2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（12）交变电流 变压器

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 2021届高三复习物理名校联考质检卷精编（12）交变电流 变压器1.在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线上的电阻均保持不变。随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有(   )A.升压变压器的输出电压增大B.降压变压器的输出电压减小C.输电线上损耗的功率减小D.输电线上损耗的功率占总功率的比例减小2.如图所示，图甲是旋转磁极式交流发电机简化图，其矩形线圈在匀强磁场中不动，线圈匝数为10匝，内阻不可忽略。产生匀强磁场的磁极绕垂直于磁场方向的固定轴沿水平方向）匀速转动，线圈中的磁通量随时间按如图乙所示正弦规律变化。线圈的两端连接理想变压器，理想变压器原、副线圈的匝数比，电阻，电流表示数为.则下列说法不正确的是（    ）A.线圈在图甲所示的面为非中性面B.发电机产生的电动势的最大值为 C.电压表的示数为10VD.发电机线圈的电阻为4Ω3.某发电机的原理简图如图所示，线圈按图示方向匀速转动。以下说法正确的是(   )A.线圈经过图示位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率为零B.线圈从图示位置转过90°后，小灯泡中的电流方向发生变化，电流逐渐变大C.线圈转动两周，电流的方向改变2次D.从线圈经过图示位置开始计时，则电动势e随时间变化的规律为4.如图所示为一个单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时产生的正弦式交变电流的波形图，若只将线圈的转速变为原来的2倍，则(   ) A.峰值变为 B.周期变为C.转速变为D. 提高转速前，在到时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大5.利用半导体二极管的单向导电性，可以对交变电流进行整流，将交变电流变为直流，一种简单的整流电路如图甲所示，为交变电流信号输入端，为半导体二极管，为定值电阻。信号输入后，电阻两端输出的电压信号如图乙所示，则关于该输出信号，下列说法正确的是（   ）A.频率为B.电压有效值为C.一个标有“”的电容器并联在电阻两端，可以正常工作D.若电阻,则内产生的热量为6.如图所示,理想变压器原线圈输入电压,副线圈电路中为定值电阻,是滑动变阻器。和是理想交流电压表,示数分别用和表示;和是理想交流电流表,示数分别用和表示。下列说法正确的是(   )A.和表示电流的瞬时值
B.和表示电压的最大值
C.滑片向下滑动过程中,变小、变小
D.滑片向下滑动过程中,不变、变大7.一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时，产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如(a)图线①所示。当调整线圈转速后，电动势的变化规律如(a)图线②所示。用此线圈给(b)图中匝数比为2:1的理想变压器供电。则(   )A．时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行B．线圈先后两次转速之比为2:3C．转速调整前，图中电压表的示数为D．图线②电动势的瞬时值表达式8.某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，为理想变压器，为输电线路的电阻，灯规格相同保持变压器的输入电压不变，开关断开时，灯正常发光，则(   )A．仅将滑片上移，的输入功率不变B．仅将滑片上移，变暗C．仅闭合均正常发光D．仅闭合的输入功率不变9.如图所示，理想变压器为降压变压器，原线圈通过灯泡与正弦式交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡和相连，开始时开关处于断开状态。当闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的是(   )A.灯泡和中的电流有效值可能相等B.灯泡两端的电压变小C.灯泡变亮，灯泡的亮度不变D.电源的输出功率不变10.如图所示，面积为、内阻不计的100匝矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为。匀强磁场的磁感应强度为。矩形线圈通过滑环与无铁芯变压器相连，所有接触电阻不计，触头可上下移动，副线圈所接电阻，电表均为理想交流电表。当线圈平面与磁场方向平行时开始计时。下列说法正确的是(   )A.在线圈平面转到与磁场方向垂直位置时，电压表示数为0B.调节，使原副线圈的匝数之比为时，电流表的示数为C.原线圈中感应电动势的表达式为D.若触头向上移动一小段距离，则电压表示数不变11.如图所示为一线圈在匀强磁场中转动产生的交变电流的图像，假设将此电压加在图所示的回旋加速器上给氘核加速，已知氘核的质量为，下列说法正确的是(   )A．该交流电电压的有效值为B．时，穿过线圈的磁通量最大C．氘核在回旋加速器中运动的周期为D．加在回旋加速器上的匀强磁场的磁感应强度大小约为12.如图所示，磁极间的磁场看做匀强磁场，磁感应强度为，矩形线圈的面积为，共匝，内阻为，线圈通过滑环与理想电压表和阻值为的定值电阻相连，边与滑环相连；边与滑环相连。若线圈正在绕垂直于磁感线的轴以角速度逆时针匀速转动，图示位置恰好与磁感线垂直。