高考物理新电磁学知识点之交变电流专项训练(1)

高考物理新电磁学知识点之交变电流专项训练(1)一、选择题1．如图所示为某小型电站高压输电示意图．发电机输出功率恒定，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为U 1和U 2．在输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为10:1和1:10，电压表的示数为220 V ，电流表的示数为10 A ，各互感器和电表均为理想的，则下列说法正确的是( )A ．升压变压器原、副线圈的匝数比为1221n U n U = B ．采用高压输电可以增大输电线中的电流，输电电流为100 A C ．线路输送电功率是220 kW D ．将P 上移，用户获得的电压将降低2．如图所示，面积为S 、匝数为N 的矩形线框在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴OO ′匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L 1、L 2、L 3均正常发光．已知L 1、L 2、L 3的额定功率均为P ，额定电流均为I ，线框及导线电阻不计，则（ ）A ．理想变压器原副线圈的匝数比为1：2B ．图示位置时穿过线框的磁通量变化率为零C ．若灯L 1烧断，灯泡L 3将变暗D ．线框转动的角速度为2PNBSI3．如图甲所示电路，已知电阻21R R R ==，和1R 并联的D 是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A 、B 之间加一个如图乙所示的交变电压（0AB U >时电压为正值）。

则R 2两端电压的有效值为（ ）A ．510VB ．10 VC ．55VD ．102V4．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路,已知定值电阻R 并联的是一个理想交流电压表,D 是理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大).在A 、B 间加一交流电压,瞬时值的表达式为u=20sin100xt （v ）,则交流电压表示数为( )A ．10VB ．20VC ．15VD ．14.1V5．如图所示，有一矩形线圈面积为S ，匝数为N ，总电阻为r ，外电阻为R ，接触电阻不计.线圈绕垂直于磁感线的轴'OO 以角速度w 匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为.B 则()A ．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流为零B ．电流有效值2NBSwI R r=+C 2NBSwD ．外力做功的平均功率()22222N B S w P R r =+6．采用220 kV 高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为（ ） A ．55 kVB ．110 kVC ．440 kVD ．880 kV7．图甲是某燃气炉点火装置的原理图转换器能将电压恒为3V 的直流电压转换转为如图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原副线圈的匝数分别为n1、n2。

当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。

以下判断正确的是（）A．电压表的示数等于3VB．电压表的示数等于10VC．实现点火的条件之一是121500nnD．实现点火的条件是钢针和金属板紧密接触8．A、B是两个完全相同的电热器，A、B分别通以图甲、乙所示的交变电流。

则A．通过A、B两电热器的电流有效值之比为I A∶I B =3∶4B．通过A、B两电热器的电流有效值之比为I A∶I B =3:22C．A、B两电热器的电功率之比为P A∶P B =3∶2D．A、B两电热器的电功率之比为P A∶P B =5∶49．如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u＝2202sin（100πt）V，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的。

则当S闭合一段时间后（）A．电压表示数不变，示数为22 V B．电压表示数不变，示数为2V C．灯泡L两端的电压将变大D．电流表示数一定为010．2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。

图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再给智能锁供电。

单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈abcd的面积为0.001m 2，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为22T π的匀强磁场中，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO ′转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路阻值为9Ω电阻连接，不计交流电流表的内阻。

在外力作用下线圈以10πrad/s 的角速度绕轴OO ′匀速转动时，下列说法中正确的是（ ）A ．交流电流表的示数是0.002AB ．电阻R 的发热功率是0.4WC ．该交流发电机产生的交流电的周期为0.2sD ．当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流为零11．如图所示，N 匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO '匀速转动，线框面积为S ，线框电阻、电感均不计，在OO '左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，外电路接有电阻R ，理想电流表A ，则：（ ）A ．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为sin e NB S t ωω= B ．交流电流表的示数2I ω=C ．R 两端电压的有效值2U NBS ω=D ．一个周期内R 的发热量()2NBS Q Rπω=12．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示．产生的感应电动势如图乙所示，则（ ）A ．线框产生的交变电动势有效值为311VB ．线框产生的交变电动势频率为100HzC ．0.01s t =时线框平面与中性面重合D ．0.015s t =时线框的磁通量变化率为零13．矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示．灯泡标有“36 V 40 W ”的字样且阻值可以视作不变，变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是( )A ．图乙电动势的瞬时值表达式为e ＝36 sin (πt)VB ．变压器副线圈中的电流方向每秒改变50次C ．灯泡L 恰好正常发光D ．理想变压器输入功率为20 W14．如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的和周期T 相同.三种交流电的有效值之比为（ ）A ．：2：B ．2：：C ．：：2D ．：：215．如图所示，有一半径为1m L =、圆心为О的金属圆环，Oa 为长度也为L 的铜棒，两者电阻均不计且接触良好。

现让Oa 以圆心О为轴，以ω=10rad/s 的角速度匀速转动，圆环处于垂直于环面向里，磁感应强度大小为2T B =的匀强磁场中。

从圆心O 引出导线，从圆环上接出导线，并分别接到匝数比为12:1:4n n =的理想变压器原线圈两端，则接在副线圈两端的理想电压表的示数为（ ）A ．40VB ．20VC ．80VD ．016．如图所示,交流电流表A 1、A 2、A 3分别与电容器C ．线圈L 和电阻R 串联后接在同一个交流电源上,供电电压瞬时值为U 1=U m sinω1t,三个电流表读数相同．现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为U 2=U m sinω2t,ω2=2ω1.改换电源后,三个电流表的读数将( )A ．A 1将减小,A 2将增大,A 3将不变B ．A 1将增大,A 2将减小,A 3将不变C ．A 1将不变,A 2将减小,A 3将增大D ．A 1将减小,A 2将减小,A 3将不变17．如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r =1.0Ω，外接R =9.0Ω的电阻。

