2020年高考物理二轮复习：10 交变电流　变压器　传感器的简单应用

试卷更新日期：2020-05-12 类型：二轮复习

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一、单选题

1. 如图所示的电路中，D₁、D₂是完全相同的灯泡，线圈L的自感系数较大，直流电阻不计。先闭合开关S，电路稳定后再断开开关S，此时（）

A、D₁立刻熄灭 B、D₂立刻熄灭 C、D₁闪亮一下逐渐熄灭 D、D₂闪亮一下逐渐熄灭

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2. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n₁：n₂=10：1，a、b两点间的电压为 $u = 220 \sqrt{2}$ $\sin 100 π t （ V ）$ ，R为可变电阻，P为额定电流1A、用铅锑合金制成的保险丝．为使保险丝中的电流不超过1A，可变电阻R连入电路的最小阻值是（）

A、2.2Ω B、 $2.2 \sqrt{2}$ Ω C、22Ω D、 $22 \sqrt{2}$ Ω

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3. 某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，A、B为理想变压器，R为输电线路的电阻，灯泡L₁、L₂规格相同，保持变压器A的输入电压不变，开关S断开时，灯泡L₁正常发光，则（）

A、仅将滑片P上移，A的输入功率不变 B、仅将滑片P上移，L₁变暗 C、仅闭合S，L₁、L₂均正常发光 D、仅闭合S，A的输入功率不变

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4. A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率P_A∶P_B等于（）

A、5∶4 B、3∶2 C、 $\sqrt{2}$ ∶1 D、2∶1

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5. 如图所示，A、B是两个完全相同的灯泡， $L$ 是自感系数较大的线圈，其直流电阻忽略不计。当开关S闭合时，下列说法正确的是（）

A、A和B一起亮，然后A熄灭 B、A和B一起亮，然后A逐渐熄灭 C、A比B先亮，然后A熄灭 D、B比A先亮，然后A逐渐变亮

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6. 如图所示为远距离交流输电的简化电路图，升压变压器与发电厂相连，降压变压器与用户相连，两变压器均为理想变压器，发电厂输出发电功率P、升压变压器原线圈两端电压和输电线总电阻保持不变。当升压变压器原副线圈匝数比为k时，用户得到的功率为P₁则当升压变压器的原副线圈匝数比为nk时，用户得到的电功率为（）

A、 $(1 - n^{2} k^{2}) P + n^{2} k^{2} P_{1}$ B、 $(1 - n^{2}) P + n^{2} P_{1}$ C、 $(1 - \frac{1}{n^{2}}) P + \frac{P_{1}}{n^{2}}$ D、 $(1 - \frac{1}{n^{2} k^{2}}) P + \frac{P_{1}}{n^{2} k^{2}}$

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7. 如图所示，一理想变压器的原副线圈匝数分别为n₁和n₂ ，原线圈输入电压保持不变，副线圈输出端通过开关S接电阻R₁和滑动变阻器R，电流表为理想电表，下列说法正确的是（）

A、若S断开，则副线圈输出端电压为零 B、若S闭合，滑动片P向上滑动，则两电流表示数都变小 C、若S闭合，滑动片P向上滑动，则电流表A₁示数变大，A₂示数变小 D、若S闭合，滑动片P向上滑动，则电流表A₁示数不变，A₂示数变小

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8. 如图所示，一理想变压器原线圈匝数 $n_{1} = 500$ 匝，副线圈匝数 $n_{2} = 100$ 匝，原线圈中接一交变电源，交变电电压 $u = 220 \sqrt{2} \sin 100 π t (V)$ 。副线圈中接一电动机，电阻为 $11 Ω$ ，电流表2示数为1A。电表对电路的影响忽略不计，则（）

A、此交流电的频率为100Hz B、电压表示数为 $220 \sqrt{2} V$ C、电流表1示数为0.2A D、此电动机输出功率为30W

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9. 如图所示电路中，变压器为理想变压器，电压表和电流表均为理想电表，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R₀为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A₁的示数增大了0.2A，电流表A₂的示数增大了0.8A，则下列说法中正确的是（）

A、该变压器起升压作用 B、电压表V₂示数增大 C、电压表V₃示数减小 D、变阻器滑片是沿d→c的方向滑动

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10. 图为某发电站的发电机发出的交流电，经升压变压器、降压变压器后向某小区的用户供电的示意图，已知升压变压器原线圈两端的电压为 $u = 500 \sin 100 π t (V)$ 。则下列说法正确的是（）

