专题11交变电流(原卷版+解析)

专题11交变电流一．选择题（共19小题）1．（2022•浙江）下列说法正确的是（）A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用 B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向 C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大 D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率2．（2022•浙江）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（）A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电 D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电3．（2021•浙江）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（）A．U=12Um B．U=22Um C．U＞22U4．（2021•浙江）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于（）A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd5．（2022•浙江模拟）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴OO’垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A．那么（）A．线圈消耗的电功率为8W B．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cos2πTC．线圈中感应电流的有效值为2A D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=Tπ6．（2022•柯桥区模拟）如图所示，矩形线框的匝数为N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框从图示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动，线框一端接换向器，通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，定值电阻R1、R2的阻值均为R，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（）A．图示位置时，线框产生的感应电动势为NBSω B．通过电阻R1的是交流电 C．线框转一圈，通过电阻R1的电量为q=4BSD．矩形线框的输出功率为57．（2022•宁波模拟）学了发电机的原理后，小明所在的研究小组设计了如下的方案，边长为L的正方形金属框，以恒定角速度ω绕水平轴OO′转动，仅在OO′轴的右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，线圈外部连有阻值为R的电阻，其它电阻不计。则金属框转动一周（）A．电阻R上通过的电流方向不变 B．线圈产生的感应电动势的有效值为22BωL2C．电阻R上通过的电量是2BLD．电阻R上产生的焦耳热是π8．（2021•瓯海区校级模拟）随着经济发展，用电需求大幅增加，当电力供应紧张时，有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（）A．降压变压器的输出电压U4减小了 B．升压变压器的输出电流I2增加了 C．输电线上损失的功率减小了 D．发电厂输出的总功率增加了9．（2022•浙江模拟）如图甲所示，一匝数为100（匝）、边长为0.5m的正方形线圈在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中绕转轴OO'以角速度311rad/s匀速转动，产生的交变电流直接给图乙的电路供电。图乙中的变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为10：1，副线圈接有定值电阻和电容器。所有电表均为理想电表，不计正方形线圈的电阻，下列说法正确的是（）A．当线圈平面与磁场垂直时，电压表的示数为0 B．若电容器的击穿电压为350V，则电容器不会被击穿 C．若线圈的转速增加一倍，其他条件均不变，则电流表A1的示数不变 D．若线圈的转速增加一倍，其他条件均不变，则电流表A1的示数也增加一倍10．（2021•浙江二模）如图所示，发电机两磁极N、S间的磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B。线圈绕垂直磁场的水平轴OO′匀速转动，线圈电阻不计，匝数为n，面积为S。发电机与理想变压器原线圈连接，Ⓥ为理想交流电压表。变压器的副线圈接有三条支路，每条支路接有相同规格的小灯泡L1、L2和L3，L1串有电阻R，L2串有电感L，L3串有电容器C。当线圈以ω0匀速转动时，三盏灯恰好亮度相同。下列判断正确的是（）A．当ω＜ω0时，L2比L1亮 B．当ω＞ω0时，三盏灯的亮度仍然相同 C．当转速不变，增大变压器原线圈的匝数，三盏灯均变亮 D．当线圈以ω0匀速转动到在图示位置时，电压表的示数为nBSω011．