闭合开关S ，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e =10sin10πt （V ），则（ ）A ．该交变电流的频率为10HzB ．该电动势的有效值为10VC ．外接电阻R 所消耗的电功率为9WD ．电路中理想交流电流表的示数为A18．一匝数n =10的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，所产生的交流电电动势瞬时值的表达式220sin10πV e t ，下列说法正确的是（ ） A ．该交流电的频率是50Hz B ．电动势的有效值是220V C ．当1s 10时，电动势的瞬时值为0 D ．穿过线圈的磁通量最大值为4Wb/s19．两只阻值相等的电阻分别通以正弦交流电与方形交流电，它们电流的最大值相等，如图所示，则两只电阻的热功率之比是：A．1:1B．1:2C．1:2D．1:420．如图所示.水平方向有磁感应强度大小为0.5 T的匀强磁场，匝数为5的矩形线框ab边长为 0.5m．ad边长为0.4 m，线框绕垂直磁场方向的转轴OO′匀速转动，转动的角速度为20rad/s，线框通过金属滑环与阻值为10Ω的电阻R构成闭合回路．t=0时刻线圈平面与磁场方向平行．不计线框及导线电阻，下列说法正确的是A．线圈中的最大感应电动势为10 VB．电阻R两端电压的瞬时值表达式u=10sin20t (V)C．电阻R中电流方向每秒变化20次D．电阻R消耗的电功率为5 W21．在下图中L为电感线圈，C为电容，R为电阻，A、B、C为三只相同的灯泡，将它们接在电压为U的交流电源上，三只灯泡的亮度一样．若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列说法中正确的是()A．三只灯泡的亮度不变B．C灯泡亮度不变，B灯泡变暗C ．A 灯泡变暗，B 灯泡变亮D ．A 灯泡变亮，B 灯泡变暗、C 灯亮度不变22．图中矩形线圈abcd 在匀强磁场中以ad 边为轴匀速转动，产生的电动势瞬时值为e =5sin20t （V ），则以下判断正确的是（）A ．此交流电的频率为10πHzB ．当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势为5VC ．当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电动势为0VD ．线圈转动一周，感应电流的方向改变一次23．如图所示，理想变压器副线圈通过输电线接两个相同的灯泡L 1和L 2。

输电线的等效电阻为R 。

开始时，电键S 断开，当S 闭合时，下列说法中正确的是（ ）A ．副线圈两端的输出电压减小B ．通过灯泡L 1的电流减小C ．原线圈中的电流减小D ．变压器的输入功率不变24．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，A 、V 均为理想电表，R 为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小)，l L 和2L 是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u ，下列说法正确的是( )A ．电压u 的频率为100HzB ．电压表V 的示数为222VC ．当照射R 的光强增大时，电流表A 的示数变大D ．当l L 的灯丝烧断后，电压表V 的示数会变大25．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为12:10:1n n =，a 、b 两点间的电压为2u =sin100V πt （），R 为可变电阻，P 为额定电流1A 、用铅锑合金制成的保险丝．为使保险丝中的电流不超过1A ，可变电阻R 连入电路的最小阻值是（ ）A ．2.2ΩB ．2.22ΩC ．22ΩD ．222Ω【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．C 解析：C 【解析】根据变压器的原理可得升压变压器原、副线圈的匝数比为：1122n U n U ＝，故A 错误；采用高压输电可以减小输电线中的电流，从而减小输电过程中的电能损失，根据电流互感器原理及匝数比为1：10，由公式101n I I n 副送副原＝＝，得输电电流为I A2=10×10 A=100 A ，故B 错误；根据电压表的示数为220 V ，根据变压公式，101n U U n ''原送副副＝＝，输电电压为U 2=10×220 V=2 200 V ，线路输送电功率为P=U 2I A2=220 kW ，故C 正确；将P 上移，则降压变压器的初级线圈减小，故用户获得的电压将升高，故D 错误．故选C ．点睛：本题实质是电压互感器与电流互感器的简单运用，电压互感器与电流互感器是利用变压器原理将电压、电流减小到可测范围进行测量的仪器．2．C解析：C 【解析】 【详解】A.灯泡L 1、L 2、L 3均正常发光，则原线圈电流强度I 1=I ，副线圈电流强度I 2=2I ，所以122121n I n I =＝，故A 错误； B.图示位置时，线框切割速度最大，故穿过线框的磁通量变化率最大，故B 错误； C.开始时若设每盏灯的额定电压为U ，则变压器初级电压为2U ，线圈输入电压为3U ；若L 1灯烧断，设L 3的电压变为U 1，则变压器输入电压为3U -U 1，次级电压变为11(3)2U U -，次级电流为：132U U R -，则初级电流为134U U R-，则L 3两端电压为1134U U R U R-=，解得U 1=0.6U ，则灯泡L 3两端电压减小，亮度变暗，故C 正确； D.线框的输出功率为3P ，电流为I ，则线框产生的感应电动势为3PE I=，根据E m =NBSω，E =，联立解得：NBSIω=，故D 错误． 3．A解析：A 【解析】 【分析】 【详解】因为是交流电所以应该分两种情况考虑，当电源在正半轴时A 点电位高于B 点电位二极管导通即R 1被短路，R 2电压为电源电压为电源在负半轴时B 点电位高于A 点电位二极管截止R 1，R 2串联分压，则12Q Q Q =+即为2222010+22U T T T R R R =⋅⋅ 解得U故A 正确，BCD 错误。