2018年高考物理一輪復(fù)習(xí)考點(diǎn)通關(guān)練強(qiáng)化訓(xùn)練10交變電流、變壓器問(wèn)題

1、強(qiáng)化訓(xùn)練（10）交變電流、變壓器問(wèn)題時(shí)間：60 分鐘滿分：100 分一、選擇題（本題共 10 小題，每小題 6 分，共 60 分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中, 小題只有一項(xiàng)符合題目要求，710 題有多項(xiàng)符合題目要求。全部選對(duì)的得全的得 3 分，有選錯(cuò)的得 0 分。）1. 2017 福州質(zhì)檢某交流電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，為“ 5V 10 W”的電動(dòng)機(jī)供電；電源內(nèi)阻不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（A. 電動(dòng)機(jī)的內(nèi)阻為 2.5QB.電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱功率為 10 WC.通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為 2 AD. 通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為2 2A答案 C解析 由圖知該電源電動(dòng)勢(shì)最大值為Em= 5 2 V ,則有效值E= 5

2、 V，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流p105為I= =w A = 2 A，電動(dòng)機(jī)是非純電阻元件，電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻rQ= 2.5Q,電動(dòng)機(jī)的發(fā)熱U522功率戸熱=I rm 所以丨1|2,故選 A。6. 2016 河北邢臺(tái)質(zhì)檢如圖甲是遠(yuǎn)距離輸電線路示意圖，圖乙是用戶端電壓隨時(shí)間變化的圖象，貝U()i_12V用戶火花塞5加11機(jī)升壓輸電線降壓 變爪器變壓器fA.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交流電的頻率是100 HzB.降壓變壓器輸出的電壓有效值是340 VC. 輸電線的電流僅由輸送功率決定6D.僅增加升壓變壓器的副線圈匝數(shù)，其他條件不變，輸電線上損失的功率減小答案 D1解析由乙圖可知交流電的周期T= 0.02 s，則頻率f=50 Hz

3、,變壓器不改變交流電線的電流由輸送功率和輸送電壓共同決定， 則 C 錯(cuò)誤。當(dāng)僅增加升壓變壓器的副線圈匝數(shù)時(shí)， 則輸電電壓增大，由P=UI可知，輸電電流減小，再由P=I2R可知輸電線上損失的功率減小,則 D 正確。7.2017 河南開(kāi)封模擬如圖所示，T為理想變壓器，原、副線圈匝數(shù)比為5 : 1。Ai、A為理想交流電流表，Vi、V2為理想交流電壓表，R、R為定值電阻，R3為光敏電阻（阻值隨 光照強(qiáng)度的增大而減?。?，原線圈兩端電壓U= 220 2sin314t（V），則下列說(shuō)法正確的是（）A.當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，電壓表 M 示數(shù)為 44 2 V，保持不變B.當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，電壓表 V2示數(shù)變大C. 通過(guò)電流

4、表 A 的電流方向每秒變化 100 次D.當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，電流表 A、A示數(shù)同時(shí)變大答案 CD解析 原線圈兩端電壓有效值為 220 V，原、畐 U 線圈匝數(shù)比為 5 : 1，所以副線圈兩端電 壓有效值為 44 V,電壓表 M 示數(shù)為 44 V,保持不變，A 錯(cuò)誤；當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，F(xiàn)3的電阻減小, 總的電阻減小，電路的總電流要變大，R兩端的電壓變大，副線圈兩端的電壓不變，所以電壓表 V2示數(shù)變小，B 錯(cuò)誤；交變電流的頻率f=2n=50 Hz，所以通過(guò)電流表A的電流方向In每秒變化100次, C 正確；當(dāng)光照增強(qiáng)時(shí)，副線圈中的電流變大，又因?yàn)槿?斤故A、A的 示數(shù)都要變大，D 正確。8.如圖所示的電路

5、中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U不變，閉合電鍵 S,下列說(shuō)法正確的是（）的周期與頻率，貝 U A 錯(cuò)誤。由乙圖可知im= 340 V，有效值 U=im_2340V， 貝 U7A.P向下滑動(dòng)時(shí)，燈 L 變亮B.P向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變C. P 向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小D. P 向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大答案 BD解析 由于U保持不變，副線圈的輸出電壓U2也不變，B 項(xiàng)正確；P向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡L 兩端的電壓不變，燈泡的亮度不變，A 項(xiàng)錯(cuò)誤；P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻li變小，副線圈電路的總電阻R變小，根據(jù)Pi=R可知，變壓器的輸出功率變大，D

6、 項(xiàng)正確；由Pi=UIi=Pi可知，變壓器的輸入電流增大，C 項(xiàng)錯(cuò)誤。9.2016 江西六校聯(lián)考如圖所示，理想變壓器原、畐U線圈的匝數(shù)比為10 : 1,b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，除R以外其余電阻不計(jì)。從某時(shí)刻開(kāi)始在原線圈c、d兩端加上ui= 220 isin100nt(V)的交變電壓，并將開(kāi)關(guān)接在a處。則()A. t= 0.01 s 時(shí)，電流表 的示數(shù)為 0B.若單刀雙擲開(kāi)關(guān)接a,則電壓表示數(shù)為 22 VC.若單刀雙擲開(kāi)關(guān)接a,再將滑動(dòng)變阻器滑片P向下移，電壓表示數(shù)變大D.若僅將單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a撥向b,變壓器的輸入功率變大答案 BD解析電流表的示數(shù)為有效值，A 錯(cuò)誤；根

