高考物理二轮复习 题型限时专练9 交变电流的综合考查

题型限时专练9 交变电流的综合考查热点跟踪专练1(多选)(2017沈阳市三模)如图所示，虚线框内为漏电保护开关的原理示意图：变压器A处用火线和零线平行绕制成线圈，然后接到用电器B处有一个输出线圈，一旦线圈B中有电流，经放大后便能推动继电器切断电源如果甲、乙、丙、丁四人分别以图示方式接触电线(裸漏部分)甲、乙、丙站在木凳上，则下列说法正确的是()A甲不会发生触电事故，继电器不会切断电源B乙会发生触电事故，继电器不会切断电源C丙会发生触电事故，继电器会切断电源D丁会发生触电事故，继电器会切断电源解析甲、乙、丙、丁四人，只有丁电流由火线经丁流入大地，出现漏电，继电器会切断电源答案AD2(2017江西五市八校摸底)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B T单匝矩形线圈面积S1 m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO匀速转动线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接，为交流电流表调整副线圈的滑动触头P，当变压器原、副线圈匝数比为12时，副线圈电路中标有“36 V,36 W”的灯泡正常发光以下判断正确的是()A电流表的示数为1 AB矩形线圈产生电动势的最大值为18 VC从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间变化的规律为e18sin90tVD若矩形线圈转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当下移解析小灯泡正常发光，故变压器的输出电流为：I21 A；根据变流比公式：，解得：I12 A，故A错误；小灯泡正常发光，故变压器的输出电压为36 V，根据变压比公式，解得：U118 V，故矩形线圈产生电动势的有效值为18 V，矩形线圈产生电动势的最大值为18 V，故B错误；根据公式EmNBS，解得： rad/s90 rad/s，故从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈电动势随时间的变化规律eEmsint18sin90t V，故C正确；若矩形线圈转速增大，根据公式EmNBS，感应电动势的最大值增加，故有效值也增加；为使灯泡仍能正常发光，应该减小变压比，故应将P适当上移，故D错误答案C3(多选)(2017石家庄质检一)如图所示为一含有理想变压器的电路交流电源电压恒定，电阻r、R0为定值电阻，R为滑动变阻器，各电表均为理想电表现将滑动变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增加量大于电流表A2的示数增加量，下列说法正确的是()A滑动变阻器滑片是向上滑动的B电压表V2示数始终大于电压表V3示数C电压表V1、V2示数不变，V3示数减小D理想变压器原线圈的匝数小于副线圈的匝数解析由于电流表A1的示数增加量大于电流表A2的示数增加量，说明原线圈的电流大于副线圈的电流，说明变压器为升压变压器，则原线圈的匝数小于副线圈的匝数，D正确；又因为两电流表的示数增加，则滑动变阻器的阻值减小，滑动变阻器的滑片应向下滑动，A错误；电压表V3的示数为滑动变阻器两端的电压，而电压表V2的示数等于滑动变阻器两端电压以及定值电阻R0两端电压之和，因此电压表V2的示数始终大于电压表V3的示数，B正确；由于原线圈的电流增大，则定值电阻r两端的电压增大，加在原线圈两端的电压减小，V1的示数减小，副线圈的输出电压减小，V2以及V3的示数均减小，C错误答案BD4.如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度从中性面开始匀速转动，下列说法正确的是()A在该线圈两端接上一电容器，要使电容器不被击穿，电容器的最大承受电压为B线框中感应电流的有效值为C从中性面开始转过的过程中，通过线框横截面的电荷量为D线框转一周的过程中，产生的热量为解析要使电容器不被击穿，电容器的最大承受电压即线框中最大的电动势，为BS，A错误；线框中感应电流的最大值Im，由于线框中的感应电流是正弦交流电，其电流有效值I，B错误；由q可知，从中性面开始转过的过程中，通过线框横截面的电荷量q，C正确；线框转一周的过程中，产生的热量等于感应电流做的功，因此QWI2R，D错误答案C5(多选)如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B T的水平匀强磁场中，线框面积S0.5 m2，线框电阻不计线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V60 W”的灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法中正确的是()A该交流电的频率为200 HzB线框中产生的交变电流的电动势的有效值为500 VC变压器原、副线圈匝数之比为2511D允许变压器输出的最大功率为5000 W解析题中线圈转动的角速度200 rad/s，根据2f可得，f Hz，A错误产生的交变电流的电动势的最大值EmNBS500 V，有效值为500 V，B错误变压器原、副线圈匝数之比为5002202511，C正确由于熔断器允许通过的最大电流为10 A，所以允许变压器输出的最大功率为PmEIm500 V10 A5000 W，D正确答案CD6(2017石家庄质检二)如图甲所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一匝数为n，面积为S，总电阻为r的矩形线圈abcd绕轴OO以角速度匀速转动，矩形线圈在转动中可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，回路中接有一理想交流电流表图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势e随时间t变化的图象，则下列说法中正确的是()A从t1到t3这段时间穿过线圈的磁通量的变化量为2nBSB从t3到t4这段时间通过电阻R的电荷量为Ct3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nBSD电流表的示数为解析从t1到t3的过程，穿过线圈的磁通量变化量为零，选项A错误；从t3到t4的过程，穿过线圈的磁通量变化量为BS，故通过电阻R的电荷量qn，选项B错误；t3时刻产生的电动势大小为E0，由法拉第电磁感应定律可得E0nnBS，可得BS，选项C错误；线圈产生的交流电的电动势有效值为，由闭合电路欧姆定律可得，电流表的示数I，选项D正确答案D7(多选)在如图所示的远距离输电示意图中，理想变压器B1的原、副线圈匝数分别为n1、n2，理想变压器B2的原、副线圈匝数分别为n3、n4，输电线的总电阻为r.