《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 刷題首選卷 專題十二 交變電流精練（含解析）》由會員分享，可在線閱讀，更多相關(guān)《2020屆高考物理二輪復(fù)習(xí) 刷題首選卷 專題十二 交變電流精練（含解析）（17頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十二　交變電流 『經(jīng)典特訓(xùn)題組』 1．(多選)如圖1所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖2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(yīng)的線圈轉(zhuǎn)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 答案　AC 解析　線圈經(jīng)過中性面時不切割磁感線，感應(yīng)電動勢為零，由題圖2知兩次t＝0時轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的瞬時電動勢都等于零，故此時線圈平面均與中性面重合，A正確；由圖2知兩次轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的周期之比Ta∶Tb＝2

2、∶3，再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n＝得na∶nb＝3∶2，故B錯誤；因Ta＝4×10－2 s，故fa＝＝25 Hz，C正確；因Ema＝15 V，而Em＝NBSω＝，故Emb＝·Ema＝10 V，Eb＝＝5 V，D錯誤。 2．現(xiàn)代社會是數(shù)字化社會，需要把模擬信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號。如甲圖中的正弦交流電通過乙圖數(shù)字觸發(fā)器后會輸出丙圖的數(shù)字信號，丙圖中數(shù)字信號對應(yīng)兩種電壓狀態(tài)0和2 V，觸發(fā)器的轉(zhuǎn)換規(guī)則是：交流電壓數(shù)值小于時輸出為0，交流電壓數(shù)值大于等于時輸出為2 V。丙圖中電壓的有效值約為(　　) A．2.0 V B．1.6 V C．1.4 V D．1.3 V 答案　B 解析　當(dāng)輸入電壓為

3、時，＝Umsin，在前半個周期內(nèi)，可解得t1＝T或t2＝T，標(biāo)出輸入電壓和輸出電壓的特殊時刻如下圖，一個周期內(nèi)對應(yīng)電壓為2 V的時間為T，根據(jù)有效值定義，有：×T＝×T，U1＝2 V，代入數(shù)據(jù)得U≈1.6 V，故選B。 3．一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0 Ω，現(xiàn)外接一只電阻為105.0 Ω的燈泡，如圖乙所示，則下列說法正確的是(　　) A．電路中的電流方向每秒鐘改變50次 B．電壓表的示數(shù)為220 V C．燈泡實際消耗的功率為420 W D．發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為25 J 答案　C 解析　由甲圖知該

4、交流電的周期T＝0.02 s，每個周期電流方向改變兩次，則1 s內(nèi)電流方向改變的次數(shù)為n＝2×＝100次，A錯誤；由圖甲可知感應(yīng)電動勢最大值Em＝220 V，所以有效值E＝220 V，電壓表示數(shù)U＝E＝210 V，B錯誤；燈泡實際消耗的功率P＝＝420 W，C正確；發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2rt＝2rt＝20 J，D錯誤。 4．(多選)如圖所示，T為理想變壓器，電流表A、電壓表V均為理想交流電表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，L為電感線圈，A、B兩點間接正弦交流電。則(　　) A．只將滑片P1下移時，電流表A示數(shù)變小 B．只將滑片P2下移時，電壓表V示數(shù)變大

5、 C．只增大交流電的電壓時，電流表A示數(shù)變大 D．只增大交流電的頻率時，電壓表V示數(shù)不變 答案　AC 解析　只將滑片P1下移時，輸出電壓減小，輸出功率減小，輸入功率也減小，電流表A示數(shù)變小，A正確；只將滑片P2下移時，總電阻減小，副線圈兩端電壓不變，電路總電流變大，R1兩端電壓變大，R3兩端電壓變小，即電壓表V示數(shù)變小，B錯誤；只增大交流電的電壓時，輸出電壓增大，副線圈電流增大，原線圈電流也增大，電流表A示數(shù)變大，C正確；只增大交流電的頻率時，電感線圈L的感抗增大，電壓表V示數(shù)變大，D錯誤。 5. (多選)一含有理想變壓器的電路如圖所示，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3∶1。電路中連接三個

