《高考物理总复习 必考部分 专题十二 交变电流习题课件2》由会员分享，可在线阅读，更多相关《高考物理总复习 必考部分 专题十二 交变电流习题课件2（72页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、专题十二 交变电流,高考物理 (课标专用),1.(2016课标,19,6分)(多选)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,两灯均能正常发光,下列说法正确的是 ( ) A.原、副线圈匝数比为91 B.原、副线圈匝数比为19 C.此时a和b的电功率之比为91 D.此时a和b的电功率之比为19,五年高考,A组 统一命题课标卷题组,答案 AD 由题意知U=10U灯,a、b均正常发光,则变压器输入电压U1=9U灯,而输出电压U2=U灯, 所以原、副线圈匝数比n1n2=U1U2=91;而I1I2=n2n1=19,所以两灯功率之比PaPb=U灯
2、I1U灯I2=19,选项A、D正确。,审题指导 两灯均正常发光,Ua=Ub=U灯,U=Ua+U1=10U灯,则U1=9U灯。,评析 本题考查变压器原、副线圈的电压关系和电流关系等知识,难度为易,弄清变压器输入电 压U1与U灯的关系是解决本题的关键。,2.(2016课标,21,6分)(多选)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线 框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一 匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、 且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则 ( )
3、 A.两导线框中均会产生正弦交流电 B.两导线框中感应电流的周期都等于T C.在t= 时,两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等,答案 BC 本题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流,故A项错误;两 导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同,B项正确;在t= 时,两导线框切割磁感线的 导线长度相同,且切割速度大小相等,故产生的感应电动势相等,均为E= BR2,C项正确;两导线 框中感应电流随时间变化的图像如图所示,故两导线框中感应电流的有效值不相等,D项错误。,疑难突破 设M导线框中的电流有效值为IM,则 rT=2 r ,
4、得IM= ;设N导线框中电 流有效值为IN,则 rT=2 r ,得IN= ,故IM= IN。,评析 本题考查感应电动势及其相关知识,通过比较的方式对交流电的产生、感应电动势的产 生及有效值等知识进行考查,难度中等,考生需要对导线框转动过程进行细致周全的分析,能力 要求较高。,3.(2016课标,16,6分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 , 为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S断 开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为 ( ) A.2 B.3 C.4 D.5,答案 B
5、 设原、副线圈匝数比为n,根据能量守恒,当S断开时,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);当S闭合时,4 UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,联立解得n=3,所以B正确。,误区警示 变压器原线圈上串联电阻之后,属于非纯电阻电路,不能在含有线圈的电路中应用欧 姆定律。要计算原线圈上消耗的功率,只要计算出副线圈电阻上消耗的功率即可。,4.(2015课标,16,6分,0.664)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,在原、副线圈的回路 中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副 线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值
6、为k,则 ( ) A.U=66 V,k= B.U=22 V,k= C.U=66 V,k= D.U=22 V,k=,答案 A 设原线圈中电流为I,由 = 知副线圈中的电流I2=3I,由题意知副线圈中电阻两端的 电压U=3IR,则原线圈回路中R两端的电压UR=IR= ,原线圈两端的电压U1=3U,由闭合电路中电 压关系可知U1+UR=220 V,即3U+ =220 V,U=66 V,原线圈回路中电阻消耗的功率P1=I2R,副线圈 回路中电阻消耗的功率P2=(3I)2R, =k= = ,选项A正确。,易错点拨 本题容易误认为220 V即为原线圈的输入电压。原线圏与电阻R串联分压,原线圈的 输入电压U
7、1=220 V-UR。,评析 此题为常见题型,但原线圈回路加一电阻,使试题难度大为增加。,1.(2017天津理综,6,6分)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直 的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 ,则 ( ) A.t=0时,线圈平面平行于磁感线 B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向 C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内,线圈产生的热量为82 J,B组 自主命题省（区、市）卷题组,答案 AD 由-t图可知,t=0时,=0,则线圈平面平行于磁感线,选项A正确;t=1 s时=0,此时电 动势最大,
8、t=0.5 s和t=1.5 s时,最大,此时电动势为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动 势的最大值Em=nBS=nm =4 V,有效值E= Em=2 V,一个周期内线圈产生的热量Q= T=82 J,D正确。,疑难突破 由E=n 知随时间按正弦规律变化,则E随时间按余弦规律变化。电流改变 方向的时刻在E=0时刻,即最大时刻。计算电流产生的焦耳热应使用电动势的有效值。,答案 B 由题知,变压器的输入电压U1= V=220 V,所以U2= U1=110 V;副线圈电流I2= =2 A,原线圈电流I1= I2=1 A。本题中电压表、电流表的读数为有效值,故B项正确,C项错 误;原线圈输入功率
