2018年高考物理一轮复习考点通关练强化训练10交变电流、变压器问题

1、强化训练（10）交变电流、变压器问题时间：60 分钟满分：100 分一、选择题（本题共 10 小题，每小题 6 分，共 60 分。在每小题给出的四个选项中, 小题只有一项符合题目要求，710 题有多项符合题目要求。全部选对的得全的得 3 分，有选错的得 0 分。）1. 2017 福州质检某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，为“ 5V 10 W”的电动机供电；电源内阻不计，下列说法正确的是（A. 电动机的内阻为 2.5QB.电动机的发热功率为 10 WC.通过电动机的电流为 2 AD. 通过电动机的电流为2 2A答案 C解析 由图知该电源电动势最大值为Em= 5 2 V ,则有效值E= 5

2、 V，通过电动机的电流p105为I= =w A = 2 A，电动机是非纯电阻元件，电动机内阻rQ= 2.5Q,电动机的发热U522功率戸热=I rm 所以丨1|2,故选 A。6. 2016 河北邢台质检如图甲是远距离输电线路示意图，图乙是用户端电压随时间变化的图象，贝U()i_12V用户火花塞5加11机升压输电线降压 变爪器变压器fA.发电机产生的交流电的频率是100 HzB.降压变压器输出的电压有效值是340 VC. 输电线的电流仅由输送功率决定6D.仅增加升压变压器的副线圈匝数，其他条件不变，输电线上损失的功率减小答案 D1解析由乙图可知交流电的周期T= 0.02 s，则频率f=50 Hz

3、,变压器不改变交流电线的电流由输送功率和输送电压共同决定， 则 C 错误。当仅增加升压变压器的副线圈匝数时， 则输电电压增大，由P=UI可知，输电电流减小，再由P=I2R可知输电线上损失的功率减小,则 D 正确。7.2017 河南开封模拟如图所示，T为理想变压器，原、副线圈匝数比为5 : 1。Ai、A为理想交流电流表，Vi、V2为理想交流电压表，R、R为定值电阻，R3为光敏电阻（阻值随 光照强度的增大而减小），原线圈两端电压U= 220 2sin314t（V），则下列说法正确的是（）A.当光照增强时，电压表 M 示数为 44 2 V，保持不变B.当光照增强时，电压表 V2示数变大C. 通过电流

4、表 A 的电流方向每秒变化 100 次D.当光照增强时，电流表 A、A示数同时变大答案 CD解析 原线圈两端电压有效值为 220 V，原、畐 U 线圈匝数比为 5 : 1，所以副线圈两端电 压有效值为 44 V,电压表 M 示数为 44 V,保持不变，A 错误；当光照增强时，F3的电阻减小, 总的电阻减小，电路的总电流要变大，R两端的电压变大，副线圈两端的电压不变，所以电压表 V2示数变小，B 错误；交变电流的频率f=2n=50 Hz，所以通过电流表A的电流方向In每秒变化100次, C 正确；当光照增强时，副线圈中的电流变大，又因为三=斤故A、A的 示数都要变大，D 正确。8.如图所示的电路

5、中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U不变，闭合电键 S,下列说法正确的是（）的周期与频率，贝 U A 错误。由乙图可知im= 340 V，有效值 U=im_2340V， 贝 U7A.P向下滑动时，灯 L 变亮B.P向下滑动时，变压器的输出电压不变C. P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D. P 向上滑动时，变压器的输出功率变大答案 BD解析 由于U保持不变，副线圈的输出电压U2也不变，B 项正确；P向下滑动时，灯泡L 两端的电压不变，灯泡的亮度不变，A 项错误；P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻li变小，副线圈电路的总电阻R变小，根据Pi=R可知，变压器的输出功率变大，D

6、 项正确；由Pi=UIi=Pi可知，变压器的输入电流增大，C 项错误。9.2016 江西六校联考如图所示，理想变压器原、畐U线圈的匝数比为10 : 1,b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，除R以外其余电阻不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上ui= 220 isin100nt(V)的交变电压，并将开关接在a处。则()A. t= 0.01 s 时，电流表 的示数为 0B.若单刀双掷开关接a,则电压表示数为 22 VC.若单刀双掷开关接a,再将滑动变阻器滑片P向下移，电压表示数变大D.若仅将单刀双掷开关由a拨向b,变压器的输入功率变大答案 BD解析电流表的示数为有效值，A 错误；根

