2022届高中物理交变电流名师选题.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理交变电流名师选题届高中物理交变电流名师选题 单选题 1、如图所示，一正方形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴OO匀速转动，沿OO观察，线圈逆时针转动，已知匀强磁场的磁感应强度为B，线圈匝数为n，边长为l，总电阻为R，转动的角速度为，则当线圈转至图示位置时（）A线圈中感应电流方向为abcda B线圈中感应电流为2 C穿过线圈的磁通量的变化率为 0 D线圈ab边所受的安培力的大小为222，方向垂直纸面向外 答案：B 解析：A依题意，当线圈转至图示位置时，ab边的瞬时速度垂直于纸面向外，由右手定则可判断线圈中感应电流方向为adcba。故 A 错误；B当线圈转至图示位置时，感应电动势为 =2 线圈中感应电流为 2 =2 故 B 正确；C根据法拉第电磁感应定律，可得 =可知，穿过线圈的磁通量的变化率不为 0。故 C 错误；D线圈ab边所受的安培力的大小为 =联立，可得 =223 方向垂直纸面向里。故 D 错误。故选 B。2、如图所示，理想变压器原线圈两端接稳定的交流电压，副线圈接有三个阻值相同的电阻，电流表为理想电流表。开关S断开时，电流表的示数为I，则在开关S闭合后，电流表的示数为（）A32B43 C54 D65 答案：B 解析：3 设原、副线圈匝数的比值为k，当开关S断开时，由 12=21=可知，流过副线圈的电流大小为；设开关S闭合后电流表的示数为，同理可知流过副线圈的电流为。由于开关S闭合前后，副线圈两端的电压不变，有 2=32 解得=43 故选 B。3、如图所示是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（）A用户的用电器是串联的，R增大 BA1的示数变小 CV3示数变化量的绝对值与 A2示数变化量的绝对值的比值不变 DV1与 V2示数的比值等于 A1与 A2示数的比值 答案：C 解析：A用户的用电器是并联的，当用户的用电器增加时，R减小，故 A 错误；4 B根据变压器的电压之比等于匝数之比12=12，由于原线圈电压不变、匝数比不变，则电压表 V2的示数不变；当用户的用电器增加时，总电阻减小、总电流增大，所以 A2的示数变大，根据理想变压器的电流之比等于匝数的反比21=12，所以电流表 A1的示数也增大，故 B 错误；C对于副线圈所在的电路，根据闭合电路的欧姆定律可得 U2I2R0+U3 解得 U3U2I2R0 由于U2和R0为定值，则 32=0 故 C 正确；D根据 B 选项可知，V1与 V2示数的比值等于 A2与 A1示数的比值，故 D 错误。故选 C。4、如图甲所示，教学用发电机主要由线圈和磁铁两部分组成，当线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动时便能产生正弦式交变电流。现将该发电机（内阻不计）产生的交变电流接入如图乙所示的含有理想变压器的电路中，电表均为理想电表，定值电阻的阻值分别为1=1、2=4，原、副线圈的匝数比为12=12，下列说法正确的是（）A定值电阻1两端和原线圈两端的电压之比为 1:2 B定值电阻1和2两端的电压之比为 2:1 5 C若发电机线圈的转速变为原来的一半，则电压表V的读数变为原来的一半 D若发电机线圈的转速变为原来的一半，则电流表A的读数变为原来的两倍 答案：C 解析：A设原线圈和副线圈两端的电压分别为1和2，通过的电流分别为1和2，原线圈及其左侧电路的等效电阻为原，则有 12=12 12=21 2=22 1=1原 联立各式解得 原=(12)22=1 因为 原=1 根据串联电路特点知，定值电阻1和原线圈两端的电压相等，A 错误；B 12=12 又定值电阻1和原线圈两端的电压相等，所以定值电阻1和2两端电压之比为 1:2，B 错误；C发电机产生的感应电动势最大值 m=6 其中 =2 发电机输出电压有效值 0=m2 若线圈的转速n变为原来的一半，输出电压有效值变为原来的一半，则电流表A的读数变为原来的一半，原线圈两端的电压变为原来的一半，电压表V的读数变为原来的一半，C 正确，D 错误。故选 C。5、如图所示，小型发电机中线圈有 20 匝（未画出），在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动，产生正弦交流电=242sin25(V)，通过理想变压器向用电器输电，副线圈回路中接有小灯泡（6V12W）和交流电动机M，当闭合开关时，小灯泡和电动机均正常工作，交流电流表A1的示数为 2A，已知电动机的内阻为14，则以下说法正确的是（）A电动机的输出功率为 27WB变压器的输入功率为482W C线圈最大磁通量为24225WbD1s 内通过交流电流表A2的电流方向改变 50 次 答案：A 解析：C发电机电动势最大值 m=242V 线圈最大磁通量为 7 m=m=62125Wb C 错误；D由题意知 =25rad/则交流电的频率 =2=12.5Hz 一个周期内交流电方向改变两次，故 1 s 内通过交流电流表A2的电流方向改变 25 次，D 错误；B电流表A1示数为 1=2A 发电机产生电动势的有效值为 1=24V 则变压器的输入功率 =11=48W B 错误；A由理想变压器中电压比与匝数比的关系知 12=12 解得 12=41 由电流比与匝数比的关系知 12=21 8 解得 2=8A,L=L1=12W6V=2A 则通过电动机的电流为 M=2 L=6A 则电动机的输出功率 M=M2 M2M=27W A 正确。故选 A。多选题 6、如图所示，一个小型交流发电机输出端连接在理想变压器的原线圈1上，副线圈2通过理想二极管接有电容=2 104F的电容器和阻值=20的电阻，理想变压器匝数比1:2=1:2。已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度=0.2T，发电机线圈匝数=10，内阻不计且线圈面积是0.2m2，发电机转动的角速度大小为25rad/s，电压表是理想电表，下列说法正确的是（）A电压表示数为10VB电阻的电功率等于10W C电容器上的电荷量为22 103CD电容器上的电荷量为4 103C 答案：BD 解析：9 理想二极管单向导电，导致电容器只能充电不能放电。