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考点强化练29交变电流、变压器1.(多选)关于中性面,下列说法正确的是()A.线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量最大,磁通量的变化率为零B.线圈在转动中经中性面位置时,穿过线圈的磁通量为零,磁通量的变化率最大C.线圈每经过一次中性面,感应电流的方向就改变一次D.线圈每转一周经过中性面一次,所以线圈每转动一周,感应电流的方向就改变一次2.(多选)某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动,产生的交变电流的图象如图所示,由图中信息可以判断()A.在A和C时刻线圈处于中性面位置B.在B和D时刻穿过线圈的磁通量最大C.从AD时刻线圈转过的角度为2D.若从OD时刻历时0.02 s,则在1 s内交变电流的方向改变100次3.(多选)如图所示,在某一输电线路的起始端接入两个理想变压器,原、副线圈的匝数比分别为n1n2=1001和n3n4=1100,图中a、b表示电流表或电压表,已知电压表的示数为22 V,电流表的示数为1 A,则以下说法正确的是()A.a为电流表,b为电压表B.a为电压表,b为电流表C.输电线路总电阻为22 D.线路输送电功率是220 kW4.(多选)调压变压器是一种自耦变压器,它的构造如图所示。线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上。AB间加上正弦交流电压U,移动滑动触头P的位置,就可以调节输出电压。在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表,变阻器的滑动触头为Q。则()A.保持P的位置不动,将Q向下移动时,电流表的读数变大B.保持P的位置不动,将Q向下移动时,电流表的读数变小C.保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向移动时,电流表的读数变大D.保持Q的位置不动,将P沿逆时针方向移动时,电流表的读数变小5.(多选)下列各图是电子技术中的常用电路,其中乙图中的电容器的电容C较小,丙图中的电容器的电容C较大。a、b是部分电路的输入端,其中输入的高频成分用“”表示,低频成分用“”表示,直流成分电路用“-”表示,关于负载电阻R中得到的电流特征,下列说法正确的是()A.图甲中R得到的是交流成分B.图乙中R得到的是高频成分C.图乙中R得到的是低频成分D.图丙中R得到的是直流成分6.(多选)如图所示,矩形线圈面积为S,匝数为N,线圈电阻为r,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动,外电路电阻为R。在线圈由图示位置转过90的过程中,下列说法正确的是()A.磁通量的变化量=NBSB.电压表的示数为NBS2C.电阻R产生的焦耳热Q=N2B2S2R4(R+r)2D.通过电阻R的电荷量为q=NBSR+r7.(多选)某水电站用总电阻为2.5 的输电线输电给500 km外的用户,其输出电功率是3106 kW。现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是()A.输电线上输送的电流大小为6.0103 AB.输电线上由电阻造成的电压损失为15 kVC.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9108 kWD.输电线上损失的功率为P=U2r,U为输电电压,r为输电线的电阻8.随着社会经济的发展,人们对能源的需求也日益增大,节能变得越来越重要。某发电厂采用升压变压器向某一特定用户供电,用户通过降压变压器用电,若发电厂输出电压为U1,输电导线总电阻为R,在某一时段用户需求的电功率为P0,用户的用电器正常工作的电压为U2。在满足用户正常用电的情况下,下列说法正确的是()A.输电线上损耗的功率为P02RU22B.输电线上损耗的功率为P02RU12C.若要减少输电线上损耗的功率可以采用更高的电压输电D.采用更高的电压输电会降低输电的效率9.(多选)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示,则()A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a、b对应的线圈转速之比为23C.曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V10.(多选)如图所示的电路中,P为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压U1不变,闭合开关S,下列说法正确的是()A.P向下滑动时,灯L变亮B.P向下滑动时,变压器的输出电压不变C.P向上滑动时,变压器的输入电流变小D.P向上滑动时,变压器的输出功率变大11.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为101,b是原线圈的中心接头,电压表V和电流表A均为理想电表,除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交流电压,其瞬时值表达式为u1=2202sin 100t(V)。下列说法正确的是()A.t=1600 s时刻,c、d两点间的电压瞬时值为110 VB.当单刀双掷开关与a连接时,电压表的示数为222 VC.单刀双掷开关与a连接,在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表和电流表的示数均变大12.(1)在“探究电磁感应的产生条件”的实验中,小明同学做实验时有如下未完成的电路连接图请你帮他完成,图中a号导线应该接,b号导线应该接。(均填“A接线柱”或“B接线柱”)正确连线后小明做了各种操作尝试,当闭合开关的瞬间电流计指针向右偏转,如下情形电流计指针向左偏转的是()A.