9、P1=U1I1=220 W,A项错误;交流电的周期T= = s=0.02 s,D项错误。,3.(2016天津理综,5,6分)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电 表。下列说法正确的是 ( ) A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大 B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大 C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大 D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大、A2示数变大,答案 B 由于原、副线圈两端电压不变,当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时,连入电路的电 阻变大,所在电路总电阻变大,副线圈中电流减小,R1中电流减小,R
10、1消耗的功率减小,A项错误;R1 中电流减小,则R1两端电压减小,而副线圈两端电压不变,所以滑动变阻器两端电压增大,电压表 示数变大,B项正确;副线圈中电流减小,原线圈中电流随之减小,故C项错误;若闭合开关S,负载电 路的总电阻减小,副线圈中电流增大,R1中电流增大,则R1两端电压升高,R2两端电压减小,A2示数 变小,D项错误。,反思总结 此题是变压器工作电路中的动态问题,要注意其中的因果关系:原线圈电压决定副线 圈输出电压,副线圈的输出电压和负载电阻共同决定副线圈中的电流,副线圈中的电流决定原线 圈中的电流。,4.(2016江苏单科,4,3分)一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈
11、,将其接在a、b间作 为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1 的交变电流时,c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中 ( ) A.U2U1,U2降低 B.U2U1,U2升高 C.U2U1,U2降低 D.U2U1,U2升高,答案 C 由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因 = ,则U2U1;在将滑动触 头从M点顺时针转到N点的过程中,n2减小,U2降低,选项C正确,选项A、B、D错误。,5.(2015四川理综,4,6分)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场 视为匀强磁场,方
12、向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压 ( ),A.峰值是e0 B.峰值是2e0 C.有效值是 Ne0 D.有效值是 Ne0,答案 D 发电机输出电压峰值是2Ne0,A、B错误;有效值是 2Ne0= Ne0,C错误,D正确。,6.(2015安徽理综,16,6分)图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电 源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到 电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法
13、正确的是 ( ) A.电压表V1示数增大 B.电压表V2、V3示数均增大 C.该变压器起升压作用 D.变阻器滑片是沿c d的方向滑动,答案 D 变压器输入电压不变,原、副线圈的匝数比不变,故原、副线圈两端的电压不变,即电 压表V1、V2示数不变,选项A、B均错误;I1、I2增加,则副线圈电路中总电阻减小,故变阻器滑片应 沿c d方向滑动,选项D正确;由原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入=P出知,调节滑动变 阻器前I1n1=I2n2,调节滑动变阻器后I1n1=I2n2,联立得(I1-I1)n1=(I2-I2)n2,即I1n1=I2n2, = = = 4,故该变压器起降压作用,选项C错误。,
14、7.(2015广东理综,15,4分)图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想 变压器,原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由 220 V降至110 V。调节前后 ( ),A.副线圈中的电流比为12 B.副线圈输出功率比为21 C.副线圈的接入匝数比为21 D.原线圈输入功率比为12,答案 C 电阻丝的阻值R可认为不变,由欧姆定律I= 可知副线圈中的电流取决于副线圈的输 出电压,故调节前后副线圈中电流之比为21,A错误;再由P2=I2U2或P2= 可知副线圈的输出功 率之比应为41,B错误;而理想变压器输入功率总是等于输出功率,故原线
15、圈的输入功率之比也 为41,D错误;因原线圈的输入电压U1、匝数n1恒定,故由电压关系 = 可知副线圈的接入匝 数比为21,C正确。,8.(2015江苏单科,1,3分)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为 ( ) A.200 B.400 C.1 600 D.3 200,答案 B 由理想变压器的变压比等于匝数比,即 = ,解得n2= n1=400,选项B正确。,9.(2015海南单科,10,5分)(多选)如图,一理想变压器原、副线圈匝数之比为41,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
16、的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R 0, 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 的读数为5.0 V,则 ( ) A.此时原线圈两端电压的最大值约为34 V B.此时原线圈两端电压的最大值约为24 V C.原线圈两端原来的电压有效值约为68 V D.原线圈两端原来的电压有效值约为48 V,答案 AD 当R=5R0时, 示数为5.0 V,所以输出电流I出= ,UR0=I出R0=1 V,则变压器输出电压 为6 V,由 = 得到输入电压的有效值为24 V,所以原线圈两端电压最大值为 U134 V,A正 确,B错误。因I入I出=n2n1不变,故输入电流不变时输出电流也不变,当负载由R=11R0变为R=5R 0时,由U=IR知副线圈电压由I(R0+11R0)降到I(R0+5R0)=6 V,则副线圈两端原来的电压有效值为12 V,原线圈两
