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1、（浙江專版）2022年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第12章 交變電流（加試）檢測 一、不定項(xiàng)選擇題(每小題可能只有一個(gè)選項(xiàng)正確,也可能有多個(gè)選項(xiàng)正確,共80分) 1.如圖所示,面積均為S的單匝線圈繞其對(duì)稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),不能產(chǎn)生交變電流的圖是(　　) 　　　　　　　　　　　　　　　　 2. 在小型交流發(fā)電機(jī)中,矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成正弦函數(shù)關(guān)系,如圖所示。此線圈與一個(gè)R=10 Ω的電阻構(gòu)成閉合電路,電路中的其他電阻不計(jì)。下列說法正確的是(　　) A.交變電流的周期為0.125 s B.交變電流的頻率為4 Hz C.交

2、變電流的有效值為 A D.交變電流的最大值為4 A 3. 一個(gè)固定的矩形線圈abcd處于范圍足夠大的可變化的勻強(qiáng)磁場中。如右圖所示,該勻強(qiáng)磁場由一對(duì)異名磁極產(chǎn)生,磁極以O(shè)O'為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。在t=0時(shí)刻,磁場的方向與線圈平行,磁極N離開紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng)。規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正,則下圖中不能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間t變化的圖象是(　　) 4.下面關(guān)于交變電流的說法正確的是(　　) A.交流電路設(shè)備上所標(biāo)的電壓值和電流值是交變電流的最大值 B.用交流電表測定的讀數(shù)是交變電流的瞬時(shí)值 C.給定的交變電流數(shù)值,在沒有特別說明的情況下都是指有效值 D.在相同時(shí)間內(nèi)

3、通過同一電阻,跟交變電流有相同熱效應(yīng)的直流電的數(shù)值是交變電流的有效值 5.理想變壓器原線圈與正弦交流電源連接,輸入電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示,原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=100,副線圈只接入一個(gè)R=10 Ω的電阻,則(　　) A.與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11 V B.流過電阻R的電流最大值為0.311 A C.變壓器的輸入功率為0.484 W D.一個(gè)周期內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量為9.68×10-3 J 6.圖甲是一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖,線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的正弦規(guī)律圖象如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈的內(nèi)阻不計(jì),外接燈泡的電阻為12 Ω。則(　　)

4、 A.在t=0.01 s時(shí)刻,穿過線圈的磁通量為零 B.電壓表的示數(shù)為6 V C.燈泡消耗的電功率為3 W D.若其他條件不變,僅將線圈的轉(zhuǎn)速提高一倍,則線圈電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式e=12sin 100πt(V) 7.一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上,消耗電功率為P;若把它接在某個(gè)正弦式交流電源上,其消耗的電功率為。如果電熱器電阻不變,則此交流電源輸出電壓的最大值為(　　) A.5 V B.5 V C.10 V D.10 V 8.如圖所示,接在交流電源上的電燈泡正常發(fā)光,以下說法正確的是(　　) A.把電介質(zhì)插入電容器,燈泡變亮 B.增大電容器兩板

5、間的距離,燈泡變亮 C.減小電容器兩板間的正對(duì)面積,燈泡變暗 D.使交變電流頻率減小,燈泡變暗 9.下圖是探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)裝置,下列說法正確的是(　　) A.與燈泡連接的線圈叫原線圈 B.測量變壓器輸出電壓要用直流電壓表 C.若只增加副線圈的匝數(shù),變壓器的輸出電壓變大 D.若只增加副線圈的匝數(shù),變壓器的輸出電壓變小 10.圖甲是線圈P繞垂直于磁場的軸在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的正弦式交變電壓圖象,把該交流電壓加在圖乙中變壓器的A、B兩端。已知理想變壓器原線圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)比為5∶1,交流電流表和交流電壓表均為理想電表,電阻R=1 Ω,其他各處

6、電阻不計(jì),以下說法正確的是(　　) A.在t=0.1 s和0.3 s時(shí),穿過線圈P的磁通量最大 B.線圈P轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為10π rad/s C.電壓表的示數(shù)為2.83 V D.電流表的示數(shù)為0.40 A 11.如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,輸電線上輸入的電壓U1和輸電線的電阻、理想變壓器的匝數(shù)均不變,當(dāng)用戶消耗的功率增大時(shí),下列表述正確的是(　　) A.用戶的總電阻減小 B.用戶的電壓U3增大 C.用戶電路中電流增大 D.用戶消耗的功率等于發(fā)電機(jī)的輸出功率 12.圖甲為一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)。其中R0為定值電阻,R為熱敏電阻,其阻值隨溫度的升高而減小。理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為