A、小区用户得到的交流电的频率可能为100Hz B、升压变压器原线圈两端的电压的有效值为500V C、用电高峰时输电线上损失的电压不变 D、深夜小区的用户逐渐减少时，输电线损耗的电功率减小

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11. 一矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴线匀速转动时产生正弦式交变电流，其电动势的变化规律如图甲中的线a所示，用此线圈给图乙中电路供电，发现三个完全相同的灯泡亮度均相同。当调整线圈转速后，电动势的变化规律如图甲中的线b所示，以下说法正确的是（）

A、t＝0时刻，线圈平面恰好与磁场方向平行 B、图线b电动势的瞬时值表达式为e＝40 sin( $\frac{20 π}{3} t$ )V C、线圈先后两次转速之比为2∶3 D、转速调整后，三个灯泡的亮度仍然相同

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二、多选题

12. 如图所示，一台有两个副线圈的变压器，原线圈匝数n₁=1100，接入电压U₁=220V的电路中，在两组副线圈上分别得到电压U₂=6V，U₃=110V。若在两副线圈上分别接上0.09Ω、30.25Ω电阻，设此时原线圈电流为 $I_{1}$ ，两副线圈电流分别为 $I_{2}$ 和 $I_{3}$ 。下列关系中正确的有（）

A、副线圈上匝数分别为n₂=30，n₃=550 B、 $\frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{n_{2}}{n_{1}}$ 、 $\frac{I_{1}}{I_{3}} = \frac{n_{3}}{n_{1}}$ C、 $I_{2} = \frac{200}{3} A$ 、 $I_{3} = \frac{40}{11} A$ D、 $I_{1} = \frac{20}{11} A$

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13. 如图所示为理想变压器，其原、副线圈的匝数比为4∶1，电压表和电流表均为理想电表，原线圈接有 $u = 36 \sqrt{2} sin 100 π t (V)$ 的正弦交流电，图中D为理想二极管，定值电阻R＝9 Ω.下列说法正确的是（）

A、 $t = \frac{1}{600} s$ 时，原线圈输入电压的瞬时值为18V B、 $t = \frac{1}{600} s$ 时，电压表示数为36V C、电流表的示数为1 A D、电流表的示数为 $\frac{\sqrt{2}}{2} A$

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14. 如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO′以角速度ω匀速转动，轴OO′'垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是（）

A、交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBωL²cos ωt B、变压器的输入功率与输出功率之比为2∶1 C、电压表V示数为NBωL² D、若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均变小

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15. 如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 $O O^{'}$ 以恒定的角速度 $ω$ 转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～ $\frac{π}{2 ω}$ 这段时间内（）

A、线圈中的感应电流一直在减小 B、线圈中的感应电流先增大后减小 C、穿过线圈的磁通量一直在减小 D、穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小

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16. 理想变压器原线圈两端输入的交变电流电压如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为 11：2。如图乙所示，定值电阻 R₀=10Ω，R 为滑动变阻器，则下列说法正确的是（）

A、电压表的示数为 56.5V B、变压器输出电压频率为 50Hz C、当滑动变阻器接入电路的阻值减少时，变压器的输入功率也减小 D、当滑动变阻器阻值调为零时，变压器的输出功率为 160W

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17. 如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的线圈与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端．线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场的转动轴以角速度ω匀速转动．设线圈转动到图示位置的时刻t=0．则（）

A、在t=0时刻，线圈处于中性面，流过电阻R的电流为0，电压表的读数也为0 B、1秒钟内流过电阻R的电流方向改变 $\frac{ω}{π}$ 次 C、在电阻R的两端再并联一只电阻后，电压表的读数将减小 D、在电阻R的两端再并联一只电容较大的电容器后，电压表的读数不变

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18. 如图所示，有矩形线圈，面积为S，匝数为N，整个线圈内阻为r，在匀强磁场B 中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。当线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是（）

A、磁通量的变化量为 $Δ Φ = N B S$ B、平均感应电动势为E＝ $\frac{2 N B S ω}{π}$ C、电阻R所产生的热量为 $\frac{{(\sqrt{2} N B S ω)}^{2}}{R}$ D、通过电阻R的电荷量为Q＝ $\frac{N B S}{R + r}$

