(浙江選考)2020-2021屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題五 加試選擇專題 提升訓(xùn)練16 交變電流綜合問(wèn)題

提升訓(xùn)練 16交變電流綜合問(wèn)題1.(2018 年 3 月東陽(yáng)中學(xué)高三期初)如圖甲所示,某個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)的“轉(zhuǎn)子”部分由單匝導(dǎo)線框組成,導(dǎo)線框所處的磁場(chǎng)看做勻強(qiáng)磁場(chǎng),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 B=2.828 T,導(dǎo)線框面積為S=0.04 m2,其電阻忽略不計(jì),線框繞固定轉(zhuǎn)軸以角速度 =314 rad/s 勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若將其接入圖乙所示的理想變壓器原線圈輸入端,所有電表均為理想電表,原、副線圈匝數(shù)之比 n1n2=41,燈泡 L1 和 L2 電阻均為 12.56  不變,以下說(shuō)法正確的是()A.該交流電的頻率為 50 HzB.電壓表 V2 的示數(shù)為 3.14 VC.開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi),此時(shí)小燈泡 L1 的電功率為 3.14 WD.開(kāi)關(guān) S 閉合,電流表 A1 的示數(shù)變小2.(2018 年 4 月學(xué)軍中學(xué)沖刺)如圖所示,有一矩形線圈的面積為 S,匝數(shù)為 N,電阻不計(jì),繞 OO'軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度  做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)。矩形線圈通過(guò)滑環(huán)接一理想變壓器,滑動(dòng)觸頭 P 上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓,副線圈接有可調(diào)電阻 R,下列判斷正確的是()A.矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為 e=NBScos tB.矩形線圈從圖示位置經(jīng)過(guò)時(shí)間時(shí),通過(guò)電流表的電荷量為 0C.當(dāng) P 不動(dòng)、R 增大時(shí),電壓表讀數(shù)也增大D.當(dāng) P 向上移動(dòng)、R 不變時(shí),電流表讀數(shù)增大3.(2016 浙江紹興模擬)如圖所示,為一理想變壓器,S 為單刀雙擲開(kāi)關(guān),P 為滑動(dòng)變阻器的滑片,U1 為加在原線圈兩端的電壓,I1 為原線圈中的電流,則()A.保持 U1 及 P 的位置不變,S 由 a 合到 b 時(shí),I1 將增大B.保持 U1 及 P 的位置不變,S 由 b 合到 a 時(shí) ,R 消耗的功率減小C.保持 U1 不變,S 合在 a 處,使 P 上滑,I1 將增大D.保持 P 的位置不變,S 合在 a 處,若 U1 增大,I1 將增大4.某電池充電器的工作原理可以簡(jiǎn)化為理想變壓器,如果正常工作時(shí)輸入電壓為 220 V,輸出電壓為 4.2 V,輸出電流為 0.65 A,則()A.原線圈輸入電流約為 0.20 AB.原線圈輸入電流約為 0.01 AC.原、副線圈的匝數(shù)比約為 5211D.原、副線圈的匝數(shù)比約為 1525.500 千伏超高壓輸電是我國(guó)目前正在實(shí)施的一項(xiàng)重大工程。若輸送功率為3 200 萬(wàn)千瓦,原來(lái)采用 200 千伏輸電,由于輸電線有電阻而損失的電功率為 P,則采用 500 千伏超高壓輸電后,在輸電線上損失的電功率為(設(shè)輸電線的電阻未變)()A.0.4PB.0.16PC.2.5PD.6.25P6.(2017 浙江杭州七縣區(qū)質(zhì)量檢測(cè))理想變壓器原線圈與正弦交流電源連接,輸入電壓 u 隨時(shí)間t 變化的規(guī)律如圖所示,原、副線圈匝數(shù)比 n1n2=1001,副線圈只接入一個(gè) R=10  的電阻,則()A.與電阻 R 并聯(lián)的電壓表示數(shù)為 3.11 VB.流過(guò)電阻 R 的電流最大值為 0.311 AC.變壓器的輸入功率為 0.484 WD.