高考物理电磁学知识点之交变电流全集汇编含答案(6)

高考物理电磁学知识点之交变电流全集汇编含答案(6)一、选择题1．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为n 1∶n 2＝10∶1，原线圈接入电压2202sin100(V)u t π=的交流电源，交流电压表和电流表对电路的影响可忽略不计，定值电阻R 0＝10 Ω，可变电阻R 的阻值范围为0～10 Ω．则( )A ．副线圈中交变电流的频率为100 HzB ．t ＝0.02 s 时，电压表的示数为0C ．调节可变电阻R 的阻值时，电流表示数的变化范围为1.1～2.2 AD ．当可变电阻阻值为10 Ω时，变压器的输入电功率为24.2 W2．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 ．14.1V3．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 =C 2NBSwD ．外力做功的平均功率()22222N 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36VB ．原、副线圈中电流之比为55：9C ．变压器输入、输出功率之比为55：9D ．交流电源有效值为220V ，频率为50Hz5．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R 、2R 和3R 的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压R 的有效值恒定当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I 。

该变图压器原、副线圈匝数的比值为（ ）A ．2B ．3C ．4D ．56．如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数比为，则图（a ）中L 1的功率和图（b ）中L 1的功率分别为( )A ．P 、PB ．9P 、C ．、9PD ．、9P7．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2202u = 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 ．222Ω8．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 W9．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 ．010．电阻12R R 、与交流电源按照图甲方式连接，12=10,=20R R ΩΩ，闭合开关S 后，通过电阻2R 的正弦交变电流i 随时间t 变化的情况如图乙所示，则（）A ．通过1R 的电流有效值是1.0AB ．通过2R 2AC ．1R 两端的电压有效值为5VD ．2R 两端的电压最大值为5211．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5 ：1，V 和R 1、R 2分别是电压表、定值电阻，且R 1＝5R 2．已知ab 两端电压u 按图乙所示正弦规律变化．下列说法正确的是A ．电压u 瞬时值的表达式2202sin10(V)u t π=B ．电压表示数为40VC ．R 1、R 2两端的电压之比为5 ：1D ．R 1、R 2消耗的功率之比为1 ：512．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 ．102V13．两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 ．1:414．如图所示为一理想变压器，原、副线圈的匝数比为12:5:1n n =，分别接有定值电阻1R 和2R ，且12R :R 5:1=．原线圈接正弦交流电．电压表为理想交流电压表．则A．电阻1R和2R消耗功率之比为1：1B．电压表1V和2V的示数之比为5：1C．电压表1V和2V的示数之比为6：1D．原副线圈磁通量变化率之比为5：115．一种可视为理想变压器的铭牌如图所示，根据所提供的信息，以下判断正确的是（）型号∶PKT-12-3000输入参数∶220V 50Hz输出参数∶12V 3.0AA．副线圈的匝数比原线圈多B．当变压器输出为12V和3A时，原线圈电流为92 55AC．当原线圈输入交流电压220V时，副线圈输出直流电压12VD．当原线圈输入交流电压110V时，副线圈输出交流电压6V16．实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中，绕垂直于磁感线的OO′轴匀速转动．今在发电机的输出端接一个电阻R和理想电压表，并让线圈每秒转25圈，读出电压表的示数为10 V．已知R＝10 Ω，线圈电阻忽略不计，下列说法正确的是A．线圈平面与磁场平行时刻，线圈中的瞬时电流为零B．从线圈平面与磁场平行开始计时，线圈中感应电流瞬时值表达式为i＝2sin 100πt （A）C．流过电阻R的电流最大值为2AD．电阻R上的热功率等于5 W17．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，接有四个阻值相同的定值电阻，变压器初级线圈接到交流电源上，下面说法正确的是()A．副线圈电压是电源电压的2倍B ．流过R 1的电流是副线圈上电流的2倍C ．R 1上的电功率是R 2上电功率的2倍D ．R 1上的电功率是R 2上电功率的9倍18．如图甲所示为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，发电机线圈匝数为20匝，内阻为1Ω，外接灯泡的电阻为9Ω恒定不变，则下列说法中正确的是（ ）A ．电压表的读数为6VB ．发电机输出功率为36WC ．线圈转动过程中，磁通量的最大值为0.032πWbD ．在21.010s -⨯时刻，线圈平面恰好经过中性面位置19．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20．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2B ．电流表的读数为4.0 AC ．电压表的读数为55.0VD ．副线圈两端交流电的周期为50 s21．如图所示，一个矩形线圈abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈内磁通量随时间t的变化如图所示，则下列说法中正确的是（）A．t1时刻线圈中的感应电动势最大B．