高考物理电磁学知识点之交变电流专项训练答案(6)
高考物理电磁学知识点之交变电流专项训练答案(6)
一、选择题
1．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为1n、2n，原线圈回路接有内阻不计的交流电流表A，副线圈回路接有定值电阻R=2Ω，现在a、b间，c、d间分别接上示波器，同时监测得a、b间，c、d间电压随时间变化的图象分别如图乙、丙所示，下列说法正确的是（）
A．T=0.01s
B．1n：2n≈55：2
C．电流表A的示数I≈36.4mA
D．当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压瞬时值为0
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L1、L2、L3均正常发光．已知L1、L2、L3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1：2
B．图示位置时穿过线框的磁通量变化率为零
C．若灯L1烧断，灯泡L3将变暗
D．线框转动的角速度为
2P NBSI
3．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2NBSw
I R r
=
+
C ．电动势的最大值为2NBSw
D ．外力做功的平均功率()
2222
2N B S w P R r =+
4．某变压器原、副线圈匝数比为55：9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是
A ．输出电压的最大值为36V
B ．原、副线圈中电流之比为55：9
C ．变压器输入、输出功率之比为55：9
D ．交流电源有效值为220V ，频率为50Hz
5．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n 1、n 2。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3V
B ．电压表的示数等于10V
C ．实现点火的条件之一是
121500
n n < D ．实现点火的条件是钢针和金属板紧密接触
6．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器
向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为
I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的1
2
，则（）
A．R消耗的功率变为1
2
P B．电压表V的读数变为
1
2
U
C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变
7．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∶4
B．通过A、B两电热器的电流有效值之比为I A∶I B =3:22
C．A、B两电热器的电功率之比为P A∶P B =3∶2
D．A、B两电热器的电功率之比为P A∶P B =5∶4
8．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10 V,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图乙所示，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。则下列说法正确的是 ()
A．经过1 min原线圈的输出电能为6×102 J
B．由于电压过高小灯泡会被烧坏
C．电压表的示数为2 V
D．电流表的示数为 2 A
9．如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压
器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是
A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零
B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSω sinωt
C．当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动
D．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高
10．2016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0.001m2，共有100匝，线圈总电阻为1Ω，线圈处于磁感应强度大小为22
T
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0.002A
B．电阻R的发热功率是0.4W
C．该交流发电机产生的交流电的周期为0.2s
D．当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流为零
11．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表为理想电表，R0为定值电阻，在a、b端输入正弦交流电，开关S闭合后，灯泡能正常发光，则下列说法正确的是（）
A．闭合开关S，电压表的示数变小
B．闭合开关S，电流表的示数变小
C．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，灯泡变亮
D．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变小
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311V
B．线框产生的交变电动势频率为100Hz
C．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
13．一理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器R的滑动片。下列说法正确的是（）
A．副线圈输出电压的频率为100Hz
B．副线圈输出电压的有效值为62V
C．P向下移动时，变压器的输出功率增加
D．P向下移动时，原、副线圈的电流都减小
14．一理想变压器原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈
的匝数比为n1:n2，在原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k=1
9
，则（）
A．U=66V n1:n2 =3:1B．U=22V n1:n2 =2:1
C．U=66V n1:n2 =2:1D．U=22V n1:n2 =3:1
15．如图所示，理想变压器的原线圈接在122sin100V
u tπ
=（）的交流电源上，副线圈接有10Ω
R=的负载电阻，原、副线圈的匝数之比为31∶。电流表、电压表均为理想电表。则（）
A ．电压表的示数为12V
B ．电流表的示数为0.4A
C ．变压器输出交流电的周期为50s
D ．变压器的输入功率为1.6W
16．一匝数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
1
s 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/s
17．如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（ ）
A ．用户用电器上交流电的频率是100Hz
B ．发电机输出交流电的电压有效值是500V
C ．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D ．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小
18．如图所示，理想变压器的原线圈接入110002sin100(V)u t π=的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6Ω的导线对“220V ,880W”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )
A ．原、副线圈的匝数比为50:1
B ．交变电压的频率为100Hz
C ．副线圈中电流的有效值为4A
D ．变压器的输入功率为880W
19．两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．1:4
20．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 V
B．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 W
21．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10
Hz
B．当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势为5V
C．当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电动势为0V
D．线圈转动一周，感应电流的方向改变一次
22．如图所示，某同学在科技节活动中设计了一款简易手摇式发电机，将硬导线中间部分折成“”形的线框，其长为2a，宽为a，放入匀强磁场中，磁感应强度大小为B，方向
垂直纸面向里。线框绕MN 轴以角速度ω匀速转动，导线通过电刷与阻值为R 的电阻相连，其余电阻不计，则线框（ ）
A ．电动势的有效值为22Ba ω
B ．电动势的有效值为222Ba ω
C ．从图示位置转过90?
