（浙江选考）2023届高三物理一轮复习第9章电磁感应交变电流第4节交变电流课后限时训练

PAGEPAGE2第4节交变电流(建议用时：40分钟)1．一交流电压为u＝100eq\r(2)sin(100πt)V，由此表达式可知()A．用电压表测该电压其示数为50VB．该交流电压的周期为0.02sC．将该电压加在“100V100W〞的灯泡两端，灯泡的实际功率小于100WD．t＝eq\f(1,400)s时，该交流电压的瞬时值为50VB[电压有效值为100V，故用电压表测该电压其示数为100V，A项错误；ω＝100πrad/s，那么周期T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，B项正确；该电压加在“100V100W〞的灯泡两端，灯泡恰好正常工作，C项错误；t＝eq\f(1,400)s，代入瞬时值表达式得电压的瞬时值为100V，D项错误．]2．一个小型电热器假设接在输出电压为10V的直流电源上，消耗电功率为P；假设把它接在某个正弦式交流电源上，其消耗的电功率为eq\f(P,2).如果电热器电阻不变，那么此交流电源输出电压的最大值为()A．5V B．5eq\r(2)VC．10V D．10eq\r(2)VC[根据P＝eq\f(U2,R)，对直流电有P＝eq\f(10V2,R)，对正弦式交流电有eq\f(P,2)＝eq\f(U′2,R)，所以正弦式交流电的有效值为U′＝eq\r(\f(PR,2))＝eq\f(10,\r(2))V，故交流电源输出电压的最大值Um′＝eq\r(2)U′＝10V，应选项C正确，选项A、B、D错误．]3．(多项选择)一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图9­4­19所示，由图可知()图9­4­19A．该交变电流的频率为25HzB．该交变电压的有效值为141.4VC．该交变电压的瞬时值表达式为u＝100sin(25t)VD．假设将该交变电流的电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，那么电阻消耗的功率是50W【答案】AD4．如图9­4­20所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的选项是()图9­4­20A．这是一个升压变压器B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C．当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12VD．当原线圈输入交流电压220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小B[根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220V，输出电压为12V，该变压器为降压变压器，应选项A错误，B正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，知副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D错误．]5．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，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图9­4­21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，那么发电机输出电压()图9­4­21A．峰值是e0 B．峰值是2e0C．有效值是eq\f(\r(2),2)Ne0 D．有效值是eq\r(2)Ne0D[矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误；由于不计线圈的电阻，所以发电机的输出电压峰值为2Ne0，故有效值为eq\f(2Ne0,\r(2))＝eq\r(2)Ne0，故D正确．]6．(多项选择)在远距离输电中，当输电线的电阻和输送的电功率不变时，那么()【导学号：81370345】A．输电线路上损失的电压与输送电流成正比B．输送电压越高，输电线路上损失的电压越大C．输电线路上损失的功率跟输送电压的平方成反比D．输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比AC[输电线路上的损失电压ΔU＝Ir，在r一定时，ΔU和I成正比．假设U越高，I＝eq\f(P,U)，I越小，那么ΔU越小．输电线路上损失的功率ΔP＝I2r，当P一定时，I＝eq\f(P,U)，所以ΔP＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2r，即ΔP和U的平方成反比，跟I的平方成正比，故A、C正确．]7．(多项选择)图9­4­22是霓虹灯的供电电路图，变压器可视为理想变压器，变压器原线圈与副线圈匝数比eq\f(n1,n2)＝eq\f(1,20)，加在原线圈的电压为u1＝311sin100πt(V)．霓虹灯正常工作的电阻R＝440kΩ，I1、I2分别表示原、副线圈中的电流．以下判断正确的选项是()图9­4­22A．副线圈两端电压为6220V，副线圈中的电流为14.1mAB．副线圈两端电压为4400V，副线圈中的电流为10.0mAC．I1<I2D．I1>I2BD[原线圈电压的有效值U1＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(311,\r(2))V≈220V，由变压比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，U2＝eq\f(U1n2,n1)＝4400V，副线圈中的电流I2＝eq\f(U2,R)＝eq\f(4400,440×103)A＝0.01A＝10mA，原、副线圈中的电流跟匝数成反比，故I1>I2.]8．(多项选择)正弦交变电源与电阻R、交流电压表、交流电流表按照图9­4­23甲所示的方式连接，R＝200Ω，图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象，那么()图9­4­23A．交流电压表的读数是311VB．交流电流表的读数是1.1AC．R两端的电压随时间变化的规律是UR＝311cosπtVD．R两端的电压随时间变化的规律是UR＝311cos(100πt)VBD[最大值为311V，那么有效值为U＝eq\f(Um,\r(2))≈220V，那么A错误；电流的有效值为I＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,200)A＝1.1A，B正确；由图知周期为T＝0.02s，那么ω＝eq\f(2π,T)＝100π，那么电压随时间变化的规律是UR＝311cos(100πt)V，C错误，D正确．]图9­4­249．