2021届高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十四 交变电流 变压器 B卷

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 2021届高考物理二轮复习专题强化双击训练 专题十四 交变电流 变压器 B卷1.将的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈,原、副线圈的匝数比为,电阻.下列说法正确的是(   )A.该交流电的频率为100 Hz B.闭合开关S后,电流表的读数为0.22 AC.闭合开关S后,电阻消耗的电功率为1.6 W D.断开开关S后,变压器副线圈两端的电压为零2.如图所示,理想变压器原线圈上连接着在水平面内的长直平行金属导轨,导轨之间存在垂直于导轨平面向下的匀强磁场.一金属杆在导轨上来回左右运动,金属杆始终与导轨垂直且接触良好,其速度v随时间t的变化规律为,两灯泡均发光.线圈L的直流电阻、导轨和金属杆的电阻均忽略不计.下列说法正确的是(   )A.只增大T,则灯泡A变暗、灯泡B变亮B.当时间时,两灯泡都发光,电压表的示数恰好为零C.只将滑动变阻器R的滑片向下滑时,通过副线圈的电流变大,电压表的示数变大D.只增大,两灯泡都变亮,杆来回运动的最大距离变小3.如图甲所示,理想变压器的原、副线圈匝数比,副线圈所在电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、线圈电阻为的电动机M.原线圈输入的交流电压如图乙所示.闭合开关S,电动机正常工作,电流表示数为1 A.下列判断正确的是(   )A.副线圈两端的电压有效值为 B.滑动变阻器R接入电路的电阻为C.电动机输出的机械功率为12 W D.若电动机突然卡住,原线圈输入功率将变小4.如图所示，面积为、内阻不计的100匝矩形闭合线圈，从图示位置开始绕垂直于磁场的轴匀速转动，转动的角速度为100 rad/s，匀强磁场的磁感应强度大小为，矩形线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，触头P可移动，副线圈所接电阻，电表均为理想交流电表，下列说法正确的是(   )A.矩形线圈中感应电动势瞬时值的表达式为B.P上移时，电流表示数减小C.时，电压表示数为D.当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R上消耗的功率为50 W5.如图，理想变压器的原线圈与二极管一起接在交流电源上，副线圈接有的电阻，原、副线圈匝数比为2:1.假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表.则(   )A.副线圈的输出功率为220 W B.原线圈的输入功率为C.电流表的读数为 D.副线圈输出的电流方向不变6.图甲为远距离输电示意图,升压变压器原、副线圈匝数比为1:1000,降压变压器原、副线圈匝数比为1000:1,输电线的总电阻为,若升压变压器的输入电压如图乙所示,用户端电压为220 V,下列说法正确的是(题中变压器均为理想变压器)(   )A.输电线中的电流为3 A B.电站输出的功率为7500 kWC.输电线路损耗的功率为90 kW D.用户端交变电流的频率为100 Hz7.如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为10:1,电压表为理想电表,R为光敏电阻(其阻值随光的照射强度增大而减小),是三个额定电压均为10 V的灯泡,其中规格相同.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电,三个灯泡均正常发光,设灯泡不会被烧坏,下列说法正确的是(   )A.电路中电流1 s内改变50次方向B.灯泡的电功率之比为1:5C.若将灯泡换为一个理想二极管,则电压表示数为11 VD.若将灯泡换为一个理想电流表,把照射R的光减弱,仍然可能正常发光8.一小型发电机，输出功率为25 kW，发电机的输出电压为，输电线总电阻为.为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，需要采用高压输电.设用户所需电压为220 V，则下列判断正确的是(   )A.升压变压器原、副线圈匝数比约为1:4 B.降压变压器原、副线圈匝数比约为8:1C.输电导线上的电压损失约为286 V D.可供593盏“220 V  40 W”的白炽灯正常工作9.如图所示，图甲是远距离输电示意图，图乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则下列说法正确的是(   )A.用户用电器中交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是220 VC.