高考物理二轮复习讲练(新高考版) 第3部分 热点排查练 12.交变电流（含解析）

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12.交变电流1．(2020·北京交通大学附属中学高三三模)如图1甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的轴匀速转动可以产生交变电流，其电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，则(　　)图1A．t＝0时，穿过线圈的磁通量最大B．线圈转动一周，电流的方向改变一次C．线圈中电动势的有效值为311 VD．线圈中交变电流的频率为100 Hz答案　A解析　t＝0时，电动势为零，线圈平面处于中性面处，穿过线圈的磁通量最大，故A正确；根据题图乙可知，线圈转动一周，电流的方向改变两次，故B错误；线圈中电动势的最大值为311 V，有效值为 V≈220 V，故C错误；由题图乙可知T＝0.02 s，则线圈中交变电流的频率f＝＝50 Hz，故D错误．2．如图2所示为一交流电压随时间变化的图像，每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定，根据图中数据可得，此交流电压的有效值为(　　)图2A．7.5 V  B．8 V  C．2 V  D．3 V答案　C解析　根据电流热效应的定义可得，·＋·＝·T，解得U＝2 V. 3．(2020·山东德州市高三二模)电压互感器是测量较大交流电压的仪表；电流互感器是测量较大交流电流的仪表，这两种仪表在使用时的电路正确的是(　　)答案　D解析　由理想变压器的原、副线圈的电压之比可知，电压与匝数成正比，则电压互感器接入匝数较少的副线圈上，且原线圈应分别接在零线和火线上，故A、B错误；由理想变压器的原、副线圈的电流之比可知，电流与匝数成反比，则电流互感器应串联接入匝数较多的副线圈上，同时将匝数很少的原线圈串联在需要测量电流的线路中，故C错误，D正确．4．(多选)(2020·江苏南通市通州区、海门市、启东市联考)如图3甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，原线圈通以图乙所示的交流电后，理想电流表A1示数为0.5 A，副线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表A2以及虚线框内的某用电器，电路处于正常工作状态，则下列说法正确的有(　　)图3A．原线圈两端电压的瞬时值表达式e＝220 sin 100πt(V)B．熔断器的熔断电流应该不小于5 AC．若输入的交流电频率増大，发现A2示数也增大，则虚线框内可能是电容器D．若原线圈输入电压改为500 V的恒定电压，则A2示数将增大答案　ABC解析　由题图乙可知，交变电流电压的最大值为220 V，周期为T＝0.02 s，所以原线圈两端电压的瞬时值表达式e＝220·sin t (V)＝220sin 100πt (V)，故A正确；理想电流表A1示数为0.5 A，由公式＝，解得：I2＝5 A，所以熔断器的熔断电流应该不小于5 A，故B正确；若输入的交流电频率増大，发现A2示数也增大，说明虚线框内的用电器对高频交变电流的阻碍较小，所以虚线框内的用电器可能是电容器，故C正确；理想变压器的工作原理为互感，所以理想变压器对恒定电流不起作用，即若原线圈输入电压改为500 V的恒定电压，则A2示数将变为零．5．(多选)(2020·内蒙古通辽蒙古族中学高三三模)如图4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的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置时开始计时，下列判断正确的是(　　)图4A．交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBL2ωcos ωtB．变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1C．电压表V示数为NBωL2D．若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均变小答案　AC解析　由题图可知，从垂直于中性面时开始计时，则矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBL2ωcos ωt，故A正确；变压器的输入功率与输出功率之比为1∶1，故B错误；根据理想变压器的原、副线圈的电压之比可知变压器输出的交流电压的最大值等于U2m＝2NBωL2交流电在一个周期内只有半个周期可以通过二极管，根据电流的热效应可得·＝T解得U＝NBωL2，故C正确；当滑动变阻器的滑片向下滑动时，R接入电路中的阻值变大，根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表V的示数不变，电阻消耗的功率变小，故电流表示数变小，故D错误．6．(多选)(2020·湘赣皖十五校高三第一次联考)有一台理想变压器及所接负载如图5所示．在原线圈c、d两端加上交变电流．已知b是原线圈中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，电容器的耐压值足够大．下列说法正确的是(　　)图5A．开关S始终接a，当滑片P向下滑动时电压表V1示数不变，电压表V2示数变大，电流表A2示数变小B．开关S始终接b，当滑片P向上滑动时R1的电功率增大，V2示数的变化量与A2示数的变化量之比不变C．保持滑片P的位置不变，将开关S由b改接a，变压器输入功率变大D．保持滑片P的位置不变，将开关S由a改接b，电容器所带电荷量的最大值将增大答案　ABD解析　开关S始终接a，则变压器输出电压不变，电压表V1的示数不变，当滑片P向下滑动时，R接入电路的阻值变大，变压器的输出电流减小，电流表A2示数变小，R1电压减小，则电压表V2示数变大，选项A正确；开关S始终接b，则变压器的输出电压不变，电压表V1的示数U1不变，当滑片P向上滑动时，R接入电路的阻值减小，变压器的输出电流变大，R1的电功率增大，由于电压表V2的示数U2＝U1－I2R1，则V2示数的变化量与A2示数的变化量之比＝R1不变，选项B正确；保持滑片P的位置不变，将开关S由b改接a，变压器原线圈的匝数变大，则变压器的输出电压减小，输出功率减小，则变压器输入功率变小，选项C错误；保持滑片P的位置不变，将开关S由a改接b，变压器原线圈的匝数减小，则输出电压变大，电容器两端电压变大，所带电荷量的最大值将增大，选项D正确．7．(2020·甘肃兰州一中高三二模)某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是(　　)A．输电线上输送的电流大小为2×105 AB．输电线上由电阻造成的损失电压为15 kVC．若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9×108 kWD．输电线上损失的功率为ΔP＝，U为输电电压，r为输电线的电阻答案　B解析　由P＝IU得输电线上输送的电流I＝＝ A＝6×103 A，由ΔU＝Ir得输电线路上的电压损失ΔU＝6×103×2.5 V＝15 kV，输电线上损失的功率为ΔP＝I′2r＝r＝()2×2.5 W＝9×1011 W，输电线上损失的功率ΔP计算时，U为输电线上的电压，而不是输电电压．故选B.8．(多选)(2020·福建厦门市线上检测)如图6所示，灯泡A、B完全相同，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝5∶1，指示灯L的额定功率是灯泡A的，当输入端接上u＝110sin 100πt(V)的交流电压后，三个灯泡均正常发光，两个电流表均为理想电流表，且A2的示数为0.4 A，则(　　)图6A．电流表A1的示数为0.08 AB．灯泡A的额定电压为22 VC．灯泡L的额定功率为0.8 WD．原线圈的输入功率为8.8 W答案　AC解析　副线圈的总电流即A2的示数为I2＝0.4 A，由理想变压器原、副线圈的电流比＝，可得I1＝I2＝×0.4 A＝0.08 A即电流表A1的示数为0.08 A，故A正确；输入端交流电压的有效值为U＝110 V，根据能量守恒定律有UI1＝PL＋2PA指示灯L的额定功率是灯泡A的，即PL＝，联立解得PA＝4 W，PL＝0.8 W由电功率PA＝UAIA＝UA·，可得UA＝20 V，故B错误，C正确；对原线圈电路，由UI1＝PL＋P入可得原线圈的输入功率P入＝UI1－PL＝(8.8－0.8) W＝8 W，故D错误．