專題13-交變電流-備戰(zhàn)高考各校及地市好題高三物理試卷分項(xiàng)匯編(解析版)

備戰(zhàn)2023年高考各校及地市好題高三物理試卷分項(xiàng)匯編【第01輯】（江蘇專用）專題13交變電流一、單選題1．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）升流器是電力部門和工礦企業(yè)的電器設(shè)備做電流負(fù)載試驗(yàn)及溫升試驗(yàn)的專用設(shè)備，其工作原理簡化如圖所示。某次外接調(diào)壓器進(jìn)行伏安特性試驗(yàn)，升流器第一級(jí)的自耦線圈滑頭P位于線圈中點(diǎn)，為第二級(jí)升流器，均為理想變壓器，不計(jì)線路電阻。當(dāng)采集負(fù)載R的電流值為輸入端電流值的10倍時(shí)，則第二級(jí)升流器的匝數(shù)比為（

）A．1:5 B．3:1 C．4:1 D．5:1【答案】D【解析】設(shè)端的電流為，第二級(jí)升流器的輸入端電流為，采集負(fù)載R的電流為，根據(jù)理想變壓器的原理可知聯(lián)立解得由于可得所以第二級(jí)升流器的匝數(shù)比為5:1，故D正確，ABC錯(cuò)誤。2．（2022·江蘇南通·高三開學(xué)考試）如圖所示，磁體間的磁場為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，匝數(shù)為n、面積為S、電阻為r的線圈繞垂直于磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為I，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為，則（）A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為 B．線圈的輸出功率為C．電阻R上電流的頻率為 D．電阻R上消耗的功率【答案】D【解析】A．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值為有效值為故A錯(cuò)誤；B．線圈的輸出功率為故B錯(cuò)誤；C．原副線圈的電流頻率相等，均為故C錯(cuò)誤；D．由得，副線圈中電流為電阻R上消耗的功率為故D正確。故選D。3．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）如圖，理想變壓器原線圈接在的交流電源上，副線圈匝數(shù)可通過滑片P來調(diào)節(jié)。當(dāng)滑片P處于圖示位置時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比，為了使圖中“，”的燈泡能夠正常發(fā)光，下列操作可行的是（）A．僅將滑片P向上滑動(dòng)B．減小交流電的頻率C．僅在副線圈電路中并聯(lián)一個(gè)阻值為的電阻D．僅在副線圈電路中串聯(lián)一個(gè)阻值為的電阻【答案】D【解析】A．原線圈電壓有效值則次級(jí)電壓有效值則為了使圖中“，”的燈泡能夠正常發(fā)光，則需要減小燈泡兩端電壓，即僅將滑片P向下滑動(dòng)，A錯(cuò)誤；B．減小交流電的頻率不能減小燈泡兩端的電壓，B錯(cuò)誤；C．僅在副線圈電路中并聯(lián)一個(gè)電阻，不能減小燈泡電壓，C錯(cuò)誤；D．僅在副線圈電路中串聯(lián)一個(gè)電阻，阻值為D正確。故選D。4．（2022·江蘇揚(yáng)州·模擬預(yù)測）圖甲是某燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，電壓表為交流電表。當(dāng)變壓器副線圈電壓值大于時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。則下列說法正確的是（）A．開關(guān)閉合后，電壓表示數(shù)為B．轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的交流電在1s時(shí)間內(nèi)電流方向變化5次C．原線圈兩端的電壓的瞬時(shí)表達(dá)式D．原、副線圈匝數(shù)比至少滿足才能使鋼針放電【答案】C【解析】A．開關(guān)閉合后，電壓表測量轉(zhuǎn)換器輸出電壓的有效值，示數(shù)為故A錯(cuò)誤；B．轉(zhuǎn)換器產(chǎn)生的交流電的周期為0.2s，在一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化2次，所以1s內(nèi)電流方向變化10次，故B錯(cuò)誤；C．原線圈兩端的電壓的瞬時(shí)表達(dá)式為故C正確；D．