以下说法正确的是(   )A．线圈在图示位置时，电阻中的电流方向为自到B．线圈自图示位置开始转过的过程中，通过电阻的电量为C．线圈转动一周的过程中克服安培力做的功为D．线圈在图示位置时电压表的示数为013.某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原副线圈匝数比。为定值电阻为两只标有“”的相同小灯泡，为开关。保持开关断开，在输入端施加如图乙所示的交变电压后，灯泡正常发光，测得电阻两端的电压为灯泡的2倍，则以下说法正确的是(   )A.理想变压器原副线圈的匝数比为4:1B.理想变压器原副线圈的匝数比为2:1C.定值电阻的阻值为D.闭合开关后，灯泡可能被烧坏14.如图电路所示，灯泡完全相同，灯泡与灯泡的额定功率相同，额定电压不同。在输入端接上的交流电压，三个灯泡均正常发光，电流表的示数为，电流表的示数为。电路中变压器、电流表均为理想的。则正确的是(   )A．变压器原、副线圈匝数比B．变压器原、副线圈匝数比C．灯泡的额定电压为D．灯泡的额定电压为15.如图(a)，为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图(b)所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表，设变压器原、副线圈的匝数分别为。当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于时，就会在点火针两端间引发火花进而点燃燃气，则(   )A．闭合，加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为B．某交流发电机要产生与图(b)相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为100转/秒C．闭合开关，电压表的示数为D．变压器原、副线圈的匝数须满足时，才能实现点火16.如图所示为远距离输电的原理图,升压变压器和降压变压器均为理想变压器,发电厂的输出电压恒定、输电线上的电阻不变,假设用户所用用电器都是纯电阻用电器,若发现发电厂发电机输出的电流增大了,则可以判定(   )A.通过用户的电流减小了
B.用户接入电路的总电阻减小了
C.用户消耗的电功率减小了
D.加在用户两端的电压变小了17.有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈中，如图所示.若将该线路与交流电源接通，且开关S接在位置1时，5个灯泡发光亮度相同；若将开关S接在位置2时，灯泡均未烧坏.则下列可能的是(   )A.该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为4∶1B.该变压器是升压变压器，原、副线圈匝数比为1∶4C.副线圈中的灯泡仍能发光，只是更亮些D.副线圈中的灯泡仍能发光，只是亮度变暗18.实验室中有一台铭牌模糊的可拆卸式变压器，如图所示，该变压器可近似看做理想变压器◦某同学欲测量它的初级、次级线圈匝数:先在闭合铁芯的上端铁轭处紧密缠绕100匝漆包细铜线，并将细铜线两端与理想交流电压表构成闭合回路。（1）在次级线圈左右两端的接线柱上输入低压交流电压，理想交流电压表示数为，则次级线圈的匝数为___________匝;在初级线圈左右两端的接线柱上输入低压交流电压，理想交流电压表示数为，则初级线圈的匝数为____________匝。（2）若初级线圈左右两端接线柱接入的交变电压瞬时表达式为，则与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为___________。 


答案以及解析1.答案：B解析：由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数比不变，所以升压变压器的输出电压不变，故A错误。B、由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压不变，根据可得输电线上的电流增大，导线上的电压损失变大，则降压变压器的初级电压减小，则降压变压器的输出电压减小，故B正确。根据，又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，故C错误。根据，则有：；发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大，故D错误。2.答案：C解析：根据交变电流产生的规律，中性面与磁通量关系，故A不符合题意；由交变电流的表达式，即，得电动势峰值，故B不符合题意；根据以及得,故C符合题意；由得，故D不符合题意。3.答案：B解析：线圈位于图示位置时，与中性面垂直，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大，故A错误；线圈垂直于图示位置时，处于中性面，电流的方向要发生改变，电流的大小从零开始逐渐变大，故B正确；线圈转动两圈，电流的方向改变4次，故C错误；线圈从图示位置开始计时，即从垂直中性面位置开始计时，电动势随时间变化的规律为，故D错误。4.答案：A解析：由图像可知，电流的瞬时表达式可表示为，则峰值为，周期为，转速。当转速变2倍，则角速度变2倍，周期变一半，峰值变2倍，即峰值变为，故A正确；周期变为，故B错误；转速变为，故C错误；提高转速前，该时间内，电流逐渐增大，穿过线圈的磁通量逐渐减小，但变化得快，故D错误。5.答案：D解析：由图乙可知，该电压的周期为，故频率为，故A错误；由电流的热效应知，一个周期内电阻产生的热量，故电压有效值为，故B错误；电容器两端的瞬时电压不应超过标称电压，故C错误；电阻产生的热量应使用电压的有效值进行计算，故产生的热量为，故D正确.6.