2019年高考物理二輪復(fù)習(xí)十大熱門考點(diǎn)專項(xiàng)突破 專題09 交變電流的綜合考查練習(xí).doc

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專題09 交變電流的綜合考查 熱點(diǎn)分析 “交變電流”是電磁感應(yīng)現(xiàn)象中的一個(gè)典型應(yīng)用，它與電路聯(lián)系緊密，在實(shí)際生活和生產(chǎn)中有著廣泛的應(yīng)用．由于高考題量的限制，全國(guó)及地方命題的試卷可能隔年命題考查，也可能年年考查．主要特點(diǎn)如下： 1．題型穩(wěn)定：主要考查交變電流的產(chǎn)生和“四值”問題，變壓器及遠(yuǎn)距離輸電問題，通常以選擇題形式出現(xiàn)． 2．突出重點(diǎn)，強(qiáng)化基礎(chǔ)：理想變壓器為Ⅱ級(jí)要求，是該專題中考查的重點(diǎn)和熱點(diǎn)，且考查有加強(qiáng)的趨勢(shì)． 3．注重知識(shí)的綜合考查：理綜試題通常采用一題考查多個(gè)知識(shí)點(diǎn)的形式．高考可能將交變電流的產(chǎn)生、圖象、“四值”問題，理想變壓器，電能輸送等其中幾個(gè)點(diǎn)綜合在一起考查，以增強(qiáng)知識(shí)覆蓋面． 經(jīng)典例題 一、交變電流的產(chǎn)生和四值 例1、　(2018揚(yáng)州市一模) (多選)電阻為1 Ω的矩形線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的圖象如圖4所示?，F(xiàn)把線圈的電動(dòng)勢(shì)加在電阻為9 Ω的電熱絲上，則下列說法正確的是(　　) 圖4 A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為31.4 rad/s B.如果線圈轉(zhuǎn)速提高一倍，則電流發(fā)生改變 C.電熱絲兩端的電壓U＝100 V D.電熱絲的發(fā)熱功率P＝1 800 W 【參考答案】BD 例2.(2017天津理綜)(多選)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示8正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為 2 Ω，則(　　) 圖8 A.t＝0時(shí)，線圈平面平行于磁感線 B.t＝1 s時(shí)，線圈中的電流改變方向 C.t＝1.5 s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 D.一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為8π2 J 【參考答案】AD 二、理想變壓器的原理和制約關(guān)系 例3（2018中原名校聯(lián)盟質(zhì)檢）如圖所示為理想變壓器，三個(gè)燈泡L1、L2、L3都標(biāo)有“6V，6W”，L4標(biāo)有“6V，12W”，若它們都能正常發(fā)光，則變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1 ∶n2和ab間電壓分別為 A．2 ∶1，24V B．2 ∶l，30V C．1 ∶2，24V D．1∶2，30V 【參考答案】B 例4（2016全國(guó)理綜III丙卷）如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是 A.原、副線圈匝數(shù)之比為9:1 B. 原、副線圈匝數(shù)之比為1:9 C.此時(shí)a和b的電功率之比為9:1 D.此時(shí)a和b的電功率之比為1:9 【參考答案】AD 【名師解析】由于兩個(gè)燈泡均能正常發(fā)光，說明兩個(gè)燈泡的實(shí)際電壓等于額定電壓。設(shè)燈泡的額定電壓為U0，則有變壓器副線圈輸出電壓為U2=U0，原線圈輸入電壓為U1=U-U0 =9U0，由變壓器變壓公式可得，原、副線圈匝數(shù)之比為=，選項(xiàng)A正確B錯(cuò)誤。設(shè)燈泡a中的電流為I1，燈泡b中的電流為I2，由變壓器功率關(guān)系，9U0 I1= U0 I2，解得：I2=9 I1，a和b的電功率之比為：==1:9，選項(xiàng)D正確C錯(cuò)誤。 考點(diǎn)：考查了理想變壓器，電功率的計(jì)算 三、滑動(dòng)變阻器、開關(guān)、光敏電阻引起的理想變壓器動(dòng)態(tài)電路 例5(多選)(2017杭州模擬)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝220sin 100πt V，則(　　) A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為22 V B．當(dāng)t＝ s時(shí)，電壓表V0的讀數(shù)為220 V C．單刀雙擲開關(guān)與a連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，電壓表V1的示數(shù)增大，電流表示數(shù)變小 D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表V1和電流表的示數(shù)均變小 【參考答案】BC 例6(2016四川綿陽(yáng)二診)如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝1∶2，原線圈接電壓隨時(shí)間變化規(guī)律為u＝220 sin 100πt(V)的交流電源，、、是三個(gè)理想電流表，D為理想二極管，R1是滑動(dòng)變阻器，定值電阻R2＝R3＝220 Ω，則(　　) A．