高考物理新电磁学知识点之交变电流单元汇编及答案解析(5).pdf

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1、高考物理新电磁学知识点之交变电流单元汇编及答案解析(5)一、选择题1一理想变压器原、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，变压器的输出功率增加DP向下移动时，原、副线圈的电流都减小2如图甲所示电路，已知电阻21RRR，和1R并联的 D 是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A、B 之间加一个如图乙所示的交变电压（0ABU时电压为正值）。则R2两端电压的有效值为（）A510VB10 VC55VD102V3采用

2、 220 kV 高压向远方的城市输电当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为（）A55 kVB110 kVC440 kVD880 kV4一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5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，产生的交变电动势的图象如图乙所示

3、，则()At 0.005s时线圈平面与磁场方向平行Bt 0.010s时线圈的磁通量变化率最大C线圈产生的交变电动势频率为100HzD线圈产生的交变电动势有效值为311V6A、B 是两个完全相同的电热器，A、B 分别通以图甲、乙所示的交变电流。则A通过 A、B两电热器的电流有效值之比为IAIB=34B通过 A、B两电热器的电流有效值之比为IAIB=3:2 2CA、B 两电热器的电功率之比为PAPB=32DA、B 两电热器的电功率之比为PAPB=547如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，原线圈输入如图乙所示的交变电压。下列说法正确的是（）A副线圈输出电压的频率为10HzB副线圈输出电

4、压为62.2VCP向左移动时，电阻R两端的电压增大DP向左移动时，变压器的输入功率减小8如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表为理想电表，R0为定值电阻，在 a、b 端输入正弦交流电，开关S闭合后，灯泡能正常发光，则下列说法正确的是（）A闭合开关S，电压表的示数变小B闭合开关S，电流表的示数变小C闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，灯泡变亮D闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变小9如图所示，理想变压器的原线圈接在220 2sin100Vut的交流电源上，副线圈接有 R=110 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为41，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确

5、的是A电流表的读数为2AB原线圈的输入功率为27.5WC电压表的读数为77.8VD副线圈输出交流电的周期为50s10 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为12:10:1nn，a、b 两点间的电压为220 2usin100V t（），R 为可变电阻，P 为额定电流1A、用铅锑合金制成的保险丝为使保险丝中的电流不超过1A，可变电阻R 连入电路的最小阻值是（）A2.2 B2.2 2C22D22211 如图所示，一理想变压器原线圈接在电压恒为U 的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P 进行改变，副线圈、电阻箱R 和定值电阻R1以及理想交流电流表连接在一起。下列说法正确的是（）A不管电阻

6、箱如何调节，电流表示数一定变大B只将 R 和 R1由并联改为串联结构，其他保持不变，则电流表示数将变大C只将 P的位置向上滑动，其他保持不变，则R1的功率将变小D保持 P的位置不动，增大R，则 R1的电功率变小12 如图所示，面积为S、匝数为N的矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴OO匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L1、L2、L3均正常发光已知L1、L2、L3的额定功率均为P，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，则（）A理想变压器原副线圈的匝数比为1：2B图示位置时穿过线框的磁通量变化率为零C若灯 L1烧断，灯泡L3将变暗D线框转动的角速度为2PNBSI13 电阻

7、12RR、与交流电源按照图甲方式连接，12=10,=20RR，闭合开关S后，通过电阻2R的正弦交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示，则（）A通过1R的电流有效值是1.0AB通过2R的电流最大值是2AC1R两端的电压有效值为5VD2R两端的电压最大值为5 2A14 如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个理想变压器，原、副线圈的匝数比分别为 n1n2=1001 和 n3 n4=1100，图中 a、b 表示电流表或电压表，已知电压表的示数为 22 V，电流表的示数为1 A，则以下说法正确的是（）A输电线路总电阻为22 B线路输送电功率是22WCa 为电压表，b 为电流表Da为电流表，b为电压表1