6、相同的電阻R，A為理想交流電流表，U為正弦交流電源，輸出電壓的有效值U＝380 V。當(dāng)開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)為2 A。則(　　) A．定值電阻R的阻值為10 Ω B．開關(guān)S斷開時，副線圈的輸出電壓為127 V C．開關(guān)S閉合時，電流表的示數(shù)為3.8 A D．開關(guān)S閉合時，電路中消耗的總功率為1300 W 答案　AC 解析　此時電流表示數(shù)I1＝2 A，根據(jù)變壓器原理可得副線圈電流I2＝3I1＝6 A，根據(jù)電壓關(guān)系有＝，代入數(shù)據(jù)解得：R＝10 Ω，副線圈的輸出電壓U2＝2I2R＝120 V，A正確，B錯誤；開關(guān)閉合時，＝，且I2′＝3I1′，解得I1′＝3.8 A，則電路中消耗

7、的總功率P＝I1′U＝1444 W，C正確，D錯誤。 6. 如圖所示，理想變壓器原線圈接一正弦交變電源，其電壓的有效值恒定不變，兩個副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2，所接電阻分別為R1和R2，且R2＝4R1。不計電流表內(nèi)阻，當(dāng)只閉合S1時，電流表示數(shù)為1 A，S1、S2都閉合時，電流表示數(shù)為2 A，則n1∶n2等于(　　) A．1∶1 B．1∶2 C．1∶3 D．1∶4 答案　B 解析　設(shè)原線圈的電壓為U，當(dāng)只閉合S1時，根據(jù)電流表示數(shù)為1 A，則變壓器的輸入功率為U×1 A，則副線圈的輸出功率為U×1 A；當(dāng)S1和S2都閉合時，電流表示數(shù)為2 A，則變壓器的輸入功率為U×2 A

8、，則副線圈的輸出功率為U×2 A，因此兩副線圈的功率之比為1∶1，根據(jù)P＝，R2＝4R1，有＝，解得U1∶U2＝1∶2，由變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可得n1∶n2＝1∶2，故B正確。 7．圖甲為遠距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶1000，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1000∶1，輸電線的總電阻為1000 Ω，若升壓變壓器的輸入電壓如圖乙所示，用戶端電壓為220 V，下列說法正確的是(　　) A．輸電線中的電流為3 A B．電站輸出的功率為7500 kW C．輸電線路損耗功率為90 kW D．用戶端交變電流的頻率為100 Hz 答案　B 解析　由圖乙知升壓變壓器輸

9、入端電壓的最大值為Um＝250 V，有效值為U1＝＝250 V，根據(jù)＝，得升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2＝U1＝×250 V＝2.5×105 V，用戶端電壓為220 V，根據(jù)＝，得降壓變壓器原線圈兩端的電壓U3＝U4＝×220 V＝2.2×105 V，故輸電線上損失的電壓為ΔU＝U2－U3＝3×104 V，則輸電線上的電流為I＝＝ A＝30 A，電站的輸出功率為P1＝P2＝U2I＝7500 kW，輸電線路損耗功率為ΔP＝I2R＝900 kW，由乙圖可知，原線圈交變電流的周期為T＝0.02 s，則頻率為f＝＝50 Hz，變壓器不會改變交流電的頻率，故用戶端交變電流的頻率為50 Hz，故A、C、D

10、錯誤，B正確。 8．在如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1；a、b兩端電壓與時間的關(guān)系如圖乙所示，二極管可視為理想二極管，電表均為理想電表，電阻R＝10 Ω，則下列說法正確的是(　　) A．電壓表示數(shù)約為4.50 V B．電壓表示數(shù)約為6.36 V C．電流表示數(shù)約為0.90 A D．電路消耗的功率為8.10 W 答案　B 解析　根據(jù)題圖乙可得，原線圈中電壓的有效值為U＝＝ V＝18 V，則副線圈的電壓為U′＝U＝9 V，根據(jù)二極管的特性，設(shè)電壓表測量的有效值為U有，則有：×T＝×T，解得U有＝ V≈6.36 V，則電壓表的示數(shù)約為6.36 V，有效電流為：

