高考物理二輪復(fù)習(xí)專項突破題13交變電流（解析版）

(二輪復(fù)習(xí)名師經(jīng)驗)13交變電流-2021高考備考絕密題型專項突破題集1．老師給一實驗小組提供了一個演示用變壓器，要求同學(xué)們自選部分器材，在不拆卸的前提下弄清變壓器原副線圈的匝數(shù)SKIPIF1<0、SKIPIF1<0。同學(xué)們進(jìn)行了如下操作：把原線圈接入一交流電源，副線圈接一燈泡后（如圖1所示），分別用交流電壓表測量輸入電壓和燈泡兩端的電壓測量值分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，接著又在鐵芯上繞了100匝線圈（如圖2所示），線圈兩端接電壓表，示數(shù)為SKIPIF1<0，變壓器可以視為理想變壓器，則下列說法正確的是（）A．原線圈匝數(shù)為SKIPIF1<0B．副線圈匝數(shù)為SKIPIF1<0C．當(dāng)把新繞制的線圈上接上燈泡時，原燈泡兩端的電壓減小D．當(dāng)把新繞制的線圈上接上燈泡時，變壓器原線圈的電流增大【答案】：ABD【解析】：AB．根據(jù)變壓器的原理可知SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0SKIPIF1<0AB正確；C．當(dāng)把新繞制的線圈上接上燈泡時，原燈泡兩端的電壓不變，C錯誤；D．當(dāng)把新繞制的線圈上接上燈泡時，則由SKIPIF1<0則變壓器原線圈的電流增大，D正確，故選ABD。2．如圖所示，N匝圓形導(dǎo)線框以角速度ω繞對稱軸OO＇勻速轉(zhuǎn)動，導(dǎo)線框半徑為r，電阻、電感均不計，導(dǎo)線框處在垂直紙面向里磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，外電路接有阻值為R的電阻和理想交流電流表，則下列說法正確的是（）A．從圖示時刻起，導(dǎo)線框產(chǎn)生的瞬時電動勢為NBπr2ωsinωtB．圖示時刻穿過導(dǎo)線框的磁通量為NBπr2C．交流電流表的示數(shù)為SKIPIF1<0D．外電路電阻兩端電壓的有效值為SKIPIF1<0【答案】：AC【解析】：A．感應(yīng)電動勢最大值為SKIPIF1<0SKIPIF1<0電動勢瞬時值為SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0從圖示時刻起，導(dǎo)線框產(chǎn)生的瞬時電動勢為NBπr2ωsinωt，A正確；B．圖示時刻穿過導(dǎo)線框的磁通量為Bπr2，B錯誤；C．電動勢有效值為SKIPIF1<0交流電流表的示數(shù)為SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0C正確；D．外電路電阻兩端電壓的有效值為SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0D錯誤，故選AC。3．某50Hz的鉗形電流表的工作原理如圖所示。當(dāng)通有交流電的導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯的中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的電表指針會發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知n2=1000匝，當(dāng)用該表測50Hz交流電時（）A．若導(dǎo)線中通過的是10A直流電，G中通過的電流是10mAB．若G中通過的電流為50mA，則導(dǎo)線中的被測電流為50AC．若導(dǎo)線在鉗形口多繞幾圈，則鉗形電流表的示數(shù)變大D．若導(dǎo)線在鉗形口多繞幾圈，則鉗形電流表的示數(shù)變小【答案】：BC【解析】：A．若導(dǎo)線中通過的是10A直流電，則穿過線圈的磁通量不變，則G中不會有感應(yīng)電流產(chǎn)生，故A錯誤；B．根據(jù)變壓器原副線圈電流與匝數(shù)成反比SKIPIF1<0可得SKIPIF1<0故B正確；CD．導(dǎo)線在鉗形口多繞幾圈，即SKIPIF1<0增大，SKIPIF1<0隨之增大，鉗形電流表的示數(shù)偏大，故C正確，D錯誤，故選BC。4．如圖所示，匝數(shù)SKIPIF1<0的矩形閉合導(dǎo)線框SKIPIF1<0處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小SKIPIF1<0的水平勻強(qiáng)磁場中，線框面積SKIPIF1<0，線框電阻為10Ω。線框繞垂直于磁場的軸SKIPIF1<0以角速度SKIPIF1<0勻速轉(zhuǎn)動，并與理想變壓器原線圈相連，副線圈接入如圖所示電路。當(dāng)開關(guān)S斷開時電壓表讀數(shù)為20V，每個電阻R=0.2Ω。則（）A．如圖所示時刻，線框SKIPIF1<0處于中性面，穿過線框的磁通量變化率最大B．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0C．原線圈兩端電壓的有效值為100VD．閉合開關(guān)后，電壓表示數(shù)變大【答案】：BC【解析】：A．如圖所示時刻，線框ABCD處于中性面，穿過線框的磁通量最大，磁通量的變化率最小，選項A錯誤；BC．