2020版高考物理复习第十一章交变电流传感器本章综合能力提升练（含解析）教科版.docx

本章综合能力提升练一、单项选择题1.(2018湖北省黄冈市质检)如图1所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴OO以角速度匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光.从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是()图1A.图示位置穿过线框的磁通量变化率最大B.灯泡中的电流方向每秒改变次C.线框中产生感应电动势的表达式为enBSsintD.变压器原、副线圈匝数之比为答案C2.(2018广东省高考第一次模拟)在如图2所示的电路中，理想变压器原线圈匝数n1600匝，副线圈的匝数n2120匝，当原线圈接入u180sin50t(V)的正弦式交变电流时，下列判断正确的是()图2A.正弦式交变电流的频率为50HzB.副线圈两端电压的有效值为36VC.当滑动变阻器滑片向b端滑动时，灯泡消耗的电功率一定增大D.当滑动变阻器滑片向a端滑动时，滑动变阻器消耗的总电功率一定增大答案C解析正弦交流电的频率为fHz25Hz，A错误；原线圈两端电压的有效值为U1V90V，根据可得副线圈两端电压的有效值为U218V，B错误；当滑动变阻器滑片向b端滑动时，灯泡两端的电压增大，故灯泡消耗的电功率一定增大，C正确；滑动变阻器滑片向a端滑动过程中，其连入电路的电阻分为两部分，一部分增大，一部分减小，所以其消耗的总功率不一定增大，D错误.3.(2019河北省邢台市调研)如图3所示，一理想变压器的原线圈匝数n1为1000匝，所加电压为U220V，串联了一个阻值为r4的电阻；副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头Q调节，副线圈接有电阻R9；R相当于变压器在原线圈电路中的电阻，当n2取下列哪个值时，R消耗的功率最大()图3A.2000匝B.1500匝C.600匝D.400匝答案B解析变压器在原线圈电路中的等效电阻为rR；变压器初次级电压满足：，次级电流I2，则初级电流I1，则UI1(rr)，解得：U1，I1，变压器输入功率等于输出功率：P2P1I1U1，由数学知识可知，当4n2，即当n21.5n11500匝时，变压器输出功率最大，R上的功率最大，故B正确.4.(2018四川省凉山州三模)图4甲为一台小型发电机示意图，产生的感应电动势随时间变化如图乙所示.已知发电机线圈的匝数为100匝，电阻r2，外电路的小灯泡电阻恒为R6，电压表、电流表均为理想电表.下列说法正确的是()图4A.电压表的读数为4VB.电流表读数0.5AC.1s内流过小灯泡的电流方向改变25次D.线圈在转动过程中，磁通量最大为Wb答案B解析由题图乙可知，交流电的最大值为：Em4V，有效值为：E4V，根据闭合电路的欧姆定律可知：UR6V3V，A错误；电流表的示数为：IA0.5A，B正确；由题图乙可知，T4102s，f25Hz，一个周期内电流方向改变两次，所以，1s内流过小灯泡的电流方向改变50次，C错误；根据EmnBS可知，mBSWbWb，D错误.5.(2018山东省泰安市上学期期末)如图5，电阻R、电容器C和电感线圈L并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源.当电路中交流电的频率为f时，通过R、C和L的电流有效值恰好相等.若将频率降低为f，输出电压有效值不变，分别用I1、I2和I3表示此时通过R、C和L的电流的有效值，则()图5A.I1I2I3B.I1I2I3C.I3I1I2D.I1I2I3答案C解析将频率降低时，通过R的电流不变，电容器的容抗增大，通过C的电流减小，则有I1I2，电感线圈的感抗减小，通过L的电流增大，则有I3I1，故A、B、D错误，C正确.6.(2018河南省周口市期末)如图6所示，一理想变压器的原线圈两端接在电压为u220sin100tV的交流电源上，此时变压器副线圈电路中标有“44V,220W”的电动机恰好能正常工作.其中A为理想电流表，电动机的内阻为r2，则下列说法中正确的是()图6A.该理想变压器原、副线圈的匝数比为15B.电流表的示数为5AC.该电动机正常工作时的输出功率为170WD.