原、副線圈匝數(shù)比為時(shí)，副線圈兩端電壓最大值為5000V，此時(shí)鋼針和金屬板間無法放電，所以原、副線圈匝數(shù)比應(yīng)小于1∶1000，故D錯(cuò)誤。故選C。5．（2022·江蘇·揚(yáng)州中學(xué)模擬預(yù)測）如圖甲所示，單匝矩形線框在勻強(qiáng)磁場B中，繞與磁場B垂直的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知線框電阻R，轉(zhuǎn)動(dòng)周期T，穿過線框的磁通量Φ與時(shí)間t的關(guān)系圖，如圖乙所示。則下列說法錯(cuò)誤的是（）A．時(shí)刻，線框平面與中性面垂直B．感應(yīng)電流的有效值為C．到過程中，線框中平均感應(yīng)電動(dòng)勢為零D．線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線框中產(chǎn)生的熱量為【答案】C【解析】A．時(shí)刻，回路磁通量為零，則線框平面與中性面垂直，故A正確；B．角速度感應(yīng)電動(dòng)勢最大值感應(yīng)電流有效值故B正確；C．到過程中，磁通量變化不是零，則平均感應(yīng)電動(dòng)勢不為零，故C錯(cuò)誤；D．線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周，線框中產(chǎn)生的熱量為故D正確。本題選錯(cuò)誤的，故選C。6．（2022·江蘇·南京外國語學(xué)校模擬預(yù)測）圖為理想的可調(diào)式自耦變壓器與負(fù)載連接電路，原線圈輸入交流電的電壓u確定，閉合電鍵S，電動(dòng)機(jī)M開始工作，此后觀察到燈泡L亮度變暗，則以下說法錯(cuò)誤的是（）A．S閉合后電流表讀數(shù)變大 B．S閉合后原線圈輸入功率變大C．S閉合副線圈輸出電壓沒有變化 D．要讓L燈達(dá)到原來亮度，P滑動(dòng)頭應(yīng)向上移動(dòng)【答案】D【解析】AC．由于原線圈電壓確定，原、副線圈匝數(shù)確定，所以副線圈兩端電壓一定；閉合電鍵S，電動(dòng)機(jī)M開始工作，此后觀察到燈泡L亮度變暗，說明燈泡L兩端電壓減小，因此電阻R兩端電壓增大，由可知，通過電阻R的電流增大，電流表讀數(shù)變大，故AC正確，不符合題意；B．由副線圈輸出功率，可知副線圈的輸出功率變大，由理想變壓器所以S閉合后原線圈輸入功率變大，故B正確，不符合題意；D．要讓L燈達(dá)到原來亮度，就要增大副線圈的輸出電壓，由可知，要減小原副線圈的匝數(shù)比，P滑動(dòng)頭應(yīng)向下移動(dòng)，故D錯(cuò)誤，符合題意。故選D。7．（2022·江蘇省昆山中學(xué)模擬預(yù)測）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1，電阻R=10Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡。原線圈接一個(gè)經(jīng)雙可控硅調(diào)節(jié)后的電壓U，U隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，正弦交流電的每一個(gè)二分之一周期中，前四分之一周期電壓被截去。現(xiàn)將S1、S2、S3閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光。下列說法錯(cuò)誤的是（）A．輸入電壓U的有效值為10V B．R消耗的電功率為10WC．只斷開S3后，L2能正常發(fā)光 D．只斷開S2后，原線圈的輸入功率減小【答案】B【解析】A．令輸入電壓的有效值為U1，根據(jù)正弦式交流電的有效值與有效值的定義解得故A正確；B．根據(jù)理想變壓器的電壓匝數(shù)關(guān)系解得副線圈兩端電壓則R消耗的電功率為故B錯(cuò)誤；C．只斷開S3后，L2電壓不受影響，L2正常發(fā)光，故C正確；D．只斷開S2后，負(fù)載電阻變大，輸出電壓不變，根據(jù)輸出功率減小，則輸入功率也減小，故D正確。故選B。8．（2022·江蘇省昆山中學(xué)模擬預(yù)測）如圖是家電漏電觸電保護(hù)器原理簡圖，口字形鐵芯上繞有三組線圈A、B、C，A、B為火線和地線雙線并繞，電器正常工作時(shí)A、B線圈中電流等大反向，線圈和鐵芯中磁感應(yīng)強(qiáng)度為零，保護(hù)器兩端電壓為零；負(fù)載電阻a端接火線線圈A，發(fā)生漏電或觸電事故時(shí)相當(dāng)于負(fù)載電阻接地，B線圈（地線）電流小于A線圈電流或?yàn)榱?，交變電流在A線圈及鐵芯中產(chǎn)生磁場，使A、C相當(dāng)于變壓器原、副線圈工作，通過保護(hù)器的電流啟動(dòng)保護(hù)模式—斷開火線開關(guān)S。