2024版《微專題·小練習》·物理·統(tǒng)考版 第十一章　交變電流

第十一章交變電流做真題明方向1．[2023·湖南卷]某同學自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示．大輪與小輪通過皮帶傳動(皮帶不打滑)，半徑之比為4∶1，小輪與線圈固定在同一轉軸上．線圈是由漆包線繞制而成的邊長為L的正方形，共n匝，總阻值為R.磁體間磁場可視為磁感應強度大小為B的勻強磁場．大輪以角速度ω勻速轉動，帶動小輪及線圈繞轉軸轉動，轉軸與磁場方向垂直．線圈通過導線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為R的燈泡．假設發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是()A．線圈轉動的角速度為4ωB．燈泡兩端電壓有效值為3eq\r(2)nBL2ωC．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為L的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值為eq\f(4\r(2)nBL2ω,3)D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮2．[2022·山東卷]如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V，可輸出12V、18V、30V電壓，匝數為n1的原線圈中電壓隨時間變化為u＝Umcos(100πt).單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數為0.1V．將阻值為12Ω的電阻R接在BC兩端時，功率為12W．下列說法正確的是()A．n1為1100匝，Um為220VB．BC間線圈匝數為120匝，流過R的電流為1.4AC．若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V，頻率為100HzD．若將R接在AC兩端，流過R的電流為2.5A，周期為0.02s3.[2022·湖南卷]如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數相同，滑動觸頭P1初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源．定值電阻R1的阻值為R，滑動變阻器R2的最大阻值為9R，滑片P2初始位置在最右端．理想電壓表的示數為U，理想電流表的示數為I.下列說法正確的是()A．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，I減小，U不變B．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，I減小，U增大D．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率減小4.[2021·遼寧卷]如圖所示，N匝正方形閉合金屬線圈abcd邊長為L，線圈處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸OO′以角速度ω勻速轉動，ab邊距軸eq\f(L,4).線圈中感應電動勢的有效值為()A．NBL2ωB．eq\f(\r(2),2)NBL2ωC．eq\f(1,2)NBL2ωD．eq\f(\r(2),4)NBL2ω5．[2021·廣東卷]某同學設計了一個充電裝置，如圖所示．假設永磁鐵的往復運動在螺線管中產生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V．理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數比為1∶60.下列說法正確的是()A．交流電的頻率為10HzB．副線圈兩端電壓最大值為3VC．變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關D．充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率專題73交變電流的產生和描述1．[2023·廣東省梅州市模擬]如圖，是一臺旋轉電樞式交流發(fā)動機的原理圖，設線圈的角速度為ω，感應電動勢和感應電流的最大值分別為Em和Im，由圖可以判斷下列說法正確的是()A．電流計的左端為表的正極B．交流電的方向在圖乙的位置要改變一次C．如果從圖甲開始計時，線圈產生的感應電動勢表示為e＝EmsinωtD．如果從圖乙開始計時，線圈產生的感應電流表示為i＝Imsinωt2．下列各情況中，線圈都以角速度ω繞圖中的轉動軸勻速轉動，磁場均為勻強磁場，其中不能產生正弦式交變電流的是()3．[2023·天津市考試]如圖所示，閉合開關后，R＝5Ω的電阻兩端的交流電壓為u＝50eq\r(2)sin10πtV，電壓表和電流表均為理想交流電表，則()A．該交流電周期為0.02sB．電壓表的讀數為100VC．電流表的讀數為10AD．電阻的電功率為1kW4．