【創(chuàng)新設(shè)計(jì)】2021高考物理二輪復(fù)習(xí)(江蘇專(zhuān)用)題型通關(guān)-專(zhuān)練13

專(zhuān)練13交變電流、變壓器及電能的輸送一、單項(xiàng)選擇題1．一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線框繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的固定軸轉(zhuǎn)動(dòng)，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化狀況如圖1所示，已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，則結(jié)合圖象中所給信息可判定 ()圖1A．t1時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量為BL2B．t2時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量為零C．t3時(shí)刻穿過(guò)線框的磁通量變化率為零D．線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為eq\f(Em,BL2)解析由圖象知t1時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，磁通量應(yīng)為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，磁通量最大，應(yīng)為BL2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；t3時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為Em，由法拉第電磁感應(yīng)定律得Em＝eq\f(ΔΦ,Δt)，即磁通量變化率eq\f(ΔΦ,Δt)不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由Em＝nBSω得Em＝BL2ω，得ω＝eq\f(Em,BL2)，選項(xiàng)D正確．答案D2．如圖2所示為一個(gè)小型電風(fēng)扇的電路簡(jiǎn)圖，其中抱負(fù)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n，原線圈接電壓為U的溝通電源，輸出端接有一只電阻為R的燈泡L和風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)D，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為r，接通電源后，電風(fēng)扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)，測(cè)出通過(guò)風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)的電流為I，則 ()圖2A．風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)D兩端的電壓為IrB．抱負(fù)變壓器的輸入功率為eq\f(UI,n)＋eq\f(U2,n2R)C．風(fēng)扇電動(dòng)機(jī)D的機(jī)械功率為eq\f(UI,n)D．燈泡L中的電流為eq\f(nU,R)解析電風(fēng)扇正常運(yùn)轉(zhuǎn)，Ir表示電動(dòng)機(jī)線圈電阻的電壓，并非電動(dòng)機(jī)D兩端的電壓U2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由eq\f(U,U2)＝n得U2＝eq\f(U,n)，燈泡L中的電流IL＝eq\f(U2,R)＝eq\f(U,nR)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；電動(dòng)機(jī)D的功率P2＝IU2＝eq\f(UI,n)，其機(jī)械功率為P2－I2r＝eq\f(UI,n)－I2r，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率為P2＋eq\f(U\o\al(2,2),R)＝eq\f(UI,n)＋eq\f(U2,n2R)，選項(xiàng)B正確．答案B3．如圖3甲為某水電站的電能輸送示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶10，降壓變壓器的副線圈接有負(fù)載R，升壓、降壓變壓器之間的輸電線路的電阻不能忽視，變壓器均為抱負(fù)變壓器，升壓變壓器左側(cè)輸入如圖乙所示的正弦式電壓，下列說(shuō)法正確的是 ()圖3A．交變電流的頻率為100HzB．升壓變壓器副線圈輸出電壓為22VC．增加升壓變壓器副線圈匝數(shù)可削減輸電損失D．當(dāng)R減小時(shí)，發(fā)電機(jī)的輸出功率減小解析由圖象知周期T＝2×10－2s，頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；升壓變壓器原線圈電壓的有效值U1＝eq\f(311,\r(2))V＝220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得升壓變壓器副線圈的輸出電壓U2＝eq\f(n2,n1)U1＝10×220V＝2200V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)增加升壓變壓器副線圈匝數(shù)，依據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，升壓變壓器的輸出電壓提高，則輸電線中的電流減小，輸電線上損失的熱功率減小，選項(xiàng)C正確；當(dāng)R減小時(shí)，由于升壓變壓器的輸入電壓不變，輸出電壓不變，則輸出功率將增大，發(fā)電機(jī)的輸出功率也增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．