考点14 交变电流和变压器-【成功方案】2024年高考物理艺术生文化课总复习教师用书(Word)

考点14　交变电流和变压器 1．如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO′匀速转动，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示，若外接电阻的阻值R＝9 Ω，线圈的电阻r＝1 Ω，则下列说法正确的是(　　) A．线圈转速为100π rad/s B．0.01 s末穿过线圈的磁通量最大 C．通过线圈的最大电流为10 A D．伏特表的示数为90 V [答案]　C [解析]　由题图乙可知，线圈转动的周期T＝0.04 s，故线圈转速n＝＝25 r/s＝50π rad/s，故A错误；0.01 s末，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈处于与中性面垂直的位置，穿过线圈的磁通量最小为零，故B错误；根据闭合电路的欧姆定律可知Im＝＝ A＝10 A，故C正确；电压表测量的是有效值，故U＝R＝45 V，故D错误。 2. 如图，理想变压器T的原线圈接在电压为U的交流电源两端，P为滑动变阻器的滑片，RT为热敏电阻，其阻值随温度升高而变小，则(　　) A．P向左滑动时，变压器的输出电压变大 B．P向左滑动时，变压器的输入功率变大 C．RT温度升高时，灯L变亮 D．RT温度升高时，适当向右滑动P可保持灯L亮度不变 [答案]　D [解析]　由原线圈电压决定输出电压知，变压器的输出电压不变，P向左滑动，电阻增大，输出功率减小，A、B错误；热敏电阻温度升高，电阻变小，总电流变大，滑动变阻器分压增大，灯泡变暗，但若适当向右滑动P可保持灯泡电压不变，亮度不变。故C错误，D正确。 3．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路，已知纯电阻R的阻值不随温度变化。与R并联的是一个理想的交流电压表，D是理想二极管(它的导电特点是正向电阻为零，反向电阻为无穷大)。在A、B间加一交流电压，瞬时值的表达式为u＝20 sin 100πt(V)，则交流电压表示数为(　　) A．10 V　　　　　　 B．20 V C．10 V D．20 V [答案]　C [解析]　二极管具有单向导电性，使得半个周期内R通路，另外半个周期内R断路，在正向半周内，交流电压的有效值为20 V，故一个周期内电阻产生的热量为Q＝T＝×，解得U＝10 V，则交流电压表示数为10 V。故选C。 4. 如图所示的电路中，R为光敏电阻(增大照射光的强度电阻会减小)、C为电容器，灯泡L的额定电压为50 V，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1。闭合开关S，在a、b两端输入正弦式交变电流u＝100sin 10πt(V)，则下列说法正确的是(　　) A．灯泡会正常发光 B．光敏电阻中的电流和灯泡中的电流相等 C．增大照射光的强度照射光敏电阻，灯泡会变亮 D．断开开关S，灯泡会熄灭 [答案]　C [解析]　由题可知，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，原线圈两端的电压的有效值为100 V，根据＝，可知副线圈两端的电压的有效值为50 V，由于电容器和光敏电阻都会阻碍交变电流的通过，因此灯泡两端的电压小于50 V，不会正常发光，A错误；由于电容器能通交流，因此光敏电阻R中的电流小于灯泡中的电流，B错误；增大照射光的强度照射光敏电阻，光敏电阻的阻值减小，因此灯泡中的电流增大，灯泡会变亮，C正确；断开开关S，由于电容器能通交流，因此灯泡不会熄灭，D错误。 5．在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为k＝，在a、b端输入电压为U0的正弦交流电，R1为定值电阻，调节电阻箱R2，当R2＝8R1时，电压表、电流表的示数分别为U、I，则下列说法正确的是(　　) A．U＝ B．U＝ C．I＝ D．I＝ [答案]　B [解析]　根据原、副线圈电压、电流的关系有＝k＝，＝＝4，在原线圈回路中，有U0＝I1R1＋U1，在副线圈回路中，有U＝IR2，R2＝8R1，联立解得I＝，U＝，故选B。 6．(多选)某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长，他将每100米导线卷成一卷，共卷成8卷来代替输电线路(忽略输电线路的自感作用)。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为P1。第二次采用如下图所示的电路输电，其中理想变压器T1与电源相连，其原、副线圈的匝数比为n1∶n2，理想变压器T2与用电器相连，测得输电线上损失的功率为P2。下列说法正确的是(　　) A．前后二次实验都可用于研究远距离直流输电 B．实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失 C．若输送功率一定，则P2∶P1＝n∶n D．若输送功率一定，则P2∶P1＝n1∶n2 [答案]　BC [解析]　变压器只能改变交变电流的电压，所以第二次实验只能研究远距离交流输电，故A错误；实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失，故B正确；第一次实验输电线上的电流I＝，输电线上损失的功率P1＝I2R＝R，第二次实验，