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1、【大高考】（三年模拟精选）2016届高考物理 专题十一 交变电流（全国通用）A组基础训练选择题1(2015河北邢台检测)如图分别是直流电动机、摇绳发电、磁电式仪表和电磁轨道炮示意图，其中不是“因电而动”(即在安培力作用下运动)的是()解析直流电动机、磁电式仪表和电磁轨道炮工作时都是“因电而动”，A、C、D项错误；摇绳发电是人力使绳运动而产生感应电流,是“因动而电”现象，故B项正确答案B2(2015河北邢台一模)(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()A两次t0时刻线圈平面均与中性面垂直B
2、曲线a、b对应的线圈转速之比为32C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V解析因t0时，e0,故在t0时刻两线圈平面均与中性面平行，A项错误；由et图象知：Ta4102 s，Tb6102 s,则a、b对应的线圈转速之比为nanbTbTa32，B项正确；a的变化频率fa25 Hz,C项正确；由Ea V和可知Eb5 V，D项错误答案BC3(2015广西三市毕业考试)如图所示，甲、乙两个交流电路中,电源的输出电压、输出电流均相等若理想变压器原、副线圈的匝数为n1、n2，则负载电阻R1与R2的比值为()An1n2 Bn2n1Cnn Dnn解析设电源的电压为U1，
3、则R1消耗的功率P1，根据电压与匝数成正比得U2U1，则R2消耗的功率P2，因为P1P2，所以，故选C.答案C4(2015中原名校豫南九校一模)(多选)一理想变压器的原、副线圈匝数分别为500匝和100匝，现将原线圈接上交流电压，交流电压的瞬时值表达式u200sin(100t)V，副线圈接上理想交流电压表和定值电阻R，如图所示现在A、B两点间接入不同的电子元件，则下列说法正确的是()A若在A、B两点间串联一只电阻R，则穿过副线圈的磁通量的最大变化率为0.4 Wb/sB若在A、B两点间接入理想二极管，则电压表的示数为40 VC若在A、B两点间接入一只电容器,只提高交流电的频率，则电压表的示数增加
4、D若在A、B两点间接入一只电感线圈,只提高交流电的频率，则电阻R消耗的电功率增大解析由变压规律得U2mU1m40 V，由电磁感应定律得U2mn2解得0.4 Wb/s,A项正确；若A、B间接入理想二极管，根据交流电有效值的定义和二极管的单向导电性得T，解得电压表的示数为U220 V,B项错误；若A、B间接入一电容器，只提高交流电的频率，电容器容抗减小，流经R的电流增大，R两端电压增大，C项正确；若在A、B间接入一只电感线圈,只提交交流电的频率，感抗增大，流经R的电流减小，R两端的电压减小，R消耗的功率减小，D项错误答案AC5(2015江西景德镇质检)(多选)如图，一理想变压器原线圈接正弦交变电源
5、，副线圈接有三盏相同的灯(不计灯丝电阻的变化)，灯上均标有(36 V，6 W)字样，此时L1恰正常发光，图中两个电表均为理想电表,其中电流表显示读数为0.5 A，下列说法正确的是()A原、副线圈匝数之比为31B变压器的输入功率为12 WC电压表的读数为18 VD若L3突然断路，则L1变暗，L2变亮，输入功率减小解析L1恰正常发光,其电流为I2 A A，灯泡的电阻R 216 ，电压表示数为U并0.5IR18 V，故C正确；根据变压器的输入功 率等于输出功率知P1P2U2I2(3618) W9 W，而又P1U1I1U10.5，解得U118 V，则原、副线圈匝数之比为n1n2185413，故A、B错
6、误；若L3突然断路，负载电阻增大，电流I2减小，则L1变暗，L1分压减小，L2分压增大，L2变亮，输入功率P1P2U2I2减小，故D正确答案CD6(2014东城区模拟)如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u220sin(100t)V,原、副线圈的匝数比n1n2101，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R,原来开关S是断开的则当S闭合一段时间后()A电压表示数不变，示数为22 VB电压表示数不变，示数为220 VC灯泡L两端的电压将变大D电流表示数一定为0解析当S闭合一段时间后，电压表示数不变，由得U2U1220 V22 V，即电压表示数为22 V,选项A正确，B错
7、误；S闭合后有交流电通过电容器和电流表，电流表示数不为零，D错误；S闭合后，电容器与灯泡L并联的电阻减小，由于U2不变,所以灯泡L两端的电压将变小，C错误答案A7(2014安徽安庆二模)一个匝数为100匝,电阻为0.5 的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化则线圈中产生交变电流的有效值为()A5 A B2 A C6 A D5 A解析01 s内线圈中产生的感应电动势E1n1000.01 V1 V，11.2 s内线圈中产生的感应电动势E2n100 V5 V，对一个定值电阻,在一个周期内产生的热量QQ1Q210.2 J12 J,根据交变电流有效值的
