【南方新课堂】高考物理总复习 专题十一 交变电流课时检测(1).doc

专题十一交变电流第1讲交变电流的产生和描述 知能训练 一、单项选择题1关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，下列说法正确的是()a线圈平面每经过中性面一次，感应电流的方向就改变一次，感应电动势的方向不变b线圈平面每转动一周，感应电流的方向改变一次c线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都改变一次d线圈平面每转动一周，感应电动势和感应电流的方向都改变一次2矩形金属线圈共10匝，绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图k1111所示下列说法正确的是()图k1111a此交变电流的频率为0.2 hzb此交变电流的电动势的有效值为1 vct0.1 s时，线圈平面与磁场方向平行d线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为 wb3如图k1112表示一交变电流的电流随时间变化的图象此交变电流的有效值是()图k1112a5 ab5 ac3.5 ad3.5 a二、双项选择题4矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势et图象如图k1113所示，则下列说法正确的是()图k1113at1、t3线圈通过中性面bt2、t4线圈中磁通量最大ct1、t3线圈中磁通量变化率最大dt2、t4线圈平面与中性面垂直5某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图k1114所示，下列说法中正确的是()a交变电流的频率为0.02 hzb交变电流的瞬时表达式为i5cos 50t ac在t0.01 s时，穿过交流发电机线圈的磁通量为零d若发电机线圈电阻为0.4 ，则其产生的热功率为5 w 图k1114 图k11156如图k1115所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦交变电流的图象，当调整线圈转速后，所产生的正弦交变电流的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交变电流的说法正确的是()a在图中t0时刻穿过线圈的磁通量均为零b线圈先后两次转速之比为32c交变电流a的瞬时值表达式为u10sin 5t (v)d交变电流b电动势的最大值为5 v7(2011年肇庆检测)一矩形金属线圈，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的电动势e随时间t变化的情况如图k1116所示下列说法正确的是()图k1116a此交变电流的频率为0.5 hzb此交变电流的电动势有效值为2 vct0.01 s时，线圈平面与磁场方向垂直dt0.02 s时，线圈磁通量变化率为零三、非选择题8如图k1117所示，一矩形线圈在匀强磁场中绕oo轴匀速转动，磁场方向与转轴垂直已知线圈匝数n400，电阻r0.1 ，长l10.05 m，宽l20.04 m，角速度100 rad/s，磁场的磁感应强度b0.25 t线圈两端外接电阻r9.9 的用电器和一个交流电流表(内阻不计)，求：(1)线圈中产生的最大感应电动势(2)电流表a的读数(3)用电器上消耗的电功率图k11179如图k1118所示，匀强磁场的磁感应强度b2 t，匝数n6的矩形线圈abcd绕中心轴oo匀速转动，角速度200 rad/s.已知ab0.1 m，bc0.2 m，线圈的总电阻r40 ，试求：(1)感应电动势的最大值，感应电流的最大值(2)设时间t0时刻线圈平面与磁感线垂直，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式(3)画出感应电流的瞬时值i随t变化的图象(4)当t30时，穿过线圈的磁通量和线圈中的电流的瞬时值各是多大？(5)线圈从图示位置转过的过程中，感应电动势的平均值是多大？图k111810如图k1119所示，线圈abcd的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 ，外接电阻r9 ，匀强磁场的磁感应强度b t，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时问：(1)若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式(2)线圈转过 s时电动势的瞬时值多大？(3)电路中，电压表和电流表的示数各是多少？(4)从中性面开始计时，经 s通过电阻r的电荷量是多少？