(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 交變電流綜合問題

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1、 提升訓(xùn)練?16 交變電流綜合問題 1.(2018?年?3?月東陽中學(xué)高三期初)如圖甲所示,某個小型交流發(fā)電機(jī)的“轉(zhuǎn)子”部分由單匝導(dǎo) 線框組成,導(dǎo)線框所處的磁場看做勻強(qiáng)磁場,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,線框繞固定轉(zhuǎn)軸以角速度?ω=314?rad/s?勻速轉(zhuǎn)動。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?n1∶n2=4∶1, 燈泡?L1?和?L2?電阻均為?12.56?Ω?不變,以下說法正確的是( ) A.該交流電的頻率

2、為?50?Hz B.電壓表?V2?的示數(shù)為?3.14?V C.開關(guān)?S?斷開,此時小燈泡?L1?的電功率為?3.14?W D.開關(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,繞?OO' 軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為?B?的勻強(qiáng)磁場中以角速度?ω?做勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計 時。矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器,滑動觸頭?P?上下移動時可改變輸出電壓,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)電動勢的瞬時值表達(dá)

3、式為?e=NBSωcos?ωt B.矩形線圈從圖示位置經(jīng)過 時間時,通過電流表的電荷量為?0 C.當(dāng)?P?不動、R?增大時,電壓表讀數(shù)也增大 D.當(dāng)?P?向上移動、R?不變時,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?為單刀雙擲開關(guān),P?為滑動變阻器的滑 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,I1?將增大 B.保持?U1?及?P?的位置不變,S?由?b?合到?a?時?,R?消耗的功率減小 C.保持?U1?不

4、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化為理想變壓器,如果正常工作時輸入電壓為?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?A B.原線圈輸入電流約為?0.01?A C.原、副線圈的匝數(shù)比約為?52∶1 1 D.原、副線圈的匝數(shù)比約為?1∶52 5.500?千伏超高壓輸電是我國目前正在實施的一項重大工程。若輸送功率為3?200?萬千瓦,原 來采用?

5、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.0.4P B.0.16P C.2.5P D.6.25P 6.(2017?浙江杭州七縣區(qū)質(zhì)量檢測)理想變壓器原線圈與正弦交流電源連接,輸入電壓?u?隨時間 t?變化的規(guī)律如圖所示,原、副線圈匝數(shù)比?n1∶n2=100∶1,副線圈只接入一個?R=10?Ω?的電阻, 則( ) A.與電阻?R?并聯(lián)的電壓表示數(shù)為?3.11?V B.流過電阻?R?的電流最大值為?0.311?A C.變壓器的輸入功

6、率為?0.484?W D.電阻?R?上交流電壓的頻率為?50?Hz 7.如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為?1∶10,接線柱?a、b?接在電壓為 u=10 sin100πt?V?的正弦交流電源上,R1?為定值電阻,其阻值為?100?Ω,?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)。下列說法正確的是( ) A.t= s?時,a、b?間電壓的瞬時值為?5 V B.t= s?時,電壓表的讀數(shù)為?50 V C.在?1?分鐘內(nèi)電阻?R1?上產(chǎn)生的熱量為?6?000?J D.當(dāng)?R2?的溫度升高時,電壓表示數(shù)變

7、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?5∶1,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,下列說法正確的 是( ) A.電壓表示數(shù)為?62.2?V B.電壓?u?的瞬時值表達(dá)式為?u=311sin100πt?V C.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)磁場中,一矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動, 如圖甲所示,產(chǎn)生的交流電動勢的圖

8、象如圖乙所示,則( ) 2 A.t=0.005?s?時線圈平面與磁場方向平行 B.t=0.010?s?時線圈的磁通量變化率最大 C.線圈產(chǎn)生的交流電動勢頻率為?50?Hz D.線圈產(chǎn)生的交流電動勢有效值為?311?V 10.(2016?浙江嘉興一中期末)用電高峰期,電燈往往會變暗,其原理可簡化為如下物理問題。如 圖所示,理想變壓器副線圈上,通過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)開關(guān)?S?閉合時

9、,以下說法正確的是( ) 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、副線圈上接有四個完全相同的燈泡,若四個燈泡恰好都能正常發(fā) 光,則下列說法正確的是( ) A.U1∶U2=3∶4 B.U1∶U2=4∶3 C.若將?L1?短路,則副線圈的三個燈泡仍能正常發(fā)光 D.若將?L2?短路,則副線圈的兩個燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓的?倍 12.小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共?N?匝,每匝可簡化為矩形線圈?abcd,磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場,方 向垂