8、定义QI2Rt12 J得：I2 A，故B正确，A、C、D错误答案B8(2014贵州六校联考)(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比n1n2101；b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R10 .从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压,则下列说法中正确的是()A当S与a连接后，理想电流表的示数为2.2 AB当S与a连接后，t0.01 s时理想电流表示数为零C当S由a拨到b后，原线圈的输入功率变为原来的4倍D当S由a拨到b后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz解析S与a连接后，由，又知U1 V220 V，得U222 V，则理想电压表的示数为22 V,又知定值电阻
9、R10 ，可得理想电流表示数为I2.2 A，故A对、B错；S由a拨到b后，n1n251，则U1U251，得U22U2，据P得功率变为原来的4倍，故C对；输出电压频率不变，仍为50 Hz，故D错答案AC9(2013广东深圳一模)(多选)一个矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电动势e220sin(100t)V，那么()A该交变电流的频率是50 HzB当t0时，线圈平面恰好位于中性面C当t s时，e有最大值D该交变电流电动势的有效值为220 V解析根据表达式知100 rad/s,交变电流的频率f50 Hz，A正确；当t0时，e0，线圈处于中性面位置，B正确；当t s时，e0，C错误；该交变电流
10、电动势的有效值为E220 V，D错误答案ABB组能力提升选择题1(2015云南三大名校统考)将阻值为100 的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈，让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示则可以判断()At0时刻线圈应转到图甲所示的位置B该线圈的转速为100 r/sC穿过线圈的磁通量的最大值为 WbD线圈转一周所产生的电热为9.68 J解析0时刻产生的电动势为零,线圈应处于中性面即线圈与磁场垂直，故A错误；由图象可知T0.02 s，据T可得100 rad/s，所以转速为n50 r/s，故B错误;由EmnBS可知BS Wb9103 Wb，故C错误；由峰值可知，E0
11、.707Em220 V，据焦耳定律可知线圈转一周产生的热量Q0.02 J9.68 J，故D正确答案D2(2015贵州七校联考)如图甲所示电路,理想变压器原线圈输入电压如图乙所示，副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器，C为耐压值为22 V的电容器，所有电表均为理想电表下列说法正确的是A副线圈两端电压的变化频率为0.5 HzB电流表的示数表示的是电流的瞬时值C滑动片P向下移时，电流表A1和A2示数均增大D为保证电容器C不被击穿，原、副线圈匝数比应小于10：1解析由交变电压图象可知,原线圈输入电压最大值为311 V，周期T0.02 s，因此其有效值为220 V，频率为50 Hz，因为变压器不改
12、变交变电压的频率，故副线圈两端电压的变化频率为50 Hz,A项错误；电流表的示数为交变电流的有效值，B项错误；输入电压一定,变压器原、副线圈匝数比不变，由知输出电压不变，滑片下移，副线圈电路总电阻减小,电流增大，故A2示数变大，由原、副线圈电流与匝数成反比，由可知A1示数增大，C项正确；保证电容器不被击穿，输出电压最大值为22 V，而输入电压最大值为311 V，故原、副线圈匝数比应大于101，D项错误答案C3(2015湖南永明三校联考)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1n241，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、热敏电阻RT(阻值随温度的升高而减小)及报警器P组成闭合
