高考物理（必考点+热考点+预测点）第二部分 热考点 专练3 交变电流和变压器.doc

专练3 交变电流和变压器命题特点高考对本考点的考查4年4考，通常综合有效值、最大值、功率、理想变压器的变压规律以及交变电流的动态分析问题.1.一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是()答案d2.阻值为50 、匝数为311匝的闭合矩形线圈，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电动势如图1乙所示.则可以判断()图1a.t0时刻线圈应转到图甲所示的位置b.线圈的角速度为50 rad/sc.穿过线圈的磁通量的最大值为 wbd.线圈转一周所产生的热量为968 j答案c解析t0时刻产生的电动势为零，所以线圈应处于中性面即线圈与磁场垂直，故a错误；据图象可知，t0.02 s；据t可得：100 rad/s，所以转速为50 r/s，故b错误；据emnbs可知，bs wb wb，故c正确；据峰值可知，e220 v，据焦耳定律可知，线圈转一周产生的热量：q0.02 j19.36 j，故d错误.3.如图2所示，一矩形线圈的面积为s，匝数为n，电阻为r，处于磁感应强度大小为b的水平匀强磁场中，绕垂直磁场的水平轴oo以角速度匀速转动.线圈通过滑环与定值电阻r及理想电流表组成闭合回路.已知理想电压表的示数为u，从线圈平面与磁感线平行的位置开始计时，则()图2a. r两端电压瞬时值的表达式为urusin tb. 理想电流表的示数为c. 从到的时间内，穿过线圈平面磁通量的变化量为零d. 若100 rad/s，通过r的电流每秒钟方向改变50次答案b4.如图3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做角速度为的匀速转动，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，下列说法中正确的是()图3a.从t1到t3这段时间穿过线圈磁通量的变化量为2nbsb.从t3到t4这段时间通过电阻r的电荷量为c.t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为nbsd.电流表的示数为答案d解析由图可知，t1和t3这两时刻穿过线圈的磁通量大小为0，故穿过线圈磁通量的变化量为0，故a错误；从t3到t4这段时间磁通量的变化为bs，则平均电动势，因此通过电阻r的电荷量为qt，故b错误；t3时刻电动势enbs，由法拉第电磁感应定律可知：e，则穿过线圈的磁通量变化率为bs，故c错误；电流表的示数为有效值，则有：i，故d正确.5.(多选)如图4所示，理想变压器为降压变压器，原线圈通过灯泡l1与正弦式交流电相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡l2和l3相连，开始时开关s处于断开状态.当s闭合后，所有灯泡都能发光.下列说法中正确的是()图4a. 灯泡l1和l2中的电流有效值可能相等b. 灯泡l2两端的电压变小c. 灯泡l1变亮，灯泡l2的亮度不变d. 变压器原线圈的输入功率不变答案ab6.理想变压器原线圈接在电压为uu0sin t的交流电源上，在变压器副线圈中分别安装有甲、乙两个插座，导线电阻为2r，如图5所示.插座不接用电器时小灯泡正常发光.若将某一用电器接在甲或乙插座上，不计电流表内阻的影响.下列说法正确的是()图5a.若接在甲上，电流表示数变大，灯变亮b.若接在甲上，电流表示数变小，灯变暗c.若接在乙上，电流表示数变大，灯变亮d.若接在乙上，电流表示数变大，灯变暗答案d7.(多选)如图6所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1n2551，原线圈接入电压u220sin 100t(v)的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头p从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是()图6a.副线圈中交变电流的频率为100 hzb.t0.02 s时，电压表的示数为4 vc.电流表的示数先变小后变大d.电流表的示数先变大后变小答案bc解析由电压公式知交流电的100 rad/s，f hz50 hz，故a错误；原线圈两端的输入电压有效值为220 v，由电压与匝数成正比知，所以副线圈两端电压为：u2u1220 v4 v(即为电压表的读数)，故b正确；当滑动触头p位于中间位置时，并联电阻的电阻值最大，所以当滑动变阻器的滑动触头p从最上端滑到最下端的过程中，电路中的总电阻先增大后减小，电路中的电流值将先减小后增大.变压器的输出电流先减小后增大，则输入的电流也是先减小后增大，即电流表的示数先变小后变大.故c正确，d错误.8.(多选)如图7所示，一理想变压器原、副线圈匝数之比为51，原线圈与一可变电阻r0串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为r1，负载电阻的阻值r27r1，电路中所连接的电流表是理想电流表.现保持变压器输入电流不变，将负载电阻的阻值减少为r25r1，此时电流表读数为5.0 a，则()图7a. 此时流过原线圈的电流最大值约为1.7 ab. 此时流过原线圈的电流最大值约为1.2 ac. 原先电流表的示数为0.75 ad. 原先电流表的示数为5.25 a答案ad9.如图8所示，理想变压器原、副线圈匝数比为110，线圈接通交流电源，理想电压表v示数为22 v，理想电流表a1示数为5 a，副线圈串联了理想电流表a2以及虚线框内的某用电器，电路处于正常工作状态，下列说法正确的是()图8a.电流表a2的示数为50 ab.若虚线框内接入电容器，电容器的耐压值至少是220 vc.若虚线框内接入定值电阻，则电阻消耗的功率为110 wd.若虚线框内接入电动机且正常工作，可知电动机内阻为440 答案c解析根据可得副线圈中的电流为i20.5 a，根据可得u2220 v.若虚线框内接入电容器，电容器的耐压值至少是220 v；若虚线框内接入定值电阻，则电阻消耗的功率为pui2200.5 w110 w；电动机为非纯电阻，可知电动机内阻不为440 .10.将电阻r1和r2按如图9甲所示接在理想变压器上，变压器原线圈接在电压为u的交流电源上，r1和r2上的电功率之比为21；若其他条件不变，只将r1和r2改成如图乙所示的接法，r1和r2上的功率之比为18.则图乙中两组副线圈的匝数之比n1n2为()图9a.12 b.14 c.18 d.116答案a11.如图10甲所示，理想变压器的原线圈匝数n1100匝，副线圈匝数n250匝，电阻r10 ，v是理想电压表，原线圈加上如图乙所示的交流电，则下列说法正确的是()图10a.流经电阻r的电流的频率为100 hzb.电压表v的示数为10 vc.流经r的电流方向每秒改变50次d.电阻r上每秒产生的热量为10 j答案d解析由图乙可知交流电周期t0.02秒，故频率为50 hz，故a错误；由图乙可知交流电压最大值um20 v，故变压器的输入电压为：u1 v20 v；根据变压比公式，有：，解得：u210 v，故b错误；交流电频率为50 hz，故流经r的电流方向每秒改变100次，故c错误；电阻r上每秒产生的热量为：qt1 j10 j，故d正确.12.(多选)如图11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 v，60 w”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 a，下列说法正确的是()图11a.图示位置穿过线框的磁通量为零b.线框中产生交变电压的有效值为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5 0