7、据瞬时值表达式为U1= 220 , 2sin100ntV,原线圈的电压最大值为220 2 V，其有效值为 220 V，由电压与匝数成正比可知，畐U线圈的电压有效值为 22 V,电压表的示数为电压的有效值，所以示数为22 V, B 正确；电压表示数由原线圈电压与匝数比决定，则滑动变阻器滑片P向下移，电压表示数不变，C 错误；将单8刀双掷开关由a拨向b,则原线圈匝数减少，副线圈电压变大，输出功率变大，则输入功率9变大,D 正确。10. 2016 福建质检手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡L 供电，其电路如图所示，当线圈以角速度3匀速转动时，电压表示数为 U,灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻

8、为r，灯泡正常发光时的电阻为R,其他电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比Usin31， D 正确。二、计算题（本题共 3 小题，共 40 分。解答时应写出必要的文字说明、方程式和演算步骤，有数值计算的要注明单位。）11. 2016 北京海淀期末（12 分）如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abed的边长ab=cd= 50 cm,bc=ad= 20 cm,匝数n= 100，线圈的总电阻r= 0.20Q，线圈在磁感应强度 B= 0.050 T 的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴OO匀速转动，角速度3=100nrad/s。C.发电机的线圈中产生的电动势最大值为2R+rD.从中性面开始计

9、时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为 答案ADu=：J2Usin3t解析由变压公式可知，变压器副线圈输出电压为，灯泡正常发光，说明灯泡的额定电压为Uk，E） UA 正确。灯泡的额定功率P=R=kRB 错误。设发电机的线圈中产生的电动势最大值为Em，有效值E=：，由闭合电路欧姆定律,I2E=U+Ir，IU=,2rk2RU, C 错误。从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为B.灯泡的额定功率为k-u10线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Q的定值电阻连接。计算时n取 3。11从线圈经过中性面开始计时，写出线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式；求此发电机在上述工作状态下的输出功率；1求从

10、线圈经过中性面开始计时，经过匚周期时间通过电阻R的电荷量。4答案 (1)e= 150sin 100nt(V)(2)2.16X10 W(3)0.10 C解析(1)线圈产生感应电动势的最大值nB abbe,解得E= 150 V，感应电动势随时间变化的表达式e=Emsin t= 150sin 100nt(V)。(2)线圈中感应电动势的有效值E=| = 75 羽 V ,电流的有效值I=Rg=47；2 A = 15.2 A ,交流发电机的输出功率即为电阻R的热功率P=I2R=(15 2)2X4.8 W2.16X103W。根据法拉第电磁感应定律有E=n晋=讐， E根据欧姆定律得1=祐,又q=It，联立解得

11、q= 0.10 C。12. 2017 山西怀仁检测(14 分)如图所示，发电机输出功率为 100 kW,输出电压为U= 250 V，用户需要的电压为14= 220 V，两变压器之间输电线的总电阻为R线=10Q,其 他电线的电阻不计，若输电线中因发热而损失的功率为总功率的4%试求：(变压器是理想的)(i)发电机输出电流和输电线上的电流大小;t/i(Alh12（2）在输电线路中设置的升、降变压器原副线圈的匝数比。解析（1）输电线路的示意图如图所示,输电线损耗功率P线=4沖出=4 kW, 又P线=I2R线，输电线电流12=|3= 20 A ,P100000原线圈中输入电流|1= = A = 400

12、A。U250原、副线圈中的电流比等于匝数的反比，所以n112201區=匚=400 = 20，则 U=忙25x20V=5000V,U3=U2-U线=5000 V20X10 V=4800 V,磁场方向与AD垂直。已知三角形每条边的电阻都等于Ro取图示线框平面转至与磁场平行的时刻为t= 0o（1）求任意时刻t线框中的电流。规定A点的电势为 0,求t= 0 时，三角形线框的AC边上任一点R到A点的距离用答案（1）400 A1240所以n3=U3U448002202401113.（14 分）如图所示，ACD是由均匀细导线制成的边长为d的等边三角形线框，它以为转轴，在磁感应强度为B的恒定的匀强磁场中以恒定的角速度3转动（俯视为逆时针旋转AD),13表示）的电势0P。解析（1）线框绕垂直磁场方向的轴匀速转动时，产生正弦式交变电流，电动势的最大值为：Em=NBS3=BS3,其中S=x -d o（2）由于规定A点的电势为 0,故AP两点之间的电压UPA=0P 0A= 0P,又t= 0 时，电流最大，故此时UPA=EPA Imr,曰A可等效成由AP垂直磁场方向的长度为L=xcos60的导线切割磁感线产生的感应电动x势，切割速度v=