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1、第一部分专题四第1讲基础题知识基础打牢1. (2022四川自贡三诊)如图甲所示为一种自耦变压器(可视为理想变压器)的结构示意图线圈均匀绕在圆环型铁芯上，滑动触头P在某一位置，在BC间接一个交流电压表和一个电阻R.若AB间输入图乙所示的交变电压，则( C )At2102 s时，电压表的示数为零B电阻R中电流方向每秒钟改变50次C滑动触头P逆时针转动时，R两端的电压增大D滑动触头P顺时针转动时，AB间输入功率增大【解析】电压表的示数是交流电的有效值，则t2102 s时，电压表的示数不为零，选项A错误；交流电的周期为0.02 s，一个周期内电流方向改变2次，则电阻R中电流方向每秒钟改变100次，选项
2、B错误；滑动触头P逆时针转动时，次级匝数变大，则次级电压变大，即R两端的电压增大，选项C正确；滑动触头P顺时针转动时，次级匝数减小，次级电压减小，次级消耗的功率减小，则AB间输入功率减小，选项D错误2. (2022四川成都三诊)发电站通过升压变压器和降压变压器给某用户端供电，发电机组输出交变电压的有效值恒定，输电线总电阻r保持不变当用户端用电器增加后( A )A若滑片P位置不变，则输电线上损失的功率变大B若滑片P位置不变，则用户端电压升高C若将滑片P上移，则用户端电压可能不变D若将滑片P上移，则输电线上损失的功率可能减小【解析】若滑片P位置不变，当用户端用电器增加后，用户端总功率变大，发电机的
3、输出功率增大，输电线的电流变大，UIr，输电线两端承担的电压变大，损耗的功率增大；发电机的输入电压不变，升压变压器、降压变压器的匝数不变，故用户端电压降低，A正确，B错误；若将滑片P上移，升压变压器的副线圈与原线圈的匝数比变小，发电机组输出交变电压的有效值恒定，则副线圈两端电压变小用户端用电器使用相同功率，则输电线上的电流会更大，输电线两端承担的电压更大，损耗的功率更大，则用户端的电压更小，故C、D错误3. (多选)(2022河南押题卷)图甲是一种振动式发电机的截面图，半径r0.1 m、匝数n30的线圈位于辐射状分布的磁场中，磁场的磁感线沿半径方向均匀分布，线圈所在位置的磁感应强度大小均为BT
4、.如图乙，施加外力使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动的速度随时间变化的规律如图丙中正弦曲线所示发电机通过灯泡L后接入理想变压器，对图乙中电路供电，三个完全相同的小灯泡均正常发光，灯泡的阻值RL1 ，电压表为理想电压表，线圈及导线电阻均不计下列说法正确的是( AC )A发电机产生电动势的瞬时值为e6sin 5t(V)B变压器原、副线圈的匝数之比为13C每个小灯泡正常发光时的功率为2 WDt0.1 s时电压表的示数为6 V【解析】由图丙可知，线圈运动的速度最大值vm2 m/s，速度变化周期为T0.4 s，则线圈运动的速度瞬时值vvmsin t2sin 5t(m/s)，发电机产生电动势的瞬时值为enB
5、2rv6sin 5t(V)，A正确；设灯泡正常发光时通过灯泡的电流为I，则通过原线圈的电流I1I，通过副线圈的电流I22I，变压器原、副线圈的匝数之比为，B错误；根据能量关系可知，U出I13I2RL，其中U出 V3 V，I1I，解得I A，每个小灯泡正常发光时的功率为PLI2RL2 W，C正确；电压表示数为发电机两端电压的有效值，即电压表示数为U V3 V，D错误故选AC.4. (多选)(2022四川巴中一诊)在如图所示的电路中，定值电阻R1R43 k，R22 k，R3R512 k，电容器的电容C6 F，电源的电动势E10 V，内阻不计，当开关S1闭合电流达到稳定时，处在电容器中间带电量q21
6、03 C的油滴恰好保持静止，当开关S2闭合后，则以下判断正确的是( BD )A电容器上极板是高电势点B带电油滴加速向下运动Ca、b两点的电势差Uab8 VD通过R3的电量Q4.8105 C【解析】当开关S2闭合后，由电路图可知，电容器上极板是低电势点，A错误；当开关S1闭合电流达到稳定时，处在电容器中油滴保持静止，而开关S2闭合后，电容器上极板是低电势点，油滴受到的电场力方向发生变化，故可得带电油滴加速向下运动，B正确；由电路图可知，a、b两点的电势差为UR5UR28 V4 V4 V，C错误；由开关S1闭合电流达到稳定时，再到当开关S2闭合后的过程中，通过R3的电量为QQ1Q246106 C(
7、84)6106 C4.8105 C，D正确5. (多选)(2022天津南开二模)如图甲所示电路中，L1为标有“4 V,2 W”字样的小灯泡，L2、L3为两只标有“8 V，6 W”字样的相同灯泡，变压器为理想变压器，各电表为理想电表，当ab端接如图乙所示的交变电压时，三只灯泡均正常发光下列说法正确的是( ACD )A电流表的示数为1.5 AB交变电压的最大值Um28 VC变压器原、副线圈的匝数之比为31D电压表的示数为24 V【解析】L2、L3的额定电流为I23 A，所以电流表的示数为I22I231.5 A，故A正确；通过原线圈的电流等于L1的额定电流，为I10.5 A，所以变压器原、副线圈的匝
