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1、专题12 交变电流一、单选题1一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0.若使线圈转动的角速度变为2，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为 （ ）AE2E0，TT0，P2P0BEE0，TT0，P2P0CE2E0，TT0，P2P0DE2E0，TT0，P4P0【答案】 D2如图所示，有一矩形线圈绕OO轴在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，通过滑环接一理想变压器线路中接有电压表和电流表，不计矩形线圈和导线的电阻。滑动接头P可以上下移动，副线圈上接有可调电阻R，下列判断正确
2、的是 （ ）A当P位置不动、R增大时，电压表的示数增大B当P位置不动、R增大时，电压表的示数减小C当P位置向上移动、R不变时，电流表的示数增大D当P位置向上移动、R不变时，电流表的示数减小【答案】 C【解析】因不计矩形线圈和导线的电阻，电压表的示数即电动势的有效值，电动势不变，电压表示数不变，故选项A、B错误；根据理想变压器变压规律，副线圈输出电压U2=，因n1减小，U2会增大，由输出功率等于输入功率P2=知，电流表示数I1会增大，故选项C正确，选项D错误。考点：理想变压器规律及动态分析3为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电，当高压到达用户端时再变为低压若某变电站将电压的交流电
3、降为220V供居民小区用电，则变电所变压器 （ ）A原、副线圈匝数比为501B副线圈中电流的频率是100HzC原线圈的导线比副线圈的要粗D输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和来【答案】 A【解析】由交流电瞬时值表达式可知，最大值为11000V，频率为50Hz，则有效值为11000V，变压器原副线圈匝数比为50：1，A正确；原副线圈中交变电流频率相同，B错误；原副线圈功率相同，由P=IU知副线圈电压低则电流大，则副线圈导线要粗些，C错误；变压器输入功率等于输出功率，电流不相等，D错误。4某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示。如果其他条件不变，仅使线圈的转速变为原来的一半，则
4、交流电动势的最大值变为 （ ）A. 200V B. C. 50V D. 25V【答案】 C【解析】由图读出原来交流电动势的最大值Em=100V，周期T=0.04s，根据感应电动势最大值的表达式Em=NBS得知，Em与成正比，则线圈的转速变为原来的一半，感应电动势最大值变为原来的一半，为Em=50V故选C.考点：交流电的产生及变化规律。5如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N内阻不计，绕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
5、的感应电动势的瞬时值表达式为e=B矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量为0C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，电流表读数减小【答案】 A6如图示，为一交流随时间变化的图象，则此交流的有效值为 （ ）A B C D【答案】 C【解析】由图象可知此交变电流的周期是2s设交流电电流的有效值为I，周期为T，电阻为R，则：，解得，故选C。考点：交流电的有效值.7如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为101，R1=20，R2=10， C为电容器，原线圈所加电压u=220sin100t(V).下列说法正确的是. （ ）A. 原线圈的电流为0.33AB电阻R
6、2的电功率为48.4WC.原、副线圈两端交变电压的频率比为10:1D.原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10:1【答案】 B【解析】由变压器变压公式，副线圈电压U2=22V，由于有电容器，输出功率大于P=72.6W，原线圈的电流为大于I=P/U=0.33A，选项A错误；电阻R2中电流为2.2A，电功率为48.4W，选项B正确；原、副线圈两端交变电压的频率比为1:1，原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为1:1，选项CD错误。8如题20图所示为重庆某中学教学区供电示意图，供电部门通过理想变压器原线圈A、B端送电，虚线框内表示教学区内各教室的照明电路已知变压器副线圈C、D端距教学区输入端E、F距离较远
7、，之间输电线电阻不能忽略，设定A、B端输入电压一定，则以下说法正确的是 （ ）A如果教学区同时使用的电灯减少，A、B端输入电功率仍不变BC D端电压一定为220VCEF端电压一定为220VD教学区内同时使用的电灯越多，EF端输入电压越低【答案】 D【解析】使用的电灯减少，消耗的功率越小，根据变压器输入端功率等于输出端功率，则输入端功率也减小，A错误；如果保证平时灯泡能正常工作，需要CD端的电压大于220V，B错误；EF两端的电压随着功率的增大，线路损失的电压变大而减小，C错误、D正确。9一个多匝闭合矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交流电的电动势表达式为（V），则下列判断正确的是： （ ）A
8、该交电流的频率为50HzB通过该矩形线圈磁通量的最大值为100WbC该交电流电动势的有效值是100VD1s内该交流电电流的方向变化50次【答案】 D【解析】由感应电动势瞬时值的表达式，可见峰值为100V，角速度为50rad/s，频率f=w/2=25Hz，A错；由Em=NBSw，最大磁通量BS=，无法求出，C错；1s内线圈转动25圈，线圈每转一圈电流方向变化两次，D对；10如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，电阻R=55，原线圈两端接一正弦式交变电流，该交变电流电压的有效值为220V。电路中交流电压表和电流表的示数分别为 （ ）A110V、2.0AB440V、8.0AC156V、1.
