第三部分 高频考点13 交变电流 变压器（教参word）-（word书稿）2023大二轮【导学教程】新教材新高考物理专题辅导与训练

高频考点13　交变电流　变压器 [对应学生用书P146] 1．(多选)(2022·济南一模)如图所示为交流发电机的模型示意图，矩形线框abcd在匀强磁场中绕OO′逆时针匀速转动，从图示位置开始转过90°的过程中，下列说法正确的是(　　) A．电流方向由c到b，大小逐渐减小 B．电流方向由b到c，大小逐渐增大 C．电流的有效值与平均值的比值为π D．电流的有效值与平均值的比值为π 解析　图示时刻线框处于中性面，则矩形线框在转动过程中，线框中产生的感应电动势的瞬时表达式为e＝Emsin ωt(V)，则转过90°的过程中感应电动势逐渐增大，感应电流逐渐增大；由楞次定律可知该过程中感应电流的方向由b到c，A错误，B正确。该过程中感应电动势的有效值为E1＝，又Em＝nBSω，则E1＝由法拉第电磁感应定律得感应电动势的平均值为E2＝，又Δt＝＝×＝，则E2＝，所以E1∶E2＝π∶4，结合I＝可知，＝，C错误，D正确。 答案　BD 2．(多选)(2022·青岛二模)如图甲，水平面内固定放置间距为L的两平行金属直导轨，左端接有阻值为R的电阻，两导轨间存在方向垂直导轨平面向下、磁感应强度大小为B的匀强磁场。t＝0时，一质量为m、长为L的导体棒在沿x轴方向的外力F作用下，从AA′位置开始做简谐运动，平衡位置OO′与AA′间的距离为x0。导体棒的速度随时间变化的图像是如图乙所示的正弦曲线。不计摩擦阻力和其他电阻，导体棒始终与导轨垂直。下列说法正确的是(　　) A．外力F随时间t变化规律为F＝ B．0～0.5 s内，通过R的电荷量为 C．0～0.5 s内，R上产生的焦耳热为 D．0～0.5 s内，外力F做的功为 解析　时间t时刻的速度为v＝vmsint(m/s)＝vmsin πt(m/s)，则该时刻的安培力随时间变化关系为F安＝BIL＝BL＝，导体棒做简谐振动，则外力F不等于安培力，即外力F随时间t变化规律F≠，选项A错误；0.5 s时刻导体棒振动到OO′位置，则0～0.5 s内，通过R的电荷量为q＝Δt＝＝，选项B正确；交流电的最大值为Em＝BLvm,0～0.5 s内，R上产生的焦耳热为Q＝t＝，选项C正确；0～0.5 s内，外力F做的功为W＝Q＋mv＝，选项D正确。 答案　BCD 3．(多选)(2022·厦门模拟)氮化镓充电器具有体积小，效率高和安全性强的优点，如图甲所示为其部分电路示意图，主要由氮化镓开关管和一个变压器构成。工作时ab端输入恒定的电压U，通过氮化镓开关管高频率的通断，使变压器cd端获得如图乙所示的输入电压u，则(　　) A．cd端输入电压的有效值为 B．cd端输入电压的有效值为 C．若氮化镓开关管因故障短路，ef端无输出电压 D．若氮化镓开关管因故障短路，ef端仍有输出电压 解析　由图乙可知，在周期T内只有一半时间cd端电压为U，若cd端接定值电阻R，由电压有效值定义·T＝·，得U有效＝U，A错误；B正确；若氮化镓开关管因故障短路，cd端电压恒定不变，不能产生互感效果，ef端无输出电压，C正确，D错误。 答案　BC 4．(多选)(2022·重庆模拟)图甲所示电路中的理想变压器原、副线圈的匝数比为＝，原线圈接入电压按图乙所示变化的电源，电压表为理想电表。副线圈接有规格为“12.0 V　6.0 W”的小灯泡，电阻R1、R2均为定值电阻，其中R2＝16.0 Ω，若灯泡能正常工作，下列说法正确的是(　　) A．两电阻阻值之比为＝ B．电压表V的示数为140 V C．电源的输出功率为27.5 W D．穿过铁芯磁通量变化率的最大值为1 Wb/s 解析　变压器副线圈中电流为I2＝＝ A＝0.5 A，变压器副线圈的输出电压为U2＝UL＋I2R2＝12 V＋0.5×16 V＝20 V，原线圈电流I1＝I2＝0.125 A，原线圈两端电压U1＝U2＝×20 V＝80 V，电压表示数为U′＝220 V－U1＝140 V，B正确；R1的阻值为R1＝＝ Ω＝1 120 Ω，则两电阻阻值之比为＝，A正确；R2消耗的功率为PR2＝IR2＝0.52×16 W＝4.0 W，R1消耗的功率为PR1＝＝ W＝17.5 W，则电源的输出功率为P＝PR1＋PR2＋PL＝17.5 W＋4.0 W＋6.0 W＝27.5 W，C正确；副线圈两端电压最大值为U2m＝20 V，穿过铁芯的磁通量变化率的最大值为＝，由于不知道副线圈的匝数，故无法求出穿过铁芯磁通量变化率的最大值，D错误。 答案　ABC 5.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶4，正弦交流电源电压的有效值为U＝100 V，电阻R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，滑动变阻器R3最大阻值为40 Ω，滑片P处于正中间位置，则(　　) A．通过R1的电流为8 A B．电压表读数为400 V C．若向上移动P，电压表读数