1、交变电流综合问题(建议用时：30分钟)1一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上，如图所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()AU66 V，kBU22 V，kCU66 V，k DU22 V，k解析：选A.设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则，故k.设原线圈两端的电压为U1，则，故U13U，而原线圈上电阻分担的电压为U，故3U220 V，解得U66 V选项A正确2如图所示，边长为L的正方形单匝线圈abcd，其电阻为r，外电路的电阻为R，ab的中点和cd的中点
2、的连线OO恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度为B.若线圈从图示位置开始以角速度绕轴OO匀速转动，则以下判断正确的是()A图示位置线圈中的感应电动势最大，为EmBL2B闭合电路中感应电动势的瞬时值表达式为eBL sin tC线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量为qD线圈转动一周的过程中，电阻R上产生的热量为Q解析：选D.题图所示位置，线圈中通过的磁通量最大，但感应电动势为零，A错误；线圈所围成的闭合电路中产生的感应电动势最大值为EmBL2，故对应的瞬时值表达式为eBL2sin t，B错误；由q可得线圈从图示位置转过180的过程中，流过电阻R的电荷量q，C错误；电阻R上产
3、生的热量应利用有效值求解，即转动一周的过程中产生的热量：QR，D正确3(多选)(2019宁波高三检测)如图甲所示，某个小型交流发电机的“转子”部分由单匝导线框组成，导线框所处的磁场看做匀强磁场，磁感应强度大小为B2.828 T，导线框面积为S0.04 m2，其电阻忽略不计，线框绕固定转轴以角速度314 rad/s匀速转动若将其接入如图乙所示的理想变压器原线圈输入端，所有电表均为理想电表，原、副线圈匝数之比n1n241，灯泡L1和L2电阻均为12.56 不变，以下说法正确的是()A该交流电的频率为50 HzB电压表V2的示数为3.14 VC开关S断开，此时小灯泡L1的电功率为3.14 WD开关S
4、闭合，电流表A1的示数变小解析：选AC.因为2f，得交变电流的频率为f Hz50 Hz，故A正确；线圈产生的感应电动势的最大值EmBS2.8280.04314 V35.5 V，原线圈输入电压的有效值U1 V25.1 V，根据电压与匝数成正比，得副线圈两端的电压U2U125.1 V6.28 V，即电压表V2的示数是6.28 V，故B错误；开关S断开，小灯泡L1的电功率PL1 W3.14 W，故C正确；开关S闭合，副线圈的电阻减小，输出功率增大，输入功率增大，根据PU1I1知，电流表A1的示数变大，故D错误4(2019杭州质检)如图所示，电路中有五个完全相同的灯泡，额定电压均为36 V，变压器为理
5、想变压器，现在五个灯泡都正常发光，则变压器的原、副线圈匝数比n1n2和电源电压U分别为()A2372 V B3254 VC31180 V D31108 V解析：选C.设灯泡正常发光时电流为I，则副线圈中电流为3I，原线圈中电流为I，由理想变压器原、副线圈中的电流之比与原、副线圈匝数之比的关系可知，n1n231，由变压器原、副线圈两端的电压之比与原、副线圈匝数之比的关系可知，原线圈两端电压为108 V，再加上两个灯泡两端电压可知U180 V，选项C正确5如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()A两
6、次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为50 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V解析：选A.从图象可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A正确从图象可知，曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为23，则转速之比为32，故B错误由图象可知曲线a的周期Ta4102 s，则曲线a表示的交变电动势频率fa25 Hz，故C错误交变电动势的最大值EmnBS，则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为EmaEmbab32，即EmbEma10 V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有 V5 V，D错误6一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R
7、1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比值为()A2 B3C4 D5解析：选B.设理想变压器原、副线圈匝数比值为k，根据题述，当开关S断开时，电流表示数为I，则由闭合电路欧姆定律得，UIR1U1.由变压公式U1/U2k及功率关系U1IU2I2，可得I2/Ik，即副线圈输出电流为I2kI，U2I2(R2R3)kI(R2R3)当开关S闭合时，电流表示数为4I，则有U4IR1U1.由变压器公式U1/U2k及功率关系U14IU2I2，可得I2/(4I
8、)k，即副线圈输出电流为I24kI，U2I2R24kIR2；联立解得k3，选项B正确7如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n1n221，电表均为理想电表，两个电阻的阻值均为1 ，C是电容器，其击穿电压为 V图乙为原线圈两端的输入电压与时间的关系图象下列说法正确的是()A输入电压的频率为50 Hz，经过变压器后通过电阻的交流电频率为25 HzBS断开时电压表的示数为1.41 V，电流表的示数为0.35 ACS断开时电压表的示数为1 V，电流表的示数为0.25 AD闭合开关S，电容器将被击穿解析：选C.由题图乙知T0.02 s，则f50 Hz，变压器不改变交流电的频率，所以输出的交流电的频率仍
9、为50 Hz，故A项错误当S断开时，由可知，电压表的示数U2U11 V，I20.5 A，又由，则电流表的示数I1I20.25 A，所以B项错误，C项正确开关S闭合前，右端电阻R两端电压最大值为 V，开关S闭合后，电容器C与右端电阻R并联，则并联总电阻小于1 ，电容器两端的最大电压小于 V，因为电容器的击穿电压为 V，所以电容器不能被击穿，D项错误8如图为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P，使输出电压有效值由220 V降至110 V调节前后()A副线圈中的电流比为12B副线圈输出功率比为21C副线圈的接入匝数
