知識點(diǎn)十三 交變電流-2021年高考物理分類題庫

知識點(diǎn)十三交變電流1.(2021·河北選擇考·T8)如圖,發(fā)電機(jī)的矩形線圈長為2L、寬為L,匝數(shù)為N。放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n0、n1和n2,兩個(gè)副線圈分別接有電阻R1和R2。當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),理想電流表讀數(shù)為I。不計(jì)線圈電阻,下列說法正確的是 ()A.通過電阻R2的電流為nB.電阻R2兩端的電壓為nC.n0與n1的比值為2D.發(fā)電機(jī)的功率為2【解析】選B、C。矩形線圈在磁場中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為Em=2NBL2ω,有效值為E=2NBL2ω,由理想變壓器原理得:U0n0=U1n1=U2n2,又U0=E,I1=U1R1=I,I2=U2R2,解得:I2=n2IR1n12.(2021·湖南選擇考·T6)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(dòng)變阻器R的滑片從a端滑動(dòng)到b端的過程中,兩個(gè)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【解析】選A。副線圈的總電阻為1R2=1R0+RaP+1R0+RPb,解得R2=(R0+RaP)·(R0+RPb)(R0+RaP)+(R0+RPb)=(R0+RaP)·(R0+RPb)2R0+R,則滑動(dòng)變阻器R的滑片從a端滑動(dòng)到b端的過程中,副線圈的總電阻先增大后減小,根據(jù)等效電阻關(guān)系有R等=U1I1=n1n2U2n2n1I2=(n1n2)2U2I2=(3.(2021·廣東選擇考·T7)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)充電裝置,如圖所示。假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(qiáng)弱無關(guān)D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率【解析】選B。周期是T=0.2s,頻率是f=1T=5Hz,故A錯(cuò)誤;由理想變壓器原理可知U1U2=n1n24.(2021·浙江6月選考·T5)如圖所示,虛線是正弦交流電的圖像,實(shí)線是另一交流電的圖像,它們的周期T和最大值Um相同,則實(shí)線所對應(yīng)的交流電的有效值U滿足 ()A.U=12UmB.U=22UmC.U>22UmD.U<【解析】選D。已知正弦交流電的電壓有效值U=22Um,根據(jù)有效值定義:讓交變電流與恒定電流分別通過大小相同的電阻,如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等,則該直流電的大小就是交流電的有效值。顯然圖中實(shí)線上各個(gè)時(shí)刻的電壓均小于虛線正弦交流電的電壓,所以產(chǎn)生的熱量應(yīng)該小于正弦交流電的熱量,所以有效值應(yīng)該小于22U5.(2021·山東等級考·T9)輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3,輸入電壓為7.5V的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r,負(fù)載R的阻值為10Ω。開關(guān)S接1時(shí),右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,R上的功率為10W;接2時(shí),匝數(shù)比為1∶2,R上的功率為P。以下判斷正確的是 ()A.r=10Ω B.r=5Ω C.P=45W D.P=22.5W【解析】選B、D。當(dāng)開關(guān)S接1時(shí),左側(cè)變壓器次級電壓U2=3×7.5V=22.5V,電阻R上的電壓,即右側(cè)變壓器的次級電壓U4=P