統(tǒng)考版2023高考物理二輪專題復(fù)習(xí)專題強化訓(xùn)練10恒定電流與交變電流

專題強化訓(xùn)練10恒定電流與交變電流選擇題(1～10題為單項選擇題，11～14題為多項選擇題)1．[2022·浙江6月]下列說法正確的是()A．恒定磁場對靜置于其中的電荷有力的作用B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應(yīng)強度的方向C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流最大D．升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率2．如圖是手機無線充電器的模型，其工作原理與理想變壓器相同，已知發(fā)射、接收線圈匝數(shù)比n1∶n2＝5∶1，C、D端輸出電流i＝2sin(2π×105t)(A)，則A、B端輸入電流的()A．頻率為50kHzB．周期為2×10－5sC．有效值為0.2AD．最大值為2A3．[2022·廣東押題卷]如圖所示，原線圈輸入穩(wěn)定交流電壓，S開關(guān)處于斷開狀態(tài)．某時刻燈泡L1稍微暗了一些，則原因可能是()A．輸入電壓增大B．S開關(guān)閉合C．電阻R發(fā)生短路D．電流表發(fā)生斷路4．[2022·浙江紹興月考]如圖所示為振動手電筒的示意圖，通過搖晃手電筒使磁鐵與線圈發(fā)生相對運動來給儲電器充電，儲電器再給LED燈泡供電．一般來回?fù)u晃手電筒的平均作用力約為2.0N，平均速度約為0.85m/s，機械能的四分之三可以轉(zhuǎn)化成LED燈泡正常發(fā)光時的電能．已知LED燈泡正常發(fā)光的電壓為3.1V，電流為32mA.下列說法正確的是()A．搖晃過程線圈磁通量保持不變B．LED燈泡的電阻約為1000ΩC．搖晃手電筒的機械功率約0.1WD．手電筒搖晃1min，燈泡約可正常發(fā)光13min5．隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用電需求大幅增加，當(dāng)電力供應(yīng)緊張時，有關(guān)部門就會對部分用戶進(jìn)行拉閘限電．如圖是遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓恒定不變，輸電線的電阻為R，兩個變壓器均為理想變壓器．在某次拉閘限電后(假設(shè)所有用電器可視為純電阻)電網(wǎng)中數(shù)據(jù)發(fā)生變化，下列說法正確的是()A．降壓變壓器的輸出電壓U4減小了B．升壓變壓器的輸出電流I2增加了C．輸電線上損失的功率減小了D．發(fā)電廠輸出的總功率增加了6．[2022·安徽宣城二調(diào)]圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO′(OO′沿水平方向)勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與電阻R＝10Ω連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)是10V．圖乙是矩形線圈中磁通量隨時間t變化的圖象．線圈內(nèi)阻不計，則()A.此交流發(fā)電機的電動勢平均值為102VB．t＝0.02s時R兩端的電壓瞬時值為零C．R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝102·cos(100πt)VD．當(dāng)ab邊速度方向向上時，它所受安培力的方向也向上7.[2022·山東卷]如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V，可輸出12V、18V、30V電壓，匝數(shù)為n1的原線圈中電壓隨時間變化為u＝Umcos(100πt)．單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為0.1V．將阻值為12Ω的電阻R接在BC兩端時，功率為12W．下列說法正確的是()A．n1為1100匝，Um為220VB．BC間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為1.4AC．若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V，頻率為100HzD．若將R接在AC兩端，流過R的電流為2.5A，周期為0.02s8．[2022·廣東押題卷]圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，阻值均為10Ω，S1為單刀雙擲開關(guān)．原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖所示．現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時L2正常發(fā)光．下列說法正確的是()A．輸入電壓u的表達(dá)式u＝202sin50πt(V)B．只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光C．只斷開S2后，原線圈的輸入功率為0.8WD．若S1換接到2后，R消耗的電功率為0.4W9．[2022·山東押題卷]如圖，變壓器的輸入端接入u1＝2202sin100πt(V)的交流電，開關(guān)S接1，當(dāng)滑動變阻器接入電路的阻值為20Ω時，此時電壓表的讀數(shù)為102V．