高三物理二轮夯实基础训练：交变电流B

专题21交变电流B

1.如图所示，单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，设磁感应强度为0.01T,线圈边长A8为20cm,宽

4。为10cm,转速〃为50r/s,则线圈转动时感应电动势的最大值为

A.IxlO-2VB.3.14x|0-2V

C.2xl0-2VD.6.28x10-2V

2.如图所示，KLWN是•个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为6的

水平方向的匀强磁场中，线框面积为S,MN边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度公匀速转动。在.MN

边与磁场方向的夹角达到30。的时刻（图示位置），导线框中产生的瞬时电动势e的大小和线柩此时电流的

方向分别为（已知线框按俯视的逆时针方向转动）（）

A.\BSCO,电流方向为KNMLK

B.电流方向为KMWAK

C.卸（0,电流方向为KLMNK

D.,电流方向为KLMNK

3.（多选）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定釉匀速转动，穿过该线

圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Q,则（）

A.7=0时，线圈平面平行于破感线

B.f=ls时，线圈中的电流改变方向

C.f=1.5s时，线圈中的感应电动势最大

D.一个周期内，线圈产生的热量为舐2J

4.一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q与；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个

周期内产生的热量为QIE。该电阻上电压的峰值均为〃°,周期均为。如图所示。则Q方：Q正等于（）

A.1：A/2B.A/2：1C.I：2D.2：I

5.如图所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分

6.（多选）单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿过线框的磁通量0

与时间，的关系图像如图所示。下列说法正确的是（）

C.线框转一周外力所做的均为嚼2D.从f=0至过程中线框的平均感应电动势为华

7.一正弦交流电的电压随时间变亿规律如图所示，则（）

A.交流电的频率为50HzB.交流电压的有效值为100V2V

C.交流电压瞬时值表达式为〃=100sin5（）MV）D.此交流电压可以直接接耐压值为80V的电容器

8.如图所示为一理想变压器，其原、副线圈匝数之比m：〃2=4：1,原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与

电阻R组成闭合电路。当直导线在匀强磁场中沿导轨向左匀速切割磁感线时，电流表③的示数是10

mA,那么电流表③的示数是（）

A.40mAD.2.5mA

9.如图所示的电路中，变压器为理想变压器，。、〃接在电压有效值不变的交流电源两端，&为定值电阻,

R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从•个位置滑动到另•位置，观察到电流表Ai的示数增大了0.2A,

电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是（）

A.电压表Vi示数增大B.电压表Vz、V3示数均增大

C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿c-4的方向滑动

10.（多选）远距离输电线路简化如图所示，电厂输送电功率不变，变压器均为理想变压器，图中标示了电压

和电流，其中输电线总电阻为R,则（）

A.4寺B.输电线损失的电功率为半

C.提高输送电压S，则输电线电流上增大D.电厂输送电功率为S/2

11.如图甲、乙所示，两种情况下灯泡L2、L3的功率均为P,且L、L2、L3为相同的灯泡，变压器匝数比

〃I：〃2=3：1,则图甲中Li的功率和图乙中Li的功率分别为（）

甲乙

R”生4PpIP

A.P、Pa•、9rVx•9、wQun•9、!

12.图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于

磁场方向的固定轴00'匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R=IOC的电阻连接，与电阻R并联的交

流电压表为理想电表，示数是I0V。图乙是穿过矩形线圈磁通量0随时间，变化的图像。则下列说法正确

的是（）

A.电阻R的电功率为20W

B.0.02s时R两端的电压瞬时值为零

C.C两端的电压随时间变化的规律是M=14.1COS10（）7r/（V）

D.通过R的电流随时间变化的规律是/=cos50MA）

13.教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内组可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供

电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为/、U,R消耗的功率为P。若发

电机线圈的转速变为原来的/则（）

A.A消耗的功率变为B.电压表V的读数变为

C.电流表A的读数变为2/D.通过R的交变电流频率不变

14.如图所示，一理想变压器，左右两边共接有额定电压均为U的6盏完全相同的灯泡（额定功率均为P）,

左瑞接在一电东恒为伍的交流电源两端.此时6盏灯刚好正常发光.下列说法中不正确的是］）

A.该变压器的原、副线圈匝数比为1:2

L.

此时交流电源输出的功率为

B.6PU。

C.Uo=6U

D.如果灯以突然烧断，灯L和L2将变暗，而其余3盏灯将变得更亮

15,如图所示，在电阻两端并联二极管的电路中，电阻Ri与电阻R2阻值相同，都为R，和Ri并联的D为

理怛二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电〃=2Msin（100叫V,

则加在以上的电压有效值为（）

A.10VB.20V1—1

ARlKD

C.15VD.5y[u）V〜

16.从发电站输出的功率为220kW,输电线的总电阻为0.05Q,用U0V和11kV

两种电压输电。两种情况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为（）

A.100：1B.1：100

C.1：10D.10：I

专题21交变电流B

1、【答案】：D

【辞析】：感应电动势最大值&=AS①=BS2兀〃=6.28x102V.

