2020屆高考物理一輪復習 課時作業(yè) 第38講 交變電流的產(chǎn)生和描述 變壓器 電能的輸送

2020屆高三物理總復習精品課時作業(yè) 第38講 交變電流的產(chǎn)生和描述 變壓器 電能的輸送1如圖甲所示，一矩形閉合線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸OO以恒定的角速度轉(zhuǎn)動，從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈中產(chǎn)生的交變電流按照圖乙所示的余弦規(guī)律變化在t時刻()A線圈中的電流最大B穿過線圈的磁通量為零C線圈所受的安培力為零D穿過線圈磁通量的變化率最大【解析】注意線圈轉(zhuǎn)動過程中通過兩個特殊位置(平行于磁感線和垂直于磁感線)時的特點；磁通量、磁通量的變化、磁通量的變化率不同；t，線圈轉(zhuǎn)過90°，本題應(yīng)選C項【答案】C2圖示為遠距離高壓輸電的示意圖關(guān)于遠距離輸電，下列表述正確的是()A增加輸電導線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失B高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗C在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小D高壓輸電必須綜合考慮各種因素，不一定是電壓越高越好【解析】依據(jù)輸電原理，電路中的功率損耗PI2R線，而R線，增大輸電線的橫截面積，減小輸電線的電阻，則能夠減小輸電線上的功率損耗，選項A正確；由PUI可知，在輸送功率一定的情況下，輸送電壓U越大，則輸電電流越小，則功率損耗越小，選項B正確；若輸電電壓一定，輸送功率越大，則電流I越大，電路中損耗的電功率越大，選項C錯誤；輸電電壓并不是電壓越高越好，因為電壓越高，對于安全和技術(shù)的要求越高，因此并不是輸電電壓越高越好，選項D正確【答案】ABD3圖甲所示是某種型號的電熱毯的電路圖，電熱毯接在交變電源上，通過裝置P使加在電熱絲上的電壓的波形如圖乙所示此時接在電熱絲兩端的交變電流的有效電壓為()甲乙A110 VB156 VC220 VD311 V【解析】由交流電的有效值定義可知：()2·×T，可得U156 V，選項B正確【答案】B4如圖所示，B為理想變壓器，接在原線圈上的交變電壓有效值保持不變燈泡L1和L2完全相同(阻值恒定不變)，R是一個定值電阻，電壓表、電流表都為理想電表，開始時開關(guān)S是閉合的當S斷開后，下列說法正確的是()A電壓表的示數(shù)變大B電流表的示數(shù)變大C電流表的示數(shù)變大 D燈泡L1的亮度變亮【解析】由變壓器匝數(shù)比可知，副線圈輸出電壓不變，即電壓表的示數(shù)不變，選項A錯誤；開關(guān)S斷開，副線圈電路中總電阻變大，副線圈上的電流減小，的示數(shù)變小，的示數(shù)減小，選項B、C錯誤；開關(guān)斷開后，由于L1燈分得電壓變大，所以L1變亮，選項D正確【答案】D5在如圖甲所示的電路中，電阻R的阻值為50 ，若在a、b間加上如圖乙所示的正弦式交變電流，則下列說法錯誤的是()A交流電壓的有效值為100 VB電流表的示數(shù)為2 AC產(chǎn)生該交變電流的線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的角速度為3.14 rad/sD如果產(chǎn)生該交變電流的線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流表的示數(shù)也增大一倍【解析】交變電壓的有效值U100 V，電流表的示數(shù)為有效值I2 A，選項A、B正確314 rad/s，C錯誤I，故I，D正確【答案】C6一臺發(fā)電機最大輸出功率為4000 kW，電壓為4000 V，經(jīng)變壓器T1升壓后向遠方輸電，輸電線路總電阻R1 k.到目的地經(jīng)變壓器T2降壓，負載為多個正常發(fā)光的燈泡(220 V、60 W)若在輸電線路上消耗的功率為發(fā)電機輸出功率的10%，變壓器T1和T2的損耗可忽略，發(fā)電機處于滿負荷工作狀態(tài)，則()AT1原、副線圈電流分別為103 A和20 ABT2原、副線圈電壓分別為1.8×105 V和220 VCT1和T2的變壓比分別為150和401D有6×104盞燈泡(220 V、60 W)正常發(fā)光【解析】輸電線路上消耗的功率PPm×10%400 kWI2R，可知輸電線上電流I220 A，根據(jù)原線圈P1U1I1，可知I1103 A，選項A正確；T1的變壓比I2I1150；根據(jù)PU2I2，可知U22×105 V，輸電線上的電壓U線I2R20000 V，則副線圈的輸入電壓U3U2U線1.8×105 V，又燈泡正常發(fā)光，副線圈電壓為220 V，選項B正確；T2的變壓比為U3220，選項C錯誤；根據(jù)U3I260n，解得n6×104，選項D正確【答案】ABD7如圖所示，L1和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩個互感器，若已知n1n210001，n3n41100，圖中電壓表的示數(shù)為220 V，電流表的示數(shù)為10 A，則高壓輸電線的送電功率為()甲 乙A2.2×103 WB2.2×102 WC2.2×108 W D2.2×104 W【解析】由圖甲可得L1、L2兩線間的輸電電壓為：UUV2.2×105 V由圖乙可得通過線路的電流為：IIA1000 A故送電功率P輸UI2.2×108 W.