（新課標(biāo)Ⅲ）2019版高考物理一輪復(fù)習(xí) 專題十二 交變電流課件.ppt

專題十二交變電流,高考物理 (課標(biāo)專用),考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生和描述 1.(2018課標(biāo),16,6分)一電阻接到方波交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方;若該電阻接到正弦交流電源上,在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值均為u0,周期均為T,如圖所示。則Q方Q正等于(),A.1B.1C.12D.21,五年高考,A組 統(tǒng)一命題課標(biāo)卷題組,答案D本題考查交變電流的有效值及焦耳定律。根據(jù)交變電流有效值的定義及焦耳定律可得,Q方=+=T,Q正=T=T,故=,選項(xiàng)D正確。,易錯(cuò)點(diǎn)撥正弦式交變電流的有效值是其峰值的,其他交流電的有效值和峰值間一般不存 在該關(guān)系。,2.(2016課標(biāo),21,6分)(多選)如圖,M為半圓形導(dǎo)線框,圓心為OM;N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框,圓心為ON;兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi);兩圓弧半徑相等;過直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面?，F(xiàn)使線框M、N在t=0時(shí)從圖示位置開始,分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸,以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則() A.兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦交流電 B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于T C.在t=時(shí),兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等,D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí),兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等,答案BC本題中導(dǎo)線框的半徑旋轉(zhuǎn)切割磁感線時(shí)產(chǎn)生大小不變的感應(yīng)電流,故A項(xiàng)錯(cuò)誤;兩導(dǎo)線框產(chǎn)生的感應(yīng)電流的周期與線框轉(zhuǎn)動(dòng)周期相同,B項(xiàng)正確;在t=時(shí),兩導(dǎo)線框切割磁感線 的導(dǎo)線長度相同,且切割速度大小相等,故產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等,均為E=BR2,C項(xiàng)正確;兩 導(dǎo)線框中感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像如圖所示,故兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值不相等,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,疑難突破設(shè)M導(dǎo)線框中的電流有效值為IM,則rT=2r,得IM=;設(shè)N導(dǎo)線框中 電流有效值為IN,則rT=2r,得IN=,故IM=IN。,考查點(diǎn)交變電流的產(chǎn)生,解題關(guān)鍵確定轉(zhuǎn)動(dòng)過程中哪一部分是電源。 畫出i-t圖像。,考點(diǎn)二變壓器電能的輸送 3.(2016課標(biāo),16,6分)一含有理想變壓器的電路如圖所示,圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3 、1 和4 ,為理想交流電流表,U為正弦交流電壓源,輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S 斷開時(shí),電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時(shí),電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為 () A.2B.3C.4D.5,答案B設(shè)原、副線圈匝數(shù)比為n,根據(jù)能量守恒,當(dāng)S斷開時(shí),UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);當(dāng)S閉合時(shí),4UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,聯(lián)立解得n=3,所以B正確。,考查點(diǎn)變壓器、能量守恒,解題關(guān)鍵能量守恒思想、變壓器的輸入功率等于輸出功率。,一題多解設(shè)原、副線圈匝數(shù)比為n S斷開時(shí),原線圈電壓U1=U-3I 副線圈電壓U2=5nI n=n2= S閉合時(shí),原線圈電壓U1=U-12I 副線圈電壓U2=4nI n=n2= 聯(lián)立解得n=3,4.(2015課標(biāo),16,6分,0.664)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為31,在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻,原線圈一側(cè)接在電壓為220 V的正弦交流電源上,如圖所示。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k,則() A.U=66 V,k=B.U=22 V,k= C.U=66 V,k=D.U=22 V,k=,答案A設(shè)原線圈中電流為I,由=知副線圈中的電流I2=3I,由題意知副線圈中電阻兩端 的電壓U=3IR,則原線圈回路中R兩端的電壓U=IR=,原線圈兩端的電壓U1=3U,由閉合電路 中電壓關(guān)系可知U1+U=220 V,即+3U=220 V,U=66 V,原線圈回路中電阻消耗的功率P1=I2R, 副線圈回路中電阻消耗的功率P2=(3I)2R,=k=,選項(xiàng)A正確。,考查點(diǎn)變壓器,易錯(cuò)警示原線圈兩端的電壓U1=220 V-I1R,而不是I1R或220 V。