XX选考高考物理一轮复习 第讲 交变电流夯基提能作业本

PAGE第23讲交变电流A组基础题组1.(多选)理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1,以下说法中正确的是()A.穿过原、副线圈每一匝磁通量之比是10∶1B.穿过原、副线圈每一匝磁通量的变化率相等C.原、副线圈每一匝产生的电动势瞬时值之比为10∶1D.正常工作时原、副线圈的输入、输出功率之比为1∶1答案BD对于理想变压器,认为无磁通量损失,因而穿过两个线圈每一匝的磁通量相同,磁通量的变化率相同,每匝线圈产生的感应电动势相等,电压与匝数成正比。理想变压器没有能量损失,故输入功率等于输出功率。2.矩形线圈匝数为50匝,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动,穿过线圈的磁通量Φ随时间t的变化规律如图所示,则()A.电动势的最大值是157VB.在t=0.1s和t=0.3s时,电动势最大C.在t=0.1s和t=0.3s时,线圈与中性面垂直D.t=0.4s时,磁通量变化率达最大,其值为157Wb/s答案A由题图得,Φm=0.2Wb、T=0.4s,据Em=NBSω=NΦm·,可得Em=50×0.2×V≈157V,故A项正确。在t=0.1s和t=0.3s时,线圈中磁通量最大,线圈处于中性面位置,磁通量的变化率为零,感应电动势为零,故B、C错误。t=0.4s时,线圈中磁通量为零,此时刻磁通量的变化率达最大,且此时刻==3.14Wb/s,故D项错误。3.如图所示,L1、L2和L3是完全相同的灯泡,L1与电容器C串联,L2与带铁芯的线圈L串联,L3与一个定值电阻R串联。当a、b间接电压有效值为U、频率为f的正弦式交流电源时,三只灯泡的亮度相同。现在a、b间接另一正弦式交流电源,发现灯泡L1变亮、L2变暗、L3亮度不变。由此可知,另一正弦式交流电源可能是()A.电压有效值仍为U,而频率大于fB.电压有效值大于U,而频率大于fC.电压有效值仍为U,而频率小于fD.电压有效值小于U,而频率大于f答案A当将a、b接在电压有效值为U、频率为f的正弦交流电源两极之间时,三只灯泡都发光,且亮度相同,而更换另一正弦式交流电源后,发现灯泡L1变亮、L2变暗、L3亮度不变,则说明另一正弦式交流电源的频率大,但电压值有效值仍不变,故A正确,B、C、D错误。4.钳形电流表的外形和结构如图甲所示。图甲中电流表的读数为0.9A。图乙中用同一电缆线绕了3匝,则()A.这种电流表能测直流电流,图乙的读数为0.9AB.这种电流表能测交变电流,图乙的读数为0.3AC.这种电流表能测交变电流,图乙的读数为2.7AD.这种电流表既能测直流电流,又能测交变电流,图乙的读数为2.7A答案C由于变压器工作原理是通过原线圈的电流发生变化,则原线圈产生的磁场发生变化,故穿过副线圈的磁通量发生变化,从而在副线圈中产生感应电流,故这种电流表只能测交流电流;根据输入功率和输出功率的关系有P1=P2,即U1I1=U2I2,而理想变压器原副线圈每一匝线圈的电动势相等,即==,所以=,当n1=1,I2=0.9A时,=;当n1=3时,=,解得I2'=2.7A,即题图乙中电流表的读数为2.7A。故选C。5.(多选)在某交流电路中,有一正在工作的变压器,原、副线圈的匝数分别为n1=600匝、n2=120匝,电源的电压为U=311sin100πt(V),原线圈中串联一个额定电流为0.2A的保险丝,为保证保险丝不被烧毁,则()A.副线圈电流的最大值不能超过1AB.副线圈电流的有效值不能超过1AC.无论副线圈电流有多大,保险丝总不会被烧毁D.负载功率不能超过44W答案BD原线圈中串联一个额定电流为0.2A的保险丝,则原线圈中电流的有效值I1≤0.2A;据I1∶I2=n2∶n1可得,副线圈电流的有效值I2≤1A,故A项错误,B项正确。副线圈电流的有效值I2>1A时,原线圈中电流的有效值I1>0.2A,保险丝会被烧毁,故C项错误。由题意得,原线圈两端电压有效值U1=V≈220V,据U1∶U2=n1∶n2可得,副线圈两端电压有效值U2=44V,则负载功率P2=U2I2≤44×1W=44W,故D项正确。6.(多选)某电站用11kV交变电压输电,输送功率一定,输电线的电阻为R。现若用变压器将电压升高到220kV送电,下列选项正确的是()A.输电线上的电流增为原来的20倍B.输电线上的电流减为原来的C.输电线上损失的功率为原来的400倍D.若要使输电线上损失功率不变,可将输电线的半径减为原来的答案BD根据P=UI得,I=,输送功率一定,输送电压变为原来的20倍,则输送电流变为原来的,故A错误,B正确。