專題11 交變電流
1． [2014·新課標ⅱ卷] 如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流錶a接正弦交流電源，乙個二極體和阻值為r的負載電阻串聯後接到副線圈的兩端．假設該二極體的正向電阻為零，反向電阻為無窮大．用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為uab和ucd，則( )
a．uab∶ucd＝n1∶n2
b．增大負載電阻的阻值r，電流錶的讀數變小
c．負載電阻的阻值越小，c、d間的電壓ucd越大
d．將二極體短路，電流錶的讀數加倍
答案:bd
解析： 經交流電壓表、交流電流錶測得的值分別為交變電壓和交變電流的有效值，根據變壓器公式＝得到輸出電壓，而輸出電壓u2不等於c、d端電壓，因二極體具有單向導電性，輸入電壓通過變壓器變壓後經二極體整流後有效值發生變化， ucd＝＝，則uab∶ucd＝n1∶n2，故a錯誤．增大負載電阻的阻值r, uab不變，ucd也不變，根據p出＝可知輸出功率減小，根據理想變壓器的輸入功率等於輸出功率可知，輸入功率必減小，故電流錶讀數變小，b正確，c錯誤．二極體短路時，u′cd＝u2，輸出功率p′出＝＝＝2p出，故輸入功率p1也加倍，而輸入電壓u1不變，根據p1＝u1i1得電流錶讀數加倍，d正確．
2．[2014·四川卷] 如圖所示，甲是遠距離輸電線路的示意圖，乙是發電機輸出電壓隨時間變化的影象，則( )
甲乙a．使用者用電器上交流電的頻率是100 hz
b．發電機輸出交流電的電壓有效值是500 v
c．輸出線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數比決定
d．當使用者用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小
答案:d
解析： 從圖乙得到交流電的頻率是50 hz，變壓器在輸電過程中不改變交流電的頻率， a錯誤；從圖乙得到發電機輸出電壓的最大值是500 v，所以有效值為250 v，b錯誤；輸電線的電流是由降壓變壓器的負載電阻和輸出電壓決定的，c錯誤；由於變壓器的輸出電壓不變，當使用者用電器的總電阻增大時，輸出電流減小，根據電流與匝數成反比的關係可知，輸電線上的電流減小，由p線＝i線r線可知，輸電線上損失的功率減小，d正確．
3．[2014·山東卷] 如圖所示，將額定電壓為60 v的用電器通過一理想變壓器接在正弦交變電源上．閉合開關s後，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流錶(均為理想電表)的示數分別為220 v和2.2 a．以下判斷正確的是( )
a．變壓器輸入功率為484 w
b．通過原線圈的電流的有效值為0.6 a
c．通過副線圈的電流的最大值為2.2 a
d．變壓器原、副線圈匝數比n1∶n2＝11∶3
答案:bd
解析： 理想電流錶沒有電阻，顯示的2.2 a是理想變壓器的輸出電流的有效值，理想電壓表的電阻無窮大，顯示的220 v是理想變壓器的輸入電壓的有效值．用電器正常工作，所以，理想變壓器的輸出電壓的有效值為60 v．根據理想變壓器的電壓與匝數成正比，可得n1∶n2＝u1∶u2＝11∶3 ，選項d正確．理想變壓器的輸入功率等於輸出功率，p入＝p出＝60×2.