,考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生和描述 1.(2017天津理綜,6,6分)(多選)在勻強(qiáng)磁場中,一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2 ,則() A.t=0時(shí),線圈平面平行于磁感線 B.t=1 s時(shí),線圈中的電流改變方向 C.t=1.5 s時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大 D.一個(gè)周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為82 J,B組 自主命題省（區(qū)、市）卷題組,答案AD由-t圖可知,t=0時(shí),=0,則線圈平面平行于磁感線,選項(xiàng)A正確;t=1 s時(shí)=0,此時(shí)電動(dòng)勢最大,t=0.5 s和t=1.5 s時(shí),最大,此時(shí)電動(dòng)勢為0,電流改變方向,選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤;交流電電動(dòng)勢的最大值Em=nBS=nm=4 V,有效值E=Em=2 V,一個(gè)周期內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量Q =T=82 J,D正確。,疑難突破由E=n知隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化,則E隨時(shí)間按余弦規(guī)律變化。電流改 變方向的時(shí)刻在E=0時(shí)刻,即最大時(shí)刻。計(jì)算電流產(chǎn)生的焦耳熱應(yīng)使用電動(dòng)勢的有效值。,2.(2015四川理綜,4,6分)小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場,方向垂直于線圈中心軸OO,線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值都為e0,不計(jì)線圈電阻,則發(fā)電機(jī)輸出電壓() A.峰值是e0 B.峰值是2e0 C.有效值是 Ne0D.有效值是 Ne0,答案D發(fā)電機(jī)輸出電壓峰值是2Ne0,A、B錯(cuò)誤;有效值是2Ne0=Ne0,C錯(cuò)誤,D正確。,3.(2014天津理綜,7,6分)(多選)如圖1所示,在勻強(qiáng)磁場中,一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速,繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢圖像如圖2中曲線a、b所示,則(),A.兩次t=0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合 B.曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23 C.曲線a表示的交變電動(dòng)勢頻率為25 Hz D.曲線b表示的交變電動(dòng)勢有效值為10 V,答案AC由題圖2知兩次t=0時(shí)刻線圈產(chǎn)生的瞬時(shí)電動(dòng)勢都等于零,故A正確。由圖2知兩次轉(zhuǎn)動(dòng)所產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢的周期之比TaTb=23,再由周期與轉(zhuǎn)速的關(guān)系n=得nanb=32, 故B錯(cuò)誤。因Ta=410-2 s,故fa=25 Hz,C正確。因Ema=15 V,而Em=NBS=,故Emb=Ema =10 V,Eb=5 V,D錯(cuò)誤。,考點(diǎn)二變壓器電能的輸送 4.(2018天津理綜,4,6分)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電,電路如圖所示,理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U,R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?則() A.R消耗的功率變?yōu)镻B.電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過R的交變電流頻率不變,答案B本題考查正弦交流電的產(chǎn)生原理、理想變壓器。由正弦交流電的產(chǎn)生原理可知,其電動(dòng)勢的最大值Em=NBS,而=2n,有效值E=Em,線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?則U1=E變?yōu)樵?來的。由=知U2變?yōu)樵瓉淼?電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?選項(xiàng)B正確;R消耗的功率P= ,故R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?選項(xiàng)A錯(cuò)誤;由P入=P出得,U1I1=,故I1變?yōu)樵瓉淼?即電流表 讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?選項(xiàng)C錯(cuò)誤;變壓器不改變交變電流的頻率,故通過R的交變電流頻率變?yōu)?原來的,選項(xiàng)D錯(cuò)誤。,解題關(guān)鍵正弦交流電的最大值與轉(zhuǎn)速的關(guān)系,理想變壓器的電流、電壓及功率的決定關(guān)系,是解答此題的關(guān)鍵。,5.(2018江蘇單科,2,3分)采用220 kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時(shí),為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,輸電電壓應(yīng)變?yōu)?) A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV,答案C本題考查電能的輸送。由P送=U送I線和P損=R線得,P損=R線。因?yàn)镻送和R線一 定,要使P損=P損,結(jié)合上式得,U送=2U送=440 kV,C項(xiàng)正確。,規(guī)律總結(jié)輸電線路功率損失的計(jì)算方法 (1)P損=P送-P,P送為輸送的功率,P為用戶得到的功率。 (2)P損=R線,I線為輸電線路上的電流,R線為輸電線電阻。 (3)P損=,U為輸電線路上損失的電壓,R線為輸電線電阻。 (4)P損=UI線,U為輸電線路上損失的電壓,I線為輸電線路上的電流。,6.(2017北京理綜,16,6分)如圖所示,理想變壓器的原線圈接在u=220 sin 100t(V)的交流電 源上,副線圈接有R=55 的負(fù)載電阻,原、副線圈匝數(shù)之比為21,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是() A.原線圈的輸入功率為220 W B.電流表的讀數(shù)為1 A C.電壓表的讀數(shù)為110 V D.副線圈輸出交流電的周期為50 s,答案B本題考查交變電流、變壓器。由題知,變壓器的輸入電壓U1= V=220 V,所以 U2=U1=110 V;副線圈電流I2=2 A,原線圈電流I1=I2=1 A。本題中電壓表、電流表的讀 數(shù)為有效值,故B項(xiàng)正確,C項(xiàng)錯(cuò)誤;原線圈輸入功率P1=U1I1=220 W,A項(xiàng)錯(cuò)誤;交流電的周期T= s=0.02 s,D項(xiàng)錯(cuò)誤。,7.(2016江蘇單科,4,3分)一自耦變壓器如圖所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈,將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分,接在c、d間作為副線圈。在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí),c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中() A.U2U1,U2降低B.U2U1,U2升高 C.U2<U1,U2降低D.U2<U1,U2升高,答案C由圖可知變壓器的原線圈匝數(shù)n1大于副線圈匝數(shù)n2,因=,則U2<U1;在將滑動(dòng)觸 頭從M點(diǎn)順時(shí)針轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中,n2減小,U2降低,選項(xiàng)C正確,選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤。,8.(2016四川理綜,2,6分)如圖所示,接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電,如果將原、副線圈減少相同匝數(shù),其他條件不變,則() A.小燈泡變亮 B.小燈泡變暗 C.原、副線圈兩端電壓的比值不變 D.通過原、副線圈電流的比值不變,答案B由=得U2=U1 由=得 U2=U1 由/得:=,因?yàn)閚2<n1,所以<1,即U2<U2,故小燈泡變暗,B正確,A 錯(cuò)。由以上分析過程可以看出,C錯(cuò)。由=和=可見,D錯(cuò)。,疑難突破審題要細(xì)心。原、副線圈減少相同匝數(shù),不是減少相同的倍數(shù)。 比較兩個(gè)代數(shù)式的大小,有“做差”和“做商”兩種思路,要視代數(shù)式的特征而定。,9.(2015江蘇單科,1,3分)一電器中的變壓器可視為理想變壓器,它將220 V交變電流改變?yōu)?10 V。已知變壓器原線圈匝數(shù)為800,則副線圈匝數(shù)為() A.200B.400C.1 600D.3 200,答案B由理想變壓器的變壓比等于匝數(shù)比,即=,解得n2=n1=400,選項(xiàng)B正確。,10.(2015安徽理綜,16,6分)圖示電路中,變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,R0為定值電阻,R為滑動(dòng)變阻器。現(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置,觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2 A,電流表A2的示數(shù)增大了0.8 A,則下列說法正確的是() A.電壓表V1示數(shù)增大 B.電壓表V2、V3示數(shù)均增大 C.該變壓器起升壓作用 D.變阻器滑片是沿cd的方向滑動(dòng),答案D變壓器輸入電壓不變,原、副線圈的匝數(shù)比不變,故原、副線圈兩端的電壓不變,即電壓表V1、V2示數(shù)不變,選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤;I1、I2增加,則副線圈電路中總電阻減小,故變阻器滑片應(yīng)沿cd方向滑動(dòng),選項(xiàng)D正確;由原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率P入=P出知,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器前I1n1=I2n2,調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器后I1n1=I2n2,聯(lián)立得(I1-I1)n1=(I2-I2)n2,即I1n1=I2n2,= =4,故該變壓器起降壓作用,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。,11.(2015廣東理綜,15,4分)圖為氣流加熱裝置的示意圖,使用電阻絲加熱導(dǎo)氣管,視變壓器為理想變壓器,原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變,調(diào)節(jié)觸頭P,使輸出電壓有效值由220 V降至110 V。調(diào)節(jié)前后() A.副線圈中的電流比為12 B.副線圈輸出功率比為21 C.副線圈的接入匝數(shù)比為21 D.原線圈輸入功率比為12,答案C電阻絲的阻值R可認(rèn)為不變,由歐姆定律I=可知副線圈中的電流取決于副線圈的 輸出電壓,故調(diào)節(jié)前后副線圈中電流之比為21,A錯(cuò)誤;再由P2=I2U2或P2=可知副線圈的輸 出功率之比應(yīng)為41,B錯(cuò)誤;而理想變壓器輸入功率總是等于輸出功率,故原線圈的輸入功率之比也為41,D錯(cuò)誤;因原線圈的輸入電壓U1、匝數(shù)n1恒定,故由電壓關(guān)系=可知副線圈 的接入匝數(shù)比為21,C正確。,12.(2015海南單科,10,5分)(多選)如圖,一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為41,原線圈與一可變電阻串聯(lián)后,接入一正弦交流電源;副線圈電路中固定電阻的阻值為R0,負(fù)載電阻的阻值R=11R0,是理想電壓表?