山東專用2024年高考物理一輪復(fù)習(xí)專題十三交變電流專題檢測(cè)含解析

PAGEPAGE6專題十三交變電流【專題檢測(cè)】A組一、選擇題1.(2024浙江“山水聯(lián)盟”返?？?9)如圖所示,面積為0.02m2、內(nèi)阻可忽視不計(jì)的100匝矩形線圈ABCD,繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)速為50r/s,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為210πT。矩形線圈通過滑環(huán)與變壓器(由繞在不閉合鐵芯上的兩組線圈構(gòu)成)原線圈相連,全部接觸電阻不計(jì),副線圈接入一只標(biāo)有“5V,1W”的小燈泡,小燈泡恰好正常發(fā)光,電流表的內(nèi)阻不計(jì)。當(dāng)線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直時(shí)起先計(jì)時(shí)。下列說法不正確的是 (A.圖示位置穿過線圈的磁通量變更率為零B.線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)1s,線圈中的電流方向變更100次C.原線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=202sin(100πt)VD.原、副線圈的匝數(shù)之比為4∶1,電流表的示數(shù)為0.5A答案D圖示中線圈處于中性面,磁通量最大,磁通量的變更率最小,等于零,所以A正確,不符合題意;由題意可知,轉(zhuǎn)速為50r/s,則溝通的周期為T=1n=0.02s,溝通在一個(gè)周期內(nèi)方向要變更兩次,1s內(nèi)包括50個(gè)周期,所以線圈中的電流方向變更100次,所以B正確,不符合題意;由題意可知,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=NBSω=202V,其中ω=2πn=100πrad/s,則原線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=202sin(100πt)V,所以C正確,不符合題意;原線圈電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=U1=20V,副線圈的電壓為U2=5V,若變壓器為志向變壓器,則原、副線圈的匝數(shù)之比為n1n2=U1U2=4,電流表的示數(shù)為I=PU1=0.05A,但題中變壓器不是志向變壓器,不滿意2.(2024浙江嘉興一模,5)如圖所示是輸入電壓為220V,輸出電壓為27V的變壓器,相應(yīng)的線圈匝數(shù)分別為n1和n2,則 ()A.n1<n2B.輸入的電流大于輸出的電流C.繞制輸入端線圈的導(dǎo)線比輸出端細(xì)D.輸出端連接的用電器數(shù)量增加,輸入端功率不變答案C由題意知,副線圈的電壓小于原線圈的電壓,故此為降壓變壓器,故n1>n2,故A錯(cuò)誤;依據(jù)電流與匝數(shù)成反比可知,輸入的電流小于輸出的電流,故B錯(cuò)誤;因?yàn)檩斎牍β逝c輸出功率相等,而通過副線圈的電流大,為了削減導(dǎo)線上功率損失,節(jié)約成本,故繞制輸入端線圈的導(dǎo)線比輸出端細(xì),故C正確;輸出端連接的用電器數(shù)量增加,輸出功率增大,輸入端功率也增大,故D錯(cuò)誤。故選C。3.(2024浙江名校協(xié)作體聯(lián)考,10)如圖所示,手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生正弦式溝通電,通過一臺(tái)志向變壓器向定值電阻R供電。志向電壓表和電流表的示數(shù)分別為U和I。當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增大,使發(fā)電機(jī)的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,下列說法正確的是 ()A.電壓表V的示數(shù)仍為UB.電流表A的示數(shù)仍為IC.通過電阻R的電流的頻率增大D.電阻R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍答案C發(fā)電機(jī)的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,變壓器原線圈兩端電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,依據(jù)變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系可得,變壓器副線圈兩端電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,電壓表測(cè)量變壓器副線圈兩端電壓,則電壓表的示數(shù)變?yōu)?U,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;依據(jù)A項(xiàng)分析知,變壓器副線圈兩端電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,則流過定值電阻R的電流變?yōu)樵瓉淼?