热点13　交变电流（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练

这是一份热点13　交变电流（含解析）--2024年高考物理大二轮复习热点情境突破练，共6页。

A．t1时刻线圈中感应电动势最大
B．t2时刻导线ad的速度方向跟磁感线垂直
C．t3时刻线圈平面与中性面垂直
D．t2、t4时刻线圈中感应电流方向相同
2．(2023·江苏南京市三模)理想环形变压器示意图如图甲所示，原线圈两端的电压随时间变化的关系图像如图乙所示，Um＝220eq \r(2) V，副线圈接一“12 V 22 W”的电灯，恰好正常发光，图中电表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A．原、副线圈的磁通量变化率之比为55∶3
B．电流表的读数为0.1 A
C．t＝5×10－3 s时，电压表示数为零
D．若电压表改为非理想电表，电流表示数会变小
3.(2023·江苏南通市调研)如图所示，纸面内有一“凹”字形单匝金属线框组成闭合回路，置于垂直于纸面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场中，线框的总电阻为R，边长如图所示。线框绕ab轴做角速度为ω的匀速圆周运动。则从图示位置( )
A．转动90°时回路中电流方向发生改变
B．转动180°的过程中通过导线截面的电荷量为零
C．转动90°时回路中感应电动势大小为3BL2ω
D．转动过程中电流的有效值为eq \f(5\r(2)BL2ω,2R)
4.(2023·江苏南通市模拟)如图所示，理想变压器原线圈接在u＝36eq \r(2)sin 100πt(V)的交流电源上，此时原、副线圈的匝数比为3∶1，则( )
A．电容器C可看成断路
B．电压表的示数为12eq \r(2) V
C．向上滑动触头P，电压表示数变小
D．增大R的值，电源的输出功率减小
5．白鹤滩水电站是我国实施“西电东送”的大国重器，其发电量位居世界第二，仅次于三峡水电站，其采用的是特高压远距离输电方式。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的110 kV高压输电升级为1 100 kV的特高压输电，下列说法正确的是( )
A．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的10倍
B．若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的eq \f(1,14)
C．若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的eq \f(1,10)
D．若更换直径为原来输电线直径eq \f(1,10)的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不变
6．(2023·江苏省盐城中学期末)如图，完全相同的灯泡a、b的额定电压为U0，当输入电压U为4U0时，两灯泡恰好正常发光。RT为随温度升高阻值减小的热敏电阻，下列说法正确的是( )
A．若热敏电阻RT温度升高，灯泡a、b都可能烧坏
B．若热敏电阻RT温度升高，则变压器的输出功率可能增大
C．原、副线圈匝数之比为4∶1
D．当U＝4U0，两灯泡恰好正常发光时，流经灯泡b的电流与热敏电阻电流之比为2∶1
7．(2023·江苏盐城中学模拟)图甲为一玩具起重机的电路示意图，理想变压器的原、副线圈匝数比为5∶1。变压器原线圈中接入图乙所示的正弦交流电，电动机的内阻为5 Ω，装置正常工作时，质量为2 kg的物体恰好以0.25 m/s的速度匀速上升，灯泡正常发光，电表均为理想电表，电流表的示数为2 A，g取10 m/s2。设电动机的输出功率全部用来提升物体，下列说法正确的是( )
A．原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝50eq \r(2)sin 50πt(V)
B．灯泡的功率为15 W
C．电动机内阻消耗的热功率为5 W
D．若电动机被卡住，灯泡会变亮
热点13 交变电流
1．B [由题图乙可知，t1时刻通过线圈的磁通量最大，线圈与磁场垂直，线圈中感应电动势最小，A错误；t2时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，磁通量变化率最大，感应电动势最大，导线ad的速度方向跟磁感线垂直，B正确；t3时刻线圈的磁通量最大，处于中性面，感应电动势为零，C错误；t2、t4时刻磁通量为零，线圈与磁场平行，线圈中感应电动势最大，电流最大；两时刻相差半个周期，电流方向相反，D错误。]
