第67讲 单元小结1.一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R.设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2.当R增大时[2022年高考·天津理综卷]( )A.I1减小，P1增大 B.I1减小，P1减小D.I2增大，P2减小D.I2增大，P2增大答案：B2.2022年度诺贝尔物理奖授予了两名美国科学家，以表彰他们发现了宇宙微波背景辐射的黑体谱形状及其温度在不同方向上的微小变化.他们的出色工作被誉为是宇宙研究进入精细科学时代的起点.以下与宇宙微波背景辐射黑体谱相关的说法中，正确的选项是[2022年高考·江苏物理卷]( )A.微波是指波长在10－3m到10m之间的电磁波B.微波和声波一样都只能在介质中传播C.黑体的热辐射实际上是电磁辐射D.普朗克在研究黑体的热辐射问题中提出了能量子假说解析：微波是波长很短的电磁波，波长的范围是10－3m～10m，包括米波、分米波、厘米波、毫米波，应选项A正确；微波是电磁波，传播时不需要介质，应选项B错误；黑体热辐射，能辐射多种波长的电磁波，选项C正确；经典电磁理论无法解释黑体辐射的规律.德国物理学家普朗克提出了能量子假说，解决了热辐射问题，应选项D正确.答案：ACD3.如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动.假设以线圈平面与磁场的夹角θ＝45°时(如图乙所示)为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正.那么以下四幅图中，正确的选项是[2022年高考·宁夏理综卷]( ) 甲 乙解析：此题考察正弦交流电的产生过程、楞次定律等.从图甲可看出线圈从垂直于中性面开场旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流的方向为b到a，故瞬时电流的表达式为i＝－imcos(＋ωt)，那么图象D正确.要注意对线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势的表达式的理解.答案：D4.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如以下图.此线圈与一个R＝10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻，以下说法正确的选项是[2022年高考·广东物理卷]( )A.交变电流的周期为0.125sB.交变电流的频率为8Hz4/4\nC.交变电流的有效值为AD.交变电流的最大值为4A解析：由e－t图象可知，交变电流的周期为0.25s，故频率为4Hz，选项A、B错误.根据欧姆定律可知，交变电流的最大值为2A，故有效值为A，选项C正确.答案：C5.图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化.以下说法正确的选项是[2022年高考·山东理综卷]( )甲乙A.图甲表示交变电流，图乙表示直流B.两种电压的有效值相等C.图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin100πtVD.图甲所示电压经匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的解析：图甲、乙表示的电压大小和方向都做周期性变化，都为交变电流，A错误.图甲电压的有效值U＝V；图乙电压的有效值U＜V.故B错误.对于图甲，有：U＝Umsin()t＝311sin100πtV，C正确.变压器不改变交变电流的频率，D错误.答案：C6.图示为四种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白织灯泡相同，且都是“220V 40W”.当灯泡所消耗的功率都调至20W时，消耗的功率最小的台灯是[1999年高考·全国物理卷]( )解析：从题干的问法上可以看出此题是单项选择题.台灯的消耗功率是指包含灯泡和其他辅助器件的总功率.由四个选项分析可知：C中理想变压器功率损耗为零，电源输出的总功率只有灯泡的功率20W.而其他选项中，不管滑动变阻器是分压接法还是限流接法，滑动变阻器上总有功率损耗，台灯的消耗功率都大于20W，应选项C正确.答案：C7.正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图甲所示的方式连接，R＝10Ω，交流电压表的示数是10V，图乙是交变电源输出电压u随时间t变化的图象.那么[2022年高考·北京理综卷]( )4/4\n甲 乙A.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos100πtAB.通过R的电流iR随时间t变化的规律是iR＝cos50πtAC.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5cos100πtVD.R两端的电压uR随时间t变化的规律是uR＝5cos50πtV解析：由于电压表的示数为交流电压的有效值，故正弦式交流电源的电压最大值Um＝10V，电流的最大值为Im＝＝A，那么交变电流的瞬时值i＝cos100πA，故A正确.答案：A8.一理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶5.原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如以下图.副线圈仅接入一个10Ω的电阻.那么[2022年高考·北京理综卷]( )A.流过电阻的电流是20AB.与电阻并联的电压表的示数是100VC.经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD.变压器的输入功率是1×103W解析：原线圈中电压的有效值是220V，由变压比知，副线圈中电压为100V；流过电阻的电流是10A；与电阻并联的电压表的示数是100V；经过1分钟电阻发出的热量是6×104J.答案：D9.用示波器观察某交流信号时，在显示屏上显示出一个完整的波形，如以下图.经以下四组操作之一，使该信号显示出两个完整的波形，且波形幅度增大.此组操作是 .(填选项前的字母)[2022年高考·北京理综卷]A.调整X增益旋钮和竖直位移旋钮B.调整X增益旋钮和扫描微调旋钮C.调整扫描微调旋钮和Y增益旋钮D.调整水平位移旋钮和Y增益旋钮解析：调节扫描微调旋钮，当扫描周期为交流信号周期的2倍时，显示屏上出现两个完整的波形；调节Y增益旋钮，可增大波形的幅度.答案：C10.某小型水电站输出功率为20kW，输电线路总电阻是6Ω.(1)假设采用380V输电，求输电线路损耗的功率.(2)假设改用5000V高压输电，用户端利用n1∶n2＝22∶1的变压器降压，求用户得到的电压.[2022年高考·上海物理卷]解析：(1)输电线上的电流为：I＝＝A＝52.63A输电线路损耗的功率为：P损＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW.(2)改用高压输电后，输电线上的电流强度变为：I′＝＝A＝4A4/4\n用户端在变压器降压前获得的电压为：U1＝U－I′R＝(5000－4×6)V＝4976V根据＝知，用户得到的电压为：U2＝U1＝×4976V＝226.18V.答案：(1)16.62kW (2)226.18V11.如以下图，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光.为了平安，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中的电流超过12mA时，熔丝就熔断.(1)熔丝的熔断电流是多大？(2)当副线圈电路中的电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？[2022年高考·江苏物理卷]解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为U1、U2和I1、I2，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有：I1U1＝I2U2当I2＝12mA时，I1即为熔断电流，解得：I1＝0.98A.(2)设副线圈中电流I2′＝10mA时，变压器的输入功率为P1，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有：P1＝I2′U2解得：P1＝180W.答案：(1)0.98A (2)180W4/4