7、5∶1,副線圈輸出電壓如圖乙所示,則下列說法正確的是(　　) A.原線圈輸入電壓有效值為220 V B.副線圈輸出電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u=44cos 100πt(V) C.R處出現(xiàn)火情時(shí),原線圈電流增大 D.R處出現(xiàn)火情時(shí),電阻R0的電功率減小 13.在如圖所示的電路中,T為一降壓式自耦調(diào)壓變壓器,開始時(shí)燈泡L正常發(fā)光,現(xiàn)在電源電壓U略降低,為使燈L仍能正常發(fā)光,可采取的措施是(　　) A.將自耦調(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)上滑 B.將自耦調(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)下滑 C.適當(dāng)增大滑動(dòng)變阻器R2的阻值 D.適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器R2的阻值 14.(2017金華模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在物理

8、老師指導(dǎo)下自制了一臺(tái)交流發(fā)電機(jī),并用自制的變壓器(可視為理想變壓器)對(duì)標(biāo)有“3.6 V　0.5 A”的小燈泡供電,其原理如圖所示。已知矩形線圈匝數(shù)為10,電阻不計(jì),磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B=2π T,轉(zhuǎn)速為n=10 r/s,小燈泡正常發(fā)光,圖示位置線圈平面與磁場方向平行,則下列說法正確的是 (　　) A.圖示位置線圈位于中性面,通過線圈的磁通量為0 B.圖示位置線圈電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為10 V C.交流電流表的示數(shù)為0.18 A D.原副線圈匝數(shù)比為25∶9 15.如圖所示,理想變壓器的副線圈上通過輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡L1和L2,輸電線的等效電阻為R,開始時(shí),開關(guān)S斷開。當(dāng)S接通時(shí),以

9、下說法正確的是(　　) A.副線圈兩端MN輸出電壓增大 B.通過燈泡L1的電流增大 C.電流表的示數(shù)增大 D.變壓器的輸入功率變大 16.在遠(yuǎn)距離輸電時(shí),輸送的電功率為P,輸電電壓為U,所用導(dǎo)線電阻率為ρ,橫截面積為S,總長度為L,輸電線上損失的電功率為P',用戶得到的電功率為P用,則P'、P用的關(guān)系式正確的是(　　) A.P'= B.P'= C.P用=P- D.P用=P 二、非選擇題(共20分) 17. (10分)如圖所示,N=50匝的矩形線圈abcd,ab邊長l1=20 cm,ad邊長l2=25 cm,放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B=0.4 T的勻強(qiáng)磁場中,外力使線圈

10、繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO'軸以n=3 000 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng),線圈電阻r=1 Ω,外電路電阻R=9 Ω,t=0時(shí)線圈平面與磁感線平行,ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里。求: (1)t=0時(shí)感應(yīng)電流的方向; (2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式; (3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功。 18.(10分)某發(fā)電站的輸出功率為104 kW,輸出電壓為4 kV,通過理想變壓器升壓后向80 km遠(yuǎn)處供電。已知輸電導(dǎo)線的電阻率為ρ=2.4×10-8 Ω·m,導(dǎo)線橫截面積為S=1.5×10-4 m2,輸電線路損失的功率為變壓器輸出功率的4%,求: (1)升壓變壓

11、器的輸出電壓; (2)輸電線路上的電壓損失。 第十二章檢測　交變電流(加試) 1.BCD 2.BC　由題圖可知,交變電流的周期T=0.250 s,感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=20 V,交變電流的頻率f= Hz=4 Hz,A錯(cuò)誤,B正確;交變電流的最大值Im= A=2 A,D錯(cuò);交變電流的有效值I= A= A,C正確。 3.ABD　矩形線圈開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)處于中性面垂直位置,A、B錯(cuò)誤;磁極N離開紙面向外轉(zhuǎn)動(dòng),線圈中感應(yīng)電流方向a→b→c→d→a方向,D錯(cuò)誤。 4.CD　交流電器設(shè)備上所標(biāo)的電壓值和電流值是交變電流的有效值,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;用交流電表測定的讀數(shù)是交變

12、電流的有效值,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;一般情況下交變電流的數(shù)值都是指有效值,選項(xiàng)C正確;根據(jù)有效值的定義知,選項(xiàng)D正確。 5.BCD　原線圈電壓有效值為220 V,根據(jù)理想變壓器電壓比規(guī)律,副線圈電壓為22 V,A錯(cuò)誤;電阻R兩端電壓的最大值為3.11 V,所以流過電阻R的電流最大值為0.311 A,B正確;變壓器的輸入功率等于輸出功率,等于0.484 W,一個(gè)周期內(nèi),電阻R上產(chǎn)生的熱量為9.68×10-3 J,所以C、D都正確。 6.C　在t=0.01 s時(shí)刻,電動(dòng)勢(shì)為0,則線圈位于中性面,穿過線圈的磁通量最大,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=6 V,電壓表測量的為有效值,故示數(shù)為 V=6 V,選