8、5 如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为1n、2n，原线圈回路接有内阻不计的交流电流表A，副线圈回路接有定值电阻R=2，现在 a、b 间，c、d 间分别接上示波器，同时监测得a、b 间，c、d 间电压随时间变化的图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（）AT=0.01sB1n：2n 55：2C电流表A 的示数 I 36.4mAD当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压瞬时值为016 如图所示为远距离交流输电的简化电路图发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2则（）A用户

9、端的电压为I1U1/I2B输电线上的电压降为UC理想变压器的输入功率为I12rD输电线路上损失的电功率为I1U17 如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（）A用户用电器上交流电的频率是100HzB发电机输出交流电的电压有效值是500VC输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小18 两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是：A1:1B1:2C1:2D1:419 如图所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象

10、，根据图象可知A此感应电动势的瞬时表达式为e=200sin(0.02t)VB此感应电动势的解时表达式为e=200sin(50 t)VCt=0.01s 时，穿过线圈的磁通量为零Dt=0.02s 时，穿过线圈的磁通量的变化率为零20 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为12，接有四个阻值相同的定值电阻，变压器初级线圈接到交流电源上，下面说法正确的是()A副线圈电压是电源电压的2 倍B流过 R1的电流是副线圈上电流的2 倍CR1上的电功率是R2上电功率的2 倍DR1上的电功率是R2上电功率的9 倍21 如图所示，某同学在科技节活动中设计了一款简易手摇式发电机，将硬导线中间部分折成“”形的线框，其长

11、为2a，宽为 a，放入匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向里。线框绕MN 轴以角速度匀速转动，导线通过电刷与阻值为R的电阻相连，其余电阻不计，则线框（）A电动势的有效值为22BaB电动势的有效值为22 2BaC从图示位置转过90过程中，流经电阻的电荷量为22BaRD从图示位置转过90过程中，流经电阻的电荷量为2 BaR22 如图所示的电路中，A、B、C 三灯泡亮度相同，电源为220V，50Hz 的交流电源，以下叙述中正确的是（）A改接 220V，100Hz 的交流电源时，A 灯变亮，B 灯变暗，C 灯亮度不变B改接 220V，100Hz 的交流电源时，A 灯变暗，B 灯变亮，C 灯变

12、亮C改接 220V 的直流电源时，A 灯熄灭，B 灯变暗，C 灯亮度不变D改接 220V 的直流电源时，A 灯熄灭，B 灯变亮，C 灯变暗23 如图所示，原线圈输入有效值恒定的交变电压，在理想变压器的副线圈上，通过等效电阻为 R1的输电线连接一只灯泡L 和一个阻值大小随所受照射光强度的增大而减小的光敏电阻 R2若将照射R2的光的强度减弱，下列说法正确的是()A原线圈中的电流增大B流过 R2的电流减小C加在 R1两端的电压增大D灯泡 L 变暗24 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，

13、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，外电阻发热约为0.087J25 如图所示，有一半径为1mL、圆心为的金属圆环，Oa 为长度也为L 的铜棒，两者电阻均不计且接触良好。现让Oa 以圆心 为轴，以=10rad/s 的角速度匀速转动，圆环处于垂直于环面向里，磁感应强度大小为2TB的匀强磁场中。从圆心O 引出导线，从圆环上接出导线，并分别接到匝数比为12:1:4nn的理想变压器原线圈两端，则接在副线圈

14、两端的理想电压表的示数为（）A40VB20VC80VD0【参考答案】*试卷处理标记，请不要删除一、选择题1C 解析：C【解析】【详解】A由图象可知，交流电的周期为0.02s，所以交流电的频率为50Hz，变压器不会改变交变电流的频率，故副线圈输出电压的频率为50Hz，故 A 错误；B根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为310V，有效值1310V=1552V2U根据变压比可知，副线圈输出电压的有效值221131 2VnUUn故 B 错误；CDP 向下移动，R 变小，副线圈输出电压不变，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈的输出电流变大，则原线圈的电流也随之变大，电路消耗的功率将变大，变压器