t2时刻ab的运动方向与磁场方向平行C．t3时刻线圈平面与中性面重合D．t4，t5时刻线圈中感应电流的方向相同22．如图甲所示的“火灾报警系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为10:1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，R0为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为滑动变阻器．当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警．下列说法正确的是( )A．电压表V的示数为20VB．R0处出现火警时，电流表A的示数减小C．R0处出现火警时，变压器的输入功率增大D．要使报警器的临界温度升高，可将R1的滑片P适当向下移动23．如图为一交流发电机发出的电流随时间的变化图象，则下列说法正确的是A．在A点时穿过线圈的磁通量最大B．在B点时穿过线圈的磁通量变化率最大C．在A点时线圈处在中性面，电流方向改变D．在B点时线圈处在中性面，电流方向改变24．一理想变压器原、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=19，则（）A．U=66V n1:n2 =3:1B．U=22V n1:n2 =2:1C ．U =66V n 1:n 2 =2:1D ．U =22V n 1:n 2 =3:125．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R 表示输电线的电阻，则（ ）A ．用电器增加时，变压器输出电压增大B ．要提高用户的电压，滑动触头P 应向下滑C ．用电器增加时，输电线的热损耗减少D ．用电器增加时，变压器的输入功率增加【参考答案】***试卷处理标记，请不要删除一、选择题 1．D 解析：D 【解析】 【详解】电流的频率是由电压决定的，所以原、副线圈中电流的频率是一样的，都为50 Hz ，故A 错误；电压表的示数为电路的有效电压的大小，原线圈的有效电压为220 V ，根据电压与匝数成正比知电压表的示数为22 V ，故B 错误；当R 的阻值为零时，副线圈电流为I ＝2.2 A ，当R 的阻值为10 Ω时，副线圈电流为I′＝1.1 A ，电流与匝数成反比，电流表示数的变化范围为0.11～0.22 A ，故C 错误；当可变电阻阻值为10 Ω时，变压器的输入电功率等于输出功率P ＝I′R ＝1.12×20 W ＝24.2 W ，故D 正确．故选D. 【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流及功率之间的关系，即电压与匝数程正比，电流与匝数成反比，变压器的输入功率和输出功率相等；会从交流电表达式中获取有用的物理信息即可得到解决．2．A解析：A 【解析】二极管具有单向导电性，使得半个周期内R 通路，另半个周期内R 断路．设交流电压表示数为U ，则一个周期内的电阻发热为：2()122U Q T R ==，解得：U=10V ．故A正确， BCD 错误，故选A.点睛：解决本题时要知道正弦交流电表的示数为有效值即二极管的单向导电性，掌握有效值的定义方法，利用电流的热效应来求电压的有效值．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()2P I R r =+，解得()22222N 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 ．正弦交流电的有效值是峰值的2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．B解析：B 【解析】 【详解】设理想变压器原、副线圈匝数的比值为k ，根据题述，当开关S 断开时，电流表示数为I ，则由闭合电路欧姆定律得11U IR U =+由变压公式11U k U =及功率关系122U I U I =，可得 2I k I= 即副线图输出电流为2I kI =；()()222323U I R R kI R R =+=+当开关S 闭合时，电流表示数为4I ，则有114U IR U '=+由变压器公式12U k U ''=及功率关系1224U I U I '''⋅=可得24I k I'= 即副线圈输出电流为24I kl '=， 22224/U I R k R ''==联立解得3k =选项B 正确，ACD 错误； 故选B.6．B解析：B 【解析】 【详解】由题意可知，两种情况下变压器输入功率为均为2P ．设灯泡L 2、L 3的电压为U ，电流为I ，电阻为R ，则有P =．根据电压与匝数成正比可知，两种情况下变压器的输入电压均为3U ，根据输入功率和输出功率相等可知，变压器输入电流为I ．所以图（a ）中L 1的功率为P a ==9P图（b ）中L 1的功率为P b =()2R =PA. P 、P 与上述计算结果9P 、不相符，故A 不符合题意；B. 9P 、 与上述计算结果9P 、相符，故B 符合题意； C. 、9P 与上述计算结果9P 、不相符，故C 不符合题意； D.、9P 与上述计算结果9P 、不相符，故D 不符合题意；7．A解析：A 【解析】原线圈输入电压122022202U V V ==根据电压与匝数成正比1122U n U n = 代入数据解得：221122n U U V n == 原线圈的最大输入功率为111220P U I W == 输出功率等于输入功率21220P P W == 由公式：222U P R解得： 2.2R =Ω 故应选A ．8．D解析：D 【解析】 【分析】根据交流电的图像确定交流电瞬时值表达式；交流电的方向一周改变2次；根据变压器匝数比求解次级电压从而判断灯泡的发光情况；变压器的输入功率等于输出功率. 【详解】A ．由乙图可知，周期为0.02s ，交流电的圆频率：，故原线圈输入电压的瞬时值表达式为μ=72 sin100πt （V ），故A 错误；B ．交流电的频率为50Hz ，在一个周期内电流方向改变2次，可知变压器副线圈中的电流方向每秒改变100次，选项B 错误；C ．变压器初级电压有效值为，由原副线圈的匝数比为2:1可知，次级电压为18V ，则灯泡L 不能正常发光，选项C 错误；D ．灯泡电阻为，次级功率：，则理想变压器输入功率为20W ，选项D 正确； 故选D. 【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，要具备从图象中获得有用信息的能力.9．D解析：D 【解析】 【详解】Oa 匀速转动，产生恒定的感应电动势，变压器铁芯中磁通量不变，副线圈不产生感应电动势，接在副线圈两端的理想电压表的示数为零，故D 正确，ABC 错误。