输电线中的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小10.在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，均为固定电阻，，各电表均为理想电表。已知电阻中电流随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（   ）A.所用交流电的频率为50 Hz B.电压表的示数为100 VC.电流表的示数为1.0 A D.变压器传输的电功率为15.0 W11.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为，副线圈两端与电阻R相连，原线圈两端与平行金属导轨相连，导轨间距为L，电阻不计.在虚线的左侧，存在方向与导轨所在平面垂直、大小为B的匀强磁场（图中未画出）.金属杆垂直导轨放置，长度为L、电阻为r.现使金属杆沿导轨在磁场内做往复运动，其速度.若电流表的示数为，已知电表均为理想电表，则下列说法正确的是(   )A.金属杆两端的电压为B.理想电压表的示数为C.通过电阻R的电流强度的最大值为D.电阻R消耗的电功率为12.如图甲所示，电阻不计的N匝矩形闭合导线框处于磁感应强度大小为0.2 T的水平匀强磁场中，导线框面积为.导线框绕垂直于磁场的轴匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，原、副线圈的匝数比为10:1，副线圈接有一滑动变阻器R，副线圈两端的电压随时间的变化规律如图乙所示.下列说法正确的是(   )A.闭合导线框中产生的交变电压的瞬时值表达式为B.线框的匝数C.若滑动变阻器的滑片P向上移动，电流表的示数将减小D.若导线框的转速增加一倍，则变压器的输出功率将增加一倍13.如图1所示为某发电站远距离输电的原理图,图中的变压器均为理想变压器,输电线的总电阻为,降压变压器所接用户可等效为图1中的滑动变阻器,用户增加时相当于滑动触头向下滑动。已知用户端正常工作的额定电压为,降压变压器原副线圈的匝数比为,升压变压器原线圈所接交变电流如图2所示,当用户端正常工作消耗的总功率为时,下列说法正确的是(   )A.发电厂的输出功率为120 kW  B.升压变压器原副线圈的匝数比为 C.用户增加时,用户得到的电压升高 D.用户增加时,输电效率降低14.电磁感应式无线充电系统原理如图（a）所示，给送电线圈中通以变化的电流，就会在邻近的受电线圈中产生感应电流，从而实现充电器与用电装置之间的能量传递.某受电线圈的匝数匝，电阻，两端接一阻值的电阻，当送电线圈接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁场，其磁通量随时间变化的规律如图（b）所示.求：（结果保留两位有效数字）（1）到时间内，通过电阻R的电荷量；（2）在一个周期内，电阻R产生的热量.

      
答案以及解析1.答案：C解析：根据瞬时值的表达式可知,该交流电的频率,A错误;由瞬时值的表达式可知,原线圈两端的电压最大值为,所以原线圈两端的电压的有效值,根据变压器电压关系有,可得,副线圈中的电流,电流表的读数为原线圈中的电流,根据变压器电流关系有,可得,B错误;电阻消耗的电功率,C正确;断开S后,变压器副线圈两端的电压仍为,D错误.2.答案：A解析：只增大T,即减小频率,电容器的特性为通交流、隔直流、通高频、阻低频,所以灯泡A变暗;电感线圈的特性为通直流、阻交流、通低频、阻高频,所以灯泡B变亮,故A正确;当时间时,两灯泡都发光,电压表的示数为有效值,不为零,故B错误;只将滑动变阻器R的滑片向下滑时,滑动变阻器R接入电路的阻值减小,通过副线圈的电流增大,但电压表的示数不变,仍为副线圈两端电压有效值,故C错误;只增大,副线圈两端电压有效值变大,两灯泡都变亮,根据速度一时间图线与时间轴所围面积表示位移,所围面积变大,所以杆来回运动的最大距离变大,故D错误.3.答案：B解析：由题图乙知,原线圈输入电压的有效值为,由得副线圈两端电压的有效值为,A错误;滑动变阻器两端的电压，由欧姆定律得滑动变阻器接入电路的电阻,B正确;电动机的输出功率,C错误;电动机正常工作时,，若电动机突然卡住,电动机相当于纯电阻,,由以上各式知,则副线圈的输出功率变大,由输入功率等于输出功率知,原线圈的输入功率变大,D错误.4.答案：D解析：矩形闭合线圈在磁场中转动，产生的感应电动势的最大值为，矩形线圈中感应电动势瞬时值的表达式为，故A错误；P上移时，原线圈的匝数减少，则副线圈两端电压增大，通过副线圈的电流增大，则通过原线圈的电流增大，电流表示数增大，故B错误；原线圈两端电压的有效值为，电压表示数为100 V，故C错误；当原、副线圈匝数比为2:1时，副线圈两端电压的有效值为50 V，电阻R上消耗的功率为，故D正确.5.答案：C解析：因为原线圈上接有理想二极管，所以原线圈只有半个周期有电流，副线圈也只有半个周期有电流.由，得副线圈电压的最大值.设副线圈电压的有效值为，则，解得，副线圈的输出功率，原线圈的输入功率，故A、B项错误.