高考物理最新电磁学知识点之交变电流基础测试题含答案解析.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含答案解析一、选择题1如图所示.水平方向有磁感应强度大小为0.5 T 的匀强磁场,匝数为5 的矩形线框ab边长为 0.5mad 边长为 0.4 m,线框绕垂直磁场方向的转轴OO 匀速转动,转动的角速度为20rad/s,线框通过金属滑环与阻值为10的电阻 R构成闭合回路t=0 时刻线圈平面与磁场方向平行不计线框及导线电阻,下列说法正确的是A线圈中的最大感应电动势为10 VB电阻 R 两端电压的瞬时值表达式u=10sin20t(V)C电阻 R 中电流方向每秒变化20 次D电阻 R 消耗的电功率为5 W2采用 220 kV 高压向远方的城市输电当输送功率一
2、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 kV3某变压器原、副线圈匝数比为55:9,原线圈所接电源电压按图示规律变化,副线圈接有负载下列判断正确的是A输出电压的最大值为36VB原、副线圈中电流之比为55:9C变压器输入、输出功率之比为55:9D交流电源有效值为220V,频率为50Hz4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
3、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5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
4、大6A、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21,电阻 55,电流表、电压表均为理想电表。原线圈A、B 端接入如图乙所示的正弦交流电压,下列说法正确的是A电流表的示数为4.0AB电压表的示数为155.6VC副线圈中交流电的频率为50HzD穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为218如图所示,理想变压器原线圈a、b 两端
5、接正弦交变电压u,u2202sin(100 t)V,原、副线圈的匝数比n1n2101,电压表接在副线圈c、d两端,输电线的等效电阻为 R,原来开关S是断开的。则当S闭合一段时间后()A电压表示数不变,示数为22 VB电压表示数不变,示数为2202VC灯泡 L 两端的电压将变大D电流表示数一定为092016 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
6、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零10 电风扇的挡位变换器电路如图所示,把它视为一个可调压的理想变压器,总匝数为2400 匝的原线圈输入电压u=2202sin100 t(V),挡位 1、2、3、4 对应的线圈匝数分别为240匝、600
7、匝、1200 匝、2400 匝。电动机M 的内阻 r=8 ,额定电压为U=220V,额定功率 P=110W。下列判断正确的是)()A该交变电源的频率为100HzB当选择3 挡位后,电动机两端电压的最大值为110VC当挡位由3 变为 2 后,原线圈的电流变大D当选择挡位4 后,电动机的输出功率为108W11 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2UNBS
8、D一个周期内R 的发热量2NBSQR12 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1.0A
9、B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 一理想变压器原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220V 的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈的匝数比为n1:n2,在原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k=19,则()AU=66V n1:n2=3:1BU=22V n1:n2=2:1CU=66V n1:n2=2:1DU=22V n1:n2=3:115 如图所示,一交流发电机的矩形线圈匝数为n=10,其电阻r=2,面积 S=0.2m2,在磁感应强度 B=2T的匀强磁场中,若线圈从中性面位置
10、开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO以=10 rad/s的角速度匀速转动,向R=18 的电阻供电。则以下说法中正确的是()A该线圈产生的是余弦式交变电流B线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40VC线圈开始转动160s时流过电阻R 的瞬时电流大小为22AD电阻 R 上消耗的电功率为9W16 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 A17 图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1,电阻 R=20 ,L1、L
