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高考物理2016届二轮复习恒定电流和交变电流专项练习题

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2016-04-15

7. (2016·济南模拟)(多选)某交流发电机的输出电压随时间变化的图象如图所示,输出功率是20 kW,现用5 000 V高压输电,输电线上的总电阻是40 Ω,再利用n1n2=221的降压变压器降压后供给用户,则下列说法正确的是(  )

A.交变电流的频率为100 Hz

B.发电机输出电压的有效值为220 V

C.流过高压输电线的电流为125 A

D.降压变压器输出电压的有效值为220 V

解析:选BD.由图象可知周期T=0.02 s,所以频率f=50 Hz,故选项A错误;交流发电机的输出电压为U0=220 V,故选项B正确;由P=UI可知高压输电电流I== A=4 A,故选项C错误;降压变压器的输入电压U1=U-IR=5 000 V-4×40 V=4 840 V,由=可知降压变压器的输出电压为U2=U1= V=220 V,故选项D正确.

8.(2016·山西名校一模)某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0=11 Ω的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻R=10 Ω,T2的原、副线圈匝数比为41,用电器两端的电压为u=220sin 100 πt(V),将T1、T2均视为理想变压器.下列说法正确的是(  )

A.降压变压器的输入功率为4 400 W

B.升压变压器中电流的频率为100 Hz

C.输电线R消耗的功率为500 W

D.当用电器的电阻减小时,输电线R消耗的功率减小

解析:选A.由题意,用电器两端的电压有效值为U=220 V,则降压变压器的输出功率P==4 400 W,根据理想变压器的输入功率等于输出功率知,降压变压器的输入功率为4 400 W,A正确;升压变压器中电流的频率f==50 Hz,B错误;由于通过R0的电流为I==20 A,由变流比知,输电线上的电流为5 A,则输电线R消耗的功率为P′=IR=250 W,C错误;当用电器的电阻减小时,而T2中输出电压不变,则通过用电器中的电流增大,由变流比知,输电线R上的电流也增大,其消耗的功率也增大,D错误.

9.如图所示,理想变压器与电阻R,交流电压表V、交流电流表A按图1所示方式连接,已知变压器原、副线圈的匝数比为n1n2=101,电阻R=5 Ω.图2是R两端电压U随时间t变化的图象,Um=10 V.则下列说法中正确的是(  )

A.交变电流的频率为50 Hz

B.电压表V的读数为10 V

C.电流表A的读数为20 A

D.变压器的输入功率为40 W

解析:选B.由题图2知,交变电流的周期为0.02 s,故频率f==50 Hz,A错误;由于变压器输出端电压的最大值为10 V,则其有效值即电压表的示数为10 V,B正确;由欧姆定律知,流过R的电流为2 A,由变流比知,原线圈电路中的电流为0.2 A,C错误;由变压比知,原线圈两端的电压为100 V,则变压器的输入功率P=UI=100×0.2 W=20 W,故D错误.

10.某发电站为一城市供电的示意图如图所示,其中M为升压变压器,N为降压变压器,假设两变压器均可视为理想变压器.已知变压器M的输入电压U1保持不变,输入电流、输入功率分别用I1、P1表示,输出电压、输出电流、输出功率分别用U2、I2、P2表示;变压器N的输入电压、输入电流、输入功率分别用U3、I3、P3表示,输出电压、输出电流、输出功率分别用U4、I4、P4表示;输电线的阻值为R,输电线损失的功率为ΔP.下列关系式正确的是(  )

A.I2=

B.ΔP=(U2-U3)I3

C.I2>I3

D.当用户的数量增加时,变压器N的输入电压U3增加

解析:选B.M、N均为理想变压器,则P1=P2,根据I=可知,输电线中的电流I2=,A错误;由电路图可知输电电流I2=I3,则输电线上损失的功率为ΔP=(U2-U3)I3,B正确、C错误;当用户的数量增加时,输出功率增大,输电线中的电流增大,输电线上损失的电压增大,所以变压器N的输入电压U3减小,D错误.

11. (2015·高考广东卷)如图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器.原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由220 V降至110 V,调节前后(  )

A.副线圈中的电流比为12

B.副线圈输出功率比为21

C.副线圈的接入匝数比为21

D.原线圈输入功率比为12

解析:选C.根据欧姆定律I=,U2由220 V降至110 V,副线圈上的电流变为原来的,即调节前后,副线圈上电流之比为21,选项A错误;根据P=UI知,U、I均变为原来的时,副线圈上输出的功率变为原来的,即调节前后副线圈的输出功率之比为41,选项B错误;根据理想变压器电压与匝数的关系=,当U2由220 V降至110 V时,n2变为原来的,即调节前后副线圈接入的匝数比为21,选项C正确;根据理想变压器P入=P出,所以原线圈输入功率等于副线圈的输出功率,即调节前后原线圈输入功率之比为41,选项D错误.

12. (多选)一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是51,原线圈接入电压为220 V的正弦交流电,各元件正常工作,一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上,如图所示.电压表和电流表均为理想交流电表,则下列说法正确的是(  )

A.原、副线圈中的电流之比为51

B.电压表的读数约为31.11 V

C.若滑动变阻器接入电路的阻值为20 Ω,则1分钟内产生的热量为2 904 J

D.若将滑动变阻器的滑片向上滑动,则两电表读数均减小

解析:选BC.由n1I1=n2I2可得,I1I2=n2n1=15,选项A错误;U1=220 V,U2=44 V,电压表测量的是电阻R两端的电压,其示数表示有效值,需要根据电流的热效应计算电压的有效值,取交流电的一个周期T,考虑到二极管具有单向导电性,则·=T,代入数据可得U有效=22 V=31.11 V,选项B正确;1分钟内电阻R上产生的热量为Q=t=2 904 J,选项C正确;若将滑动变阻器的滑片向上滑动,滑动变阻器接入电路的阻值变小,但滑动变阻器两端电压的有效值不变,即电压表示数不变,滑动变阻器消耗的功率变大,输出功率变大,输入功率和输入电流均变大,所以电流表示数变大,选项D错误.

13.(2015·百校联盟名师押题卷)(多选)如图甲为小型旋转电枢式交流发电机,电阻为r=2 Ω矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中,绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动,线圈的两端经集流环和电刷与右侧电路连接,右侧电路中滑动变阻器R的最大阻值为R0= Ω,滑动片P位于滑动变阻器中央,定值电阻R1=R0、R2=,其它电阻不计.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时,闭合开关S,线圈转动过程中理想交流电压表示数是10 V,图乙是矩形线圈磁通量Φ随时间t变化的图象,则下列说法正确的是(  )

A.电阻R2上的热功率为 W

B.0.02 s时滑动变阻器R两端的电压瞬时值为零

C.线圈产生的感应电动势随时间t变化的规律是

e=10cos 100πt(V)

D.线圈开始转动到t= s的过程中,通过R1的电荷量为 C

解析:选AD.根据串联电路分压关系,可求得R2两端的电压为 V,故P= W= W,A正确;0.02 s时线圈的磁通量为0,此时线圈中电动势最大,R两端电压最大,B错误;因线圈有内阻r,故电动势最大值Em>10 V,C错误;由R外=10 Ω,r=2 Ω,U=10 V可得Em=NBSω=12 V,又q=N=N,以上各式联立可得:q= C,D正确.

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