过程中，流经电阻的电荷量为2
2Ba R
D ．从图示位置转过90?
过程中，流经电阻的电荷量为2
πBa R
23．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为4∶1，原线圈接在
2202sin100u t V π=（）的交流电源上，副线圈接有55R =Ω的电阻．电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是 （ ）
A ．原线圈的输入功率为552W
B ．电流表的读数为4.0 A
C ．电压表的读数为55.0V
D ．副线圈两端交流电的周期为50 s
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100Hz
B ．电压表V 的示数为222V
C ．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．电风扇的挡位变换器电路如图所示，把它视为一个可调压的理想变压器，总匝数为
2400匝的原线圈输入电压
u=2202sin100πt(V)，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为240匝、600匝、1200匝、2400匝。电动机M 的内阻r=8Ω，额定电压为U=220V ，额定功率P=110W 。下列判断正确的是）（ ）
A ．该交变电源的频率为100Hz
B ．当选择3挡位后，电动机两端电压的最大值为110V
C ．当挡位由3变为2后，原线圈的电流变大
D ．当选择挡位4后，电动机的输出功率为108W
【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】 【分析】 【详解】
A ．因为变压器不改变交变电流的周期，输入电压的周期0.02s T =，输出电压的周期
0.02s T =，故A 错误；
B ．原线圈电压的有效值
1V 220V 2
U =
= 副线圈电压的有效值
24V 2
U =
= 根据电压与匝数成正比，有
11222205541
n U n U === 故B 错误； C ．输出功率
2
2
224W 8W 2
U P R ===
输入功率为8W ，电流表的示数
18
A 0.0364A 36.4mA 220
I =
== 故C 正确；
D ．根据电压与匝数成正比，知当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压的瞬时值最大，故D 错误。 故选C 。
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
12212
1
n 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1
134U 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3P
E I
=，根据E m =NBSω
，E =
，联立解得：NBSI
ω=，故D 错误． 3．D
解析：D 【解析】
当线圈平面与磁感线平行时，磁通量为零，磁通量的变化率最大，感应电动势最大，线圈中电流不为零，故A 错误；根据m E NBS ω=，得感应电动势最大值是NBS ω，所以感应
电动势有效值U =
=，所以电流有效值
U I R ==，故B 错误，C 错误；根据能量守恒得：外力做功的平均功率等于整个电路消耗的热功率，所以外力做功的
平均功率()2
P I R r =+，解得()
2222
2N B S P R r ω=+，故D 正确；故选D ．
【点睛】根据m E NBS ω=求解感应电动势最大值．根据电动势的最大值与有效值的关系求解电流有效值．根据法拉第电磁感应定律、欧姆定律和电流的定义式求解外力做功的平
均功率．
4．D
解析：D
【解析】
试题分析：变压器的输入和输出电压之比等于原副线圈匝数比，所以输出电压的最大值为
V，所以A错误；变压器的输入和输出电压之比等于原副线圈匝数比，电流之比等于原副线圈匝数的反比，所以B错误；变压器只能改变交流电的电压，而不能改变频率和功率，即对于理想变压器的输入功率和输出功率相等，所以C错误；从图上可以看出，交流
电的周期T=0．02s，所以频率为50Hz
倍，所以电压有
效值为220V．所以D正确．故选D．
考点：变压器；交流电
【名师点睛】此题是对变压器及正弦交流电问题的考查；解题时要掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．
5．C
解析：C
【解析】
【分析】
【详解】
AB．根据图乙得到原线圈电压的最大值为10V，电压表的示数为有效值，所以电压表的示数为
=
故AB错误。
C．根据11
22
U n
U n
＝，且U
1
V，因变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，得
U2
V
所以实现点火的条件是
1
2
1
500
n
n
<
故C正确。
