（浙江選考）2023屆高三物理一輪復(fù)習(xí)第9章電磁感應(yīng)交變電流第4節(jié)交變電流課后限時訓(xùn)練

PAGEPAGE2第4節(jié)交變電流(建議用時：40分鐘)1．一交流電壓為u＝100eq\r(2)sin(100πt)V，由此表達(dá)式可知()A．用電壓表測該電壓其示數(shù)為50VB．該交流電壓的周期為0.02sC．將該電壓加在“100V100W〞的燈泡兩端，燈泡的實(shí)際功率小于100WD．t＝eq\f(1,400)s時，該交流電壓的瞬時值為50VB[電壓有效值為100V，故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100V，A項(xiàng)錯誤；ω＝100πrad/s，那么周期T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，B項(xiàng)正確；該電壓加在“100V100W〞的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，C項(xiàng)錯誤；t＝eq\f(1,400)s，代入瞬時值表達(dá)式得電壓的瞬時值為100V，D項(xiàng)錯誤．]2．一個小型電熱器假設(shè)接在輸出電壓為10V的直流電源上，消耗電功率為P；假設(shè)把它接在某個正弦式交流電源上，其消耗的電功率為eq\f(P,2).如果電熱器電阻不變，那么此交流電源輸出電壓的最大值為()A．5V B．5eq\r(2)VC．10V D．10eq\r(2)VC[根據(jù)P＝eq\f(U2,R)，對直流電有P＝eq\f(10V2,R)，對正弦式交流電有eq\f(P,2)＝eq\f(U′2,R)，所以正弦式交流電的有效值為U′＝eq\r(\f(PR,2))＝eq\f(10,\r(2))V，故交流電源輸出電壓的最大值Um′＝eq\r(2)U′＝10V，應(yīng)選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)A、B、D錯誤．]3．(多項(xiàng)選擇)一正弦交變電流的電壓隨時間變化的規(guī)律如圖9-4-19所示，由圖可知()圖9-4-19A．該交變電流的頻率為25HzB．該交變電壓的有效值為141.4VC．該交變電壓的瞬時值表達(dá)式為u＝100sin(25t)VD．假設(shè)將該交變電流的電壓加在阻值R＝100Ω的電阻兩端，那么電阻消耗的功率是50W【答案】AD4．如圖9-4-20所示為一種變壓器的實(shí)物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖9-4-20A．這是一個升壓變壓器B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V時，副線圈輸出直流電壓12VD．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負(fù)載時，副線圈中電流比原線圈中電流小B[根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220V，輸出電壓為12V，該變壓器為降壓變壓器，應(yīng)選項(xiàng)A錯誤，B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項(xiàng)C錯誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，知副線圈接負(fù)載時，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項(xiàng)D錯誤．]5．小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖9-4-21所示．矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，那么發(fā)電機(jī)輸出電壓()圖9-4-21A．峰值是e0 B．峰值是2e0C．有效值是eq\f(\r(2),2)Ne0 D．有效值是eq\r(2)Ne0D[矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，所以發(fā)電機(jī)的電動勢峰值為2Ne0，A、B錯誤；由于不計線圈的電阻，所以發(fā)電機(jī)的輸出電壓峰值為2Ne0，故有效值為eq\f(2Ne0,\r(2))＝eq\r(2)Ne0，故D正確．]6．(多項(xiàng)選擇)在遠(yuǎn)距離輸電中，當(dāng)輸電線的電阻和輸送的電功率不變時，那么()【導(dǎo)學(xué)號：81370345】A．輸電線路上損失的電壓與輸送電流成正比B．輸送電壓越高，輸電線路上損失的電壓越大C．輸電線路上損失的功率跟輸送電壓的平方成反比D．輸電線路上損失的功率跟輸電線上的電流成正比AC[輸電線路上的損失電壓ΔU＝Ir，在r一定時，ΔU和I成正比．假設(shè)U越高，I＝eq\f(P,U)，I越小，那么ΔU越?。旊娋€路上損失的功率ΔP＝I2r，當(dāng)P一定時，I＝eq\f(P,U)，所以ΔP＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2r，即ΔP和U的平方成反比，跟I的平方成正比，故A、C正確．]7．(多項(xiàng)選擇)圖9-4-22是霓虹燈的供電電路圖，變壓器可視為理想變壓器，變壓器原線圈與副線圈匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(1,20)，加在原線圈的電壓為u1＝311sin100πt(V)．霓虹燈正常工作的電阻R＝440kΩ，I1、I2分別表示原、副線圈中的電流．