新课标Ⅱ高考物理一轮复习专题十二交变电流.ppt

单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,专题十二交变电流,高考物理,(课标,专用,),考点一交变电流的产生和描述,1.(2018课标,16,6分)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为,Q,方,;若该电阻,接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为,Q,正,。该电阻上电压的峰值均为,u,0,周期均为,T,如图所示。则,Q,方,Q,正,等于,(),五年高考,A组 统一命题,课标卷题组,A.1,B.,1 C.12D.21,答案D本题考查交变电流的有效值及焦耳定律。根据交变电流有效值的定义及焦耳定律,可得,Q,方,=,+,=,T,Q,正,=,T,=,T,故,=,选项D正确。,易错点拨 正弦式交变电流的有效值是其峰值的,其他交流电的有效值和峰值间一般不存,在该关系。,2.(2016课标,21,6分)(多选)如图,M,为半圆形导线框,圆心为,O,M,;,N,是圆心角为直角的扇形导线,框,圆心为,O,N,;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线,O,M,O,N,的水平面上方有,一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框,M,、,N,在,t,=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸,面且过,O,M,和,O,N,的轴,以相同的周期,T,逆时针匀速转动,则,(),A.两导线框中均会产生正弦交流电,B.两导线框中感应电流的周期都等于,T,C.在,t,=,时,两导线框中产生的感应电动势相等,D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等,答案BC本题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流,故A项错误;两,导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同,B项正确;在,t,=,时,两导线框切割磁感线,的导线长度相同,且切割速度大小相等,故产生的感应电动势相等,均为,E,=,BR,2,C项正确;两,导线框中感应电流随时间变化的图像如图所示,故两导线框中感应电流的有效值不相等,D项,错误。,疑难突破 设,M,导线框中的电流有效值为,I,M,则,rT,=2,r,得,I,M,=,;设,N,导线框中,电流有效值为,I,N,则,rT,=2,r,得,I,N,=,故,I,M,=,I,N,。,考查点,交变电流,的产生,解题关键确定转动过程中哪一部分是电源。,画出,i,-,t,图像。,考点二变压器、远距离输电,3.(2016课标,16,6分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻,R,1,、,R,2,和,R,3,的阻值分别为3,、1 和4,为理想交流电流表,U,为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S,断开时,电流表的示数为,I,;当S闭合时,电流表的示数为4,I,。该变压器原、副线圈匝数比为,(),A.2B.3C.4D.5,答案B设原、副线圈匝数比为,n,根据能量守恒,当S断开时,UI,=,I,2,R,1,+(,nI,),2,(,R,2,+,R,3,);当S闭合,时,4,UI,=(4,I,),2,R,1,+(4,nI,),2,R,2,联立解得,n,=3,所以B正确。,4.(2015课标,16,6分,0.664)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,在原、副线圈的回,路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。,设副线圈回路中电阻两端的电压为,U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为,k,则,(,),A.,U,=66 V,k,=,B.,U,=22 V,k,=,C.,U,=66 V,k,=,D.,U,=22 V,k,=,答案A设原线圈中电流为,I,由,=,知副线圈中的电流,I,2,=3,I,由题意知副线圈中电阻两端,的电压,U,=3,IR,则原线圈回路中,R,两端的电压,U,=,IR,=,原线圈两端的电压,U,1,=3,U,由闭合电路,中电压关系可知,U,1,+,U,=220 V,即,+3,U,=220 V,U,=66 V,原线圈回路中电阻消耗的功率,P,1,=,I,2,R,副线圈回路中电阻消耗的功率,P,2,=(3,I,),2,R,=,k,=,=,选项A正确。,考查点,变压器,易错警示原线圈两端的电压,U,1,=220 V-,IR,而不是,IR,或220 V。