（江浙選考1）2020版高考物理總復習 第十二章 交變電流 考點強化練29 交變電流、變壓器.doc

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考點強化練29　交變電流、變壓器 1.(多選)關于中性面,下列說法正確的是(　　) A.線圈在轉動中經(jīng)中性面位置時,穿過線圈的磁通量最大,磁通量的變化率為零 B.線圈在轉動中經(jīng)中性面位置時,穿過線圈的磁通量為零,磁通量的變化率最大 C.線圈每經(jīng)過一次中性面,感應電流的方向就改變一次 D.線圈每轉一周經(jīng)過中性面一次,所以線圈每轉動一周,感應電流的方向就改變一次 2. (多選)某線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的轉軸勻速轉動,產(chǎn)生的交變電流的圖象如圖所示,由圖中信息可以判斷(　　) A.在A和C時刻線圈處于中性面位置 B.在B和D時刻穿過線圈的磁通量最大 C.從A~D時刻線圈轉過的角度為2π D.若從O~D時刻歷時0.02 s,則在1 s內(nèi)交變電流的方向改變100次 3.(多選)如圖所示,在某一輸電線路的起始端接入兩個理想變壓器,原、副線圈的匝數(shù)比分別為n1∶n2=100∶1和n3∶n4=1∶100,圖中a、b表示電流表或電壓表,已知電壓表的示數(shù)為22 V,電流表的示數(shù)為1 A,則以下說法正確的是(　　) A.a為電流表,b為電壓表 B.a為電壓表,b為電流表 C.輸電線路總電阻為22 Ω D.線路輸送電功率是220 kW 4. (多選)調(diào)壓變壓器是一種自耦變壓器,它的構造如圖所示。線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上。AB間加上正弦交流電壓U,移動滑動觸頭P的位置,就可以調(diào)節(jié)輸出電壓。在輸出端連接了滑動變阻器R和理想交流電流表,變阻器的滑動觸頭為Q。則(　　) A.保持P的位置不動,將Q向下移動時,電流表的讀數(shù)變大 B.保持P的位置不動,將Q向下移動時,電流表的讀數(shù)變小 C.保持Q的位置不動,將P沿逆時針方向移動時,電流表的讀數(shù)變大 D.保持Q的位置不動,將P沿逆時針方向移動時,電流表的讀數(shù)變小 5.(多選)下列各圖是電子技術中的常用電路,其中乙圖中的電容器的電容C較小,丙圖中的電容器的電容C較大。a、b是部分電路的輸入端,其中輸入的高頻成分用“”表示,低頻成分用“~”表示,直流成分電路用“-”表示,關于負載電阻R中得到的電流特征,下列說法正確的是(　　) A.圖甲中R得到的是交流成分 B.圖乙中R得到的是高頻成分 C.圖乙中R得到的是低頻成分 D.圖丙中R得到的是直流成分 6. (多選)如圖所示,矩形線圈面積為S,匝數(shù)為N,線圈電阻為r,在磁感應強度為B的勻強磁場中繞OO軸以角速度ω勻速轉動,外電路電阻為R。在線圈由圖示位置轉過90的過程中,下列說法正確的是(　　) A.磁通量的變化量ΔΦ=NBS B.電壓表的示數(shù)為NBSω2 C.電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q=N2B2S2ωRπ4(R+r)2 D.通過電阻R的電荷量為q=NBSR+r 7.(多選)某水電站用總電阻為2.5 Ω的輸電線輸電給500 km外的用戶,其輸出電功率是3106 kW。現(xiàn)用500 kV電壓輸電,則下列說法正確的是(　　) A.輸電線上輸送的電流大小為6.0103 A B.輸電線上由電阻造成的電壓損失為15 kV C.若改用5 kV電壓輸電,則輸電線上損失的功率為9108 kW D.輸電線上損失的功率為ΔP=U2r,U為輸電電壓,r為輸電線的電阻 8.隨著社會經(jīng)濟的發(fā)展,人們對能源的需求也日益增大,節(jié)能變得越來越重要。某發(fā)電廠采用升壓變壓器向某一特定用戶供電,用戶通過降壓變壓器用電,若發(fā)電廠輸出電壓為U1,輸電導線總電阻為R,在某一時段用戶需求的電功率為P0,用戶的用電器正常工作的電壓為U2。在滿足用戶正常用電的情況下,下列說法正確的是(　　) A.輸電線上損耗的功率為P02RU22 B.輸電線上損耗的功率為P02RU12 C.若要減少輸電線上損耗的功率可以采用更高的電壓輸電 D.采用更高的電壓輸電會降低輸電的效率 9.