(多项选择)如图9­4­24所示，一理想变压器原、副线圈的匝数之比为10∶1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中的电容器C和电阻R为负载，交流电压表和交流电流表均为理想电表，那么以下说法正确的选项是()A．假设电压表的示数为6V，那么输入电压的峰值为60eq\r(2)VB．电流表Ⓐ的示数为流经电阻R的电流C．假设输入电压U＝100V，那么电容器C的耐压值至少为10VD．假设输入电压的峰值保持不变，将其频率变大，那么变压器的输入功率将增大AD[电压表示数为6V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得U1＝60V，那么输入电压的峰值为Um＝60eq\r(2)V，A项正确；在交流电路中电容器C、电阻R都工作，那么电流表测得的是流经R与C的电流之和，B项错误；假设输入电压U＝100V，那么输入电压峰值为Um＝100eq\r(2)V，那么输出端电压的峰值即电容器C的耐压值至少为10eq\r(2)V，C项错误；假设输入电压峰值保持不变，将频率变大，由电容器C对交流电的影响可知，交流电的频率变大，容抗变小，总电阻变小，由P＝eq\f(U2,R负)得输出功率将变大，那么输入功率也将变大，D项正确．]10．如图9­4­25所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，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两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)．以下说法中正确的选项是()【导学号：81370346】图9­4­25A．t＝eq\f(1,600)s时刻，c、d两点间的电压瞬时值为110VB．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22eq\r(2)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D[由c、d两点间的电压瞬时值表达式u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)知，当t＝eq\f(1,600)s时，u1＝220eq\r(2)·sineq\f(π,6)V＝110eq\r(2)V，选项A错误．由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝eq\f(U1n2,n1)＝220×eq\f(1,10)V＝22V,选项B错误．单刀双掷开关与a连接，滑片P向上移动时，电压表示数变大，选项C错误．]11．(多项选择)(2022·永康选考模拟)如图9­4­26所示，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A．以下判断正确的选项是()图9­4­26A．变压器输入功率为484WB．通过原线圈的电流的有效值为0.6AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2AD．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3BD[变压器的输入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60W＝132W，选项A错误；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(220V,60V)＝eq\f(11,3)，选项D正确；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(3,11)×2.2A＝0.6A，选项B正确；根据I＝eq\f(Im,\r(2))得通过副线圈的电流的最大值I2m＝eq\r(2)I2＝eq\f(11,5)eq\r(2)A，选项C错误．]12．(多项选择)因局部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9­4­27所示，图中R0表示输电线的电阻．滑动触头P置于a处时，用户的用电器恰好正常工作，在以下情况下，要保证用电器仍能正常工作，那么()图9­4­27A．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AC[根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，当U1减小时，假设保持U2不变、n1不变，那么应使n2变大，应使P向上滑动，故A项正确，B错误．当用电器增加时，那么总电流变大，输电线R0上损失的电压增大，要保证用电器正常工作，那么应增大输出电压U2，那么由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，要使U2变大，而保持U1不变、n1不变，那么应使n2增大，所以C项正确，D项错误．]13．(2022·丽水选考模拟)图9­4­28甲是一台小型发电机的构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势e随时间t变化的规律如图乙所示．发电机线圈的内电阻不计，外接灯泡的电阻为12Ω.那么()【导学号：81370347】图9­4­28A．在t＝0.01s时刻，穿过线圈的磁通量为零B．电压表的示数为6eq\r(2)VC．灯泡消耗的电功率为3WD．假设其他条件不变，仅将线圈的转速提高一倍，那么线圈电动势的表达式e＝12eq\r(2)sin100πt(V)C[在t＝0.01s时刻，电动势为0，那么线圈位于中性面，穿过线圈的磁通量最大，选项A错误；电动势的最大值为Em＝6eq\r(2)V，电压表测量的为有效值，故示数为eq\f(6\r(2),\r(2))V＝6V，选项B错误；灯泡消耗的电功率P＝eq\f(E2,R)＝eq\f(62,12)W＝3W，选项C正确；周期为0.02s，那么瞬时电动势的表达式为e＝Emsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)t))＝6eq\r(2)sin100πt(V)，转速提高一倍后，最大值变成12eq\r(2)V，ω＝2πn，故角速度变为原来的2倍，表达式应为e＝12eq\r(2)sin200πt(V)，选项D错误．]14．小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度ω绕垂直于磁场的固定轴转动．线圈匝数n＝100.穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图9­4­29所示．发电机内阻r＝5.0Ω，外电路电阻R＝95Ω.求：图9­4­29(1)一个周期内，线圈发热产生的热量；(2)线圈从中性面起转动半周的过程中，流过R的电量．【解析】(1)100匝线圈产生的最大感应电动势Em＝nΦmω＝100V有效电动势E＝eq\f(Em,\r(2))＝50eq\r(2)V有效电流I＝eq\f(E,R＋r)＝e