13、項(xiàng)B錯(cuò)誤;燈泡消耗的電功率P= W=3 W,選項(xiàng)C正確;周期為0.02 s,則瞬時(shí)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e=Emsin (t)=6sin 100πt(V),轉(zhuǎn)速提高一倍后,最大值變成12 V,ω=2πn,故角速度變?yōu)樵瓉淼?倍,表達(dá)式應(yīng)為e=12sin 200πt(V),選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 7.C　根據(jù)P=,對(duì)直流電有P=,對(duì)正弦式交變電流有,所以正弦式交變電流的有效值為U'= V,故交流電源輸出電壓的最大值Um'=U'=10 V,故選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。 8.ACD　電容器的電容與介電常數(shù)成正比,與正對(duì)面積成正比,與兩板間距離成反比。而電容越大,對(duì)交變電流的阻礙作用越小,頻率越大,電容器對(duì)

14、交變電流的阻礙作用越小。把介質(zhì)插入電容器,電容變大,燈泡變亮,A正確;電容器兩板間距離增大,電容減小,燈泡變暗,B錯(cuò);減小電容器兩極正對(duì)面積,電容減小,燈泡變暗,C正確;交流電的頻率減小,電容器的阻礙作用增大,燈泡變暗,D正確。 9.C 10.D　由交流電壓的圖象可知,在t=0.1 s和0.3 s時(shí),電動(dòng)勢(shì)最大,此時(shí)穿過線圈P的磁通量最小,A錯(cuò)誤;因?yàn)門=0.4 s,所以ω==5π rad/s,B錯(cuò)誤;此交流電壓的有效值為10 V,因?yàn)槔硐胱儔浩髟€圈Ⅰ和副線圈Ⅱ的匝數(shù)比為5∶1,所以電壓表的示數(shù)為2 V,C錯(cuò)誤;IR=I2==2 A,由可得原線圈中的電流表示數(shù)為0.40 A,D正確。

15、11.AC　用戶消耗的功率增大,必定是由于用戶的總電阻減小,用戶電路中電流增大,A、C正確;U3只與U2和匝數(shù)比有關(guān),由于U2減小,所以U3也減小,B錯(cuò)誤;發(fā)電機(jī)的輸出功率等于用戶消耗的功率和輸電線上損耗功率之和,故D錯(cuò)誤。 12.AC　由題圖乙可知,副線圈電壓的峰值Um=44 V,則副線圈電壓的有效值為44 V,根據(jù),得U1=220 V,故選項(xiàng)A正確。 由題圖乙可知,副線圈電壓的峰值Um=44 V,周期T=0.016 s,ω==125π rad/s,所以u(píng)=44cos 125πt(V),故選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 R處出現(xiàn)火情時(shí),其阻值變小,則副線圈電流變大,線圈匝數(shù)比不變,所以原線圈電流增大,故

16、選項(xiàng)C正確。 R處出現(xiàn)火情時(shí),其阻值變小,則副線圈電流變大,通過電阻R0的電流變大,根據(jù)P=I2R,可知電阻R0的電功率增大,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。 13.AC　根據(jù)可得U2=·U,所以應(yīng)增加n2,故A正確;匝數(shù)比不變,應(yīng)使R1兩端電壓減小,則總電流減小,所以使R2阻值增加,故C正確。 14.BCD　中性面與磁場方向垂直,A錯(cuò)誤;圖示位置,線圈電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值最大,為nBSω,代入數(shù)據(jù)得,電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值為10 V,B正確;原線圈輸入有效值為10 V,副線圈兩端電壓為3.6 V,匝數(shù)比為25∶9,D正確;輸入功率等于輸出功率,為1.8 W,原線圈中電流為0.18 A,C正確。 15.CD 16.BD

17、　輸電線電阻R=ρ,輸電電流I=,故輸電線上損失的電功率為P'=I2R=,用戶得到的電功率為P用=P-P'=P。 17.答案 (1)感應(yīng)電流方向沿adcba　(2)e=314cos(100πt) V (3)98.6 J 解析 (1)根據(jù)右手定則,線圈感應(yīng)電流方向?yàn)閍dcba。 (2)線圈的角速度ω=2πn=100π rad/s 圖示位置的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大,其大小為Em=NBl1l2ω 代入數(shù)據(jù)得Em=314 V 感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式 e=Emcos ωt=314cos(100πt) V。 (3)電動(dòng)勢(shì)的有效值E= 線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T==0.02 s 線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈,外力做功大小等于電功的大小,即 W=I2(R+r)T=·T 代入數(shù)據(jù)得W≈98.6 J。 18.答案 (1)80 kV　(2)3 200 V 解析 (1)輸電線路的電阻為R=2ρ=25.6 Ω① 設(shè)發(fā)電站的輸出功率為P1,變壓器的輸出功率為P2,輸電電流為I2,升壓變壓器的輸出電壓為U2,則 P損=P2×4%② P損=R ③ P2=P1 ④ P2=I2U2 ⑤ 由①②③④⑤得升壓變壓器的輸出電壓U2=80 kV。 (2)輸電線路上的電壓損失U損=I2R=3 200 V。