(多選)如圖甲所示,在勻強磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速,繞與磁感線垂直的軸勻速轉動,產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示,則(　　) A.兩次t=0時刻線圈平面均與中性面重合 B.曲線a、b對應的線圈轉速之比為2∶3 C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25 Hz D.曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V 10. (多選)如圖所示的電路中,P為滑動變阻器的滑片,保持理想變壓器的輸入電壓U1不變,閉合開關S,下列說法正確的是(　　) A.P向下滑動時,燈L變亮 B.P向下滑動時,變壓器的輸出電壓不變 C.P向上滑動時,變壓器的輸入電流變小 D.P向上滑動時,變壓器的輸出功率變大 11. 如圖所示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,b是原線圈的中心接頭,電壓表V和電流表A均為理想電表,除滑動變阻器電阻R、定值電阻R0以外的其余電阻不計,從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交流電壓,其瞬時值表達式為u1=2202sin 100πt(V)。下列說法正確的是(　　) A.t=1600 s時刻,c、d兩點間的電壓瞬時值為110 V B.當單刀雙擲開關與a連接時,電壓表的示數(shù)為222 V C.單刀雙擲開關與a連接,在滑動變阻器滑片P向上移動的過程中,電壓表和電流表的示數(shù)均變小 D.當單刀雙擲開關由a扳向b時,電壓表和電流表的示數(shù)均變大 12.(1)在“探究電磁感應的產(chǎn)生條件”的實驗中,小明同學做實驗時有如下未完成的電路連接圖請你幫他完成,圖中a號導線應該接　　　,b號導線應該接　　　。(均填“A接線柱”或“B接線柱”) 正確連線后小明做了各種操作嘗試,當閉合開關的瞬間電流計指針向右偏轉,如下情形電流計指針向左偏轉的是(　　) A.斷開開關的瞬間 B.閉合開關待電路穩(wěn)定后 C.閉合開關將滑動變阻器滑片向右滑動時 D.閉合開關拔出線圈中的鐵芯過程中 (2)在“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗中,實驗室備有下列可供選器材,在實驗中不必用到的實驗器材有　　　　。 小明同學在正確操作此實驗后得到了下表的數(shù)據(jù): 原線圈的匝數(shù)n1(匝) 100 200 400 800 副線圈的匝數(shù)n2(匝) 800 400 200 100 原線圈兩端的電壓U1(V) 0.96 4.9 7.9 15.8 副線圈兩端的電壓U2(V) 7.9 9.8 3.8 1.94 請根據(jù)實驗中的數(shù)據(jù)得出實驗結論　。 13.交流發(fā)電機的發(fā)電原理是矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO勻速轉動。一小型發(fā)電機的線圈共220匝,線圈面積S=0.05 m2,線圈轉動的頻率為50 Hz,線圈內(nèi)阻不計,磁場的磁感應強度B=2π T。為了用此發(fā)電機發(fā)出的交流電帶動兩個標有“220 V　11 kW”的電動機正常工作,需在發(fā)電機的輸出端a、b與電動機之間接一個理想變壓器,電路如圖所示。求: (1)發(fā)電機的輸出電壓; (2)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比; (3)與變壓器原線圈串聯(lián)的交流電流表的示數(shù)。  考點強化練29　交變電流、變壓器 1.AC　中性面是線圈平面與磁感線垂直的位置,線圈經(jīng)過該位置時,穿過線圈的磁通量最大,各邊都不切割磁感線,不產(chǎn)生感應電動勢,所以磁通量的變化率為零,A項正確,B項錯誤;線圈每經(jīng)過一次中性面,感應電流的方向改變一次,但線圈每轉一周時要經(jīng)過中性面兩次,所以每轉一周,感應電流方向就改變兩次,C項正確,D項錯誤。 2.BD　中性面是指線圈平面與磁場垂直時的位置,這時磁通量最大,但是磁通量的變化率為零,在該位置感應電動勢為零,感應電流為零,當線圈垂直于中性面時磁通量為零,但是磁通量的變化率最大,感應電動勢最大,即圖中的O、B、D時刻處于中性面位置,A、C時刻處于垂直于中性面的位置,故A錯誤,B正確。A~D并不是一個周期,線圈尚未轉動一周,故轉過的角度小于2π,故C項錯誤。