D．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，钢针和金属板不需要紧密接触，故D错误。
故选C。
6．B
解析：B
【解析】
【分析】
根据公式m E nBS ω=分析电动机产生的交流电的最大值以及有效值、频率的变化情况；
根据
112
221
n U I n U I ==判断原副线圈中电流电压的变化情况，根据副线圈中功率的变化判断原线圈中功率的变化； 【详解】
AB ．根据2n ωπ=可知转速变为原来的12，则角速度变为原来的1
2
，根据m E nBS ω=可知电动机产生的最大电动势为原来的
1
2
，根据U =可知发电机的输出电压有效值变为原来的
12，即原线圈的输出电压变为原来的1
2
，根据1122n U n U =可知副线圈的输入电压变为原来的12，即电压表示数变为原来的1
2
，根据2
U P R
=
可知R 消耗的电功率变为1
4
P ，A 错误B 正确； C ．副线圈中的电流为21
2U I R
=，即变为原来的12，根据122
1n I n I =可知原线圈中的电流也变为原来的
1
2
，C 错误； D ．转速减小为原来的12，则频率变为原来的1
2
，D 错误。 【点睛】
本题考查了交流电最大值，有效值，频率，变压器等；需要知道交流电路中电表的示数为
有效值，在理想变压器中，恒有
112
221
n U I n U I ==，副线圈消耗的功率决定了原线圈的输入功率。
7．D
解析：D 【解析】 【详解】 AB ．对甲：
222
00()222
A I T T I R
R I RT += 解得
0A I 对乙：
0=
2
B I I 则
I A ∶I B
2
选项AB 错误；
CD ．根据P=I 2R 可知A 、B 两电热器的电功率之比为 P A ∶P B =5∶4，选项C 错误，D 正确； 故选D.
8．A
解析：A 【解析】 【分析】
由图乙可知，原线圈两端电压1U 的有效值为220V ，根据变压器原副线圈电压比关系，得副线圈两端电压的有效值2
211
10V n U U n ==。 【详解】
AB 、分析可知，副线圈两端电压210V U =，故两灯泡均正常工作，则变压器的输入功率为1210W P P ==，故在1min 内，原线圈的输出电能为110W 60s=600J Pt =?，A 正确，B 错误；
C 、电压表的示数为原线圈电压有效值1U ，为220V ，C 错误；
D 、根据111P U I =，得电流表示数1
1
11A 22
P I U ==，D 错误。 故选A 。 【点睛】
掌握住理想变压器的电压、电流和功率之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题。
9．B
解析：B 【解析】 【分析】 【详解】
若发电机线圈某时刻处于图示位置，则此时线圈中产生的感应电动势最大，变压器原线圈的电流瞬时值为最大，选项A 错误；发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSωcosωt,选项B 错误；当用电量增加时，导线上的电流增加，导线R 0上的电压损失变大，为使用户电压保持不变，变压器次级输出电压应该变大，故滑动触头P 应向上滑动，选项C 正确；变压器原线圈两端的电压是由发电机的输出电压决定的，与滑动端P 无关，选项D 错误．
10．C
解析：C 【解析】 【详解】
AB ．线圈产生的最大感应电动势为
1000.00110V m E NBS ωπ==?=
有效值为
2V
E =
= 根据闭合电路的欧姆定律可知
2
A=0.2A 91
E I R r =
=++ 电阻R 产生的热功率为
P=I 2R =0.36W
故AB 错误。 C ．交流电的周期
20.2s T π
ω
=
=
故C 正确。
D ．当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流最大，故D 错误。 故选C 。
11．D
解析：D 【解析】 【详解】
AB ．由题意知闭合开关S 后，相当于增加了一条支路，总电阻减小，副线圈总电流增加，根据变压器电流与匝数的关系可知电流表示数增加；由于a 、b 端输入电压不变，匝数不变，故电压表示数也不变，故A 错误，B 错误。
AB ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 向下移，则总电阻变大，副线圈总电流减小，根据变压器电流与匝数的关系可知电流表示数减小；由于a 、b 端输入电压不变，匝数不变，故电压表示数也不变，即灯泡两端电压不变，故灯泡仍正常发光，亮度不变，故C 错误，D 正确。 故选D 。
12．C
解析：C 【解析】 【详解】
由图乙可知T =0.02s ，311m E V =
，故该交变电流的有效值为220E V =
=，频率1
50f Hz T
=
= ，故AB 错误；0.01 s 时电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，即线框平面与中性面重合，故C 正确；由图可知t =0.015 s 时刻感应电动势最大，所以穿过线框回路的磁通量变化率为最大，故D 错误．故选C.
