(浙江选考)高考物理二轮复习专题七电磁感应交变电流第25课时交变电流变压器

第25课时 交变电流 变压器

选择题(在每小题给出的四个选项中，至少有一项是符合题目要求的)

1．关于线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流，以下说法中正确的是( )

A ．线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向不变

B ．线圈每转动一周，感应电流方向就改变一次

C ．线圈平面每经过中性面一次，感应电动势和感应电流的方向都要改变一次

D ．线圈转动一周，感应电动势和感应电流方向都要改变一次

解析 根据交流电的变化规律可得，如果从中性面开始计时有e ＝E m sin ωt 和i ＝I m sin ωt ；如果从垂直于中性面的位置开始计时有e ＝E m cos ωt 和i ＝I m cos ωt ，不难看出：线圈平面每经过中性面一次，感应电流方向就改变一次，感应电动势方向也改变一次；线圈每转动一周，感应电流和感应电动势方向都改变两次。C 正确。 答案 C

2．小型手摇发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd ，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO ′，线圈绕OO ′匀速转动，如图1所示。矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，不计线圈电阻，则发电机输出电压( )

图1

A ．峰值是e 0

B ．峰值是2e 0

C ．有效值是22

Ne 0 D ．有效值是2Ne 0 解析 矩形线圈ab 边和cd 边产生的感应电动势的最大值都为e 0，所以发电机的电动势峰值为2Ne 0，A 、B 错误；由于不计线圈的电阻，所以电机的输出电压峰值为2Ne 0，故有效值为2Ne02

＝2Ne 0，故D 正确。

答案 D

3．一正弦交流电源的u －t 图象如图2甲所示，将它接在图乙所示电路的e 、f 两端，若电阻的阻值为110 Ω，电源的内阻不计，交流电压表是量程为250 V 的理想电表，则下列说法中正确的是( )

图2

A ．通过电阻的电流方向1秒钟改变50次

B ．交流电压表示数为220 V

C ．产生该交变电流的线圈在磁场中匀速转动的角速度为100π rad/s

D ．在1分钟内电阻R 上产生的热量为5.28×104 J

解析 由题图甲知交变电流的周期为T ＝0.02 s ，频率f ＝1T ＝50 Hz ，而一个周期内电流方向改变两次，即通过电阻的电流方向1秒钟改变100次，A 错；交流电压的峰值为2202 V ，有效值为220 V ，B 对；由ω＝2πT ＝100π rad/s 可知，C 对；由Q ＝U2R

t 得在1分钟内电阻R 上产生的热量为2.64×104 J ，D 错。

答案 BC

4．(2016·9月绍兴适应性考试)图3甲为风力发电的简易模型。在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示，则( )

图3

A ．磁铁的转速为10 r/s

B ．线圈两端电压的有效值为62V

C ．交流的电压表达式为u ＝12 sin5πt V

D ．该交流电可以直接加在击穿电压为9V 的电容器上

解析 由图乙知：T ＝0.4 s ，u m ＝12 V 所以有效值u ＝um 2＝62V ，B 正确；n ＝1T ＝2.5 r/s ，A 错误；u ＝u m sin ωt ＝12 sin(5πt )V ，C 正确；击穿电压为9 V 的电容器所加电压最大值不得超过9 V ，D 错误。故选B 、C 。

答案 BC

5．如图4甲所示，标有“220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 300 V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是( )

图4

A ．t ＝T 2时刻，的示数为零

B ．灯泡恰好正常发光

C ．电容器可能被击穿

D.的示数保持1102 V 不变

解析 的示数应是电压的有效值220 V ，故A 、D 错误；电压的有效值恰好等于灯泡的额定电压，灯泡正常发光，B 正确；电压的峰值U m ＝2202 V≈311 V，大于电容器的额定电压，故有可能被击穿，C 正确。

答案 BC

6．如图5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( )

图5

A ．副线圈中的电流比为2∶1

B ．副线圈输出功率比为2∶1

C ．副线圈的接入匝数比为2∶1

D ．原线圈输入功率比为1∶2

解析 在输入电压U 1和原线圈匝数n 1不变的情况下，使输出电压U 2有效值由220 V 降至110 V ，由U2U1＝n2n1知，副线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为2∶1，故C 正确；副线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为2∶1，故A 正确；由P ＝UI 知，输出功率之比为4∶1，故B 错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为4∶1，故D 错误。

答案 AC

7．如图6所示是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器。已知变压器原线圈与副线圈匝数比n1n2＝120

，加在原线圈的电压为u 1＝311sin 100πt V ，霓虹灯正常工作的电阻R ＝440 kΩ，I 1、I 2表示原、副线圈中的电流。下列判断正确的是( )

图6

A ．副线圈两端电压6 220 V ，副线圈中的电流14.1 mA

B ．副线圈两端电压4 400 V ，副线圈中的电流10 mA

C ．I 1＜I 2

D ．I 1＞I 2

解析 原线圈电压有效值U 1＝Um 2＝3112

V≈220 V，由U1U2＝n1n2，可得U 2＝4 400 V ，由欧姆定律可知I 2＝U2R ＝4 400440 000 A ＝0.01 A ＝10 mA ，由I1I2＝n2n1

可得：I 1＞I 2，所以选项B 、D 正确。

答案 BD

8．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图7中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab ，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd ，为了使电流表能正常工作，则 ( )