15、的输出功率增加，故 C 正确，D 错误。故选 C。2A 解析：A【解析】【分析】【详解】因为是交流电所以应该分两种情况考虑，当电源在正半轴时A 点电位高于B点电位二极管导通即 R1被短路，R2电压为电源电压为20 2V=20V2电源在负半轴时B 点电位高于A点电位二极管截止R1，R2串联分压，则12QQQ即为2222010+22UTTTRRR解得=5 10VU故 A 正确，BCD 错误。故选 A。3C 解析：C【解析】本意考查输电线路的电能损失，意在考查考生的分析能力当输电功率P=UI，U 为输电电压，I 为输电线路中的电流，输电线路损失的功率为P损=I2R，R 为输电线路的电阻，即P损=2P

16、RU当输电功率一定时，输电线路损失的功率为原来的14，则输电电压为原来的2倍，即 440V，故选项 C 正确点睛：本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失，解题时要根据输送电功率不变，利用输电线路损失的功率P损=I2R 解题4C 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【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5A 解析：A【解析】【

17、详解】由图可知t=0.005s 时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与磁场平行，穿过线框回路的磁通量的变化率最大，A 正确；t=0.01s 时刻感应电动势等于零，穿过线框回路的磁通量最大，磁通量的变化率为零，B 错误；周期为0.02Ts，故频率为150fHzT，故 C 错误电动势有效值为：311V220V22mEE，故 D 错误；综上分析A 正确6D 解析：D【解析】【详解】AB对甲：22200()222AITTI RRI RT解得05=8AII对乙：02=2BII则IAIB=5:2选项 AB 错误；CD根据 P=I2R 可知 A、B 两电热器的电功率之比为PAPB=54，选项 C 错误，D

18、正确；故选 D.7D 解析：D【解析】【详解】A理想变压器原副线圈的频率相同，根据图像：211Hz=50Hz2 10fTA 错误；B原线圈电压的有效值：1311220 2VV220V22U根据理想变压器的电压规律：1122UnUn解得：244VU，B 错误；CD滑片P向左滑动，副线圈电压保持不变，电阻增大，电流减小，根据欧姆定律可知定值电阻R分压减小，根据电功率的计算公式：PIU可知副线圈两端功率减小，所以理想变压器的输入功率也减小，C错误，D正确。故选 D。8D 解析：D【解析】【详解】AB由题意知闭合开关S后，相当于增加了一条支路，总电阻减小，副线圈总电流增加，根据变压器电流与匝数的关系可

19、知电流表示数增加；由于a、b 端输入电压不变，匝数不变，故电压表示数也不变，故A 错误，B 错误。AB闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，则总电阻变大，副线圈总电流减小，根据变压器电流与匝数的关系可知电流表示数减小；由于a、b 端输入电压不变，匝数不变，故电压表示数也不变，即灯泡两端电压不变，故灯泡仍正常发光，亮度不变，故C 错误，D 正确。故选 D。9B 解析：B【解析】【详解】A原线圈电压有效值为U1=220V，则根据匝数比可得次级电压有效值U2=55V，则次级电流有效值2255A0.5A110UIR则初级电流表的读数为21211A8nIIn选项 A 错误；B原线圈的输入功率为P1=

20、U1I1=22018=27.5W选项 B 正确；C电压表的读数为U2=55V，选项 C 错误；D副线圈输出交流电的周期为220.02s100T选项 D 错误；故选 B.10A 解析：A【解析】原线圈输入电压1220 22202UVV根据电压与匝数成正比1122UnUn代入数据解得：221122nUUVn原线圈的最大输入功率为11 1220PU IW输出功率等于输入功率21220PPW由公式：222UPR解得：2.2R故应选 A11C 解析：C【解析】【详解】A其他保持不变1122UnUn副线圈两端的电压不变，电阻箱R变化时，负载的总电阻可以增大，也可以减小，则根据2UIR并电流表示数不一定变大

