2024版《微專題·小練習(xí)》·物理·統(tǒng)考版 第十一章　交變電流

第十一章交變電流做真題明方向1．[2023·湖南卷]某同學(xué)自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示．大輪與小輪通過皮帶傳動(皮帶不打滑)，半徑之比為4∶1，小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上．線圈是由漆包線繞制而成的邊長為L的正方形，共n匝，總阻值為R.磁體間磁場可視為磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場．大輪以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，帶動小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直．線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為R的燈泡．假設(shè)發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是()A．線圈轉(zhuǎn)動的角速度為4ωB．燈泡兩端電壓有效值為3eq\r(2)nBL2ωC．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為L的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值為eq\f(4\r(2)nBL2ω,3)D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮2．[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0.02s3.[2022·湖南卷]如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動觸頭P1初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源．定值電阻R1的阻值為R，滑動變阻器R2的最大阻值為9R，滑片P2初始位置在最右端．理想電壓表的示數(shù)為U，理想電流表的示數(shù)為I.下列說法正確的是()A．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，I減小，U不變B．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，I減小，U增大D．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率減小4.[2021·遼寧卷]如圖所示，N匝正方形閉合金屬線圈abcd邊長為L，線圈處于磁感應(yīng)強度大小為B的勻強磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，ab邊距軸eq\f(L,4).線圈中感應(yīng)電動勢的有效值為()A．NBL2ωB．eq\f(\r(2),2)NBL2ωC．eq\f(1,2)NBL2ωD．eq\f(\r(2),4)NBL2ω5．[2021·廣東卷]某同學(xué)設(shè)計了一個充電裝置，如圖所示．假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運動在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V．理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1∶60.下列說法正確的是()A．交流電的頻率為10HzB．副線圈兩端電壓最大值為3VC．變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關(guān)D．充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率專題73交變電流的產(chǎn)生和描述1．[2023·廣東省梅州市模擬]如圖，是一臺旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)動機的原理圖，設(shè)線圈的角速度為ω，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的最大值分別為Em和Im，由圖可以判斷下列說法正確的是()A．電流計的左端為表的正極B．交流電的方向在圖乙的位置要改變一次C．如果從圖甲開始計時，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表示為e＝EmsinωtD．如果從圖乙開始計時，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流表示為i＝Imsinωt2．下列各情況中，線圈都以角速度ω繞圖中的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動，磁場均為勻強磁場，其中不能產(chǎn)生正弦式交變電流的是()3．[2023·天津市考試]如圖所示，閉合開關(guān)后，R＝5Ω的電阻兩端的交流電壓為u＝50eq\r(2)sin10πtV，電壓表和電流表均為理想交流電表，則()A．該交流電周期為0.02sB．電壓表的讀數(shù)為100VC．電流表的讀數(shù)為10AD．電阻的電功率為1kW4．[2023·江蘇省常州市期末]在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．則下列說法不正確的是()A．t＝0.01s時穿過線框的磁通量最大B．該線圈轉(zhuǎn)動的角速度大小為πrad/sC．該交變電動勢的瞬時值表達式為e＝22eq\r(2)sin(100πt)VD．線框平面與中性面的夾角為45°時，電動勢瞬時值為22V5．[2023·浙江省杭州地區(qū)期中]利用二極管的單向?qū)щ娦钥梢詫⒄沂浇蛔冸妷旱牟ㄐ谓厝ヒ话?，這種方法稱為半波整流．