根据P损=I2R,因输送电流变为原来的,则损失的功率变为原来的,故C错误。输送电流变为原来的,根据P损=I2R,要使输电线上的功率不变,电阻变为原来的400倍,根据R=ρ=ρ,半径变为原来的,故D正确。7.如图所示,有一矩形线圈,面积为S,匝数为N,整个线圈的电阻为r,在磁感应强度为B的磁场中,线圈绕OO'轴以角速度ω匀速转动,外电阻为R,下列说法中正确的是()A.线圈从图示位置转90°的过程中磁通量的变化量NBSB.线圈从图示位置转90°的过程中平均感应电动势E=C.线圈从图示位置转90°的过程中电阻R所产生的焦耳热Q=D.线圈从图示位置转90°的过程中通过电阻R的电荷量为BSω答案B图示位置磁通量为Φ1=0,转过90°磁通量为Φ2=BS,ΔΦ=Φ2-Φ1=BS,故A错误;根据法拉第电磁感应定律得,平均感应电动势=N,Δt==,解得=,故B正确;电流的有效值I=,E=Em,电阻R所产生的焦耳热Q=I2Rt,t==,解得Q=,故C错误;平均电流=,则电荷量q=·Δt=·Δt==,故D错误。8.(多选)如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=4∶1,原线圈a、b间接一电压为u=220sin100πt(V)的电源,灯泡L标有“36V18W”字样,当滑动变阻器R的滑动触头处在某位置时,电流表示数为0.25A,灯泡L刚好正常发光,则()A.流经灯泡L的交变电流的频率为100HzB.定值电阻R0的阻值为19ΩC.滑动变阻器R消耗的功率为36WD.若将滑动变阻器R的滑动触头向下滑动,则灯泡L的亮度变暗答案BD根据交流电的瞬时值的表达式可知,交流电的周期T=s=0.02s,频率f==50Hz,故A错误;根据电压与匝数成正比可得副线圈的电压U2=U1=×220V=55V,根据电流比与匝数比成反比可得副线圈的电流I2=4I1=4×0.25A=1A,由于灯泡正常发光,所以其电压UL=36V,电阻R0上的电压为19V,所以定值电阻R0的电阻值R0==Ω=19Ω,故B正确;灯泡的电流IL==A=0.5A,所以经过滑动变阻器R的电流IR=I2-IL=0.5A,所以滑动变阻器R消耗的功率P=ULIR=36×0.5W=18W,故C错误;将滑动变阻器R的滑动触头向下滑时,电路的电阻变小,总的电流增大,由于副线圈的输出电压不变,所以电阻R0的电压增大,灯泡的电压减小,所以灯泡将变暗,故D正确。

B组提升题组1.(多选)理想变压器原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u随时间t变化的规律如图所示,原、副线圈匝数比=100,副线圈只接入一个R=10Ω的电阻,则()A.与电阻R并联的电压表示数为3.11VB.流过电阻R的电流最大值为0.311AC.变压器的输入功率为0.484WD.一个周期内,电阻R上产生的热量为9.68×10-3J答案BCD原线圈两端电压有效值是220V,则根据=可得副线圈两端电压有效值U2=2.2V,电压表测的是有效值,A错;流过副线圈的电流的有效值为0.22A,流过副线圈的电流的最大值为0.311A,B对;变压器输入功率等于输出功率,输出功率P2=U2I2=0.484W,C对;根据Q=Rt并代入数据可得Q=9.68×10-3J,D对。2.(多选)如图所示,输入端ab的输入电压既有直流成分,又有交流成分,以下说法中正确的是(L的直流电阻与R相同)()A.直流成分只能从L通过B.交流成分只能从R通过C.通过R的既有直流成分又有交流成分D.通过L的交流成分比通过R的交流成分必定要少答案CDL的直流电阻与R相同,对交流的阻碍作用要大于电阻R,通过线圈的交流成分较少,故选C、D。3.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为1∶10,原线圈接交流电源,理想电压表V示数为22V,理想电流表A1示数为5A,副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、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()A.熔断器的熔断电流应该大于0.5AB.原、副线圈的电流频率之比为1∶10C.若虚线框内接入电容器,电容器的耐压值至少是220VD.