专题12 交变电流 变压器(第02期)-决胜2016年高考全国名校试题物理分项汇编(江苏特刊)(解析版)

一、单项选择题1．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如下图所示，在相同时间内电阻产生热量最大的是【答案】D考点：正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率【名师点睛】根据焦耳定律2Q I Rt 求解热量，其中I 是有效值，对于正弦式电流有效值与峰值是倍关系．对于方波，直接根据焦耳定律求解热量。

2. 【2016·南京、盐城二模】一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q 调节，如图所示．在副线圈输出端连接了定值电阻R 0和滑动变阻器R ，原线圈上加一电压为U 的交流电，则( )A . 保持Q 位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数变大B . 保持Q 位置不动，将P 向上滑动时，电流表的读数不变C . 保持P 位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变小D . 保持P 位置不动，将Q 向上滑动时，电流表的读数变大 【答案】D考点：变压器；电路的动态分析3．【2016·南通第一次调研】如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比n 1:n 2=22:1，原线圈接u 1=220t π100sin 2（V ）的交流电，电阻R =10Ω，电流表、电压表均为理想电表，则A ．电压表的读数为102VB ．电流表的读数为22AC ．电阻R 消耗的功率为102WD ．变压器的输出功率为10W 【答案】D【解析】原线圈电压有效值为1220U V ==，则次级电压有效值为：221110nU U V n ==，则电压表的读数为10V ，选项A 错误；电流表的读数221U I A R==，选项B 错误；电阻R 消耗的功率为P R =I 22R=10W ，选项C 错误；变压器的输出功率为P=I 1U 2=10W ，选项D 正确；故选D. 考点：变压器；电功率4、【2016·清江中学周练】如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴'OO 以恒定的角速度ω转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化，在2t πω=时刻A 、线圈中的电流最大B 、穿过线圈的磁通量为零C 、线圈所受的安培力为零D 、穿过线圈磁通量的变化率最大 【答案】C考点：考查了交流电的产生【名师点睛】一矩形线圈在匀强磁场内绕固定轴转动，线圈中的感应电动势e 随于时间t 的变化规律可得，线圈从垂直中性面开始计时；磁通量为零时，磁通量变化率最大；每当线圈经过中性面时，电流方向发生改变5、【2016·清江中学周练】如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1，原线圈接正弦交流电，副线圈接入“220V ，60W”灯泡一只，且灯泡正常发光，则AB 、电流表的示数为3220A C 、电源输出功率为1200W D 、原线圈端电压为11V 【答案】B【解析】灯泡正常发光，所以副线圈两端的电压为220V ，根据公式P UI =可得副线圈中的电流为603A 22011P I U ===，根据公式1122U n U n =可得原线圈中的电压为1202204400V 1U =⨯=，根据公式1221I n I n =可得原线圈中的电流为1133A 2011220I =⨯=，即电流表示数为3220A ，故AD 错误B 正确；原副线圈中的电功率相等，所以电源的输出功率为60W,C 错误； 考点：考查了理想变压器【名师点睛】关键是知道在理想的变压器中的输入功率和输出功率的大小相等，电压与匝数成正比，即1122U n U n =；电流与匝数成反比，即1221I nI n =，掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，本题即可得到解决6．【2016·苏州第一学期期末调研】如图所示，一只原、副线圈分别是200匝和100匝的理想变压器．副线圈的两端连接两个阻值均为20Ω的电阻，原线圈接频率为50Hz 的正弦交流电源，电压表的示数为5V ．电流表、电压表均为理想交流电表，则下列说法正确的是年（ ）A ．电流表的读数为0.5AB ．流过电阻的交流电频率为100HzC ．交流电源的输出电压的最大值为202VD ．交流电源的输出功率为5W 【答案】C考点：变压器的构造和原理【名师点睛】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论。

7. 【2016·无锡上学期期末考试】一正弦交流电的电流随时间变化的规律如图所示，由图可知A.该交流电的电流瞬时值的表达式为()i=2sin 100t A πB.该交流电的频率是50HzC.该交流电的电流有效值为D.若该交流电流通过R=10Ω的电阻，则电阻消耗的功率是20W 【答案】D考点：交流电的产生和描述。

8、【2016·扬州上学期期末考试】某一火警报警系统原理图如图所示，报警器未画出，a b 、接在电压311sin 314()u t V =的正弦交流电源上，t R 为半导体热敏材料制成的传感器，t R 的电阻值随温度升高而减小，下列说法正确的是（ ）A 、电压表V 的示数为311VB 、电容器C 电容增大，灯L 变暗C 、t R 所在处出现火警时，电流表A 的示数增大D 、t R 所在处出现火警时，变压器输入功率减小【答案】C考点：变压器的构造和原理【名师点睛】本题是电压表的动态分析题，要掌握变压器动态分析题的解题思路与方法，分析清楚电路结构、熟练应用串并联电路特点、欧姆定律即可正确解题。