（2022•浙江模拟）2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为0.001m2，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为22π的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为9Ω电阻连接，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以10A．交流电流表的示数是0.002A B．电阻R的发热功率是0.4W C．该交流发电机产生的交流电的周期为0.2s D．当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流为零12．（2021•台州二模）如图所示，电阻为R、长度为L的导体棒ab两个端点分别搭在两个竖直放置、电阻不计、直径也为L且相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c和d相接。c、d两个端点接在匝数比为n1：n2＝10：1的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向下。当导体棒绕与ab平行的水平轴OO′以角速度ω匀速转动时，下列说法正确的是（）A．ab在环的最低点开始计时，产生的瞬时电动势的表达式是u=12BL2ωsinωB．当图中的交流电流表的示数为I时，滑动变阻器上的电流为110IC．当滑动变阻器的滑片向f移动时，原线圈两端的输入功率变小 D．当滑动变阻器的滑片向f移动时，交流电流表A示数变大13．（2021•义乌市模拟）手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比N1：N2＝5：1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流实现给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视同为理想变压器，则下列说法正确的是（）A．若充电器线圈中通以恒定电流，则手机线圈中将产生恒定电流 B．流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5：1 C．快速充电时，受电线圈cd两端的输出电压为42.5V D．若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流也一定均匀增加14．（2021•浙江模拟）如图甲所示，手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，它的简化图如图乙所示．该手摇式交流发电机的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕中轴线OO′以恒定角速度ω转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，已知矩形线圈的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，外电路电灯的电阻为R，电压表为理想交流电表．线圈平面由平行于磁场方向的位置转过90°的过程中（）A．电压表V的示数为nBSωRR+rB．通过灯泡的电荷量为BSR+rC．电灯中产生的焦耳热为n2D．位于中性面位置时线圈中的电流为nBSω15．（2021•诸暨市模拟）如图所示的充电器正在给手机充电。右图是简化原理图，理想变压器原、副线圈匝数之比为55：2，原线圈接220V交流电，副线圈通过理想二极管连接手机。下列说法正确的是（）A．副线圈的电流为8A B．手机两端的电压为8V C．通过手机的电流为直流电 D．拔掉手机，充电线两端电压为零16．（2021•浙江模拟）电阻不可忽略的线圈L0可看作是一个定值电阻R0（线圈电阻）与一个纯线圈L串联而成，如图甲。在如图乙所示电路中，常规变压器T线圈电阻不可忽略，变压器原线圈接理想交流电源。当滑动变阻器触头P向b端滑动时，下列说法正确的是（）A．变压器初级线圈电压降低 B．变压器输入功率变小 C．小灯泡变亮 D．R1消耗功率增大17．（2021•杭州二模）有一个原副线圈匝数比为5：1的理想变压器，在原线圈上接入表达式为u＝2202sin（50πt+π2）V的交流电，在副线圈上接入一个阻值为20A．t＝0时刻，原线圈两端的电压为0 B．副线圈中交流电的频率为50Hz C．1分钟内电阻R上产生的焦耳热为5808J D．若把电阻R换成一个击穿电压为50V的电容器，则电容器肯定不会被击穿18．（2021•宁波模拟）某小型电站用两根单位长度电阻为2.5×10﹣4Ω/m的电缆直接向10公里外的山区送电，已知其输出电功率是1.2×106kW。现用200kV电压输电，则下列说法正确的是（）A．输电线上输送的电流大小为4×104A B．输电线上由电阻造成的损失电压为30kV C．若改用500kV电压输电，根据欧姆定律，输电电流变为原来的2.5倍 D．若改用50kV电压输电，则输电线上损失的功率为8×106kW19．（2021•浙江模拟）如图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完毕，把开关K扳到2，电容器与带铁芯的线圈L组成的LC振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（）A．K扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示 B．K扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示 C．换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大 D．拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将降低二．多选题（共4小题）（多选）20．（2021•浙江）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（）A．框内电流方向不变 B．电动势的最大值为Um C．流过电阻的电荷2BLD．电阻产生的焦耳热Q=（多选）21．（2022•浙江模拟）某老款手机充电装置由一个变压器和一个整流装置组成，如图所示．变压器原副线圈匝数比n1：n2＝44：1，输出端连接有4个理想二极管，若AB端输入电压为u=2202A．手机充电时N点电势总是高于M点电势 B．手机充电电流随时间变化的周期为0.01s C．二极管的存在使得整流装置输出端电压的有效值为52D．若在AB端输入电压为220V的直流电时，CD端输出可以获得相同的有效值（多选）22．（2022•鹿城区校级模拟）如图是进行变压器演示实验的示意图，在铁环上用刷有绝缘漆的铜丝绕制了匝数分别为n1、n2的两个线圈。线圈n1与开关S1、干电池E1、交流电源E2构成电路，交流电源E2的电动势e＝62sin100πt（V），线圈n2与开关S2、灵敏电流表G、交流电压表V构成电路。则（）A．若S1接“1”，在将S2接“3”的瞬间灵敏电流表指针将发生偏转 B．若S2接“3”，在将S1接“1”的瞬间灵敏电流表指针将发生偏转 C．若S1接“2”，在S2接“4”后，电压表指针的摆动频率为50nD．若S1接“2”，S2接“4”，稳定后电压表的读数为6n（多选）23．（2022•浙江模拟）如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场方向的OO′轴匀速转动。线圈abcd的匝数为N，电阻不计；理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：3，定值电阻的阻值为R，所用电表均为理想电表；当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表的示数为U，则（）A．电流表的示数为U3RB．当矩形线圈转动的角速度增大为2ω时，电压表的示数为2U C．在线圈abcd转动的过程中，穿过线圈的磁通量的最大值为2UD．从图示位置开始计时，线圈产生的电动势的瞬时表达式为e=23Ucos专题11交变电流一．选择题（共19小题）1．（2022•浙江）下列说法正确的是（）A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用 B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向 C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大 D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率【解答】解：A、根据F＝qvB可知，恒定磁场对静置于其中的电荷没有力的作用，故A错误；B、根据磁场方向的规定可知，小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向，故B正确；C、正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时线圈处于中性面，此时磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零、电流为零，故C错误；D、升压变压器中，如果不漏磁，则副线圈的磁通量变化率等于原线圈的磁通量变化率，如果漏磁，则副线圈的磁通量变化率小于原线圈的磁通量变化率，故D错误。故选：B。2．（2022•浙江）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（）A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场 C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电 D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电【解答】解：A．甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正确；B．乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B错误；C．根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故C错误；D．乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D错误；故选：A。3．（2021•浙江）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（）A．U=12Um B．U=22Um C．U＞22U【解答】解：依据交流电的有效值定义，若是正弦式交流电，即为虚线的图像，那么其有效值为：U=22U由图象可知，实线所对应的交流电在除峰值外的任意时刻其瞬时值总是小于正弦交流电的瞬时值，那么在一周期内，对于相同的电阻，实线所对应的交流电产生热量小于正弦交流电产生的热量，故实线所对应的交流电的有效值小于正弦交流电的有效值，即U＜22U故选：D。4．（2021•浙江）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。为了减小涡流在铁芯中产生的热量，铁芯是由相互绝缘的硅钢片平行叠成。