高考物理电磁学知识点之交变电流难题汇编含答案(4)

高考物理电磁学知识点之交变电流难题汇编含答案(4)

一、选择题

1．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5 ：1，V和R1、R2分别是电压表、定值电阻，且R1＝5R2．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)ut B．电压表示数为40V

C．R1、R2两端的电压之比为5 ：1 D．R1、R2消耗的功率之比为1 ：5

2．如图甲所示电路，已知电阻21RRR，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（0ABU时电压为正值）。则R2两端电压的有效值为（ ）

A．510V B．10 V

C．55V D．102V

3．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．10V B．20V

C．15V D．14.1V

4．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12，则（ ）

A．R消耗的功率变为12P B．电压表V的读数变为12U

C．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变

5．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则 ( )

A．t＝0.005s时线圈平面与磁场方向平行

B．t＝0.010s时线圈的磁通量变化率最大

C．线圈产生的交变电动势频率为100Hz

D．线圈产生的交变电动势有效值为311V

6．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻55Ω，电流表、电压表均为理想电表。原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是

A．电流表的示数为4.0A

B．电压表的示数为155.6V

C．副线圈中交流电的频率为50Hz

D．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶1

7．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

8．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，原线圈输入如图乙所示的交变电压。下列说法正确的是（ ）

A．副线圈输出电压的频率为10Hz

B．副线圈输出电压为62.2V

C．P向左移动时，电阻R两端的电压增大

D．P向左移动时，变压器的输入功率减小

9．2016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22T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

10．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)V

B．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 W

11．如图所示，一理想变压器原线圈接在电压恒为U的交流电源上，原线圈接入电路的匝数可通过调节触头P进行改变，副线圈、电阻箱R和定值电阻R1以及理想交流电流表连接在一起。下列说法正确的是（ ）

A．不管电阻箱如何调节，电流表示数一定变大

B．只将R和R1由并联改为串联结构，其他保持不变，则电流表示数将变大

C．只将P的位置向上滑动，其他保持不变，则R1的功率将变小

D．保持P的位置不动，增大R，则R1的电功率变小

12．如图所示，单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为Φm，线框中产生的最大感应电动势为Em，从线框平面与磁场平行时刻（图示位置）开始计时，下面说法正确的是

A．线框转动的角速度为mmE

B．线框中的电流方向在图示位置发生变化

C．当穿过线框的磁通量为Φm的时刻，线框中的感应电动势为Em

D．若转动周期减小一半，线框中的感应电动势也减小一半

13．如图所示，有一半径为1mL、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2TB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12:1:4nn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．40V B．20V C．80V D．0

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=19，则（ ）

A．U=66V n1:n2 =3:1 B．U=22V n1:n2 =2:1

C．U=66V n1:n2 =2:1 D．U=22V n1:n2 =3:1

15．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r的两条输电线输电，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I2．则（ ）

A．用户端的电压为I1U1/I2

B．输电线上的电压降为U

C．理想变压器的输入功率为I12r

D．输电线路上损失的电功率为I1U

16．如图所示，理想变压器的原线圈接在122sin100Vut（）的交流电源上，副线圈接有10ΩR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

17．两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．1:1 B．1:2 C．1:2 D．1:4

18．如图所示为某一输电示意图，电厂的发电机输出功率为100 kW，输出电压U1=500

V，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1:n2=1:20，输电线电阻为40Ω，用户需要的电压U4=220 V，变压器均为理想变压器。则

A．输电线上的输送电流为250A

B．输电线上损失的电压为280V

C．输电线上损失的电功率为4kW

D．降压变压器的原、副线圈的匝数比为n3:n4=48:11

19．如图是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是( )

A．周期是0.2 s，电流的峰值是10 A

B．周期是0.15 s，电流的峰值是10 A

C．频率是5 Hz，电流的有效值是10 A

D．频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A

20．一交变电流的电流－时间图像如图所示，由图可知（ ）

A．该交变电流的频率为50Hz

B．用交流电流表测该电流其示数为102A C．该交变电流瞬时值表达式为102sin628tA

D．该交变电流通过一阻值为10Ω的电阻时，电阻消耗的电功率为2000W

21．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）

A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，1R消耗的功率变大

B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大

C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表1A示数变大

D．若闭合开关S，则电流表1A示数变大，2A示数变大

22．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2202sin100utV（）的交流电源上，副线圈接有55R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

23．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数之比为4：1，a、b间接有电压瞬时值表达式为2202sin100et（V）的正弦交变电流，灯泡L1、L2的额定功率相同且恰好都正常发光。该理想电压表的示数为（ ）

A．27. 5V B．44V C．110V D．220V

24．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( )