2021届高考物理二轮复习热点排查练：交流电和变压器

热点27交流电和变压器

(建议用时：20分钟)

1．(多选)(2020·成都市第二次诊断)图a为一交流发电机示意图，线圈abcd 在匀强磁场中绕固定轴OO′沿顺时针方向匀速转动，图b是该发电机的电动势e 随时间t按余弦规律变化的图象。已知线圈电阻为2.5 Ω，定值电阻R＝10 Ω，电表均为理想交流电表。由此可以判定()

A．电流表读数为0.8 A

B．电压表读数为10 V

C．t＝0.1 s时刻，穿过线圈的磁通量为零

D．0～0.05 s内，通过电阻R的电荷量为0.04 C

2.(2020·合肥市第二次教学质检)如图所示，矩形线圈

处在磁感应强度大小为B、方向水平向右的匀强磁场中，

线圈通过电刷与定值电阻R及理想电流表相连接，线圈绕

中心轴线OO′以恒定的角速度ω匀速转动，t＝0时刻线圈

位于与磁场平行的位置。已知线圈的匝数为n、面积为S、

阻值为r。则下列说法正确的是()

A．t＝0时刻流过电阻R的电流方向向左

B．线圈中感应电动势的瞬时表达式为e＝nBSωsin ωt

C．线圈转动的过程中，电阻R两端的电压为nBSωR R＋r

D．从t＝0时刻起，线圈转过60°时电阻R两端的电压为

nBSωR 2（R＋r）

3.(2020·丰台区第二学期统一练习)交流发电机的示意图

如图所示。线圈abcd转动方向为逆时针方向，产生的交流

电电动势的最大值为10 2 V，线圈abcd电阻为1 Ω，小

灯泡电阻为4 Ω，其他电阻忽略不计。以下说法正确的是() A．小灯泡两端电压为10 V

B．图示位置时，通过线圈的磁通量最大

C．线圈所在图示位置时产生的感应电动势最大

D．线圈所在图示位置时，ab边的电流方向为b→a

4.(2020·东丽区等级考试模拟)如图所示，边长为L、匝数

为N，电阻不计的正方形线圈abcd在磁感应强度为B的匀强

磁场中以角速度ω绕转轴OO′匀速转动，轴OO′垂直于磁感线

且位于线圈平面内，在线圈外接一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数分别为n1和n2，保持线圈以恒定角速度ω转动，下列判断正确的是() A．交流电压表V1的示数等于NBωL2

B．变压器的输入功率与输出功率之比为n1∶n2

C．交流电压表V2的示数为副线圈两端电压的有效值

D．在图示位置时线圈中磁通量为零，感应电动势最小

5.(2020·日照市4月模拟)实验时用的原、副线圈都有

中间抽头的理想变压器如图所示，在原线圈上通过一个单

刀双掷开关S1与一只安培表A连接，在副线圈上通过另

一个单刀双掷开关与一个定值电阻R0相连接，通过S1、S2可以改变原、副线圈的匝数。在原线圈上加一电压为U的交流电后，①当S1接a，S2接c时，安培表的示数为I1；②当S1接a，S2接d时，安培表的示数为I2；③当S1接b，S2接c时，安培表的示数为I3；④当S1接b，S2接d时，安培表的示数为I4，则() A．I1＝I2B．I1＝I4

C．I2＝I3D．I2＝I4

6.(2020·济南市第一次模拟)采用一稳压交流电源给

如图所示电路供电，R1、R2、R3是三个完全相同的定值

电阻，理想变压器的匝数比为2∶1，开关断开时电路消

耗的总功率为P，则开关闭合时电路消耗的总功率为()

A．P B.3P 2

C.5P

3 D.

9P

5

7.(2020·密云区下学期第一次测试)探究理想变压器原、副

线圈的电压和电流关系的装置图如图所示，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接入理想交流电压表V1、V2，和理想交流电流表A1、A2，不计导线电阻。闭合开关S后，下列说法正确的是()

A．A1示数不变，V1示数不变，L1变亮

B．A2示数变大，V2示数变大，L1变暗

C．A1示数变大，变压器输出功率变大，A1与A2示数的比值不变

D．V2示数变大，变压器输出功率变大，V1与V2示数的比值不变

8．(多选)(2020·葫芦岛市上学期质监)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω、R2＝40 Ω，电容器的电容C＝100 μF，已知电阻R1两端的正弦交流电压如图乙所示，下列说法正确的是()

A．该交流电的频率为50 Hz

B．原线圈输入电压的有效值为200 2 V

C．电容器所带电荷量为4×10－3 C

D．电阻R2消耗的功率为20 W

热点27交流电和变压器

1．解析：选AC。电动势有效值为E＝E m

2

＝10 V，电流表的读数I＝

E

R＋r

＝

10

10＋2.5

A＝0.8 A，电压表读数U＝IR＝8 V，A正确，B错误；t＝0.1 s时刻，感应电动势最大，此时穿过线圈的磁通量为零，C正确；0～0.05 s内，通过电阻

R的电荷量为q＝

E

R＋r

Δt，E＝

NBS

Δt

＝

E m

ωΔt＝

TE m

2πΔt

，则q＝

TE m

2π（R＋r）

＝

0.2×102

2π（10＋2.5）C＝

22

25π

C，D错误。

2．解析：选D。t＝0时刻线框与磁场方向平行，即线框的速度与磁场方向垂直，右手定则可知，流过电阻R的电流方向向右，故A错误；从与中性面垂直的位置开始计，感应电动势随时间按余弦规律变化，且最大感应电动势E m＝nBSω，所以感应电动势的瞬时值表达式为e＝nBSωcos ωt，故B错误；线圈转