硅钢片应平行于（）A．平面abcd B．平面abfe C．平面abgh D．平面aehd【解答】解：磁感线环绕的方向沿着闭合铁芯，根据楞次定律及右手螺旋定则，产生的涡旋电流的方向垂直于图示变压器铁芯的正面，即与图示abcd面平行，为了减小涡流在铁芯中产生的热量，相互绝缘的硅钢片应垂直abcd面，形状相同的回形硅钢片叠加在一起形成铁芯，硅钢片应平行于平面aehd。故ABC错误，D正确。故选：D。5．（2022•浙江模拟）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴OO’垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1A．那么（）A．线圈消耗的电功率为8W B．任意时刻线圈中的感应电动势为e＝4cos2πTC．线圈中感应电流的有效值为2A D．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=Tπ【解答】解：A、从垂直中性面开始其瞬时表达式为i＝Imcosθ，则电流的最大值为Im=icos60°=10.5A=2A，线圈消耗的电功率为P＝I2r＝（B、感应电动势的最大值为Em＝Imr＝2×2V＝4V；任意时刻线圈中的感应电动势为e＝Emcost＝4cos2πTC、线圈中感应电流的有效值为I=ID、任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝BSsin2πTt；根据Em＝NBSω；可得Φm=BS=EmNω故答案为：B。6．（2022•柯桥区模拟）如图所示，矩形线框的匝数为N，面积为S，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B，线框从图示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动，线框一端接换向器，通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，定值电阻R1、R2的阻值均为R，忽略线框以及导线的电阻。下列说法正确的是（）A．图示位置时，线框产生的感应电动势为NBSω B．通过电阻R1的是交流电 C．线框转一圈，通过电阻R1的电量为q=4BSD．矩形线框的输出功率为5【解答】解：A、矩形线框转到图示位置时，通过线框的磁通量最大，但磁通量变化率为0，则此时线框产生的感应电动势为0，故A错误B、线框从图示位置开始绕轴OO′以恒定的角速度ω沿逆时针方向转动，产生交流电，由于线框一端接换向器，通过电阻R1的是直流电，故B错误C、线框转一圈，通过电阻R1的电量为q=ΔΦD、矩形线框转动时产生的感应电动势的最大值Em＝NBSω，则有效值E=E定值电阻R1两端的电压等于理想变压器的输入电压，即U1＝E消耗的功率为P由理想变压器的工作原理U可知U定值电阻R2消耗的功率为P矩形线框的输出功率为P＝P1+P2=5故选：D。7．（2022•宁波模拟）学了发电机的原理后，小明所在的研究小组设计了如下的方案，边长为L的正方形金属框，以恒定角速度ω绕水平轴OO′转动，仅在OO′轴的右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B，线圈外部连有阻值为R的电阻，其它电阻不计。则金属框转动一周（）A．电阻R上通过的电流方向不变 B．线圈产生的感应电动势的有效值为22BωL2C．电阻R上通过的电量是2BLD．电阻R上产生的焦耳热是π【解答】解：A、图中线圈所在的平面垂直磁场方向，是中性面，线圈经过中性面时，电流方向变化，金属框转动一周的时间内，经过两次中性面，所以电流方向变化两次，故A错误；B、线圈中产生的电流是正弦式交流电，线圈产生的感应电动势的最大值为：Em=BL⋅ωLC、因为在金属框转动一周的过程中，金属框磁通量的变化量为0，根据公式q=ΔΦD、电阻R上产生的焦耳热为Q=E2RT，其中周期故选：D。8．（2021•瓯海区校级模拟）随着经济发展，用电需求大幅增加，当电力供应紧张时，有关部门就会对部分用户进行拉闸限电。如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（）A．降压变压器的输出电压U4减小了 B．升压变压器的输出电流I2增加了 C．输电线上损失的功率减小了 D．发电厂输出的总功率增加了【解答】解：AB、拉闸限电后，用电器减少，用户并联支路减少，用户端总电阻增加，降压变压器副线圈电流I4减小，降压变压器原副线圈匝数不变，则降压变压器原线圈电流减小，即I2＝I3减小，输电线电阻不变而输电线电流减小，则输电线上的电压损失ΔU减小，由于发电厂输出电压U1恒定，输送电压U2也恒定，根据U2＝ΔU+U3可知U3增加，U4也增加，故AB错误；C、输电线损失的功率ΔP＝I22R，I2减小而R不变，则输电线上损失的功率减小了，故C正确；D、I2减小，I1也随着减小，发电厂输出电压U1恒定，所以发电厂输出总功率P＝U1I1减小，故D错误。故选：C。9．（2022•浙江模拟）如图甲所示，一匝数为100（匝）、边长为0.5m的正方形线圈在磁感应强度为0.4T的匀强磁场中绕转轴OO'以角速度311rad/s匀速转动，产生的交变电流直接给图乙的电路供电。图乙中的变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为10：1，副线圈接有定值电阻和电容器。所有电表均为理想电表，不计正方形线圈的电阻，下列说法正确的是（）A．当线圈平面与磁场垂直时，电压表的示数为0 B．若电容器的击穿电压为350V，则电容器不会被击穿 C．若线圈的转速增加一倍，其他条件均不变，则电流表A1的示数不变 D．