高三物理（第01期）好題速遞分項解析匯編 專題11 交變電流（含解析）

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專題11 交變電流 一、選擇題 A、當S與a連接后，理想電流表示數為 B、當S與a連接后，理想電壓表示數為 C、當S由a撥到b后，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)? D、當S由a撥到b后，原線圈的輸入功率變?yōu)樵瓉淼?倍 【答案】AD 考點：變壓器的構造和原理 【名師點睛】掌握住理想變壓器的電壓、電流之間的關系，最大值和有效值之間的關系即可解決本題． 2.【廣東省佛山市第一中學2016屆高三第三次模擬考試】理想變壓器原線圈a匝數n1＝200匝，副線圈b匝數n2＝100匝，線圈a接在u＝44sin314tV的交流電源上，“12V，6W”的燈泡恰好正常發(fā)光，電阻R2＝16Ω，電壓表V為理想電表。下列推斷正確的是 A．交變電流的頻率為100Hz B．穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為Wb／s C．電壓表V的示數為22 V D．R1消耗的功率是1 W 【答案】BD 【解析】 考點: 變壓器的構造及原理。 【名師點睛】基本關系式中物理量之間的決定關系： 電壓 副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數比決定，即U2＝U1（原制約副） 功率 副線圈中的功率P2由用戶負載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1＝P2（副制約原） 電流 原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數比決定，即I1＝I2（副制約原） 3.【河北定州中學2016-2017學年第一學期高四物理周練試題（一）】如圖，利用理想變壓器進行遠距離輸電，發(fā)電廠的輸出電壓恒定，輸電線路的電阻不變，當用電高峰到來時 A．輸電線上損耗的功率減小 B．電壓表V1的示數減小，電流表A1增大 C．電壓表V2的示數增大，電流表A2減小 D．用戶功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小 【答案】D 考點：遠距離輸電 【名師點睛】解決本題的關鍵知道：1、輸送功率與輸送電壓、電流的關系；2、變壓器原副線圈的電壓比與匝數比的關系；3、升壓變壓器輸出電壓、降壓變壓器輸入電壓、電壓損失的關系；4、升壓變壓器的輸出功率、功率損失、降壓變壓器的輸入功率關系。 4.【河北定州中學2016-2017學年第一學期高四物理周練試題（一）】如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比為20:1，原線圈接正弦交流電源上，副線圈接入“3V，6W”燈泡一只，且燈泡正常發(fā)光．則 A．原線圈電壓為 3V B．電源輸出功率 120 W C．電流表的示數為 0．1A D．電流表的示數為 40A 【答案】C 【解析】根據電壓與匝數成正比可知，原線圈端電壓為，故A錯誤；在理想的變壓器中的輸入功率和輸出功率的大小相等，在副線圈中只有一個的燈泡正常發(fā)光，所以輸入功率和輸出功率的大小都為，故B錯誤；根據理想變壓器輸入功率為，則原線圈的電流為，故選項C正確，選項D錯誤。 考點：變壓器的構造和原理 【名師點睛】在理想的變壓器中的輸入功率和輸出功率的大小相等，電壓與匝數成正比，電流與匝數成反比。 5.【遼寧省葫蘆島市六校協(xié)作體2017屆高三上學期期初考試物理試題】如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是 A.原、副線圈砸數之比為9:1 B. 原、副線圈砸數之比為1:9 C.此時a和b的電功率之比為9:1 D.此時a和b的電功率之比為1:9 【答案】AD 考點：考查了理想變壓器 6.【湖北省襄陽四中2017屆高三八月第一周周考理科綜合物理試題】如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為4：1，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈接在的正弦交流電，圖中D為理想二極管，（正向電阻不計，反向電阻為無窮大），定值電阻,則下列說法正確的是 （ ） A．時，原線圈輸入電壓的瞬時值為 B．時，電壓表示數為18V C．電流表示數為1A D．變壓器的輸入功率為9W 【答案】，A 【解析】 試題分析：時，A正確；電壓表測量的是效值，輸入電壓的最大值為,有效值為，B錯誤；由得：,由,根據二極管具有單向導電性，結合電流的熱效應，則：,故電流表的示數為,A、C錯誤；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即,D錯誤。 