[2023·江蘇省常州市期末]在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉動軸勻速轉動，如圖甲所示，產生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示．則下列說法不正確的是()A．t＝0.01s時穿過線框的磁通量最大B．該線圈轉動的角速度大小為πrad/sC．該交變電動勢的瞬時值表達式為e＝22eq\r(2)sin(100πt)VD．線框平面與中性面的夾角為45°時，電動勢瞬時值為22V5．[2023·浙江省杭州地區(qū)期中]利用二極管的單向導電性可以將正弦式交變電壓的波形截去一半，這種方法稱為半波整流．某研究小組的同學通過半波整流得到如圖所示的直流脈動電壓圖象，其周期、最大值、有效值分別為T、Um和U0.若有另一直流脈動電壓的最大值也為Um，但周期為2T，則該直流脈動電壓的有效值為()A．2U0B．eq\r(2)U0C．U0D．eq\f(U0,2)6．[2023·浙江省選考](多選)發(fā)電機的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示．其它電阻不計，圖乙中的Um為已知量．則金屬框轉動一周()A．框內電流方向不變B．電動勢的最大值為UmC．流過電阻的電荷eq\f(2BL2,R)D．電阻產生的焦耳熱eq\f(πUmBL2,R)專題74變壓器遠距離輸電1．近日，小米發(fā)布了“小感量＋磁吸”無線充電預研技術——磁吸式無線充電，通過磁鐵的吸附力，把無線充電發(fā)射線圈和接收線圈緊密結合在一起，將大大降低能量損耗．某次測試中磁吸無線充電底座線圈接于u＝220eq\r(2)sin(100πt)(V)的交流電源，已知發(fā)射線圈和接收線圈匝數比為11∶1，功率為50W．則()A．接收線圈的工作原理是電流的磁效應B．發(fā)射線圈連接直流電源也能實現(xiàn)無線充電C．若不計能量損耗，接收線圈獲得的電壓最大值為20VD．若不計能量損耗，通過接收線圈的電流有效值為2.5A2．[2023·河北省唐山市考試]一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R＝10Ω.當輸入電壓U＝40V時，原線圈中電流為1A，則變壓器原、副線圈匝數比為()A．2∶1B．4∶1C．1∶2D．1∶43．[2023·湖北省應城市模擬]在無線電電路中常遇到負載與電源不匹配的情況，這時可用變壓器來耦合，通過變壓器使負載和電源匹配起來，如圖所示，正弦交流信號源的電動勢U1＝6V，內阻r＝100Ω，揚聲器(可看作純電阻)的電阻R＝8Ω.理想變壓器原線圈的匝數n1＝300匝，副線圈的匝數n2＝100匝．揚聲器的輸出功率為()A．250mWB．88mWC．360mWD．500mW4．[2023·廣東省模擬]如圖所示，原、副線圈匝數之比為10∶1的理想變壓器，原線圈與u＝200eq\r(2)sin100πt(V)的正弦交流電源相連，副線圈串聯(lián)一個晶體二極管D(正向電阻為零，反向電阻無窮大)和定值電阻R＝10Ω，則電阻R上消耗的功率為()A．20WB．40WC．200WD．400W5．[2023·浙江省臺州市評估]如圖所示，線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產生的電動勢e＝111eq\r(2)sin100πt(V).線圈與理想升壓變壓器相連進行遠距離輸電，理想降壓變壓器的原、副線圈匝數之比為25∶11，降壓變壓器副線圈接入一臺電動機，電動機恰好正常工作，且電動機兩端電壓為220V，輸入功率為1100W，電動機內阻為8.8Ω，輸電線路總電阻為25Ω，線圈及其余導線電阻不計，電表均為理想電表，則()A．圖示位置線圈的磁通量變化率為零B．電動機的機械功率為800WC．輸電線路損失的電功率為121WD．升壓變壓器原、副線圈匝數之比為1∶106．互感式鉗形電流表內部結構如圖所示，電流表與次級線圈相連，用手柄控制鉗形鐵芯上方開口的開合，則()A．該電流表可用來測量直流電B．次級線圈匝數越少，電流表讀數越大C．該電流表測電流時相當于降壓變壓器D．測量時電流表應串聯(lián)在被測通電導線中7．[2023·湖北省華大聯(lián)考]如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為3∶1，a、b之間接輸出電壓有效值恒定的正弦交流電源，電路中電阻值均為R.當開關S斷開時，電路消耗總功率為P，則當S閉合時，電路總功率為()A．eq\f(11,3)PB．eq\f(11,5)PC．eq\f(11,7)PD．eq\f(11,9)P8．[2023·江蘇省百校大聯(lián)考]實驗小組為探究遠距離輸電的原理，設計了如圖所示的模擬電路，A、B為理想變壓器，R模擬遠距離輸電線的總電阻，燈L1、L2規(guī)格相同．變壓器A的原線圈輸入恒定交流電，開關S斷開時，燈L1正常發(fā)光，下列說法正確的是()A．A為降壓變壓器，B為升壓變壓器B．僅將滑片P上移，A的輸入功率變大C．僅閉合S，L1、L2均正常發(fā)光D．僅閉合S，L1的亮度變暗9．[2023·福建省南平市聯(lián)考](多選)如圖所示，變壓器的原線圈兩端連接導軌，副線圈的電阻R相連構成閉合回路，導體棒在垂直于導軌平面的勻強磁場中沿導軌向右勻速切割磁感線．下列說法正確的是()A．