11、I有＝＝ A＝0.636 A，故電流表的示數(shù)約為0.636 A，A、C錯誤，B正確；電路消耗的功率為：P＝I2R＝0.6362×10 W≈4.04 W，故D錯誤。 『真題調(diào)研題組』 1．(2019·江蘇高考)某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶10，當(dāng)輸入電壓增加20 V時，輸出電壓(　　) A．降低2 V B．增加2 V C．降低200 V D．增加200 V 答案　D 解析　理想變壓器的電壓與匝數(shù)關(guān)系為＝＝，整理可得＝，即原、副線圈匝數(shù)之比等于原、副線圈的電壓變化量之比，當(dāng)ΔU1＝20 V時，ΔU2＝200 V，D正確。 2．(2019·天津高考)(多選)單匝

12、閉合矩形線框電阻為R，在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線框的磁通量Φ與時間t的關(guān)系圖象如圖所示。下列說法正確的是(　　) 　 A.時刻線框平面與中性面垂直 B．線框的感應(yīng)電動勢有效值為 C．線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為 D．從t＝0到t＝過程中線框的平均感應(yīng)電動勢為 答案　BC 解析　中性面的特點是線圈平面與磁場垂直，線框位于中性面時，穿過線框的磁通量最大，磁通量變化率最小，則時刻線框所在平面與中性面重合，A錯誤；感應(yīng)電動勢最大值為Em＝Φmω＝Φm，對正弦式交流電，感應(yīng)電動勢有效值E有＝＝，B正確；由功能關(guān)系知，線框轉(zhuǎn)一周外力做的功等于產(chǎn)生的電能，W＝E電＝·T＝，C正

13、確；由法拉第電磁感應(yīng)定律知，從t＝0到t＝過程中線框的平均感應(yīng)電動勢＝＝＝，D錯誤。 3．(2018·全國卷Ⅲ)一電阻接到方波交流電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交變電源上，在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為u0，周期為T，如圖所示。則Q方∶Q正等于(　　) A．1∶ B.∶1 C．1∶2 D．2∶1 答案　D 解析　根據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為，而方波交流電的有效值為u0，根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，Q＝I2RT＝T，可知在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值的二次方成正比，Q方∶Q正＝u∶2＝2∶1，D正確。 4．(2018·天津

14、高考) 教學(xué)用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則(　　) A．R消耗的功率變?yōu)镻 B．電壓表V的讀數(shù)為U C．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D．通過R的交變電流頻率不變 答案　B 解析　根據(jù)ω＝2πn可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼模瑒t角速度變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)Em＝nBSω可知發(fā)電機產(chǎn)生的最大電動勢為原來的，根據(jù)U＝可知發(fā)電機的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼?，即原線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼模鶕?jù)＝可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?，即電壓表?/p>

15、數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)P＝可知R消耗的電功率變?yōu)镻，A錯誤、B正確；副線圈中的電流為I2＝，即變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)＝可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼模珻錯誤；轉(zhuǎn)速減小為原來的，則頻率變?yōu)樵瓉淼模珼錯誤。 5．(2017·天津高考)(多選) 在勻強磁場中，一個100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 Ω，則(　　) A．t＝0時，線圈平面平行于磁感線 B．t＝1 s時，線圈中的電流改變方向 C．t＝1.5 s時，線圈中的感應(yīng)電動勢最大 D．一個周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為8π2 J 答案　AD 解析　t＝0時，Φ

16、＝0，故線圈平面平行于磁感線，A正確。線圈每經(jīng)過一次中性面電流的方向改變一次，線圈經(jīng)過中性面時，磁通量最大，故在t＝0.5 s、1.5 s時線圈中的電流改變方向。在t＝1 s時線圈平面平行于磁感線，線圈中的電流方向不變，B錯誤。線圈在磁場中轉(zhuǎn)動，磁通量最大時，感應(yīng)電動勢為0，磁通量為0時，感應(yīng)電動勢最大，故t＝1.5 s時，感應(yīng)電動勢為0，C錯誤。線圈中感應(yīng)電動勢的最大值Em＝nBωS＝nωΦm＝nΦm＝100××0.04 V＝4π V，有效值E＝＝2πV，故在一個周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量Q＝T＝×2 J＝8π2 J，D正確。 6．(2017·江蘇高考) (多選)某音響電路的簡化電路圖如圖所示，