考點：本題考查理想變壓器，意在考查考生的分析綜合能力。 【名師點睛】根據圖象準確找出已知量，是對學生認圖的基本要求，準確掌握理想變壓器的特點及電壓、電流比與匝數比的關系，是解決本題的關鍵。 7.【陜西省西安中學2016屆高三第一次仿真考試理科綜合試題】如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數比為，原線圈接入圖乙所示的不完整的正弦交流電，副線圈接火災報警系統(tǒng)（報警器未畫出），電壓表和電流表均為理想電表，和為定值電阻，R為半導體熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小，下列說法中正確的是（ ） A、R處出現(xiàn)火警時電壓表示數增大 B、R處出現(xiàn)火警時電流表示數減小 C、圖乙中電壓的有效值為 D、電壓表的示數為 【答案】D 考點：變壓器的構造和原理 【名師點睛】根據電流的熱效應，求解交變電流的有效值是常見題型，要熟練掌握，根據圖象準確找出已知量，是對學生認圖的基本要求，準確掌握理想變壓器的特點及電壓、電流比與匝數比的關系，是解決本題的關鍵。 8.【廣西南寧二中、柳州高中、玉林高中2017屆高三8月聯(lián)考理科綜合】如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數n1=1100匝，副線圈匝數n2=200匝，原線圈接交變電源，電壓。副線圈接電動機，電動機內阻為5Ω，電流表A2示數為2A，電表對電路的影響忽略不計。則（ ） A．此交流電的頻率為100Hz B．電壓表示數為220V C．此電動機輸出功率為60W D．電流表A1示數為10A 【答案】BC 考點：變壓器；電功率 【名師點睛】掌握住理想變壓器的電壓、電流及功率之間的關系，本題即可得到解決。注意電動機的輸出功率等于輸入的總功率與內阻上的熱功率之差。 9.【湖南省石門縣第一中學2017屆高三8月單元檢測物理試題】如圖所示，圖線a是線圈在勻強磁場中勻速轉動時所產生正弦交流電的圖像，當調整線圈轉速后，其在同一磁場中勻速轉動過程中所產生正弦交流電的圖像如圖b所示. 以下關于這兩個正弦交流電的說法正確的是（　　） A．在圖中t=0時刻穿過線圈的磁通量均為零 B．線圈先后兩次轉速之比為3：2 C．交流電a的瞬時值為u=10sin5πt（v） D．交流電b電壓的最大值為20/ 3V 【答案】BCD 考點：交流電 【名師點睛】本題考查的是學生讀圖的能力，根據圖象讀出交流電的最大值和周期，同時要掌握住交變電流的產生的過程. 10.【湖南省長沙市長郡中學2017屆高三入學考試理科綜合物理試題】如圖所示，理想變壓器原副線圈各接一個電阻和，原線圈中接有220V交流電源，此時兩只電阻上的電壓都是10V，設變壓器原副線圈的匝數比為n：1，電阻和消耗的功率之比為k：1，則 A、 B、 C、 D、 【答案】A 【解析】原線圈接220V的電壓，而兩端的電壓為10V，所以理想變壓器輸入端的電壓為，輸出端的電壓為，根據公式可得，電阻和消耗的功率之比為k：1，即，因為，，故，A正確； 考點：考查了理想變壓器 【名師點睛】對于變壓器需要掌握公式、，以及知道副線圈的電流以及功率決定了原線圈中的電流和功率，理想變壓器是理想化模型，一是不計線圈內阻；二是沒有出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象．同時當電路中有變壓器時，只要將變壓器的有效值求出，則就相當于一個新的恒定電源， 11.【湖南省長沙市長郡中學2017屆高三上學期第一次周測物理試題】為了浴室用電安全，某同學用理想變壓器降壓給浴室供電；如圖所示，理想變壓器原線圈輸入交變電壓,變壓器原副線圈匝數比為5:1,已知照明燈額定功率為66W,排氣扇電動機內阻為1Ω，電流表示數為3A，各用電器均正常工作，電表均為理想電表，則（） A.電壓表示數為62V B.變壓器的輸入功率為186W C.排氣扇輸出功率為63.75W D.保險絲熔斷電流不得低于3A. 【答案】C 考點：變壓器；交流電 【名師點睛】此題是關于變壓器及交流電的計算；理想變壓器是理想化模型，一是不計線圈內阻；二是沒有出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象．同時當電路中有變壓器時，只要將變壓器的有效值求出，則就相當于一個新的恒定電源，其值就是剛才的有效值。 12.【江西省南昌市第三中學2016屆高三下學期第三次模擬考試理科綜合】如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數比為4:1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R=11R0，是理想電壓表；現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R=5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表讀數為5.0V，則 A.