河北省滦县实验中学高考物理二轮复习限时练交变电流专题.docx
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河北省滦县实验中学高考物理二轮复习限时练交变电流专题
河北省滦县实验中学2018年高考物理二轮复习限时练
交变电流专题
时间:
60分钟
学校:
____________姓名:
____________班级:
____________考号:
____________
一、选择题
1.自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈,原、副线圈都只取该线圈的某部分。
一升压式自耦调压变压器的电路如图3所示,其副线圈匝数可调。
已知变压器线圈总匝数为1900匝;原线圈为1100匝,接在有效值为220V的交流电源上。
当变压器输出电压调至最大时,负载R上的功率为2.0kW。
设此时原线圈中电流有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为( )
A.380V和5.3AB.380V和9.1A
C.240V和5.3AD.240V和9.1A
2.某小型旋转电枢式发电机所产生的交变电动势为110V、频率为60Hz,要使它产生的电动势变为220V、频率变为50Hz,需要调整线圈的转速n、匝数N或磁感应强度的大小B。
下列调整合适的是( )
A.使n变为原来的1.2倍,B变为原来的2倍,N变为原来的1.2倍
B.使n变为原来的,B变为原来的,N变为原来的2倍
C.使n变为原来的,N变为原来的2倍,B不变
D.使n变为原来的,N变为原来的2.4倍,B不变
3.如图所示,一交流发电机的矩形线圈匝数为n=10,其电阻r=2Ω,面积S=0.2m2,在磁感应强度B=T的匀强磁场中,若线圈从中性面位置开始绕垂直于磁场方向的对称轴OO′以ω=10πrad/s的角速度匀速转动,向R=18Ω的电阻供电。
则以下说法中正确的是( )
A.该线圈产生的是余弦式交变电流
B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为40V
C.线圈开始转动s时流过电阻R的瞬时电流大小为A
D.电阻R上消耗的电功率为9W
4.如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1,电压表、电流表为理想电表。
L1、L2、L3、L4为四只规格均为“220V,60W”的相同灯泡。
如果副线圈电压按图乙所示规律变化,则下列说法正确的是:
()
A.电压表的示数为660V
B.电流表的示数为0.82A
C.ab两点的电压是1045V
D.ab两点的电压是1100V
5.某同学将理想自耦变压器连成如图所示的电路,滑片P与线圈始终接触良好,则
A.开关S保持闭合,小灯泡不发光
B.开关S保持闭合,将滑片P向上移动,小灯泡会变亮
C.断开S的瞬间,小灯泡可能闪亮一下再熄灭
D.断开S的瞬间,小灯泡不可能闪亮
6.图甲是某燃气炉点火装置的原理图。
转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压,并加在一理想变压器的原线圈上,变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。
V为交流电压表。
当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时,就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。
以下判断正确的是()
A.电压表的示数等于5V
B.电压表的示数等于V
C.实现点火的条件是>1000
D.实现点火的条件是<1000
7.钳形电流表的外形和结构如图(a)所示。
题11图(a)中电流表的读数为1.2A。
题28-14图(b)中用同一电缆线绕了3匝,则()
A.这种电流表能测直流电流,图(b)的读数为2.4A
B.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为0.4A
C.这种电流表能测交流电流,图(b)的读数为3.6A
D.这种电流表既能测直流电流,又能测交流电流,图(b)的读数为3.6A
8.(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,b是原线圈中心的抽头,电压表和电流表均为理想电表,从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压,其瞬时值表达式为u1=220sin100πtV,则( )
A.当单刀双掷开关与a连接时,电压表V1的示数为22V
B.当t=s时,电压表V0的读数为220V
C.单刀双掷开关与a连接,当滑动变阻器滑片P向上移动的过程中,电压表V1的示数增大,电流表示数变小
D.当单刀双掷开关由a扳向b时,电压表V1和电流表的示数均变小
9.如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=1∶2,原线圈接电压随时间变化规律为u=220sin100πt(V)的交流电源,、、是三个理想电流表,D为理想二极管,R1是滑动变阻器,定值电阻R2=R3=220Ω,则( )
A.电流表的示数为1.0A
B.电流表的示数为2.0A
C.滑动变阻器R1的滑片向下滑动时,电流表的示数将变小
D.滑动变阻器R1的滑片向上滑动时,变压器输入功率增大
10.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0=11Ω的纯电阻用电器供电。
已知输电线的总电阻R=10Ω,T2的原、副线圈匝数比为4∶1,用电器两端的电压为u=220sin100πt(V),将T1、T2均视为理想变压器。
下列说法正确的是( )
A.降压变压器的输入功率为4400W
B.升压变压器中电流的频率为100Hz
C.输电线消耗的功率为500W
D.当用电器的电阻减小时,输电线消耗的功率减小