10、比为21D原线圈输入功率比为12解析：选C.根据欧姆定律I，U2由220 V降至110 V，副线圈上的电流变为原来的，即调节前后，副线圈上电流之比为21，选项A错误；根据PUI知，U、I均变为原来的时，副线圈上输出的功率变为原来的，即调节前后副线圈的输出功率之比为41，选项B错误；根据理想变压器电压与匝数的关系，当U2由220 V 降至110 V时，n2变为原来的，即调节前后副线圈接入的匝数比为21，选项C正确；根据理想变压器P入P出，所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率，即调节前后原线圈输入功率之比为41，选项D错误9如图所示，电阻为r的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以某一角速度匀速
11、转动闭合开关S，t0时，线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则()At0时，线圈中的感应电动势最大B1 s内电路中的电流方向改变了次C滑片P向下滑动时，电压表的读数不变D线圈匀速转动的角速度变大时，电流表的读数也变大解析：选D.由题意可知：线圈在t0时处于中性面位置，感应电动势最小，为0，A错；1 s内线圈转过圈，每一圈电流方向改变两次，所以1 s内电流方向改变次数为，B错；电压表测量的是路端电压，P向下滑时，外电阻R阻值增加，电压表示数增大，C错；线圈转动的角速度变大时，由EBS 得，感应电动势有效值增加，电流有效值也增加，即电流表示数变大，D对10(多选)(2019台州高三综合考试
12、)如图所示，理想变压器原线圈接入正弦交流电，副线圈的匝数可以通过滑动触头P调节RT为热敏电阻，当环境温度升高时，RT的阻值变小下列说法正确的有()AP向下滑动时，电压表读数变大BP向下滑动时，电流表读数变小C若环境温度升高，变压器的输入功率变大D若环境温度升高，灯泡消耗的功率变小解析：选BC.根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，电压表读数变小，A错误；根据理想变压器的电压与匝数成正比可知，当P向下滑动时，副线圈的匝数变小，变压器的输出电压变小，副线圈电流减小，输出功率变小，根据输入功率等于输出功率，知原线圈电流也减小，所以电流表读数变小
13、，B正确；当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，原线圈的电流也会变大，变压器的输入功率变大，C正确；当环境温度升高时，RT的阻值会变小，在电压不变的情况下，副线圈的电流就会变大，根据PI2R，灯泡消耗的功率变大，D错误11如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变大C负载电阻的阻值越小
14、，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍解析：选D.变压器的变压比，其中U1、U2是变压器原、副线圈两端的电压U1Uab，由于二极管的单向导电特性，UcdU2，选项A错误增大负载电阻R的阻值，负载的电功率减小，由于P入P出，且P入I1Uab，所以原线圈上的电流I1减小，即电流表的读数变小，选项B错误c、d端的电压由输入电压Uab决定，负载电阻R的阻值变小时，Ucd不变，选项C错误根据变压器上的能量关系有E输入E输出，在一个周期T的时间内，二极管未短路时有UabI1T0(U为副线圈两端的电压)，二极管短路时有UabI2TT，由以上两式得I22I1，选项D正确12(2019杭州六校
15、联考)如图所示，L1和L2是不计电阻的输电线，甲是电压互感器，乙是电流互感器若已知甲的变压比为5001，乙的变流比为2001，并且已知加在电压表两端的电压为220 V，通过电流表的电流为5 A，则输电线的输送功率为()A1.1108 W B1.1106 WC1.1104 W D1.1102 W解析：选A.已知变压比为5001，电压表示数为220 V，故传输电压为：U220500 V1.1105 V；已知变流比为2001，电流表示数为5 A，故传输电流为：I5200 A1 000 A；故输送的电功率为：PUI1.11051 000 W1.1108 W，故选项A正确13(2019宁波四校联考)如图
16、所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图；图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表；设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示，变阻器R相当于用户用电器的总电阻当用电器增加时，相当于R变小，则当用电进入高峰时()A电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小B电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数减小C电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变D线路损耗功率不变解析：选C.因为输入电压和匝数比都不变，电压表V1、V2的读数均不变，用电高峰期，电阻减小，电
17、流增大，根据电流与匝数成反比知电流都增大，故A错误；输电线上的电压损失增大，故电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大，故B错误；电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，故C正确；线路上的电流变大，则线路消耗的功率变大，选项D错误14(2019浙江稽阳联谊学校联考)如图所示，图甲中M为一电动机，当滑动变阻器R的触头从一端滑到另一端的过程中，两电压表的读数随电流表读数的变化情况如图乙所示已知电流表读数在0.2 A以下时，电动机没有发生转动不考虑电表对电路的影响，以下判断正确的是()A电源电动势为3.4 VB变阻器的触头向右滑动时，V2读数逐渐减小C此电路中，电动机的最大输出功率为0.9 WD变阻器的最大阻值为30 解析：选D.由题图乙可知E3.6 V，选项A错变阻器的触头向右滑动时，其连入电路的阻值变大，总电流变小，路端电压变大，则V2读数变大，选项B错由题图乙知电动机内阻rM4 ，当I0.3 A时，电动机输出功率最大，最大为3.0 V0.3 A(0.3 A)24 0.54 W，选项C错当I0.1 A时，变阻器连入电路的电阻为最大值由题图可知rM4 ，r2 ，由闭合电路欧姆定律可得RrrM30 ，选项D对