8、数之比为，故C正确；副线圈两端电压等于L2和L3的额定电压，为U28 V，所以电压表的示数，即原线圈两端电压为U1U224 V，故D正确；根据闭合电路的欧姆定律可得U1U1，解得Um28 V，故B错误故选ACD.6. (多选)(2022广西桂林模拟)在一小型交流发电机中，矩形金属线圈abcd的面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕轴OO(从上往下看逆时针转动)以角速度匀速转动，从如图甲所示的位置作为计时的起点，产生的感应电动势随时间的变化关系如图乙所示，矩形线圈与阻值为R的电阻构成闭合电路，下列说法中正确的是( AD )A在t1t3时间内，穿过线圈的磁通量的变化量
9、大小为2BSB在t1t3时间内，通过电阻R电流方向先向上然后向下Ct4时刻穿过线圈的磁通量的变化率大小为E0D在t1t3时间内，通过电阻R的电荷量为【解析】由图乙可知t1和t3时刻，线圈的感应电动势都为0，可知这两个时刻穿过线圈的磁通量一正一负，大小均为BS，故此过程穿过线圈的磁通量的变化量大小为BS(BS)2BS，A正确；由图乙可知，在t1t3时间内，线圈中的电流方向不变，根据右手定则可知通过电阻R电流方向始终向上，B错误；由图乙可知，t4时刻的感应电动势为E0，根据法拉第电磁感应定律可得E0n可得穿过线圈的磁通量的变化率大小为，C错误；在t1t3时间内，通过电阻R的电荷量为qn，又E0nB
10、S，联立可得q，D正确故选AD.7. (多选)(2022河北秦皇岛三模)如图所示，变压器为理想变压器，原、副线圈的匝数比为21，原线圈的输入端接有正弦交变电流，开关S闭合已知L1、L2、L3是相同的电灯且灯丝的电阻不随温度变化，灯丝不会被烧断下列说法正确的是( BD )AL1、L2中的电流之比为12BL1两端的电压与原线圈两端的电压之比为12C开关S断开后，L1、L2中的电流之比为11D开关S断开后，L1两端的电压与原线圈两端的电压之比为14【解析】原、副线圈中的电流之比为12，由于开关S闭合时L2与L3并联，因此L1、L2中的电流之比I1I211，A错误；设电灯的电阻为R，由于原、副线圈两端
11、的电压之比为21，因此原线圈两端的电压U2I2R，L1两端的电压U1I1R，结合I1I211，解得，B正确；开关S断开后，L1、L2中的电流与线圈匝数成反比I1I212，C错误；开关S断开后，原线圈两端的电压U2I2R，L1两端的电压U1I1R，结合I1I212解得，D正确故选BD.8. (多选)(2022辽宁鞍山预测)如图甲所示，理想变压器的原副线圈匝数之比n1n221，定值电阻R1和R2的阻值分别为5 和3 ，电表均为理想交流电表，电源输出的电流如图乙所示，图中的前半周期是正弦交流的一部分，后半周期是稳恒直流的一部分，则( BD )A电流表示数为2 A B电压表示数为6 VCR1的功率为1
12、0 W DR2的功率为12 W【解析】设电源输出电流的有效值即电流表示数为I1，根据等效热值法可得IRT2i，解得I1 A，故A错误；由于变压器不能对稳恒直流电进行变压，所以每个周期内有半个周期副线圈无电流，设副线圈中电流的有效值为I2，根据等效热值法有2IRT，解得I22 A，电压表示数为U2I2R26 V，故B正确；R1的功率为P1IR115 W，故C错误；R2的功率为P2IR212 W，故D正确故选BD.9. (多选)(2022湖南押题卷)如图所示在竖直平面的电路，闭合开关S1和S2后，带电油滴在电容器内部处于静止状态，R1为滑动变阻器，R2为定值电阻，二极管为理想二极管，电容器的下极板
13、接地，则下列说法正确的是( AC )A滑动变阻器的滑动头P向右滑动，油滴向上运动B滑动变阻器的滑动头P向左滑动，油滴向下运动C极板M向上运动，M板的电势升高D断开S2，油滴不动【解析】滑动变阻器的滑动头P向右滑动，则R1阻值减小，回路电流变大，则R2两端电压变大，则电容器要充电，此时电容器两板电压变大，场强变大，则油滴向上运动，选项A正确；滑动变阻器的滑动头P向左滑动，则R1阻值变大，回路电流变小，则R2两端电压变小，则电容器要放电，但是由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则使得电容器两板电压不变，则油滴仍静止，选项B错误；极板M向上运动，根据C可知电容器电容减小，则带电量应该减小，但是
