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1、提升训练 16交变电流综合问题 1.（2018年 3 月东阳中学高三期初如图甲所示, 某个小型交流发电机的“转子部分由单匝导线框组成， 导线框所处的磁场看做匀强磁场，磁感应强度大小为5=2.828 T,导线框面积为S=0.04 n?,其电阻忽略不 计，线框绕固定转轴以角速度60=314 rad/s匀速转动。若将其接入图乙所示的理想变压器原线圈输 入端，所有电表均为理想电表，原、副线圈匝数之比? -2=4 灯泡 L和 L2 电阻均为 12.56 Q不 A?该交流电的频率为50 Hz B. 电压表 V2 的示数为 3.14V C. 开关 S断开，此时小灯泡L）的电功率为 3.14 W D. 开关
2、S闭合, 电流表 A】的示数变小 2.（2018年 4 月学军中学冲刺）如图所示，有一矩形线圈的面积为S,匝数为 N,电阻不计，绕 00轴在水 平方向的磁感应强度为B 的匀强磁场中以角速度 ?做匀速转动 , 从图示位置开始计时。矩形线圈通过滑 环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻尺下列判断止 确的是（） A.矩形线圈产牛 ?的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBScocos cot B. 矩形线圈从图示位置经过子时间时，通过电流表的电荷量为0 厶 3 C. 当 P不动、增大时，电压表读数也增大 D.当 P向上移动、 R 不变时，电流表读数增大 3.（2016浙
3、江绍兴模拟）如图所示，为一理想变压器, S为单刀双掷开关 , P为滑动变阻器的滑片 ,3 为加 在原线圈两端的电压 / 为原线圈中的电流，则（） A. 保持 3 及 P的位置不变 , S由a合到 b 吋山将增大 B. 保持 3 及 P的位置不变 , S由b合到a时消耗的功率减小 C. 保持 3 不变, S合在a处，使P上滑，厶将增大 D. 保持P的位置不变 , S合在a处，若U、增大, 人将增大 4.某电池充电器的工作原理可以简化为理想变压器, 如果正常工作吋输入电压为220 V,输出电压为 4.2 V,输出电流为 0.65 A,则（） A. 原线圈输入电流约为0.20 A B. 原线圈输入电
4、流约为0.01 A C?原、副线圈的匝数比约为52： 1 变，以下说法正确的是（ 乙 D.原、副线圈的匝数比约为1 : 52 5.500千伏超高压输电是我国目前正在实施的一项重大工程。若输送功率为3 200万千瓦，原来采用 200千伏输电，由于输电线有电阻而损失的电功率为P,则采用 500千伏超高压输电后 , 在输电线上损失 的电功率为（设输电线的电阻未变）（） A.0.4PB.0.16P C.2.5P D.6.25P 6. （2017浙江杭州七县区质量检测）理想变压器原线圈与正弦交流电源连接，输入电压随时间/ 变化 的规律如图所示，原、副线圈匝数比m ；?2=100 ；1,副线圈只接入一个R
5、=10Q 的电阻，则（ ） A. 与电阻 7?并联的电压表示数为3.11 V B. 流过电阻 R的电流最大值为 0.311 A C. 变压器的输入功率为0.484 W D. 电阻R上交流电压的频率为50 Hz 7. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1? T0,接线柱、b 接在电压为 ?=10V2sinl007r/ V 的 止 弦交流电源上 , S由 b 合到 Q时，与上述情况相反 , 尸 2将减小 , B 正确; P上滑时 ,/? 增 大,P2=减小，又 Pi 二 P2,PL/I3,从而厶减小 , C错误;3 增大，由寻 =巴可知 ,6 增大,Z2=v 随之增大， AU 2 2 由学=
6、竺可知 / 也增大 , D 正确。 l2 nl 4.BC 解析 根据输入功率等于输岀功率，有UJLUJ?,得 Z1=Z2=X0.65 A-0.01A,故 A 错 误, B 正 确；巴 =寻=竽匕￥，即原、副线圏的匝数比约为52 .1,故 C正确, D 错误。 Z12 “24.2 1 p 2 5.B 解析根据P圾二詁可知 , 当输电电压由 200 kV 升高到 500 kV时, 其线路损耗由 P减小到 0.16P, 选项 B 正确。 6.BCD 解析原、副线圈匝数比山；?2=100 /I,电压表显示有效值2.2 V,故 A 错; 流过电阻 R 的电流最 大值为 （）.311 A,故 B 对; 变
