XX選考高考物理一輪復(fù)習(xí) 第講 交變電流夯基提能作業(yè)本

PAGE第23講交變電流A組基礎(chǔ)題組1.(多選)理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1,以下說(shuō)法中正確的是()A.穿過(guò)原、副線圈每一匝磁通量之比是10∶1B.穿過(guò)原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等C.原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值之比為10∶1D.正常工作時(shí)原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1∶1答案BD對(duì)于理想變壓器,認(rèn)為無(wú)磁通量損失,因而穿過(guò)兩個(gè)線圈每一匝的磁通量相同,磁通量的變化率相同,每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等,電壓與匝數(shù)成正比。理想變壓器沒(méi)有能量損失,故輸入功率等于輸出功率。2.矩形線圈匝數(shù)為50匝,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過(guò)線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖所示,則()A.電動(dòng)勢(shì)的最大值是157VB.在t=0.1s和t=0.3s時(shí),電動(dòng)勢(shì)最大C.在t=0.1s和t=0.3s時(shí),線圈與中性面垂直D.t=0.4s時(shí),磁通量變化率達(dá)最大,其值為157Wb/s答案A由題圖得,Φm=0.2Wb、T=0.4s,據(jù)Em=NBSω=NΦm·,可得Em=50×0.2×V≈157V,故A項(xiàng)正確。在t=0.1s和t=0.3s時(shí),線圈中磁通量最大,線圈處于中性面位置,磁通量的變化率為零,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,故B、C錯(cuò)誤。t=0.4s時(shí),線圈中磁通量為零,此時(shí)刻磁通量的變化率達(dá)最大,且此時(shí)刻==3.14Wb/s,故D項(xiàng)錯(cuò)誤。3.如圖所示,L1、L2和L3是完全相同的燈泡,L1與電容器C串聯(lián),L2與帶鐵芯的線圈L串聯(lián),L3與一個(gè)定值電阻R串聯(lián)。當(dāng)a、b間接電壓有效值為U、頻率為f的正弦式交流電源時(shí),三只燈泡的亮度相同。現(xiàn)在a、b間接另一正弦式交流電源,發(fā)現(xiàn)燈泡L1變亮、L2變暗、L3亮度不變。由此可知,另一正弦式交流電源可能是()A.電壓有效值仍為U,而頻率大于fB.電壓有效值大于U,而頻率大于fC.電壓有效值仍為U,而頻率小于fD.電壓有效值小于U,而頻率大于f答案A當(dāng)將a、b接在電壓有效值為U、頻率為f的正弦交流電源兩極之間時(shí),三只燈泡都發(fā)光,且亮度相同,而更換另一正弦式交流電源后,發(fā)現(xiàn)燈泡L1變亮、L2變暗、L3亮度不變,則說(shuō)明另一正弦式交流電源的頻率大,但電壓值有效值仍不變,故A正確,B、C、D錯(cuò)誤。4.鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖甲所示。圖甲中電流表的讀數(shù)為0.9A。圖乙中用同一電纜線繞了3匝,則()A.這種電流表能測(cè)直流電流,圖乙的讀數(shù)為0.9AB.這種電流表能測(cè)交變電流,圖乙的讀數(shù)為0.3AC.這種電流表能測(cè)交變電流,圖乙的讀數(shù)為2.7AD.這種電流表既能測(cè)直流電流,又能測(cè)交變電流,圖乙的讀數(shù)為2.7A答案C由于變壓器工作原理是通過(guò)原線圈的電流發(fā)生變化,則原線圈產(chǎn)生的磁場(chǎng)發(fā)生變化,故穿過(guò)副線圈的磁通量發(fā)生變化,從而在副線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電流,故這種電流表只能測(cè)交流電流;根據(jù)輸入功率和輸出功率的關(guān)系有P1=P2,即U1I1=U2I2,而理想變壓器原副線圈每一匝線圈的電動(dòng)勢(shì)相等,即==,所以=,當(dāng)n1=1,I2=0.9A時(shí),=;當(dāng)n1=3時(shí),=,解得I2'=2.7A,即題圖乙中電流表的讀數(shù)為2.7A。故選C。5.(多選)在某交流電路中,有一正在工作的變壓器,原、副線圈的匝數(shù)分別為n1=600匝、n2=120匝,電源的電壓為U=311sin100πt(V),原線圈中串聯(lián)一個(gè)額定電流為0.2A的保險(xiǎn)絲,為保證保險(xiǎn)絲不被燒毀,則()A.