图k1119 真题回放 11(双选，2013年山东卷)如图k11110甲所示是小型交流发电机的示意图，两磁极n、s间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表线圈绕垂直于磁场方向的水平轴oo沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是()图k11110a电流表的示数为10 ab线圈转动的角速度为50 rad/sc0.01 s时线圈平面与磁场方向平行d0.02 s时电阻r中电流的方向自右向左12(2012年北京卷)一个小型电热器若接在输出电压为10 v的直流电源上，消耗电功率为p；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为()a5 v b5 vc10 v d10 v13(双选，2012年广东卷)某小型发电机产生的交变电动势为e50sin 100t(v)对此电动势，下列表述正确的有()a最大值是50 vb频率是100 hzc有效值是25 vd周期是0.02 s第2讲变压器电能的输送 知能训练 一、单项选择题1(2011年济南一模)一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图k1121所示，副线圈仅接入一个10 的电阻，则()图k1121a流过电阻的最大电流是20 ab与电阻并联的电压表的示数是141 vc变压器的输入功率是1103 wd在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是2103 j2在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么()a输电线路上损失的电压与输送电流成正比b输电的电压越高，输电线路上损失的电压越大c输电线路上损失的功率跟输送电压成反比d输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比3(2014年汕头一模)如图k1122所示为远距离输电示意图，发电机的输出电压u1和输电线的电阻、理想变压器匝数均不变，且n1n2n4n3.当用户消耗的功率增大时，下列表述正确的是()图k1122a用户的总电阻增大b用户的电压u4增加cu1u2u4u3d用户消耗的功率等于发电机的输出功率二、双项选择题4(2011年佛山二模)如图k1123甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n2101 .原线圈与如图乙所示的交流电连接电路中电表均为理想电表，定值电阻r15 ，热敏电阻r2的阻值随温度的升高而减小，则()图k1123a电压表示数为10 vbr1的电功率为0.2 wcr1电流的频率为50 hzdr2处温度升高时，电流表示数变小5如图k1124甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别是n1、n2，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，副线圈接定值电阻r，其余电阻不计从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压当单刀双掷开关由a拨向b后，下列说法正确的是() 甲 乙图k1124a副线圈输出电压的频率变小b电压表的示数变大c电流表的示数变小d原线圈的输入功率变大6一理想变压器原、副线圈的匝数比为101，原线圈输入电压的变化规律如图k1125甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，p为滑动变阻器的触头则()图k1125a副线圈输出电压的频率为50 hzb副线圈输出电压的有效值为31 vcp向右移动时，原、副线圈的电流比减小dp向右移动时，变压器的输出功率增加7(2011年潮州检测)如图k1126所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有三个灯泡l1、l2、l3，输电线的等效电阻为r，原线圈接有一个理想电流表，开始时，开关s接通，当s断开时，以下说法正确的是()图k1126a原线圈两端间的输入电压减小b等效电阻r上消耗的功率变小c原线圈中电流表示数减小d灯泡l1、l2变暗三、非选择题8如图k1127所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 v的市电上，向额定电压为1.80104 v的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，当副线圈电路中电流超过12 ma时，熔丝就熔断问：(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中电流为10 ma时，变压器的输入功率是多大？图k11279发电机输出功率为100 kw，输出电压是250 v，用户需要的电压是220 v，输电线电阻为10 .若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器的原、副线圈的匝数比分别为多少？(2)用户得到的电功率是多少？10如图k1128所示，某小型发电站的发电机输出交流电压为500 v，输出电功率为50 kw，如果用电阻为3 的输电线向远处用户送电，这时用户获得的电压和电功率是多少？假如，要求输电线上损失的电功率是输送功率的0.6%，则发电站要安装一个升压变压器，到达用户前再用降压变压器变为220 v供用户使用，不考虑变压器的能量损失， 这两个变压器原、副线圈的匝数比各是多少？