《2023年高考物理一轮复习：交变电流检测试卷含答案解析.pdf》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2023年高考物理一轮复习：交变电流检测试卷含答案解析.pdf（16页珍藏版）》请在taowenge.com淘文阁网|工程机械CAD图纸|机械工程制图|CAD装配图下载|SolidWorks_CaTia_CAD_UG_PROE_设计图分享下载上搜索。
1、交变电流一、单项选择题：本题共7小题，每小题4分，共28分.在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的2.如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1 是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R和定值电阻Ro以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为1=220夜sin 100加（V）0下列说法中正确的是（）A-时刻，c、d两点间的电压瞬时值为110VB.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为220VC.单刀双掷开关与。连接，在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小D.当单刀双掷开关由a扳向方时
2、，电压表和电流表的示数均变大3.在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动。如图所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如下左图所示，已知线框内阻为L 0 Q,外接一只电阻为9.0Q的灯泡，则（）A.电压表V的示数为2 0 VB.电路中的电流方向每秒改变5次C.0.1 s时，线圈处于中性面D.电动势的瞬时值表达式为e =2 0&c o s l 0万（V）4.2 0 2 0年3月2 8日消息，随着复产复工有序推进，全国发电量、用电量出现明显回升。如图所示，甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针匀速转动，产生的交变电流随时间按正弦规律变化，其i 图像如图乙所示，以下说法正确的是（
3、）A.线圈转动两周，电流的方向改变2次B.从线圈经过图示位置开始计时，则电动势e随时间变化的规律为e =E s i n.（V）C.在，=0。5 s到f =0.1 s时间内，穿过线圈的磁通量逐渐增大D.若只将线圈的转速变为原来的2倍，则周期变为（）.l s5.一台发电机的结构示意图如图所示，其中N、S是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状。M是圆柱形铁芯，铁芯外套有一矩形线圈，线圈绕铁芯M中心的固定转轴匀速转动。磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径的辐向磁场。若从图所示位置开始计时，此时电动势为正值，图中能正确反映线圈中的感应电动势e随时间/的变化规律的是（）6 .远距离输电示意图如图甲
4、所示，发电机的输出电压变化规律如图乙。输电线总电阻为r，升压变压器原、副线圈匝数分别为、均。降压变压器原、副线圈匝数分别为3、%（变压器均为理想变压器）。降压变压器的输出电压为2 2 0V,则下列说法中正确的（）A.通过升压变压器的电流频率比通过降压变压器的电流频率大C.乙图中电压的瞬时值表达式为=2 2 07 2 s i n 100（V）D.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率7 .如图是家庭漏电保护开关主要部分的原理图，P 是变压器铁芯，入户的火线和零线采用双线绕法，绕在铁芯的一侧作为原线圈，然后再接入用电器，接在副线圈M、N 两端之间的是一个脱扣开关的控制器Q。脱扣开关本身没有画
5、出，它的作用是同时接通或切断火线和零线，M 与N 之间没有电压时，。使脱扣开关闭合；M与N 之间有电压时，Q使脱扣开关立即断开。下列说法错误的有（）A.该漏电保护开关应用了电磁感应原理B.用户正常用电时，M 与N 间没有电压C.漏电时，变压器的铁芯中有磁通量的变化D.漏电时，M 与N 间没有电压，。使脱扣开关闭合二、多项选择题：本题共3小题，每小题6分，共 18 分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6 分，选对但不全的得3 分，有选错的得0 分8 .如图所示的是一远距离输电示意图，图中均为理想变压器，输电导线总电阻为 凡 则下列关系式正确的是发电机A.输电导线中的电流
6、强度八=4B .热损失的功率A P=（U a）/3C.两变压器线圈匝数比满足?哼D.变压器的输出电流/2 和变压器的输入电流h的关系满足hh9.如图所示，矩形金属线圈必与理想变压器的原线圈组成闭合电路，当变压器原线圈中的滑片置于最上端时，原、副线圈的匝数比为女：1。矩形线圈出心/在匀强磁场中绕垂直于磁场的历边匀速转动，磁感应强度大小为8,线圈面积为S,转动的角速度为，匝数为N,线圈电阻不计。则下列说法正确的是（）A.原线圈中输入电流与副线圈中电流大小之比为女B.当滑片P 置于最上端时，电压表示数为丝网KC.若将矩形线圈面积减为原来一半，转速加倍，其他条件不变，则灯L1会变亮，灯L2会变暗D.其
7、他条件不变，当滑片P 向下移动，电压表示数增大1 0.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1,L、匚、L3.L、k、L$为六只规格均为“6V,3W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入A.副线圈两端交变电流的频率为50HzB.电压表的示数为36VC.只有L 灯能正常发光D.Imin内消耗的电能为1.08xl0j三、非选择题：共 6 小题，共 54分，考生根据要求作答1 1.有一台内阻为1Q 的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1 ：4,降压变压器原、副线圈匝数比为4：1,输电线的总电阻为4 0。全校共有22个班，每班有“220 V 40 W”灯 6