2 w＝132 w ，選項a錯誤．根據理想變壓器的電流與匝數成反比，即i1∶i2＝n2∶n1，可得通過原線圈的電流的有效值為i1＝i2＝0.6 a ，選項b正確．通過變壓器的是正弦交流電，所以副線圈的電流的最大值為im＝i2＝2.2 a，選項c錯誤．
4． [2014·福建卷ⅰ] 圖為模擬遠距離輸電實驗電路圖，兩理想變壓器的匝數n1＝n42r，忽略燈絲電阻隨溫度的變化．當a、b端接入低壓交流電源時( )
a．a1、a2兩表的示數相同
b．l1、l2兩燈泡的亮度相同
c．r1消耗的功率大於r3消耗的功率
d．r2兩端的電壓小於r4兩端的電壓
答案:d
解析： 由於n1ul2，由p＝可知，l1的功率大於l2的功率，所以l1的亮度大於l2，故b項錯誤；由於a1表的示數小於a2表的示數，由p＝i2r可知，r1消耗的功率小於r3消耗的功率，故c項錯誤；由於a1表的示數小於a2表的示數，由u＝ir可知，r2兩端的電壓小於r4兩端的電壓，故d項正確．
5．[2014·江蘇卷] 遠距離輸電的原理圖如圖所示，公升壓變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2，電壓分別為u1、u2，電流分別為i1、i2，輸電線上的電阻為r.變壓器為理想變壓器，則下列關係式中正確的是( )
a. ＝ b．i2＝
c．i1u1＝ir d．i1u1＝i2u2
答案:d
解析： 對理想變壓器來說，輸出功率決定輸入功率，兩者總相等，故選項d正確；對只有一組副線圈的理想變壓器來說，通過原、副線圈的電流之比等於原、副線圈的匝數之比的倒數，因此選項a錯誤；輸出電流決定輸入電流，i2是由使用者的電流決定的，i1是由i2決定的，與輸電線上的電阻無關，選項b錯誤；輸出功率決定輸入功率，公升壓變壓器的輸入功率應等於使用者的功率與輸電線上消耗的功率之和，故選項c錯誤．
6． [2014·天津卷] 如圖1所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速繞與磁感線垂直的軸勻速轉動，產生的交變電動勢影象如圖2中曲線a、b所示，則( )
圖1 圖2
a．兩次t＝0時刻線圈平面均與中性面重合
b．曲線a、b對應的線圈轉速之比為2∶3
c．曲線a表示的交變電動勢頻率為25 hz
d．曲線b表示的交變電動勢有效值為10 v
答案:ac
解析： 本題考查交變電流影象、交變電流的產生及描述交變電流的物理量等知識，從影象可以看出，從金屬線圈旋轉至中性麵時開始計時，曲線a表示的交變電動勢的週期為4×10－2 s，曲線b表示的交變電動勢的週期為6×10－2 s，所以a、c正確，b錯誤；由em＝nbsω可知，＝＝＝，故emb＝ema＝10 v，曲線b表示的交流電動勢的有效值為5 v，d錯誤．
7． [2014·浙江卷] 如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖．發電廠的輸出電壓是u，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是i1，其末端間的電壓為u1.在輸電線與使用者間連有一理想變壓器，流入使用者端的電流為i2.則( )
a. 使用者端的電壓為
b. 輸電線上的電壓降為u
c. 理想變壓器的輸入功率為ir
d. 輸電線路上損失的電功率為i1u
答案:a
解析： 本題考查電能的輸送、理想變壓器等知識．理想變壓器輸入端與輸出端功率相等， u1 i1＝ u2 i2，使用者端的電壓u2＝u1，選項a正確；輸電線上的電壓降δu＝u－u1＝i1r，選項b錯誤；理想變壓器輸電線上損失的功率為ir，選項c、d錯誤．
8． [2014·廣東卷] 如圖11所示的電路中，p為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓u1不變，閉合開關s，下列說法正確的是( )
a．p向下滑動時，燈l變亮
b．p向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變
c．p向上滑動時，變壓器的輸入電流變小
d．p向上滑動時，變壓器的輸出功率變大
答案:bd
解析： 由於理想變壓器輸入電壓不變，則副線圈電壓u2不變，滑片p滑動時，對燈泡兩端的電壓沒有影響，故燈泡亮度不變，則選項a錯誤；滑片p下滑，電阻變大，但副線圈電壓由原線圈電壓決定，則副線圈電壓不變，故選項b正確；滑片p上滑，電阻減小，副線圈輸出電流i2增大，則原線圈輸入電流i1也增大，故選項c錯誤；此時變壓器輸出功率p2＝u2i2將變大，故選項d正確．
9． [2014·浙江卷] 如圖1所示，兩根光滑平行導軌水平放置，間距為l，其間有豎直向下的勻強磁場，磁感應強度為b.垂直於導軌水平對稱放置一根均勻金屬棒．從t＝0時刻起，棒上有如圖2所示的持續交變電流i，週期為t，最大值為im，圖1中i所示方向為電流正方向．則金屬棒( )
第20題圖1
第20題圖2
a．一直向右移動
b．速度隨時間週期性變化
c．受到的安培力隨時間週期性變化
d．受到的安培力在乙個週期內做正功
答案:abc
解析： 本題考查安培力、左手定則、牛頓運動定律、功等知識．在0～，導體棒受到向右的安培力，大小恒為b iml，向右做勻加速直線運動；在～t，導體棒受到安培力向右，大小仍為biml，而此時速度仍然還是向左，做勻減速直線運動，之後不斷重複該運動過程．故選項a、b、c正確；安培力在乙個週期內做功為0，選項d錯誤．
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