1、2021届高考物理二轮复习易错题型专项练习（11）交变电流与变压器1.如图所示,理想变压器的原线圈接在的交流电源上,副线圈接有的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2:1,电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )A.原线圈的输入功率为B.电流表的读数为1 AC.电压表的读数为D.副线圈输出交流电的周期为50 s2.如图所示,一个理想变压器原线圈的匝数为50匝,副线圈的匝数为100匝,原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上,导轨间距为.导轨上垂直于导轨有一长度略大于导轨间距的导体棒,导轨与导体棒的电阻忽略不计,副线圈回路中电阻,图中交流电压表为理想电压表.导轨所在空间有垂直于导轨平面向里、磁感应
2、强度的匀强磁场,导体棒在水平外力的作用下运动,其速度随时间变化的关系式为,则下列说法正确的是( )A.水平外力为恒力B.电压表的示数为C.R的功率为0.2 WD.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s3.如图所示,矩形闭合导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动,线框电阻不计,其产生的感应电动势随时间变化的规律为,该线框与一个有缺口的变压器原线圈相连,副线圈接入一只“220 V 60 W”的灯泡,且灯泡正常发光,下列说法正确的是( )A.交流电的频率为50 HzB.交流电压的有效值为500 V,图示线框位置与中性面垂直C.从图示位置再经过,穿过线框的磁通量变化率为零D.变压器原、副线圈匝数
3、之比小于25:114.如图所示,图甲和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.若使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻,则经过1 min的时间，两电阻消耗的电功之比为( )A.B.1:2C.1:3D.1:65.如图所示为远距离输电示意图,分别为理想升压变压器和理想降压变压器,图中的电表均为理想电表,电表的示数分别为,输电线上有一定的电阻,则下列说法正确的是( )A.B.保持输送功率不变,增大,则均增大C.保持不变,输送功率增大,则均增大D.保持不变,用户减少,用户消耗功率与发电厂输出功率的比值增大6.如图所示,某交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动
4、.该小型发电机的线圈共200匝,线圈面积,线圈电阻,磁场的磁感应强度.如果用此发电机带动两个标有“220 V 1.1 kW”的电动机正常工作,需在发电机的输出端与电动机之间接一个理想变压器，理想变压器原、副线圈匝数比,下列说法正确的是( )A.线圈转动的角速度为5000 rad/sB.电动机内阻为C.电流表示数为40 AD.发电机的输出功率为7.一个闭合矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动,产生的感应电流如图所示.下列判断正确的是( )A.时刻,线圈平面处于中性面位置B.时刻,线圈的磁通量变化率最大C.该交变电流的频率为100 HzD.1 s内电流的方向变化100次8.特高压输电可使
5、输送中的电能损耗和电压损失大幅降低.我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术.假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为，到达B处时电压下降了,在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电.输电线上损耗的电功率变为，到达B处时电压下降了.不考虑其他因素的影响，则( )ABCD9.如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比,原线圈电路接有交流电流表,副线圈电路接有交流电压表V、交流电流表、滑动变阻器R等,所有电表都是理想电表,二极管D正向电阻为零,反向电阻无穷大,灯泡L的阻值恒定.原线圈接入的交变电流的电压变化规律如图乙所示,则下列说法正
6、确的是( )A.交流电压表V的示数约为45.2 VB.灯泡L两端电压的有效值约为22.6 VC.当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,电流表示数增大,示数减小D.由图乙可知交流发电机转子的角速度为50 rad/s10.在匀强磁场中,一矩形金属线框(电阻不计)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像如图乙所示,将此线框连接到图丙中理想变压器的原线圈上,变压器的原、副线圈匝数比为2:1,副线圈中电阻R的阻值为,则( )A.时线框在中性面位置B.因为原线圈电阻不计,所以原线圈两端电压为零C.电流表的示数为1.0 AD.通过电阻R的电流方向每秒改变100次11.如图所示为一自耦变压器
7、,为定值电阻,在端输入电压,所有电表均为理想电表,则以下说法正确的是( )A.滑片P向a端移动,滑片Q不动,电压表示数减小B.滑片P向b端移动,滑片Q下移,电流表示数减小C.滑片P不动,滑片Q上移,电流表示数不变D.滑片P不动,滑片Q上移或下移,电压表示数始终不变12.在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈,绕垂直磁场的轴匀速转动,产生如图甲所示的正弦交流电,把该交流电接在图乙中理想变压器的两端,电压表和电流表均为理想电表,为热敏电阻,R为定值电阻.下列说法正确的是( )A.变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为B.在时,穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零C.处温度升高时,由于变压器线圈匝数比不变,
