(浙江选考)高考物理二轮复习专题七电磁感应交变电流第25课时交变电流变压器.pdf

第第 2525 课时课时交变电流交变电流变压器变压器选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的)1关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是()A线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变B线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次C线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次D线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次解析根据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有eEmsint和iImsint；如果从垂直于中性面的位置开始计时有eEmcost和iImcost，不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次。C 正确。答案C2小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO，线圈绕OO匀速转动，如图 1 所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压()图 1A峰值是e0C有效值是B峰值是 2e02Ne0D有效值是2Ne02解析矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为 2Ne0，A、B 错误；由于不计线圈的电阻，所以电机的输出电压峰值为 2Ne0，故有效值为2Ne02Ne0，故 D 正确。21/9答案D3一正弦交流电源的ut图象如图 2 甲所示，将它接在图乙所示电路的e、f两端，若电阻的阻值为 110，电源的内阻不计，交流电压表是量程为 250 V 的理想电表，则下列说法中正确的是()图 2A通过电阻的电流方向1 秒钟改变 50 次B交流电压表示数为 220 VC产生该交变电流的线圈在磁场中匀速转动的角速度为100 rad/sD在 1 分钟内电阻R上产生的热量为 5.2810 J解析由题图甲知交变电流的周期为T0.02 s，频率f 50 Hz，而一个周期内电流方向改变两次，即通过电阻的电流方向 1 秒钟改变 100 次，A 错；交流电压的峰值为2202 V，有效值为 220 V，B 对；由41T2U2100 rad/s 可知，C 对；由Qt得TR4在 1 分钟内电阻R上产生的热量为 2.6410 J，D 错。答案BC4(20169 月绍兴适应性考试)图 3 甲为风力发电的简易模型。在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则()图 3A磁铁的转速为 10 r/sB线圈两端电压的有效值为62V2/9C交流的电压表达式为u12 sin5tVD该交流电可以直接加在击穿电压为9V 的电容器上解析由图乙知：T0.4 s，um12 V 所以有效值uum162V，B 正确；n 2.5T2r/s，A 错误；uum sint12 sin(5t)V，C 正确；击穿电压为 9 V 的电容器所加电压最大值不得超过 9 V，D 错误。故选 B、C。答案BC5如图 4 甲所示，标有“220 V40 W”的灯泡和标有“20 F300 V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是()图 4At 时刻，的示数为零B灯泡恰好正常发光C电容器可能被击穿D.的示数保持 1102 V 不变解析的示数应是电压的有效值 220 V，故 A、D 错误；电压的有效值恰好等于灯泡T2的额定电压，灯泡正常发光，B 正确；电压的峰值Um2202V311 V，大于电容器的额定电压，故有可能被击穿，C 正确。答案BC6如图 5 为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器。原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V 降至 110 V，调节前后()图 53/9A副线圈中的电流比为21B副线圈输出功率比为21C副线圈的接入匝数比为21D原线圈输入功率比为12解析在输入电压U1和原线圈匝数n1不变的情况下，使输出电压U2有效值由 220 V 降至 110 V，由知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为 21，故 C 正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为 21，故 A 正确；由PUI知，输出功率之比为 41，故 B 错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为41，故 D 错误。答案AC7如图 6 所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器。已知变压器原线圈与副线圈匝数比U2n2U1n1n11，加在原线圈的电压为u1311sin 100t V，霓虹灯正常工n220作的电阻R440 k，I1、I2表示原、副线圈中的电流。下列判断正确的是()图 6A副线圈两端电压 6 220 V，副线圈中的电流 14.1 mAB副线圈两端电压 4 400 V，副线圈中的电流 10 mACI1I2DI1I2解析原线圈电压有效值U1Um311U1n1V220 V，由，可得U24 400 V，由欧U2n222U24 400I1n2姆定律可知I2 A0.01 A10 mA，由可得：I1I2，所以选项R440 000I2n1B、D 正确。答案BD8普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图 7 中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则 ()4/9图 7Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd解析在测量高压线路上电流时，电流互感器的作用是减小测量支路的电流。