電流表的示數(shù)為1.0 A B．電流表的示數(shù)為2.0 A C．滑動(dòng)變阻器R1的滑片向下滑動(dòng)時(shí)，電流表的示數(shù)將變小 D．滑動(dòng)變阻器R1的滑片向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器輸入功率增大 【參考答案】B　 例7(多選)(2017廣州模擬)如圖所示，R是一個(gè)光敏電阻，其阻值隨光照強(qiáng)度的增加而減小。理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，電壓表和電流表均為理想交流電表，從某時(shí)刻開始在原線圈兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝220sin 100πt(V)，則(　　) A．電壓表的示數(shù)為22 V B．在天逐漸變黑的過程中，電流表○的示數(shù)變小 C．在天逐漸變黑的過程中，電流表○的示數(shù)變大 D．在天逐漸變黑的過程中，理想變壓器的輸入功率變小 【參考答案】BD 四 交變電流電路問題- 例8(2017高考江蘇卷)某音響電路的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，輸入信號(hào)既有高頻成分，也有低頻成分，則(　　) A．電感L1的作用是通高頻 B．電容C2的作用是通高頻 C．揚(yáng)聲器甲用于輸出高頻成分 D．揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分 【參考答案】BD 五、變壓器與電磁感應(yīng)綜合問題 例9(2018瀘州質(zhì)檢)如圖所示，兩個(gè)線圈套在同一個(gè)鐵芯上，線圈的繞向在圖中已經(jīng)標(biāo)出．左線圈連著平行導(dǎo)軌M和N，導(dǎo)軌電阻不計(jì)，在導(dǎo)軌垂直方向上放著金屬棒ab，金屬棒處在垂直于紙面向外的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，a點(diǎn)電勢(shì)高于b點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn) B．當(dāng)金屬棒ab向右勻速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)與d點(diǎn)等電勢(shì) C．當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，c點(diǎn)電勢(shì)高于d點(diǎn) D．當(dāng)金屬棒ab向右加速運(yùn)動(dòng)時(shí)，b點(diǎn)電勢(shì)高于a點(diǎn)，d點(diǎn)電勢(shì)高于c點(diǎn) 【參考答案】BD 例10．(2016遼寧大連模擬)(20分)如圖所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)。已知線圈的匝數(shù)n＝100匝，總電阻r＝1.0 Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040 m2，小燈泡的電阻R＝9.0 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e＝nB0Scos t，其中B0為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化。求： (1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值； (2)小燈泡消耗的電功率； (3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0～時(shí)間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量。 【名師解析】 (1)由e＝nB0Scost可知最大值Em＝nB0S＝8 V； (2)電路中電流的最大值Im＝＝ A，I＝＝ A， P燈＝I2R＝2.88 W。 答案　(1)8 V　(2)2.88 W　(3)410－3 C 六、電能輸送 例11（2017廣西五市考前聯(lián)考）如圖為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電機(jī)的輸出電壓和輸電線的電阻和理想變壓器匝數(shù)均不變，且n1∶n2= n3∶n4，當(dāng)用戶消耗的功率增大時(shí)，下列表述正確的是 A．用戶的總電阻增大 B．用戶兩端的電壓減小 C．U1∶U2= U3∶U,4 D．用戶端增加的功率等于升壓變壓器多輸入的功率 【參考答案】BC 例12．(2017南昌模擬)某供電系統(tǒng)是由交流發(fā)電機(jī)輸出電壓和副線圈匝數(shù)可調(diào)的變壓器組成，如圖所示。圖中R0表示輸電線的電阻。則(　　) A．當(dāng)電壓表V1示數(shù)減小，而用電器負(fù)載不變時(shí)，不改變觸頭位置，電流表A1示數(shù)增大 B．當(dāng)電壓表V1示數(shù)減小，而用電器負(fù)載不變時(shí)，適當(dāng)上移觸頭P，可使電流表A2示數(shù)不變 C．