10、直于線圈中心軸?OO',線圈繞?OO'勻速轉(zhuǎn)動,如圖所示。每匝矩形線圈?ab?邊和?cd?邊產(chǎn)生的 感應(yīng)電動勢的最大值都為?e0,不計線圈電阻,則發(fā)電機(jī)輸出電壓( ) A.峰值是?e0 B.峰值是?2e0 C.有效值是?Ne0 D.有效值是 Ne0 13.圖甲所示的變壓器原、副線圈匝數(shù)比為?3∶1,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?V 6?W”的相同燈泡,各電表均為理想交流電表,以下說 法不正確的是( ) 3

11、 A.ab?輸入端電壓的瞬時值表達(dá)式為?Uab=27 sin?100πt(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.流過燈?L2?的電流每秒方向改變?50?次 D.ab?輸入端輸入功率?Pab=18?W 14.下圖是街頭變壓器通過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)載變化時輸入電壓不會有大的波動,可以認(rèn)為電壓表?V1?示數(shù)不變。輸出電壓通過輸電線輸送 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,當(dāng)用戶的用電器增加時,圖中各表

12、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)磁場中繞垂直于磁場的軸以角速度?ω?勻速轉(zhuǎn)動。 t=0?時刻線圈平面與磁場垂直,各電表均為理想交流電表,則( ) A.t=0?時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為零 B.1?s?內(nèi)電路中的電流方向改變?次 C.滑片?P?向下滑動時,電壓表的讀數(shù)不變 D.滑片?P?向下滑動時,電流表的讀數(shù)不變

13、 4 提升訓(xùn)練?16 交變電流綜合問題 1.AC 解析?因為?ω= =2πf,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)電動勢的最大值?Em=BSω=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?誤; 開關(guān)?S?斷開,小燈

14、泡?L1?的電功率?PL1= =3.14?W,故?C?正確; 開關(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?錯誤。 2.AD 3.ABD 解析?S?由?a?合到?b?時,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,與上述情況相反,P2?將減小,B?正確;P?上 滑時,R?增大,P2= 知,U2?增大,I2= 減小,又?P1=P2,P1=I1U1,從而?I1?減小,C?錯誤;U1?增大,由

15、 隨之增大,由?????????可知?I1?也增大,D?正確。 可 4.BC 解析?根據(jù)輸入功率等于輸出功率,有?U1I1=U2I2,得?I1= I2=????×0.65 A≈0.01A,故?A?錯誤,B?正確; ,即原、副線圈的匝數(shù)比約為?52∶1,故?C 正確,D?錯誤。 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,其線路損耗 由?P?減小到?0.16P,選項?B?正確。 6.BCD 解析?原、副線圈匝數(shù)比?n1∶n2=100∶1,電壓表顯示有效值?2.2?V,故?A?錯

16、;流過電 阻?R?的電流最大值為?0.311?A,故?B?對;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。 W=0.484?W,故?C?對;變壓 7.AC 解析?由?u=10 5 V,A?正確;U1= sin100πt?V,當(dāng)?t= =10?V,?根據(jù) s?時,a、b?兩點間電壓的瞬時值為 得?U2=100?V,電壓表的讀數(shù)應(yīng)為有效值 100?V,B?錯誤;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,R2?的阻值減小,電

17、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= V≈220 V,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?錯誤;根據(jù)題圖乙可知,原線圈電壓的最大值為?311?V,ω= =100π?rad/s,則電壓?u 的瞬時值表達(dá)式為?u=311sin100πt?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

18、低頻阻高頻,頻率越大,阻礙作用越大, 所以?D2?變暗,故?C?錯誤,D?正確。 9.AC 10.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?D?正確。開 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?A、C?均錯誤。用戶端干路電流增大,則輸電線?R?上電壓損失變大,選項?B?正確。 5 11.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?1∶1,原線

19、圈兩端電壓為?3U,所以 U1∶U2=4∶3,選項?A?錯誤,選項?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,三個燈泡不能正常發(fā)光,選項?C?錯誤;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,即副線圈的每個燈泡兩端的電壓變?yōu)轭~定電壓 的 ,選項?D?正確。 12.D 解析?因每匝矩形線圈?ab?邊和?cd?邊產(chǎn)生的電動勢的最大值都是?e0,每匝中?ab?和?cd 串聯(lián),故每匝線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為?2e0。N?匝線圈串聯(lián),

20、整個線圈中感應(yīng)電動勢的最大 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?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?輸入端電壓的瞬時值表達(dá)式為?Uab=?36 sin?100πt(V),A?錯誤,B?正確;交 變電流的頻率為?50?Hz,所以流過每只燈泡的電流每秒方向改變?100?次,C?錯誤;ab?輸入端輸入 功率?P=UabI1=36×

21、 W=24?W,D?錯誤。 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,因為輸入電壓不變,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,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?錯誤; 由于副線圈的電流變大,電阻?R0?兩端的電壓變大,又因為電壓表?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)電動勢為零,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,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?均錯誤。 6