發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值SKIPIF1<0電動勢有效值SKIPIF1<0則變壓器原、副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0當(dāng)開關(guān)S斷開時次級電流為SKIPIF1<0則變壓器原、副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0聯(lián)立解得I1=10ASKIPIF1<0U1=100V選項BC正確；D．閉合開關(guān)，次級電阻變小，則次級電流變大，初級電流變大，則線圈內(nèi)阻上的電壓變大，變壓器初級電壓減小，則變壓器次級電壓減小，選項D錯誤，故選BC。5．如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比SKIPIF1<0，一個二極管和阻值為SKIPIF1<0的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端。現(xiàn)在a、b兩端接入如圖乙所示的電壓，c、d間接入理想電壓表。已知二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大，則（）A．電壓表讀數(shù)為100VB．R的功率為500WC．若將二極管短路，電壓表示數(shù)為200VD．若將二極管短路，變壓器的輸入功率為2000W【答案】：AD【解析】：A．交流電壓表測得的分別為交變電壓和交變電流的有效值，根據(jù)變壓器公式SKIPIF1<0得到輸出電壓SKIPIF1<0而輸出電壓U2不等于c、d端電壓，因二極管具有單向?qū)щ娦?，輸入電壓通過變壓器變壓后經(jīng)二極管整流后有效值發(fā)生變化，為SKIPIF1<0即電壓表讀數(shù)為100V，選項A正確；B．R的功率為SKIPIF1<0選項B錯誤；C．若將二極管短路，電壓表示數(shù)為SKIPIF1<0選項C錯誤；D．若將二極管短路，變壓器的輸出功率SKIPIF1<0則變壓器的輸入功率為2000W，選項D正確，故選AD。6．如圖所示，觀察電流表的指針，可以判定（）A．指針隨著線圈轉(zhuǎn)動而擺動，并且線圈每轉(zhuǎn)一周，指針左右擺動一次B．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁感線垂直位置時，電流表的指針偏轉(zhuǎn)最大C．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁感線平行的位置時，電流表的指針偏轉(zhuǎn)最大D．感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流是周期性變化的【答案】：ACD【解析】：A．線圈從如圖位置開始轉(zhuǎn)動一周，經(jīng)過中性面兩次，電流方向改變兩次，指針左右擺動一次，選項A正確；B．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁感線垂直位置時，切割磁感線的速度最小，感應(yīng)電動勢為零，電流表的指針偏轉(zhuǎn)最小，選項B錯誤；C．當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到跟磁感線平行的位置時，切割磁感線的速度最大，感應(yīng)電動勢最大，電流表的指針偏轉(zhuǎn)最大，選項C正確；D．感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流隨時間都是周期性變化的，選項D正確，故選ACD。7．如圖所示是三峽電站向浙江地區(qū)送電的簡化模型。兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0，降壓變壓器原副線圈匝數(shù)比為SKIPIF1<0，用戶端得到的是電壓為SKIPIF1<0、功率為P的正弦式交變電流，輸電線總電阻為SKIPIF1<0，不考慮其他影響下列說法正確的是（）

A．升壓變壓器輸出端的電壓為SKIPIF1<0B．降壓變壓器的輸入端的電壓為SKIPIF1<0C．輸電線上的電流為SKIPIF1<0D．輸電線上損失的功率為SKIPIF1<0【答案】：A【解析】：A．設(shè)降壓變壓器原副線圈的電壓有效值分別為SKIPIF1<0、SKIPIF1<0，則有SKIPIF1<0，SKIPIF1<0，SKIPIF1<0設(shè)輸電線上分得的電壓為△SKIPIF1<0，則△SKIPIF1<0，SKIPIF1<0△SKIPIF1<0聯(lián)立解得SKIPIF1<0故A正確；B．由SKIPIF1<0得SKIPIF1<0故B錯誤；C．輸電線上的電流為SKIPIF1<0故C錯誤；D．輸電線上損失的功率為△SKIPIF1<0故D錯誤，故選A。8．如圖所示為一理想變壓器，其原線圈與一學(xué)生電源相連，P為滑動觸頭，開始時白熾燈L正常發(fā)光。現(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最頂端開始，沿副線圈緩慢勻速下滑，直至白熾燈L兩端的電壓為零。用SKIPIF1<0表示原線圈兩端的總電壓，SKIPIF1<0表示燈泡兩端的電壓，SKIPIF1<0表示流過原線圈的電流，SKIPIF1<0表示流過燈泡的電流，（SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0、SKIPIF1<0均指有效值）。