21、，A 错误；B其他保持不变1122UnUn副线圈两端的电压不变，R 和 R1由并联改为串联结构时，负载的总电阻增大，根据2UIR总电流表示数将变小，B 错误；C将 P的位置上滑时，原线圈的匝数n1变大，其他保持不变，根据1122UnUn则副线圈两端的电压变小，R1两端的电压变小，根据221UpR则 R1的功率将变小，C 正确；DP的位置不动时，根据1122UnUn副线圈两端的电压变不变，增大R，不影响R1两端的电压，根据221UpRR1的电功率不变，D 错误。故选 C。12C 解析：C【解析】【详解】A.灯泡 L1、L2、L3均正常发光，则原线圈电流强度I1=I，副线圈电流强度I2=2I，所以

22、122121nInI，故A错误；B.图示位置时，线框切割速度最大，故穿过线框的磁通量变化率最大，故B 错误；C.开始时若设每盏灯的额定电压为U，则变压器初级电压为2U，线圈输入电压为3U；若L1灯烧断，设L3的电压变为U1，则变压器输入电压为3U-U1，次级电压变为11(3)2UU，次级电流为：132UUR，则初级电流为134UUR，则 L3两端电压为1134UURUR，解得 U1=0.6U，则灯泡L3两端电压减小，亮度变暗，故C 正确；D.线框的输出功率为3P，电流为I，则线框产生的感应电动势为3PEI，根据Em=NBS，2mEE，联立解得：3 2PNBSI，故 D 错误13C 解析：C【解

23、析】【分析】【详解】由图乙看出，通过2R电流的有效值是0.5A，2R两端电压的有效值为10V，最大值为10 2V，1R两端电压的有效值为5V，而串联电路中各部分电流相等，所以12RR、中电流的最大值均为0.5 2A，C 正确.14C 解析：C【解析】【详解】由图可知：a的原线圈并联在电路中且副线圈匝数小于原线圈匝数，则输出电压小，为电压互感器，则a表是电压表；b 的原线圈串联在电路中且副线圈匝数大于原线圈匝数，输出电流小，则为电流互感器，则b电表是电流表，则C 正确，D 错误；而a互感器原线圈的匝数比副线圈匝数100：1，b 互感器原线圈的匝数比副线圈匝数1：100，由电压表的示数为 22V，

24、得原线圈的电压为2200V，由电流表的示数为1A，原线圈的电流为100A所以电线输送功率是2.2 105W=220KW，由已知条件无法求输电线电阻，故AB 错误；故选C。【点睛】本题实质是电压互感器与电流互感器的简单运用，电压互感器与电流互感器是利用变压器原理将电压、电流减小到可测范围进行测量的仪器。15C 解析：C【解析】【分析】【详解】A因为变压器不改变交变电流的周期，输入电压的周期0.02sT，输出电压的周期0.02sT，故 A 错误；B原线圈电压的有效值1311V220V2U副线圈电压的有效值25.66V4V2U根据电压与匝数成正比，有11222205541nUnU故 B 错误；C输出

25、功率22224W8W2UPR输入功率为8W，电流表的示数18A0.0364A36.4mA220I故 C 正确；D根据电压与匝数成正比，知当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压的瞬时值最大，故 D 错误。故选 C。16A 解析：A【解析】【分析】【详解】试题分析：由于输电线与用户间连有一理想变压器，设用户端的电压是U 2，则U1I1=U2I2，得：1122I UUI故 A 正确；输电线上损失的电压为U-U1，故 B 错误；理想变压器的输入功率为U1I1故 C 错误；等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是 I1，所以输电线是损耗的功率是：I12r故 D 错误；故选A17D 解析：D