倍,依據(jù)變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)關(guān)系可得,流過原線圈的電流變?yōu)樵瓉淼?倍,電流表A的示數(shù)變?yōu)?I,故B項(xiàng)錯(cuò)誤;發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)速增大,產(chǎn)生溝通電的頻率增大,通過變壓器原、副線圈的電流的頻率增大,通過電阻R的電流的頻率增大,故C項(xiàng)正確;依據(jù)A項(xiàng)分析知,變壓器副線圈兩端電壓變?yōu)樵瓉淼?倍,依據(jù)P=U2R知,電阻R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍,故4.(2024浙江杭州西湖高級(jí)中學(xué)月考)(多選)志向變壓器原線圈與溝通電源連接,輸入電壓u隨時(shí)間t變更的規(guī)律如圖所示,原、副線圈匝數(shù)比n1n2=1001,副線圈只接入一個(gè)R=10Ω的電阻,A.與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11VB.流過電阻R的電流最大值為0.311AC.變壓器的輸入功率為0.484WD.一個(gè)周期內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量為9.68×10-3J答案BCD原線圈兩端電壓有效值是220V,則依據(jù)U1U2=n1n2可得副線圈兩端電壓有效值U2=2.2V,電壓表測(cè)的是有效值,A錯(cuò);流過副線圈的電流的有效值為I2=0.22A,流過副線圈的電流的最大值為0.311A,B對(duì);志向變壓器輸入功率等于輸出功率,輸出功率P2=U2I2=0.484W,C對(duì);依據(jù)Q=I22Rt5.(2024浙江十校聯(lián)盟返校聯(lián)考,16)(多選)如圖所示,志向變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1∶2,原線圈與光滑水平導(dǎo)軌相連,軌道間距L=0.5m,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.2T、垂直于軌道,若電阻不計(jì)的金屬棒ab以速度v=12.52sin(200πt)m/s在導(dǎo)軌上運(yùn)動(dòng),副線圈上連接規(guī)格“2.5V,5W”小燈泡L、電容器C。則下列說法正確的是 ()A.小燈泡恰好能正常發(fā)光B.電容器的支路沒有電流C.若金屬棒運(yùn)動(dòng)速度v=12.52cos(200πt)m/s,小燈泡亮度不變D.若金屬棒向右勻加速運(yùn)動(dòng),電容器上極板帶正電答案ACD金屬棒切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=BLv=1.252sin(200πt)V,所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=1.2522V=1.25V,所以原線圈的輸入電壓為U1=E=1.25V,依據(jù)變壓器原理可得U1U2=n1n2,解得副線圈兩端電壓U2=n2n1U1=21×1.25=2.5V,所以小燈泡恰好能正常發(fā)光,故A正確;電容器“隔直流,通溝通”,由于原線圈產(chǎn)生的電流為正弦式溝通電,故有電流通過電容器,故B錯(cuò)誤;若金屬棒運(yùn)動(dòng)速度v=12.52cos(200πt)m/s,小燈泡兩端電壓有效值不變,則小燈泡亮度不變,故C正確;若金屬棒向右勻加速運(yùn)動(dòng),依據(jù)右手定則可知金屬棒中的感應(yīng)電流方向由b向a,且電流增大,原線圈中的磁場(chǎng)方向向下,副線圈中的磁場(chǎng)方向向上增加,依據(jù)楞次定律可知副線圈中感應(yīng)電流的磁場(chǎng)方向向下,則副線圈的感應(yīng)電流方向向上6.(2024浙江杭州模擬,10)小宇同學(xué)為探究變壓器的工作原理,設(shè)計(jì)了如圖所示的試驗(yàn)裝置,學(xué)生電源的溝通穩(wěn)壓輸出端串聯(lián)肯定值電阻R后與志向變壓器原線圈相連,副線圈兩端接有燈泡、滑動(dòng)變阻器等。原、副線圈匝數(shù)比肯定。先將開關(guān)S2閉合、S3斷開,當(dāng)閉合S1時(shí)燈泡剛好正常發(fā)光。調(diào)整變阻器滑片至中間位置,則下列關(guān)于此后操作中說法正確的是 ()A.當(dāng)閉合開關(guān)S3時(shí),燈泡亮度變暗B.當(dāng)閉合開關(guān)S3時(shí),原線圈輸入電壓不變C.