統(tǒng)考版2025屆高考物理二輪復(fù)習(xí)闖關(guān)導(dǎo)練熱點(diǎn)10交變電流與變壓器含解析

PAGE5-熱點(diǎn)10交變電流與變壓器選擇題(1～6題為單項(xiàng)選擇題，7～8題為多項(xiàng)選擇題)1．某線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電流的圖象如圖所示，由圖中信息可以推斷()A．在A、C時(shí)刻線圈處于中性面位置B．在B、D時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零C．從A～D線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為2πD．若從O～D歷時(shí)0.02s，則在1s內(nèi)交變電流的方向變更了100次2．一多匝閉合矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e＝311sin50πt(V)．則下列推斷正確的是()A．該交變電流的頻率為50HzB．穿過(guò)該線圈磁通量的最大值為220WbC．該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值是311VD．1s內(nèi)該交變電流的方向變更了50次3．如圖所示，志向變壓器原線圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的溝通電源上，副線圈接三個(gè)阻值相同的電阻R，不計(jì)電表內(nèi)電阻影響．閉合開關(guān)S后()A．電流表A2的示數(shù)減小B．電壓表V1的示數(shù)減小C．電壓表V2的示數(shù)不變D．電流表A1的示數(shù)不變4．[2024·新高考Ⅰ卷，5]圖甲中的志向變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2＝22：3，輸入端a、b所接電壓u隨時(shí)間t的變更關(guān)系如圖乙所示．燈泡L的電阻恒為15Ω，額定電壓為24V．定值電阻R1＝10Ω、R2＝5Ω，滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10Ω.為使燈泡正常工作，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)調(diào)整為()A．1ΩB．5ΩC．6ΩD．8Ω5．[2024·浙江7月，11]如圖所示，某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P＝100kW，發(fā)電機(jī)的電壓U1＝250V，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻R線＝8Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220V．已知輸電線上損失的功率P線＝5kW，假設(shè)兩個(gè)變壓器均是志向變壓器，下列說(shuō)法正確的是()A．發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝40AB．輸電線上的電流I線＝625AC．降壓變壓器的匝數(shù)比n3：n4＝190：11D．用戶得到的電流I4＝455A6．如圖甲為志向變壓器的示意圖，其原、副線圈的匝數(shù)比為4：1，電壓表和電流表均為志向電表，Rt為阻值隨溫度上升而變小的熱敏電阻，R1為定值電阻．若發(fā)電機(jī)向原線圈輸入如圖乙所示的正弦溝通電．下列說(shuō)法中正確的是()A．輸入變壓器原線圈的溝通電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝36eq\r(2)sin50πtVB．變壓器原、副線圈中的電流之比為4：1C．t＝0.01s時(shí)，發(fā)電機(jī)的線圈平面位于中性面D．Rt處溫度上升時(shí)，變壓器的輸入功率變小7．[2024·全國(guó)卷Ⅱ，19]特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低．我國(guó)已勝利駕馭并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)．假設(shè)從A處采納550kV的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為ΔP，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU.在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1100kV特高壓輸電，輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣′，到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU′.不考慮其他因素的影響，則()A．ΔP′＝eq\f(1,4)ΔPB．ΔP′＝eq\f(1,2)ΔPC．ΔU′＝eq\f(1,4)ΔUD．ΔU′＝eq\f(1,2)ΔU8．[2024·全國(guó)卷Ⅲ，20]在圖(a)所示的溝通電路中，電源電壓的有效值為220V，志向變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2＝10Ω，R3＝20Ω，各電表均為志向電表．已知電阻R2中電流i2隨時(shí)間t變更的正弦曲線如圖(b)所示．下列說(shuō)法正確的是()A．所用溝通電的頻率為50HzB．電壓表的示數(shù)為100VC．電流表的示數(shù)為1.0AD．變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0W熱點(diǎn)10交變電流與變壓器1．