7 选择题专练(7) 交变电流-【金版新学案】2024高考物理大二轮专题复习与测试（新教材，B版）

选择题专练(七)　交变电流

1. (2023·广东茂名电海中学模拟)如图所示为某款手机充电器，其铭牌标识如下：“输入：AC、220 V、50 Hz”“输出：DC、3 V、6 V、9 V、12 V”“电流：1 000～1 500 mA”，该充电器正常工作时，下列说法正确的是(　　)

A．输入电压的最大值为220 V，频率为50 Hz

B．充电器输出功率的变化范围为3～18 W

C．充电器内部变压器的原线圈匝数小于副线圈匝数

D．充电器内部变压器输入电压的频率大于输出电压的频率

答案：B

解析：根据铭牌标识可知输入电压的有效值为220 V，则最大值为220V，频率为50 Hz，故A错误；由输出功率P出＝U2I2，且由题干中“输出：DC、3 V、6 V、9 V、12 V”“电流：1 000～1 500 mA”，代入数据得当输出电压为3 V、电流为1 000 mA时输出功率最小，当输出电压为12 V、电流为1 500 mA时输出功率最大，代入数据得3 W≤P出≤18 W，故B正确；根据原、副线圈的匝数之比等于原、副线圈电压值比，即＝，原线圈中输入电压值大于副线圈的输出电压值，所以原线圈匝数大于副线圈匝数，故C错误；由变压器的原理可知，输入电压的频率等于输出电压的频率，故D错误。故选B。

2．(2023·广州高三一模)如图所示，足够长的磁铁在空隙产生一个径向辐射状磁场，一个圆形细金属环与磁铁中心圆柱同轴，由静止开始下落，经过时间t，速度达最大值v，此过程中环面始终水平。已知金属环质量为m、半径为r、电阻为R，金属环下落过程中所经过位置的磁感应强度大小均为B，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则(　　)

A．在俯视图中，环中感应电流沿逆时针方向

B．环中最大的感应电流大小为

C．环下落过程中所受重力的冲量等于其动量变化

D．t时间内通过金属环横截面的电荷量为

答案：B

解析：根据题意，由右手定则可知，金属环下落的过程，在俯视图中，环中感应电流沿顺时针方向，故A错误；根据题意可知，当重力等于安培力时，环下落的速度最大，根据平衡条件有mg＝F安＝BIm·2πr，当环速度最大时，感应电动势为E＝B·2πrv，感应电流为Im＝＝，联立可得Im＝，故B正确；当环从静止下落过程中，由于切割磁感线，导致环中出现感应电流，受到安培阻力，则除了重力外，还受安培力作用，由动量定理可知，动量变化等于合外力的冲量，故C错误；设t时间内通过金属环横截面的电荷量为q，由题意可知，环下落速度为v时的感应电流大小为I＝，由于环中感应电流不断增大，则t时间内通过金属环横截面的电荷量q<It＝，取向下为正方向，由动量定理有mgt－B·2πrt＝mv－0，又有q＝t，联立解得q＝，故D错误。故选B。

3．(2023·广东佛山统考二模)某兴趣小组设计用一小风力发电机给灯泡供电。发电机线圈与风叶固定在同一转轴上一起转动，灯泡正常发光。结构示意图如图所示，若线圈转速变为原来的2倍，理想变压器副线圈匝数变为原来的，其他条件不变，发电机内阻不计，则以下说法正确的是(　　)

A．流经灯泡电流的频率增大

B．流经灯泡电流的最大值减小

C．灯泡两端电压的有效值增大

D．发电机线圈中的感应电动势大小不变

答案：A

解析：线圈转速变为原来的2倍，可知周期变为原来的，故交流电的频率变为原来的2

倍，A正确；根据交流电压的最大值公式Em＝NBSω，周期变为原来的，角速度变为原来的2倍，故发电机线圈中的感应电动势最大值变为原来的2倍，同时理想变压器副线圈匝数变为原来的，设原来原副线圈匝数比为，根据理想变压器原副线圈电压与匝数比的关系有＝，＝，解得U2＝U2′，即副线圈电压最大值不变，所以流经灯泡电流的最大值不变，B、D错误；副线圈电压最大值不变，故灯泡两端电压的有效值不变，C错误。故选A。

4．(2023·浙江衢州模拟)如图为一种海上导航浮标的简化原理图。固定的内圆筒上绕有线圈。某段时间内，海浪驱动固定在外浮筒的磁体相对于线圈运动产生正弦式交变电流，频率为1 Hz，电压最大值为31 V。理想变压器原、副线圈匝数比为1∶10，原线圈接内圆筒线圈的输出端，副线圈接指示灯。下列说法正确的是(　　)

A．通过指示灯电流的频率为10 Hz

B．指示灯两端电压的有效值约为110 V

C．指示灯消耗的电功率等于变压器的输入功率

D．变压器的输入电压与绕在内圆筒上线圈的匝数无关

答案：C

解析：变压器不改变交流电频率，故通过指示灯电流的频率为1 Hz，A错误；原线圈电压有效值为U1＝≈22 V，根据＝＝，可得指示灯两端电压有效值U2＝220