17、輸入信號既有高頻成分，也有低頻成分，則(　　) A．電感L1的作用是通高頻 B．電容C2的作用是通高頻 C．揚聲器甲用于輸出高頻成分 D．揚聲器乙用于輸出高頻成分 答案　BD 解析　電感的特點是通低頻阻高頻，電容的特點是通高頻阻低頻，選項A錯，B對；混合信號輸入后，高頻成分被L1阻礙，再經(jīng)C1過濾一部分，則通過揚聲器甲的是低頻成分，選項C錯誤；當(dāng)混合信號輸入后，電容C2讓高頻信號順利通過，電感L2不能過濾掉高頻成分，但可以過濾掉低頻成分，故通過揚聲器乙的是高頻成分，選項D正確。 7．(2016·全國卷Ⅲ) (多選)如圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線

18、框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面。現(xiàn)使線框M、N在t＝0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則(　　) A．兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交流電 B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于T C．在t＝時，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等 D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等 答案　BC 解析　本題中導(dǎo)線框的半徑旋轉(zhuǎn)切割磁感線時產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電流，故A錯誤；兩導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期與線框轉(zhuǎn)動周期相同，B正確；在t＝時，兩導(dǎo)線框切

19、割磁感線的導(dǎo)線長度相同，且切割速度大小相等，故產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等，均為E＝BR2ω，C正確；兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨時間變化的圖象如圖所示，故兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值不相等，D錯誤。 『模擬沖刺題組』 1．(2019·廣東省“六?！备呷谌温?lián)考)鉗形電流表由電流互感器和電流表組合而成，常用來測量電流強度很大的電流，其原理如圖。若初級線圈與次級線圈的匝數(shù)比為1∶500，電流表A的示數(shù)為1 A，則(　　) A．鉗形電流表的鉗口是電流互感器的鐵芯 B．鉗形電流表能夠用來測量直流電的電流 C．被測電路電流的平均值為500 A D．被測電路電流的最大值為500 A 答案　A

20、 解析　從圖示來看，該互感器屬于電流互感器，故鉗形電流表的鉗口是電流互感器的鐵芯，A正確；互感器利用的是電磁感應(yīng)的互感原理，只適用于交流電，不能用于直流電，故B錯誤；由＝得I1＝＝ A＝500 A，因為電流表測的是有效值，故500 A為被測電流的有效值，C、D錯誤。 2．(2019·陜西省三模)如圖甲中的變壓器為理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)分別為1000匝和500匝，變壓器原線圈兩端加如圖乙所示的正弦式交變電壓，副線圈兩端接兩個串聯(lián)在一起的阻值大小分別為R1＝40 Ω、R2＝10 Ω的定值電阻，電壓表為理想電表。則以下說法正確的是(　　) A．交流電頻率為50 Hz B．變壓器鐵芯中磁

21、通量變化率的最大值為0.1 Wb/s C．電壓表V的讀數(shù)為5.0 V D．變壓器輸入功率為50 W 答案　B 解析　由圖乙知該交流電的周期T＝0.04 s，所以交流電頻率為25 Hz，A錯誤；原線圈電壓最大值是100 V，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝n得，變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值為0.1 Wb/s，B正確；根據(jù)理想變壓器中匝數(shù)與電壓成正比知副線圈兩端的電壓為U＝ V＝25 V，再由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律知電阻R2兩端電壓即為電壓表讀數(shù)，為5 V，C錯誤；輸入功率等于輸出功率，為P＝＝25 W，D錯誤。 3．(2019·吉林省名校聯(lián)合一模)變壓器線圈中的電流越大，所用的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)越粗。

22、街頭見到的變壓器是降壓變壓器，假設(shè)它只有一個原線圈和一個副線圈，則(　　) A．副線圈的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)粗些，且副線圈的匝數(shù)少 B．副線圈的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)粗些，且副線圈的匝數(shù)多 C．原線圈的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)粗些，且原線圈的匝數(shù)少 D．原線圈的導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)粗些，且原線圈的匝數(shù)多 答案　A 解析　在降壓變壓器中，由原、副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比可知，原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多，又由于原、副線圈的功率相等，而原線圈中電壓大，所以副線圈的電流比原線圈的電流要大，導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)粗些，原線圈的電流小，導(dǎo)線應(yīng)當(dāng)細些，A正確。 4．(2019·江蘇南京、鹽城高三第三次調(diào)研)如圖所示，理想變壓器電路原線圈匝數(shù)可調(diào)，調(diào)節(jié)觸頭為S