，F(xiàn)將負(fù)載電阻的阻值減小為R=5R0,保持變壓器輸入電流不變,此時(shí)電 壓表的讀數(shù)為5.0 V,則() A.此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為34 V B.此時(shí)原線圈兩端電壓的最大值約為24 V C.原線圈兩端原來的電壓有效值約為68 V D.原線圈兩端原來的電壓有效值約為48 V,答案AD當(dāng)R=5R0時(shí),示數(shù)為5.0 V,所以輸出電流I出=,UR0=I出R0=1 V,則變壓器輸出電 壓為6 V,由=得到輸入電壓的有效值為24 V,所以原線圈兩端電壓最大值為U134 V, A正確,B錯(cuò)誤。因I入I出=n2n1不變,故輸入電流不變時(shí)輸出電流也不變,當(dāng)負(fù)載由R=11R0變?yōu)镽=5R0時(shí),由U=IR知副線圈電壓由I(R0+11R0)降到I(R0+5R0)=6 V,則副線圈兩端原來的電壓有效值為12 V,原線圈兩端原來的電壓有效值為48 V,C錯(cuò)誤,D正確。,13.(2014四川理綜,1,6分)如圖所示,甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖,乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像,則() A.用戶用電器上交流電的頻率是100 Hz B.發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 V C.輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D.當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí),輸電線上損失的功率減小,答案D由圖乙知,交流電的周期為0.02 s,所以頻率f=50 Hz,A錯(cuò)誤。發(fā)電機(jī)輸出交流電 的電壓最大值為Um=500 V,故有效值U=250 V,B錯(cuò)誤。輸電線電流I線=,可見I線 與R線及用戶電路有關(guān),C錯(cuò)誤。當(dāng)用戶用電器總電阻增大時(shí),P用減小,I用減小,I線減小,輸電線上損失的電功率P損=R線減小,D正確。,考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生和描述 1.(2013福建理綜,15,6分)如圖,實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī),內(nèi)阻r=1.0 ,外接R=9.0 的電阻。閉合開關(guān)S,當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),產(chǎn)生的電動(dòng)勢e=10 sin 10t(V),則 () A.該交變電流的頻率為10 Hz B.該電動(dòng)勢的有效值為10 V C.外接電阻R所消耗的電功率為10 W D.電路中理想交流電流表的示數(shù)為1.0 A,C組 教師專用題組,答案D由交變電流電動(dòng)勢的表達(dá)式e=10 sin 10t(V)=Em sin t可知,該交變電流的頻率 為f= Hz=5 Hz,A錯(cuò)誤。該交變電流電動(dòng)勢的有效值E= V=10 V,B錯(cuò)誤。電 流的有效值I= A=1.0 A,外接電阻R所消耗的電功率 PR=I2R=1.029.0 W=9 W,故C 錯(cuò)誤,D正確。,2.(2012全國,19,6分)一臺(tái)電風(fēng)扇的額定電壓為交流220 V。在其正常工作過程中,用交流電流表測得某一段時(shí)間內(nèi)的工作電流I隨時(shí)間t的變化如圖所示。這段時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為 (),A.3.910-2 度B.5.510-2 度 C.7.810-2 度D.11.010-2 度,答案B因1度=3.6106 J,且電流表示數(shù)為電流有效值,故用電量W=U(I1t1+I2t2+I3t3),代入數(shù)值得W=5.510-2 度,故B項(xiàng)正確。,考點(diǎn)二變壓器電能的輸送 3.(2014浙江理綜,15,6分)如圖所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖。發(fā)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。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器,流入用戶端的電流為I2。則() A.用戶端的電壓為 B.輸電線上的電壓降為U C.理想變壓器的輸入功率為r D.輸電線路上損失的電功率為I1U,答案A由理想變壓器輸入、輸出功率相等可知P1=P2,即U1I1=U2I2,U2=,A正確。輸電線 上的電壓降為U=U-U1,B錯(cuò)。理想變壓器的輸入功率P=U1I1=UI1-r,C錯(cuò)。輸電線路上損失 的電功率為P=r=I1U-I1U1,D錯(cuò)。,4.(2014福建理綜,16,6分)圖為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖,兩理想變壓器的匝數(shù)n1=n42R,忽略燈絲電阻隨溫度的變化。當(dāng)A、B端接入低壓交流電源時(shí)() A.A1、A2兩表的示數(shù)相同 B.L1、L2兩燈泡的亮度相同,C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率 D.R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓,答案D解法一:由歐姆定律可知A2的讀數(shù)I2=。U2=n2,I12R=U2-U3,=,U4=I4 RL,=,聯(lián)立可得:I12R=U1-I1RL 由題意可知:I12R=U1-I1RL I1=U1 I1= 令=k,則有I1= 由于RL2R,k1,則2R+RL<+kRL I1<I2,因PR1=R,PR3=R 故PR1<PR3,因UR2=I1R,UR4=I2R,故UR2,知I4I2 故L1燈亮度比L2燈亮度大,選項(xiàng)B錯(cuò)誤。 解法二:由題意可知為模擬遠(yuǎn)距離輸電,先采用升壓變壓器,將輸入電壓升高,這是為了減小輸電線路中的電流,其目的是減小輸電線路中的電能損失和電壓降落,使用戶得到更多的電能,因此,L1的亮度大,選項(xiàng)A、B、C錯(cuò)誤,選項(xiàng)D正確。,5.(2013四川理綜,2,6分)用220 V的正弦交流電通過理想變壓器對一負(fù)載供電,變壓器輸出電壓是110 V,通過負(fù)載的電流圖像如圖所示,則() A.