电流表读数，故C项正确.因为原线圈上接有理想二极管，原线圈中电流方向不变，原线圈中电流增大和减小时在副线圈中产生的感应电流方向相反，副线圈输出的电流方向改变，故D项错误.6.答案：B解析：根据题图乙可知升压变压器原线圈的电压有效值为,根据理想变压器原理可得升压变压器副线圈两端电压有效值为,降压变压器原线圈两端电压有效值为,所以输电线上损失的电压,输电线中的电流为,故A错误;根据功率关系可得电站输出的功率为,故B正确;输电线路损耗的功率为,故C错误;变压器不改变交变电流的频率,所以用户端交变电流的频率为,故D错误.7.答案：BD解析：由题图乙可知交流电的周期为,频率为,所以电路中电流1 s内改变100次方向,故A错误;理想变压器原、副线圈匝数比为10:1,故原、副线圈中电流之比为,又因为规格相同,所以流过的电流等于副线圈中电流的一半,所以流过的电流之比为,因为三个灯泡均正常发光,两端电压相同,故由可知电功率之比等于电流之比,即,B正确;若将灯泡换为一个理想二极管,则根据二极管单向导电性可知输入电压图像如图所示.根据正弦式交流电的电压有效值定义可得,解得电压有效值,理想变压器原、副线圈匝数比为10:1,故副线圈两端电压有效值为,即电压表示数为,C错误;若将灯泡换为一个理想电流表,则原线圈两端电压增加,副线圈两端电压增加,把照射R的光减弱,则光敏电阻R阻值增加,根据,可知副线圈中的电流可能不变,流过的电流可能不变，即仍然可能正常发光,D正确.8.答案：AD解析：通过升压变压器原线圈的电流，输电线上损失的功率为，得输电线上的电流，升压变压器原线圈与副线圈的匝数比，A正确；升压变压器的输出电压，流过降压变压器原线圈的电流，降压变压器原线圈两端的电压，已知降压变压器的输出电压，即用户电压，所以降压变压器原线圈与负线圈的匝数比，B错误；输电导线上的电压损失约为，C错误；设可安装的白炽灯为n盏，则灯消耗的功率等于降压变压器的输出功率，又对理想变压器有，解得，取593，D正确.9.答案：BD解析：由题图乙可知，发电机的输出电压随时间变化的周期，远距离输电不改变交流电的频率，故用户用电器中交流电的频率为50 Hz，故A错误；由题图乙可知发电机输出交流电的电压最大值为，根据正弦式交变电流有效值与最大值的关系可知，其有效值，故B正确；由题意可知，输电线中的电流由负载中电流和线圈匝数比共同决定，故C错误；当用户用电器的总电阻增大时，用户的总电流减小，则输电线上电流减小，输电线上损失的功率，可知损失功率减小，故D正确.10.答案：AD解析：由变压器不会使交流电的周期改变和图（b）可知所用交流电的周期为，可求得所用交流电的频率为50 Hz，选项A正确；由图（b）可知通过的电流的有效值为1 A，由串并联特点可知通过的电流（即通过电流表的电流）为0.5 A，故副线圈的电流为，由欧姆定律可得副线圈两端的电压，由变压器原、副线圈两端电压比与原、副线圈匝数比的关系可得，原线圈两端的电压，再根据原线圈电路的串联关系可得两端的电压为，选项B、C均错误；根据变压器原理可得变压器传输的电功率为，选项D正确。11.答案：CD解析：金属杆切割磁感线产生感应电动势的瞬时值，其有效值，根据闭合电欧姆定律知，金属杆两端的电压为，A错误；根据理想变压器两端电压与匝数成正比得，可知电压表的示数，B错误；根据理想变压器两端电流与匝数成反比得，可知通过电阻R的电流强度电流强度的最大值，故C正确；电阻R消耗的电功率与变压器的输入功率相等，则，故D正确.12.答案：BC解析：由题图乙可知，输出电压的最大值，周期为，角速度，输入端电压的最大值，则闭合导线框中产生的交变电压的瞬时值表达式为，故A错误；导线框输出电压的最大值，解得，故B正确；理想变压器原、副线圈匝数不变，输入电压不变，则输出电压不变，滑动变阻器的滑片P向上移动时，接入电路的电阻增大，则输出电流减小，输入电流减小，电流表示数减小，故C正确；若导线框的转速增加一倍，则线框产生交变电压的最大值增加一倍，有效值增加一倍，输出电压的有效值也增加一倍，则由可知，输出功率将变成原来的4倍，故D错误.13.答案：BD解析：A.当用户端正常工作消耗的总功率为时,降压变压器副线圈中的电流为,由理想变压器的工作原理可知,解得,输电线上损失的功率为,则发电厂的输出功率为,错误。B.由题图2可知升压变压器原线圈两端的电压为,则升压变压器原线圈中的电流为,则升压变压器原副线圈的匝数比为,正确。C.当用户增加时,用户消耗的功率增大,则发电厂的输出功率增大,输出电流增大,输电电流增大,输电线上损失的电压增大,降压变压器原线圈的输入电压减小,则其副线圈的输出电压减小,用户得到的电压降低,错误。D.发电厂的输电效率为,由以上分析可知,用户增加时输电电流增大,则输电效率降低,正确。14.答案：（1）受电线圈中产生的平均感应电动势为通过电阻R的电流为通过电阻R的电荷量为由题图（b）知，在到的时间内联立解得.（2）由题图（b）知周期又受电线圈中产生的电动势的最大值受电线圈中产生的感应电流的最大值通过电阻R的电流的有效值电阻R在一个周期内产生的热量联立解得.