所以电容器的电荷量会随着其两端电压的增大而增大。当两端电压达到最大时，其电荷量为最大值，也是最终值。A发电机产生的电动势峰值=10 0.2 0.2 25V=10V 电压表示数为有效值，且 有=m2=52V 即电压表示数为52V，A 错误；B电阻两端的电压 2=112=102V 故电阻的电功率 =22=10W B 正确；C、D由于二极管的单向导电性，电容器只充电不放电，故电容器两端的电压最大值为交流电峰值，由变压器的匝数比关系可知电阻两端的电压最大值为20V，此即电容器两端的电压最大值。故电容器上的电荷量 =2 104 20C=4 103C C 错误，D 正确。故选 BD。7、家用燃气热水器点火装置的原理简化图如图所示，将家用交流电2202sin100（V）接入理想变压器原线圈，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。已知点火针与感应针之间的电压瞬时值大于 2000V 时，就会引发火花，点燃气体。以下判断正确的是（）10 A变压器原线圈两端电压的有效值是2202V B交变电流方向每秒钟改变 100 次 C变压器原、副线圈的匝数比可以为12=15 D变压器原、副线圈的匝数比可以为12=17 答案：BD 解析：A由原线圈的输入电压表达式可知，原线圈两端电压的最大值为2202V，有效值为 220V，A 错误；B该交变电流的频率为 2=1002=50Hz 一个周期内电流方向改变两次，所以电流方向每秒钟改变 100 次，B 正确；C由题可知点火针与感应针之间的瞬时电压大于 2000V 时会引发火花，原线圈最大的瞬时电压为2202V，由公式12=12可知当变压器原、副线圈的匝数比为15时，副线圈的最大瞬时电压为11002V，小于 2000V；当变压器原、副线圈的匝数比为17时，副线圈的最大瞬时电压为15402V，大于 2000V。C 错误，D 正确。故选 BD。8、如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电。已知输电线的总电阻R=10，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为 41，副线圈与用电器R0组成闭合电路。若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压u=2202sin（100t）V。当用电器电阻R0=11 时，下列说法正确的是（）11 A通过用电器R0的电流有效值是 20 A B当用电器R0的阻值减小时，输电线损耗的功率也随着减小 C发电机中的电流变化频率为 100 Hz D升压变压器的输入功率为 4650 W 答案：AD 解析：A由题意可知T2副线圈两端电压的有效值为 =220V 根据欧姆定律可得通过用电器R0的电流有效值为 =0=20A 故 A 正确；B当用电器R0的阻值减小时，T2副线圈电压不变，则电流增大，所以输电线路电流增大，损耗的功率将增大，故 B 错误；C变压器不改变交变电流的频率，所以发电机中的电流变化频率为 =1002Hz=50Hz 故 C 错误；D降压变压器的输出功率为 P1=UI=4400W 12 根据理想变压器原、副线圈电流规律可知输电线中的电流为=14=5A 输电线上损失的功率为 P=I2R=250W 升压变压器的输入功率为 P=P1P=4650W 故 D 正确。故选 AD。填空题 9、如图所示，（a）（b）（c）（d）（e）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在金属滑环 K 上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。（1）图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量_，磁通量变化率_（填“最大”或“零”）。（2）从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是_（填“i=Imsint”填“i=Imcos t”）。（3）当线圈转到图（c）位置时，感应电流_（填“最小”或“最大”），且感应电流方向_（填“改变”或“不改变”）。（4）当线圈转到图（d）位置时，感应电动势_（填“最小”或“最大”），ab边感应电流方向为_（填“ab”或“ba”）。13 答案：最大 零 i=Imcost 最小 改变 最大 ba 解析：（1）12图（a）中，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，磁通量变化率为零。（2）3从图（b）开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系是i=Imcos t。（3）45当线圈转到图（c）位置时为中性面，感应电流为零，最小，且感应电流方向发生改变。（4）67当线圈转到图（d）位置时，磁通量变化率最大，此时感应电动势最大，由右手定则可知，ab边感应电流方向为ba。10、一个面积为 S 的矩形线圈在匀强磁场中以某一边为轴做匀速转动，磁场方向与轴垂直，线圈中感应电动势e与时间t 的关系如图所示，则磁感应强度B=_，在t=12时刻，线圈平面与磁感线的夹角等于_。答案：2 30 解析：1由图象知周期为T，所以 =2 根据 m=解得 =m2 14 2图象可知，线圈平行于磁场开始转动，当在12时，线圈转过的角度为30；则磁感强度方向与线圈平面夹角为30。11、如图所示，单匝矩形闭合导线框全部处于磁感应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R。线框绕与边重合的竖直固定转轴以角速度匀速转动，线框中感应电流的有效值=_。线框从中性面开始转过的过程中，通过导线横截面的电荷量=_。答案：22 2 解析：1线圈中感应电动势的最大值为 m=感应电动势的有效值为 =22 感应电流的有效值为 =22 2通过导线横截面的电荷量为 =2