當(dāng)電壓表V1示數(shù)不變，而用電器負(fù)載增加時(shí)，不改變觸頭位置，電流表A1示數(shù)不變 D．當(dāng)電壓表V1示數(shù)不變，而用電器負(fù)載增加時(shí)，適當(dāng)上移觸頭P，電流表A1示數(shù)一定減小 【參考答案】B 【名師解析】在不改變觸頭位置時(shí)，V1讀數(shù)減小導(dǎo)致V2讀數(shù)減小，負(fù)載電阻不變，導(dǎo)致I2減小，I1減小，A錯(cuò)誤；電壓關(guān)系為＝，減小U1同時(shí)增大n2可以使得U2不變，I2不變，B正確；U1不變，又不改變觸頭位置則U2不變，此時(shí)增加負(fù)載(即減小負(fù)載電阻)，I2增大，從而I1增大，C錯(cuò)誤；根據(jù)＝，在U1不變時(shí)，上移觸頭，U2增大，此時(shí)增加負(fù)載，I2增大，從而I1增大，D錯(cuò)誤。 例13 (2018武漢模擬)在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，要考慮盡量減少輸電線上的功率損失．有一個(gè)小型發(fā)電站，輸送的電功率為P＝500 kW，當(dāng)使用U＝5 kV的電壓輸電時(shí)，測(cè)得安裝在輸電線路起點(diǎn)和終點(diǎn)處的兩只電度表一晝夜示數(shù)相差4 800 kWh.求： (1)輸電效率η和輸電線的總電阻r； (2)若想使輸電效率提高到98%，又不改變輸電線，那么發(fā)電站應(yīng)使用多高的電壓向外輸電？ 【參考答案】(1)60%　20 Ω　(2)22.4 kV 【名師解析】(1)輸送功率P＝500 kW，一晝夜輸送電能E＝Pt＝12 000 kWh 由題知輸電線上損失的電能ΔE＝4 800 kWh 終點(diǎn)得到的電能E′＝E－ΔE＝7 200 kWh 所以輸電效率η＝100%＝60% 輸電線上的電流I＝＝100 A 輸電線損耗功率Pr＝I2r 其中Pr＝＝200 kW 得r＝20 Ω. 練兵場(chǎng) 1.圖甲所示電壓按正弦規(guī)律變化，圖乙所示電壓是正弦交流電的一部分，則下列說法正確的是(　　) A.圖乙所示的電壓也是正弦交流電壓 B.圖甲所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝10sin 50πt(V) C.圖乙所示電壓的周期與圖甲所示電壓周期相同 D.圖甲所示電壓的有效值比圖乙所示電壓的有效值小 2.如圖6所示，一半徑為L(zhǎng)的導(dǎo)體圓環(huán)位于紙面內(nèi)，O為圓心。環(huán)內(nèi)兩個(gè)圓心角為90且關(guān)于O中心對(duì)稱的扇形區(qū)域內(nèi)分布有勻強(qiáng)磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向相反且均與紙面垂面。導(dǎo)體桿OM可繞O轉(zhuǎn)動(dòng)，M端通過滑動(dòng)觸點(diǎn)與圓環(huán)良好接觸，在圓心和圓環(huán)間連有電阻R，不計(jì)圓環(huán)和導(dǎo)體桿的電阻，當(dāng)桿OM以恒定角速度ω逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，理想電流表A的示數(shù)為(　　) 圖6 A. B. C. D. 3(多選)圖7甲為小型交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)n＝100、總電阻r＝5 Ω，線圈的兩端與阻值為95 Ω的電阻R連接，交流電壓表為理想電表。t＝0時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化。若交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，電壓表的示數(shù)為U，則(　　) 圖7 A.Em＝200 V，U＝134 V B.Em＝134 V，U＝95 V C.通過電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約50次 D.電阻R實(shí)際消耗的功率為190 W 4.（2018廣東湛江調(diào)研）將u=220sin100πtV的電壓輸入如圖所示的理想變壓器的原線圈，原副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2=55∶1，R=10Ω，則下列說法正確的是 A．該交流電的頻率為100Hz B．閉合開關(guān)S后，電流表的讀數(shù)為0.22A C．閉合開關(guān)S后，電阻消耗的電功率為1.6W D．?dāng)嚅_開關(guān)S后，電流表的讀數(shù)為0.22A 5．(2017云南統(tǒng)測(cè))如圖所示，將理想變壓器原線圈接入電壓隨時(shí)間變化規(guī)律為u＝220sin 100πt(V)的交流電源上，在副線圈兩端并聯(lián)接入規(guī)格為“22 V,22 W”的燈泡10個(gè)，燈泡均正常發(fā)光。除燈泡外的電阻均不計(jì)，下列說法正確的是(　　) A．變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1 B．電流表示數(shù)為1 A C．電流表示數(shù)為10 A D．副線圈中電流的頻率為5 Hz 6．