（江浙选考1）2020版高考物理总复习第十二章交变电流考点强化练29交变电流、变压器.doc

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1、1考点强化练 29 交变电流、变压器1.(多选)关于中性面,下列说法正确的是( )A.线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零B.线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率最大C.线圈每经过一次中性面,感应电流的方向就改变一次D.线圈每转一周经过中性面一次,所以线圈每转动一周,感应电流的方向就改变一次2.(多选)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生的交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断( )A.在 A 和 C 时刻线圈处于中性面位置B.在 B 和 D 时刻穿过线圈的磁通量最大C.从 AD 时刻线圈转过的角度为 2D.若从 O

2、D 时刻历时 0.02 s,则在 1 s 内交变电流的方向改变 100 次3.(多选)如图所示,在某一输电线路的起始端接入两个理想变压器,原、副线圈的匝数比分别为n1 n2=100 1 和 n3 n4=1 100,图中 a、b 表示电流表或电压表,已知电压表的示数为 22 V,电流表的示数为 1 A,则以下说法正确的是( )A.a 为电流表,b 为电压表B.a 为电压表,b 为电流表C.输电线路总电阻为 22 D.线路输送电功率是 220 kW4.(多选)调压变压器是一种自耦变压器,它的构造如图所示。线圈 AB 绕在一个圆环形的铁芯上。AB间加上正弦交流电压 U,移动滑动触头 P 的位置,就可

3、以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R 和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为 Q。则( )A.保持 P 的位置不动,将 Q 向下移动时,电流表的读数变大B.保持 P 的位置不动,将 Q 向下移动时,电流表的读数变小C.保持 Q 的位置不动,将 P 沿逆时针方向移动时,电流表的读数变大D.保持 Q 的位置不动,将 P 沿逆时针方向移动时,电流表的读数变小5.(多选)下列各图是电子技术中的常用电路,其中乙图中的电容器的电容 C 较小,丙图中的电容器的电容 C 较大。a、b 是部分电路的输入端,其中输入的高频成分用“ ”表示,低频成分用“”表示,直流成分电路用“-”表示,关于负载电阻 R 中得到

4、的电流特征,下列说法正确的是( )A.图甲中 R 得到的是交流成分2B.图乙中 R 得到的是高频成分C.图乙中 R 得到的是低频成分D.图丙中 R 得到的是直流成分6.(多选)如图所示,矩形线圈面积为 S,匝数为 N,线圈电阻为 r,在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕OO轴以角速度 匀速转动,外电路电阻为 R。在线圈由图示位置转过 90的过程中,下列说法正确的是( )A.磁通量的变化量 =NBSB.电压表的示数为2C.电阻 R 产生的焦耳热 Q=2224(+)2D.通过电阻 R 的电荷量为 q=+7.(多选)某水电站用总电阻为 2.5 的输电线输电给 500 km 外的用户,其输出电功率是 3

5、106 kW。现用 500 kV 电压输电,则下列说法正确的是( )A.输电线上输送的电流大小为 6.0103 AB.输电线上由电阻造成的电压损失为 15 kVC.若改用 5 kV 电压输电,则输电线上损失的功率为 9108 kWD.输电线上损失的功率为 P= ,U 为输电电压,r 为输电线的电阻28.随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益增大,节能变得越来越重要。某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电,用户通过降压变压器用电,若发电厂输出电压为 U1,输电导线总电阻为R,在某一时段用户需求的电功率为 P0,用户的用电器正常工作的电压为 U2。在满足用户正常用电的情况下,下列说法正确的是

6、( )A.输电线上损耗的功率为0222B.输电线上损耗的功率为0212C.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D.采用更高的电压输电会降低输电的效率9.(多选)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线 a、b 所示,则( )3A.两次 t=0 时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线 a、b 对应的线圈转速之比为 2 3C.曲线 a 表示的交变电动势频率为 25 HzD.曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10 V10.(多选)如图所示的电路中,P 为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压 U1不变,闭