某研究小組的同學(xué)通過半波整流得到如圖所示的直流脈動電壓圖象，其周期、最大值、有效值分別為T、Um和U0.若有另一直流脈動電壓的最大值也為Um，但周期為2T，則該直流脈動電壓的有效值為()A．2U0B．eq\r(2)U0C．U0D．eq\f(U0,2)6．[2023·浙江省選考](多選)發(fā)電機的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示．其它電阻不計，圖乙中的Um為已知量．則金屬框轉(zhuǎn)動一周()A．框內(nèi)電流方向不變B．電動勢的最大值為UmC．流過電阻的電荷eq\f(2BL2,R)D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱eq\f(πUmBL2,R)專題74變壓器遠距離輸電1．近日，小米發(fā)布了“小感量＋磁吸”無線充電預(yù)研技術(shù)——磁吸式無線充電，通過磁鐵的吸附力，把無線充電發(fā)射線圈和接收線圈緊密結(jié)合在一起，將大大降低能量損耗．某次測試中磁吸無線充電底座線圈接于u＝220eq\r(2)sin(100πt)(V)的交流電源，已知發(fā)射線圈和接收線圈匝數(shù)比為11∶1，功率為50W．則()A．接收線圈的工作原理是電流的磁效應(yīng)B．發(fā)射線圈連接直流電源也能實現(xiàn)無線充電C．若不計能量損耗，接收線圈獲得的電壓最大值為20VD．若不計能量損耗，通過接收線圈的電流有效值為2.5A2．[2023·河北省唐山市考試]一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R＝10Ω.當(dāng)輸入電壓U＝40V時，原線圈中電流為1A，則變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()A．2∶1B．4∶1C．1∶2D．1∶43．[2023·湖北省應(yīng)城市模擬]在無線電電路中常遇到負載與電源不匹配的情況，這時可用變壓器來耦合，通過變壓器使負載和電源匹配起來，如圖所示，正弦交流信號源的電動勢U1＝6V，內(nèi)阻r＝100Ω，揚聲器(可看作純電阻)的電阻R＝8Ω.理想變壓器原線圈的匝數(shù)n1＝300匝，副線圈的匝數(shù)n2＝100匝．揚聲器的輸出功率為()A．250mWB．88mWC．360mWD．500mW4．[2023·廣東省模擬]如圖所示，原、副線圈匝數(shù)之比為10∶1的理想變壓器，原線圈與u＝200eq\r(2)sin100πt(V)的正弦交流電源相連，副線圈串聯(lián)一個晶體二極管D(正向電阻為零，反向電阻無窮大)和定值電阻R＝10Ω，則電阻R上消耗的功率為()A．20WB．40WC．200WD．400W5．[2023·浙江省臺州市評估]如圖所示，線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢e＝111eq\r(2)sin100πt(V).線圈與理想升壓變壓器相連進行遠距離輸電，理想降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為25∶11，降壓變壓器副線圈接入一臺電動機，電動機恰好正常工作，且電動機兩端電壓為220V，輸入功率為1100W，電動機內(nèi)阻為8.8Ω，輸電線路總電阻為25Ω，線圈及其余導(dǎo)線電阻不計，電表均為理想電表，則()A．圖示位置線圈的磁通量變化率為零B．電動機的機械功率為800WC．輸電線路損失的電功率為121WD．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為1∶106．互感式鉗形電流表內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖所示，電流表與次級線圈相連，用手柄控制鉗形鐵芯上方開口的開合，則()A．該電流表可用來測量直流電B．次級線圈匝數(shù)越少，電流表讀數(shù)越大C．該電流表測電流時相當(dāng)于降壓變壓器D．測量時電流表應(yīng)串聯(lián)在被測通電導(dǎo)線中7．[2023·湖北省華大聯(lián)考]如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為3∶1，a、b之間接輸出電壓有效值恒定的正弦交流電源，電路中電阻值均為R.當(dāng)開關(guān)S斷開時，電路消耗總功率為P，則當(dāng)S閉合時，電路總功率為()A．eq\f(11,3)PB．eq\f(11,5)PC．eq\f(11,7)PD．eq\f(11,9)P8．[2023·江蘇省百校大聯(lián)考]實驗小組為探究遠距離輸電的原理，設(shè)計了如圖所示的模擬電路，A、B為理想變壓器，R模擬遠距離輸電線的總電阻，燈L1、L2規(guī)格相同．變壓器A的原線圈輸入恒定交流電，開關(guān)S斷開時，燈L1正常發(fā)光，下列說法正確的是()A．A為降壓變壓器，B為升壓變壓器B．僅將滑片P上移，A的輸入功率變大C．僅閉合S，L1、L2均正常發(fā)光D．僅閉合S，L1的亮度變暗9．[2023·福建省南平市聯(lián)考](多選)如圖所示，變壓器的原線圈兩端連接導(dǎo)軌，副線圈的電阻R相連構(gòu)成閉合回路，導(dǎo)體棒在垂直于導(dǎo)軌平面的勻強磁場中沿導(dǎo)軌向右勻速切割磁感線．下列說法正確的是()A．電壓表的示數(shù)不為零B．電壓表的示數(shù)為零C．電壓表的示數(shù)不為零D．電壓表的示數(shù)為零10．[2023·安徽省九師聯(lián)盟質(zhì)量檢測](多選)如圖所示，理想變壓器原線圈兩端電壓為U0，副線圈兩端的電動機M的內(nèi)阻為r，其熱功率與電功率分別為P1、P2、R0為定值電阻，光敏電阻R(阻值隨著光照的增強而減小)與小燈泡并聯(lián)，在改變光敏電阻的光照強度時，所接的元件都不會燒毀，下列說法正確的是()A．在增大光敏電阻的光照強度時，燈泡變亮，流過電動機的電流變大B．電動機的機械效率為eq\f(P1,P2)×100%C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為eq\f(U0,P2)eq\r(\f(P1,r))D．