8、所以电压表的比值不变D.处温度升高时,电流表的示数变大,变压器输入功率变大答案以及解析1.答案：B解析：由得,故电压表的示数为110 V,C错误;原线圈的输入功率,A错误;由得,B正确;理想变压器不改变交变电流的周期,故副线圈输出交流电的周期,选项D错误.2.答案：D解析：导体棒的速度按正弦规律变化,则产生的感应电动势不断变化,感应电流不断变化,导体棒所受安培力不断变化,可知外力不断变化,故A错误;导体棒切割磁感线产生的感应电动势,原线圈两端的电压有效值为,由解得,电压表示数为,故B错误;电阻R的功率,故C错误;原线圈两端的最大电压,由法拉第电磁感应定律得,则磁通量变化率的最大值,故D正确.3
9、.答案：D解析：由电动势随时间变化的规律可知,角速度,则频率,故A错误;电动势的最大值,则交流电压的有效值为500 V,题图所示线框位置与中性面重合，故B错误;周期,经过,线框位置与中性面垂直,穿过线框的磁通量为零,穿过线框的磁通量变化率不为零,故C错误;理想变压器原、副线圈两端的电压之比等于匝数之比,原、副线圈两端的电压之比为500:220=25:11,变压器有缺口,不能很好地收拢磁感线,则原、副线圈匝数之比小于25:11,故D正确.4.答案：C解析：图甲中,在一个周期内,根据电流的热效应有,代入数据解得电流的有效值.图乙中,在一个周期内,根据电流的热效应有,代入数据解得电流的有效值.根据知
10、,在相同时间内两电阻消耗的电功之比,故C正确.5.答案：D解析：理想变压器输出功率等于输入功率,由于在输电线路上有功率损失,故,故A错误;保持输送功率不变增大,根据可知,输电线上的电流减小,即减小,则也减小;输电线上损失的电压减小,则原线圈两端电压变大,则副线圈两端电压也变大,即增大,故B错误;保持不变,输送功率增大,根据可知,输电线路上的电流增大,降压变压器原线圈两端的电压减小,故降压变压器副线圈两端的电压减小,即减小,故C错误;用户消耗的功率与发电厂输出功率的比值为,则保持不变,用户减少,减小,减小,故用户消耗功率与发电厂输出功率的比值增大,故D正确.6.答案：D解析：两个标有“220 V
11、 1.1 kW”的电动机正常工作,即副线圈两端电压,流过副线圈的电流,由于原、副线圈匝数比,根据理想变压器的规律得原线圈两端电压,流过原线圈的电流,即电流表示数是2.5 A,线圈内阻,所以线圈转动产生的感应电动势有效值是,线圈转动产生的感应电动势最大值为,所以线圈转动的角速度为,故选项A、C错误;由于电动机两端电压等于220 V,流过电动机的电流为5 A,所以电动机内阻小于,故选项B错误;由理想变压器原理可知发电机输出功率等于电动机的输入功率,故发电机的输出功率为,故选项D正确.7.答案：AD解析：由图像知和时,电动势为零,线圈的磁通量变化率最小且为零,线圈平面与磁场方向垂直,线圈平面处于中性
12、面位置,A正确,B错误;由图像知该交变电流的周期,所以频率,C错误;一个周期内电流方向变化两次,1 s内电流的方向变化100次,D正确.8.答案：AD解析：设输电线的电阻为处输送的电功率为P,由题意可知,当输电电压为U时,输电线中的电流,输电线上损耗的电功率,到达B处时,电压下降,当输电电压从550 kV变成1100 kV时,输电线上损耗的电功率,到达B处电压下降,故A、D正确.9.答案：AD解析：由题图乙可知,原线圈输入电压的有效值为440 V,根据,可得副线圈两端电压的有效值为32 V,交流电压表V的示数为32 V,故A错误;设灯泡L两端电压的有效值为,灯泡的阻值为r,交变电流的周期为T,
13、根据交变电流有效值的定义有,解得,故B正确;当滑动变阻器的滑片P向下滑动时,滑动变阻器接入电路的阻值减小,由欧姆定律可知，电流表示数变大,由可知,电流表示数也变大,故C错误;,故D错误.10.答案：CD解析：时,感应电动势最大,线框位于垂直中性面的位置,故A错误;原线圈中有交变电流通过,产生感应电动势,所以原线圈两端电压不为零,故B错误;原线圈两端电压为,根据可知,电流表的示数为,故C正确;由图乙知交变电动势的周期,故通过电阻R的电流方向每秒改变100次,故D正确.11.答案：BD解析：设原线圈匝数为,副线圈匝数为,原线圈两端电压为,副线圈两端电压为,由可得,滑片P向a端移动,滑片Q不动,减小
14、,不变,增大,电压表测的是副线圈两端的电压,示数增大,故A错误;滑片P向b端移动,滑片Q下移,由,不变,增大,减小,副线圈所在电路总电阻增大,副线圈中的电流减小,由可知,原线圈中的电流也减小,电流表示数减小,故B正确;滑片P不动,滑片Q上移,不变,副线圈所在电路总电阻减小,电流增大,原线圈电流增大,电流表示数增大,故C错误;滑片P不动,滑片Q上移或下移,不变,不变,电压表示数始终不变,故D正确.12.答案：BD解析：原线圈两端接题图甲所示的正弦交流电,由题图甲知最大电压为,周期为0.02 s,故角速度,所以原线圈两端电压的瞬时值表达式为,当时,此时穿过该线圈的磁通量最大,穿过线圈的磁通量的变化率为零,故A项错误,B项正确;处温度升高时,阻值减小,原、副线圈电压比不变,副线圈两端电压不变,电流增大,则R两端电压增大,所以两端电压减小,示数减小,则电压表示数的比值增大,故C项错误;处温度升高时,阻值减小,电流增大,故电流表的示数变大,而输出电压不变,所以变压器输出功率增大,变压器输入功率等于输出功率,所以变压器输入功率增大,故D项正确.