本章综合能力提升练
一、单项选择题
1.(2024·湖北省黄冈市质检)如图1所示，n匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为
B的水平匀强磁场中，线框面积为S，电阻不计.线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω匀
速转动，并与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈接入一只额定电压为U的灯泡，灯泡正常发光.从线圈通过中性面开始计时，下列说法正确的是( )
图1
A.图示位置穿过线框的磁通量变化率最大 B.灯泡中的电流方向每秒改变次
2π
C.线框中产生感应电动势的表达式为e＝nBSωsinωt D.变压器原、副线圈匝数之比为答案 C
2.(2024·广东省高考第一次模拟)在如图2所示的电路中，理想变压器原线圈匝数n1＝600匝，副线圈的匝数n2＝120匝，当原线圈接入u＝180sin50πt(V)的正弦式交变电流时，下列判断正确的是( )
ωnBSω U 1
图2
A.正弦式交变电流的频率为50Hz B.副线圈两端电压的有效值为36V
C.当滑动变阻器滑片向b端滑动时，灯泡消耗的电功率一定增大 D.当滑动变阻器滑片向a端滑动时，滑动变阻器消耗的总电功率一定增大 答案 C
ω50π
解析 正弦交流电的频率为f＝＝Hz＝25Hz，A错误；原线圈两端电压的有效值为U1
2π2π
＝
180n1U1
V＝902V，根据＝可得副线圈两端电压的有效值为U2＝182V，B错误；当滑动变
n2U22
阻器滑片向b端滑动时，灯泡两端的电压增大，故灯泡消耗的电功率一定增大，C正确；滑动变阻器滑片向a端滑动过程中，其连入电路的电阻分为两部分，一部分增大，一部分减小，所以其消耗的总功率不一定增大，D错误.
3.(2024·河北省邢台市调研)如图3所示，一理想变压器的原线圈匝数n1为1000匝，所加电压为U＝220V，串联了一个阻值为r＝4Ω的电阻；副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动
2
n1
触头Q调节，副线圈接有电阻R＝9Ω；2R相当于变压器在原线圈电路中的电阻，当n2取
n2
下列哪个值时，R消耗的功率最大( )
2
图3
A.2000匝 C.600匝 答案 B
2n1 U1n1
解析 变压器在原线圈电路中的等效电阻为r′＝2R；变压器初次级电压满足：＝，
n2 U2n222
U2n2U1n2 U19Un 1
次级电流I2＝＝，则初级电流I1＝2，则U＝I1(r＋r′)，解得：U1＝22，
Rn1Rn1 R9n ＋4n2 1
B.1500匝 D.400匝
9Un1
I1＝变压器输入功率等于输出功率：P2＝P1＝I1U1＝22，22×2
9n ＋4n2 9n ＋4n2 9n ＋4n 11129Un 1
＝29n 1
＋4n2
2
2
2
Un 2
2
Un 2
22
2
9n1
，由数学知识可知，当＝4n2，即当n2＝1.5n1＝1500匝时，变压器输
2
n2
n2
出功率最大，R上的功率最大，故B正确.
4.(2024·四川省凉山州三模)图4甲为一台小型发电机示意图，产生的感应电动势随时间变化如图乙所示.已知发电机线圈的匝数为100匝，电阻r＝2Ω，外电路的小灯泡电阻恒为R＝6Ω，电压表、电流表均为理想电表.下列说法正确的是( )
3
图4
A.电压表的读数为4V B.电流表读数0.5A
C.1s内流过小灯泡的电流方向改变25次 0.082
D.线圈在转动过程中，磁通量最大为Wb
π答案 B
解析 由题图乙可知，交流电的最大值为：Em＝42V，有效值为：E＝路的欧姆定律可知：U＝Em
2
＝4V，根据闭合电
4E4R＝×6V＝3V，A错误；电流表的示数为：I＝＝AR＋r6＋2R＋r6＋2
E1－2
＝0.5A，B正确；由题图乙可知，T＝4×10s，f＝＝25Hz，一个周期内电流方向改变两次，
T所以，1s内流过小灯泡的电流方向改变50次，C错误；根据Em＝nBSω可知，Φm＝BS＝＝
EmnωEm420.00082＝Wb＝Wb，D错误. nω100×50ππ
5.(2024·山东省泰安市上学期期末)如图5，电阻R、电容器C和电感线圈L并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源.当电路中交流电的频率为f时，通过R、C和L的电流1
有效值恰好相等.若将频率降低为f，输出电压有效值不变，分别用I1、I2和I3表示此时通
2过R、C和L的电流的有效值，则( )
4
图5
A.I1＝I2＝I3 C.I3>I1>I2 答案 C
解析 将频率降低时，通过R的电流不变，电容器的容抗增大，通过C的电流减小，则有I1>I2，电感线圈的感抗减小，通过L的电流增大，则有I3>I1，故A、B、D错误，C正确. 6.(2024·河南省周口市期末)如图6所示，一理想变压器的原线圈两端接在电压为u＝2202sin100πtV的交流电源上，此时变压器副线圈电路中标有“44V,220W”的电动机恰好能正常工作.其中A为理想电流表，电动机的内阻为r＝2Ω，则下列说法中正确的是( )
B.I1>I2>I3 D.I1>I2＝I3
图6
A.该理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶5 B.电流表的示数为5A
5
2024版高考物理大一轮复习第十一章交变电流传感器本章综合能力提升练(含解析)教科版