O~D歷時0.02 s,即周期為0.02 s,在一個周期內(nèi)交變電流的方向改變兩次,故1 s內(nèi)交變電流的方向改變100次,故D項正確。 3.BD　由題圖可知:a表是電壓表,b表是電流表。而甲互感器原線圈的匝數(shù)與副線圈匝數(shù)比為100∶1,乙互感器原線圈的匝數(shù)與副線圈匝數(shù)比為1∶100,由電壓表的示數(shù)為22 V,得原線圈的電壓為2 200 V,由電流表的示數(shù)為1 A,原線圈的電流為100 A。所以電線輸送功率是2.2105 W=220 kW,由已知條件無法求輸電線電阻。故BD正確,AC錯誤;故選BD。 4.BC　保持P的位置不動,即是保持變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比不變,則滑動變阻器R兩端的電壓不變,當將Q向下移動時,連入電路的電阻的阻值變大,因而電流減小,A錯誤、B正確;保持Q的位置不動,即是保持滑動變阻器R連入電路的阻值不變,將P沿逆時針方向移動時,變壓器的原線圈的匝數(shù)不變,副線圈的匝數(shù)增多,滑動變阻器R兩端的電壓將增大,所以電流表的讀數(shù)變大,C正確、D錯誤。 5.ACD 6.CD　由圖示位置轉過90的過程中,磁通量的變化量ΔΦ=BS,與匝數(shù)無關,故A錯誤;線圈在磁場中轉動,產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em=nBSω,電動勢的有效值為E=NBSω2,電壓表測量的為電路的外電壓,所以電壓表的讀數(shù)為U=ERR+r=NBSωR2(R+r),所以B錯誤;電阻R產(chǎn)生的熱量Q=U2Rπ2ω=N2B2S2ωRπ4(R+r)2,所以C正確。由E=ΔφΔt,I=ER+r,q=IΔt得到,電量q=NBSR+r,故D正確,故選CD。 7.AB　由P=UI知,輸電線上的輸送電流I=PU=31095105 A=6 000 A,A正確;輸電線上損失的電壓ΔU=IR=6 0002.5 V=15 000 V=15 kV,B正確;若改用5 kV電壓輸電,則輸送電流I=PU=31095 000 A=6105 A,則損失的功率P損=I2R=3610102.5 W=91011 W=9108 kW>P,違背能量守恒定律,C錯誤;輸電線上損失的功率為ΔP=U2r,U應為線路上損失的電壓,r為輸電線的電阻,D錯誤。 8.C　設發(fā)電廠輸出功率為P,則輸電線上損耗的功率為ΔP=P-P0,ΔP=I2R=P2RU12,A、B選項錯誤;采用更高的電壓輸電,可以減小導線上電流,故可以減小輸電導線上損耗的功率,C項正確;采用更高的電壓輸電,輸電線上損耗的功率減小,則發(fā)電廠輸出的總功率減小,故可提高輸電的效率,D項錯誤。 9.AC　當t=0時,兩條曲線所代表的幅值都為0,即此時金屬線框不切割磁感線,線框的運動方向與磁感線的方向一致,則此時線圈平面與中性面重合,故A項正確。由圖可知,a的周期為410-2 s;b的周期為610-2 s,則由n=1T可知,轉速與周期成反比,周期之比為2∶3,轉速比為3∶2,故B項錯誤。曲線a的交變電流的周期為410-2 s,則頻率f=1Ta=25 Hz,故C項正確。根據(jù)最大值,Em=BSω,可知b的最大值為10 V,則有效值為U=102 V=52 V,故D項錯誤。 10.BD　變壓器動態(tài)問題,要把副線圈作為電源,與副線圈連接的電路作為外電路,采用直流電路動態(tài)問題分析的方法分析。 11.D 12.答案 (1)B接線柱　A接線柱　ACD　(2)BCD　在誤差范圍內(nèi)原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比,即n1n2=U1U2 解析 (1)大線圈應該與電流計相連構成閉合回路,所以a應該接到B接線柱,b應該接到A接線柱;閉合開關電流增大,磁通量增大,電流計向右偏,所以只要磁通量減小的情況,電流計都會向左偏。(2)“探究變壓器的電壓與匝數(shù)的關系”要用低壓交流電源和交流電表,所以不需要干電池、磁鐵和滑動變阻器,表格中每組數(shù)據(jù)都可以看出匝數(shù)之比近似等于電壓之比。 13.答案 (1)1 100 V　(2)5∶1　(3)20 A 解析 (1)線圈轉動產(chǎn)生的電動勢最大值為:Em=NBSω=1 1002 V, 輸出電壓的有效值為U1=Em2=1 100 V。 (2)由變壓器的電壓關系得:n1n2=U1U2=51。 (3)根據(jù)P入=P出=2.2104 W,再根據(jù)P入=U1I1,解得I1=20 A。