广西省南宁市2018届高三物理复习题型专练 专练16

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专练16 变压器 交流电与远距离输电
(限时:45分钟)
1. (2013·福建·15)如图1所示,实验室一台手摇交流发电机,内阻r
=1.0 Ω,外接R=9.0 Ω的电阻.闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀
速转动时,产生的电动势e=102sin 10πt (V),则
( )

图1
A.该交变电流的频率为10 Hz
B.该电动势的有效值为102 V
C.外接电阻R所消耗的电功率为10 W
D.电路中理想交流电流表的示数为1.0 A
答案 D

解析 由e=102sin 10πt (V)知电动势的有效值E有=Em2=1022 V=

10 V,故B选项错误;电路中的理想电流表示数为电流的有效值:I有=E有r+R=
1.0 A,故D选项正确;电阻R消耗的电功率P=I2有·R=9.0 W,故C选项错
误;交流电的角速度ω=10π rad/s,所以频率f=ω2π=5 Hz,故A选项错
误.
2.(2013·江苏·8)如图2所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副
线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光.要使灯泡变亮,可以采取的
方法有 ( )

图2
A.向下滑动P
B.增大交流电源的电压
C.增大交流电源的频率
D.减小电容器C的电容
答案 BC
解析 滑片P向下滑动,副线圈匝数减小,变压器输出电压减小,灯泡变暗,
则A项错 误;增大原线圈的输入电压,输出电压增大,小灯泡变亮,B项正确;
增大交流电源
的频率,电容器对交流电的阻碍减小,因此灯泡变亮,C项正确;减小电容器
的电
容,电容器对交流电的阻碍会增大,灯泡会变暗,因此D项错误.
3. 如图3甲所示,在匀强磁场中有一个匝数n=10的矩形线圈匀速转动,
转轴O1O2垂直于磁场方向,线圈电阻为5 Ω.从图甲所示位置开始计时,通过
线圈平面的磁通量随时间变化的图象如图乙所示,那么
( )

图3
A.在t=0.2 s时,线圈中的感应电流改变方向
B.在t=0.4 s时,线圈中的感应电动势为零
C.线圈转过60°时的感应电流为3π A
D.线圈转动过程中消耗的电功率为10π2 W
答案 D
解析 当线圈与磁场方向平行时,磁通量为零,但感应电动势最大,当线
圈与磁场方向垂直时,磁通量最大,但感应电动势为零,由此可知在t=0.2 s
时,线圈的磁通量为零,感应电动势最大,感应电流方向不改变,选项A错误;
同理,在t=0.4 s时,感应电动势最大,选项B错误;线圈转动的角速度为
ω=2πT=5π rad/s,感应电动势峰值为Em=nBSω=nωΦm=10π V,感应
电流瞬时值表达式为i=EmRcos ωt,因此线圈转过60°时感应电流为I=
10π
5

cos 60°=π A,选项C错误;电压的有效值为U=Em2=52π V,电功率为

P=U2R=10π2 W,选项D正确.
4. 将一个R=36 Ω的电阻接在一正弦交流发电机的输出端,该电阻两
端的u-t图象如图4所示,下列说法正确的是
( )

图4
A.该电阻消耗的功率是72 W
B.该交流发电机的转速是50 r/s
C.图中交流电压的瞬时值表达式为u=362sin 100πt (V)
D.并联在该电阻两端的理想交流电压表的示数是362 V
答案 BC
解析 由题图可知发电机输出电压最大值Um=362 V,有效值U=36 V,

电阻消耗的功率P=U2R=36 W,选项A错误;交流电周期T=0.02 s,转速n

=1T=50 r/s,选项B正确;ω=2πT=100π rad/s,所以交流电压的瞬时值
表达式u=362sin 100πt (V),选项C正确;交流电压表示数为有效值36 V,
选项D错误.
5. 一般发电机组输出的电压在十千伏上下,不符合远距离输电的要求.要
在发电站内用升压变压器,升压到几百千伏后再向远距离输电.到达几百千米
甚至几千千米之外的用电区之后,再经“一次高压变电站” “二次变电站”
降压.已知经低压变电站降压变压器(可视为理想变压器)后供给某小区居民的