2021届高考物理一轮复习交变电流和变压器系统练习（含答案）

交变电流 一．产生及变化规律（共4小题） 1．图1是交流发电机模型示意图。在磁感应强度为的匀强磁场中，有一矩形线圈可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴转动，由线圈引起的导线和分别与两个跟线圈一起绕转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻形成闭合电路。图2是线圈的主视图，导线和分别用它们的横截面来表示。已知长度为，长度为，线圈以恒定角速度逆时针转动。（只考虑单匝线圈） （1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导时刻整个线圈中的感应电动势的表达式； （2）线圈平面处于与中性面成夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出时刻整个线圈中的感应电动势的表达式； 2．如图所示，匀强磁场的磁感应强度，边长的正方形线圈共100匝，线圈电阻，线圈绕垂直于磁感线的对称轴匀速转动，角速度，外电路电阻，求： （1）转动过程中感应电动势的最大值； （2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过角时的瞬时感应电动势； （3）由图示位置转过角的过程中产生的平均感应电动势； （4）交流电压表的示数； （5）线圈转动一周外力所做的功； （6）周期内通过的电荷量为多少？ 3．如图1所示，在匀强磁场中，有一匝数为10匝的矩形金属线圈，两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线、所示，则下列说法中正确的是　　 A．曲线、对应的线圈转速之比为 B．曲线、对应的时刻线圈平面均与中性面重合 C．曲线对应的时刻穿过线圈磁通量为 D．曲线对应的交变电动势有效值为 4．如图（a）所示，线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动，产生一交流电。电路的路端电压随时间变化规律如图（b）所示，不计线圈电阻。则　　 A．时穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化最慢 B．线圈从图示位置转过，此时产生的电动势大小为 C．此交变电流的周期是，线圈转动的角速度是 D．图中交流电压表的示数是 二．有效值与四值（共2小题） 5．图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化，分别用和表示甲和乙两电流的有效值，则　　 A． B． C． D． 6．如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的和周期相同。三种交流电的有效值之比为　　 A． B． C． D． 四．理想变压器基本关系（共2小题） 9．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是　　 A．原线圈的输入功率为 B．电流表的读数为 C．电压表的读数为 D．副线圈输出交流电的周期为 10．如图，理想变压器原、副线圈匝数比，和均为理想电表，灯光电阻，端电压。下列说法正确的是　　 A．电流频率为 B．的读数为 C．的读数为 D．变压器输入功率为 五．原线圈含电阻（共2小题） 11．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻，和的阻值分别为，，，为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关断开时，电流表的示数为；当闭合时，电流表的示数为．该变压器原、副线圈匝数比为　　 A．2 B．3 C．4 D．5 12．一理想变压器的原，副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为的正弦交流电源上，如图所示，设副线圈回路中电阻两端的电压为，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为，则　　 A．， B．， C．， D．， 六．变化分析（共4小题） 13．如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是　　 A．当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，消耗的功率变大 B．当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电压表示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头向上滑动时，电流表示数变大 D．若闭合开关，则电流表示数变大，示数变大 14．图示电路中，变压器为理想变压器，、接在电压有效值不变的交流电源两端，为定值电阻，为滑动变阻器，现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表的示数增大了，电流表的示数增大了，则下列说法正确的是　　 A．电压表示数增大 B．电压表，示数均增大 C．该变压器起升压作用 D．变阻器滑片是沿的方向滑动 15．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只饶有一个线圈，将其接在、间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在、间作为副线圈。在、间输入电压为的交变电流时，、间的输出电压为，在将滑动触头从点顺时针旋转到点的过程中　　 A．，降低 B．，升高 C．，降低 D．，升高 16．如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头来调节，在副线圈两端连接了定值电阻和滑动变阻器，为滑