2、【答案】：B

【解析】：MN边与磁场方向成30。时，感应电动势为e=EmCoscot=BSa)cos30o=与BSco。由右手定则可

知电流方向为KNMLK。

3、【答案】：AD

【解析】：，=0时，磁通量为零，磁感线与线圈平面平行，AE确；当磁感线与线圈平面平行时，磁通量

变化率最大，感应电动势最大，画出感应电动势随时间变化的图像如图，由图可知，f=ls时，感应电流

没有改变方向，B错误；f=1.5s时，感应电动势为0,C错误；感应电动势最大值Em=N85G=N0m^=

G/gr72

100x0.04V)=4?r(V),有效值£=与*4兀(¥)=2，5兀")，Q=RT=8/(J),D正确。

4、【答案】：D

【蜂析】：由焦耳定律和有效值概念可得，一个周期内产生热量：Q方=号•"孽与二%，。正=爷丁

故Q方：Q正=2：1。

5、【答案】：D

【解析】：从，“图像上看，每个;周期正弦波形的有效值S=器,

根据有效值的定义:

+0,解得：U=^f,D正确。

6、【答案】：BC

【解析】：中性面的特点是与磁场垂直，穿过的磁通量最大，磁通量变化率最小，贝I」号时刻线框在中性面

上，A错。电动势最大值为EmiwE片，对正弦交流电，E行=彩=盅警\B对。由功能关系知，

线框转一周外力做的功等于产生的电能，亚=£电=驾・丁=@奈，C对。由法拉第电磁感应定律知，~E=

KK/

4-T-7，D珀。

4

7、【答案】：C

【解析】：由题图可知，7=4x10-25,/=1=25Hz,故A项错误；由图像可知交流电的最大值为100V,

因此其有效值为0=季V=5O^2V,故B项错误；交流电的角速度①=2产50?rrad/s,所以其表达式为

«=100sin(50nr)V,故C项正确：电容器的耐压值为交流电的最大值，最大值100V大于80V,故不能直

接接在此交流电上，故D项错误。

8、【答案】：B

【解析】：由于直导线MN匀速运动，则MN切割磁场产生的电流恒定，线圈中产生的磁通量也是恒定的,

所以不会引起副线圈的磁通量变化，所以副线圈中不会有感应电流产生，即电流表A?的示数为0,选项B

正确。

9、【答案】：D

【解析】：电压表V1的示数和〃、〃间电压的有效值相同，滑片滑动时V,示数不变，选项A错误；电压

表V2测量的电压为副线圈两端的电压，原、副线圈匝数不变，输入电压不变，故V2示数不变，V3示数为

V2示数减去用)两端电压，两线圈中电流增大，易知R)两端电压升高，故V3示数减小，选项B错误；理

想变压器满足U|/i=S/2，则U|A/|=U2A/2，因A/2>A/I，故5<口，变压器为降压变压器，选项C错误；

因/2增大，故知/?减小，变阻器滑片是沿的方向滑动，选项D正确。

10、【答案】：AD

【解析】：在输电线路上：SiR+S，所以心浸，故A正确；由于5不是R两端的电压，所以输电

线损失的电功率不是罕，故B错误：因为输送功率不变，根据P2=S/2,可知提高输送电压S，则输电

线电流/2减小，故C错误；因变压器为理想变压器，所以有P|=P2=S/2,故D正确。

11、【答案】：B

【解析】：由题意可知，〃2=〃3,两种情况下变压器输出功率均为2P,设灯泡L2、L3的电压为U,电流为

/，电阻为R,两种情况下变压器输入电压为3U,变压器输入电流为向；题图甲中L的功率为8=专=

9P：题图乙中Li的功率为P2=6)/?=竽，选项B正确。

12、【答案】：C

7/2

【解析】：电阻A的电功率。=%=10W,A项错误；0.02s时穿过线圈的磁通量变化率最大，R两端的

1\

电压瞬时值最大，B项错误；R两端的电压〃随时间/变化的规律是〃=14.1cos100MV),通过R的电流

随时间变化的规律是i=L41cos100MA),C项正确，D项错误。

13、【答案】：B

【解析】：发电机产生的感应电动势最大值反尸NBSe其中。=2m,理想变压器的输入电压(有效值)S

=呆,若线圈的转速〃变为原来拈，根据微成，则电压表V的读数变为罪通过K的电流变为原来的

/?消耗的功率变为，，根据£=言，电流表A的读数变为少，故B正确，A、C错误；交变电流的频率

了等于线圈的转速〃，故D错误。

14、【答案】：A

【解析】：由于各盏灯相同且均正常发光，所以流过每盏灯的电流均相同，原线圈中的电流力等于灯泡的

额定电流/,而副线圈中的总电流为12=4/,故〃I：〃2=/2：/I=4：1,A错误；由于理想变压器本身不消

耗能量，所以交流电源输出功率为6盏灯的总功率6P,B正确；设原、副线圈两端的电压分别为3、U2,

则5=>Uo=Ui+2U,而Ui：S=〃i：小=4：1,代入得U°=6U,C正确：当灯L6突然烧断，变压器

输出的功率将减小，所以输入功率也将减小，由Pi=5八得八减小,所以灯Li和Lz将变暗，同时因L]

和Lz分得的电压减小，变压器输入端