断开开关的瞬间B.闭合开关待电路稳定后C.闭合开关将滑动变阻器滑片向右滑动时D.闭合开关拔出线圈中的铁芯过程中(2)在“探究变压器的电压与匝数的关系”的实验中,实验室备有下列可供选器材,在实验中不必用到的实验器材有。小明同学在正确操作此实验后得到了下表的数据:原线圈的匝数n1(匝)100200400800副线圈的匝数n2(匝)800400200100原线圈两端的电压U1(V)0.964.97.915.8副线圈两端的电压U2(V)7.99.83.81.94请根据实验中的数据得出实验结论。13.交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动。一小型发电机的线圈共220匝,线圈面积S=0.05 m2,线圈转动的频率为50 Hz,线圈内阻不计,磁场的磁感应强度B=2 T。为了用此发电机发出的交流电带动两个标有“220 V11 kW”的电动机正常工作,需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器,电路如图所示。求:(1)发电机的输出电压;(2)变压器原、副线圈的匝数比;(3)与变压器原线圈串联的交流电流表的示数。考点强化练29交变电流、变压器1.AC中性面是线圈平面与磁感线垂直的位置,线圈经过该位置时,穿过线圈的磁通量最大,各边都不切割磁感线,不产生感应电动势,所以磁通量的变化率为零,A项正确,B项错误;线圈每经过一次中性面,感应电流的方向改变一次,但线圈每转一周时要经过中性面两次,所以每转一周,感应电流方向就改变两次,C项正确,D项错误。2.BD中性面是指线圈平面与磁场垂直时的位置,这时磁通量最大,但是磁通量的变化率为零,在该位置感应电动势为零,感应电流为零,当线圈垂直于中性面时磁通量为零,但是磁通量的变化率最大,感应电动势最大,即图中的O、B、D时刻处于中性面位置,A、C时刻处于垂直于中性面的位置,故A错误,B正确。AD并不是一个周期,线圈尚未转动一周,故转过的角度小于2,故C项错误。OD历时0.02 s,即周期为0.02 s,在一个周期内交变电流的方向改变两次,故1 s内交变电流的方向改变100次,故D项正确。3.BD由题图可知:a表是电压表,b表是电流表。而甲互感器原线圈的匝数与副线圈匝数比为1001,乙互感器原线圈的匝数与副线圈匝数比为1100,由电压表的示数为22 V,得原线圈的电压为2 200 V,由电流表的示数为1 A,原线圈的电流为100 A。所以电线输送功率是2.2105 W=220 kW,由已知条件无法求输电线电阻。故BD正确,AC错误;故选BD。4.BC保持P的位置不动,即是保持变压器的原、副线圈的匝数比不变,则滑动变阻器R两端的电压不变,当将Q向下移动时,连入电路的电阻的阻值变大,因而电流减小,A错误、B正确;保持Q的位置不动,即是保持滑动变阻器R连入电路的阻值不变,将P沿逆时针方向移动时,变压器的原线圈的匝数不变,副线圈的匝数增多,滑动变阻器R两端的电压将增大,所以电流表的读数变大,C正确、D错误。5.ACD6.CD由图示位置转过90的过程中,磁通量的变化量=BS,与匝数无关,故A错误;线圈在磁场中转动,产生的电动势的最大值为Em=nBS,电动势的有效值为E=NBS2,电压表测量的为电路的外电压,所以电压表的读数为U=ERR+r=NBSR2(R+r),所以B错误;电阻R产生的热量Q=U2R2=N2B2S2R4(R+r)2,所以C正确。由E=t,I=ER+r,q=It得到,电量q=NBSR+r,故D正确,故选CD。7.AB由P=UI知,输电线上的输送电流I=PU=31095105 A=6 000 A,A正确;输电线上损失的电压U=IR=6 0002.5 V=15 000 V=15 kV,B正确;若改用5 kV电压输电,则输送电流I=PU=31095 000 A=6105 A,则损失的功率P损=I2R=3610102.5 W=91011 W=9108 kWP,违背能量守恒定律,C错误;输电线上损失的功率为P=U2r,U应为线路上损失的电压,r为输电线的电阻,D错误。8.C设发电厂输出功率为P,则输电线上损耗的功率为P=P-P0,P=I2R=P2RU12,A、B选项错误;采用更高的电压输电,可以减小导线上电流,故可以减小输电导线上损耗的功率,C项正确;采用更高的电压输电,输电线上损耗的功率减小,则发电厂输出的总功率减小,故可提高输电的效率,D项错误。9.AC当t=0时,两条曲线所代表的幅值都为0,即此时金属线框不切割磁感线,线框的运动方向与磁感线的方向一致,则此时线圈平面与中性面重合,故A项正确。由图可知,a的周期为410-2 s;b的周期为610-2 s,则由n=1T可知,转速与周期成反比,周期之比为23,转速比为32,故B项错误。曲线a的交变电流的周期为410-2 s,则频率f=1Ta=25 Hz,故C项正确。根据最大值,Em=BS,可知b的最大值为10 V,则有效值为U=102 V=52 V,故D项错误。10.BD变压器动态问题,要把副线圈作为电源,与副线圈连接的电路作为外电路,采用直流电路动态问题分析的方法分析。11.D12.答案 (1)B接线柱A接线柱ACD(2)BCD在误差范围内原、副线圈电压与匝数成正比,即n1n2=U1U2解析 (1)大线圈应该与电流计相连构成闭合回路,所以a应该接到B接线柱,b应该接到A接线柱;闭合开关电流增大,磁通量增大,电流计向右偏,所以只要磁通量减小的情况,电流计都会向左偏。(2)“探究变压器的电压与匝数的关系”要用低压交流电源和交流电表,所以不需要干电池、磁铁和滑动变阻器,表格中每组数据都可以看出匝数之比近似等于电压之比。13.答案 (1)1 100 V(2)51(3)20 A解析 (1)线圈转动产生的电动势最大值为:Em=NBS=1 1002 V,输出电压的有效值为U1=Em2=1 100 V。(2)由变压器的电压关系得:n1n2=U1U2=51。(3)根据P入=P出=2.2104 W,再根据P入=U1I1,解得I1=20 A。
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