高考物理二輪復(fù)習(xí)講練(新高考版) 第3部分 熱點(diǎn)排查練 12.交變電流（含解析）

12.交變電流1．(2020·北京交通大學(xué)附屬中學(xué)高三三模)如圖1甲所示，矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動可以產(chǎn)生交變電流，其電動勢e隨時間t變化的圖像如圖乙所示，則()圖1A．t＝0時，穿過線圈的磁通量最大B．線圈轉(zhuǎn)動一周，電流的方向改變一次C．線圈中電動勢的有效值為311VD．線圈中交變電流的頻率為100Hz答案A解析t＝0時，電動勢為零，線圈平面處于中性面處，穿過線圈的磁通量最大，故A正確；根據(jù)題圖乙可知，線圈轉(zhuǎn)動一周，電流的方向改變兩次，故B錯誤；線圈中電動勢的最大值為311V，有效值為eq\f(311,\r(2))V≈220V，故C錯誤；由題圖乙可知T＝0.02s，則線圈中交變電流的頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，故D錯誤．2．如圖2所示為一交流電壓隨時間變化的圖像，每個周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電壓的有效值為()圖2A．7.5VB．8VC．2eq\r(15)VD．3eq\r(13)V答案C解析根據(jù)電流熱效應(yīng)的定義可得，eq\f(\f(U1,\r(2))2,R)·eq\f(T,3)＋eq\f(U\o\al(22),R)·eq\f(2T,3)＝eq\f(U2,R)·T，解得U＝2eq\r(15)V.3．(2020·山東德州市高三二模)電壓互感器是測量較大交流電壓的儀表；電流互感器是測量較大交流電流的儀表，這兩種儀表在使用時的電路正確的是()答案D解析由理想變壓器的原、副線圈的電壓之比可知，電壓與匝數(shù)成正比，則電壓互感器接入匝數(shù)較少的副線圈上，且原線圈應(yīng)分別接在零線和火線上，故A、B錯誤；由理想變壓器的原、副線圈的電流之比可知，電流與匝數(shù)成反比，則電流互感器應(yīng)串聯(lián)接入匝數(shù)較多的副線圈上，同時將匝數(shù)很少的原線圈串聯(lián)在需要測量電流的線路中，故C錯誤，D正確．4．(多選)(2020·江蘇南通市通州區(qū)、海門市、啟東市聯(lián)考)如圖3甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，原線圈通以圖乙所示的交流電后，理想電流表A1示數(shù)為0.5A，副線圈串聯(lián)了電阻可忽略的熔斷器、理想電流表A2以及虛線框內(nèi)的某用電器，電路處于正常工作狀態(tài)，則下列說法正確的有()圖3A．原線圈兩端電壓的瞬時值表達(dá)式e＝220eq\r(2)sin100πt(V)B．熔斷器的熔斷電流應(yīng)該不小于5AC．若輸入的交流電頻率増大，發(fā)現(xiàn)A2示數(shù)也增大，則虛線框內(nèi)可能是電容器D．若原線圈輸入電壓改為500V的恒定電壓，則A2示數(shù)將增大答案ABC解析由題圖乙可知，交變電流電壓的最大值為220eq\r(2)V，周期為T＝0.02s，所以原線圈兩端電壓的瞬時值表達(dá)式e＝220eq\r(2)·sin

eq\f(2π,0.02)t(V)＝220eq\r(2)sin100πt(V)，故A正確；理想電流表A1示數(shù)為0.5A，由公式eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，解得：I2＝5A，所以熔斷器的熔斷電流應(yīng)該不小于5A，故B正確；若輸入的交流電頻率増大，發(fā)現(xiàn)A2示數(shù)也增大，說明虛線框內(nèi)的用電器對高頻交變電流的阻礙較小，所以虛線框內(nèi)的用電器可能是電容器，故C正確；理想變壓器的工作原理為互感，所以理想變壓器對恒定電流不起作用，即若原線圈輸入電壓改為500V的恒定電壓，則A2示數(shù)將變?yōu)榱悖?．(多選)(2020·內(nèi)蒙古通遼蒙古族中學(xué)高三三模)如圖4所示，邊長為L、匝數(shù)為N、電阻不計的正方形線圈abcd，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中繞轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，軸OO′垂直于磁感線，制成一臺交流發(fā)電機(jī)，它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2，二極管的正向電阻為零，反向電阻無窮大，從正方形線圈處于圖示位置時開始計時，下列判斷正確的是()圖4A．交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝NBL2ωcosωtB．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為2∶1C．電壓表V示數(shù)為NBωL2D．