7、據(jù)瞬時(shí)值表達(dá)式為U1= 220 , 2sin100ntV,原線圈的電壓最大值為220 2 V，其有效值為 220 V，由電壓與匝數(shù)成正比可知，畐U線圈的電壓有效值為 22 V,電壓表的示數(shù)為電壓的有效值，所以示數(shù)為22 V, B 正確；電壓表示數(shù)由原線圈電壓與匝數(shù)比決定，則滑動(dòng)變阻器滑片P向下移，電壓表示數(shù)不變，C 錯(cuò)誤；將單8刀雙擲開(kāi)關(guān)由a撥向b,則原線圈匝數(shù)減少，副線圈電壓變大，輸出功率變大，則輸入功率9變大,D 正確。10. 2016 福建質(zhì)檢手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)變壓器給燈泡L 供電，其電路如圖所示，當(dāng)線圈以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)為 U,燈泡正常發(fā)光。已知發(fā)電機(jī)線圈的電阻

8、為r，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R,其他電阻可忽略，變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比Usin31， D 正確。二、計(jì)算題（本題共 3 小題，共 40 分。解答時(shí)應(yīng)寫(xiě)出必要的文字說(shuō)明、方程式和演算步驟，有數(shù)值計(jì)算的要注明單位。）11. 2016 北京海淀期末（12 分）如圖所示為一交流發(fā)電機(jī)的原理示意圖，其中矩形線圈abed的邊長(zhǎng)ab=cd= 50 cm,bc=ad= 20 cm,匝數(shù)n= 100，線圈的總電阻r= 0.20Q，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度 B= 0.050 T 的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度3=100nrad/s。C.發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為2R+rD.從中性面開(kāi)始計(jì)

9、時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為 答案ADu=：J2Usin3t解析由變壓公式可知，變壓器副線圈輸出電壓為，燈泡正常發(fā)光，說(shuō)明燈泡的額定電壓為Uk，E） UA 正確。燈泡的額定功率P=R=kRB 錯(cuò)誤。設(shè)發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為Em，有效值E=：，由閉合電路歐姆定律,I2E=U+Ir，IU=,2rk2RU, C 錯(cuò)誤。從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為B.燈泡的額定功率為k-u10線圈兩端通過(guò)電刷E、F與阻值R=4.8Q的定值電阻連接。計(jì)算時(shí)n取 3。11從線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，寫(xiě)出線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的函數(shù)表達(dá)式；求此發(fā)電機(jī)在上述工作狀態(tài)下的輸出功率；1求從

10、線圈經(jīng)過(guò)中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，經(jīng)過(guò)匚周期時(shí)間通過(guò)電阻R的電荷量。4答案 (1)e= 150sin 100nt(V)(2)2.16X10 W(3)0.10 C解析(1)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值nB abbe,解得E= 150 V，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的表達(dá)式e=Emsin t= 150sin 100nt(V)。(2)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=| = 75 羽 V ,電流的有效值I=Rg=47；2 A = 15.2 A ,交流發(fā)電機(jī)的輸出功率即為電阻R的熱功率P=I2R=(15 2)2X4.8 W2.16X103W。根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律有E=n晉=讐， E根據(jù)歐姆定律得1=祐,又q=It，聯(lián)立解得

11、q= 0.10 C。12. 2017 山西懷仁檢測(cè)(14 分)如圖所示，發(fā)電機(jī)輸出功率為 100 kW,輸出電壓為U= 250 V，用戶需要的電壓為14= 220 V，兩變壓器之間輸電線的總電阻為R線=10Q,其 他電線的電阻不計(jì)，若輸電線中因發(fā)熱而損失的功率為總功率的4%試求：(變壓器是理想的)(i)發(fā)電機(jī)輸出電流和輸電線上的電流大小;t/i(Alh12（2）在輸電線路中設(shè)置的升、降變壓器原副線圈的匝數(shù)比。解析（1）輸電線路的示意圖如圖所示,輸電線損耗功率P線=4沖出=4 kW, 又P線=I2R線，輸電線電流12=|3= 20 A ,P100000原線圈中輸入電流|1= = A = 400

12、A。U250原、副線圈中的電流比等于匝數(shù)的反比，所以n112201區(qū)=匚=400 = 20，則 U=忙25x20V=5000V,U3=U2-U線=5000 V20X10 V=4800 V,磁場(chǎng)方向與AD垂直。已知三角形每條邊的電阻都等于Ro取圖示線框平面轉(zhuǎn)至與磁場(chǎng)平行的時(shí)刻為t= 0o（1）求任意時(shí)刻t線框中的電流。規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)為 0,求t= 0 時(shí)，三角形線框的AC邊上任一點(diǎn)R到A點(diǎn)的距離用答案（1）400 A1240所以n3=U3U448002202401113.（14 分）如圖所示，ACD是由均勻細(xì)導(dǎo)線制成的邊長(zhǎng)為d的等邊三角形線框，它以為轉(zhuǎn)軸，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的恒定的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定的角速度3轉(zhuǎn)動(dòng)（俯視為逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)AD),13表示）的電勢(shì)0P。解析（1）線框繞垂直磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生正弦式交變電流，電動(dòng)勢(shì)的最大值為：Em=NBS3=BS3,其中S=x -d o（2）由于規(guī)定A點(diǎn)的電勢(shì)為 0,故AP兩點(diǎn)之間的電壓UPA=0P 0A= 0P,又t= 0 時(shí)，電流最大，故此時(shí)UPA=EPA Imr,曰A可等效成由AP垂直磁場(chǎng)方向的長(zhǎng)度為L(zhǎng)=xcos60的導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)x勢(shì)，切割速度v=