以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖9-4-22A．副線圈兩端電壓為6220V，副線圈中的電流為14.1mAB．副線圈兩端電壓為4400V，副線圈中的電流為10.0mAC．I1<I2D．I1>I2BD[原線圈電壓的有效值U1＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(311,\r(2))V≈220V，由變壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，U2＝eq\f(U1n2,n1)＝4400V，副線圈中的電流I2＝eq\f(U2,R)＝eq\f(4400,440×103)A＝0.01A＝10mA，原、副線圈中的電流跟匝數(shù)成反比，故I1>I2.]8．(多項(xiàng)選擇)正弦交變電源與電阻R、交流電壓表、交流電流表按照圖9-4-23甲所示的方式連接，R＝200Ω，圖乙是交變電源輸出電壓u隨時間t變化的圖象，那么()圖9-4-23A．交流電壓表的讀數(shù)是311VB．交流電流表的讀數(shù)是1.1AC．R兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律是UR＝311cosπtVD．R兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律是UR＝311cos(100πt)VBD[最大值為311V，那么有效值為U＝eq\f(Um,\r(2))≈220V，那么A錯誤；電流的有效值為I＝eq\f(U,R)＝eq\f(220,200)A＝1.1A，B正確；由圖知周期為T＝0.02s，那么ω＝eq\f(2π,T)＝100π，那么電壓隨時間變化的規(guī)律是UR＝311cos(100πt)V，C錯誤，D正確．]圖9-4-249．(多項(xiàng)選擇)如圖9-4-24所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10∶1，原線圈兩端接入一正弦交流電源；副線圈電路中的電容器C和電阻R為負(fù)載，交流電壓表和交流電流表均為理想電表，那么以下說法正確的選項(xiàng)是()A．假設(shè)電壓表的示數(shù)為6V，那么輸入電壓的峰值為60eq\r(2)VB．電流表?的示數(shù)為流經(jīng)電阻R的電流C．假設(shè)輸入電壓U＝100V，那么電容器C的耐壓值至少為10VD．假設(shè)輸入電壓的峰值保持不變，將其頻率變大，那么變壓器的輸入功率將增大AD[電壓表示數(shù)為6V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，得U1＝60V，那么輸入電壓的峰值為Um＝60eq\r(2)V，A項(xiàng)正確；在交流電路中電容器C、電阻R都工作，那么電流表測得的是流經(jīng)R與C的電流之和，B項(xiàng)錯誤；假設(shè)輸入電壓U＝100V，那么輸入電壓峰值為Um＝100eq\r(2)V，那么輸出端電壓的峰值即電容器C的耐壓值至少為10eq\r(2)V，C項(xiàng)錯誤；假設(shè)輸入電壓峰值保持不變，將頻率變大，由電容器C對交流電的影響可知，交流電的頻率變大，容抗變小，總電阻變小，由P＝eq\f(U2,R負(fù))得輸出功率將變大，那么輸入功率也將變大，D項(xiàng)正確．]10．如圖9-4-25所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心接頭，電壓表V和電流表A均為理想電表，除滑動變阻器電阻R、定值電阻R0以外的其余電阻不計，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)．以下說法中正確的選項(xiàng)是()【導(dǎo)學(xué)號：81370346】圖9-4-25A．t＝eq\f(1,600)s時刻，c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時值為110VB．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為22eq\r(2)VC．單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動變阻器滑片P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大D[由c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時值表達(dá)式u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)知，當(dāng)t＝eq\f(1,600)s時，u1＝220eq\r(2)·sineq\f(π,6)V＝110eq\r(2)V，選項(xiàng)A錯誤．由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得U2＝eq\f(U1n2,n1)＝220×eq\f(1,10)V＝22V,選項(xiàng)B錯誤．單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑片P向上移動時，電壓表示數(shù)變大，選項(xiàng)C錯誤．]11．(多項(xiàng)選擇)(2022·永康選考模擬)如圖9-4-26所示，將額定電壓為60V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上．閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A．