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19. 如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的电压如图乙所示．氖泡在两端电压达到100 V时开始发光．下列说法中正确的是（）

A、图乙中电压的有效值为10 $\sqrt{2}$ V B、开关断开后，电压表的示数变大 C、开关断开后，变压器的输出功率不变 D、开关接通后，氖泡的发光频率为50 Hz

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三、实验探究题

20. 为制作电子吊秤，物理小组找到一根拉力敏感电阻丝，拉力敏感电阻丝在拉力作用下发生微小形变(宏观上可认为形状不变)，它的电阻也随之发生变化，其阻值 R 随拉力F变化的图象如图(a)所示，小组按图(b)所示电路制作了一个简易“吊秤”。电路中电源电动势E = 3V，内阻r =1Ω；灵敏毫安表量程为10mA ，内阻R_g=50Ω；R₁是可变电阻器，A、B两接线柱等高且固定。现将这根拉力敏感电阻丝套上轻质光滑绝缘环，将其两端接在A、B两接线柱上。通过光滑绝缘滑环可将重物吊起，不计敏感电阻丝重力，具体步骤如下：
步骤a：滑环下不吊重物时，闭合开关，调节可变电阻R₁ ，使毫安表指针满偏；

步骤b：滑环下吊已知重力的重物G，测出电阻丝与竖直方向的夹角为θ；

步骤c：保持可变电阻R₁接入电路电阻不变，读出此时毫安表示数 I；

步骤d：换用不同已知重力的重物，挂在滑环上记录每一个重力值对应的电流值；

步骤e：将电流表刻度盘改装为重力刻度盘。

(1)、写出敏感电阻丝上的拉力F与重物重力G的关系式 F=；

(2)、若图(a)中R₀=100Ω，图象斜率 k = 0.5Ω/N ，测得θ=60°，毫安表指针半偏，则待测重物重力G= N；

(3)、改装后的重力刻度盘，其零刻度线在电流表(填“零刻度”或“满刻度”)处，刻度线填“均匀”或“不均匀”）。

(4)、若电源电动势不变，内阻变大，其他条件不变，用这台“吊秤”称重前，进行了步骤 a 操作，则测量结果（填“偏大”、“偏小”或“不变”）。

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四、综合题

21. 某村通过水电站发电对用户供电，输电线路如图所示，已知发电机的输出电压为500 V，输出功率为9 kW，用变压比(原、副线圈匝数比)为1∶3的理想变压器升压后向远处送电，输电导线的总电阻为10 Ω.到达用户后再用变压比为72∶11的理想变压器降压后供给用户，求：

(1)、输电线上损失的电压和电功率；

(2)、用户得到的电压和电功率．

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22. 如图一个小型应急交流发电机，内部为n＝50匝、边长 L＝0.20 m 的正方形线圈，总电阻为r＝1.0 Ω。线圈在磁感应强度为 B＝0.1T 的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴匀速转动。发电机对一电阻为R＝9.0 Ω的电灯供电，线路中其他电阻不计，若发电机的转动角速度为ω＝100 rad/s 时，电灯正常发光。求：

(1)、交流发电机发出的电动势的最大值；

(2)、电灯正常发光的功率。

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23. 在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示。产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。已知线框内阻为1.0Ω，外接一只电阻为9.0Ω的灯泡，则：

(1)、写出电动势的瞬时值表达式？

(2)、电压表的示数是多少？

(3)、灯泡实际消耗的功率为多少？

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24. 交流发电机的发电原理是矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动．一小型发电机的线圈共220匝，线圈面积S＝0.05 m² ，线圈转动的频率为50 Hz，线圈内阻不计，磁场的磁感应强度B＝ $\frac{\sqrt{2}}{π}$ T．为了用此发电机发出的交流电带动两个标有“220 V 11 kW”的电动机正常工作，需在发电机的输出端a、b与电动机之间接一个理想变压器，电路如图所示．求：

(1)、发电机的输出电压；

(2)、变压器原、副线圈的匝数比；

(3)、与变压器原线圈串联的交流电流表的示数．

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2020年高考物理二轮复习：10 交变电流 变压器 传感器的简单应用

一、单选题

二、多选题

三、实验探究题

四、综合题

2020年高考物理二轮复习：10 交变电流　变压器　传感器的简单应用