變壓器輸入功率約為3.9 W B.輸出電壓的最大值是110 V C.變壓器原、副線圈匝數(shù)比是12 D.負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i=0.05 sin (100t+) A,答案A由題圖可知通過負(fù)載的電流最大值為Im=0.05 A,周期T=0.02 s,故電流的函數(shù)表達(dá)式i=Im sin t=0.05 sin 100t A,D錯(cuò)誤;理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比,即n1n2=U1U2=21,C 錯(cuò)誤;輸出電壓U2=110 V,其最大值U2m=U2=110 V,B錯(cuò)誤;理想變壓器輸入功率等于輸出 功率,即輸入功率P=I2U2=110 W3.9 W,A正確。,6.(2013江蘇單科,8,4分)(多選)如圖所示,理想變壓器原線圈接有交流電源,當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí),燈泡L能發(fā)光。要使燈泡變亮,可以采取的方法有() A.向下滑動(dòng)P B.增大交流電源的電壓 C.增大交流電源的頻率D.減小電容器C的電容,答案BC向下滑動(dòng)P,變壓器副線圈電壓降低,燈泡變暗,A錯(cuò)誤;增大交流電源電壓,副線圈電壓升高,燈泡變亮,B正確;增大交流電源頻率,電容器容抗減小,電流變大,燈泡變亮,C正確;減小電容器的電容,容抗增大,電流減小,燈泡變暗,D錯(cuò)誤。,7.(2013天津理綜,4,6分)普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測量電流,通常要通過電流互感器來連接,圖中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少,工作時(shí)電流為Iab,cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多,工作時(shí)電流為Icd,為了使電流表能正常工作,則() A.ab接MN、cd接PQ,IabIcd C.ab接PQ、cd接MN,IabIcd,答案B在測量高壓線路上電流時(shí),電流互感器的作用是減小測量支路的電流。根據(jù)變壓器原理,=,I大n小,故ab端應(yīng)接MN,cd端應(yīng)接PQ,IabIcd,選項(xiàng)B正確。,8.(2013廣東理綜,16,4分)如圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2=21,和均為理想電 表,燈泡電阻RL=6 ,AB端電壓u1=12 sin 100t(V)。下列說法正確的是() A.電流頻率為100 Hz B.的讀數(shù)為24 V C.的讀數(shù)為0.5 A D.變壓器輸入功率為6 W,答案D由u1=12 sin 100t(V)可知,Um=12 V,=100 rad/s,則頻率f=50 Hz,A項(xiàng)錯(cuò) 誤。U1=12 V,U2=U1=6 V,B項(xiàng)錯(cuò)誤。I2=1 A,C項(xiàng)錯(cuò)誤。P1=P2=U2I2=6 W,D項(xiàng)正確。,9.(2012課標(biāo),17,6分)自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈,原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示,其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝;原線圈為 1 100匝,接在有效值為220 V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí),負(fù)載R上的功率為2.0 kW。設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1,負(fù)載兩端電壓的有效值為U2,且變壓器是理想的,則U2和I1分別約為() A.380 V和5.3 AB.380 V和9.1 A C.240 V和5.3 AD.240 V和9.1 A,答案B對理想變壓器有U2=U1=380 V,由P2=I2U2得I2=5.3 A。依據(jù)=得I1=I2 9.1 A,故只有選項(xiàng)B正確。,10.(2011課標(biāo),17,6分)如圖,一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為12;副線圈電路中接有燈泡,燈泡的額定電壓為220 V,額定功率為22 W;原線圈電路中接有電壓表和電流表?，F(xiàn)閉合開關(guān),燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù),則(),A.U=110 V,I=0.2 A B.U=110 V,I=0.05 A C.U=110 V,I=0.2 A D.U=110 V,I=0.2 A,答案A由變壓原理=可得U1=110 V,即電壓表示數(shù)為110 V。由P入=P出,燈泡正常發(fā)光 可得P入=U1I1=P出=22 W,I1= A=0.2 A,故A正確。,11.(2010全國,19,6分)(多選)圖中為一理想變壓器,其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連:P為滑動(dòng)頭?，F(xiàn)令P從均勻密繞的副線圈最底端開始,沿副線圈勻速上滑,直至白熾燈泡L兩端的電壓等于其額定電壓為止。用I1表示流過原線圈的電流,I2表示流過燈泡的電流,U2表示燈泡兩端的電壓,N2表示燈泡消耗的電功率(這里的電流、電壓均指有效值,電功率指平均值)。下列4個(gè)圖中,能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢的是(),答案BC當(dāng)滑動(dòng)頭P勻速上滑時(shí),副線圈匝數(shù)均勻增大,由=知,U2=U1,U2隨時(shí)間均勻 增大,C項(xiàng)正確;由于燈泡的電阻隨溫度的升高而增大,所以當(dāng)電壓均勻增加時(shí),由歐姆定律I= 知燈泡中電流并非均勻增加,而是增加得越來越慢,其I2-t圖線的斜率逐漸減小,B項(xiàng)正確;燈泡消耗的功率N2=U2I2,N2隨時(shí)間并不是均勻增加的,D項(xiàng)錯(cuò)誤;變壓器的輸入功率與輸出功率相等,當(dāng)燈泡功率增大時(shí),輸入功率也在增大,原線圈中電流增大,A項(xiàng)錯(cuò)誤。,考點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生和描述 1.