1、2022届高考物理二轮复习专题十三交变电流练习一、单选题1一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则（）A电压表V的示数为220VB电路中的电流方向每秒钟改变100次C灯泡实际消耗的功率为484WD发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4J2如图，理想变压器副线圈匝数为2000匝，原线圈匝数为1000匝。副线圈接有一个阻值为的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想交流电压表，示数为。则交流电流表的示数为（）ABCD3如图甲所示，一小型发电机内有矩形线圈，线圈电阻为。在外力作用下矩形线圈在匀强磁场中以恒定
2、的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，发电机线圈两端与的电阻构成闭合回路。通过电阻的电流随时间变化如图乙所示，下列判断正确的是（）A图甲时刻，线圈平面与中性面垂直B该发电机产生交流电的最大感应电动势为C该发电机产生的交变电流的频率为D电阻的热功率为4如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为，正弦交流电源的电压有效值恒为，电阻，。若滑动变阻器接入电路的电阻为，则（）A通过的电流为B与消耗的电功率相等C若向上移动P，电压表读数将变大D若向下移动P，电源输出功率将不变二、多选题5如图所示，理想变压器的ab端所接的交变电压（V），L1、L2是规格为“4V、3W”的灯泡，现调节电阻箱R为某一值时恰好能
3、使两个灯泡均正常发光（灯泡电阻可视为恒定），电压表V1、V2均为理想交流电压表。（电阻箱R调节过程中所有元件均可安全工作）则（）Aa、b端所接交流电的有效值为16V，频率为100HzB变压器原、副线圈匝数比为31C原副线圈匝数比不变时，减小电阻箱R连入电路的阻值，电压表V1的示数不变D原副线圈匝数比不变时，增大电阻箱R连入电路的阻值，灯泡L1亮度变暗6如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW，发电机的电压U1=250V，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻R线=8，在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW，假设两个变压器均是理想变压器，下列
4、说法正确的是（）A发电机输出的电流I1=400AB输电线上的电流I线=625AC降压变压器的匝数比n3n4=19011D用户得到的电流I4=455A7图甲是手机无线充电器的示意图，其简化原理如图乙所示，该装置等效为理想变压器，当充电盘上的送电线圈接上正弦交变电流后，手机中的受电线圈中产生交变电流。送电线圈的匝数为，受电线圈匝数为，且，间电压为。两个线圈中所接的电阻、的阻值相等。当该装置给手机充电时，手机两端的电压为，电流为，则（）A若充电器线圈中通恒定电流，则手机线圈中将产生恒定电流B流过送电线圈与受电线圈的电流之比为13C受电线圈两端的输出电压为D送电线圈所接电阻两端的电压为8如图所示的电路
5、中，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接的交流电，电阻，、均为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），电表为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A副线圈输出电压的有效值为B副线圈中电流的频率为C电流表的示数为D电流表的示数为三、填空题9变压器线圈中的电流较大，所用的导线应当较粗。升压变压器的原线圈的漆包线比副线圈的漆包线_（填“粗”或“细”）。远距离输电时，采用升压变压器使输送电压升高为原来的n倍，当输送电功率一定时，输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的_。10一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图像，如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，外接一只电阻为95.0的灯泡