【答案】C8如圖所示，電阻為r的矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動t0時刻線圈平面與磁場垂直，各電表均為理想交流電表，則()At0時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為零B1 s內(nèi)電路中的電流方向改變次C滑片P下滑時，電壓表的讀數(shù)不變D開關(guān)S處于斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)時，電流表的讀數(shù)相同【解析】t0時刻，線圈處在中性面上，磁通量最大，但感應(yīng)電動勢為零，A項正確；因交流發(fā)電機的頻率為，所以1 s內(nèi)電路中的電流方向周期性改變次，但是電流方向改變次，B項正確，此處易錯值得注意；滑片P下滑時，電壓表的讀數(shù)變大，C項錯誤；開關(guān)S處于斷開狀態(tài)和閉合狀態(tài)時，電容器電荷量發(fā)生變化，電流表讀數(shù)變化，D項錯誤【答案】AB9一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2115.原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u如圖所示副線圈僅接入一個10 的電阻則()A.流過電阻的電流是20 AB與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是100 VC經(jīng)過1分鐘電阻發(fā)出的熱量是6×103 JD變壓器的輸入功率是1×103 W【解析】由圖知輸入電壓為220 V，由n1n2U1U2計算可知，輸出電壓為100 V，可知A、B錯誤；電阻的功率P1000 W，選項D正確；1分鐘電阻發(fā)出的熱量為6×104 J，選項C錯誤【答案】D10如圖所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動時所產(chǎn)生正弦交流電的圖象，當調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生正弦交流電的圖象如圖線b所示以下關(guān)于這兩個正弦交流電的說法正確的是()A在圖中t0時刻穿過線圈的磁通量均為零B線圈先后兩次周期之比為32C交流電a的有效值為5 VD交流電b的最大值為5 V【解析】在圖中t0時刻感應(yīng)電壓為零，說明線圈處在中性面上，磁通量為最大值，A項錯誤；從圖中看到，TaTb23，B項錯誤；交流電a的最大值為10 V，有效值為5 V，C項正確；交流電的最大值根據(jù)公式為EnBSnB()S，所以a、b兩交流電的最大值之比為32，有效值之比為32，D項錯誤，本題的易錯點為“b交流發(fā)電機的最大值未標出，無法求出有效值”【答案】C11如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率為10 kW，輸出電壓為400 V，向距離較遠的用戶供電時，為了減少電能損失，使用2 kV的高壓輸電，最后用戶得到220 V、9.5 kW 的電力所用變壓器可認為是理想變壓器求：(1)水電站升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比.(2)輸電線路的導線電阻R.(3)降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比.【解析】(1)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為：.(2)導線電阻R與輸送電流和輸電線上損失的電功率有關(guān)，有P損I2R，而輸送電流又決定于輸電電壓及輸送功率，故有：I A5 A所以R 20 .(3)設(shè)降壓變壓器原線圈兩端的電壓為U3，則有：U3U2IR2000 V5×20 V1900 V所以降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為：.【答案】(1)15(2)20 (3)951112如圖甲所示，N匝矩形導線框以角速度在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞軸OO勻速轉(zhuǎn)動，線框面積為S，線框的電阻、電感均不計，外電路接有電阻R、理想電流表和二極管D.二極管D具有單向?qū)щ娦?，即正向電阻為零，反向電阻無窮大下列說法正確的是()甲A感應(yīng)電動勢的有效值ENBSBR兩端電壓的有效值UNBSC交變電流表的示數(shù)INBSD一個周期內(nèi)通過R的電荷量q【解析】由題圖可知，感應(yīng)電動勢的瞬時值為：eNBSsin t感應(yīng)電動勢的有效值ER兩端電壓的瞬時值可用圖乙來表示乙設(shè)電壓的有效值為U，在一個周期內(nèi)有：··T，解得：UNBS，電流的有效值I，在一個周期內(nèi)，只有半周期的時間有電流通過R，故：qNN·.選項A、C正確【答案】AC