能正確反映相應(yīng)物理量變化趨勢的是（）A． B．C． D．【答案】：B【解析】：A．變壓器原線圈電壓U1是不變的，則選項A錯誤；B．根據(jù)SKIPIF1<0由于P從均勻密繞的副線圈最頂端開始，沿副線圈緩慢勻速下滑，所以副線圈的有效的匝數(shù)n2逐漸的減小，所以副線圈的電壓U2也是逐漸的減小，所以燈泡的電壓U2也是逐漸減小的，所以B正確。CD．因為白熾燈燈泡的電阻隨著溫度的增加而變大，所以電壓和電流不是正比例的關(guān)系，I2-t圖像不是直線；由于SKIPIF1<0所以I1-t圖像也不是直線，選項CD錯誤，故選B。9．手搖式發(fā)電機(jī)是我們教學(xué)中常用的演示工具，如圖甲所示，可以簡化為圖乙。一個小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈面積為S，匝數(shù)為n，線圈總電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以矩形線圈中軸線為軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交流電通過M、N與外電路連接，如圖所示，外電路電燈電阻為R，電壓表為理想交流電表。在線圈由平行于磁場方向位置轉(zhuǎn)過90°的過程中，下面說法正確的是（）A．電壓表V的示數(shù)為SKIPIF1<0B．通過燈泡的電荷量為SKIPIF1<0C．當(dāng)線圈由平行于磁場方向位置轉(zhuǎn)過90°時，流過線圈的電流為SKIPIF1<0D．電燈中產(chǎn)生的焦耳熱為SKIPIF1<0【答案】：D【解析】：A．電壓表測量的是路端電壓的有效值，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值SKIPIF1<0因此，電壓表的示數(shù)SKIPIF1<0A錯誤；BC．線圈轉(zhuǎn)過90°的過程中，回路的平均電動勢SKIPIF1<0平均電流SKIPIF1<0通過燈泡的電荷量SKIPIF1<0B、C錯誤；D．電燈中產(chǎn)生的焦耳熱SKIPIF1<0D正確，故選D。10．含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為81Ω、1Ω、80Ω，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。開關(guān)S斷開時變壓器輸出功率與S閉合時變壓器輸出功率相等，該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為（）A．5﹕2 B．4﹕3 C．3﹕1 D．2﹕1【答案】：C【解析】：由于開關(guān)S斷開時變壓器輸出功率與S閉合時變壓器輸出功率相等，設(shè)開關(guān)S斷開時副線圈的電流強(qiáng)度為I1、S閉合時副線圈的電流強(qiáng)度為I2，則有SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0設(shè)變壓器原副線圈的匝數(shù)比為k，開關(guān)斷開時，原線圈的電流強(qiáng)度為SKIPIF1<0，電壓為SKIPIF1<0，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得SKIPIF1<0開關(guān)閉合時，原線圈的電流強(qiáng)度為SKIPIF1<0，電壓為SKIPIF1<0，根據(jù)閉合電路的歐姆定律可得SKIPIF1<0解得SKIPIF1<0故選C。11．矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大值為50V，那么該線圈由圖示位置(線圈平面與磁場方向平行)轉(zhuǎn)過30°時，線圈中的感應(yīng)電動勢大小為（）

A．SKIPIF1<0 B．SKIPIF1<0 C．SKIPIF1<0 D．SKIPIF1<0【答案】：C【解析】：線圈繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，從垂直中性面的位置開始計時，感應(yīng)電動勢的瞬時值為SKIPIF1<0故當(dāng)SKIPIF1<0時，感應(yīng)電動勢的瞬時值為SKIPIF1<0所以C正確；ABD錯誤，故選C。12．在如圖所示電路中，理想變壓器原線圈接在交流電源上，調(diào)節(jié)滑動觸頭Q可以改變副線圈接入電路的匝數(shù)。SKIPIF1<0為定值電阻，燈泡L和滑動變阻器R串聯(lián)，P為滑動變阻器的滑片，A為交流電流表。開關(guān)S閉合，電流表A的示數(shù)為I。則（）A．僅將P向下滑動，I增大 B．僅將Q向下滑動，燈泡變亮C．僅將開關(guān)S斷開，燈泡變亮 D．僅將開關(guān)S斷開，變壓器的輸入功率增加【答案】：A【解析】：A．僅將P向下滑動，次級總電阻減小，次級總電流變大，根據(jù)變壓器原理可得原線圈的電流變大，故A正確；B．僅將Q向下滑動，副線圈匝數(shù)減小，次級輸出電壓變小，燈泡變暗，故B錯誤；C．僅將開關(guān)S斷開，次級電壓不變，則燈泡亮度不變，故C錯誤。D．僅將開關(guān)S斷開，次級電壓不變，次級電阻增加，則次級功率減小，則變壓器