13．C
解析：C 【解析】 【详解】
A ．由图象可知，交流电的周期为0.02s ，所以交流电的频率为50Hz ，变压器不会改变交变电流的频率，故副线圈输出电压的频率为50Hz ，故A 错误；
B ．根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为310V ，有效值
1U =
根据变压比可知，副线圈输出电压的有效值
2
211
n U U n =
= 故B 错误；
CD ．P 向下移动，R 变小，副线圈输出电压不变，根据闭合电路欧姆定律可知，副线圈的输出电流变大，则原线圈的电流也随之变大，电路消耗的功率将变大，变压器的输出功率增加，故C 正确，D 错误。 故选C 。
14．A
解析：A 【解析】 【详解】
根据电流与匝数成正比，得原副线圈的电流之比：
1221
I n I n = 根据2P I R =得原副线圈回路中电阻消耗的功率之比：
212219
I k I ==
解得原、副线圈的匝数比为：
1
2
3:1n n = 根据原副线圈电压与匝数成正比，得原线圈两端的电压为3U ，根据U IR =知原线圈回路
中电阻两端的电压为
3
U
，在原线圈回路中： 3220V 3
U
U +
= 解得：
66V U =
故A 正确，B 、C 、D 错误； 故选A 。
15．D
解析：D 【解析】 【分析】 【详解】
A ．电压表的读数为电压的有效值，由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为12V ；根据1212::U U n n =，故副线圈的有效值为4V ，所以电压表的读数为4V ，选项A 错误；
B ．输入功率和输出功率相等可得
2
141210
I =
所以原线圈的电流的大小约为0.13A ，选项B 错误；
C ．变压器不会改变交流电的周期和频率，所以副线圈中输出交流电的周期为
2s 0.02s 100T π
π
=
= 选项C 错误；
D ．由输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为
2
4W 1.6W 10
P ==
选项D 正确； 故选D 。
16．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
A ．由交流电电动势瞬时值的表达式可读出角速度
102f ωππ==
则该交流电的频率是5Hz f =，故A 错误；
B ．由交流电电动势瞬时值的表达式可得电动势的最大值220V m E =，则其有效值为
E =
= 故B 错误； C ．当1
s 10
t =
时，带入到瞬时表达式可得 1
220sin(10)0V 10
e π=?
= 故C 正确；
D ．由电动势的最大值
m m E nBS n ωω==Φ
可得穿过线圈的磁通量最大值为
22011Wb Wb 10105m m E n ωππ
Φ=
==? 故D 错误。 故选C 。
17．D
解析：D 【解析】
试题分析：由题图乙知交变电流的周期为0.02T =s ，设频率为1
50f T
=
=Hz ，A 选项错误；发电机输出的最大电压为500V ，故B 选项错误；输电线的电流由负载决定，故C 选项错误；当用户的用电器的总电阻增大时，输出的电流减小，故输电线上损耗的功率
2P I R ?=减小，故D 选项正确．
考点：变压器 远距离输电 峰值和有效值 输电电流 损耗功率
18．C
解析：C 【解析】 【详解】
试题分析：根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等，再根据电压与匝数成正比即可求得结论．
解：输入电压的有效值为11000 V ，用电器的额定电压为220 V ，所以变压器的输出电压大于220 V ，原副线圈的匝数比小于50：1，故A 错误； B 、由输入电压的表达式知，f=
1002π
π
Hz=50 Hz ，故B 错误； C 、副线圈中的电流与用电器中的电流相同，I=4 A ，故C 正确；
D 、变压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和，大于880 W ，所以变压器的输入功率大于880 W ，故D 错误． 故选C
掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．
19．C
解析：C 【解析】 【详解】
，则热功率为：2P R =，而方波形交流电的热功率为2
m P i R '=，可得：:1:2P P '=. A.1:1与计算结果不相符；故A 项错误.
与计算结果不相符；故B 项错误. C.1:2与计算结果相符；故C 项正确. D.1:4与计算结果不相符；故D 项错误.
20．C
解析：C 【解析】 【分析】
考查交变电流的产生及描述交变电流的物理量。 【详解】
A ．线圈中产生的感应电动势的最大值为E m =NBSω=5×0.5×2.5×0.4×20V=50V ；故A 错误.
B ．不计线框及导线电阻，则电阻R 两端电压的最大值 U m =E m =50V ，则电阻R 两端电压的瞬时值表达式u =U m cos ωt =50cos20t （V ）；故B 错误.