2．B [原线圈两端电压的有效值U1＝eq \f(Um,\r(2))＝220 V，根据U＝neq \f(ΔΦ,Δt)，原、副线圈的磁通量变化率之比为eq \f(ΔΦ原,Δt)∶eq \f(ΔΦ副,Δt)＝1∶1，A错误；通过副线圈的电流I2＝eq \f(P,U2)＝eq \f(11,6) A，线圈的匝数比eq \f(n1,n2)＝eq \f(U1,U2)＝eq \f(55,3)，电流表的读数I1＝eq \f(n2,n1)I2＝0.1 A，B正确；电压表测的是副线圈两端电压的有效值，始终为12 V，C错误；若电压表改为非理想电表，则副线圈电阻变小，因原线圈电压与匝数都不变，则副线圈电压不变，则副线圈电流变大，根据eq \f(n1,n2)＝eq \f(I2,I1)，可知原线圈电流也增大，电流表示数会变大，D错误。]
3．C [通过一次中性面(即磁场与线框平面垂直位置时)电流方向才会发生改变，故A错误；转动180°的过程中通过导线截面的电荷量为q＝eq \x\t(I)Δt＝eq \f(\f(ΔΦ,Δt),R)Δt＝eq \f(ΔΦ,R)＝eq \f(2B4L2－L2,R)＝eq \f(6BL2,R)，故B错误；转动90°时回路中感应电动势大小为Em＝3BL2ω，故C正确；转动过程中电流的有效值为I＝eq \f(\f(Em,\r(2)),R)＝eq \f(3\r(2)BL2ω,2R)，故D错误。]
4．D [变压器输出的是交流电，因此电容器不是断路而是通路，故A错误；变压器输入电压的有效值为U1＝eq \f(36\r(2),\r(2)) V＝36 V，根据理想变压器原、副线圈电压与匝数比的关系有eq \f(n1,n2)＝eq \f(U1,U2)，可得U2＝12 V，电压表的示数为12 V，B错误；向上滑动触头P，副线圈匝数增加，输入电压不变，根据理想变压器原、副线圈电压与匝数比的关系，可知U2电压增大，所以电压表示数变大，故C错误；增大R的阻值，输出电压不变，变压器输出功率减小，变压器输入功率也减小，则电源的输出功率减小，故D正确。]
5．D [保持输送电能总功率不变，电功率P＝UI，输电电压从原来的高压110 kV升级为特高压1 100 kV，则输电线中的电流变为原来的eq \f(1,10)，故A、B错误；若输电线不变，输电线上损失的功率为P损＝I2R线，则输电线上损失的功率变为原来的eq \f(1,100)，故C错误；若更换直径为原来输电线直径eq \f(1,10)的同种材料制成的输电线，由R＝ρeq \f(L,S)，可知电阻变为原来的100倍，由P损＝I2R线，可知损失的功率不变，D正确。]
6．B [热敏电阻温度升高时阻值减小，等效于电路总电阻减小，副线圈总电流增大，则原线圈电流增大，灯泡a可能烧坏，原线圈电流增大则灯泡a两端电压增大，原线圈两端电压减小，则副线圈两端电压减小，灯泡b不可能烧坏，A错误；输入电压为4U0时，灯泡a正常发光，故变压器原线圈两端的电压为3U0，灯泡b正常发光，故变压器副线圈两端的电压为U0，所以原、副线圈匝数之比为3∶1，C错误；变压器输出功率即为原线圈消耗功率P＝4U0I－I2Ra，可得当I＝eq \f(4U0,2Ra)＝eq \f(2U0,Ra)时，输出功率最大，此时灯泡a电压为2U0，热敏电阻温度升高时阻值减小，灯泡a电压变大，故变压器输出功率可能增大，B正确；设灯泡a、b正常发光时的电流为I0，则原线圈电流为I0，原、副线圈匝数比为3∶1，由原、副线圈电流与匝数成反比知，副线圈干路电流为3I0，即流经热敏电阻的电流为2I0，则流经灯泡b的电流与流经热敏电阻电流之比为1∶2，D错误。]
7．C [根据图像可知u＝Emsin eq \f(2π,T)t＝50eq \r(2)sin 100πt(V)，故A错误；电动机机械功率P出＝mgv＝5 W，根据eq \f(U2,U1)＝eq \f(n2,n1)，U1＝50 V，副线圈电压U2＝10 V，副线圈总功率P＝U2I＝20 W，电动机内阻发热功率为Pr＝IM2r，电灯和电动机共消耗20 W功率，所以P＝U2(I－IM)＋Pr＋mgv，可解得IM＝1 A，所以灯泡的功率和电动机内阻消耗的热功率分别为PL＝U2(I－IM)＝10 W，Pr＝IM2r＝5 W，故B错误，C正确；若电动机被卡住，灯泡两端电压不变，亮度不变，故D错误。]