答案C4．如圖4所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N，電阻不計(jì)的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，軸OO′垂直于磁感線，在線圈外接一含有抱負(fù)變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，下列推斷正確的是 ()圖4A．兩電壓表的示數(shù)之比為U1∶U2＝n2∶n1B．電壓表V1示數(shù)等于NBωL2C．當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)變大D．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1∶1解析變壓器的電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，A錯(cuò)誤；由于線圈電阻不計(jì)，示數(shù)即為線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值U1＝E＝eq\f(Em,\r(2))＝eq\f(NBωL2,\r(2))，B錯(cuò)誤；的示數(shù)由和線圈匝數(shù)比打算，R的變化不影響示數(shù)，C錯(cuò)誤；抱負(fù)變壓器輸出功率等于輸入功率，D正確．答案D5．如圖5所示，一個(gè)抱負(fù)變壓器原線圈輸入電壓肯定的交變電流，副線圈回路中定值電阻R0的阻值小于滑動(dòng)變阻器R的總阻值，則在滑片P由a移向b的過(guò)程中 ()圖5A．副線圈中交變電流頻率減小B．原線圈中電流增大C．變壓器的輸入功率增大D．滑動(dòng)變阻器R消耗的功領(lǐng)先增大后減小解析副線圈中交變電流頻率不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；原線圈電壓U1不變，原、副線圈的匝數(shù)n1、n2均不變，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知副線圈電壓U2也不變，在P由a移向b的過(guò)程中，負(fù)載電阻R總變大，結(jié)合U1I1＝eq\f(U\o\al(2,2),R總)知原線圈中電流I1減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由變壓器的輸入功率P入＝U1I1知P入減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；R消耗的功率P′＝I2(U2－I2R0)＝eq\f(1,R0)·I2R0(U2－I2R0)，由于I2R0＋(U2－I2R0)＝U2為定值，所以當(dāng)I2R0＝U2－I2R0即I2＝eq\f(U2,2R0)時(shí)P′有最大值，此時(shí)R＝R0，可見(jiàn)P由a移向b的過(guò)程中，P′先增大后減小，選項(xiàng)D正確．答案D二、多項(xiàng)選擇題6.(2022·武漢市調(diào)研考試)如圖6所示，抱負(fù)變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1，原線圈接在頻率為50Hz的正弦溝通電源上，串接的電流表為抱負(fù)電流表，副線圈接入“220V,60W”燈泡一只，此時(shí)燈泡正常發(fā)光．則 ()圖6A．電流表的示數(shù)為eq\f(3,110)AB．電流表的示數(shù)為eq\f(3\r(2),110)AC．電源的輸出功率為60WD．副線圈中交變電流的頻率為5Hz解析由燈泡正常發(fā)光可知變壓器副線圈的輸出電壓為220V，輸出功率為60W，因此輸出電流為eq\f(3,11)A，由變流關(guān)系可知，輸入電流與輸出電流的比值等于線圈匝數(shù)的反比，可知輸入電流為eq\f(3,110)A，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；變壓器輸入、輸出功率相等，頻率不變，因此選項(xiàng)C正確，D錯(cuò)誤．答案AC7．如圖7為遠(yuǎn)距離輸電的示意圖，若電廠輸出電壓u1＝220eq\r(2)sin(100πt)V，則下列表述正確的是 ()圖7A．U1＜U2，U3＞U4B．U1＝220eq\r(2)VC．若U2提高為原來(lái)的10倍，輸電線上損失的功率為原來(lái)的eq\f(1,100)D．用戶得到的交變電流頻率為25Hz解析接受遠(yuǎn)距離高壓輸電，然后降壓后再使用，所以A對(duì)；U1為有效值，應(yīng)當(dāng)是220V，所以B錯(cuò)誤；輸電線上損失的功率為P損＝(eq\f(P,U2))2R線，所以C對(duì)；由電廠輸出電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式可得溝通電的頻率為f＝eq\f(100π,2π)Hz＝50Hz，所以D錯(cuò)誤．答案AC8．如圖8甲所示，抱負(fù)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝4∶1，原線圈接圖乙所示的正弦溝通電，副線圈與抱負(fù)電壓表、抱負(fù)電流表、熱敏電阻RT(阻值隨溫度的上升而減小)及報(bào)警器P(有內(nèi)阻)組成閉合電路，回路中電流增加到肯定值時(shí)報(bào)警器P將發(fā)出警報(bào)聲，則以下推斷正確的是 ()圖8A．變壓器副線圈中溝通電壓的瞬時(shí)表達(dá)式u＝9eq\r(2)sin(100πt)VB．電壓表示數(shù)為9VC．RT處溫度上升到肯定值時(shí)，報(bào)警器P將會(huì)發(fā)出警報(bào)聲D．RT處溫度上升時(shí)，變壓器的輸入功率變小解析由變壓器電壓比公式得，變壓器副線圈輸出電壓為9V，副線圈中溝通電壓的瞬時(shí)表