若线圈的转速增加一倍，其他条件均不变，则电流表A1的示数也增加一倍【解答】解：A．线圈在磁场中绕垂直于磁场的轴转动时产生交变电流，而电压表的示数为交变电流的有效值，则当线圈平面与磁场垂直时，电压表的示数不为零，故A错误；B．交变电流的最大值为：Um1＝NBSω＝100×0.4×25×10﹣2×311V＝3110V根据变压器变压比：U则副线圈两端电压的最大值为：Um2=n2n1若电容器的击穿电压为350V，则电容器不会被击穿，故B正确；CD．若线圈的转速n增加一倍，根据ω＝2πn，则角速度增加一倍，其他条件均不变，根据Um＝NBSω，交流电压增加一倍，由容抗xc=1电流表A1的示数会变化，但并不满足欧姆定律，所以电流表A1的示数不会增加一倍，故CD错误。故选：B。10．（2021•浙江二模）如图所示，发电机两磁极N、S间的磁场可视为水平向右的匀强磁场，磁感应强度大小为B。线圈绕垂直磁场的水平轴OO′匀速转动，线圈电阻不计，匝数为n，面积为S。发电机与理想变压器原线圈连接，Ⓥ为理想交流电压表。变压器的副线圈接有三条支路，每条支路接有相同规格的小灯泡L1、L2和L3，L1串有电阻R，L2串有电感L，L3串有电容器C。当线圈以ω0匀速转动时，三盏灯恰好亮度相同。下列判断正确的是（）A．当ω＜ω0时，L2比L1亮 B．当ω＞ω0时，三盏灯的亮度仍然相同 C．当转速不变，增大变压器原线圈的匝数，三盏灯均变亮 D．当线圈以ω0匀速转动到在图示位置时，电压表的示数为nBSω0【解答】解：A、当ω＜ω0时，由ω＝2πf可知，交流电的频率减小，L1与L2两支路的电压相等，电阻R不变，电感L的感抗减小，故L2比L1亮，故A正确。B、当ω＞ω0时，电阻R不变，电感L的感抗增大，电容C的容抗减小，故三盏灯的亮度不相同，故B错误。C、根据变压器的变压之比得：U1U2D、电压表测得是交流电压的有效值，当线圈以ω0匀速转动到在图示位置时，产生正弦交流电的电动势的有效值为：E=由于线圈内阻不计，故电压表的示数为U＝E=nBS故选：A。11．（2022•浙江模拟）2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为0.001m2，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为22π的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为9Ω电阻连接，不计交流电流表的内阻。在外力作用下线圈以10A．交流电流表的示数是0.002A B．电阻R的发热功率是0.4W C．该交流发电机产生的交流电的周期为0.2s D．当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流为零【解答】解：AB、线圈产生的最大感应电动势为Em＝NBSω＝100×22π×0.001×10πV＝22V，有效值为E=EC、交流电的周期T=2πD、当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流最大，故D错误。故选：C。12．（2021•台州二模）如图所示，电阻为R、长度为L的导体棒ab两个端点分别搭在两个竖直放置、电阻不计、直径也为L且相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c和d相接。c、d两个端点接在匝数比为n1：n2＝10：1的理想变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0，匀强磁场的磁感应强度大小为B，方向竖直向下。当导体棒绕与ab平行的水平轴OO′以角速度ω匀速转动时，下列说法正确的是（）A．ab在环的最低点开始计时，产生的瞬时电动势的表达式是u=12BL2ωsinωB．当图中的交流电流表的示数为I时，滑动变阻器上的电流为110IC．当滑动变阻器的滑片向f移动时，原线圈两端的输入功率变小 D．当滑动变阻器的滑片向f移动时，交流电流表A示数变大【解答】解：A、ab在环的最低点时，导体速度与磁场垂直，此时感应电动势最大，根据u＝NBSωcosωt，所以产生的瞬时电动势的表达式是u=12BL2ωcosB、根据I1C、副线圈电压不变，当滑动变阻器的滑片向f移动时电阻减小，根据P=UD、根据U＝IR，当滑动变阻器的滑片向f移动时电阻减小，则I2增大，根据I1故选：D。13．（2021•义乌市模拟）手机无线充电技术越来越普及，图甲是某款手机无线充电装置，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈的匝数比N1：N2＝5：1，两个线圈中所接电阻的阻值均为R。当ab间接上220V的正弦交变电流后，受电线圈中产生交变电流实现给手机快速充电，这时手机两端的电压为5V，充电电流为2A。若把装置线圈视同为理想变压器，则下列说法正确的是（）A．若充电器线圈中通以恒定电流，则手机线圈中将产生恒定电流 B．流过送电线圈与受电线圈的电流之比为5：1 C．快速充电时，受电线圈cd两端的输出电压为42.5V D．若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流也一定均匀增加【解答】解：A、若充电器线圈中通以恒定电流，产生恒定的磁场，故手机线圈中不会产生恒定电流，故A错误；B、由题意n1：n2＝5：1，根据I1C、已知手机两端电压U手＝5V，充电电流I手＝2A，Uab＝220V又Iab=15IUab﹣IabR＝5Ucd，Ucd﹣I手R＝U手，联立解得Ucd＝42.5V故C正确；D、若送电线圈中电流均匀增加，则受电线圈中电流为恒定电流，故D错误；故选：C。14．