23、，副線圈電路中r為光敏電阻，光敏電阻的阻值隨光照的增強而減小，滑動變阻器R與燈泡L并聯(lián)在電路中，關(guān)于電路變化問題，下列說法正確的是(　　) A．保持S位置和光照強度不變，將P向上滑，燈泡L變亮 B．保持S位置和光照強度不變，將P向下滑，電流表示數(shù)變小 C．保持P位置和光照強度不變，將S向下滑，光敏電阻的功率變小 D．保持P位置和S位置不變，使光線變暗，原線圈的輸入功率變大 答案　A 解析　S的位置和光照強度不變時，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比以及光敏電阻的阻值不變，根據(jù)理想變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于匝數(shù)之比，可知副線圈的輸出電壓不變，將P向上滑，滑動變阻器的阻值變大，總電阻變

24、大，則通過光敏電阻r的電流變小，加在r兩端的電壓變小，又由于r和L兩端電壓之和等于副線圈兩端電壓且保持不變，所以L兩端電壓變大，L變亮，A正確；結(jié)合A的分析，當(dāng)將P向下滑時，滑動變阻器的阻值變小，總電阻變小，則通過光敏電阻r的電流增大，加在r兩端的電壓增大，又由于r和L兩端電壓之和等于副線圈兩端電壓且保持不變，所以L兩端電壓變小，通過L的電流變小，同時通過R和L的電流之和等于r的電流，所以通過R的電流變大，電流表示數(shù)變大，B錯誤；P位置和光照強度不變時，r和R的電阻不變，將S向下滑，原線圈的匝數(shù)減小，結(jié)合理想變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于匝數(shù)之比，可知副線圈的輸出電壓增大，通過r的電流變大，

25、光敏電阻的功率變大，C錯誤；S位置不變時，線圈匝數(shù)不變，結(jié)合理想變壓器原、副線圈兩端電壓之比等于匝數(shù)之比，可知副線圈的輸出電壓不變，光線變暗時，r的阻值變大，又因為P的位置不變，則副線圈的功率變小，又因為理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，所以原線圈的輸入功率變小，D錯誤。 5. (2019·湖北省八校高三第二次聯(lián)考)(多選)如圖所示，10匝矩形線框處在磁感應(yīng)強度B＝ T的勻強磁場中，繞垂直磁場的軸以恒定角速度ω＝10 rad/s在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，線框電阻不計，面積為0.4 m2，線框通過滑環(huán)與一理想自耦變壓器的原線圈相連，副線圈接有一只燈泡L(規(guī)格為“4 W　100 Ω”)和滑動變阻器，電流

26、表視為理想電表，則下列說法正確的是(　　) A．若從圖示線框位置開始計時，線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值為40cos(10t) V B．當(dāng)燈泡正常發(fā)光時，原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2 C．若將滑動變阻器滑片向上移動，則電流表示數(shù)增大 D．若將自耦變壓器觸頭向下滑動，燈泡會變暗 答案　AD 解析　輸入電壓的最大值為：Um＝NBSω＝10××0.4×10 V＝40 V，圖示時刻感應(yīng)電動勢最大，從圖示線框位置開始計時，線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值為40cos(10t) V，故A正確；變壓器輸入電壓的有效值為U1＝＝ V＝40 V，開關(guān)閉合時燈泡正常發(fā)光，所以U2＝＝ V＝20 V，此時原、副線圈

27、的匝數(shù)比為n1∶n2＝U1∶U2＝40∶20＝2∶1，故B錯誤；線圈匝數(shù)不變，根據(jù)U1∶U2＝n1∶n2可知輸出電壓不變，若將滑動變阻器滑片向上移動，連入電路電阻變大，負載等效電阻變大，P1＝P2＝變小，又P1＝U1I1，可知電流表示數(shù)變小，故C錯誤；若將自耦變壓器觸頭向下滑動，副線圈匝數(shù)變小，根據(jù)U1∶U2＝n1∶n2可知輸出電壓減小，所以燈泡變暗，故D正確。 6．(2019·廣東汕頭高三一模)如圖所示為遠距離輸電的原理圖。發(fā)電廠輸出的電壓恒定，升壓、降壓變壓器均為理想變壓器。由于用戶負載的變化會造成其得到的電壓變化，供電部門要實時監(jiān)控，監(jiān)控電表為理想電表。若某次監(jiān)測發(fā)現(xiàn)V2表的示數(shù)減小，