電阻 R 上交流電壓的頻率為 50 Hz7.如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 110,接線柱 a、b 接在電壓為u=10sin100t V 的正弦交流電源上,R1 為定值電阻,其阻值為 100 , R2 為用半導(dǎo)體材料制成的熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小)。下列說(shuō)法正確的是()A.t=s 時(shí),a、b 間電壓的瞬時(shí)值為 5VB.t=s 時(shí),電壓表的讀數(shù)為 50VC.在 1 分鐘內(nèi)電阻 R1 上產(chǎn)生的熱量為 6 000 JD.當(dāng) R2 的溫度升高時(shí),電壓表示數(shù)變大,電流表示數(shù)變大8.如圖甲所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 51,V、R 和 L 分別是電壓表、定值電阻和電感線圈,D1、D2 均為燈泡。已知原線圈兩端電壓 u 按圖乙所示正弦規(guī)律變化,下列說(shuō)法正確的是()A.電壓表示數(shù)為 62.2 VB.電壓 u 的瞬時(shí)值表達(dá)式為 u=311sin100t VC.僅增大電壓 u 的頻率,電壓表示數(shù)增大D.僅增大電壓 u 的頻率,D1 亮度不變,D2 變暗9.(2016 浙江學(xué)軍中學(xué)期末)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,一矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖甲所示,產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示,則()2A.t=0.005 s 時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行B.t=0.010 s 時(shí)線圈的磁通量變化率最大C.線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)頻率為 50 HzD.線圈產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)有效值為 311 V10.(2016 浙江嘉興一中期末)用電高峰期,電燈往往會(huì)變暗,其原理可簡(jiǎn)化為如下物理問(wèn)題。如圖所示,理想變壓器副線圈上,通過(guò)輸電線連接兩只相同的燈泡 L1 和 L2,輸電線的等效電阻為 R,原線圈輸入有效值恒定的交流電壓,當(dāng)開(kāi)關(guān) S 閉合時(shí),以下說(shuō)法正確的是()A.原線圈中的電流減小B.R 兩端的電壓增大C.原線圈輸入功率不變D.副線圈輸出的電壓不變11.如圖所示,理想變壓器原、副線圈上接有四個(gè)完全相同的燈泡,若四個(gè)燈泡恰好都能正常發(fā)光,則下列說(shuō)法正確的是()A.U1U2=34B.U1U2=43C.若將 L1 短路,則副線圈的三個(gè)燈泡仍能正常發(fā)光D.若將 L2 短路,則副線圈的兩個(gè)燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的 倍12.小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共 N 匝,每匝可簡(jiǎn)化為矩形線圈 abcd,磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng),方向垂直于線圈中心軸 OO',線圈繞 OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示。每匝矩形線圈 ab 邊和 cd 邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為 e0,不計(jì)線圈電阻,則發(fā)電機(jī)輸出電壓()A.峰值是 e0B.峰值是 2e0C.有效值是 Ne0D.有效值是Ne013.圖甲所示的變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 31,圖乙是該變壓器 cd 輸入端交流電壓 u 的圖象,L1、L2 、L3、L4 為四只規(guī)格均為“9 V6 W”的相同燈泡,各電表均為理想交流電表,以下說(shuō)法不正確的是()3A.ab 輸入端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為 Uab=27sin 100t(V)B.