7、合开关 S,下列说法正确的是( )A.P 向下滑动时,灯 L 变亮B.P 向下滑动时,变压器的输出电压不变C.P 向上滑动时,变压器的输入电流变小D.P 向上滑动时,变压器的输出功率变大11.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为 10 1,b 是原线圈的中心接头,电压表 V 和电流表 A均为理想电表,除滑动变阻器电阻 R、定值电阻 R0以外的其余电阻不计,从某时刻开始在原线圈c、d 两端加上交流电压,其瞬时值表达式为 u1=220 sin 100t(V)。下列说法正确的是( )2A.t= s 时刻,c、d 两点间的电压瞬时值为 110 V1600B.当单刀双掷开关与 a 连接时,电压表的示

8、数为 22 V2C.单刀双掷开关与 a 连接,在滑动变阻器滑片 P 向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由 a 扳向 b 时,电压表和电流表的示数均变大12.(1)在“探究电磁感应的产生条件”的实验中,小明同学做实验时有如下未完成的电路连接图请你帮他完成,图中 a 号导线应该接 ,b 号导线应该接 。(均填“A 接线柱”或“B 接线柱”) 正确连线后小明做了各种操作尝试,当闭合开关的瞬间电流计指针向右偏转,如下情形电流计指针向左偏转的是( )A.断开开关的瞬间B.闭合开关待电路稳定后C.闭合开关将滑动变阻器滑片向右滑动时D.闭合开关拔出线圈中的铁芯过程中4(2)在“探

9、究变压器的电压与匝数的关系”的实验中,实验室备有下列可供选器材,在实验中不必用到的实验器材有 。 小明同学在正确操作此实验后得到了下表的数据:原线圈的匝数 n1(匝) 100 200 400 800副线圈的匝数 n2(匝) 800 400 200 100原线圈两端的电压 U1(V) 0.96 4.9 7.9 15.8副线圈两端的电压 U2(V) 7.9 9.8 3.8 1.94请根据实验中的数据得出实验结论 。 13.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴 OO匀速转动。一小型发电机的线圈共 220 匝,线圈面积 S=0.05 m2,线圈转动的频率为 50 Hz,线圈内阻不

10、计,磁场的磁感应强度 B= T。为了用此发电机发出的交流电带动两个标有“220 V 11 kW”的电动机正常工作,需在2发电机的输出端 a、b 与电动机之间接一个理想变压器,电路如图所示。求:(1)发电机的输出电压;(2)变压器原、副线圈的匝数比;(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。5考点强化练 29 交变电流、变压器1.AC 中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置,线圈经过该位置时,穿过线圈的磁通量最大,各边都不切割磁感线,不产生感应电动势,所以磁通量的变化率为零,A 项正确,B 项错误;线圈每经过一次中性面,感应电流的方向改变一次,但线圈每转一周时要经过中性面两次,所以每转一周,感应电

11、流方向就改变两次,C 项正确,D 项错误。2.BD 中性面是指线圈平面与磁场垂直时的位置,这时磁通量最大,但是磁通量的变化率为零,在该位置感应电动势为零,感应电流为零,当线圈垂直于中性面时磁通量为零,但是磁通量的变化率最大,感应电动势最大,即图中的 O、B、D 时刻处于中性面位置,A、C 时刻处于垂直于中性面的位置,故A 错误,B 正确。AD 并不是一个周期,线圈尚未转动一周,故转过的角度小于 2,故 C 项错误。OD历时 0.02 s,即周期为 0.02 s,在一个周期内交变电流的方向改变两次,故 1 s 内交变电流的方向改变 100 次,故 D 项正确。3.BD 由题图可知:a 表是电压表

