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专题11 交变电流一、选择题A、当S与a连接后，理想电流表示数为B、当S与a连接后，理想电压表示数为C、当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为D、当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍【答案】AD考点：变压器的构造和原理【名师点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题2.【广东省佛山市第一中学2016届高三第三次模拟考试】理想变压器原线圈a匝数n1200匝，副线圈b匝数n2100匝，线圈a接在u44sin314tV的交流电源上，“12V，6W”的灯泡恰好正常发光，电阻R216，电压表V为理想电表。下列推断正确的是 A交变电流的频率为100Hz B穿过铁芯的磁通量的最大变化率为WbsC电压表V的示数为22 V DR1消耗的功率是1 W【答案】BD【解析】考点: 变压器的构造及原理。【名师点睛】基本关系式中物理量之间的决定关系：电压副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定，即U2U1（原制约副）功率副线圈中的功率P2由用户负载决定，原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定，即P1P2（副制约原）电流原线圈的电流I1由副线圈的电流I2和匝数比决定，即I1I2（副制约原）3.【河北定州中学2016-2017学年第一学期高四物理周练试题（一）】如图，利用理想变压器进行远距离输电，发电厂的输出电压恒定，输电线路的电阻不变，当用电高峰到来时A输电线上损耗的功率减小B电压表V1的示数减小，电流表A1增大C电压表V2的示数增大，电流表A2减小D用户功率与发电厂输出功率的比值减小【答案】D考点：远距离输电【名师点睛】解决本题的关键知道：1、输送功率与输送电压、电流的关系；2、变压器原副线圈的电压比与匝数比的关系；3、升压变压器输出电压、降压变压器输入电压、电压损失的关系；4、升压变压器的输出功率、功率损失、降压变压器的输入功率关系。4.【河北定州中学2016-2017学年第一学期高四物理周练试题（一）】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1，原线圈接正弦交流电源上，副线圈接入“3V，6W”灯泡一只，且灯泡正常发光则A原线圈电压为 3VB电源输出功率 120 WC电流表的示数为 01AD电流表的示数为 40A【答案】C【解析】根据电压与匝数成正比可知，原线圈端电压为，故A错误；在理想的变压器中的输入功率和输出功率的大小相等，在副线圈中只有一个的灯泡正常发光，所以输入功率和输出功率的大小都为，故B错误；根据理想变压器输入功率为，则原线圈的电流为，故选项C正确，选项D错误。考点：变压器的构造和原理【名师点睛】在理想的变压器中的输入功率和输出功率的大小相等，电压与匝数成正比，电流与匝数成反比。5.【辽宁省葫芦岛市六校协作体2017届高三上学期期初考试物理试题】如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是A.原、副线圈砸数之比为9:1 B. 原、副线圈砸数之比为1:9C.此时a和b的电功率之比为9:1 D.此时a和b的电功率之比为1:9【答案】AD考点：考查了理想变压器6.【湖北省襄阳四中2017届高三八月第一周周考理科综合物理试题】如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接在的正弦交流电，图中D为理想二极管，（正向电阻不计，反向电阻为无穷大），定值电阻,则下列说法正确的是 （ ）A时，原线圈输入电压的瞬时值为 B时，电压表示数为18V C电流表示数为1A D变压器的输入功率为9W【答案】，A【解析】试题分析：时，A正确；电压表测量的是效值，输入电压的最大值为,有效值为，B错误；由得：,由,根据二极管具有单向导电性，结合电流的热效应，则：,故电流表的示数为,A、C错误；变压器的输入功率等于输出功率，即,D错误。考点：本题考查理想变压器，意在考查考生的分析综合能力。【名师点睛】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。7.【陕西省西安中学2016届高三第一次仿真考试理科综合试题】如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈接入图乙所示的不完整的正弦交流电，副线圈接火灾报警系统（报警器未画出），电压表和电流表均为理想电表，和为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，下列说法中正确的是（ ）A、R处出现火警时电压表示数增大B、R处出现火警时电流表示数减小C、图乙中电压的有效值为D、电压表的示数为【答案】D考点：变压器的构造和原理【名师点睛】根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握，根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。8.【广西南宁二中、柳州高中、玉林高中2017届高三8月联考理科综合】如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=200匝，原线圈接交变电源，电压。副线圈接电动机，电动机内阻为5，电流表A2示数为2A，电表对电路的影响忽略不计。则（ ）A此交流电的频率为100Hz B电压表示数为220VC此电动机输出功率为60W D电流表A1示数为10A 【答案】BC考点：变压器；电功率【名师点睛】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决。注意电动机的输出功率等于输入的总功率与内阻上的热功率之差。9.【湖南省石门县第一中学2017届高三8月单元检测物理试题】如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图像，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程中所产生正弦交流电的图像如图b所示. 