電流表的示數(shù)為 2 A,且四只燈泡均能正常發(fā)光C.流過(guò)燈 L2 的電流每秒方向改變 50 次D.ab 輸入端輸入功率 Pab=18 W14.下圖是街頭變壓器通過(guò)降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)的電壓,負(fù)載變化時(shí)輸入電壓不會(huì)有大的波動(dòng),可以認(rèn)為電壓表 V1 示數(shù)不變。輸出電壓通過(guò)輸電線輸送給用戶,兩條輸電線的總電阻用 R0 表示,變阻器 R 表示用戶用電器的總電阻。如果變壓器上的能量損失忽略不計(jì),當(dāng)用戶的用電器增加時(shí),圖中各表示數(shù)的變化情 況是()A.電流表 A1 示數(shù)變大B.電流表 A2 示數(shù)變小C.電壓表 V2 示數(shù)變大D.電壓表 V3 示數(shù)變小15.如圖所示,電阻為 r 的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度  勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。t=0 時(shí)刻線圈平面與磁場(chǎng)垂直,各電表均為理想交流電表,則()A.t=0 時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零B.1 s 內(nèi)電路中的電流方向改變 次C.滑片 P 向下滑動(dòng)時(shí),電壓表的讀數(shù)不變D.滑片 P 向下滑動(dòng)時(shí),電流表的讀數(shù)不變4提升訓(xùn)練 16交變電流綜合問(wèn)題1.AC解析 因?yàn)?#160;=2f,得交變電流的頻率為 f=50 Hz,故 A 正確;線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 Em=BS=2.828×0.04×314 V=35.5 V,原線圈輸入電壓的有效值 U1=V=21.5 V,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比,得副線圈兩端的電壓U2=U1=×25.1 V=6.28 V,即電壓表 V2 的示數(shù)是 6.28 V,故 B 錯(cuò) 誤;開(kāi)關(guān) S 斷開(kāi),小燈泡 L1 的電功率 PL1=3.14 W,故 C 正確;開(kāi)關(guān) S 閉合,負(fù)線圈的電阻減小,輸出功率增大,輸入功率增大,根據(jù) P=U1I1 知,電流表 A1 的示數(shù)變大,故 D 錯(cuò)誤。2.AD3.ABD解析 S 由 a 合到 b 時(shí),n1 減小,由,可知 U2 增大,P2=隨之增大,而P1=P2,又 P1=I1U1,從而 I1 增大,A 正確;S 由 b 合到 a 時(shí),與上述情況相反,P2 將減小,B 正確;P 上滑時(shí),R 增大,P2=知,U2 增大,I2=減小,又 P1=P2,P1=I1U1,從而 I1 減小,C 錯(cuò)誤;U1 增大,由隨之增大,由         可知 I1 也增大,D 正確?？?.BC解析 根據(jù)輸入功率等于輸出功率,有 U1I1=U2I2,得 I1=I2=    ×0.65A0.01A,故 A 錯(cuò)誤,B 正確;,即原、副線圈的匝數(shù)比約為 521,故 C正確,D 錯(cuò)誤。5.B解析 根據(jù) P 損=r 可知,當(dāng)輸電電壓由 200 kV 升高到 500 kV 時(shí),其線路損耗由 P 減小到 0.16P,選項(xiàng) B 正確。6.BCD解析 原、副線圈匝數(shù)比 n1n2=1001,電壓表顯示有效值 2.2 V,故 A 錯(cuò);流過(guò)電阻 R 的電流最大值為 0.311 A,故 B 對(duì);變壓器的輸入功率為器頻率不變,電阻 R 上交流電壓的頻率為 50 Hz,故 D 對(duì)。W=0.484 W,故 C 對(duì);變壓7.AC解析 由 u=105V,A 正確;U1=sin100t V,當(dāng) t=10 V, 根據(jù)s 時(shí),a、b 兩點(diǎn)間電壓的瞬時(shí)值為得 U2=100 V,電壓表的讀數(shù)應(yīng)為有效值100 V,B 錯(cuò)誤;在 1 分鐘內(nèi)電阻 R1 上產(chǎn)生的熱量 Q=t=6 000 J,C 正確;當(dāng) R2 的溫度升高時(shí),R2 的阻值減小,電壓表示數(shù)不變,副線圈中的電流增大,故原線圈中的電流增大,電流表示數(shù)變大,D 錯(cuò)誤。