若交流发电机的输出电压不变，n1n4，n2n3，则下列说法正确的是()An1U1，结合得n1n2，而n2n3，得n1n3，选项A正确；当R增大时，用户总电流I4减小，由知输电线上的电流I3也减小，r消耗的功率PrIr减小，选项B正确；当R增大时，输电线上电压UrI3r减小，因发电机的输出电压不变，即电压表V1的示数不变，B1副线圈两端电压U2也不变，又U2UrU3，所以B2原线圈两端电压U3增大，结合知B2副线圈两端电压U4也增大，即电压表V2的示数将增大，选项C、D错误答案AB8(2017广东毕业综合测试一)如图，在A、B间接入U1311sin314t(V)的正弦交流电，通过理想变压器和相同的理想二极管D1、D2给阻值R20 的纯电阻供电，变压器原线圈n11100匝，副线圈n2200匝，Q为副线圈正中央抽头为保证安全，二极管的反向耐压值至少为U0，设电阻R上消耗的电功率为P，则()AU056.6 V，P20 WBU028.3 V，P20 WCU040 V，P80 WDU080 V，P80 W解析在A、B间接入正弦交流电，电压有效值为220 V，变压器原线圈匝数n1100，副线圈匝数n200，根据电压与匝数成正比得副线圈电压有效值U240 V，二极管的反向耐压值至少为U0，应是最大值，所以U040 V，Q为副线圈正中央抽头，当正向电流通过时，电阻与上面电路二极管构成回路，此时电压的有效值为20 V，当反向电流通过时，电阻与下面电路二极管构成回路，此时电压的有效值也为20 V，则一个周期R两端电压有效值为U20 V，所以R消耗的电功率为P20 W，选项A正确答案A9(多选)(2017河北名校联盟)如图甲所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交流电的图象如图线b所示现用该电源通过一理想变压器给一个小灯泡供电，如图乙所示当原线圈输入如图甲中图线b所示的交变电压时，额定电压为1 V的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为0.4 ，图中电压表为理想电表，下列说法正确的是()A图甲中图线a所示的交变电压的瞬时值表达式为e15sin100t (V)B当原线圈输入如图甲中图线a所示的交变电压时电压表的示数为2.2 VC变压器原、副线圈的匝数比为101D小灯泡正常发光时，变压器的输入功率为2.5 W解析图甲中图线a所示的交变电压的瞬时值表达式为e15sin50t (V)，A错误；由EmnBS可知，图线a、b表示的交变电动势的峰值之比为EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故图线b表示的交变电动势的有效值为E有10 V，因为额定电压为1 V的小灯泡恰好正常发光，所以变压器的匝数比为101，C正确；当原线圈输入如图甲中图线a所示的交变电压时电压表的示数为1.5 V，B错误；额定电压为1 V的小灯泡恰好正常发光，而灯泡的电阻为0.4 ，它消耗的功率为P2.5 W，理想变压器的输入功率等于输出功率，D正确答案CD10(多选)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻R20 ，L1、L2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1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是()A输入电压u的表达式u20sin(50t) VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率减小D若将S1换接到2，R消耗的电功率为0.8 W解析本题考查变压器知识，意在考查考生利用交流电知识处理问题的能力交流电的瞬时表达式uEmsin(t)，由图乙可以看出Em20 V，周期T0.02 s，100(rad/s)，A错；根据题中条件S1接1，S2闭合L2正常发光，可以推出能使灯L2正常发光的额定电压为4 V，如果S1接1，断开S2，则每个灯泡两端电压为2 V，B错；理想变压器输入功率由输出功率决定，而输出功率P出，在输出电压不变的情况下，负载电阻R0增大，输出功率减小，C对；当S1接2时，U4 V，R20 ，代入P出得0.8 W，D对答案CD11(多选)如右图所示，接在照明电路中的自耦变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡L1、L2和L3，输电线的等效电阻为R，输入的交变电压有效值恒定当滑动触头P向下移动一段距离后，下列说法正确的是()A等效电阻R上消耗的功率变大B三个灯泡都变暗C原线圈两端的输入电压增大D原线圈中电流表示数增大解析自耦变压器的原、副线圈是同一个线圈，只是匝数不同由题意知原线圈是副线圈的一部分由可知，当P下移时，U1、n2不变，n1变小，U2变大，因负载电路结构不变，因此负载上的总电流I2应变大，R上消耗的功率变大，由串、并联电路特点知三个灯泡都变亮，A正确，B错误；原线圈的输入电压是不变的，C错误；由P入P出，U1I1U2I2知，I1一定增大，电流表示数增大，D项正确答案AD12(多选)(2016湖南怀化模拟)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，则下列判断正确的有()At0.005 s时线圈平面与磁场方向平行B线圈产生的交变电动势的瞬时值为e311sin100t(V)C线圈产生的交变电动势的频率为100 HzD线圈产生的交变电