變壓器為理想變壓器，二極管正向電阻不計，所有電表均為理想電表，下列說法正確的是()A．若只將滑動變阻器的滑片向下滑動，則電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)增大B．若只將S從1撥到2，電流表示數(shù)變大C．S接1時，原、副線圈中接入電路的匝數(shù)之比為11∶1D．1min內(nèi)滑動變阻器產(chǎn)生的熱量為400J10．[2022·湖南押題卷]如圖所示，理想變壓器原線圈與矩形線圈abcd組成閉合電路，副線圈接有定值電阻R1和滑動變阻器R2.線圈abcd在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的bc邊勻速轉(zhuǎn)動，磁場只分布在bc邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強度大小為B，方向垂直于紙面向里．線圈abcd的面積為S，角速度大小為ω，匝數(shù)為N，其電阻忽略不計，圖中各電表均為理想電表．開關(guān)閉合后，下列說法正確的是()A.當(dāng)滑動變阻器的滑片向上滑動時，電流表A的示數(shù)變小B．在線圈abcd的轉(zhuǎn)動過程中，通過其磁通量的最大值為NBSC．當(dāng)變壓器原線圈的滑片向下滑動時，電壓表V的示數(shù)變小D．若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度大小變?yōu)?ω，則變壓器原線圈電壓的有效值為NBSω11．[2022·湖北卷]近年來，基于變壓器原理的無線充電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其簡化的充電原理圖如圖所示．發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝．若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其它損耗，下列說法正確的是()A．接收線圈的輸出電壓約為8VB．接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22∶1C．發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同12．如圖所示為一種海上導(dǎo)航浮標(biāo)的簡化原理圖．固定的內(nèi)圓筒上繞有線圈．某段時間內(nèi)，海浪驅(qū)動固定在外浮筒的磁體相對于線圈運動產(chǎn)生正弦式交變電流，頻率為1Hz，電壓最大值為31V．理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶10，原線圈接內(nèi)圓筒線圈的輸出端，副線圈接指示燈．下列說法正確的是()A．通過指示燈電流的頻率為10HzB．指示燈兩端電壓的有效值約為220VC．指示燈消耗的電功率等于變壓器的輸入功率D.變壓器的輸入電壓與繞在內(nèi)圓筒上線圈的匝數(shù)無關(guān)13．[2022·山東押題卷]一交流發(fā)電機線圈內(nèi)磁通量隨時間的變化規(guī)律如圖甲所示．已知發(fā)電機線圈的匝數(shù)N＝50匝，其總電阻r＝2.5Ω.乙圖中燈泡的額定電壓為48V，額定功率為153.6W．現(xiàn)將該發(fā)電機產(chǎn)生的電壓接在乙圖中理想降壓變壓器原線圈的a、b兩端，此時燈泡正常發(fā)光．則()A.發(fā)電機線圈產(chǎn)生的電動勢瞬時值表達(dá)式為e＝1002sin(100πt)VB．燈泡正常工作時的電阻為15ΩC．理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2∶1D．發(fā)電機線圈的熱功率為102.4W14．[2022·重慶押題卷]理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝270匝，輸入如圖甲所示的正弦交變電壓．P是副線圈上的滑動觸頭，當(dāng)P處于如圖乙所示位置時，副線圈連入電路的匝數(shù)n2＝135匝，燈泡L恰能正常發(fā)光，電容器C剛好不被擊穿，R是滑動變阻器．下列說法正確的是()A．電容器的擊穿電壓為112VB．若R的滑片不動，向下移動P，則電容器的電容變小C．若R的滑片不動，向下移動P，則原線圈的輸入功率變大D．若P不動，向上移動R的滑片，則燈泡變暗專題強化訓(xùn)練10恒定電流與交變電流1．解析：恒定磁場對靜置于其中的電荷沒有力的作用，選項A錯誤；小磁針N極在磁場中的受力方向指向該點的磁感應(yīng)強度方向，選項B正確；正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，磁通量的變化率為零，電流為零，選項C錯誤；變壓器副線圈的磁通量變化率和原線圈的磁通量變化率相等，與線圈匝數(shù)無關(guān)，選項D錯誤．答案：B2．解析：變壓器不改變周期和頻率，所以周期為T＝2πω＝10－5s，頻率為f＝1T＝105Hz＝100kHz，故A、B錯誤；C，D端輸出電流的最大值為2A，由n1n2＝I2mI1m可得A、B端輸入電流的最大值為I1m＝25A，A、B端輸入電流的有效值為I1答案：C3．解析：如果輸入電壓U1變大，則U2變大，根據(jù)UL1＝RL1R+RL1U2，可知L1兩端電壓變大，燈泡L1變亮，故A錯誤；若S閉合，則并聯(lián)電阻變小，副線圈總電阻變小，副線圈電流I2變大，則根據(jù)UL1＝U2－I2R，可知L1兩端電壓變小，燈泡L1變暗，故B正確；若電阻R發(fā)生短路則UL1＝U2，L1兩端電壓變大，燈泡L1變亮，故C錯誤；電流表發(fā)生斷路，則原線圈電流為零，副線圈電流為零；L答案：B4．