以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖9-4-26A．變壓器輸入功率為484WB．通過原線圈的電流的有效值為0.6AC．通過副線圈的電流的最大值為2.2AD．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3BD[變壓器的輸入功率P1＝P2＝I2U2＝2.2×60W＝132W，選項(xiàng)A錯誤；由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(220V,60V)＝eq\f(11,3)，選項(xiàng)D正確；由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)得I1＝eq\f(n2,n1)I2＝eq\f(3,11)×2.2A＝0.6A，選項(xiàng)B正確；根據(jù)I＝eq\f(Im,\r(2))得通過副線圈的電流的最大值I2m＝eq\r(2)I2＝eq\f(11,5)eq\r(2)A，選項(xiàng)C錯誤．]12．(多項(xiàng)選擇)因局部省市的供電系統(tǒng)由于氣候原因遭到嚴(yán)重破壞．為此，某小區(qū)啟動了臨時供電系統(tǒng)，它由備用發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器組成，如圖9-4-27所示，圖中R0表示輸電線的電阻．滑動觸頭P置于a處時，用戶的用電器恰好正常工作，在以下情況下，要保證用電器仍能正常工作，那么()圖9-4-27A．當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的電壓發(fā)生波動使V1示數(shù)小于正常值，用電器不變時，應(yīng)使滑動觸頭P向上滑動B．當(dāng)發(fā)電機(jī)輸出的電壓發(fā)生波動使V1示數(shù)小于正常值，用電器不變時，應(yīng)使滑動觸頭P向下滑動C．如果V1示數(shù)保持正常值不變，那么當(dāng)用電器增加時，滑動觸頭P應(yīng)向上滑D．如果V1示數(shù)保持正常值不變，那么當(dāng)用電器增加時，滑動觸頭P應(yīng)向下滑AC[根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，當(dāng)U1減小時，假設(shè)保持U2不變、n1不變，那么應(yīng)使n2變大，應(yīng)使P向上滑動，故A項(xiàng)正確，B錯誤．當(dāng)用電器增加時，那么總電流變大，輸電線R0上損失的電壓增大，要保證用電器正常工作，那么應(yīng)增大輸出電壓U2，那么由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)知，要使U2變大，而保持U1不變、n1不變，那么應(yīng)使n2增大，所以C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯誤．]13．(2022·麗水選考模擬)圖9-4-28甲是一臺小型發(fā)電機(jī)的構(gòu)造示意圖，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢e隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示．發(fā)電機(jī)線圈的內(nèi)電阻不計，外接燈泡的電阻為12Ω.那么()【導(dǎo)學(xué)號：81370347】圖9-4-28A．在t＝0.01s時刻，穿過線圈的磁通量為零B．電壓表的示數(shù)為6eq\r(2)VC．燈泡消耗的電功率為3WD．假設(shè)其他條件不變，僅將線圈的轉(zhuǎn)速提高一倍，那么線圈電動勢的表達(dá)式e＝12eq\r(2)sin100πt(V)C[在t＝0.01s時刻，電動勢為0，那么線圈位于中性面，穿過線圈的磁通量最大，選項(xiàng)A錯誤；電動勢的最大值為Em＝6eq\r(2)V，電壓表測量的為有效值，故示數(shù)為eq\f(6\r(2),\r(2))V＝6V，選項(xiàng)B錯誤；燈泡消耗的電功率P＝eq\f(E2,R)＝eq\f(62,12)W＝3W，選項(xiàng)C正確；周期為0.02s，那么瞬時電動勢的表達(dá)式為e＝Emsineq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(2π,T)t))＝6eq\r(2)sin100πt(V)，轉(zhuǎn)速提高一倍后，最大值變成12eq\r(2)V，ω＝2πn，故角速度變?yōu)樵瓉淼?倍，表達(dá)式應(yīng)為e＝12eq\r(2)sin200πt(V)，選項(xiàng)D錯誤．]14．小型發(fā)電機(jī)內(nèi)的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中以恒定的角速度ω繞垂直于磁場的固定軸轉(zhuǎn)動．線圈匝數(shù)n＝100.穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖9-4-29所示．發(fā)電機(jī)內(nèi)阻r＝5.0Ω，外電路電阻R＝95Ω.求：圖9-4-29(1)一個周期內(nèi)，線圈發(fā)熱產(chǎn)生的熱量；(2)線圈從中性面起轉(zhuǎn)動半周的過程中，流過R的電量．【解析】(1)100匝線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢Em＝nΦmω＝100V有效電動勢E＝eq\f(Em,\r(2))＝50eq\r(2)V有效電流I＝eq\f(E,R＋r)＝e