11、2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关原线圈接正弦交变电源,输入电压u 随时间 t的变化关系如图乙所示现将S1接 l、S2闭合,此时L2正常发光下列说法正确的A输入电压u 的表达式是20 2sin 50 VutB只断开S2后,L1、L1均正常发光C只断开S2后,原线圈的输入功率增大D若 S1换接到 2 后,R 消耗的电功率为0.8 W18 图中矩形线圈abcd在匀强磁场中以ad 边为轴匀速转动,产生的电动势瞬时值为e=5sin20t(V),则以下判断正确的是()A此交流电的频率为10HzB当线圈平面与中性面重合时,线圈中的感应电动势为5VC当线圈平面与中性面垂直时,线圈中的感应电动势为0
12、VD线圈转动一周,感应电流的方向改变一次19实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型,正方形线圈在水平匀强磁场中,绕垂直于磁感线的OO 轴匀速转动今在发电机的输出端接一个电阻R 和理想电压表,并让线圈每秒转25 圈,读出电压表的示数为10 V已知 R10 ,线圈电阻忽略不计,下列说法正确的是A线圈平面与磁场平行时刻,线圈中的瞬时电流为零B从线圈平面与磁场平行开始计时,线圈中感应电流瞬时值表达式为i2sin 100 t(A)C流过电阻R的电流最大值为2AD电阻 R上的热功率等于5 W20如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10:1,R120,R230,C 为电容器已知通过R1的正弦交流电
13、如图乙所示,则()A交流电的频率为0.02 HzB原线圈输入电压的最大值为2002VC电阻 R2的电功率约为6.67 WD通过 R3的电流始终为零21 一小水电站,输出的电功率为P0=20kW,输出电压U0=400V,经理想升压变压器T1变为 2000V 电压远距离输送,输电线总电阻为r=10,最后经理想降压变压器T2降为220V向用户供电,下列说法正确的是()A变压器T1的匝数比n1:n2=1:10B输电线上的电流为50AC输电线上损失的电功率为1kWD变压器T2的匝数比n3:n4=100:1122 如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数之比为41,原线圈接在220 2 sin100ut V(
14、)的交流电源上,副线圈接有55R的电阻电流表、电压表均为理想电表下列说法正确的是()A原线圈的输入功率为552WB电流表的读数为4.0 AC电压表的读数为55.0 VD副线圈两端交流电的周期为50 s23 如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数之比为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()A27.5VB44VC110VD220V24 如图甲所示的电路中,理想变压器原、副线圈匝数比为10:1,A、V 均为理想电表,R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小),lL和2L是两个完全相同的灯
15、泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,下列说法正确的是()A电压 u的频率为100HzB电压表V 的示数为22 2VC当照射R 的光强增大时,电流表A 的示数变大D当lL的灯丝烧断后,电压表V 的示数会变大25 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,则接在副线圈两端的理想电压表的示数为()A40VB20VC80VD
16、0【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】【分析】考查交变电流的产生及描述交变电流的物理量。【详解】A线圈中产生的感应电动势的最大值为Em=NBS=5 0.5 2.5 0.4 20V=50V;故 A 错误.B不计线框及导线电阻,则电阻R 两端电压的最大值Um=Em=50V,则电阻R两端电压的瞬时值表达式u=Umcost=50cos20t(V);故 B 错误.C交流电的频率为2010Hz22f,周期 T=0.1s,电流在一个周期内方向变化2次,所以电阻R中电流方向每秒变化20次;故C正确.DR两端电压的有效值为2mUU,R 消耗的电功率2UPR,解得 P=125W;
17、故 D 错误.故选 C。2C 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=2PRU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3D 解析:D【解析】试题分析:变压器的输入和输出电压之比等于原副线圈匝数比,所以输出电压的最大值为362V,所以 A 错误;变压器的输入和输出电压
18、之比等于原副线圈匝数比,电流之比等于原副线圈匝数的反比,所以B错误;变压器只能改变交流电的电压,而不能改变频率和功率,即对于理想变压器的输入功率和输出功率相等,所以C错误;从图上可以看出,交流电的周期T=002s,所以频率为50Hz正弦交流电的有效值是峰值的22倍,所以电压有效值为 220V所以 D 正确故选D考点:变压器;交流电【名师点睛】此题是对变压器及正弦交流电问题的考查;解题时要掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系,最大值和有效值之间的关系即可解决本题4C 解析:C【解析】【分析】【详解】A由电压公式知交流电的频率为10050Hz22f故 A 错误;B原线圈两端的输入电压有效值为22
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