(多選)(2017濟(jì)寧模擬)如圖甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為11∶1，R＝1 Ω，原線圈允許通過電流的最大值為1 A，副線圈ab兩端電壓隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示。則下列說法正確的是(　　) A．原線圈輸入電壓的有效值為242 V B．原線圈兩端交變電壓的頻率為550 Hz C．副線圈中電流的最大值為11 A D．為保證電路安全工作，滑動(dòng)變阻器R′的阻值不得小于1 Ω 7．(2016河南鄭州二檢)一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1。原線圈輸入正弦交變電壓如圖所示，副線圈接入一阻值為22 Ω的電阻。下列說法正確的是(　　) A．電阻中交變電流的方向每秒改變100次 B．原線圈中電流的有效值是0.14 A C．與電阻并聯(lián)的交流電壓表示數(shù)是22 V D．1 min內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量是2.64103 J 8．如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝4∶1，原線圈a、b間接一電壓為u＝220sin 100πt(V)的電源，燈泡L標(biāo)有“36 V　18 W”字樣，當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭處在某位置時(shí)，電流表示數(shù)為0.25 A，燈泡L剛好正常發(fā)光，則(　　) A．流經(jīng)燈泡L的交變電流的頻率為100 Hz B．定值電阻R0的阻值為19 Ω C．滑動(dòng)變阻器R消耗的功率為36 W D．若將滑動(dòng)變阻器R的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)，則燈泡L的亮度變暗 9．(2016遼寧五校聯(lián)考)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝5∶1，電阻R＝20 Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。現(xiàn)將S1接1、S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光。下列說法正確的是(　　) A．輸入電壓u的表達(dá)式u＝20 sin 50πt(V) B．只斷開S2后，L1、L2均正常發(fā)光 C．只斷開S2后，原線圈的輸入功率減小 D．若將S1換接到2，R消耗的電功率為0.8 W 10．(2016江蘇南京三校高三聯(lián)考)如圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10∶11，L是自感系數(shù)較大的線圈，在變壓器的原線圈兩端加上如圖乙所示的交變電壓時(shí)，燈泡正常發(fā)光，則下列說法中正確的是(　　) A．圖乙所示電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝200 sin 100 πt(V) B．變壓器副線圈兩端的電壓為220 V C．若僅將變阻器的滑片P向下滑動(dòng)，燈泡將變亮 D．若僅圖乙中交變電壓的周期變大，燈泡將變暗 11．(2016遼寧大連模擬)(20分)如圖所示，一固定的矩形導(dǎo)體線圈水平放置，線圈的兩端接一只小燈泡，在線圈所在空間內(nèi)存在著與線圈平面垂直的均勻分布的磁場(chǎng)。已知線圈的匝數(shù)n＝100匝，總電阻r＝1.0 Ω，所圍成矩形的面積S＝0.040 m2，小燈泡的電阻R＝9.0 Ω，磁感應(yīng)強(qiáng)度隨時(shí)間按如圖乙所示的規(guī)律變化，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e＝nB0Scos t，其中B0為磁感應(yīng)強(qiáng)度的最大值，T為磁場(chǎng)變化的周期，不計(jì)燈絲電阻隨溫度的變化。求： (1)線圈中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值； (2)小燈泡消耗的電功率； (3)在磁感應(yīng)強(qiáng)度變化的0～時(shí)間內(nèi)，通過小燈泡的電荷量。 12如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N，電阻不計(jì)的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞轉(zhuǎn)軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，軸OO′垂直于磁感線，在線圈外接一含有理想變壓器的電路，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.保持線圈以恒定角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)，下列判斷正確的是(　　) A．兩電壓表的示數(shù)之比為U1∶U2＝n2∶n1 B．電壓表的示數(shù)等于NBωL2 C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表的示數(shù)變大 D．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1∶1 13．