副線圈電流的最大值不能超過(guò)1AB.副線圈電流的有效值不能超過(guò)1AC.無(wú)論副線圈電流有多大,保險(xiǎn)絲總不會(huì)被燒毀D.負(fù)載功率不能超過(guò)44W答案BD原線圈中串聯(lián)一個(gè)額定電流為0.2A的保險(xiǎn)絲,則原線圈中電流的有效值I1≤0.2A;據(jù)I1∶I2=n2∶n1可得,副線圈電流的有效值I2≤1A,故A項(xiàng)錯(cuò)誤,B項(xiàng)正確。副線圈電流的有效值I2>1A時(shí),原線圈中電流的有效值I1>0.2A,保險(xiǎn)絲會(huì)被燒毀,故C項(xiàng)錯(cuò)誤。由題意得,原線圈兩端電壓有效值U1=V≈220V,據(jù)U1∶U2=n1∶n2可得,副線圈兩端電壓有效值U2=44V,則負(fù)載功率P2=U2I2≤44×1W=44W,故D項(xiàng)正確。6.(多選)某電站用11kV交變電壓輸電,輸送功率一定,輸電線的電阻為R?，F(xiàn)若用變壓器將電壓升高到220kV送電,下列選項(xiàng)正確的是()A.輸電線上的電流增為原來(lái)的20倍B.輸電線上的電流減為原來(lái)的C.輸電線上損失的功率為原來(lái)的400倍D.若要使輸電線上損失功率不變,可將輸電線的半徑減為原來(lái)的答案BD根據(jù)P=UI得,I=,輸送功率一定,輸送電壓變?yōu)樵瓉?lái)的20倍,則輸送電流變?yōu)樵瓉?lái)的,故A錯(cuò)誤,B正確。根據(jù)P損=I2R,因輸送電流變?yōu)樵瓉?lái)的,則損失的功率變?yōu)樵瓉?lái)的,故C錯(cuò)誤。輸送電流變?yōu)樵瓉?lái)的,根據(jù)P損=I2R,要使輸電線上的功率不變,電阻變?yōu)樵瓉?lái)的400倍,根據(jù)R=ρ=ρ,半徑變?yōu)樵瓉?lái)的,故D正確。7.如圖所示,有一矩形線圈,面積為S,匝數(shù)為N,整個(gè)線圈的電阻為r,在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的磁場(chǎng)中,線圈繞OO'軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),外電阻為R,下列說(shuō)法中正確的是()A.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)90°的過(guò)程中磁通量的變化量NBSB.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)90°的過(guò)程中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E=C.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)90°的過(guò)程中電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱Q=D.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)90°的過(guò)程中通過(guò)電阻R的電荷量為BSω答案B圖示位置磁通量為Φ1=0,轉(zhuǎn)過(guò)90°磁通量為Φ2=BS,ΔΦ=Φ2-Φ1=BS,故A錯(cuò)誤;根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律得,平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)=N,Δt==,解得=,故B正確;電流的有效值I=,E=Em,電阻R所產(chǎn)生的焦耳熱Q=I2Rt,t==,解得Q=,故C錯(cuò)誤;平均電流=,則電荷量q=·Δt=·Δt==,故D錯(cuò)誤。8.(多選)如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=4∶1,原線圈a、b間接一電壓為u=220sin100πt(V)的電源,燈泡L標(biāo)有“36V18W”字樣,當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭處在某位置時(shí),電流表示數(shù)為0.25A,燈泡L剛好正常發(fā)光,則()A.流經(jīng)燈泡L的交變電流的頻率為100HzB.定值電阻R0的阻值為19ΩC.滑動(dòng)變阻器R消耗的功率為36WD.