若將滑動變阻器的滑片向下滑動，電流表和電壓表示數(shù)均變小答案AC解析由題圖可知，從垂直于中性面時開始計時，則矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝NBL2ωcosωt，故A正確；變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1∶1，故B錯誤；根據(jù)理想變壓器的原、副線圈的電壓之比可知變壓器輸出的交流電壓的最大值等于U2m＝2NBωL2交流電在一個周期內(nèi)只有半個周期可以通過二極管，根據(jù)電流的熱效應(yīng)可得eq\f(\f(U2m,\r(2))2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(U2,R)T解得U＝NBωL2，故C正確；當(dāng)滑動變阻器的滑片向下滑動時，R接入電路中的阻值變大，根據(jù)理想變壓器的變壓原理知輸出電壓即電壓表V的示數(shù)不變，電阻消耗的功率變小，故電流表示數(shù)變小，故D錯誤．6．(多選)(2020·湘贛皖十五校高三第一次聯(lián)考)有一臺理想變壓器及所接負(fù)載如圖5所示．在原線圈c、d兩端加上交變電流．已知b是原線圈中心抽頭，電壓表和電流表均為理想交流電表，電容器的耐壓值足夠大．下列說法正確的是()圖5A．開關(guān)S始終接a，當(dāng)滑片P向下滑動時電壓表V1示數(shù)不變，電壓表V2示數(shù)變大，電流表A2示數(shù)變小B．開關(guān)S始終接b，當(dāng)滑片P向上滑動時R1的電功率增大，V2示數(shù)的變化量與A2示數(shù)的變化量之比不變C．保持滑片P的位置不變，將開關(guān)S由b改接a，變壓器輸入功率變大D．保持滑片P的位置不變，將開關(guān)S由a改接b，電容器所帶電荷量的最大值將增大答案ABD解析開關(guān)S始終接a，則變壓器輸出電壓不變，電壓表V1的示數(shù)不變，當(dāng)滑片P向下滑動時，R接入電路的阻值變大，變壓器的輸出電流減小，電流表A2示數(shù)變小，R1電壓減小，則電壓表V2示數(shù)變大，選項A正確；開關(guān)S始終接b，則變壓器的輸出電壓不變，電壓表V1的示數(shù)U1不變，當(dāng)滑片P向上滑動時，R接入電路的阻值減小，變壓器的輸出電流變大，R1的電功率增大，由于電壓表V2的示數(shù)U2＝U1－I2R1，則V2示數(shù)的變化量與A2示數(shù)的變化量之比eq\f(ΔU2,ΔI2)＝R1不變，選項B正確；保持滑片P的位置不變，將開關(guān)S由b改接a，變壓器原線圈的匝數(shù)變大，則變壓器的輸出電壓減小，輸出功率減小，則變壓器輸入功率變小，選項C錯誤；保持滑片P的位置不變，將開關(guān)S由a改接b，變壓器原線圈的匝數(shù)減小，則輸出電壓變大，電容器兩端電壓變大，所帶電荷量的最大值將增大，選項D正確．7．(2020·甘肅蘭州一中高三二模)某水電站，用總電阻為2.5Ω的輸電線輸電給500km外的用戶，其輸出電功率是3×106kW.現(xiàn)用500kV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2×105AB．輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kVC．若改用5kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9×108kWD．輸電線上損失的功率為ΔP＝eq\f(U2,r)，U為輸電電壓，r為輸電線的電阻答案B解析由P＝IU得輸電線上輸送的電流I＝eq\f(P,U)＝eq\f(3×106×103,500×103)A＝6×103A，由ΔU＝Ir得輸電線路上的電壓損失ΔU＝6×103×2.5V＝15kV，輸電線上損失的功率為ΔP＝I′2r＝eq\f(P2,U′2)r＝(eq\f(3×106×103,5×103))2×2.5W＝9×1011W，輸電線上損失的功率ΔP計算時，U為輸電線上的電壓，而不是輸電電壓．故選B.8．(多選)(2020·福建廈門市線上檢測)如圖6所示，燈泡A、B完全相同，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝5∶1，指示燈L的額定功率是燈泡A的eq\f(1,5)，當(dāng)輸入端接上u＝110eq\r(2)sin100πt(V)的交流電壓后，三個燈泡均正常發(fā)光，兩個電流表均為理想電流表，且A2的示數(shù)為0.4A，則()圖6A．電流表A1的示數(shù)為0.08AB．燈泡A的額定電壓為22VC．燈泡L的額定功率為0.8WD．原線圈的輸入功率為8.8W答案AC解析副線圈的總電流即A2的示數(shù)為I2＝0.4A，由理想變壓器原、副線圈的電流比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，可得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(1,5)×0.4A＝0.08A即電流表A1的示數(shù)為0.08A，故A正確；輸入端交流電壓的有效值為U＝110