,考点一交变电流的产生和描述,1.(2015四川理综,4,6分)小型手摇发电机线圈共,N,匝,每匝可简化为矩形线圈,abcd,磁极间的磁,场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴,OO,线圈绕,OO,匀速转动,如图所示。矩形线圈,ab,边,和,cd,边产生的感应电动势的最大值都为,e,0,不计线圈电阻,则发电机输出电压,(),B组自主命题,省(区、市)卷题组,A.峰值是,e,0,B.峰值是2,e,0,C.有效值是,Ne,0,D.有效值是,Ne,0,答案 D发电机输出电压峰值是2,Ne,0,A、B错误;有效值是,2,Ne,0,=,Ne,0,C错误,D正确。,考点二变压器、远距离输电,2.(2018天津理综,4,6分)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略),通过理想变压器向定值电阻,R,供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读,数分别为,I,、,U,R,消耗的功率为,P,。若发电机线圈的转速变为原来的,则,(),A.,R,消耗的功率变为,P,B.电压表V的读数变为,U,C.电流表A的读数变为2,I,D.通过,R,的交变电流频率不变,答案B本题考查正弦交流电的产生原理、理想变压器。由正弦交流电的产生原理可知,其电动势的最大值,E,m,=,NBS,而,=2,n,有效值,E,=,E,m,线圈转速变为原来的,则,U,1,=,E,变为原,来的,。由,=,知,U,2,变为原来的,电压表读数变为原来的,选项B正确;,R,消耗的功率,P,=,故,R,消耗的功率变为原来的,选项A错误;由,P,入,=,P,出,得,U,1,I,1,=,故,I,1,变为原来的,即电流表,读数变为原来的,选项C错误;变压器不改变交变电流的频率,故通过,R,的交变电流频率变为,原来的,选项D错误。,3.(2018江苏单科,2,3分)采用220 kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时,为使输电线,上损耗的功率减小为原来的,输电电压应变为,(),A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV,答案C本题考查电能的输送。由,P,送,=,U,送,I,线,和,P,损,=,R,线,得,P,损,=,R,线,。因为,P,送,和,R,线,一,定,要使,P,损,=,P,损,结合上式得,U,送,=2,U,送,=440 kV,C项正确。,规律总结输电线路功率损失的计算方法,(1),P,损,=,P,送,-,P,P,送,为输送的功率,P,为用户得到的功率。,(2),P,损,=,R,线,I,线,为输电线路上的电流,R,线,为输电线电阻。,(3),P,损,=,U,为输电线路上损失的电压,R,线,为输电线电阻。,(4),P,损,=,UI,线,U,为输电线路上损失的电压,I,线,为输电线路上的电流。,4.(2017北京理综,16,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接在,u,=220,sin 100,t,(V)的交流电,源上,副线圈接有,R,=55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想,电表。下列说法正确的是,(),A.原线圈的输入功率为220,W,B.电流表的读数为1 A,C.电压表的读数为110,V,D.副线圈输出交流电的周期为50 s,答案B本题考查交变电流、变压器。由题知,变压器的输入电压,U,1,=,V=220 V,所以,U,2,=,U,1,=110 V;副线圈电流,I,2,=,=2 A,原线圈电流,I,1,=,I,2,=1 A。本题中电压表、电流表的读,数为有效值,故B项正确,C项错误;原线圈输入功率,P,1,=,U,1,I,1,=220 W,A项错误;交流电的周期,T,=,=,s=0.02 s,D项错误。,5.(2016江苏单科,4,3分)一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在,a,、,b,间,作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在,c,、,d,间作为副线圈。在,a,、,b,间输入电压,为,U,1,的交变电流时,c,、,d,间的输出电压为,U,2,。在将滑动触头从,M,点顺时针旋转到,N,点的过程中,(),A.,U,2,U,1,U,2,降低B.,U,2,U,1,U,2,升高,C.,U,2,U,1,U,2,降低D.,U,2,U,1,U,2,升高,答案C由图可知变压器的原线圈匝数,n,1,大于副线圈匝数,n,2,因,=,则,U,2,U,1,;在将滑动触,头从,M,点顺时针转到,N,点的过程中,n,2,减小,U,2,降低,选项C正确,选项A、B、D错误。,6.