知识点十三 交变电流-2021年高考物理分类题库

知识点十三交变电流1.(2021·河北选择考·T8)如图,发电机的矩形线圈长为2L、宽为L,匝数为N。放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为n0、n1和n2,两个副线圈分别接有电阻R1和R2。当发电机线圈以角速度ω匀速转动时,理想电流表读数为I。不计线圈电阻,下列说法正确的是 ()A.通过电阻R2的电流为nB.电阻R2两端的电压为nC.n0与n1的比值为2D.发电机的功率为2【解析】选B、C。矩形线圈在磁场中转动产生感应电动势的最大值为Em=2NBL2ω,有效值为E=2NBL2ω,由理想变压器原理得:U0n0=U1n1=U2n2,又U0=E,I1=U1R1=I,I2=U2R2,解得:I2=n2IR1n12.(2021·湖南选择考·T6)如图,理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是 ()A.L1先变暗后变亮,L2一直变亮B.L1先变亮后变暗,L2一直变亮C.L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗D.L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗【解析】选A。副线圈的总电阻为1R2=1R0+RaP+1R0+RPb,解得R2=(R0+RaP)·(R0+RPb)(R0+RaP)+(R0+RPb)=(R0+RaP)·(R0+RPb)2R0+R,则滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,副线圈的总电阻先增大后减小,根据等效电阻关系有R等=U1I1=n1n2U2n2n1I2=(n1n2)2U2I2=(3.(2021·广东选择考·T7)某同学设计了一个充电装置,如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为0.2s,电压最大值为0.05V。理想变压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为1∶60。下列说法正确的是 ()A.交流电的频率为10HzB.副线圈两端电压最大值为3VC.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率【解析】选B。周期是T=0.2s,频率是f=1T=5Hz,故A错误;由理想变压器原理可知U1U2=n1n24.(2021·浙江6月选考·T5)如图所示,虚线是正弦交流电的图像,实线是另一交流电的图像,它们的周期T和最大值Um相同,则实线所对应的交流电的有效值U满足 ()A.U=12UmB.U=22UmC.U>22UmD.U<【解析】选D。已知正弦交流电的电压有效值U=22Um,根据有效值定义:让交变电流与恒定电流分别通过大小相同的电阻,如果在交变电流的一个周期内它们产生的热量相等,则该直流电的大小就是交流电的有效值。显然图中实线上各个时刻的电压均小于虚线正弦交流电的电压,所以产生的热量应该小于正弦交流电的热量,所以有效值应该小于22U5.(2021·山东等级考·T9)输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10Ω。开关S接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P。以下判断正确的是 ()A.r=10Ω B.r=5Ω C.P=45W D.P=22.5W【解析】选B、D。当开关S接1时,左侧变压器次级电压U2=3×7.5V=22.5V,电阻R上的电压,即右侧变压器的次级电压U4=P