此時原線圈兩端電壓的最大值約為34V B.此時原線圈兩端電壓的最大值約為24V C.原線圈兩端原來的電壓有效值約為68V D.原線圈兩端原來的電壓有效值約為48V 【答案】AD 考點：變壓器；交流電 13.【廣東省湛江一中等“四?！?017屆高三上學期第一次聯(lián)考物理試題】如圖所示，面積為，內阻不計的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場的軸勻速轉動，轉動的角速度為 ，勻強磁場的磁感應強度為。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，觸頭P可移動，副線圈所接電阻，電表均為理想交流電表，當線圈平面與磁場方向平行時開始計時，下列說法正確的是（ ） A．線圈中感應電動勢的表達式為 B．P上移時，電流表示數減小 C．時刻，電壓表示數為 D．當原副線圈匝數比為時，電阻上消耗的功率為 【答案】D 【解析】矩形閉合導線框ABCD在磁場中轉動，產生的交流電的最大值為：，線圈中感應電動勢的表達式為e=100cos（100t）V，故A錯誤；P上移時，原線圈的匝數減小，則導致副線圈電壓增大，那么副線圈電流也增大，則原線圈的電流會增大，故B錯誤；由于最大值為有效值的倍，所以交流電的有效值為U=100V，當t=0時，電壓表示數為100V，故C錯誤；當原、副線圈匝數比為1：2時，次級電壓有效值為200V，電阻上消耗的功率為，故D正確；故選D。 考點：交流電；變壓器 14.【江西省贛中南五校2017屆高三上學期開學摸底考試理科綜合物理試題】如圖所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數為N，內阻不計，繞OO′軸在水平方向的磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度ω做勻速轉動，從圖示位置開始計時。矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動觸頭P上下移動時可改變輸出電壓，副線圈接有可調電阻R，下列判斷正確的是 A．矩形線圈產生的感應電動勢的瞬時值表達式為e＝NBSωcosωt B．矩形線圈從圖示位置經過時間內，通過電流表的電荷量為零 C．當P位置不動，R增大時，電壓表讀數也增大 D．當P位置向上移動，R不變時，電流表讀數變大 【答案】AD 考點：交流電；變壓器 15.【湖北省大冶市第一中學2017屆高三8月月考物理試題】判斷下列說法哪些是正確的？ A．手機通話時發(fā)射的無線電波都是經過調制的 B．當敵機靠近時，戰(zhàn)機攜帶的雷達接收反射波的頻率小于其發(fā)射頻率 C．當變壓器的鐵芯不閉合時，其原副線圈的電壓比不等于其匝數比 D．LC振蕩電路中產生隨時間t按 i=a sin b t的規(guī)律變化的振蕩電流時，發(fā)射的電磁波的波長為（c為真空中的光速） 【答案】ACD 考點：電磁波；變壓器 2、 非選擇題 1.【湖北省大冶市第一中學2017屆高三8月月考物理試題】（本題10分）發(fā)電機轉子是匝數n=100，邊長L=20cm的正方形線圈，其置于磁感應強度B=0.5T的勻強磁場中，繞著垂直磁場方向的軸以ω=100π(rad／s)的角速度轉動，當轉到線圈平面與磁場方向垂直時開始計時.線圈的電阻r=1Ω，外電路電阻R=99Ω.試求： (1)寫出交變電流瞬時值表達式； (2)外電阻上消耗的功率； (3)從計時開始，線圈轉過過程中，通過外電阻的電荷量是多少? 【答案】(1) i=6.28sin100πt (2) 1.95103W (3) 110-2C 【解析】 (1)電動勢的最大值：Em=nBωL2=200π=628(V) 根據閉合電路歐姆定律得 Im==6.28A 故交變電流瞬時值表達式：i=6.28sin100πt (2)電流的有效值I= 由P=I2R得外電阻上的消耗功率： P=()2R=1.95103W (3)從計時開始到線圈轉過過程中，平均感應電動勢由E=n得 平均電流： = /( R+r) =nBL2／2(R+r)Δt 通過外電阻的電荷量：q=Δt= nBL2／2(R+r) =110-2C 考點：交流電；法拉第電磁感應定律 2.【河北定州中學2016-2017學年第一學期高四物理周練試題（一）】某小型實驗水電站輸出功率P=38 kW，輸電線路總電阻． （1）若采用U=380 V輸電，求輸電線路損耗的功率； （2）若改用高壓輸電，用戶端利用的變壓器降壓，求用戶得到的電壓． 【答案】（1）；（2） 考點：遠距離輸電 【名師點睛】本題考查學生運用電功率公式及變壓器線圈匝數與電壓的關系解決實際問題的能力．要明確損失功率的計算方法。