閉合開關(guān)S3以后,增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值,則通過定值電阻的電流增大D.閉合開關(guān)S3以后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值減小時(shí),變壓器輸出功率減小答案A當(dāng)閉合開關(guān)S3時(shí),副線圈電阻減小,依據(jù)歐姆定律可知,副線圈輸出電流增大,則原線圈輸入電流增大,則電阻R上分壓增加,原線圈輸入電壓減小,依據(jù)U1U2=n1n2可知,副線圈輸出電壓減小,燈泡兩端電壓減小,燈光變暗,故A正確,B錯(cuò)誤。閉合開關(guān)S3以后,增大滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值,則副線圈輸出電流減小,依據(jù)I1I2=n2n1可知,原線圈輸入電流減小,則通過定值電阻R的電流減小,故C錯(cuò)誤。閉合開關(guān)S3以后,當(dāng)滑動(dòng)變阻器連入電路中的阻值減小時(shí)7.(多選)某同學(xué)在試驗(yàn)室中探討遠(yuǎn)距離輸電。由于輸電線太長(zhǎng),他將每100米導(dǎo)線卷成一卷,共卷成8卷來代替輸電線路。第一次干脆將輸電線與學(xué)生電源及用電器相連,測(cè)得輸電線上損失的功率為P1;其次次采納如圖所示的電路輸電,其中變壓器T1與電源相連,其原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2,變壓器T2與用電器相連,測(cè)得輸電線上損失的功率為P2,下列說法正確的是 ()A.其次次試驗(yàn)也可探討遠(yuǎn)距離直流輸電B.T1是升壓變壓器,T2是降壓變壓器C.若輸送功率肯定,則P2∶P1=n12D.試驗(yàn)可以證明,增大輸電電流能減小遠(yuǎn)距離輸電的能量損失答案BC變壓器只能變更交變電流的電壓,所以其次次試驗(yàn)只能探討遠(yuǎn)距離溝通輸電,故A錯(cuò)誤;遠(yuǎn)距離輸電采納高壓輸電,減小輸電線上的電流,以削減功率損耗,到用戶區(qū)采納降壓變壓器降壓,所以T1是升壓變壓器,T2是降壓變壓器,故B正確;若輸送功率肯定,設(shè)輸電線電阻為R,第一次試驗(yàn)輸電線上的電流I=PU1,輸電線上損失的功率P1=I2R=P2U12R,其次次試驗(yàn),升壓變壓器副線圈兩端的電壓U2=n2n1U1,輸電線上的電流I'=PU2,輸電線上損失的功率P2=I'2R=P2U22R,P2P二、非選擇題8.(2024浙江金華十校模擬,14)在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系“試驗(yàn)中。(1)試驗(yàn)時(shí)須要的儀器為圖中的。(填選項(xiàng)字母)

(2)某同學(xué)在完成上述試驗(yàn)后,采納如圖所示的電路測(cè)量變壓器原線圈的電阻(阻值較小),為保證電路中各元件平安,試驗(yàn)結(jié)束時(shí),首先應(yīng)斷開。(填選項(xiàng)前的字母)

A.導(dǎo)線AB.導(dǎo)線BC.開關(guān)CD.導(dǎo)線D答案(1)ADF(2)A解析(1)“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的試驗(yàn),須要有學(xué)生電源供應(yīng)低壓溝通電,同時(shí)還須要溝通電壓表來測(cè)量電壓及可拆變壓器和導(dǎo)線,結(jié)合題目給定的器材,圖A是可拆變壓器,B是直流電源,C是條形磁鐵,D是學(xué)生電源,供應(yīng)低壓溝通電,E是電壓表,F是多用電表,用來測(cè)溝通電流和電壓,結(jié)合器材需求和題干,故選A、D、F。(2)試驗(yàn)結(jié)束時(shí),應(yīng)先把電壓表從電路中斷開,否則在斷開開關(guān)瞬間會(huì)產(chǎn)生大電壓燒毀電壓表,故應(yīng)先斷開導(dǎo)線A,故選A。9.如圖所示,溝通發(fā)電機(jī)的矩形金屬線圈abcd的邊長(zhǎng)ab=cd=50cm,bc=ad=30cm,匝數(shù)n=100,線圈的總電阻r=10Ω,線圈位于磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.050T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中,線圈平面與磁場(chǎng)方向平行。線圈的兩個(gè)末端分別與金屬滑環(huán)K、L焊接在一起,并通過電刷與阻值R=90Ω的定值電阻連接?，F(xiàn)使線圈繞過bc和ad邊中點(diǎn)且垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸OO'以角速度ω=400rad/s勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。電路中其他電阻以及線圈的自感系數(shù)均可忽視不計(jì)。求:(1)線圈中感應(yīng)電流的