（2021•浙江模拟）如图甲所示，手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，它的简化图如图乙所示．该手摇式交流发电机的矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕中轴线OO′以恒定角速度ω转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，已知矩形线圈的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，外电路电灯的电阻为R，电压表为理想交流电表．线圈平面由平行于磁场方向的位置转过90°的过程中（）A．电压表V的示数为nBSωRR+rB．通过灯泡的电荷量为BSR+rC．电灯中产生的焦耳热为n2D．位于中性面位置时线圈中的电流为nBSω【解答】解：A、线圈转动产生的最大感应电动势为Em＝nBSω，有效值为E=Em2B、通过的电荷量q＝n△ΦR+r=nC、线圈转动的周期T=2πω，电灯中产生的焦耳热QD、当线圈由平行于磁场方向位置转过90°时，此时线圈位于中性面位置，产生的感应电动势为零，形成的感应电流为0，故D错误；故选：C。15．（2021•诸暨市模拟）如图所示的充电器正在给手机充电。右图是简化原理图，理想变压器原、副线圈匝数之比为55：2，原线圈接220V交流电，副线圈通过理想二极管连接手机。下列说法正确的是（）A．副线圈的电流为8A B．手机两端的电压为8V C．通过手机的电流为直流电 D．拔掉手机，充电线两端电压为零【解答】解：A、由于手机的电阻未知，无法求得副线圈的电流，故A错误；B、根据U1U2=n1nC、因为二极管具有单向导电性，所以通过手机的电流为直流电，故C正确；D、拔掉手机，充电线两端电压不为零，故D错误；故选：C。16．（2021•浙江模拟）电阻不可忽略的线圈L0可看作是一个定值电阻R0（线圈电阻）与一个纯线圈L串联而成，如图甲。在如图乙所示电路中，常规变压器T线圈电阻不可忽略，变压器原线圈接理想交流电源。当滑动变阻器触头P向b端滑动时，下列说法正确的是（）A．变压器初级线圈电压降低 B．变压器输入功率变小 C．小灯泡变亮 D．R1消耗功率增大【解答】解：A、初级线圈电压U1等于理想交流电源电压且不变，故A错误；B、当滑动变阻器触头P向b端滑动时，由R1、R2组成的电路总电阻减小，副线圈电流增大，由I1=n2nC、U2=n2n1U1不变，由于常规变压器T线圈电阻不可忽略，所以次级线圈等效为有内阻的电源，变压器次级线圈电压E＝UD、灯泡两端的电压降低，则灯泡的电流降低，而副线圈的总电流变大，因此电阻R1两端电流升高，功率增大，故D正确。故选：D。17．（2021•杭州二模）有一个原副线圈匝数比为5：1的理想变压器，在原线圈上接入表达式为u＝2202sin（50πt+π2）V的交流电，在副线圈上接入一个阻值为20A．t＝0时刻，原线圈两端的电压为0 B．副线圈中交流电的频率为50Hz C．1分钟内电阻R上产生的焦耳热为5808J D．若把电阻R换成一个击穿电压为50V的电容器，则电容器肯定不会被击穿【解答】解：A、将t＝0代入表达式得：u=2202sin(50π×0+πB、原线圈的频率为f=ωC、根据变压器的变压比得：U1U2=1分钟内电阻R上产生的焦耳热为：Q=UD、副线圈两端的最大电压为Um=2故选：C。18．（2021•宁波模拟）某小型电站用两根单位长度电阻为2.5×10﹣4Ω/m的电缆直接向10公里外的山区送电，已知其输出电功率是1.2×106kW。现用200kV电压输电，则下列说法正确的是（）A．输电线上输送的电流大小为4×104A B．输电线上由电阻造成的损失电压为30kV C．若改用500kV电压输电，根据欧姆定律，输电电流变为原来的2.5倍 D．若改用50kV电压输电，则输电线上损失的功率为8×106kW【解答】解：输电线总电阻为：R＝r×2L＝2.5×10﹣4Ω/m×2×10×103m＝5ΩA、由P＝UI可得，输电线上输送的电流大小为：I=PB、由U＝IR可得，输电线上损失的电压大小为：△U＝IR＝6000A×5Ω＝30kV，故B正确；C、若改用500kV的输电电压，输电电流为：I=PD、若改用50kV的电压输电压，输电电流为：I=输电线损失的功率为：△P＝I2R＝（2.4×104A）2×5Ω＝2.88×106kW，故D错误。故选：B。19．（2021•浙江模拟）如图甲所示电路中，把开关K扳到1，电源对电容器充电，待充电完毕，把开关K扳到2，电容器与带铁芯的线圈L组成的LC振荡电路中产生振荡电流，电流传感器能实时显示流过电容器的电流，电流向下流过传感器的方向为正方向。如图乙所示的1、2、3、4是某同学绘制的四种电流随时间变化的图像。下列说法正确的是（）A．K扳到1时电流如图线1所示，K扳到2时电流如图线4所示 B．K扳到1时电流如图线2所示，K扳到2时电流如图线3所示 C．换用电动势更大的电源，振荡电流的周期将变大 D．拔出线圈的铁芯，振荡电流的频率将降低【解答】解：AB、K扳到1时电源对电容器充电，电流沿正向，且随电容器电压增大而逐渐减小，图线1符合，K扳到2时产生振荡电流，0时刻电流为零，前半个周期电流从电容器上板向上流过传感器，方向为负，图线4符合，A正确，B错误；C、振荡电流的周期T=2πLCD、振荡电流的频率f=1故选：A。二．多选题（共4小题）（多选）20．（2021•浙江）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕OO′轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（）A．框内电流方向不变 B．电动势的最大值为Um C．流过电阻的电荷2BLD．电阻产