13、电路，回路中电流增加到一定值时报警器P将发出警报声则以下判断正确的是()A变压器副线圈输出交流电的频率为50 HzB电压表的示数为9 VCRT处温度升高到一定值时，报警器P将会发出警报声DRT处温度升高时，变压器的输入功率减小解析由图乙知周期T0.02 s，得频率f50 Hz，故A正确；原线圈电压U136 V，匝数比n1n241,得副线圈电压为U29 V，但电压表测的是热敏电阻电压，其值小于9 V，故B错误；RT处温度升高时，阻值减小，电压U2不变，电流增大，电铃报警，故C正确；RT处温度升高时，阻值减小，电压U2不变，电流增大，输入功率增大，故D错误答案AC4(2015陕西咸阳模拟)(多选)
14、如图所示，一面积为S、匝数为N、电阻为r的矩形线圈，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕OO轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R，当线圈由图示位置转过90的过程中，下列判断正确的是()A电压表的读数为B通过电阻R的电荷量为qC电阻R所产生的焦耳热为QD当线圈由图示位置转过90时的电流为解析线圈在磁场中转动，产生的电动势的最大值为EmNBS，电动势的有效值为E，电压表测量电路的外电压，所以电压表的读数为URR，所以A错误；由E，I，qIt得到，电荷量q，故B正确；电阻R产生的热量Q，所以C正确;当线圈由图示位置转过90时电动势的瞬时值为eNBSsin 90NBS，所以电流为i，所以D错误答案BC5(20
15、15山东德州期末)图中理想变压器原、副线圈的匝数之比为21，现在原线圈两端加上交变电压u311 sin (100t) V时，灯泡L1、L2均正常发光，电压表和电流表可视为理想电表则下列说法中正确的是()A该交流电的频率为100 HzB电压表的示数为155.5 VC若将变阻器的滑片P向上滑动，则电流表读数变大D若将变阻器的滑片P向上滑动，则L1将变暗、L2将变亮解析根据2f可知f Hz50 Hz，A错误；根据可知U2U1 V110 V，B错误；如果P向上滑动，RR总I，C正确；因U2不变，L1灯亮度不变，I变大，IL2变大 ，L2灯变亮，D错误答案C6(2015辽宁五校联考)(多选)图甲中理想变
16、压器原、副线圈的匝数之比n1n251,电阻R20 ,L1、L2为规格相同的两只小灯泡,S1为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源,输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光下列说法正确的是()A输入电压u的表达式u20sin(50t)VB只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率减小D若将S1换接到2，R消耗的电功率为0.8 W解析交流电的瞬时表达式uEmsin(t),由图乙可以看出Em20 V，周期T0.02 s，100(rad/s)，A错；根据题中条件S1接1，S2闭合L2正常发光，可以推出能使灯L2正常发光的额定电压为4 V，如果
17、S1接1，断开S2，则每个灯泡两端电压为2 V，B错；理想变压器输入功率由输出功率决定，而输出功率P出，在输出电压不变的情况下，负载电阻R0增大，输出功率减小，C对；当S1接2时,U4 V，R20 ，代入P出得 0.8 W，D对答案CD7(2014广东深圳一模)(多选)如图所示，电源输入电压不变，要使电路中电流表示数变大，可采用的方法有()A将R上的滑片向上移动 B将R上的滑片向下移动C将开关S掷向1 D将开关S掷向2解析输入的电压和匝数比不变，输出的电压也不变，当向上移动滑片时，电路的电阻变小，所以电流要增加，A正确；输入的电压和匝数比不变，输出的电压也不变,当向下移动滑片时，电路的电阻变大
18、，所以电流要变小，B错误；将开关S掷向1，原线圈的匝数变大，由电压与匝数成正比可得，副线圈的输出电压要减小，电路的电阻不变，所以电流要减小，C错误；将开关S掷向2时，原线圈的匝数减少，由电压与匝数成正比可得，副线圈的输出电压要变大，电路的电阻不变，所以电流要增大，D正确答案AD8(2014山东烟台一模)甲图是一小型交流发电机供电原理图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，理想变压器原、副线圈分别与发电机和灯泡连接,灯泡标有“220 V60 W”字样且正常发光从某时刻开始计时，发电机输出端的电流随时间变化图象如图乙所示，则以下说法正确的是()At0.02 s时发电机内线圈ABCD平面与磁
19、场方向平行B电路中的电流方向每秒改变100次C变压器原、副线圈匝数之比为1511D交流发电机输出电流的函数表达式i0.2sin(50t)A解析0.02 s时线圈中的感应电流为零,感应电动势最小，穿过线圈的磁通量变化率为零，磁通量最大，所以线圈平面与磁场方向垂直，A错误；由图乙可知T0.04 s，在一个周期之内电流方向变化两次，即在1 s内电流方向改变50次，B错误；灯泡标有“220 V，60 W”字样且正常发光，所以副线圈电流I2 A，由题图乙可知电流最大值Im0.2 A，所以原线圈电流有效值I1 A,根据理想变压器的特点即电流与匝数成反比得变压器原、副线圈匝数之比为，故C错误；由图乙可知T0
