高考物理一轮复习 第十一章 交变电流章末滚动练

第十一章 交变电流一、单项选择题1我国的市电标准为“220 V50 Hz”，它是由发电站的发电机发出，通过分级升压或降压变压器变换电压，跨越较远距离输送到用户所在地的下列说法正确的是()A220 V指的是交流电压的峰值B发电机转子的转速为3 000 r/minC变压器可以变换交流电的电压、功率和频率D采用远距离高压输电可减小输电线的电阻及输电线上的电流2一理想变压器原、副线圈匝数比n1n2115，原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u随时间t的变化规律如图1所示，副线圈仅接入一个10 的电阻，则()图1A流过电阻的最大电流是20 AB与电阻并联的电压表的示数是141 VC变压器的输入功率是2.2103 WD在交变电流变化的一个周期内，电阻产生的焦耳热是20 J3在图2甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示已知变压器原、副线圈的匝数比n1n2101，串联在原线圈电路中的电流表A1的示数为1 A，下列说法正确的是()图2A电压表V的示数为200 VB变压器的输出功率为200 WC变压器输出端交变电流的频率为100 HzD电流表A2的示数为0.1 A4普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图3中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则()图3Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd5如图4所示，理想变压器原、副线圈的匝数比是1001，电容器C和电阻R并联在副线圈两端，电流表为理想交流电流表，电阻R10 .当原线圈输入交变电压u1 000sin (50t) V时，下列说法正确的是()图4A电阻R消耗的电功率为20 WB电容器的耐压值至少是10 V才能不被损坏C该交流电的频率为50 HzD电流表的示数为零6如图5所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度匀速转动矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的等效电阻以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是()图5A若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为eNBSsin tC当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动D当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高二、多项选择题7今年春节前后，我国西南部分省市的供电系统由于气候原因遭到严重破坏为此，某小区启动了临时供电系统，它由备用发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图6所示，图中R0表示输电线的等效电阻滑动触头P置于a处时，用户的用电器恰好正常工作，在下列情况下，要保证用电器仍能正常工作，则()图6A当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向上滑动B当发电机输出的电压发生波动使V1示数小于正常值，用电器不变时，应使滑动触头P向下滑动C如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向上滑动D如果V1示数保持正常值不变，那么当用电器增加时，滑动触头P应向下滑动8如图7甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为51，原线圈接交流电源和交流电压表，副线圈接有“220 V440 W”的热水器、“220 V220 W”的抽油烟机如果副线圈电压按图乙所示规律变化，则下列说法正确的是()图7A副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin(100t) VB交流电压表的示数为1 100 VC1 min内变压器输出的电能为3.96104 JD热水器的发热功率是抽油烟机发热功率的2倍9现在用一台该型号的柴油发电机(说明书部分内容如表所示)给灾民临时安置区供电，如图8所示，发电机到安置区的距离是400 m，输电线路中的火线和零线单位长度的电阻为2.5104 /m.安置区家用电器的总功率为44 kW，当这些家用电器都正常工作时(正常工作电压为220 V)，下列说法中正确的是()型号AED6500S最大输出功率60 kW输出电压范围220300 V图8A输电线路中的电流为20 AB输电线路损失的电功率为8 000 WC发电机实际输出电压是260 VD如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压的峰值是300 V10如图9所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点的连线OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B，若线圈从图示位置开始，以角速度绕OO轴匀速转动，则以下判断正确的是()图9A图示位置线圈中的感应电动势最大为EmBL2B闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为eBL2sin