以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（）A在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零 B线圈先后两次转速之比为3：2 C交流电a的瞬时值为u=10sin5t（v） D交流电b电压的最大值为20/ 3V【答案】BCD考点：交流电【名师点睛】本题考查的是学生读图的能力，根据图象读出交流电的最大值和周期，同时要掌握住交变电流的产生的过程.10.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三入学考试理科综合物理试题】如图所示，理想变压器原副线圈各接一个电阻和，原线圈中接有220V交流电源，此时两只电阻上的电压都是10V，设变压器原副线圈的匝数比为n：1，电阻和消耗的功率之比为k：1，则A、 B、 C、 D、【答案】A【解析】原线圈接220V的电压，而两端的电压为10V，所以理想变压器输入端的电压为，输出端的电压为，根据公式可得，电阻和消耗的功率之比为k：1，即，因为，故，A正确；考点：考查了理想变压器【名师点睛】对于变压器需要掌握公式、，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，11.【湖南省长沙市长郡中学2017届高三上学期第一次周测物理试题】为了浴室用电安全，某同学用理想变压器降压给浴室供电；如图所示，理想变压器原线圈输入交变电压,变压器原副线圈匝数比为5:1,已知照明灯额定功率为66W,排气扇电动机内阻为1，电流表示数为3A，各用电器均正常工作，电表均为理想电表，则（）A.电压表示数为62V B.变压器的输入功率为186W C.排气扇输出功率为63.75W D.保险丝熔断电流不得低于3A.【答案】C考点：变压器；交流电【名师点睛】此题是关于变压器及交流电的计算；理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，其值就是刚才的有效值。12.【江西省南昌市第三中学2016届高三下学期第三次模拟考试理科综合】如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4:1，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R=11R0，是理想电压表；现将负载电阻的阻值减小为R=5R0，保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为5.0V，则A.此时原线圈两端电压的最大值约为34VB.此时原线圈两端电压的最大值约为24VC.原线圈两端原来的电压有效值约为68VD.原线圈两端原来的电压有效值约为48V【答案】AD考点：变压器；交流电13.【广东省湛江一中等“四校”2017届高三上学期第一次联考物理试题】如图所示，面积为，内阻不计的100匝矩形线圈ABCD，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为 ，匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，触头P可移动，副线圈所接电阻，电表均为理想交流电表，当线圈平面与磁场方向平行时开始计时，下列说法正确的是（ ）A线圈中感应电动势的表达式为BP上移时，电流表示数减小C时刻，电压表示数为D当原副线圈匝数比为时，电阻上消耗的功率为【答案】D【解析】矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动，产生的交流电的最大值为：，线圈中感应电动势的表达式为e=100cos（100t）V，故A错误；P上移时，原线圈的匝数减小，则导致副线圈电压增大，那么副线圈电流也增大，则原线圈的电流会增大，故B错误；由于最大值为有效值的倍，所以交流电的有效值为U=100V，当t=0时，电压表示数为100V，故C错误；当原、副线圈匝数比为1：2时，次级电压有效值为200V，电阻上消耗的功率为，故D正确；故选D。考点：交流电；变压器14.【江西省赣中南五校2017届高三上学期开学摸底考试理科综合物理试题】如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度做匀速转动，从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是A矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为eNBScostB矩形线圈从图示位置经过时间内，通过电流表的电荷量为零C当P位置不动，R增大时，电压表读数也增大D当P位置向上移动，R不变时，电流表读数变大【答案】AD考点：交流电；变压器15.【湖北省大冶市第一中学2017届高三8月月考物理试题】判断下列说法哪些是正确的？ A手机通话时发射的无线电波都是经过调制的B当敌机靠近时，战机携带的雷达接收反射波的频率小于其发射频率C当变压器的铁芯不闭合时，其原副线圈的电压比不等于其匝数比DLC振荡电路中产生随时间t按 i=a sin b t的规律变化的振荡电流时，发射的电磁波的波长为（c为真空中的光速）【答案】ACD考点：电磁波；变压器2、 非选择题1.【湖北省大冶市第一中学2017届高三8月月考物理试题】（本题10分）发电机转子是匝数n=100，边长L=20cm的正方形线圈，其置于磁感应强度B=0.5T的匀强磁场中，绕着垂直磁场方向的轴以=100(rads)的角速度转动，当转到线圈平面与磁场方向垂直时开始计时.线圈的电阻r=1，外电路电阻R=99.试求：(1)写出交变电流瞬时值表达式；(2)外电阻上消耗的功率；(3)从计时开始，线圈转过过程中，通过外电阻的电荷量是多少?【答案】(1) i=6.28sin100t (2) 1.95103W (3) 110-2C【解析】 (1)电动势的最大值：Em=nBL2=200=628(V)根据闭合电路欧姆定律得 Im=6.28A故交变电流瞬时值表达式：i=6.28sin100t (2)电流的有效值I= 由P=I2R得外电阻上的消耗功率： P=()2R=1.95103W (3)从计时开始到线圈转过过程中，平均感应电动势由E=n得平均电流： = /( R+r) =nBL22(R+r)t通过外电阻的电荷量：q=t= nBL22(R+r) =110-2C 考点：交流电；法拉第电磁感应定律2.【河北定州中学2016-2017学年第一学期高四物理周练试题（一）】某小型实验水电站输出功率P=38 kW，输电线路总电阻（1）若采用U=380 V输电，求输电线路损耗的功率；（2）若改用高压输电，用户端利用的变压器降压，求用户得到的电压【答案】（1）；（2）考点：远距离输电【名师点睛】本题考查学生运用电功率公式及变压器线圈匝数与电压的关系解决实际问题的能力要明确损失功率的计算方法。
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