28、則下列判斷正確的是(　　) A．電流表A1的示數(shù)增大 B．電流表A2的示數(shù)減少 C．電壓表V1的示數(shù)增大 D．輸電線損失的功率減小 答案　A 解析　根據(jù)題意知，發(fā)電廠的輸出電壓恒為U，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓比不變，所以電壓表V1的示數(shù)不變，故C錯誤；V2表的示數(shù)減小，根據(jù)降壓變壓器電壓比＝可知，降壓變壓器的輸入電壓減小，又因為U1＝U20＋I1R，分析可知：電流表A1的示數(shù)增大，故A正確；電流表A1的示數(shù)增大，根據(jù)降壓變壓器電流比＝可知，電流表A2的示數(shù)增大，故B錯誤；輸電線上損失功率為P損＝IR，由于電流表A1的示數(shù)增大，故輸電線損失的功率增大，故D錯誤。 7．(2

29、019·河南許昌高三二診)(多選)有5個完全相同的燈泡連接在理想變壓器的原、副線圈中，如圖所示。若將該線路與交流電源接通，且開關(guān)S接在位置1時，5個燈泡發(fā)光亮度相同；若將開關(guān)S接在位置2時，燈泡均未燒壞。則下列可能的是(　　) A．該變壓器是降壓變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為4∶1 B．該變壓器是升壓變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為1∶4 C．副線圈中的燈泡仍能發(fā)光，只是更亮些 D．副線圈中的燈泡仍能發(fā)光，只是亮度變暗 答案　AC 解析　五個燈泡發(fā)光程度相同，所以原線圈電流與副線圈電流之比為1∶4，根據(jù)＝＝可知該變壓器是降壓變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，故A正確，B錯誤；接到2位置，

30、原線圈輸入電壓變大，根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知副線圈電壓變大，燈泡仍能發(fā)光，但亮度變大，故C正確，D錯誤。 8．(2019·湖北省高三4月調(diào)考)一理想變壓器的初級線圈為n1＝100匝，次級線圈n2＝30匝，n3＝20匝，一個電阻為48.4 Ω的小燈泡接在副線圈n2與n3上，如圖所示。當(dāng)原線圈與e＝220sinωt的交流電源連接后，變壓器的輸入功率是(　　) A．10 W B．20 W C．250 W D．500 W 答案　A 解析　根據(jù)副線圈的接法知道，副線圈2和3的電動勢抵消一部分，相當(dāng)于燈泡接在10匝的副線圈上，根據(jù)表達式知原線圈電壓的有效值為220 V，根據(jù)電壓與匝

31、數(shù)成正比知燈泡兩端的電壓為U＝×220 V＝22 V，燈泡功率P＝＝ W＝10 W，則變壓器輸入功率為10 W，故選A。 9．(2019·北京大興一模)圖1是一手搖發(fā)電機，其原理可簡化為矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生隨時間變化的感應(yīng)電動勢。已知矩形線圈abcd的匝數(shù)為N，邊長ab＝cd＝L1，bc＝ad＝L2。線圈所在處磁感應(yīng)強度為B，線圈的角速度為ω。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動到圖2所示位置時，其平面與磁場方向平行。 (1)求線圈轉(zhuǎn)動到圖2位置時，ab邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小并判斷a、b兩端電勢的高低； (2)從線圈處于圖2位置開始計時，t時刻線圈轉(zhuǎn)至截面

32、圖中虛線所示位置，推導(dǎo)t時刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為e＝NBL1L2ωcosωt； (3)如圖3所示，線圈的ab、cd邊分別通過電刷與兩個滑環(huán)e、f相連，滑環(huán)e、f與二極管D、外電阻相連，組成閉合回路。二極管具有單向?qū)щ娦?，即加正向電壓時其電阻可忽略不計，加反向電壓時電阻可視為無窮大。已知線圈電阻為r，外電阻為R，電路其余部分電阻不計。計算經(jīng)過一段較長時間t(遠大于線圈轉(zhuǎn)動周期)的過程中，外電阻R上產(chǎn)生的熱量。 答案　(1)E＝NBL1L2ω　b端電勢高 (2)見解析　(3) 解析　(1)ab邊切割磁感線產(chǎn)生的電動勢 E＝NBL1v，v＝ω· 可得：E＝NBL1L2ω，由楞次