如圖所示，一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻不計(jì)，繞OO′軸在水平方向的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω做勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)．矩形線圈通過滑環(huán)接一理想變壓器，滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓，副線圈接有可調(diào)電阻R，下列判斷正確的是(　　) A．矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωcos ωt B．矩形線圈從圖示位置經(jīng)過時(shí)間內(nèi)，通過電流表的電荷量為零 C．當(dāng)P位置不動(dòng)，R增大時(shí)，電壓表讀數(shù)也增大 D．當(dāng)P位置向上移動(dòng)、R不變時(shí)，電流表讀數(shù)變大 14．(2016福建質(zhì)檢)手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)變壓器給燈泡L供電，其電路如圖。當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)為U，燈泡正常發(fā)光。已知發(fā)電機(jī)線圈的電阻為r，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R，其它電阻可忽略，變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為k，變壓器可視為理想變壓器。則 A．燈泡的額定電壓為 B．燈泡的額定功率為 C．發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為 D．從中性面開始計(jì)時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝Usinωt 15．(2017山西質(zhì)量監(jiān)測(cè))某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向R0＝11 Ω的純電阻用電器供電。已知輸電線的總電阻R＝10 Ω，T2的原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，用電器兩端的電壓為u＝220sin 100πt(V)，將T1、T2均視為理想變壓器。下列說法正確的是(　　) A．降壓變壓器的輸入功率為4 400 W B．升壓變壓器中電流的頻率為100 Hz C．輸電線消耗的功率為500 W D．當(dāng)用電器的電阻減小時(shí)，輸電線消耗的功率減小 16．(2014四川高考)如圖所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像，則(　　) A．用戶用電器上交流電的頻率是100 Hz B．發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 V C．輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D．當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小 17．(2016山西太原高三二模)圖甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，圖乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象，則(　　) A．發(fā)電機(jī)輸出交流電壓的有效值約為500 V B．用戶用電器上交變電流的頻率是100 Hz C．輸電線的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定 D．當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時(shí)，輸電線上損失的功率增大 18.有一臺(tái)內(nèi)阻為1Ω的發(fā)電機(jī)，供給一個(gè)學(xué)校照明用電，如圖所示，升壓變壓器匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器的匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻R=4Ω，全校共22個(gè)班，每班有“220 V，40 W”的燈6盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則： (1)發(fā)電機(jī)輸出功率多大？ (2)發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)多大？ (3)輸電效率是多少？ (4)若使用燈數(shù)減半并正常發(fā)光，則發(fā)電機(jī)輸出功率是否減半？ 1.