11.如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则( )
A.用户用电器上交流电的频率是100Hz
B.发电机输出交流电的电压有效值是500V
C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小
12.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0=11Ω的纯电阻用电器供电。
已知输电线的总电阻R=10Ω,T2的原、副线圈匝数比为4∶1,用电器两端的电压为u=220sin100πt(V),将T1、T2均视为理想变压器。
下列说法正确的是( )
A.降压变压器的输入功率为4400W
B.升压变压器中电流的频率为100Hz
C.输电线消耗的功率为500W
D.当用电器的电阻减小时,输电线消耗的功率减小
13.在如图所示的含有理想变压器的电路中,变压器原、副线圈匝数比为20:
1,图中电表均为理想交流电表,R为光敏电阻(其阻值随光强增大而减小),Ll和L2是两个完全相同的灯泡.原线圈接入如图乙所示的正弦交流电压u,下列说法正确的是()
A.交流电的频率为50Hz
B.电压表的示数为22V
C.当照射R的光强增大时,电流表的示数变大
D.若Ll的灯丝烧断后,电压表的示数会变大
14.手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡L供电,其电路如图。
当线圈以角速度ω匀速转动时,电压表示数为U,灯泡正常发光。
已知发电机线圈的电阻为r,灯泡正常发光时的电阻为R,其它电阻可忽略,变压器原线圈与副线圈的匝数比为k,变压器可视为理想变压器。
则
A.灯泡的额定电压为
B.灯泡的额定功率为
C.发电机的线圈中产生的电动势最大值为
D.从中性面开始计时,原线圈输入电压的瞬时值表达式为u=Usinωt
二、计算题
15.一个小型水力发电站,发电机输出电压U0=250V,内电阻可以忽略不计,最大输出功率为Pm=30kW,它通过总电阻为R线=2Ω的输电线直接向远处的居民区供电.设居民区所有用电器都是额定电压为U=220V的白炽灯,总功率为P用=22kW,不计灯丝电阻随温度的变化.
(1)当居民区的电灯全部使用时,电灯两端的电压是多少伏?
发电机实际输出的电功率为多大?
(2)若采用高压输电,在发电机端用升压变压器,在用户端用降压变压器,且不计变压器和用户线路的损耗.已知用户端变压器的降压比为40∶1,当全部用户电灯正常发光时,输电线上损耗的功率为多大?
16.如图所示,一个半径为r的半圆形线圈,以直径ab为轴匀速转动,转速为n,ab的左侧有垂直于纸面向里(与ab垂直)的匀强磁场,磁感应强度为B。
M和N是两个集流环,负载电阻为R,线圈、电流表和连接导线的电阻不计,求:
(1)感应电动势的最大值。
(2)从图示位置起转过转的时间内负载电阻R上产生的热量。
(3)从图示位置起转过转的时间内通过负载电阻R的电荷量。
(4)求出电流表的示数。
17.磁流体发电是一种新型发电方式,如图1和图2是其工作原理示意图。
图1中的长方体是发电导管,其中空部分的长、高、宽分别为、、,前后两个侧面是绝缘体,上下两个侧面是电阻可略的导体电极,这两个电极与负载电阻相连。
整个发电导管处于图2中磁场线圈产生的匀强磁场里,磁感应强度为B,方向如图所示。
发电导管内有电阻率为的高温、高速电离气体沿导管向右流动,并通过专用管道导出。
由于运动的电离气体受到磁场作用,产生了电动势。
发电导管内电离气体流速随磁场有无而不同。
设发电导管内电离气体流速处处相同,且不存在磁场时电离气体流速为,电离气体所受摩擦阻力总与流速成正比,发电导管两端的电离气体压强差维持恒定,求:
(1)不存在磁场时电离气体所受的摩擦阻力F多大;
(2)磁流体发电机的电动势E的大小;
(3)磁流体发电机发电导管的输入功率P。
18.某兴趣小组设计了一种发电装置,如图所示.。
在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为π,磁场均沿半径方向。
匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l.线圈以角速度ω绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场。
在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向始终与两边的运动方向垂直。
线圈的总电阻为r,外接电阻为R。
求:
(1)线圈切割磁感线时,感应电动势的大小Em;
(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;
(3)外接电阻上电流的有效值I。
.
【参考答案】
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
11
12
13
14
答案
B
D
D
BC
AC
BC
C
BC
B
A
D
A
AC
AD
二、计算题
15.
(1)131V 14881W
(2)12.5W
(2)当全部用户的电灯正常发光时,用户变压器副线圈中的电流为I2==100A.
由电流规律n1I1=n2I2知输电线上的电流为
I1=×100A=2.5A.
所以输电线上损耗的功率为ΔP=IR线=12.5W.
16.
(1)π2Bnr2
(2) (3) (4)
(1)线圈绕轴转动时,在电路中产生如图所示的交变电流:
此交变电流的最大值为
Em=BSω=B2πn=π2Bnr2。
17.
设为存在磁场时的摩擦阻力,依题意
存在磁场时,由力的平衡得
根据上述各式解得
(3)磁流体发电机发电导管的输入功率
由能量守恒定律得
故。
18.
(2)电流Im=,0
安培力F=2NBIml,解得F=。
(3)一个周期内,通电时间t=4T/9
R上消耗的电能W=Im2Rt,且W=I2RT,
联立解得:
。
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