8、 盏，若保证全部电灯正常发光，则（1）发电机的输出功率多大？（2）发电机的电动势多大?（3）输电效率为多少？1 2.如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U i=3 3 0 0 V,副线圈两端电压5=2 2 0 V,输出端连有完全相同的两个灯泡心和上，绕过铁芯的导线所接的理想交流电压表V的示数U=2 V。求：（1）原线圈的匝数1；（2）当开关S断开时，电流表A 2 的示数=5 A,电流表4 的示数/I；（3）在（2）情况下，当开关S闭合时，电流表4 的示数1 3 .图甲为一台小型交流发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示。发电机线圈匝数为3 0 0 匝、
9、内阻为1 Q,外接灯泡的电阻恒为9 C,求：（1）发电机1 s 内输出的电能；在 1 x 1 0-2$时刻，穿过线圈的磁通量。1 4 .2 0 2 0 年 1 2 月 1 1 日连淮扬镇铁路正式开通运营，扬州全域迈入“高铁时代”，高铁站为了防止意外停电，准备了应急电源（交流发电机）。如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴。0,匀速转动，线圈的匝数=1 0 0、电阻1 0 Q,线圈的两端经集流环与电阻R 连接，电阻R=9 0 Q,与R并联的交流电压表为理想电表。磁感应强度B=0.5 T,a h 长 2 0 厘米，加 长 1 0 厘米，角速度0=
10、1 0 0 r a d/s。求：（1）交流发电机产生的电动势最大值；（2）电路中交流电压表的示数；（3）电阻R上的功率。15.如图甲为手机无线充电工作原理示意图，它由送电线圈和受电线圈组成。已知受电线圈的匝数为N=50匝，电阻r=L O Q,在它的c、d 两端接一阻值R=9.0Q 的电阻。设在受电线圈内存在与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化规律如图乙所示，可在受电线圈中产生正弦式交变电流。求：交流电压表的示数为多少？无线充电1分钟，电阻R 上接受电能多少？(3)从t到t2时间内，通过电阻R 的电荷量。16.某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所示。在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆
11、心角均为。=80。，磁场均沿铁芯半径方向。匝数为N 的矩形线圈帅cd的边长 必=八bc=ad=2L。线圈以角速度。绕中心轴匀速转动，在/=0时刻儿和ad边同时进入磁场，在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大小均为反 方向始终与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r,外接电阻为(1)求出感应电动势的最大值。若产生的交变电流的周期为T,最大值为幻，画出感应电动势随时间变化的图像。求线圈切割磁感线时，仪 、边所受安培力的大小几(4)计算外接电阻上电流的有效值I.1.【答案】B【解析】设交变电流的有效值为/，周 期为T,电阻为R,则I2RT=(-X4)2RX-+42RX-T2 3 3解 得/考A2.【答
12、案】D【解析】A.由c、d两点间的电压瞬时值表达式MI=22072 sin lOOwr(V)可 知,当 磊,时/i=22072 sin-Jv=l 1072 V6选 项A错误；,Ut _ ntB.由 歹=一W t/2=220 x-v=22 V/10故电压表示数小于22 V,选 项B错误;C.单刀双掷开关与a连接，滑片P向上移动时，电流表示数变小，电压表示数变大，选项C错误；D.当单刀双掷开关由。扳向匕时，原、副线圈匝数比由1 0；1变成5；1,且原线圈两端电压不变，可知输出电压增大，两电表示数均变大，选项D正确。3.【答案】D【解析】A.通过左侧图像可知电动势有效值为后=华=型或V=2 0 VV
13、2 0p 70由闭合电路欧姆定律可知1=-f-=示 示A =2 A由欧姆定律可知电压表V的示数为U =/R =2.0 x 9.()V =1 8.0 V故A错误；B.根据左图可知交变电流的周期为0.2 s,其频率为/=J=*H z=5 H z每个周期内电流方向改变两次，说明电路中的电流方向每秒改变1 0次，故B错误；C.0.1 s时，电动势最大，线圈处于与中性面垂直的位置，故C错误；D.电动势的最大值为2 0及V ,角速度0 =2万/=1 0万r a d/s零时刻电动势最大，电动势随时间按余弦规律变化，因此电动势的瞬时值表达式为e=2 0&c o s l0 1(V)故D正确。4.【答案】D【解析
14、】A.交变电流的方向在一个周期内方向改变两次，则线圈转动两圈，电流的方向改变4次，选项A错误；B.若从题图甲所示位置开始计时，即从垂直中性面位置开始计时，电动势e随时间变化的规律为e=E c o s|A【解析】（1）由电压与变压器匝数的关系可得：5 3300.n=7?=-x 1 =1650 IB（2）当开关S断开时，由输入功率等于输出功率。/=。儿可得“（A（3）当开关S断开时，有：&=牛=44Q当开关S闭合时，设副线圈总电阻为贝IJ有*=。.54=22夏副线圈中的总电流为附则/；=10AK由 =U/2得，：=A13.【答案】Q=3.24J；50004E【解析】由图乙可知，6&V,则有效值为E
15、 =濯 =6V由闭合电路欧姆定律得，发电机的输出电压R+r发电机1S内输出的电能。A带入数据解得：Q=3.24J（2）1x10-2$时亥|J,穿过线圈的磁通量最大。由图乙可知，交流电的周期T=2xl（T2s,又7 =至(0Em=nB Sco 1 0飞Em1 6.【答案】(1)2 N 8Z为；(2)O一 Em2 T 1 右：1 3T 7 1 1 T9r 2 :l 8r T 9T.A AN/ES3r：3 1 ；9)-n ,2T；1 87 R+r(4)4N B I?a)3(/?+r)【解析】(1)从、边的运动速度X彳，感应电动势的最大值为Em=2N B-2L v=2N B l(o(2)感应电动势随时间变化的图像如图所示。，eEm(3)电流be边所受安培力F=2N B IJ,解得：尸=竺誓色(十A 4-rAT(4)一个周期内，电阻火中有电流的时间，=5，/?上消耗的电能W =/：R/,根据有效值的定义得：W =R T,联立解得：/=鬻 勺3(7?+r)