已知人體安全電流I0≤10mA，保護(hù)器啟動(dòng)電流為25mA，變壓器可看作理想變壓器，下列說法正確的是（）A．保護(hù)器啟動(dòng)必須設(shè)置在A、B線圈電流差值遠(yuǎn)大于10mA時(shí)啟動(dòng)B．人體接觸負(fù)載電阻的b端比接觸a端更危險(xiǎn)C．線圈A、C的匝數(shù)比應(yīng)該大于或等于5:2D．負(fù)載電阻電壓是保護(hù)器兩端的2.5倍【答案】C【解析】A．因人體安全電流I0≤10mA，則保護(hù)器啟動(dòng)必須設(shè)置在A、B線圈電流差值小于10mA時(shí)啟動(dòng)，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．人體接觸負(fù)載電阻的a端時(shí)，人體直接接觸火線，則人體接觸負(fù)載電阻的a端比接觸b端更危險(xiǎn)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；C．當(dāng)線圈A中電流為10mA時(shí)，若保護(hù)器中的電流為25mA，則線圈A、C的匝數(shù)比則線圈A、C的匝數(shù)比應(yīng)該大于或等于5:2，選項(xiàng)C正確；D．若A線圈中的電流達(dá)到10mA，保護(hù)器上的電流達(dá)到25mA時(shí)，根據(jù)此時(shí)負(fù)載電阻電壓是保護(hù)器兩端的2.5倍，因AC兩線圈匝數(shù)關(guān)系不確定，則負(fù)載電阻電壓不一定是保護(hù)器兩端的2.5倍，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選C。9．（2022·江蘇蘇州·模擬預(yù)測）如圖乙所示，在AB間接入甲圖所示正弦交流電，通過理想變壓器和二極管D1、D2給阻值R=20Ω的純電阻負(fù)載供電，已知D1、D2為相同的理想二極管，正向電阻為0，反向電阻無窮大，變壓器原線圈n1=110匝，副線圈n2=20匝，Q為副線圈中心抽頭，為保證安全，二極管的反向耐壓值至少為U0，設(shè)電阻R上消耗的熱功率為P，則有（）A．U0=V，P=20W B．U0=40V，P=80WC．U0=V，P=20W D．U0=20V，P=20W【答案】C【解析】在AB間接入正弦交流電，變壓器原線圈匝，副線圈匝，根據(jù)得有效值為：而二極管的反向耐壓值至少為，它需要承受交流電的最大值，所以Q為副線圈正中央抽頭，則電阻R兩端電壓為20V，所以電阻R消耗的熱功率P為：故選C。10．（2022·江蘇南京·模擬預(yù)測）河濱生態(tài)園住宅區(qū)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，由交流發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的理想降壓變壓器組成，發(fā)電機(jī)中矩形線圈所圍成的面積為，匝數(shù)為，電阻不計(jì)，它可繞水平軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為的水平勻強(qiáng)磁場中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，矩形線圈通過滑環(huán)連接降壓變壓器，滑動(dòng)觸頭上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓，表示輸電線的電阻，以線圈平面與磁場平行時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列判斷正確的是（）A．若發(fā)電機(jī)線圈某時(shí)刻與圖示位置垂直，變壓器原線圈的電流瞬時(shí)值最大B．發(fā)電機(jī)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式C．當(dāng)用戶數(shù)目減少時(shí)，為使用戶電壓保持不變，滑動(dòng)觸頭應(yīng)向上滑動(dòng)D．當(dāng)滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)，變壓器原線圈兩端的電壓將降低【答案】B【解析】A.發(fā)電機(jī)線圈某時(shí)刻與圖示位置垂直時(shí)，當(dāng)線圈與磁場垂直時(shí)，感應(yīng)電流最小，變壓器原線圈的電流瞬時(shí)值最小，錯(cuò)誤；B.感應(yīng)電動(dòng)勢最大值為，由圖可知，是從垂直中性面計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為，B正確；C.