若將滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng),則燈泡L的亮度變暗答案BD根據(jù)交流電的瞬時(shí)值的表達(dá)式可知,交流電的周期T=s=0.02s,頻率f==50Hz,故A錯(cuò)誤;根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可得副線圈的電壓U2=U1=×220V=55V,根據(jù)電流比與匝數(shù)比成反比可得副線圈的電流I2=4I1=4×0.25A=1A,由于燈泡正常發(fā)光,所以其電壓UL=36V,電阻R0上的電壓為19V,所以定值電阻R0的電阻值R0==Ω=19Ω,故B正確;燈泡的電流IL==A=0.5A,所以經(jīng)過(guò)滑動(dòng)變阻器R的電流IR=I2-IL=0.5A,所以滑動(dòng)變阻器R消耗的功率P=ULIR=36×0.5W=18W,故C錯(cuò)誤;將滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭向下滑時(shí),電路的電阻變小,總的電流增大,由于副線圈的輸出電壓不變,所以電阻R0的電壓增大,燈泡的電壓減小,所以燈泡將變暗,故D正確。

B組提升題組1.(多選)理想變壓器原線圈與正弦交變電源連接,輸入電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示,原、副線圈匝數(shù)比=100,副線圈只接入一個(gè)R=10Ω的電阻,則()A.與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11VB.流過(guò)電阻R的電流最大值為0.311AC.變壓器的輸入功率為0.484WD.一個(gè)周期內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量為9.68×10-3J答案BCD原線圈兩端電壓有效值是220V,則根據(jù)=可得副線圈兩端電壓有效值U2=2.2V,電壓表測(cè)的是有效值,A錯(cuò);流過(guò)副線圈的電流的有效值為0.22A,流過(guò)副線圈的電流的最大值為0.311A,B對(duì);變壓器輸入功率等于輸出功率,輸出功率P2=U2I2=0.484W,C對(duì);根據(jù)Q=Rt并代入數(shù)據(jù)可得Q=9.68×10-3J,D對(duì)。2.(多選)如圖所示,輸入端ab的輸入電壓既有直流成分,又有交流成分,以下說(shuō)法中正確的是(L的直流電阻與R相同)()A.直流成分只能從L通過(guò)B.交流成分只能從R通過(guò)C.通過(guò)R的既有直流成分又有交流成分D.通過(guò)L的交流成分比通過(guò)R的交流成分必定要少答案CDL的直流電阻與R相同,對(duì)交流的阻礙作用要大于電阻R,通過(guò)線圈的交流成分較少,故選C、D。3.(多選)如圖所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶10,原線圈接交流電源,理想電壓表V示數(shù)為22V,理想電流表A1示數(shù)為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),下列說(shuō)法正確的是()A.熔斷器的熔斷電流應(yīng)該大于0.5AB.原、副線圈的電流頻率之比為1∶10C.若虛線框內(nèi)接入電容器,電容器的耐壓值至少是220VD.若虛線框內(nèi)接入電動(dòng)機(jī)且正常工作,可知電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻為440Ω,電流表A2示數(shù)為0.5A答案AC電流表的讀數(shù)為電流的有效值,原線圈的電流有效值為5A,根據(jù)電流比與匝數(shù)比成反比可知,副線圈的電流有效值為0.5A,所以熔斷器的熔斷電流應(yīng)該大于0.5A,A正確;變壓器不會(huì)改變交流電的頻率,故原、副線圈的電流頻率之比為1:1,B錯(cuò)誤;電壓表的讀數(shù)為電壓的有效值,原線圈的電壓有效值為22V,根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知,副線圈的電壓有效值為220V,電容器的耐壓值至少為220V,C正確;若接入電動(dòng)機(jī)且正常工作,則由于電動(dòng)機(jī)為非純電阻電路,消耗的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機(jī)械能,故內(nèi)阻一定小于=440Ω,電流表A2示數(shù)為0.5A,D錯(cuò)誤。4.(多選)如圖所示,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10∶1,原線圈兩端接入一正弦交流電源;副線圈電路中的電容器C和電阻R為負(fù)載,交流電壓表和交流電流表均為理想電表,則下列說(shuō)法正確的是()A.若電壓表的示數(shù)為6V,則輸入電壓的峰值為60VB.電流表的示數(shù)為流經(jīng)電阻R的電流C.若輸入電壓U=100V,則電容器C的耐壓值至少為10VD.