答案：D解析：由題中交變電流的圖象可知，在A、C時(shí)刻產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大，對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈處于垂直中性面的位置，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；在B、D時(shí)刻感應(yīng)電流為零，對(duì)應(yīng)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，即磁通量的變更率為零，此時(shí)磁通量最大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；從A～D，經(jīng)驗(yàn)的時(shí)間為eq\f(3,4)周期，線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為eq\f(3,2)π，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；若從O～D歷時(shí)0.02s，則交變電流的周期為0.02s，而一個(gè)周期內(nèi)電流的方向變更兩次，所以1s內(nèi)交變電流的方向變更了100次，選項(xiàng)D正確．2．答案：D解析：由電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可知線圈的角速度ω＝50πrad/s，交變電流的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝25Hz，一個(gè)周期內(nèi)電流方向變更兩次，則1s內(nèi)該交變電流的方向變更了50次，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，D正確；依據(jù)Em＝nBωS＝nΦmω可知無(wú)法確定穿過(guò)該線圈磁通量的最大值，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電動(dòng)勢(shì)的最大值為311V，依據(jù)有效值與最大值的關(guān)系得有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝220V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤．3．答案：A解析：開關(guān)S閉合后，副線圈總的電阻減小，由于變壓器的匝數(shù)比和輸入的電壓都不不變，所以輸出的電壓也不變，即V1示數(shù)不變，B錯(cuò)；但因副線圈的總電阻減小，則副線圈的總電流增大，則原線圈的電流增大，故A1的示數(shù)變大，D錯(cuò)；由于副線圈的電流增大，故串聯(lián)在副線圈的電阻R兩端的電壓增大，而副線圈的總電壓不變，所以副線圈并聯(lián)部分的電壓減小，即V2的示數(shù)減小，故電流表A2的示數(shù)減小，故A正確，C錯(cuò)誤．故選A.4．答案：A解析：由圖乙可知志向變壓器輸入電壓U1＝220V，應(yīng)用志向變壓器變壓公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)＝eq\f(22,3)，可得副線圈輸出電壓U2＝30V．燈泡正常工作時(shí)，燈泡兩端電壓為UL＝24V，電流IL＝eq\f(UL,RL)＝1.6A．設(shè)R1兩端電壓為U，由U2＝UL＋U，可得U＝6V．由eq\f(U,R1)＋eq\f(U,R2＋R)＝IL，解得R＝1Ω，選項(xiàng)A正確．5．答案：C解析：發(fā)電機(jī)輸出的電流I1＝eq\f(P,U1)＝eq\f(100×103,250)A＝400A，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．輸電線上的電流I線＝eq\r(\f(P線,R線))＝eq\r(\f(5×103,8))A＝25A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤．升壓變壓器的副線圈輸出電壓U2＝eq\f(P,I線)＝eq\f(100×103,25)V＝4×103V，輸電線損耗電壓ΔU＝I線R＝25×8V＝200V，降壓變壓器的原線圈電壓U3＝U2－ΔU＝3800V，故降壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n3,n4)＝eq\f(U3,U4)＝eq\f(3800,220)＝eq\f(190,11)，選項(xiàng)C正確．降壓變壓器的副線圈的輸出功率P4＝P3＝P－P線＝95kw，故用戶得到的電流I4＝eq\f(P4,U4)＝eq\f(95×103,220)A≈431.8A，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．6．答案：C解析：由題圖乙可知溝通電壓最大值U＝36eq\r(2)V，周期T＝0.02s，可由周期求出角速度的值為eq\f(2π,0.02)rad/s＝100πrad/s，則可得溝通電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式u＝36eq\r(2)sin100πtV，故A錯(cuò)誤；依據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知變壓器原、副線圈中的電流之比為1︰4，故B錯(cuò)誤；t＝0.01s時(shí)，瞬時(shí)值為零，發(fā)電機(jī)的線圈平面與磁場(chǎng)方向垂直，發(fā)電機(jī)的線圈平面位于中性面，故C正確；Rt處溫度上升時(shí)，Rt阻值減小，電流表的示數(shù)變大，變壓器的輸入功率變大，故D錯(cuò)誤．7．答案：AD解析：設(shè)輸送功率為P，輸電線電阻為R，則采納超高壓輸電時(shí)輸電線上損失電壓為ΔU＝eq\f(P,U)R∝eq\f(1,U)，損失的電功率ΔP＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U)))2R∝eq\f(1,U2)，而eq\f(U′,U)＝eq\f(1100kV,550kV)＝2，所以ΔU′＝eq\f(1,2)ΔU，ΔP′＝eq\f(1,4)ΔP，故A、D選項(xiàng)正確．8．答案：AD解析：本題借助圖形和圖象考查了志向變壓器的特點(diǎn)及描述溝通電物理量的特點(diǎn)．由圖(b)可知變壓器輸出端溝通電的周期T＝0.02s，變壓器不變更溝通電的頻率和周期，故所用溝通電的頻率f＝eq\f(1,T)＝50Hz，A正確；由圖(b)可知流經(jīng)電阻R2的電流有效值I2＝eq\f(Im,\