當(dāng)用戶數(shù)目減小時(shí)，用電功率減小，根據(jù)功率可知，電壓不變，則電流減小，損失電壓減小，從而可確定觸頭移動(dòng)方向向下才能保證用戶端得到電壓不變，C錯(cuò)誤；D.原線圈兩端的電壓由發(fā)電機(jī)輸出電壓決定，所以當(dāng)滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)，變壓器原線圈兩端的電壓不變，D錯(cuò)誤；故選B。11．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）如圖所示，理想自耦變壓器輸入端接入正弦交流電，輸出端可以通過調(diào)節(jié)觸頭的位置來改變輸出端匝數(shù)，同時(shí)在輸出端并聯(lián)一個(gè)指示燈L，輸出電路中接入滑動(dòng)變阻器R，調(diào)節(jié)的位置可以改變R的阻值，兩電表均為理想交流電表，以下說法正確的是（）A．指示燈L常亮且通過指示燈的電流方向每秒鐘改變50次B．不論開關(guān)S狀態(tài)如何，電壓表示數(shù)為C．閉合開關(guān)S，僅向下滑動(dòng)，輸入功率變小D．閉合開關(guān)S，僅向下滑動(dòng)，電表示數(shù)不變【答案】C【解析】A．指示燈L不經(jīng)過開關(guān)S與一小段線圈連接，不論S狀態(tài)如何，燈L常亮，由題意可知，交流電周期且一個(gè)周期電流方向改變2次，故每秒鐘通過指示燈的電流方向改變100次，A錯(cuò)誤；B．不論開關(guān)S狀態(tài)如何，電壓表示數(shù)都為有效值220V，B錯(cuò)誤；C．閉合開關(guān)S，僅向下滑動(dòng)，輸出端匝數(shù)減小，根據(jù)電壓比可知，輸出端電壓減小，由可知，輸出端的功率變小，輸入功率變小，C正確；D．閉合開關(guān)S，僅向下滑動(dòng)，接入電路的電阻阻值減小，電壓表示數(shù)不變，輸出端電壓不變，由歐姆定律可知，電流表示數(shù)變大，D錯(cuò)誤。故選C。12．（2022·江蘇連云港·二模）某種除顫器的簡化電路，由低壓直流電源經(jīng)過電壓變換器變成高壓電，然后整流成幾千伏的直流高壓電，對(duì)電容器充電，如圖甲所示。除顫時(shí)，經(jīng)過電感等元件將脈沖電流（如圖乙所示）作用于心臟，實(shí)施電擊治療，使心臟恢復(fù)竇性心律。某次除顫過程中將電容為的電容器充電至，電容器在時(shí)間內(nèi)放電至兩極板間的電壓為0。其他條件不變時(shí)，下列說法正確的是（）A．線圈的自感系數(shù)L越大，放電脈沖電流的峰值越小B．線圈的自感系數(shù)L越小，放電脈沖電流的放電時(shí)間越長C．電容器的電容C越小，電容器的放電時(shí)間越長D．在該次除顫過程中，流經(jīng)人體的電荷量約為【答案】A【解析】A．線圈的自感系數(shù)L越大，阻礙電流的感抗越大，則放電電流越小，放電脈沖電流的峰值也越小，故A正確；BC．振蕩電路的振蕩的振蕩周期為電容器在時(shí)間內(nèi)放電至兩極板間的電壓為0，即則線圈的自感系數(shù)L越大，放電脈沖電流的放電時(shí)間越長；電容器的電容C越大，放電脈沖電流的放電時(shí)間越長，故BC錯(cuò)誤；D．電容為的電容器充電至，則電容器儲(chǔ)存的電量為故在該次除顫過程中，流經(jīng)人體的電荷量約為，故D錯(cuò)誤；故選A。13．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）某種手機(jī)的無線充電原理如圖所示。已知發(fā)射線圈的兩端電壓為，電流的頻率為，接收線圈的兩端電壓為。充電時(shí)效率大約。下列說法正確的是（）A．無線充電工作原理是“電流的磁效應(yīng)”B．接收線圈中電流的頻率為C．無線充電發(fā)射線圈與接收線圈匝數(shù)比為D．充電時(shí)接收線圈始終有收縮的趨勢【答案】B【解析】A．無線充電工作原理是：變化的電流流過發(fā)射線圈會(huì)產(chǎn)生變化的磁場，當(dāng)接收線圈靠近該變化的磁場時(shí)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流給手機(jī)充電，利用的是電磁感應(yīng)現(xiàn)象，故A錯(cuò)誤；B．接收線圈中電流的頻率與發(fā)射線圈中電流的頻率相等，均為，B正確；C．若充電時(shí)不漏磁，兩線圈可視為理想變壓器，功率無損耗，匝數(shù)比為但是本題中充電時(shí)效率大約，功率有損耗，所以匝數(shù)比不是，故C錯(cuò)誤；D．