若輸入電壓的峰值保持不變,將其頻率變大,則變壓器的輸入功率也將增大答案AD電壓表示數(shù)為6V,由=,得U1=60V,則輸入電壓的峰值為Um=60V,A項(xiàng)正確;在交流電路中電容器C、電阻R都工作,則電流表測(cè)得的是流經(jīng)R與C的電流之和,B項(xiàng)錯(cuò)誤;若輸入電壓U=100V,則輸入電壓峰值為Um=100V,則輸出端電壓的峰值即電容器C的耐壓值至少為10V,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若輸入電壓峰值保持不變,將頻率變大,由電容器C對(duì)交流電的影響可知,交流電的頻率變大,容抗變小,總電阻變小,由P=得輸出功率將變大,則輸入功率也將變大,D項(xiàng)正確。5.如圖所示,三個(gè)燈泡是相同的,額定功率足夠大,直流電源E1內(nèi)阻可以忽略,交流電源E2的電動(dòng)勢(shì)有效值與E1相等,自感線圈電阻不計(jì),當(dāng)開關(guān)S接點(diǎn)A時(shí),三燈亮度相同,當(dāng)開關(guān)S接點(diǎn)B時(shí)()A.甲、乙、丙三燈亮度相同B.甲燈變亮,丙燈不亮C.甲燈和乙燈亮度相同,丙燈不亮D.乙燈變亮,丙燈不亮答案D當(dāng)開關(guān)S接A點(diǎn)時(shí),三個(gè)相同的燈泡亮度相同,說(shuō)明通過(guò)三個(gè)燈泡的電流大小相等,三個(gè)支路對(duì)所加頻率的交流電的阻礙作用相同。當(dāng)開關(guān)S接B點(diǎn)時(shí),由于所加的是直流電,含電阻支路的阻礙作用不變,含電感線圈支路的阻礙作用減小(線圈有“阻交流,通直流”的作用),含電容器支路的阻礙作用變?yōu)闊o(wú)窮大(電容有“通交流,阻直流”的作用)。所以甲燈亮度不變,乙燈變亮、丙燈不亮。6.(多選)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,電壓表和電流表均為理想電表,除滑動(dòng)變阻器電阻R、定值電阻R0以外的其余電阻不計(jì),從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓,其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1=220sin100πt(V)。下列說(shuō)法中正確的是()A.t=s時(shí)刻,c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值為110VB.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí),電壓表的示數(shù)為22VC.單刀雙擲開關(guān)與a連接,在滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中,電壓表和電流表的示數(shù)均變小D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí),電壓表和電流表的示數(shù)均變大答案AD由c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u1=220sin100πt(V),當(dāng)t=s時(shí),u1=220sin(V)=110V,A對(duì);由=得U2==220×V=22V,B錯(cuò)誤;單刀雙擲開關(guān)與a連接,滑片P向上移動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)變大,C錯(cuò)誤。當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí),原線圈匝數(shù)變少,由=可知副線圈輸出總電壓變大,根據(jù)閉合電路歐姆定律,副線圈的電流變大,電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電壓,所以電壓表讀數(shù)變大,所以D正確。7.(多選)如圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100,其輸入電壓如圖乙所示,遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω。降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖,其中R1為一定值電阻,R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器,當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小。電壓表V顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)。未出現(xiàn)火警時(shí),升壓變壓器的輸入功率為750kW,則下列說(shuō)法中正確的有()A.降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50HzB.遠(yuǎn)距離輸電線路損耗功率為180kWC.當(dāng)出現(xiàn)火警時(shí)