流,灯泡L1、L2的额定功率相同且恰好都正常发光。该理想电压表的示数为()A27.5VB44VC110VD220V22 图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,A 为理想交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO 沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图象如图乙所示。已知发电机线圈电阻为10,外接一只阻值为90的电阻,不计电路的其它电阻,则()A电流表的示数为0.31AB线圈转动的角速度为50rad sC0.01s时线圈平面与磁场方向平行D在线圈转动一周过程中,外电阻发
14、热约为0.087J23 如图所示为一理想变压器,原、副线圈的匝数比为12:5:1nn,分别接有定值电阻1R和2R,且12R:R5:1原线圈接正弦交流电电压表为理想交流电压表则A电阻1R和2R消耗功率之比为1:1B电压表1V和2V的示数之比为5:1C电压表1V和2V的示数之比为6:1D原副线圈磁通量变化率之比为5:124 图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R 为滑动变阻器现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置,观察到电流表 A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A。则下列说法正确的是()A电压表V1示数增大B电压表V2
15、、V3示数均增大C该变压器起升压作用D变阻器滑片是沿cd 的方向滑动25 2016 年底以来,共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌共享单车第一代产品,单车的内部有一个小型发电机,通过骑行者的骑行踩踏,不断地给单车里的蓄电池充电,蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示,矩形线圈abcd的面积为 0.001m2,共有 100 匝,线圈总电阻为1,线圈处于磁感应强度大小为22T的匀强磁场中,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO转动,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为9电阻连接,不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以10rad/s的角速度绕轴OO匀速转动时,下列
16、说法中正确的是()A交流电流表的示数是0.002AB电阻 R 的发热功率是0.4WC该交流发电机产生的交流电的周期为0.2sD当线圈平面和磁场方向平行时,线圈中的感应电流为零【参考答案】*试卷处理标记,请不要删除一、选择题1D 解析:D【解析】【分析】根据交流电的图像确定交流电瞬时值表达式;交流电的方向一周改变2 次;根据变压器匝数比求解次级电压从而判断灯泡的发光情况;变压器的输入功率等于输出功率.【详解】A由乙图可知,周期为0.02s,交流电的圆频率:,故原线圈输入电压的瞬时值表达式为=72 sin100 t(V),故 A 错误;B交流电的频率为50Hz,在一个周期内电流方向改变2 次,可知
17、变压器副线圈中的电流方向每秒改变100 次,选项B 错误;C变压器初级电压有效值为,由原副线圈的匝数比为2:1 可知,次级电压为 18V,则灯泡 L 不能正常发光,选项C 错误;D灯泡电阻为,次级功率:,则理想变压器输入功率为20W,选项 D 正确;故选D.【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识,要具备从图象中获得有用信息的能力.2C 解析:C【解析】试题分析:由题图知自耦变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数,根据变压器的变压规律可知,U2U1;在将滑动触头从M 点顺时针旋转到N 点的过程中,副线圈的匝数减少,所以U2降低,故A、B、D 错误;C正确【学科网考点定位】考查变压器【
18、方法技巧】主要是对自耦变压器的理解,分清原副线圈及在转动的过程中线圈的匝数怎么变、理想变压器的规律3C 解析:C【解析】【分析】【详解】AB根据图乙得到原线圈电压的最大值为10V,电压表的示数为有效值,所以电压表的示数为5 2V2mU故 AB 错误。C根据1122UnUn,且 U1=52V,因变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时,得U2 25002V所以实现点火的条件是121500nn故 C 正确。D当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体,钢针和金属板不需要紧密接触,故D 错误。故选 C。4B 解析:B【解析】【分析】【详解】A产生感应电
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