33、定律可知，b端電勢高。 (2)線圈勻速轉(zhuǎn)動過程中，ab、cd邊都切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動勢，總電動勢為兩邊產(chǎn)生的電動勢之和，即e＝2eab。 如圖，經(jīng)過時間t，ab邊繞OO′轉(zhuǎn)過的角度θ＝ωt，此時ab邊的速度方向如圖中所示， v與磁場方向的垂直分量： v1＝vcosθ＝vcosωt 根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，在ab邊上產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢大小為eab＝NBL1vcosωt， 又v＝ω·， 由此可得e＝2eab＝NBL1L2ωcosωt。 (3)設(shè)線圈中感應(yīng)電動勢最大值為Em，有效值為E有，線圈的轉(zhuǎn)動周期為T， 則有Em＝NBL1L2ω，由·＝·T， 得：E有＝NBL1L2ω

34、 時間t內(nèi)產(chǎn)生的總熱量Q總＝t 而R上產(chǎn)生的熱量為QR＝Q總， 可得QR＝。 『熱門預(yù)測題組』 1．(2019·河北高三上學(xué)期省級示范高中聯(lián)考)(多選)如圖甲所示，標(biāo)有“220 V　40 W”的燈泡和標(biāo)有“20 μF　360 V”的電容器并聯(lián)到交流電源上，V為交流電壓表，交流電源的輸出電壓如圖乙中正弦曲線所示，閉合開關(guān)S。下列判斷正確的是(　　) A．交流電源的輸出電壓的有效值為220 V B．電容器會被擊穿 C．t＝時刻，V的示數(shù)為零 D．t＝時刻，通過燈泡的電流為零 答案　AD 解析　正弦交流電的有效值與最大值的關(guān)系為：U＝＝ V＝220 V，故A正確；交流電的最大

35、值約為311 V，小于電容器的擊穿電壓360 V，故電容器不會被擊穿，B錯誤；由乙圖可知，電壓的有效值為220 V，交流電壓表的示數(shù)為220 V，t＝時刻，電源的輸出電壓的瞬時值為零，由閉合電路歐姆定律可知，此時通過燈泡的電流為零，故C錯誤，D正確。 2．(2019·廣東省廣州外國語學(xué)校高三第一次熱身考試)如圖所示，兩根間距為20 cm的無限長光滑金屬導(dǎo)軌，電阻不計，其左端連接一阻值為10 Ω的定值電阻R，兩導(dǎo)軌之間存在著磁感應(yīng)強度為1 T的勻強磁場，磁場邊界虛線為正弦曲線的一部分，一光滑導(dǎo)體棒垂直于金屬導(dǎo)軌放置，其電阻r＝10 Ω，在外力作用下以10 m/s的速度勻速向右運動(接觸電阻不計

36、)，交流電壓表和交流電流表均為理想電表，則(　　) A．回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流 B．電壓表的示數(shù)是2 V C．導(dǎo)體棒運動到圖示虛線位置時，電流表示數(shù)為零 D．導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為0.2 W 答案　A 解析　當(dāng)導(dǎo)體棒切割磁感線時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢為E＝BLv，由于導(dǎo)體棒切割磁感線的長度L按正弦規(guī)律變化，且當(dāng)磁場反向時，感應(yīng)電流反向，故回路中產(chǎn)生的是正弦式交變電流，A正確；感應(yīng)電動勢的最大值是：Em＝BLv＝1×20×10×10－2 V＝2 V，有效值為E＝＝2 V，由閉合電路的歐姆定律可知電壓表的示數(shù)為U＝·E＝1 V，B錯誤；導(dǎo)體棒運動到圖示虛線位置時，感應(yīng)電動勢為0，但電流表的示數(shù)等于電流有效值，故電流表示數(shù)不為零，C錯誤；電路中的電流I＝＝ A＝0.1 A，則導(dǎo)體棒上消耗的熱功率為Pr＝I2r＝0.12×10 W＝0.1 W，D錯誤。 - 17 -