人教高中物理19．交变电流和理想变压器.docx

19.交变电流和理想变压器
1.(2021·广西桂林市秀峰区第一次联合调研)某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量Φ随时间t变化的关系如图1所示，则下列说法正确的是(　　)
图1
A.t＝0时刻，线圈平面与中性面平行
B.1 s内线圈中感应电流方向改变50次
C.t＝0.015 s时刻，线圈中的感应电流最大
D.t＝0.01 s时刻，图像的切线斜率为40π Wb/s
答案　D
解析　t＝0时刻，磁通量为0，则线圈平面与中性面垂直，所以A错误；由图像可得周期为0.02 s，一个周期内感应电流方向改变2次，则1 s内线圈中感应电流方向改变100次，所以B错误；t＝0.015 s时刻，线圈中的磁通量最大，感应电流为0，所以C错误；t＝0.01 s时刻，感应电动势最大，图像的切线斜率为感应电动势的大小，有Em＝，Em＝BSω＝Φmω，ω＝，代入数据解得k＝Φm·＝40π Wb/s，所以D正确。
2.(2021·广西梧州市3月联考)两个相同的电阻，分别通以如图2甲、乙所示的两种交变电流，其中图乙的电流前半周期是直流电，后半周期是正弦式电流，则在一个周期内，甲、乙两种电流在电阻上产生的焦耳热之比等于(　　)
图2
A.2∶1 B.3∶2
C.4∶3 D.5∶4
答案　C
解析　由电流热效应知，在一个周期内，Q甲＝iRT，Q乙＝iR×＋R×＝，则＝，故选项C正确。
3.(2021·安徽阜阳市教学质量统测)在图3甲电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，电压表为理想电表，定值电阻R1＝0.8 Ω、R2＝2 Ω、R3＝3 Ω，变压器原线圈两端a、b接正弦交流电源后，通过R2的电流i2随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是(　　)
图3
A.通过电阻R1的电流方向每秒钟改变50次
B.变压器的输入电流为2.5 A
C.电压表的示数为6 V
D.变压器的输入功率为25 W
答案　B
解析　电流的频率f＝ Hz＝50 Hz，故电流方向每秒钟改变100次，选项A错误；通过R2的电流I2＝ A＝3 A，R2两端的电压U2＝I2R2＝6 V，通过R3的电流I3＝＝2 A，通过副线圈的电流I＝I2＋I3＝5 A，故通过原线圈的电流I0＝＝2.5 A，选项B正确；电压表的示数U＝U2＋IR1＝10 V，选项C错误；变压器的输入功率P1＝P2＝UI＝50 W，选项D错误。
4.(多选)(2021·辽宁葫芦岛市期末)如图4所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈电阻为r，在磁感应强度大小为B的匀强磁场中绕OO′轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为
R，在线圈由图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是(　　)
图4
A.图示位置为中性面 B.电压表的示数为NBSω
C.电流表的示数 D.通过电阻R的电荷量为q＝
答案　AD
解析　线圈平面与磁感线垂直的位置称为中性面，故A正确；线圈在磁场中转动，产生的电动势的最大值为Em＝NBSω，电动势的有效值为E＝，电压表测量的是电路的外电压，所以电压表的读数为U＝＝，故B错误；电流表的示数I＝＝，故C错误；由＝N，＝，q＝×Δt得，通过电阻R的电荷量q＝，故D正确。
5.(2021·天津市等级性考试模拟试)如图5所示，一理想变压