發(fā)射線圈接的是交流電，當(dāng)發(fā)射線圈的電流減小時(shí)，由楞次定律可知接收線圈有擴(kuò)大的趨勢，當(dāng)發(fā)射線圈的電流增大時(shí)，由楞次定律可知接收線圈有收縮的趨勢，故D錯(cuò)誤。故選B。14．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）如圖所示，電阻為r的金屬直角線框abcd放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中，a、d兩點(diǎn)連線與磁場垂直，ab、cd長均為l，bc長為2l，定值電阻阻值為R。線框繞ad連線以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則（）A．線框每轉(zhuǎn)一圈，回路電流方向改變一次B．a(chǎn)、d兩點(diǎn)間的電壓為C．電流瞬時(shí)值的表達(dá)式為D．半個(gè)周期內(nèi)通過R的電荷量為【答案】D【解析】A．線圈產(chǎn)生的是正弦交流電，正弦交流電在一個(gè)周期內(nèi)方向改變2次，故A錯(cuò)誤；B．回路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢有效值為a、d兩點(diǎn)間的電壓為路端電壓故B錯(cuò)誤；C．從中性面開始轉(zhuǎn)動(dòng)，是正弦交流電，電流瞬時(shí)值表達(dá)式故C錯(cuò)誤；D．半個(gè)周期通過的電荷量故D正確。故選D。15．（2022·江蘇·南京航空航天大學(xué)附屬高級(jí)中學(xué)高三開學(xué)考試）發(fā)電機(jī)的示意圖如甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動(dòng)，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計(jì)，圖乙中的Um為已知量。在金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中（）A．框內(nèi)電流方向不變 B．電動(dòng)勢的有效值為UmC．流過電阻的電荷量為 D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】C【解析】A．線框轉(zhuǎn)動(dòng)過程中每經(jīng)過一次中性面，電流方向改變一次，故A錯(cuò)誤；B．有效值與正弦交流電有效值相同為故B錯(cuò)誤；C．轉(zhuǎn)動(dòng)半圈流過電阻的電荷量因此轉(zhuǎn)動(dòng)一周故C正確；D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱故D錯(cuò)誤。故選C。16．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）如圖甲所示，100匝圓形線圈接入理想變壓器的原線圈，變壓器的副線圈接入阻值為R的電阻，電表都是理想電表。已知每匝線圈的電阻均為R，若在線圈位置加入垂直于線圈平面的磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度B隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化的圖像如圖乙所示，得到圓形線圈的電熱功率與電阻R的功率相等。下列說法正確的是（）A．時(shí)刻兩電流表示數(shù)均達(dá)最大B．時(shí)刻兩電流表示數(shù)均為0C．原、副線圈匝數(shù)比D．對(duì)某一段線圈來說，當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)，受到的安培力最大【答案】C【解析】AB．電表測量的是有效值，不是瞬時(shí)值，兩電流表的示數(shù)不變，AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)題意得解得C正確；D．當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度最大時(shí)，感應(yīng)電流等于零，線圈受到的安培力等于零，D錯(cuò)誤。故選C。17．（2022·江蘇·海門中學(xué)高三開學(xué)考試）如圖是變電所為市區(qū)用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是電網(wǎng)的電壓，可視為不變。變壓器視為理想變壓器，其變壓比通過P可調(diào)，輸電線的電阻為R0，則（）A．用戶增多時(shí)，A表的示數(shù)減小B．用戶增多時(shí)，為使用戶獲得的電壓穩(wěn)定在220V應(yīng)將P適當(dāng)上調(diào)C．