7、压器的输入功率为 %W=0.484W,故 C对; 变压器频率不变，电阻R 上交流电 压的频率为 50 Hz,故 D 对。 7.AC 解析由 M=10V2sinl007ir V, 当 r=-s 时, 方两点间电压的瞬时值为5返 V,A 正 600 确；3=樂=10 V,根据寻 =里得 6=100 V,电压表的读数应为有效值100 V.B 错误; 在 1分钟内电阻V2 U2 “2 B.电流表 A?示数变小 当心的温度升高时 , 心的阻值减小，电压表示数不变, 副线圈 中的 电流增大，故原线圏中的电流增大，电流表示数变大, D 错误。 8.BD 解析根据题图乙可知，原线圈电压的最大值为311 V,则
8、有效值 （7, V-220 V, 根据理 想变压器电压与匝数成正比得巴=寻=葺解得 5=44 V,所以电压表示数为44 V,故 A 错误; 根据题 图乙可 知，原线圈电压的最大值为311 Ve=100 兀 rad/s,则电压u的瞬时值表达式为 IsinlOOnr V,故 B 正 确; 原线圈电压不变 , 线圈匝数不变，仅增大电压u的频率，电压表示数不变，则D亮度不变，电感线 圈通低频阻高频，频率越大, 阻碍作用越大，所以D?变暗，故 C错误, D 正确。 9.AC 10.BD 解析由于原线圈的电压及匝数比不变，故副线圈输出电压不变，选项D 正确。开关 S闭 合，用户端阻值变小，用户端干路电流增
9、大, 则原线圈中电流变大，原线圈输入功率变大谜项A、C 均 错误。用户端干路电流增大，则输电线R上电压损失变大，选项B 正确。 11.BD 解析 设灯泡的额定电压为口额定电流为/, 则副线圈电压为 3电流为 /, 原线圈的灯泡正常 发光，电流也为 /, 所以原、副线圈的匝数比为1? 1,原线圈两端电压为3U,所以Ux : U 2=4 .3,选 项 A 错 误，选项 B正确; 若将 L|短路, 则原线圈的电压增大，则副线圈两端电压也增大，三个斤泡不能正常发 光谜项 C错误; 若将 L2 短路，设副线圈的电流为/ ；原线圈的电流也为 / ；因此2IWR二UL4U,则rR=p, 即副线圈的每个灯泡两
10、端的电压变为额定电压的扌，选项D正确。 12.D 解析因每匝矩形线圈ab边和cd边产生的电动势的最大值都是旬, 每匝中ah和cd串联， 故 每匝线圈产生的电动势的最大值为2e（）。N 匝线圈串联 , 整个线圈中感应电动势的最大值为2Ne , 因 线圈中产生的是正弦式交变电流，则发电机输出电压的有效值E二返恥 0,故选项 D 正确。 13.ACD 解析变压器副线圈两端的电压6=9 V,副线圏中的三只灯泡均正常发光，副线圈中的电流 Zo=3x=2 A,原线圈中的电流为 / 召=工解得 Z) =| A,灯 L4 正常发光 , 电压为 9 V“输入端电压 U 12 Mj 3 的瞬时值表达式为 / 尸
11、36返 sin 100M(V),A 错误, B 正确; 交变电流的频率为50 H 厶所以流过每只灯泡的 电流每秒方向改变100次, C 错误;“ 输入端输入功率P二/ =36x|w=24W,D 错误。 14.AD 解析由于变压器的输入功率和输出功率相等, 副线圈的电阻减小了，输出功率变大了，所以 原线圈的输入功率也要变大，因为输入电压不变，所以输入电流要变大，所以电流表A|的示数变 大, A 正确; 当用电器增加时 , 相当于 R的值减小 , 副线圈的总电阻减小，所以电流要变大，即电流表A2的 示数变大 , B 错误; 理想变压器的输出电压是由输入电压和匝数比决定的，由于输入电压和匝数比不变, 所以副线圈的输出电压不变，所以电压表V2 的示数不变 , C 错误; 由于副线圈的电流变大，电阻心两端 的电压变大 , 又因为电压表 V?的示数不变，所以电压表V3的示数变小 , D 正确。 15.AB 解析由题可知图示位置戶0,线圈的感应电动势为零 , A 正确; 由丁二弓 , 得/ 二冷故 1$内电 路 中电流方向改变的次数为2琲B正确; 由电压表的示数U=R=I T可知，滑片 P向下滑动，电阻 R /? 增大，电压表示数 “增大，而电流表示数 / 二- 鼻变小 , C、D 均错误。