12、,b 表是电流表。而甲互感器原线圈的匝数与副线圈匝数比为100 1,乙互感器原线圈的匝数与副线圈匝数比为 1 100,由电压表的示数为 22 V,得原线圈的电压为 2 200 V,由电流表的示数为 1 A,原线圈的电流为 100 A。所以电线输送功率是 2.2105 W=220 kW,由已知条件无法求输电线电阻。故 BD 正确,AC 错误;故选 BD。4.BC 保持 P 的位置不动,即是保持变压器的原、副线圈的匝数比不变,则滑动变阻器 R 两端的电压不变,当将 Q 向下移动时,连入电路的电阻的阻值变大,因而电流减小,A 错误、B 正确;保持Q 的位置不动,即是保持滑动变阻器 R 连入电路的阻值

13、不变,将 P 沿逆时针方向移动时,变压器的原线圈的匝数不变,副线圈的匝数增多,滑动变阻器 R 两端的电压将增大,所以电流表的读数变大,C 正确、D 错误。5.ACD6.CD 由图示位置转过 90的过程中,磁通量的变化量 =BS,与匝数无关,故 A 错误;线圈在磁场中转动,产生的电动势的最大值为 Em=nBS ,电动势的有效值为 E= ,电压表测量的为电2路的外电压,所以电压表的读数为 U= ,所以 B 错误;电阻 R 产生的热量 Q=+=2(+),所以 C 正确。由 ,q= t 得到,电量 q= ,故 D 正确,故22=2224(+)2 =,= + +选 CD。7.AB 由 P=UI 知,输电

14、线上的输送电流 I= A=6 000 A,A 正确;输电线上损失的电=31095105压 U=IR=6 0002.5 V=15 000 V=15 kV,B 正确;若改用 5 kV 电压输电,则输送电流 I=A=6105 A,则损失的功率 P 损 =I2R=3610102.5 W=91011 W=9108 kWP,违背能=31095 000量守恒定律,C 错误;输电线上损失的功率为 P= ,U 应为线路上损失的电压,r 为输电线的电阻,D2错误。8.C 设发电厂输出功率为 P,则输电线上损耗的功率为 P=P-P 0,P=I 2R= ,A、B 选项错误;采212用更高的电压输电,可以减小导线上电流

15、,故可以减小输电导线上损耗的功率,C 项正确;采用更高的电压输电,输电线上损耗的功率减小,则发电厂输出的总功率减小,故可提高输电的效率,D 项错误。9.AC 当 t=0 时,两条曲线所代表的幅值都为 0,即此时金属线框不切割磁感线,线框的运动方向与磁感线的方向一致,则此时线圈平面与中性面重合,故 A 项正确。由图可知,a 的周期为 410-2 s;b 的周期为 610-2 s,则由 n= 可知,转速与周期成反比,周期之比为 2 3,转速比为 3 2,故 B16项错误。曲线 a 的交变电流的周期为 410-2 s,则频率 f= =25 Hz,故 C 项正确。根据最大值,1Em=BS ,可知 b

16、的最大值为 10 V,则有效值为 U= V=5 V,故 D 项错误。102 210.BD 变压器动态问题,要把副线圈作为电源,与副线圈连接的电路作为外电路,采用直流电路动态问题分析的方法分析。11.D12.答案 (1)B 接线柱 A 接线柱 ACD (2)BCD 在误差范围内原、副线圈电压与匝数成正比,即12=12解析 (1)大线圈应该与电流计相连构成闭合回路,所以 a 应该接到 B 接线柱,b 应该接到 A 接线柱;闭合开关电流增大,磁通量增大,电流计向右偏,所以只要磁通量减小的情况,电流计都会向左偏。(2)“探究变压器的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表,所以不需要干电池、磁铁和滑动变阻器,表格中每组数据都可以看出匝数之比近似等于电压之比。13.答案 (1)1 100 V (2)5 1 (3)20 A解析 (1)线圈转动产生的电动势最大值为:E m=NBS =1 100 V,2输出电压的有效值为 U1= =1 100 V。2(2)由变压器的电压关系得: 。12=12=51(3)根据 P 入 =P 出 =2.2104 W,再根据 P 入 =U1I1,解得 I1=20 A。