用戶減少時(shí)，用戶獲得的電壓會(huì)有所降低D．用戶減少時(shí)，R0的功率增大【答案】B【解析】A．設(shè)變壓器輸入電壓為U1，輸出電壓為U2，用戶電壓為U3，當(dāng)P不動(dòng)，則U2不變，變壓器原副線圈電流關(guān)系為用戶增多時(shí)，電路總電阻變小，電流I2增大，可知原線圈電流I1增大，則A表的示數(shù)增大，故A錯(cuò)誤；BC．R0兩端的電壓為用戶得到的電壓為當(dāng)用戶增多時(shí)，I2增大，增大，所以減小，為使用戶獲得的電壓穩(wěn)定在220V，則需要增大，變壓器原副線圈電壓關(guān)系為在和不變的情況下，要增大，可以減小，即將P適當(dāng)上調(diào)，故B正確，C錯(cuò)誤；D．R0消耗的功率為當(dāng)用戶減少時(shí)，I2減小，所以R0的功率減小，故D錯(cuò)誤。故選B。18．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）某小組探究變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數(shù)之間的關(guān)系：可拆變壓器如圖所示，鐵芯B可以安裝在鐵芯A上形成閉合鐵芯。將原、副線圈套在鐵芯A的兩臂上，匝數(shù)分別選擇n1=800匝，n2=100匝，原線圈與16V正弦式交流電源相連，用理想電壓表測得輸出電壓U2=1V，輸出電壓測量值明顯小于理論值，可能的原因是（）A．原線圈匝數(shù)n1少于800匝B．副線圈匝數(shù)n2多于100匝C．副線圈阻值較大D．鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上【答案】D【解析】AB．由變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系知即因?yàn)檩敵鲭妷簻y量值明顯小于理論值，則可能是偏小或偏大，故AB錯(cuò)誤；C．副線圈阻值不影響輸出電壓，故C錯(cuò)誤；D．若鐵芯B沒有安裝在鐵芯A上，則可能導(dǎo)致漏磁，使得輸出電壓偏小，故D正確。故選D。19．（2022·江蘇·高三專題練習(xí)）隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，用電需求大幅增加，當(dāng)電力供應(yīng)緊張時(shí)，有關(guān)部門就會(huì)對(duì)部分用戶進(jìn)行拉閘限電。如圖是遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓恒定不變，輸電線的電阻為R，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器。在某次拉閘限電后（假設(shè)所有用電器可視為純電阻）電網(wǎng)中數(shù)據(jù)發(fā)生變化，下列說法正確的是（）A．降壓變壓器的輸出電壓減小了B．升壓變壓器的輸出電流增加了C．輸電線上損失的功率減小了D．發(fā)電廠輸出的總功率增加了【答案】C【解析】AB．拉閘限電后，用電器減少，意味著并聯(lián)支路減少，用戶端總電阻增加，減小，也隨著減小，輸電線上的電壓損失減小，由于發(fā)電廠輸出電壓恒定，輸送電壓也恒定，根據(jù)可知增加，也增加，故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)可知輸電線上損失的功率減小了，故C正確；D．減小，也隨著減小，發(fā)電廠輸出電壓恒定，所以發(fā)電廠輸出總功率減小，故D錯(cuò)誤。故選C。20．（2022·江蘇·模擬預(yù)測）遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是()A．B．I2＝C．I1U1＝I22RD．I1U1＝I2U2【答案】D【解析】理想變壓器原副線圈兩端的電壓與線圈的匝數(shù)成正比，有：＝，由能量守恒定律可知：P1＝I1U1＝P2＝I2U2，故選項(xiàng)D正確；因此＝，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；輸電線兩端的電壓應(yīng)為升壓器副線圈兩端電壓與降壓器原線圈兩端電壓U3之差，因此根據(jù)歐姆定律有：I2＝，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤；降壓器的輸入功率為：P3＝I2U3，因此有：I1U1＝I22R＋I(xiàn)2U3，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤．21．