tC线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为qD线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q11如图10所示是通过降压变压器降压给用户供电的示意图输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压不会有大的波动输出电压通过输电线送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示当负载增加时，则()图10A电压表、的示数几乎不变B电流表的示数增大，电流表的示数减小C电压表的示数增大，电流表的示数增大D电压表、的示数之差与电流表的示数的比值不变三、非选择题12如图11甲，电阻为R2 的金属线圈与一平行粗糙轨道相连并固定在水平面内，轨道间距为d0.5 m，虚线右侧存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B10.1 T，磁场内外分别静置垂直于导轨的金属棒P和Q，其质量m1m20.02 kg，电阻R1R22 .t0时起对左侧圆形线圈区域施加一个垂直于纸面的交变磁场B2，使得线圈中产生如图乙所示的正弦交变电流(从M端流出时为电流正方向)，整个过程两根金属棒都没有滑动，不考虑P和Q中电流的磁场以及导轨电阻取重力加速度g10 m/s2，则：图11(1)若第1 s内线圈区域的磁场B2正在减弱，则其方向应是垂直纸面向里还是向外？(2)假设最大静摩擦力等于滑动摩擦力，金属棒与导轨间的动摩擦因数至少应是多少？(3)求前4 s内回路产生的总焦耳热答案解析1B220 V是有效值，不是峰值，故选项A错误；标准市电的频率为50 Hz，则转子的转速n50 r/s3 000 r/min，故选项B正确；变压器可以改变电压但不能改变功率和频率，故选项C错误；由PUI可知，增大电压可以减小电流，从而减小导线上的功率损耗，但不能减小电阻，故选项D错误2D根据题图可知，原线圈输入电压的最大值和有效值分别为U1m220 V和U1220 V，所以副线圈两端输出电压的最大值和有效值分别为U2mU1m100 V和U2U1100 V，输出电流的最大值和有效值分别为I2m10 A和I210 A；流过电阻的最大电流即是输出电流的最大值为10 A，与电阻并联的电压表的示数显示的是输出电压的有效值即为100 V，所以选项A、B错误；变压器的输出功率决定输入功率，所以P1P2U2I2100 V10 A1103 W，选项C错误；计算焦耳热用有效值，根据题图可知，交流电的周期T2102 s，所以QIRT20 J，选项D正确3B由题图乙知交变电压的最大值为200 V，频率为50 Hz，所以电压表的示数应为有效值200 V，变压器输出端交变电流的频率为50 Hz，选项A、C错误；变压器的输出功率等于输入功率为PUI2001 W200 W，选项B正确；由电流与匝数的关系得电流表A2的示数为10 A，选项D错误4B为使电流表正常工作，电流表应接在电流较小一侧，由可知，匝数较多的cd端应接PQ，匝数少的ab端接MN，这样IabIcd，选项B正确5B由题意知U11 000 V，则U2U110 V，R消耗的功率PR10 W，A错误电容器的耐压值不小于10 V，B正确交流电的频率f25 Hz，C错误电容器可以通交流，故电流表示数一定不为零，D错误6C线圈处于图示位置时，与中性面垂直，电流瞬时值最大，选项A错误；从垂直中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为eNBScos t，选项B错误；当用电量增加时，变压器输出电流增大，输电线的电阻上电压增大，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动，选项C正确当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压不变，输出电压将降低，选项D错误7AC根据，当U1减小时，若要保持U2不变、n1不变，则应使n2变大，即应使滑动触头P向上滑动，故A对，B错当用电器增加时，则总电流变大，输电线R0上分担的电压增大，若要保持用电器正常工作，则应增大输出电压U2，则由，知要使U2变大，而保持U1不变、n1不变，则应使n2增大，即应使滑动触头P向上滑动，所以C对，D错8AC由题图乙可知，T0.02 s，U1m220 V，而100 rad/s，副线圈两端电压的瞬时值表达式为u220sin(100t) V，A项正确；交流电压表的示数为有效值U1，由，得U1U2220 V1 100 V，所以B项错；因输出端电压有效值为U2220 V，则热水器和抽油烟机均正常工作，则热水器正常工作时的电流I1 A2 A，抽油烟机正常工作时的电流I2 A1 A，所以1 min内变压器输出的电能WU2(I1I2)t220360 J3.96104 J，故C项对；因为抽油烟机的内阻和机械功率未知，故无法求它的发热功率，所以无法比较两个用电器的发热功率的大小，故D项错误9BC由PU0I，得输电线中的电流IP/U0200 A，选项A错误；线路电阻R线2.5104 /m800 m0.2 ，线路损失的电功率P线I2R线8103 W，选项B正确；线路损失电压U线IR线40 V，发电机输出电压UU线U0(40220) V260 V，选项C正确如果该柴油发电机发的电是正弦交流电，则输出电压的峰值是260 V368 V，选项D错误10BD图示位置线圈中的感应电动势最小为零，A错；若线圈从图示位置开始计时，闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为eBL2sin t，B正确；线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为q，C错；线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q，D对11ADU1波动不大，由U2U1可知U2也几乎不变，故A正确负载增加，负载的总电阻减小，则示数增大，R0分压增大，示数减小由I1I2可知I1也增大，可见B、C均错R0，可见D正确12(1)向里(2)0.25(3)24 J解析(1)由楞次定律和安培定则可以判定线圈区域的磁场方向垂直纸面向里(2)通过Q的电流最大值为Im1 A对Q：B1Imdm2g，得0.25(3)前4 s内电流的有效值为I有I0 A回路总电阻为R总RR并3 前4 s内回路产生的总焦耳热QIR总t24 J