26、【解析】试题分析：由题图乙知交变电流的周期为0.02Ts，设频率为150fTHz，A选项错误；发电机输出的最大电压为500V，故 B选项错误；输电线的电流由负载决定，故C 选项错误；当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，故输电线上损耗的功率2PI R减小，故D选项正确考点：变压器远距离输电峰值和有效值输电电流 损耗功率18C 解析：C【解析】【详解】正弦交流电的有效值是最大值的12，则热功率为：2()2miPR，而方波形交流电的热功率为2mPi R，可得：:1:2P P.A.1:1 与计算结果不相符；故A 项错误.B.1:2与计算结果不相符；故B 项错误.C.1:2 与计算结果相符；故

27、C 项正确.D.1:4 与计算结果不相符；故D 项错误.19D 解析：D【解析】AB、由图象知周期T=0.02s，所以频率f=50Hz，由图象知电动势最大值为200V，角速度为21000.02，所以感应电动势的瞬时表达式为e=200sin100t，故 AB 错误；C、t=0.01 s 时，感应电动势为零，则穿过线圈的磁通量最大，故C 错误；D、t=0.02 s 时，感应电动为零，则穿过线圈的磁通量的变化率也为零，故D 正确；故选 D【点睛】从图象得出电动势最大值、周期，从而算出频率、角速度，进而得出感应电动势的瞬时表达式；当磁通量最大时电动势为零，磁通量为零时电动势最大20D 解析：D【解析】

28、【详解】因为原、副线圈匝数比为12，所以原线圈输出电压，即2R两端电压为副线圈两端电压的一半，即2433321112222RRRRRUUUUUU，但由于1R的存在所以2RU小于电源电压，2R两端电压与R3两端电压相等，故其电流相等，根据原副线圈电流比反比与原副线圈匝数比，所以原线圈与2R并联部分的电流为副线圈的2 倍，而1R的电流等于2R的电流与并联部分导线电流之和，所以R1上的电流是副线圈电流的3 倍，AB 错误；根据2PI R可得1R上的电功率是2R上电功率的9 倍，C 错误 D 正确21C 解析：C【解析】【分析】【详解】AB线框绕MN 轴以角速度匀速转动，产生正弦式交流电，那么感应电动

29、势最大值2m2EBSBa则电动势的有效值为2m22EEBa故 AB 错误；CD从图示位置转过90过程中，流经电阻的电荷量为22BaqRR故 C 正确，D 错误。故选 C。22A 解析：A【解析】【分析】【详解】AB三个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，电阻所在支路对电流的阻碍作用不变，所以流过A 灯泡所在支路的电流变大，流过灯泡B 所在支路的电流变小，流过灯泡C 所在支路的电流不变故灯泡A变亮，灯泡B 变暗，灯泡C亮度不变，故A 正确、B 错误；CD改接 220 V 的直流电源时，电容器隔直流，电感线圈对直流电无阻碍作用，所以A 灯熄灭，B 灯变亮，C 灯亮度不

30、变，故C、D 错误。故选 A。23B 解析：B【解析】【分析】【详解】A、照射 R2的光的强度减弱则其电阻变大，而电压不变，则副线圈电流变小，原线圈的电流也变小，则A 错误；B、因副线圈电流变小，则R1电压变小，则L 的分压变大，通过L 的电流增大，则通过R2的电流减小，则B 正确.C、D、负载电阻变大后，电流减小，则R1上的电压减小，所以L 上的电压增大，L 变亮，故 C，D 错误.故选 B.24D 解析：D【解析】【详解】在交流电路中电流表的示数为有效值，=22V2mEE有效，电流表的示数22=0.22A100EIR有效总，A 错误；从图像可知线圈转动的周期为0.02s，则线圈转动的角速度2=100 rad/sT，B 错误；0.01s时线圈的电压为0，因此线圈在中性面处，C 错；线圈发热应用电流的有效值进行计算，则发热量22=0.22900.02=0.087JQ I Rt，D正确25D 解析：D【解析】【详解】Oa 匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，副线圈不产生感应电动势，接在副线圈两端的理想电压表的示数为零，故D 正确，ABC 错误。故选 D。