图k1128 真题回放 11(2013年广东卷)如图k1129所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1n221，v和a均为理想电表，灯泡电阻rl6 ，ab端电压u112 sin 100t (v)下列说法正确的是()图k1129a电流频率为100 hzbv的读数为24 vca的读数为0.5 ad变压器输入功率为6 w12(2012年全国卷)自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分一升压式自耦调压变压器的电路如图k11210所示，其副线圈匝数可调已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220 v的交流电源上当变压器输出电压调至最大时，负载r上的功率为2.0 kw.设此时原线圈中电流的有效值为i1，负载两端电压的有效值为u2，且变压器是理想的，则u2和i1分别约为()图k11210a380 v和5.3 ab380 v和9.1 ac240 v和5.3 ad240 v和9.1 a专题十一交变电流第1讲交变电流的产生和描述1c2d解析：由图象可以看出，该正弦式交变电流电动势的峰值为1 v，则其有效值为 v，b错误其周期为0.2 s，则其频率为5 hz，a错误t0.1 s时，电动势为零，处于中性面位置，线圈平面与磁场方向垂直，c错误由f5 hz可得10 rad/s，代入emn可得 wb，d正确3b解析：设交变电流的有效值为i，据有效值的定义，得i2rt(4 )2r(3 )2r，解得i5 a.4ad5cd解析：由图可知，该交变电流周期为0.02 s，则频率为50 hz，瞬时值表达式为i5cos 100t a，a、b错误；在t0.01 s时，线圈处于峰值面，磁通量为零，c正确；若发电机线圈电阻为0.4 ，则qir20.4 w5 w，d正确6bc解析：t0时刻穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，故电压为零，a错读图得两次周期之比为23，由转速n得转速与周期成反比，故b正确读图得a的最大值为10 v，5 rad/s，由交流电感应电动势的瞬时值表达式eemsin t v(从线圈在中性面位置开始计时)得，u10sin 5t v，故c正确交流电的最大值emnbs，所以根据两次转速的比值可得，交流电b的最大值为10 v v，故d错7cd8解：(1)emnbsnbl1l2代入数据得线圈中产生的最大感应电动势em4000.250.050.04100 v20 v.(2)im 代入数据得im a2 a 电流表读数即有效值i a1.41 a.(3)用电器消耗的电功率为pi2r()29.9 w19.8 w. 9解：(1)因为线圈匀速转动，感应电动势的最大值em就出现在图示位置emnbs620.10.2200 v48 v感应电流最大值im a1.2 a.(2)感应电动势的瞬时值表达式为eemsin t48sin 200t v.(3)it图象如图d85所示图d85(4)当线圈从图示位置转过30角时，穿过线圈的磁通量和感应电动势e分别为bssin 3020.10.2 wb0.02 wbe48sin30 v48 v24 v由欧姆定律可得此时电流瞬时值为i a0.6 a.(5)线圈从图示位置转过的过程中，磁通量的变化为bs线圈转过所用的时间t此过程中交变电动势的平均值nnnbsem48 v30.6 v.10解：(1)eemsin tnbs2fsin (2ft) v1000.052sin v50sin 10t v(2)当t s时，e50sin v43.3 v.(3)电动势的有效值为e v35.4 v，电流表示数i a3.54 a，电压表示数uir3.549 v31.86 v.(4) s内线圈转过的角度t2.该过程中，bsbscos bs由，得q c c.11ac解析：产生的交变电流的最大值为10 a，有效值为10 a，所以电流表的示数为10 a，故a正确线圈转动的角速度 rad/s100 rad/s，故b错误.0.01 s时电动势最大，由法拉第电磁感应定律得，磁通量的变化率最大，此时线圈平面与磁场方向平行，故c正确.0.02 s时线圈转到图示位置，对cd边由右手定则可判断电流方向为由d到c，所以r中的电流从左向右，故d错误12c13.cd第2讲变压器电能的输送1c2.a3.c4bc解析：由图可知，正弦交变电流的周期是0.02 s，频率f50 hz，c正确交流电源电压最大值是10 v，有效电压为u110 v由变压比公式解得输出电压，即与电阻并联的电压表的示数为u21 v ，故a错误流过电阻的电流为i20.2 ar1的电功率pir0.2 w，故b正确r2处温度升高时，r2的阻值减小，理想变压器原、副线圈两端的电压不会改变，因此，理想变压器原、副线圈的电流都将增大，故d错误5bd6ad解析：周期t2102s，频率f50 hz，a正确；原线圈输入电压的有效值为 v220 v，所以，副线圈输出电压的有效值为 v22 v，b错误；根据u1i1u2i2，所以，电流比不变，c错误；变压器的输出功率p2，p向右移动时，电阻变小，变压器的输出功率增加，d正确7bc8解：(1)设原、副线圈上的电压分别为u1、u2，电流分别为i1、i2.根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有u1i1u2i2当i212 ma时，i1即为熔断电流，代入数据，得i10.98 a.(2)设副线圈中电流为i210 ma时，变压器的输入功率为p1.根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有p1u2i2代人数据，得p1180 w