(2018貴州銅仁適應(yīng)性考試二,18)在勻強(qiáng)磁場中,一個(gè)150匝的閉合矩形金屬線圈,繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng),穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示。設(shè)線圈總電阻為2 ,則() A.t=0時(shí),線圈平面與磁感線方向垂直 B.t=1 s時(shí),線圈中的電流改變方向 C.t=2 s時(shí),線圈中磁通量的變化率為零 D.在2 s內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為182 J,三年模擬,A組 20162018年高考模擬基礎(chǔ)題組,答案D根據(jù)圖像可知,t=0時(shí),穿過線圈的磁通量為零,則線圈平面和磁感線方向平行,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;t=1 s時(shí),穿過線圈的磁通量為零,則線圈平面和磁場方向平行,電流最大,不改變方向,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;t=2 s時(shí),穿過線圈的磁通量為零,則線圈平面和磁場方向平行,線圈中磁通量的變化率最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)焦耳定律可得P=t=t=t=182 J,選項(xiàng)D正確。,2.(2018云南昆明一中七模,18)(多選)如圖所示,一矩形線圈abcd在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的對稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),沿著OO從上向下觀察,線圈沿逆時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。已知線圈匝數(shù)為n,總電阻為r,ab邊長為l1,ad邊長為l2,線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為,外電阻阻值為R,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,則下列判斷正確的是() A.由圖示位置開始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢瞬時(shí)值的表達(dá)式為e=nBl1l2 sin t B.在圖示位置,穿過線圈的磁通量的變化率為0 C.在圖示位置,ab邊所受的安培力為F= D.線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中,流過電阻R的電荷量為q=,答案CD由圖示位置開始計(jì)時(shí),感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=nBl1l2 cos t,故A錯(cuò);在圖示位置,穿過線圈的磁通量的變化率最大,故B錯(cuò);在圖示位置,ab邊所受的安培力為F=nBIl1=,故C正確;線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90的過程中,流過電阻R的電荷量為q= ,故D正確。,3.(2018廣西南寧3月適應(yīng)性測試,17)某矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸做勻速轉(zhuǎn)動(dòng),通過線圈的磁通量隨時(shí)間按如圖所示的規(guī)律變化,當(dāng)t=0時(shí),=0,圖中0、t1、t2均已知,則下列說法正確的是() A.t1時(shí)刻,線圈中的感應(yīng)電流為零 B.t1t2時(shí)間內(nèi),線圈中的電流先增大后減小 C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為= D.若將線圈的轉(zhuǎn)速增大為原來的2倍,則線圈中感應(yīng)電流的電功率是原來的4倍,答案Dt1時(shí)刻,磁通量的變化率不為零,因此感應(yīng)電動(dòng)勢不為零,感應(yīng)電流不為零,A項(xiàng)錯(cuò)誤;t1t2時(shí)間內(nèi),磁通量的變化率先變小后變大,因此感應(yīng)電流先變小后變大,B項(xiàng)錯(cuò)誤;線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為=,C項(xiàng)錯(cuò)誤;若將線圈的轉(zhuǎn)速n增大為原來的2倍,由Em=NBS=N02n 可知,感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為原來的2倍,感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值為原來的2倍,由P=可知,電功 率是原來的4倍,D項(xiàng)正確。,4.(2018云南曲靖一中4月質(zhì)量監(jiān)測七,21)(多選)如圖所示,一單匝矩形導(dǎo)線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T0。線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢的最大值為Em,則() A.線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢的有效值為E= B.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的最大值為 C.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磁通量變化率的最大值為Em D.經(jīng)過2T0的時(shí)間,通過線圈電流的方向改變2次,答案ABC線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生正弦交變電流,其電動(dòng)勢有效值E=,故A正確。電動(dòng)勢的最大 值Em=BS=m,所以穿過線圈的磁通量的最大值m=,故B正確。線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磁 通量變化率的最大值即電動(dòng)勢的最大值,故C正確。一個(gè)周期內(nèi)電流的方向改變2次,兩個(gè)周期內(nèi)改變4次,故D錯(cuò)誤。