二、多项选择题1．【2016·常州市教育学会学业水平监测高三物理期末试卷】关于下列器材的原理和用途，正确的是( )A ．变压器可以改变交变电压但不能改变频率B ．扼流圈对交流的阻碍作用是因为线圈存在电阻C ．真空冶炼炉的工作原理是炉体产生涡流使炉内金属熔化D ．磁电式仪表中用来做线圈骨架的铝框能起电磁阻尼的作用 【答案】AD【解析】变压器可以改变交变电压但不能改变频率，选项A 正确；扼流圈对交流的阻碍作用不是因为线圈存在电阻，而是因为在扼流圈中产生感应电动势阻碍电流的变化，选项B 错误；高频感应炉是用涡流来熔化金属对其进行冶炼的，炉内放入被冶炼的金属，线圈内通入高频交变电流，这时被冶炼的金属中产生涡流就能被熔化．故C 错误；电表中的铝框就是起到电磁阻尼作用，当线圈在转动时，磁通量变化，出现感应电流，受力安培阻力，从而保护电表，故D 正确；故选AD. 考点：变压器；涡流；电磁阻尼。

2．【2016·淮、宿、连、徐二模】如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5﹕l ，○V 、R 和L 分别铝框磁电式仪表扼流圈接高频交流电源真空冶炼炉变压器是电压表、定值电阻和电感线圈，D1、D2均为灯泡。

已知原线圈两端电压u按图乙所示正弦规律变化，下列说法正确的是A．电压表示数为62.2VB．电压u的表达式u=311sin100πt(V)C．仅增大电压u的频率，电压表示数增大D．仅增大电压u的频率，D1亮度不变，D2变暗【答案】BD考点：变压器的构造和原理【名师点睛】本题考查了变压器的变压原理，关键要知道电压与匝数成正比，输入功率等于输出功率，并能正确列式求解，明确电感线圈通低频阻高频，则频率越大，阻碍作用越大，难度适中。

3、【2016·清江中学月考】图示为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，变压器可视为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电，调节触头P，使输出功率由1000W降至250W。

若电阻丝的阻值不变，则调节前后（）A、副线圈两端的电压比为4:1B、原线圈输入电流比为1:2C、副线圈的接入匝数比为2:1D、原线圈输入功率比为4:1【答案】CD考点：变压器的构造和原理【名师点睛】变压器的电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，输入功率等于输出功率，结合欧姆定律分析；本题不仅考查了变压器的特点和欧姆定律，还结合闭合电路考查了电路的动态分析。

4、【2016·清江中学周练】在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴12O O垂直于磁场方向，线圈电阻为2Ω，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过了60°的感应电流为1A，那么A、线圈中感应电流的有效值为2AB、线圈消耗的电功率为4WC、任意时刻线圈中的感应电动势为24cose tTπ=D、任意时刻穿过线圈的磁通量为2sinTtTππΦ=【答案】BC考点：考查了交流电的产生，【名师点睛】关键是知道绕垂直于磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈中产生正弦或余弦式交流电，根据交流电瞬时表达式入手5. 【2016·苏锡常镇3月学情调研（一）】如图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比．某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则A．电流的表达式为i=0.6sin10πt（A）B．磁铁的转速为10 r/sC．风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt（A）D．风速加倍时线圈中电流的有效值为【答案】AD考点：正弦式电流的图象和三角函数表达式、正弦式电流的最大值和有效值【名师点睛】根据相对性来分析与解决问题，同时掌握感应电动势与转速关系，即可判断出感应电流的大小变化，及转速与周期的关系。

6．【2016·泰州一模】如图甲，一理想变压器原副线圈的匝数比为2:1，原线圈的电压随时间变化规律如图乙所示'副线圈电路中接有灯泡，额定功率为22W ；原线圈电路巾接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则（ ）A ．灯泡的电压为110VB ．副线圈输出交流电的频率为50HzC ．U=220V ，I=0.2AD ．原线圈输入电压的瞬时表达式为sin100πtV 【答案】ABD【解析】有效值为：220U V ==，副线圈的电压为：2211110nU U V n ==，则A 正确．原线圈的频率为1500.02Z Z f H H ==，变压器不会改变频率，故B 正确，副线圈电流为：2220.2110I A A ==，原线圈的电流为：1110.12I I A ==，则C 错误．ω=2πf=100π，瞬时表达式为： sin100πtV ，故D 正确;故选：ABD. 考点：交流电的变化规律；变压器7. 现用充电器为一手机电池充电，等效电路如图所示，充电器电源的输出电压为U ，输出电流为I ，手机电池的内阻为r ，下列说法正确的是A.充电器输出的电功率为2UI I r +B.电能转化为化学能的功率为2UI-I rC.电池产生的热功率为2I r ；D.充电器的充电效率为100%Ir U⨯ 【答案】BC考点：电源的功率、效率。