若副線圈兩端的電壓為U，光敏電阻的阻值為R，則經(jīng)過R0的電流大于eq\f(U,R0＋R)11．[2023·張家口市期末]如圖所示，理想變壓器的原線圈接有u＝20eq\r(2)sin100πt(V)的交變電壓，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為5∶1，原線圈兩端接有阻值R1＝10Ω的定值電阻，副線圈上接有阻值R2＝4Ω的定值電阻．則理想交變電流表的示數(shù)為()A．0.2AB．2AC．2.2AD．7A12．[2023·福建省龍巖一中模擬](多選)如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖．升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2，降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U3和U4.在輸電線路的起始端接入兩個互感器，兩個互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為10∶1和1∶10，各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確的是()A．兩互感器均起到降壓作用B．若電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為10A，則線路輸送電功率為220kWC．若保持發(fā)電機輸出電壓U1和用戶數(shù)一定，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率減少D．若發(fā)電機輸出電壓U1一定，若用戶數(shù)增加，為維持用戶電壓U4一定，可將滑片P上移13．[2021·湖南卷]如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同．在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是()A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮B．L1先變亮后變暗，L2一直變亮C．L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D．L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗

專題75實驗：傳感器的簡單應(yīng)用1．某同學(xué)用熱敏電阻制作高溫報警器．實驗器材如下，熱敏電阻Rt、電磁繼電器、蜂鳴器、小燈泡(額定電壓2.5V)、保護電阻r(阻值5Ω)、變阻箱R(0～9999.9Ω)、電池組兩組(內(nèi)阻不計)、多用電表(有溫度擋)、鐵架臺、燒杯、開關(guān)及導(dǎo)線若干．(1)如圖(a)所示是該熱敏電阻的Rt-t曲線，由圖象可以得到熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________(選填“減小”“不變”或“增大”).(2)如圖(b)是某同學(xué)設(shè)計的高溫報警器電路圖，左邊部分是控制電路，右邊部分是報警裝置，實驗發(fā)現(xiàn)控制電路不工作，合上開關(guān)S，用多用電表排查電路故障，則應(yīng)將如圖(c)所示的選擇開關(guān)旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”)，若只有繼電器線圈斷路，則應(yīng)發(fā)現(xiàn)表筆接入繼電器線圈兩端時多用電表的指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”)，接入熱敏電阻兩端時多用電表的指針________(選填“偏轉(zhuǎn)”或“不偏轉(zhuǎn)”).(3)根據(jù)電磁繼電器的技術(shù)數(shù)據(jù)，當(dāng)熱敏電阻Rt達到設(shè)定溫度時，電磁繼電器應(yīng)自動吸合，報警裝置報警．已知控制電路電池組電動勢為6V，實測電磁繼電器正常吸合時的電流為37.6mA～40.2mA，繼電器內(nèi)阻為61.0Ω，如果設(shè)置報警溫度為55℃，至少應(yīng)將變阻箱的電阻R調(diào)節(jié)到________Ω.想要讓熱敏電阻在高溫報警中更加“敏感”(即溫度不是太高就報警)，需要________(選填“增大”“減小”或“不變”)變阻箱的電阻．2．[2023·湖南卷]某探究小組利用半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器等元件設(shè)計了一個測量微小壓力的裝置，其電路如圖(a)所示，R1、R2、R3為電阻箱，RF為半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器，C、D間連接電壓傳感器(內(nèi)阻無窮大).(1)先用歐姆表“×100”擋粗測RF的阻值，示數(shù)如圖(b)所示，對應(yīng)的讀數(shù)是________Ω；(2)適當(dāng)調(diào)節(jié)R1、R2、R3，使電壓傳感器示數(shù)為0，此時，RF的阻值為________(用R1、R2、R3表示)；(3)依次將0.5g的標準砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大小)，讀出電壓傳感器示數(shù)U，所測數(shù)據(jù)如下表所示：次數(shù)123456砝碼質(zhì)量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280根據(jù)表中數(shù)據(jù)在圖(c)上描點，繪制U-m關(guān)系圖線；(4)完成前面三步的實驗工作后，該測量微小壓力的裝置即可投入使用．在半導(dǎo)體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F0，電壓傳感器示數(shù)為20