,考點(diǎn)二變壓器電能的輸送 5.(2018廣西防城港3月模擬,17)如圖所示,接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電,如果將原副線圈增加相同匝數(shù),其他條件不變,小燈泡仍發(fā)光,則() A.小燈泡L兩端電壓不變 B.通過小燈泡L的電流變小 C.通過原線圈的電流不變 D.通過原線圈的電流變大,答案D因?yàn)榻祲鹤儔浩鱪1n2,若將原副線圈增加相同匝數(shù),則<,根據(jù)=可知, <,故U2<U2,小燈泡L兩端電壓增大,通過小燈泡L的電流變大,輸出功率增加,A、B錯(cuò)誤; 根據(jù)輸入功率等于輸出功率,通過原線圈的電流變大,C錯(cuò)誤、D正確。,6.(2018廣西防城港1月模擬,16)如圖a所示,理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為21,原線圈兩端所加電壓如圖b所示,與副線圈相連的兩個(gè)燈泡完全相同,閉合開關(guān)K后,正確的是() A.電流表示數(shù)減小 B.電壓表示數(shù)為110 V C.變壓器的輸入功率增大 D.燈泡上的交流電每秒鐘方向改變50次,答案C由圖b知Um=220 V,則U1=220 V,由=可得U2=110 V。當(dāng)閉合開關(guān)后,副 線圈兩端電壓不變,故電壓表示數(shù)為110 V,電流表示數(shù)不變,A、B錯(cuò)誤;由一個(gè)燈泡工作變成兩個(gè)燈泡并聯(lián)工作,故變壓器輸出功率增大,則輸入功率增大,C正確;經(jīng)過燈泡的電流頻率為50 Hz,每秒鐘方向改變100次,D錯(cuò)誤。,7.(2018四川涼山三診,16)用理想變壓器為一定值電阻R供電,變壓器輸入有效值恒定的正弦交流電,當(dāng)副線圈的滑動(dòng)觸頭從最高點(diǎn)向下移動(dòng)到匝數(shù)為原來的時(shí),下列說法正確的是() A.副線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼谋?B.流過原線圈的電流變成原來的倍 C.R消耗的功率變成原來的 D.變壓器的輸入功率變成原來的,答案D根據(jù)理想變壓器的特點(diǎn)得,=,=,可得U2=U2,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;I1n1=n2I2=n2 ,I1n1=n2I2=n2,可得I1=I1,選項(xiàng)B錯(cuò)誤;電阻消耗的功率P=,電壓變?yōu)樵瓉淼?功率 變?yōu)樵瓉淼?選項(xiàng)C錯(cuò)誤;根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率可知,變壓器的輸入功率變成原 來的,選項(xiàng)D正確。,8.(2018貴州黔東南一模,17)小型發(fā)電站為某村寨110戶家庭供電,輸電原理如圖所示,圖中的變壓器均為理想變壓器,其中降壓變壓器的匝數(shù)比n3n4=501,輸電線的總電阻R=10 。某時(shí)段全村平均每戶用電的功率為200 W,該時(shí)段降壓變壓器的輸出電壓為220 V。則此時(shí)段() A.發(fā)電機(jī)的輸出功率為22 kW B.降壓變壓器的輸入電壓為11 kV C.輸電線中的電流為1 100 A D.輸電線上損失的功率約為8.26 W,答案B全村在該時(shí)段消耗的功率P=200110 W=22 kW;降壓變壓器的輸出電壓U4=220 V,由=得U3=22050 V=11 kV,B正確。輸電線中電流I2=2 A,則輸電線上損失的功率P =R=40 W,C、D錯(cuò)誤。升壓變壓器的輸出功率P0=P+P=22 040 W,發(fā)電機(jī)的輸出功率P出=P 0,A錯(cuò)誤。,溫馨提示遠(yuǎn)距離輸電電路中存在三個(gè)電路、三個(gè)關(guān)系,并注意電路間通過變壓器聯(lián)系在一起。,B組20162018年高考模擬綜合題組 （時(shí)間:20分鐘分值:36分） 選擇題(每題6分,共36分) 1.(2018云南師大附中第八次月考,21)(多選)如圖所示為模擬遠(yuǎn)距離輸電的實(shí)驗(yàn)電路圖。兩理想變壓器的匝數(shù)n1=n42R,忽略燈絲電阻隨溫度的變化。將A、B端接入輸出電壓為U的低壓交流電源,下列說法正確的是() A.A1表的示數(shù)I1= B.燈泡L1比燈泡L2亮 C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率,D.R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓,答案BD通過升壓變壓器升壓后輸出電壓U2=U,降壓變壓器原線圈獲得的電壓U3=U2-I1 2R=U-I12R,燈泡L1兩端的電壓U4=,則通過燈泡L1的電流IL1= ,故由變壓器電流變化規(guī)律得A1表示數(shù)I1=,又因?yàn)閚1=n42R,所以I1I2,故燈泡L1亮度更大,故B正確。P1=R1,P3=R3,則P1<P3,C錯(cuò)誤;U2=I1R 2,U4=I2R4,則U2<U4,D正確。,2.(2018西南名校質(zhì)量檢測,16)圖甲所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖,變壓器均為理想變壓器,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1100,其輸入電壓如圖乙所示,遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為50 。降壓變壓器右側(cè)部分為火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)原理圖(報(bào)警器未畫出),其中R1為一定值電阻,R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器,當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小,電壓表V可以顯示傳感器兩端的電壓。未出現(xiàn)火警時(shí),升壓變壓器的輸入功率為660 kW。下列說法中正確的是(),A.0.01 s時(shí)刻,電壓表的示數(shù)是0 V B.未出現(xiàn)火警時(shí),遠(yuǎn)距離輸電線損耗的功率為45 kW C.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),電壓表V的示數(shù)變大 D.