若电动机正常工作时突然被卡住，则电动机线圈的热功率为50W答案C解析根据u220sin100tV知，原线圈两端的电压有效值为U1220V，副线圈两端的电压为U244V，则变压器原、副线圈的匝数比为n1n2U1U251，故A错误；电动机恰好能正常工作，理想变压器的输出功率为220W，输入功率为220W，由PUI得I11A，即电流表的示数为1A，故B错误；该电动机正常工作时的输出功率为P出U2I2I22r445W522W170W，故C正确；若电动机正常工作时突然被卡住，则电动机线圈的热功率为PW968W，故D错误.7.(2018河南省商丘市上学期期末)用电压为U的正弦交流电源通过甲、乙两种电路给额定电压为U0(正常工作时电阻为R0)的同一小电珠供电.图7甲中R为滑动变阻器，图乙中理想变压器的原、副线圈匝数分别为n1、n2，若小电珠均能正常工作，则下列说法正确的是()图7A.变压器可能是升压变压器B.甲、乙电路消耗电功率之比为C.电阻R与小电珠消耗功率之比为1D.滑动变阻器接入电路的阻值RR0答案C解析由题图甲可知，电源电压等于变阻器两端的电压与小电珠两端的电压之和，因此UU0，在题图乙中根据电压与匝数成正比的关系即1，可得n1n2，所以变压器是降压变压器，故A错误；由于小电珠均能正常工作，甲电路消耗的功率为UI，乙电路消耗的功率为U0I，甲、乙电路消耗电功率之比为，故B错误；滑动变阻器消耗功率为(UU0)I，所以滑动变阻器与小电珠消耗功率之比为1，故C正确；题图甲中滑动变阻器与小电珠串联，则有，滑动变阻器接入电路的阻值为R，故D错误.二、多项选择题8.(2018广东省惠州市第三次调研)如图8所示，理想变压器初级线圈接一交变电流，交变电流的电压有效值恒定不变.副线圈接有光敏电阻R1(其阻值随光照强度增大而减小)、R2和R3，则下列说法中正确的是()图8A.只将S1从2拨向1时，电流表示数变小B.只将S2从4拨向3时，电流表示数变小C.只将S3从闭合变为断开，电阻R2两端电压增大D.仅增大光照强度，原线圈的输入功率增大答案BD解析只将S1从2拨向1时，原线圈匝数变小，根据变压比公式，输出电压变大，故输出电流变大，输出功率变大，输入功率等于输出功率，故输入功率变大，输入电流变大，A错误；只将S2从4拨向3时，副线圈匝数变小，根据变压比公式，输出电压变小，故输出电流变小，输出功率变小，输入功率等于输出功率，故输入功率变小，输入电流变小，B正确；只将S3从闭合变为断开，少一个支路，但电阻R2与R3串联的支路的电压不变，故通过电阻R2的电流不变，电压也不变，C错误；仅增大光照强度，副线圈负载总电阻变小，故输出电流变大，输出功率变大，输入功率等于输出功率，故输入功率增大，D正确.9.(2018湖南省株洲市上学期质检一)某同学在实验室中研究远距离输电.由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用).第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为P1.第二次采用如图9所示的电路输电，其中理想变压器T1与电源相连，其原、副线圈的匝数比为n1n2，理想变压器T2与用电器相连，测得输电线上损失的功率为P2.下列说法正确的是()图9A.前后两次实验都可用于研究远距离直流输电B.实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失C.若输送功率一定，则P2P1n12n22D.若输送功率一定，则P2P1n1n2答案BC解析变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只能研究远距离交流输电，故A错误；根据PI2r可知，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失，故B正确；第一次实验输电线上的电流I，输电线上损失的功率P1I2RR，第二次实验，升压变压器副线圈上的电压U2U1，输电线上的电流I，输电线上损失的功率P2I2RR，所以：，故C正确，D错误.10.(2018陕西省师大附中模拟)如图10所示，面积为0.02m2、内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，转动的角速度为100rad/s，匀强磁场的磁感应强度为T.矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻R50，电表均为理想交流电表.