6、，如图乙所示，则（1）电压表V的示数为_；（2）电路中的电流方向每秒钟改变_次。四、实验题11在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验中如图所示，小海同学将变压器的原线圈接在低压交流电源上，小灯泡接在变压器的副线圈上，小灯泡发光，下列说法正确的是_（单选）。A将原线圈接在电压相同的低压直流电源上，小灯泡亮度不变B电流从原线圈经铁芯流到副线圈，最后流过小灯泡C将可拆变压器的横条铁芯取下，小灯泡的亮度降低实验过程中，小海同学听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，引起该现象的原因可能是_（单选）。A原线圈上输入电压过低B变压器上的两个固定螺丝没有拧紧C小灯泡与底座之间接触不良12在“探究变压器
7、两个线圈的电压关系”的实验中，操作步骤如下：将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯泡；将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤。(1)以上操作的合理顺序是_（只填步骤前数字序号）；(2)如图所示，在实验中，两线圈的匝数，当将做原线圈时，副线圈两端电压；原线圈与副线圈对调后，当时，那么可初步确定，变压器两个线圈的电压、与线圈匝数、的关系是_。五、解答题13如图所示，正方形线圈绕对称轴在匀强磁场中匀速转动，角速度为，已知，匝数，磁感应强度，图示位置线圈平面与磁感
8、线平行。闭合回路中线圈的电阻，外电阻。求：（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；（2）交流电压表的示数；（3）从图示位置转过过程中的通过线圈截面的电荷量。14一个小型水力发电站（如图所示），发电机输出电压U0=252V，内电阻可以忽略不计，最大输出功率为Pm=30 kW，它通过总电阻R线=2.0 的输电线直接向远处的居民区供电。设居民区所有用电器都是额定电压U用=220 V的白炽灯，额定总功率为P用=22 kW，不计灯丝电阻随温度的变化。（1）当居民区的电灯全部使用时，电灯两端的实际电压是多少伏?发电机实际输出的电功率多大?（2）若采用高压输电，在发电机端用升压变压器，在用户端用降压变压器，
9、且不计变压器和用户线路的损耗。已知用户变压器的降压比为401，当全部用户电灯正常发光时，输电线上损耗的功率多大?15如图所示，匝数、边长电阻不计的正方形导线框处于匀强磁场中，匀强磁场的磁感应强度大小、方向水平向右，线框绕中心轴以的角速度匀速转动。线框的输出端与理想变压器原线圈相连，副线圈连接着一只电阻为40灯泡，灯泡恰好正常发光，电路中保险丝的熔断电流为2A，保险丝两端的电压忽略不计。已知理想变压器原、副线圈匝数之比为51，从图示位置开始计时，求：（1）线框产生的感应电动势的瞬时值表达式；（2）灯泡的额定电压U和额定功率P；（3）在保险丝不熔断时，副线圈两端最多可并联同样的灯泡的盏数n。参考答
10、案：1B【解析】【详解】由甲图知电压峰值为 ，周期0.02s，所以有效值为220VA电压表测的是路端电压A错误；B周期0.02s，交流电的频率为50Hz，每一周期电流改变两次，所以每秒改变100次， B正确；C灯泡实际消耗的功率 C错误；D发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为D错误。故选B。2A【解析】【详解】理想交流电压表的示数为一匝线圈的电压的有效值，根据理想变压器的原理可知，匝数与电压成正比，则有，理想变压器原副线圈的功率相等，则有解得即接在原线圈上的交流电流表的示数为2A，故选A。3D【解析】【详解】A图甲时刻，由于磁场与线圈平面垂直，所以线圈平面与中性面重合，故A错误；B由图乙可知最大
11、感应电流根据闭合电路欧姆定律得交流电的最大感应电动势为故B错误；C由图乙可知交变电流的周期则频率为故C错误；D由图乙可知感应电流的有效值根据热功率表达式，电阻R的热功率为故D正确。故选D。4A【解析】【详解】A设通过的电流为，则副线圈电流为I，原线圈输入电压为根据匝数比可知副线圈输出电压为，则有解得则通过的电流为故A正确；B理想变压器原副线圈匝数之比为，可知原副线圈的电流之比为，根据可知与消耗的电功率之比为，故B错误；CD若向上移动P，则电阻减小，副线圈回路中电流变大，原线圈回路中电流也变大，根据可知电源输出功率将变大，电阻的电压变大，变压器输入电压变小，次级电压变小，电压表读数将变小，故CD