20、.04 s，50 rad/s,电流最大值Im0.2 A，所以交流发电机输出电流的函数表达式i0.2sin(50t)A，故D正确答案D9(2013宁夏银川一模,16)如图所示，理想变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为n1n2101,电阻R10 .图乙是R两端电压u随时间变化的图象，Um10 V则下列说法中正确的是()A交变电流的频率是50 HzB电流表A的读数为 AC电压表V的读数为10 V D变压器的输入功率为10 W解析由题意可知交流电的频率f Hz50 Hz,所以A错；依据，I2可知，电流表A的读数I1 A,所以B错；电压表V测R两
21、端电压，则其读数为U210 V,所以C错；变压器的输出功率决定输入功率，则P出10 W，所以P入10 W，D正确答案D考向一理想变压器的动态分析问题1(交流电、变压器、热敏电阻)如图甲所示的电路中，S为单刀双掷开关，电表为理想电表，Rt为热敏电阻(阻值随温度的升高而减小),理想变压器原线圈接图乙所示的正弦交流电则()A变压器原线圈中交流电压u的表达式u110sin(100t)VBS接在a端，Rt温度升高时，变压器的输入功率变小CS接在a端，Rt温度升高时，电压表和电流表的示数均变大DS由a切换到b，Rt消耗的功率变大解析由题图乙可知，电压的最大值为110 V，周期为0.02 s，所以100(r
22、ad/s)，A项正确；副线圈的输出电压由变压器的变压比和输入电压决定，故电压表的示数不变，C项错；温度升高时，Rt的阻值减小，由P可知，变压器的输出功率增大,故其输入功率也随之增大，B项错；S由a切换到b，副线圈匝数减少,故输出电压减小，Rt电阻不变，由P知，Rt消耗的功率减小，D项错答案A2(变压器、有效值)如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为21,原线圈接在u220sin(100t)V的交流电源上,副线圈两端接有R55 的负载电阻、熔断电流为1 A的保险丝和一个灯泡D，电流表为理想电表下列说法正确的是()AS断开时，原线圈中电流表的读数为 ABS断开时，在线圈的输入功率为220 WC
23、副线圈中输出交流电的周期为50 sDS闭合时，灯泡D正常发光，原线圈中电流表读数不会超过1.5 A解析由电压的瞬时值表达式可知其有效值为220 V,根据理想变压器的规律可知,副线圈输出电压的有效值为110 V,由欧姆定律可知通过电阻的电流I22 A,由理想变压器的规律可知，原线圈的输入电流为1 A，故电流表示数为1 A，A项错；原线圈的输入功率P1U1I1220 W，B项错；变压器不改变交流电的周期,由瞬时值表达式可知，交流电的周期为0.02 s，C项错；通过灯泡的电流的有效值最大为1 A，故通过副线圈的最大电流为3 A，由理想变压器的规律可知，原线圈输入电流的有效值最大为1.5 A，故D项正
24、确答案D考向二考查交变电流的有效值问题3(自耦变压器、动态分析)如图所示是一种理想自耦变压器示意图,线圈绕在一个圆环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头，A、B间接交流电压U，输出端连接了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触头.当开关S闭合，P处于如图所在的位置时，两灯均能发光下列说法正确的是()A将P沿逆时针方向移动，两灯均变暗BP不动，将Q向左移动，两灯均变亮CP不动，将Q向右移动，输入功率变大D断开开关S，L1将变暗解析当P沿逆时针方向移动时，副线圈的匝数n2增大,由知，U2增大，L1、L2两灯均变亮，A错；当P不动时U2不变，Q向左移动，R减小，L1、L2两端的电压增大，两灯泡
25、变亮，B对；当P不动，Q向右移动时，R增大，变压器的输出功率P2，R总增大，P2减小，而P1P2，故P1减小，C错；断开开关S，负载电阻增大，L1的电压增大，L1将变亮，D错答案B4(有效值、电功率)(多选)如图所示,先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示若图甲、乙中的U0、T所表示的电压、周期值是相等的，则以下说法正确的是()A第一次灯泡两端的电压有效值是U0B第二次灯泡两端的电压有效值是U0C第一次和第二次灯泡的电功率之比是29D第一次和第二次灯泡的电功率之比是15解析第一次所加正弦交流电压的有效值为U1U0,A项正确；设第二次所加交流电压的有效值为U2，则根据有效值的含义有T，解得U2U0,B项错；根据电功率的定义式P可知，P1P215，C项错、D项正确答案AD14