根据变压器原理，答案B9自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图 8 所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为 1 900匝；原线圈为 1 100 匝，接在有效值为 220 V 的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为 2.0 kW，设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为()I1n2，I大n小，故ab端应接MN，cd端应接PQ，IabIcd，选项 B 正确。I2n1图 8A380 V 和 5.3 AB380 V 和 9.1 AC240 V 和 5.3 AD240 V 和 9.1 A解析对理想变压器有U2n2P22 000U1380 V，由P2I2U2得I2A5.3 A。依据n1U2380I1n2n21 900得I1I25.3 A9.1 A，故只有选项B 正确。I2n1n11 100答案B10如图 9 所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为 12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为 220 V，额定功率为 22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则()5/9图 9AU110 V，I0.2 ABU110 V，I0.05 ACU1102 V，I0.2 ADU1102 V，I0.22 A解析由变压原理n1U1可得U1110 V，即电压表示数为 110 V；由P入P出和灯泡n2U222 A0.2 A，故 A 正确。110正常发光可得P入U1I1P出22 W，I1答案A11如图 10 甲所示，将阻值为R5 的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说法正确的是()图 10A电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u2.5sin 200t(V)B电阻R消耗的电功率为 1.25 WC如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 AD这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为122T解析图乙所示电流的最大值为Im0.5 A，周期为T0.01 s，其角速度为6/9200 rad/s，由欧姆定律得UmImR2.5 V。所以R两端电压瞬时值的表达式为u2.5sin 200t(V)，选项 A 正确；该电流的有效值为I2Im，电阻R消耗的电功率为P2I R，解得P0.625 W，选项 B 错误；电流表的示数为有效值，该交变电流由图丙所示矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生，当转速提升一倍时，电动势的最大值Em0.5nBS为原来的 2 倍，电路中电流的有效值也是原来的 2 倍，为 2A1 A，选项20.5C 错误；图乙中的正弦交变电流的有效值为 A。图丁所示的交变电流虽然方向发生21变化，但大小恒为 0.5 A，故有效值之比为，选项 D 正确。2答案AD12如图 11 所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为1001 和 1100，图中 a、b 表示电压表或电流表，已知电压表的示数为 22 V，电流表的示数为 1 A 则()图 11Aa 为电流表，b 为电压表Ba 为电压表，b 为电流表C线路输送电功率是 220 kWD输电线路总电阻为 22 解析左侧的互感器原线圈并联在输电线路上，测量的是输电电压，所以a 为电压表；右侧的互感器原线圈串联在输电线路上，测量的是输电电流，b 为电流表，选项 B 正确，A 错误；电压表的示数为 22 V，根据变压公式，U1100，输电电压为U110022U2I1n2100，输电电流I1I2n1V2 200 V；电流表的示数为1 A，根据变流公式，1001 A100 A，线路输送电功率为PU1I1220 kW，选项 C 正确；根据题述条件，不能求出输电线路总电阻，选项D 错误。答案BC13某发电机说明书的部分内容如表所示，现用一台该型号的柴油发电机给灾民临时安置7/9区供电，如图 12 所示。发电机到安置区的距离是 400 m，输电线路中的火线和零线均为 GBCZ60 型单股铜导线，该型号导线单位长度的电阻为 2.510，安置区家用电器的总功率为 44 kW，当这些额定电压为 220 V 的家用电器都正常工作时()4图 12型号输出电压范围最大输出功率A.输电线路中的电流为 200 AB发电机的实际输出电压为300 VC在输电线路上损失的电功率为8 kWD如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压最大值是300 V解析当这些额定电压为 220 V 的家用电器都正常工作时，输电线路中的电流为I4AED6500S220300 V60 kWPU200 A，A 正确；导线电阻为R2.510 4002 0.2，则发电机的实际输出电压为U输UIR260 V，B 错误；在输电线路上损失的电功率为P损I R82kW，C 正确；如果该柴油发电机发的电是正弦式交变电流，则其输出电压的最大值是Um2U输368 V，D 错误。答案AC14为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡 L1、L2，电路中分别接了理想变流电压表 V1、V2和理想交流电流表 A1、A2，导线电阻不计，如图 13 所示，当开关 S 闭合后()图 13AA1示数变大，A1与 A2示数的比值不变BA1示数变大，A1与 A2示数的比值变大CV2示数变小，V1和 V2示数的比值变大DV2示数不变，V1和 V2示数的比值不变8/9解析因为变压器的匝数和输入电压U1不变，所以电压表 V1的示数和电压表 V2的示数不变，选项 C 错误，D 正确；当 S 闭合后，因为负载电阻减小，故次级线圈中的电流I2增大，由于输入功率等于输出功率，所以I1也增大，但因为变压器的匝数不变，所以I1与I2的比值不变，故选项 B 错误，A 正确。答案AD9/9