（2022·江蘇·阜寧實(shí)驗(yàn)高中模擬預(yù)測）一含有理想變壓器的電路如圖，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3Ω、1Ω和4Ω，為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為1A；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4A，下列說法正確的是（）A．該交流電源電壓最大值為VB．該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4：1C．開關(guān)S閉合時(shí)，R1消耗功率大于R2消耗功率D．開關(guān)S從閉合到斷開，電源輸出功率增大【答案】A【解析】設(shè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為k，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為1A，由可得副線圈電流副線圈電壓求得電源電壓同理，當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4A時(shí)求得A．由上述分析，電壓源電壓的有效值由可求得A正確；B．由上述分析，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，B錯(cuò)誤；C．由上述分析，開關(guān)S閉合時(shí)，R1消耗功率R2消耗功率C錯(cuò)誤；D．由C項(xiàng)分析，開關(guān)S閉合，電源輸出功率為開關(guān)斷開，電源輸出功率開關(guān)S從閉合到斷開，電源輸出功率減小，D錯(cuò)誤．故選A。二、解答題22．（2022·江蘇省昆山中學(xué)模擬預(yù)測）某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖所示，在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場區(qū)域的圓心角均為，磁場均沿半徑方向，匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長、。線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場，在磁場中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直，線圈的總電阻為r，外接電阻為R。求：（1）線圈切割磁感線時(shí)，bc邊所受安培力的大小F；（2）外接電阻上電流的有效值I。【答案】（1）；（2）【解析】（1）根據(jù)題意可知，bc、ad邊的運(yùn)動(dòng)速度感應(yīng)電動(dòng)勢解得感應(yīng)電流安培力解得（2）根據(jù)題意可知，一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間則R上消耗的電能又有解得23．（2022·江蘇省昆山中學(xué)模擬預(yù)測）水利發(fā)電具有防洪、防旱、減少污染多項(xiàng)功能，是功在當(dāng)代，利在千秋的大事，現(xiàn)在水力發(fā)電已經(jīng)成為我國的重要能源之一．某河流水流量為40m3/s，現(xiàn)在欲在此河段上筑壩安裝一臺(tái)發(fā)電功率為1000kW的發(fā)電機(jī)發(fā)電，采用高壓輸電，高壓輸電線的總電阻為5Ω，損耗總功率的5%．求：（1）設(shè)發(fā)電機(jī)輸出電壓為500V，則所用理想升壓變壓器原副線圈匝數(shù)比應(yīng)是多大；（2）若所用發(fā)電機(jī)總效率為50%，則攔河壩要建多高．（水的密度ρ=1.0×103kg/m3，重力加速度g取10m/s2）【答案】（1）（2）5m【解析】（1）根據(jù)導(dǎo)線上的功率損失等于導(dǎo)線電阻的熱功率可得解得升壓變壓器次級(jí)的電流I2=100A對(duì)變壓器初級(jí)解得初級(jí)電流I1=2000A根據(jù)變壓器匝數(shù)和電流的關(guān)系（2）設(shè)時(shí)間t內(nèi)通過發(fā)電機(jī)的水流體積為V=Qt又m=ρV由能量關(guān)系可得解得h=5m24．（2022·江蘇·高三專題練習(xí)）某小型水力發(fā)電站的發(fā)電輸出功率為5×104W，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為250V，輸電線總電阻R=5Ω．為了使輸電線上損失的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的4%，必須采用遠(yuǎn)距離高壓輸電的方法，在發(fā)電機(jī)處安裝升壓變壓器，而在用戶處安裝降壓變壓器．