12、错误。故选A。5BD【解析】【详解】A a、b端所接交流电的有效值为 频率为 故A错误；B当两个灯泡均正常发光时，原线圈两端电压为 副线圈两端电压为 变压器原、副线圈匝数比为 故B正确；CD设原、副线圈中电流分别为I1、I2，则 设副线圈总电阻为r，则 而 联立以上三式可得 减小电阻箱R连入电路的阻值，则r减小，所以U1减小，即电压表V1示数减小；增大电阻箱R连入电路的阻值，则r增大，所以U1增大，L1两端分得的电压减小，L1亮度变暗，故C错误，D正确。故选BD。6AC【解析】【详解】A根据电功率公式发电机输出电流A正确；B输电线上损失功率，由可得故B错误；C降压变压器原副线圈得到的功率为P4
13、=P-P线=95kW根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得故C正确；D用户得到的功率为，用户得到的电流故D错误。故选AC。7BD【解析】【详解】A根据产生感应电流的条件可知，当充电器线圈中通恒定电流，则手机线圈中将不会产生电流，A错误；BCD根据电流与线圈匝数的关系，则流过送电线圈与受电线圈的电流之比为又手机充电时电流为I2=2A，故流过送电线圈根据电压与匝数关系有又代入数据解得则受电线圈两端的输出电压为代入数据解得送电线圈所接电阻两端的电压为代入数据解得故BD正确，C错误。故选BD。8AC【解析】【详解】A原线圈输入的电压的有效值副线圈输出的电压的有效值故A正确；B由公式得，交变电流的
14、频率变压器不改变频率，副线圈中的交变电流频率也为，故B错误；CD由能量守恒定律得解得电流表的示数应为故C正确，D错误。故选AC。9 粗 【解析】【详解】1电压与匝数成正比，升压变压器副线圈匝数较多，即电流与匝数成反比，故因为原线圈电流较大，需要原线圈导线粗一些。2当输送电功率一定时，由可得所以输电线上损失的功率为输送电压升高为原来的n倍时故所以输电线路上因发热损耗的电功率将减少为原来的倍。10 209 100【解析】【分析】【详解】（1）1由发电机的图像可读出最大电动势为则电动势的有效值为则全电路的电流为电压表的示数为路端电压的有效值，有（2）2根据图像可读出，则频率为而线圈转一圈电流的方向改
15、变两次，则电路中的电流方向每秒钟改变次。11 C B【解析】【分析】【详解】A将原线圈接在电压相同的低压直流电源时，小灯泡的亮度会发生变化，A错误；B电流不会从原线圈经铁芯流到副线圈，B错误；C将可拆变压器的横条铁芯取下后，导致电磁感应现象减弱，感应电流减小，故小灯泡的亮度降低，C正确。故选C。听到变压器发出明显的“嗡嗡”低鸣声，是因为变压器上的两个固定螺丝没有拧紧才会出现的现象，AC错误，B正确。故选B。12 【解析】【详解】(1)在“探究变压器两个线圈的电压关系”的实验中，首先将两个线圈套到可拆变压器的铁芯上；再将匝数较多的一组线圈接到学生电源的交流电源输出端上，另一个作为副线圈，接上小灯
16、泡；闭合电源开关，用多用电表的交流电压挡分别测量原线圈和副线圈两端的电压；最后将原线圈与副线圈对调，重复以上步骤，顺序为。(2)两线圈的匝数，当将做原线圈时，副线圈两端电压；当原线圈与副线圈对调后，时，此时为原线圈的电压，而为副线圈的电压，由以上数据可得：。13（1）400V；（2）；（3）0.25C【解析】【详解】（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值为（2）线圈转动过程中感应电动势的有效值为交流电压表的示数为（3）从图示位置转过过程中的通过线圈截面的电荷量为14（1）132 V，15.12 kW；（2）12.5 W【解析】【详解】（1）由求得R用=2.2 电路中的电流为I=U0（R用+R线
17、）=252V4.2=60AP输=U0I=15120W=15.12kW（2）由P用=U4I4其中U4=220 V得I4=100 A根据变压器电流与匝数关系解得I3=I440=2.5AP损=I32R线=12.5W15（1）；（2）20V；10W；（3）20盏【解析】【分析】【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律，可得线圈中产生感应电动势的最大值为从图示位置开始计时，线圈产生的是余弦交流电，故线框产生的感应电动势的瞬时值表达式为（2）根据变压器电压与匝数比关系有代入数据可求得灯泡两端电压最大值为所以，灯泡两端的额定电压为灯泡的额定功率（3）保险丝的熔断电流为有效值，根据变压器输入端的功率等于输出端的功率，在保险丝不熔断时，可得输入端的最大功率为则副线圈两端最多可并联同样的灯泡的个数为（盏）