(2015安徽理综,16,6分)图示电路中,变压器为理想变压器,a,、,b,接在电压有效值不变的交流,电源两端,R,0,为定值电阻,R,为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观,察到电流表A,1,的示数增大了0.2 A,电流表A,2,的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是,(),A.电压表V,1,示数增大,B.电压表V,2,、V,3,示数均增大,C.该变压器起升压作用,D.变阻器滑片是沿,c,d,的方向滑动,答案D变压器输入电压不变,原、副线圈的匝数比不变,故原、副线圈两端的电压不变,即,电压表V,1,、V,2,示数不变,选项A、B均错误;,I,1,、,I,2,增加,则副线圈电路中总电阻减小,故变阻器滑,片应沿,c,d,方向滑动,选项D正确;由原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率,P,入,=,P,出,知,调节,滑动变阻器前,I,1,n,1,=,I,2,n,2,调节滑动变阻器后,I,1,n,1,=,I,2,n,2,联立得(,I,1,-,I,1,),n,1,=(,I,2,-,I,2,),n,2,即,I,1,n,1,=,I,2,n,2,=,=,=4,故该变压器起降压作用,选项C错误。,7.(2015海南单科,10,5分)(多选)如图,一理想变压器原、副线圈匝数之比为41,原线圈与一可,变电阻串联后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为,R,0,负载电阻的阻值,R,=11,R,0,是理想电压表。现将负载电阻的阻值减小为,R,=5,R,0,保持变压器输入电流不变,此时电压,表的读数为5.0 V,则,(),A.此时原线圈两端电压的最大值约为34 V,B.此时原线圈两端电压的最大值约为24 V,C.原线圈两端原来的电压有效值约为68 V,D.原线圈两端原来的电压有效值约为48 V,答案AD当,R,=5,R,0,时,示数为5.0 V,所以输出电流,I,出,=,U,R,0,=,I,出,R,0,=1 V,则变压器输出电,压为6 V,由,=,得到输入电压的有效值为24 V,所以原线圈两端电压最大值为,U,1,34 V,A正确,B错误。因,I,入,I,出,=,n,2,n,1,不变,故输入电流不变时输出电流也不变,当负载由,R,=11,R,0,变,为,R,=5,R,0,时,由,U,=,IR,知副线圈电压由,I,(,R,0,+11,R,0,)降到,I,(,R,0,+5,R,0,)=6 V,则副线圈两端原来的电压有,效值为12 V,原线圈两端原来的电压有效值为48 V,C错误,D正确。,8.(2015天津理综,6,6分)(多选)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线,圈匝数可以通过滑动触头,Q,来调节,在副线圈两端连接了定值电阻,R,0,和滑动变阻器,R,P,为滑动,变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为,U,的正弦交流电,则,(),A.保持,Q,的位置不动,将,P,向上滑动时,电流表读数变大,B.保持,Q,的位置不动,将,P,向上滑动时,电流表读数变小,C.保持,P,的位置不动,将,Q,向上滑动时,电流表读数变大,D.保持,P,的位置不动,将,Q,向上滑动时,电流表读数变小,答案BC保持,Q,位置不动,则副线圈两端电压,U,2,不变,P,向上滑动,则,R,增大,副线圈电流,I,2,减,小,由,P,1,=,UI,1,=,U,2,I,2,可知,I,1,减小,电流表读数减小,A错误,B正确。保持,P,位置不动,则,R,不变,Q,向上,滑动,n,2,变大,根据,=,得,U,2,=,U,则,U,2,增大,由,I,2,=,知,I,2,增大,由,UI,1,=,U,2,I,2,U,不变,知,I,1,增大,电流表读数变大,所以C正确,D错误。故选B、C。,9.(2014广东理综,19,6分)(多选)如图所示的电路中,P,为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的,输入电压,U,1,不变,闭合开关S,下列说法正确的是,(),A.,P,向下滑动时,灯L变亮,B.,P,向下滑动时,变压器的输出电压不变,C.,P,向上滑动时,变压器的输入电流变小,D.,P,向上滑动时,变压器的输出功率变大,答案BD对于理想变压器,U,2,=,U,1,U,1,不变则,U,2,不变,与调节,P,无关,故B正确。又,U,L,=,U,2,所以,灯的亮度不变,A错。,P,向上滑动时,R,P,减小,则,R,总,减小,P,出,=,增大,P,入,=,P,出,=,U,1,I,1,所以,I,1,增大,可知,C错误,D正确。,10.(2014四川理综,1,6分)如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时,间变化的图像,则,(),A.用户用电器上交流电的频率是100 Hz,B.