14、由于二极管的单向导电性使得电容器不能放电，则两板间电量不变，结合E可知两板间场强不变，则根据UEd可知，两板电势差变大，则M板的电势升高，选项C正确；断开S2，则电容器两板间的电压等于电源的电动势，即电压变大，电容器充电，两板间场强变大，则油滴向上运动，选项D错误故选AC.10. (多选)(2022山东威海二模)如图所示为远距离输电的原理图，升压变压器T1、降压变压器T2均为理想变压器，T1、T2的原、副线圈匝数比分别为k1、k2.输电线间的总电阻为R0，可变电阻R为用户端负载U1、I1分别表示电压表V1、电流表A1的示数，输入电压U保持不变，当负载电阻R减小时，理想电压表V2的示数变化的绝对
15、值为U，理想电流表A2的示数变化的绝对值为I，下列说法正确的是( BD )AR0BR0kC电压表V1示数增大D电流表A1的示数增加了【解析】设降压变压器T2原线圈电压为U3，副线圈电压为U2，根据题意可知，电阻R0两端的电压等于UR0U1U3，则R0，故A错误；设降压变压器T2原线圈电压变化为U3，则k2，设降压变压器T2原线圈电流变化为I3，则，可得I3，根据欧姆定律得U3I3R0，即k2UR0，解得R0k，故B、D正确；输入电压不变，升压变压器T1原副线圈匝数比不变，则升压变压器T1副线圈的电压不变，电压表V1示数不变，故C错误故选BD.应用题强化学以致用11. (多选)(2022安徽合肥
16、预测)如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有R1250 与R210 的电阻当原线圈一侧接入u311sin 100t(V)的交流电时，两电阻消耗的功率相等，则有( AC )A原、副线圈的匝数比为51B电阻R1两端电压有效值是电阻R2两端电压有效值的2倍C电阻R2消耗的功率为48.4 WD1 s内流过电阻R2的电流方向改变200次【解析】设原线圈电流为I1，副线圈电流为I2，由题意可知IR1IR2，故5，A正确；电阻R1两端电压有效值和电阻R2两端电压有效值之比为5，B错误；设原线圈输入电压为U1，副线圈输出电压为U2，故5，解得U15U2，又UR1I1R1，U2I2R2，又因为UUR1U1，外
17、接交流电压有效值为220 V，联立代入数据解得U2U22 V，电阻R2消耗的功率为P48.4 W，C正确；由题意可知，交流电的频率为f50 Hz，变压器不改变交流电的频率，一个周期内电流方向改变2次，故1 s内流过电阻R2的电流方向改变100次，D错误故选AC.12. (多选)(2022湖北恩施预测)为了适应特高压输电以实现地区间电力资源的有效配置，需要对原来线路中的变压器进行调换某输电线路可简化为如图所示，变压器均为理想变压器，调换前后发电机输出电压、输电线电阻、用户得到的电压均不变，改造后输送电压提升为原来的5倍，假设特高压输电前后输送的功率不变，下列说法正确的是( AB )A线路改造后升
18、压变压器原、副线圈的匝数比改变B线路上电阻的功率变为原来的C特高压输电后，电压损失变为原来的D线路改造后用户端降压变压器匝数比不变【解析】发电机输出电压不变，应改变升压变压器原、副线圈的匝数比，故A项正确；根据线路上功率的损失PIr，输送功率不变，电压提升为原来的5倍，输送的电流变为原来的，线路电阻不变，损失的功率变为原来的，故B项正确；输电线上的电压损失为UI2r，输送功率为P2U2I2则输送功率不变，电压增为原来的5倍，电流变为原来的，损失的电压变为原来的，故C项错误；用户端的降压变压器改造前后输出端电压U4不变，输入端电压U3变大，根据，可得原、副线圈的匝数比一定变化，故D项错误故选AB
19、.13. (多选)(2022湖北襄阳模拟)如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO匀速转动，线圈的电阻为R，线圈共N匝，理想变压器原、副线圈的匝数比为12，定值电阻R1R，当线圈转动的转速为n时，电压表的示数为U，则( ACD )A电流表的示数为B从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为eUcos 2ntC线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为D当线圈转动的转速为2n时，电压表的示数为2U【解析】依题意有I2，I1I221则有I12I2，故A正确；根据欧姆定律，发电机产生的感应电动势的最大值为Em，有RI1U1，2n rad/s，从线圈转动到图示位置开始计时，线圈中产生的电动势的瞬时表达式为eEmcos tcos 2nt(V)，故B错误；依题意有，线圈在转动过程中通过线圈磁通量的最大值为m，则有Nm2n，解得m，故C正确；当线圈转动的转速为2n时，线圈中产生的电动势的最大值为EmNm4n，因Nm2nEm，所以Em5U，其有效值为5U，假定电压表示数为U2，则有5UI1RU12RU1U22U2U2，解得U22U，当线圈转动的转速为2n时，电压表的示数为2U，故D正确故选ACD.