当线圈平面与磁场方向平行时开始计时.下列说法正确的是()图10A.线圈中感应电动势的表达式为e100cos (100t) VB.P上移时，电流表示数减小C.t0时，电压表示数为100VD.当原、副线圈匝数比为21时，电阻R上消耗的功率为50W答案AD解析矩形闭合线圈ABCD在磁场中转动，产生的交流电压的最大值为：EmNBS1000.02100V100V，线圈中感应电动势的表达式为e100cos (100t) V，故A正确；P上移时，原线圈的匝数减小，导致副线圈电压增大，那么副线圈电流也增大，则原线圈的电流会增大，电流表示数增大，故B错误；由于正弦式交流电最大值为有效值的倍，所以交流电压的有效值为U100V，当t0时，电压表示数为100V，故C错误；当原、副线圈匝数比为21时，电阻R上消耗的功率为：PRW50W，故D正确.11.(2018山东省青岛市二模)如图11所示为某小型电站高压输电示意图，变压器均为理想变压器，发电机输出功率为20kW.在输电线路上接入一个电流互感器，其原、副线圈的匝数比为110，电流表的示数为1A，输电线的总电阻为10，则下列说法正确的是()图11A.采用高压输电可以增大输电线中的电流B.升压变压器的输出电压U22000VC.用户获得的功率为19kWD.将P下移，用户获得的电压将增大答案BC解析根据高压输电原理，提高输电电压，输电电流减小，A错误；根据电流互感器的原理，输电电流：I21A10A，升压变压器的输出电压：U2V2000V，B正确；输电线上的功率损失：P损I22R10210W1kW，用户获得的功率为：P用PP损20kW1kW19kW，C正确；将P下移，降压变压器原线圈匝数增加，根据变压器的变压规律，副线圈的电压减小，用户获得的电压将减小，D错误.12. (2018福建省漳州市期末调研)如图12，理想变压器的原、副线圈的匝数比为21，在原、副线圈的回路中接入的电阻阻值均为R，电压表和电流表均为理想电表，a、b端接有电压为220sin10tV的交流电，开关S处于断开状态时，设电压表读数为U，原、副线圈回路中电阻R消耗的功率之比为k，则()图12A.U88V，kB.U110V，k4C.当开关闭合时，电流表的示数会减小D.当开关闭合时，电压表的读数会减小答案AD解析由2，原线圈回路中电阻R消耗的功率P1I12R，副线圈回路中电阻R消耗的功率P2I22R，则有k，副线圈的电流I2，原线圈回路中I1I2，原线圈回路中电阻R的电压URI1R，a、b端电压有效值为U有220V，由题意可知输入电压有效值为2202U，解得U88V，故A正确，B错误；当开关闭合时，副线圈总电阻RI1，原线圈回路中电阻R两端的电压URI1R，由题意可知输入电压有效值为2202U，解得U88V，故C错误，D正确.13.(2018湖南省常德市一模)如图13甲所示，一交流发电机向远距离的理想变压器输电，输电线等效电阻R12，变压器匝数比n1n221，发电机输出的交变电压随时间的变化图像如图乙所示，理想交流电压表示数为5V，则()图13A.通过R2的交变电流频率为50HzB.图像上对应的0.01s时刻，发电机中的线圈与中性面垂直C.R2两端的电压为10VD.发电机输出功率为12.5W答案AC解析理想变压器不改变交流电的频率，故通过R2的交变电流的频率为fHz50Hz，A正确；图像上对应的0.01s时刻，交流电压为零，此时通过发电机中的线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小为零，发电机中的线圈刚好与中性面重合，B错误；发电机输出电压的有效值为UV25V，故原线圈两端电压为U1UUR120V，根据公式可得副线圈两端电压，即R2两端电压为U2U110V，C正确；通过R1的电流I12.5A，由，得副线圈中电流I2I15A，发电机输出功率为电阻R1消耗的电功率与副线圈中消耗的电功率之和，故发电机输出功率为PW510W12.5W50W62.5W，D错误.14. (2019福建省龙岩市模拟)如图14所示，MN、PQ是两条在水平面内、平行放置的金属导轨，导轨的右端接理想变压器的原线圈，变压器的副线圈与阻值为R的电阻组成闭合回路，变压器的原副线圈匝数之比n1n2k，导轨宽度为L.质量为m的导体棒ab垂直MN、PQ放在导轨上，在水平外力作用下做往复运动，其速度随时间变化的规律是vvmsin(t)，范围足够大的匀强磁场垂直于