9、4AD55V、0.5A【答案】 A【解析】由变压器变压公式，副线圈输出电压为110V，电流2.0A，电路中交流电压表和电流表的示数分别为110V、2.0A，选项A正确。11如图所示电路中，电源电压u =311sin100t（V），A、B间接有“220V，440W”的电暖宝、“220V，220W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝。下列说法正确的是 （ ）A交流电压表的示数为311VB电路要正常工作，保险丝的熔断电流不能小于3 AC电暖宝的发热功率是抽油烟机的2倍D1min抽油烟机消耗的电能为220 J【答案】 B【解析】交流电压表测量的是电压的有效值，因此电压表的示数为，A错；电路中的额定功率为6
10、60W，因此电路中的最大电流为，B对；抽油烟机的功率220W是消耗的电功率，转化为热功率和机械功率，由此可知电暖宝的发热功率大于抽油烟机发热功率的2倍，C错；由W=Pt可知1min抽油烟机消耗的电能为，D错；故选B考点：考查有效值的理解点评：本题难度较小，一切与发热功率有关的物理量均采用有效值，交流电压表或电流表测量的是交变电流的有效值12在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则 （ ）A. t0005 s时线框的磁通量变化率为零B. t001 s时线框平面与中性面重合C. 线框产生的交变电动势有效值为311 VD. 线框产生的
11、交变电动势频率为100 Hz【答案】 B【解析】由图可知t=0.005s时刻感应电动势最大，此时线圈所在平面与中性面垂直，所以穿过线框回路的磁通量的变化率最大，A错误；t=0.01s时刻感应电动势等于零，穿过线框回路的磁通量最大，此时线框平面与中性面重合，B正确；产生的有效值为： ，故C错误；周期为，故频率为，故D错误视频13远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R，变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是 （ ）A. B. I2 C. I1U1I22R D. I1U1I2U2【答案】 D考点：本题
12、主要考查了远距离输电的应用问题，属于中档题。视频14如图所示是某种交变电流的电流随时间变化的图线，i0部分的图线是一个正弦曲线的正半周，i0部分的图线是另一个正弦曲线的负半周，其最大值如图中所示，则这种交变电流的有效值为 （ ）AI0 BI0 CI0 DI0【答案】 C【解析】设电流的有效值为I，则，解得选项C正确。考点：交流电的有效值的计算。15图甲所示的变压器原、副线圈匝数比为3:1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图像，L1、L2、L3、L4为四只规格均为“9 V，6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，以下说法正确的是 （ ）A.ab输入端电压的瞬时值表达式为t( V)B.电流
13、表的示数为2A，且四只灯泡均能正常发光C.流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次D.ab输人端输人功率Pab=18 W【答案】 B【解析】据题意，从乙图可知该交流电的周期为：，则有：，该交流电在ab端输入电压瞬时值为：，故选项A错误；由于理想变压器中，则，故四个灯泡刚好正常发光，故选项B正确；1秒有50个周期，每个周期电流变向两次，则1秒内该交变电流变向100次，故选项C错误；输入功率等于输出功率，即：，而ab端输入功率为：，故选项D错误。考点：本题考查交变电流。16一个匝数为100匝，电阻为0.5的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。则线圈
14、中产生交变电流的有效值为 （ ）A5 B B6A D5A【答案】 B【解析】0-1s时间内，感应电动势为E1=n/t=1V,电流为2A，1-1.2s内，感应电动势E2=n/t=5V，感应电流为10A，一个周期内发热量为I12Rt1+I22Rt2=I2R（t1+t2），得I=，B正确。考点：本题考查电磁感应定律和交变电流有效值。17如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表为理想电表，Rt为热敏电阻（阻值随温度的升高而减小），理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电，则 （ ）A. 变压器原线圈中交流电压u的表达式u=110sin100t（V）B.S接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变小C.S接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大D.S由a切换到b，Rt消耗的功率变大【答案】 A【解析】由图乙知交流电最大值Um=110V，周期T=0.02s，所以交流电u=Ums