電壓表的示數不為零B．電壓表的示數為零C．電壓表的示數不為零D．電壓表的示數為零10．[2023·安徽省九師聯(lián)盟質量檢測](多選)如圖所示，理想變壓器原線圈兩端電壓為U0，副線圈兩端的電動機M的內阻為r，其熱功率與電功率分別為P1、P2、R0為定值電阻，光敏電阻R(阻值隨著光照的增強而減小)與小燈泡并聯(lián)，在改變光敏電阻的光照強度時，所接的元件都不會燒毀，下列說法正確的是()A．在增大光敏電阻的光照強度時，燈泡變亮，流過電動機的電流變大B．電動機的機械效率為eq\f(P1,P2)×100%C．變壓器原、副線圈的匝數之比為eq\f(U0,P2)eq\r(\f(P1,r))D．若副線圈兩端的電壓為U，光敏電阻的阻值為R，則經過R0的電流大于eq\f(U,R0＋R)11．[2023·張家口市期末]如圖所示，理想變壓器的原線圈接有u＝20eq\r(2)sin100πt(V)的交變電壓，理想變壓器原、副線圈的匝數之比為5∶1，原線圈兩端接有阻值R1＝10Ω的定值電阻，副線圈上接有阻值R2＝4Ω的定值電阻．則理想交變電流表的示數為()A．0.2AB．2AC．2.2AD．7A12．[2023·福建省龍巖一中模擬](多選)如圖所示為某小型發(fā)電站高壓輸電示意圖．升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2，降壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U3和U4.在輸電線路的起始端接入兩個互感器，兩個互感器原、副線圈的匝數比分別為10∶1和1∶10，各互感器和電表均為理想的，則下列說法正確的是()A．兩互感器均起到降壓作用B．若電壓表的示數為220V，電流表的示數為10A，則線路輸送電功率為220kWC．若保持發(fā)電機輸出電壓U1和用戶數一定，僅將滑片Q下移，則輸電線損耗功率減少D．若發(fā)電機輸出電壓U1一定，若用戶數增加，為維持用戶電壓U4一定，可將滑片P上移13．[2021·湖南卷]如圖，理想變壓器原、副線圈匝數比為n1∶n2，輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同．在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是()A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮B．L1先變亮后變暗，L2一直變亮C．L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D．L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗

專題75實驗：傳感器的簡單應用1．某同學用熱敏電阻制作高溫報警器．實驗器材如下，熱敏電阻Rt、電磁繼電器、蜂鳴器、小燈泡(額定電壓2.5V)、保護電阻r(阻值5Ω)、變阻箱R(0～9999.9Ω)、電池組兩組(內阻不計)、多用電表(有溫度擋)、鐵架臺、燒杯、開關及導線若干．(1)如圖(a)所示是該熱敏電阻的Rt-t曲線，由圖象可以得到熱敏電阻的阻值隨溫度的升高而________(選填“減小”“不變”或“增大”).(2)如圖(b)是某同學設計的高溫報警器電路圖，左邊部分是控制電路，右邊部分是報警裝置，實驗發(fā)現(xiàn)控制電路不工作，合上開關S，用多用電表排查電路故障，則應將如圖(c)所示的選擇開關旋至________(選填“A”“B”“C”或“D”)，若只有繼電器線圈斷路，則應發(fā)現(xiàn)表筆接入繼電器線圈兩端時多用電表的指針________(選填“偏轉”或“不偏轉”)，接入熱敏電阻兩端時多用電表的指針________(選填“偏轉”或“不偏轉”).(3)根據電磁繼電器的技術數據，當熱敏電阻Rt達到設定溫度時，電磁繼電器應自動吸合，報警裝置報警．已知控制電路電池組電動勢為6V，實測電磁繼電器正常吸合時的電流為37.6mA～40.2mA，繼電器內阻為61.0Ω，如果設置報警溫度為55℃，至少應將變阻箱的電阻R調節(jié)到________Ω.想要讓熱敏電阻在高溫報警中更加“敏感”(即溫度不是太高就報警)，需要________(選填“增大”“減小”或“不變”)變阻箱的電阻．2．[2023·湖南卷]某探究小組利用半導體薄膜壓力傳感器等元件設計了一個測量微小壓力的裝置，其電路如圖(a)所示，R1、R2、R3為電阻箱，RF為半導體薄膜壓力傳感器，C、D間連接電壓傳感器(內阻無窮大).(1)先用歐姆表“×100”擋粗測RF的阻值，示數如圖(b)所示，對應的讀數是________Ω；(2)適當調節(jié)R1、R2、R3，使電壓傳感器示數為0，此時，RF的阻值為________(用R1、R2、R3表示)；(3)依次將0.5g的標準砝碼加載到壓力傳感器上(壓力傳感器上所受壓力大小等于砝碼重力大小)，讀出電壓傳感器示數U，所測數據如下表所示：次數123456砝碼質量m/g0.00.51.01.52.02.5電壓U/mV057115168220280根據表中數據在圖(c)上描點，繪制U-m關系圖線；(4)完成前面三步的實驗工作后，該測量微小壓力的裝置即可投入使用．在半導體薄膜壓力傳感器上施加微小壓力F0，電壓傳感器示數為20