答案：D解析：在交流电中电表显示的都是有效值，故AB错误；滑片向下端滑动过程中，电阻减小，电压不变即不变，则变大，输出功率变大，输入功率变大，输入电压不变，所以变大，故D正确。7.答案：D解析：(a)图中两幅图象的特点是：，两次是一样的，周期变成原来的，所以角速度变成原来的，所以新的。稍加运算，D正确。时刻，，说明磁通量最大而磁通量的变化率为零，A错误；B错误，应为3:2；原线圈有效值为，副线圈再减半，C错误。8.答案：B解析：AB、仅将滑片P上移，则升压变压器的副线圈匝数变小，所以输出电压变小，则输电线上的电流变大，相应的B变压器的输入电压降低，输出电压也降低，所以两端电压变小。输出功率变小，则A变压器的输入功率也变小，故A错误，B正确；CD、仅闭合S，则B变压器的负载电阻变小，输出总电流变大，输出功率变大，则升压变压器A的输入功率也变大。相应的输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，B变压器的输入电压变小，输出电压也变小，即灯泡两端的电压变小，灯泡不能正常发光，故CD错误。故选：B。9.答案：AB解析：当接通后，根据可知，因为是降压变压器，则，则，则灯泡和中的电流有效值可能相等，选项A正确；当闭合后，变压器的输入电流变大，所以，电源的输出功率变大，故D错；灯泡的电压增大，原线圈电压减小，匝数不变故副线圈电压减小，灯泡两端的电压变小，故B正确；由可知，灯泡变亮，变暗，故C错误，故选AB。10.答案：CD解析：A.电压表示数为有效值，所以不会为零，故A错误。B.无铁芯变压器为非理想变压器，存在漏磁现象，电流表的读数不能确定，故B错误。C.加速度,感应电动势最大值,线圈平面与磁场方向平行时开始计时,所以原线圈中感应电动势的表达式为，故C正确。D.不计线圈的电阻，电源为理想电源，变压器的电压由原线圈电压决定，所以原线圈的电压不变，故D正确。故选：CD。11.答案：BCD解析：A.该交流电电压的有效值为，故A错误；B.由图可知在时，产生的感应电动势为零，所以在此时刻磁通量的变化率为零，即此位置为中性面位置，磁通量最大，故B正确；C.回旋加速器所加电压的变化周期应该和加速粒子在磁场中的运动周期相等,这样才能保证对粒子的加速,所以氘核在加速器中的运动周期为，故C正确；D.由上面的分析可以知道氘核的运动周期为,根据粒子在磁场中的周期公式可得,加在加速器上的匀强磁场的磁感应强度为，代入数据得：，大约为，故D正确。故选：BCD。12.答案：BC解析：A.线圈在图示位置时，与中性面重合，线圈不切割磁感线，感应电流为零，故A错误；B.线圈自图示位置开始转过的过程中,磁通量的变化量,则通过电阻R的电荷量：，故B正确；C.根据正弦式交变电流的产生规律可知,感应电动势最大值：,有效值：,线圈转动一周的过程中,克服安培力做功产生电能,，故C正确；D.电压表的示数为有效值，线圈在转动过程中，电压表示数不变，不为0，故D错误。故选：BC。13.答案：BC解析：由电压图像可知，输入电压的有效值为，灯泡正常发光，故灯泡两端的电压为，灯泡中的电流为，又因电阻两端的电压为，故变压器原线圈的电压为，原副线圈的匝数比,故A错误、B正确；由理想变压器输入功率等于输出功率可知，原副线圈中的电流之比,故电阻中的电流为，由欧姆定律可知，，故C正确；开关闭合后，电路的总电阻减小，而输入端电压保持不变，故原线圈中电流增大，电阻两端电压升高，变压器原线圈电压降低，故副线圈输出电压降低，灯泡两端电压降低，灯泡不可能被烧坏，故D错误.14.答案：BD解析：AB、灯泡完全相同,电流表测量通过灯泡的电流,示数为,则副线圈输出电流为：,电流表示数为,则原线圈输入电流为：,根据变流比可知,原、副线圈匝数比为：，故A错误，B正确；CD、副线圈输出电压为,则由变压规律可知原线圈两端电压为：,令灯泡两端电压为,则有：,而且,联立可得：，故C错误，D正确。故选：BD。15.答案：CD解析：AC、根据图(b)得到原线圈电压的最大值为，所以加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为，故闭合开关S时，电压表的示数为：，故A错误，C正确；
B、根据图(b)得到原线圈电流周期为，所以转速，某交流发电机要产生与图(b)相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为，故B错误；D、由题意可知瞬时电压大于即火花放电；根据，且，可得到实现点火的条件是：变压器原、副线圈的匝数、必须满足，故D正确。16.答案：BD解析：A.如果发电厂发电机输出的电流增大了，根据变流比可知，输送电流增大，通过用户的电流增大，故A错误；BD.由于输电线上的电压降增大，一次降压变压器的输入电压减小，根据变压比可知加在用户两端的电压变小了。根据能量守恒得可知，输电电流增大，是由于减小引起的，故BD正确；C.当用户消耗电阻减小即用电器的增多，用户消耗的功率增大，故C错误。故选：BD。17.答案：AC解析：五个灯泡发光程度相同，所以原线圈电流与副线圈电流之比为1∶4，根据可知该变压器是降压变压器，原、副线圈匝数比为4∶1，故A正确，B错误；接到2位置，原线圈输出电压变大，根据电压与匝数的关系可知副线圈电压变大，所以灯泡的电流变大，灯泡仍能发光，但亮度变大，故C正确，D错误．18.答案：（1）200；400；（2）110；解析：（1）由理想变压器的电压与匝数关系可知，次级线圈的匝数为200匝；初级线圈的匝数为400匝。（2）因交流电压表的示数为电压有效值，该变压器初级、次级线圈的匝数比为2:1，由可知，与次级线圈左右两端接线柱直接相连的理想交流电压表的示数为。