若虚线框内接入电动机且正常工作,可知电动机内阻为440Ω,电流表A2示数为0.5A答案AC电流表的读数为电流的有效值,原线圈的电流有效值为5A,根据电流比与匝数比成反比可知,副线圈的电流有效值为0.5A,所以熔断器的熔断电流应该大于0.5A,A正确;变压器不会改变交流电的频率,故原、副线圈的电流频率之比为1:1,B错误;电压表的读数为电压的有效值,原线圈的电压有效值为22V,根据电压与匝数成正比可知,副线圈的电压有效值为220V,电容器的耐压值至少为220V,C正确;若接入电动机且正常工作,则由于电动机为非纯电阻电路,消耗的电能转化为内能和机械能,故内阻一定小于=440Ω,电流表A2示数为0.5A,D错误。4.(多选)如图所示,一理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1,原线圈两端接入一正弦交流电源;副线圈电路中的电容器C和电阻R为负载,交流电压表和交流电流表均为理想电表,则下列说法正确的是()A.若电压表的示数为6V,则输入电压的峰值为60VB.电流表的示数为流经电阻R的电流C.若输入电压U=100V,则电容器C的耐压值至少为10VD.若输入电压的峰值保持不变,将其频率变大,则变压器的输入功率也将增大答案AD电压表示数为6V,由=,得U1=60V,则输入电压的峰值为Um=60V,A项正确;在交流电路中电容器C、电阻R都工作,则电流表测得的是流经R与C的电流之和,B项错误;若输入电压U=100V,则输入电压峰值为Um=100V,则输出端电压的峰值即电容器C的耐压值至少为10V,C项错误;若输入电压峰值保持不变,将频率变大,由电容器C对交流电的影响可知,交流电的频率变大,容抗变小,总电阻变小,由P=得输出功率将变大,则输入功率也将变大,D项正确。5.如图所示,三个灯泡是相同的,额定功率足够大,直流电源E1内阻可以忽略,交流电源E2的电动势有效值与E1相等,自感线圈电阻不计,当开关S接点A时,三灯亮度相同,当开关S接点B时()A.甲、乙、丙三灯亮度相同B.甲灯变亮,丙灯不亮C.甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮D.乙灯变亮,丙灯不亮答案D当开关S接A点时,三个相同的灯泡亮度相同,说明通过三个灯泡的电流大小相等,三个支路对所加频率的交流电的阻碍作用相同。当开关S接B点时,由于所加的是直流电,含电阻支路的阻碍作用不变,含电感线圈支路的阻碍作用减小(线圈有“阻交流,通直流”的作用),含电容器支路的阻碍作用变为无穷大(电容有“通交流,阻直流”的作用)。所以甲灯亮度不变,乙灯变亮、丙灯不亮。6.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈的中心接头,电压表和电流表均为理想电表,除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220sin100πt(V)。下列说法中正确的是()A.t=s时刻,c、d两点间的电压瞬时值为110VB.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为22VC.单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变大答案AD由c、d两点间的电压瞬时值表达式u1=220sin100πt(V),当t=s时,u1=220sin(V)=110V,A对;由=得U2==220×V=22V,B错误;单刀双掷开关与a连接,滑片P向上移动时,电压表示数变大,C错误。当单刀双掷开关由a扳向b时,原线圈匝数变少,由=可知副线圈输出总电压变大,根据闭合电路欧姆定律,副线圈的电流变大,电压表测量滑动变阻器两端的电压,所以电压表读数变大,所以D正确。7.(多选)如图甲为远距离输电示意图,变压器均为理想变压器,升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100,其输入电压如图乙所示,远距离输电线的总电阻为100Ω。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图,其中R1为一定值电阻,R2为用半导体热敏材料制成的传感器,当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。未出现火警时,升压变压器的输入功率为750kW,则下列说法中正确的有()A.降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50HzB.远距离输电线路损耗功率为180kWC.当出现火警时