當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí),輸電線上的電流變小,答案B電壓表的示數(shù)指的是交流電的有效值,故A錯(cuò)誤;升壓變壓器輸入端電壓有效值為220 V,根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系知,副線圈兩端電壓為22 000 V,所以輸電線中的電流I=30 A, 輸電線損失的電壓U=IR=3050 V=1 500 V,輸電線損耗的功率P=UI=45 kW,故B正確;當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火警時(shí)其阻值減小,降壓變壓器副線圈中電流增大,根據(jù)電流與匝數(shù)的關(guān)系知輸電線上的電流增大,輸電線上損失的電壓增大,降壓變壓器輸出電壓減小,且R2阻值減小,所以電壓表V的示數(shù)減小,故C、D錯(cuò)誤。,3.(2017貴州遵義二聯(lián),18)如圖所示,電壓表為理想交流電壓表,定值電阻R0=10 、R1=20 ,R為滑動(dòng)變阻器,當(dāng)在a、b兩端接入如圖乙所示的電壓時(shí),下列說法正確的是() A.電壓表示數(shù)為100 V B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí),電壓表示數(shù)將增大 C.若RPd=R0,則R1的電功率為80 W D.若RPd=R1,一分鐘內(nèi)電路消耗的電能為20 kJ,答案C電壓表的示數(shù)為有效值,由圖像得電壓的有效值U=100 V,A錯(cuò)。電壓U不變, 滑動(dòng)變阻器滑片向上滑動(dòng)對電壓表示數(shù)沒有影響,B錯(cuò)。若RPd=R0=10 ,則R總= ,I總= =6 A,I1=6 A=2 A,=R1=80 W,C對。若RPd=R1,則R總=R0+=20 ,I=5 A,則一分鐘內(nèi)消 耗的電能E總=I2R總t=522060 J=30 kJ,D錯(cuò)。,4.(2017廣西柳州4月模擬,18)如圖所示,單刀雙擲開關(guān)置于a位置時(shí),理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為101,A1、A2為理想交流電流表,V1、V2為理想交流電壓表,R1、R2為定值電阻,R3為熱敏電阻(阻值隨溫度升高而減小)。原線圈兩端電壓u=220 sin 100t V,以下說法正確的是 () A.開關(guān)置于a位置,當(dāng)t= s時(shí),電壓表V1示數(shù)為11 V B.開關(guān)置于a位置,R3處溫度升高,電壓表V1、V2示數(shù)均不變,C.R3處溫度不變,開關(guān)由a位置換為b位置,電流表A1、A2示數(shù)均變大 D.通過電流表A1、A2的電流方向每秒均變化50次,答案C原線圈兩端電壓有效值為220 V,開關(guān)置于a位置時(shí),原、副線圈匝數(shù)比為101,所以副線圈的電壓有效值為22 V,電壓表V1示數(shù)為22 V保持不變,與時(shí)刻無關(guān),A錯(cuò)誤;當(dāng)溫度升高時(shí),R3的電阻減小,副線圈所在電路總電阻減小,所以副線圈電路的總電流要變大,R1兩端的電壓變大,R2兩端電壓變小,所以電壓表V2示數(shù)變小,B錯(cuò)誤;當(dāng)開關(guān)由a位置換為b位置時(shí),副線圈電壓增大,電流表A2示數(shù)變大,電流表A1示數(shù)也變大,C正確;交流電的周期為T= s=0.02 s,所 以通過電流表A1、A2的電流方向每秒變化100次,D錯(cuò)誤。,5.(2017廣西南寧摸底,20)(多選)如圖所示,一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n1n2=551,原線圈接電壓u=220 sin 100t V的交流電源,圖中電表均為理想電表,閉合開關(guān)后,在滑動(dòng) 變阻器的滑動(dòng)觸頭P從最上端滑到最下端的過程中,下列說法正確的是() A.副線圈中交變電流的頻率為100 Hz B.電壓表的示數(shù)為4 V C.滑動(dòng)變阻器兩端的電壓先變大后變小 D.電流表的示數(shù)變大,答案BD由電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式知交流電的頻率f= Hz=50 Hz,變壓器不改變交 流電頻率,故A錯(cuò)誤;原線圈兩端輸入電壓的有效值U1=220 V,又=,則副線圈兩端電壓有 效值U2=U1=220 V=4 V,又電壓表測副線圈兩端電壓,則電壓表的示數(shù)為4 V,故B正確; 在滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P從最上端滑到最下端的過程中,電路中的總電阻變小,根據(jù)歐姆定律可知,變壓器輸出電流變大,則定值電阻R兩端的電壓變大,副線圈兩端電壓不變,所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓變小,C錯(cuò)誤。變壓器輸出電流變大,則輸入電流也變大,即電流表的示數(shù)變大,故D正確。,6.2017貴州貴陽適應(yīng)性考試(一),20(多選)如圖甲所示,矩形金屬線框繞垂直磁感線的軸在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),輸出交流電的電動(dòng)勢圖像如圖乙所示,經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為110的理想變壓器給一只額定功率為22 W的燈泡供電,如圖丙所示,閉合開關(guān)穩(wěn)定后,燈泡正常發(fā)光,則() A.金屬線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為100 rad/s B.燈泡的額定電壓為220 V C.理想電流表示數(shù)為1 A D.t=0.01 s時(shí)刻穿過金屬線框回路的磁通量為零,答案AC由圖乙知交變電流的周期T=0.02 s,故線框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度=100 rad/s,A正 確。線框輸出的電動(dòng)勢有效值為22 V,則原線圈兩端電壓有效值為22 V,由U1U2=n1n2=110,可知副線圈兩端電壓即燈泡的額定電壓U2=220 V,B錯(cuò)誤。理想變壓器的輸入功率等于輸出功率,則原線圈中電流即電流表示數(shù)I1=1 A,C正確。t=0.01 s時(shí)e=0,線框位于中性面,磁通 量最大,D錯(cuò)誤。,解題指導(dǎo)理想變壓器輸入功率與輸出功率相等,由功率計(jì)算電流更簡便。,易錯(cuò)警示磁通量最大時(shí)其變化率為零,產(chǎn)生的電動(dòng)勢為零。,