解析：搖晃過程中，磁鐵與線圈相對位置發(fā)生變化，線圈內(nèi)磁通量改變，產(chǎn)生感應(yīng)電流給儲電器充電，A錯誤；燈泡電阻為R＝UI＝3.10.032Ω＝96.875Ω，B錯誤；搖晃手電筒的機械功率約P＝Fv＝2×0.85W＝1.7W，C錯誤；燈泡的電功率為P燈＝UI＝3.1×0.032W＝0.0992W，手電筒搖晃1min，燈泡可正常發(fā)光的時間約為t＝WP燈＝1.7×60×340.0992答案：D5．解析：拉閘限電后，用電器減少，意味著并聯(lián)支路減少，用戶端總電阻增加，I4減小，I2＝I3也隨著減小，輸電線上的電壓損失ΔU減小，由于發(fā)電廠輸出電壓U1恒定，輸送電壓U2也恒定，根據(jù)U2＝ΔU＋U3，可知U3增加，U4也增加，故A、B錯誤；根據(jù)ΔP＝I22R，可知輸電線上損失的功率減小了，故C正確；I2減小，I1也隨著減小，發(fā)電廠輸出電壓U1恒定，所以發(fā)電廠輸出總功率減小，故答案：C6．解析：矩形線圈相當(dāng)于電源，若繞垂直于磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，將產(chǎn)生正弦交流電，電阻R＝10Ω，電壓表示數(shù)10V，說明Um2＝10V，即Um＝102V．根據(jù)乙圖t＝0時磁通量等于0，可判斷t＝0時電壓最大，所以電壓隨時間變化的規(guī)律為u＝102cos(100πt)V，C正確；t＝0.02s時u＝102V，B錯誤；根據(jù)楞次定律，感應(yīng)電流總是阻礙線圈的轉(zhuǎn)動，所以當(dāng)ab邊速度方向向上時，它所受安培力的方向向下，D錯誤；電動勢最大值為Em＝102V，平均值一定小于102V，答案：C7．解析：根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有Un1＝0.1V1，代入U＝220V得n1＝2200，Um＝2U＝2202V，A錯誤；由功率與電壓的關(guān)系得UBC＝PR＝12V，根據(jù)理想變壓器的變壓規(guī)律有Un1＝UBCnBC，代入數(shù)據(jù)解得nBC＝120，由歐姆定律得I＝UBCR＝1A，B錯誤；由以上分析結(jié)合題意可知UAB＝18V，UAC＝30V，變壓器不改變交流電的頻率，故f＝ω2π＝50Hz，C錯誤；由歐姆定律得I′＝U答案：D8．解析：由圖乙可知周期為T＝0.02s，則有ω＝2πT＝100π，所以輸入電壓u的表達(dá)式應(yīng)為u＝202sin100πt(V)，A錯誤；將S1接1，S2閉合時，L2正常發(fā)光，L2的電壓為副線圈的輸出電壓U2，當(dāng)只斷開S2時，L1接入電路，與L2串聯(lián)，L1、L2的電壓都只為副線圈的輸出電壓的一半，故L1、L2均不能正常發(fā)光，B錯誤；只斷開S2后，負(fù)載電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，副線圈輸出電壓不變，由圖乙可知原線圈的輸入電壓有效值為U1＝20V，副線圈輸出電壓U2＝n2n1U1＝15×20V＝4V，由輸入功率等于輸出功率P入＝P出＝U222RL＝422×10W＝0.8W，C正確；若S1換接到2后，電阻R兩端電壓有效值為U2＝4V，R答案：C9．解析：若只將滑動變阻器的滑片向下滑動，負(fù)載電阻增大，則副線圈電流I2減小，原線圈電流I1減小，即電流表示數(shù)減小，電壓表示數(shù)由輸入電壓和匝數(shù)比決定，故電壓表示數(shù)保持不變，A錯誤；若只將S從1撥到2，原線圈匝數(shù)n1增大，可知副線圈輸出電壓減小，滑動變阻器兩端電壓減小，故滑動變阻器消耗功率減小，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率可得U1I1＝PR可知，原線圈輸入電壓U1不變，滑動變阻器消耗功率減小，則原線圈電流I1減小，即電流表示數(shù)減小，B錯誤；開關(guān)S接1時，設(shè)此時副線圈的輸出電壓為U2，由于二極管的單向?qū)щ娦?，使得加在滑動變阻器上的電壓只剩下一半波形，由電流熱效?yīng)可得U22R·T2＝102V2RT，解得U2＝20V，由題意可知U1＝22022V＝220V，可得原、副線圈中接入電路的匝數(shù)之比為n1n2＝U1U2＝22020＝111答案：C10．解析：當(dāng)滑動變阻器的滑片向上滑動時，電路的總電阻減小，電壓不變，電流變大，電流表A的示數(shù)變大，A錯誤；磁通量與線圈的匝數(shù)無關(guān)，在線圈abcd的轉(zhuǎn)動過程中，線圈磁通量的最大值為BS，B錯誤；當(dāng)變壓器原線圈的滑片向下滑動時，原線圈匝數(shù)減小，副線圈的電壓變大，電壓表V的示數(shù)變大，C錯誤；若線圈abcd轉(zhuǎn)動的角速度為ω，線圈轉(zhuǎn)動一周只有半周在磁場中發(fā)生電磁感應(yīng)，產(chǎn)生的交流電為正弦交流電(全波波形)的每個周期有半個周期存在電動勢(半波波形)，設(shè)輸入電壓的有效值為U，電動勢最大值為Um，則U2RT＝Um22R·T2，因此電壓有效值為U＝Um2＝答案：D11．解析：根據(jù)n1n2＝80%U1U2可得接收線圈的輸出電壓約為U2＝8V，A正確；由于存在磁漏現(xiàn)答案：AC12．解析：變壓器不改變交流電頻率，故A錯誤；交流電有效值U1＝312V≈22V，根據(jù)U