【參考答案】D 2【參考答案】A 3【參考答案】AD 【名師解析】交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBSω，而Φm＝BS，由Φ－t圖線可知 Φm＝2.010－2 Wb，T＝2π10－2 s，所以ω＝100 rad/s，Em＝200 V，電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝＝100 V，由閉合電路的歐姆定律，可知電路中電流的有效值I＝＝ A，電壓表的示數(shù)為U＝IR＝134 V，故選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；由題圖乙可知，周期T＝2π10－2 s，頻率f＝≈16，故通過電阻R的電流每秒內(nèi)方向改變約32次，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電阻R消耗的功率為P＝I2R＝190 W，故選項(xiàng)D正確。 4.【參考答案】C 5【參考答案】B 【名師解析】由原線圈電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，原線圈輸入電壓有效值為220 V，交變電流的頻率f＝＝＝50 Hz，D項(xiàng)錯(cuò)；副線圈上燈泡正常發(fā)光，說明副線圈輸出電壓有效值為22 V，由理想變壓器變壓規(guī)律可知，＝＝10，A項(xiàng)錯(cuò)；由燈泡電功率P＝UI可知，通過每只燈泡的電流為1 A，故副線圈輸出電流為10 A，由理想變壓器變流規(guī)律可知，＝10，所以原線圈中電流的有效值為1 A，B項(xiàng)正確，C項(xiàng)錯(cuò)。 6【參考答案】AC 7【參考答案】AC　 【名師解析】由交變電流電壓圖象可知其頻率f＝50 Hz，而交變電流的方向在每個(gè)周期內(nèi)改變兩次，故A項(xiàng)正確；由圖象可知，原線圈中正弦交變電流電壓最大值為220 V，所以有效值為220 V，由理想變壓器變壓規(guī)律可知，副線圈兩端電壓有效值U2＝U1＝22 V，所以電壓表示數(shù)為22 V，C項(xiàng)正確；由歐姆定律可知，通過電阻的電流I2＝＝1 A。由理想變壓器的變流規(guī)律可知，I1＝＝0.1 A，B錯(cuò)誤；由焦耳定律可知，電阻在1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q＝IRt＝1.32103 J，D項(xiàng)錯(cuò)誤。 8【參考答案】BD　 9【參考答案】CD　 【名師解析】交變電流的瞬時(shí)表達(dá)式u＝Umsin ωt，由圖乙可以看出Um＝20 V，周期T＝0.02 s，ω＝＝100πrad/s，即u＝20 sin 100πt(V)，A項(xiàng)錯(cuò)誤；根據(jù)題中條件S1接1，S2閉合L2正常發(fā)光，可以推出能使燈L2正常發(fā)光的額定電壓為4 V，如果S1接1，斷開S2，則每個(gè)燈泡兩端電壓為2 V，B錯(cuò)誤；理想變壓器輸入功率由輸出功率決定，而輸出功率P出＝，在輸出電壓不變的情況下，負(fù)載電阻R0增大，輸出功率減小，C正確；當(dāng)S1接2時(shí)，U＝4 V，R＝20 Ω，代入P出＝得0.8 W，D正確。 10【參考答案】AD　 11 (3)＝nS①　 q＝Δt②　 ＝③； 由①②③得：q＝n＝410－3 C。 答案　(1)8 V　(2)2.88 W　(3)410－3 C 12【參考答案】D　 13【參考答案】AD　 14【參考答案】AD 【命題意圖】本題考查了交變電流的產(chǎn)生、閉合電路歐姆定律、電功率、變壓器的規(guī)律等知識(shí)點(diǎn)。 【解題思路】由變壓公式可知，變壓器副線圈輸出電壓為U2=.燈泡正常發(fā)光，說明燈泡的額定電壓為，選項(xiàng)A正確。燈泡的額定功率為P= =，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。設(shè)發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為Em，有效值為E=Em/ ，由閉合電路歐姆定律，E=U+Ir，IU=，聯(lián)立解得：Em=，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。從中性面開始計(jì)時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝Usinωt，選項(xiàng)D正確。 15【參考答案】A 16【參考答案】D 17【參考答案】AD 【名師解析】由正弦交流電最大值和有效值的關(guān)系可知，發(fā)電機(jī)輸出交流電壓的有效值約為500 V，選項(xiàng)A正確。正弦交流電的周期為0.02s，頻率為50Hz，用戶用電器上交變電流的頻率是50 Hz，選項(xiàng)B錯(cuò)誤。輸電線的電流由降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比和用戶用電器的總電阻決定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時(shí)，降壓變壓器輸出電流增大，輸電線上電流增大，輸電線上損失的功率增大，選項(xiàng)D正確。 18【名師解析】（1）對(duì)降壓變壓器：U2I2=U3I3=nP燈=22640W=5280W 而U2=4U3=4220 V=880 V 所以 對(duì)升壓變壓器：U1I1=U2I2=I22R+U2I2=624 W+5 280W=5 424W 所以P出=5 424W （3）η==100%=97% （4）電燈減少一半時(shí)，nP燈=2 640 W 所以P出=nP燈+I22R=2640+324 W=2 676 W 發(fā)電機(jī)的輸出功率減少一半還要多 。因?yàn)檩旊娋€上電流減少一半，輸電線上損失的電功率減少為原來的1/4。