設(shè)用戶所需電壓為220V，不計(jì)變壓器的損失．求：（1）輸電線上的電流；（2）升、降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比；（3）可供多少盞“220V40W”的白熾燈正常工作？【答案】(1)20A(2)；(3)【解析】畫出輸電的示意圖（1）輸電線中的功率損失為:化簡可得得：（2）由公式，可得升壓變壓器的副線圈兩端的電壓為：升壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為:降壓變壓器得到的電壓為：由題意可知降壓變壓器的副線圈的電壓為：降壓變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為:（3）可供“22040”的白熾燈正常工作的盞數(shù)為：(盞)25．（2022·江蘇·高三專題練習(xí)）三峽水利樞紐工程是長江流域治理開發(fā)的關(guān)鍵工程，是中國規(guī)模最大的水利工程．樞紐控制流域面積為1.0×106km2，占長江流域面積的56%，壩址處年平均流量為Q＝4.51×1011m3.水利樞紐的主要任務(wù)包括防洪、發(fā)電、航運(yùn)三方面．在發(fā)電方面，三峽電站安裝水輪發(fā)電機(jī)組26臺(tái)，總裝機(jī)容量(指26臺(tái)發(fā)電機(jī)組同時(shí)工作的總發(fā)電功率)為P＝1.82×107kW，年平均發(fā)電量約為W＝8.40×1010kW·h.該工程已全部竣工，電站主要向華中、華東電網(wǎng)供電，以緩解這兩個(gè)地區(qū)的供電緊張局面．閱讀上述資料，解答下列問題(水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，g取10m/s2)：(1)若三峽電站上、下游水位差按h＝100m計(jì)算，試推導(dǎo)三峽電站將水流的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率η的公式，并計(jì)算出效率η的數(shù)值．(2)若26臺(tái)發(fā)電機(jī)組全部建成并發(fā)電，要達(dá)到年發(fā)電量的要求，每臺(tái)發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電時(shí)間t為多少天？(3)將該電站的電能輸送到華中地區(qū)，送電功率為P1＝4.5×105kW，采用超高壓輸電，輸電電壓為U＝500kV，而發(fā)電機(jī)輸出的電壓約為U0＝18kV.若輸電線上損耗的功率為輸電功率的5%，求發(fā)電站的升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和輸電線路的總電阻．【答案】(1)η＝67%(2)192.3天(3)’r≈27.8Ω.【解析】(1)一年里水流做功(即減少的勢能)W′＝Qρgh.水流的勢能轉(zhuǎn)化為電能的效率η＝＝，將數(shù)據(jù)代入上式得η≈67%.(2)設(shè)每臺(tái)發(fā)電機(jī)組平均年發(fā)電n天，則W＝Pt，即P×n×24＝W.所以n＝＝天≈192.3天．(3)升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比＝＝＝，輸電線上的電流I＝＝900A.損失功率P損＝5%P1＝I2r，所以r≈27.8Ω.26．（2022·江蘇省丹陽高級(jí)中學(xué)三模）如圖甲所示為某一發(fā)電機(jī)的實(shí)物模型，其工作原理可簡化為如圖乙所示：強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為矩形線圈的總電阻為0.3Ω、匝數(shù)為50匝、面積為，可繞垂直于勻強(qiáng)磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)?，F(xiàn)將該發(fā)電機(jī)接在理想變壓器的原線圈上，副線圈接有規(guī)格均為“220V，110W”的燈泡、，如圖丙所示，現(xiàn)在使發(fā)電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，使兩燈泡均正常發(fā)光，已知理想變壓器的原副線圈匝數(shù)之比為1：10，電壓表為理想交流電表，其余電阻均不計(jì)。求：（1）理想交流電壓表的讀數(shù)；（2）手搖發(fā)電機(jī)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由題意可知副線圈兩端電壓為根據(jù)理