C ．交流电的频率为2010Hz 22f ωπππ
=
==，周期T=0.1s ，电流在一个周期内方向变化2次，所以电阻R 中电流方向每秒变化20次；故C 正确.
D ．R 两端电压的有效值为
U =，R 消耗的电功率2
U
P R
=，解得P =125W ；故D 错误.
故选C 。
21．A
解析：A 【解析】 【分析】 【详解】
A.由sin sin 2e E t E ft ωπ==，可知此交流电的频率为
10
Hz π
，A 正确；
B.当线圈平面与中性面重合时，线圈中的感应电动势的为0V ，B 错误；
C.当线圈平面与中性面垂直时，线圈中的感应电动势的最大值为5V ，C 错误；
D.线圈转动一周，感应电流的方向改变两次，D 错误。
22．C
解析：C 【解析】 【分析】 【详解】
AB ．线框绕MN 轴以角速度ω匀速转动，产生正弦式交流电，那么感应电动势最大值
2m 2E BS Ba ωω==
则电动势的有效值为
2
E ω=
= 故AB 错误；
CD ．从图示位置转过90?过程中，流经电阻的电荷量为
2
2Ba q R R
?Φ==
故C 正确，D 错误。 故选C 。
23．C
解析：C 【解析】 【分析】
根据瞬时值的表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率等；再根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，输入功率等于输出功率，即可求得结论． 【详解】
A 、由题意知，原线圈电压有效值为220V ，原、副线圈匝数之比为4:1，由U 1：U 2=n 1：n 2，可得：U 2=55V ，由输入功率和输出功率相等可得，原线圈中的输入功率为：P 入=P 出
=2
5555
=55W ，故A 错误； B 、副线圈的电流为：I 2=U 2/R=55/55A=1A ，由I 1: I 2= n 2: n 1可得：I 1=0.25A ，即电流表的读数为0.25A ，故B 错误；
C 、电压表的读数为副线圈电压的有效值，即为：U=55.0V ，故C 正确；
D 、由u πt V （）=可知，ω=100π，又由ω=2π/T，解得：T=0.02s ，变压器不改变周期，所以副线圈两端交流电的周期为0.02s ，故D 错误． 故选C ．
24．C
解析：C 【解析】 【分析】
A ．原线圈接入如图乙所示，T =0.02s ，所以频率为f =
1
T
=50Hz ，故A 错误； B ．原线圈接入电压的最大值是
V ，所以原线圈接入电压的有效值是U=220V ， 理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，所以副线圈电压是22V ，所以V 的示数为22V ，故B 错误；
C ．R 阻值随光强增大而减小，根据I =
U
R
知副线圈电流增加，副线圈输出功率增加，根据能量守恒定律，所以原线圈输入功率也增加，原线圈电流增加，所以A 的示数变大，故C 正确；
D ．当L l 的灯丝烧断后，变压器的输入电压不变，根据变压比公式，输出电压也不变，故电压表读数不变，故D 错误； 故选C 。
25．D
解析：D 【解析】 【分析】
根据原线圈输入电压的瞬时值表达式即可知角速度ω，结合2f ωπ=得交变电源的频率；当选择3
倍；当档位由3变为2后，根据变压比规律判断副线圈的电压，分析输出功率的变化，根据输入功率等于输出功率，由P UI =判断原线圈电流的变化；当选择档位4后，根据变压比规律求出副线圈电压，根据能量守恒求电动机的输出功率。 【详解】
A 、根据原线圈输入电压的瞬时值表达式知：100ωπ=，交变电源的频率
50Hz 2f ω
π
=
=，故A 错误； B 、当选择3档位后，副线圈的匝数为1200匝，根据电压与匝数成正比得：
22202400
1200
U =，解得：2110V U =
，所以电动机两端电压的最大值为，故B 错误；
C 、当档位3变为2后，根据电压与匝数成正比知，副线圈两端的电压减小，输出功率变小，输入功率变小，根据111P U I =知原线圈电流变小，故C 错误；
D 、当选择档位4，副线圈匝数等于2400匝，根据电压比规律得到副线圈两端的电压为220V ，电动机正常工作，流过电动机的电流110
0.5220
P I A A U =
==，电动机的发热功率220.582W P I r ==?=热，电动机的输出功率1102W 108W P =-=出，故D 正确。
故选D 。 【点睛】