8.BD解析 根據(jù)題圖乙可知,原線圈電壓的最大值為 311 V,則有效值 U1=V220V,根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)成正比得,解得 U2=44 V,所以電壓表示數(shù)為 44 V,故 A 錯(cuò)誤;根據(jù)題圖乙可知,原線圈電壓的最大值為 311 V,=100 rad/s,則電壓 u的瞬時(shí)值表達(dá)式為 u=311sin100t V,故 B 正確;原線圈電壓不變,線圈匝數(shù)不變,僅增大電壓u 的頻率,電壓表示數(shù)不變,則 D1 亮度不變,電感線圈通低頻阻高頻,頻率越大,阻礙作用越大,所以 D2 變暗,故 C 錯(cuò)誤,D 正確。9.AC10.BD解析 由于原線圈的電壓及匝數(shù)比不變,故副線圈輸出電壓不變,選項(xiàng) D 正確。開(kāi)關(guān) S 閉合,用戶端阻值變小,用戶端干路電流增大,則原線圈中電流變大,原線圈輸入功率變大,選項(xiàng) A、C 均錯(cuò)誤。用戶端干路電流增大,則輸電線 R 上電壓損失變大,選項(xiàng) B 正確。511.BD解析 設(shè)燈泡的額定電壓為 U,額定電流為 I,則副線圈電壓為 3U,電流為 I,原線圈的燈泡正常發(fā)光,電流也為 I,所以原、副線圈的匝數(shù)比為 11,原線圈兩端電壓為 3U,所以U1U2=43,選項(xiàng) A 錯(cuò)誤,選項(xiàng) B 正確;若將 L1 短路,則原線圈的電壓增大,則副線圈兩端電壓也增大,三個(gè)燈泡不能正常發(fā)光,選項(xiàng) C 錯(cuò)誤;若將 L2 短路,設(shè)副線圈的電流為 I',原線圈的電流1也為 I',因此 2I'R+I'R=U=4U,則 I'R=U,即副線圈的每個(gè)燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的,選項(xiàng) D 正確。12.D解析 因每匝矩形線圈 ab 邊和 cd 邊產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值都是 e0,每匝中 ab 和 cd串聯(lián),故每匝線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為 2e0。N 匝線圈串聯(lián),整個(gè)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為 2Ne0,因線圈中產(chǎn)生的是正弦式交變電流,則發(fā)電機(jī)輸出電壓的有效值 E=Ne0,故選項(xiàng) D 正確。13.ACD解析 變壓器副線圈兩端的電壓 U2=9 V,副線圈中的三只燈泡均正常發(fā)光,副線圈中的電流 I2=3×=2 A,原線圈中的電流為 I1,解得 I1=A,燈 L4 正常發(fā)光,電壓為 9 V,ab 輸入端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為 Uab= 36sin 100t(V),A 錯(cuò)誤,B 正確;交變電流的頻率為 50 Hz,所以流過(guò)每只燈泡的電流每秒方向改變 100 次,C 錯(cuò)誤;ab 輸入端輸入功率 P=UabI1=36×W=24 W,D 錯(cuò)誤。14.AD解析 由于變壓器的輸入功率和輸出功率相等,副線圈的電阻減小了,輸出功率變大了,所以原線圈的輸入功率也要變大,因?yàn)檩斎腚妷翰蛔?所以輸入電流要變大,所以電流表A1 的示數(shù)變大,A 正確;當(dāng)用電器增加時(shí),相當(dāng)于 R 的值減小,副線圈的總電阻減小,所以電流要變大,即電流表 A2 的示數(shù)變大,B 錯(cuò)誤;理想變壓器的輸出電壓是由輸入電壓和匝數(shù)比決定的,由于輸入電壓和匝數(shù)比不變,所以副線圈的輸出電壓不變,所以電壓表 V2 的示數(shù)不變,C 錯(cuò)誤;由于副線圈的電流變大,電阻 R0 兩端的電壓變大,又因?yàn)殡妷罕?#160;V2 的示數(shù)不變,所以電壓表 V3的示數(shù)變小,D 正確。15.AB解析 由題可知圖示位置,t=0,線圈的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,A 正確;由 T=,得f=,故 1 s 內(nèi)電路中電流方向改變的次數(shù)為 2f=,B 正確;由電壓表的示數(shù)U=·R=可知,滑片 P 向下滑動(dòng),電阻 R 增大,電壓表示數(shù) U 增大,而電流表示數(shù)I=變小,C、D 均錯(cuò)誤。6