发电机输出交流电的电压有效值是500 V,C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定,D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小,答案D由图乙知,交流电的周期为0.02 s,所以频率,f,=,=50 Hz,A错误。发电机输出交流电,的电压最大值为,U,m,=500 V,故有效值,U,=,=250,V,B错误。输电线电流,I,线,=,可见,I,线,与,R,线,及用户电路有关,C错误。当用户用电器总电阻增大时,P,用,减小,I,用,减小,I,线,减小,输电线上损,失的电功率,P,损,=,R,线,减小,D正确。,考点一交变电流的产生和描述,1.(2014天津理综,7,6分)(多选)如图1所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转,速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图2中曲线a、b所示,则(),A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合,B.曲线a、b对应的线圈转速之比为23,C.曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz,C组教师专用题组,D.曲线b表示的交变电动势有效值为,10 V,答案AC由题图2知,t,=0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零,故A正确。由图2知两次转,动所产生的交变电动势的周期之比,T,a,T,b,=23,再由周期与转速的关系,n,=,得,n,a,n,b,=32,故,B错误。因,T,a,=4,10,-2,s,故,f,a,=,=25 Hz,C正确。因,E,m,a,=15 V,而,E,m,=,NBS,=,故,E,m,b,=,E,m,a,=1,0 V,E,b,=,=5,V,D错误。,评析本题考查了交变电动势的产生及描述,涉及交变电动势的四值及其图像。条件设置较,为隐蔽,陷阱设置比较巧妙,对考生的分析能力要求较高,试题难度,中等。,2.(2013四川理综,2,6分)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压,是110 V,通过负载的电流图像如图所示,则,(),A.变压器输入功率约为3.9 W,B.输出电压的最大值是110 V,C.变压器原、副线圈匝数比是12,D.负载电流的函数表达式,i,=0.05 sin(100,t,+,)A,答案A由题图可知通过负载的电流最大值为,I,m,=0.05 A,周期,T,=0.02 s,故电流的函数表达式,i,=,I,m,sin,t,=0.05 sin 100,t,A,D错误;理想变压器电压比等于匝数比,即,n,1,n,2,=,U,1,U,2,=21,C,错误;输出电压,U,2,=110 V,其最大值,U,2m,=,U,2,=110,V,B错误;理想变压器输入功率等于输出,功率,即输入功率,P,=,I,2,U,2,=,110 W,3.9 W,A正确。,3.(2013福建理综,15,6分)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻,r,=1.0,外接,R,=9.0 的电阻。,闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势,e,=10,sin 10,t,(V),则,(,),A.该交变电流的频率为10 Hz,B.该电动势的有效值为10,V,C.外接电阻,R,所消耗的电功率为10 W,D.电路中理想交流电流表,的示数为1.0 A,答案D由交变电流电动势的表达式,e,=10,sin 10,t,(V)=,E,m,sin,t,可知,该交变电流的频率,为,f,=,=,Hz=5 Hz,A错误。该交变电流电动势的有效值,E,=,=,V=10 V,B错误。电,流的有效值,I,=,=,A=1.0 A,外接电阻,R,所消耗的电功率,P,R,=,I,2,R,=1.0,2,9.0 W=9 W,故C,错误,D正确。,4.(2013海南单科,3,3分)通过一阻值,R,=100 的电阻的交变电流如图所示,其周期为1 s。电阻,两端电压的有效值为,(),A.12 VB.4,V,C.15 VD.8,V,答案B由有效值定义可得,1 s=(0.1 A),2,R,0.4 s,2+(0.2 A),2,R,0.1 s,2,其中,R,=100,可,得,U,=4,V,B正确。,考点二变压器、远距离输电,5.(2016四川理综,2,6分)如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将,原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则,(),A.小灯泡变亮,B.小灯泡变暗,C.原、副线圈两端电压的比值不变,D.通过原、副线圈电流的比值不变,答案B由,=,得,U,2,=,U,1,由,=,得,U,2,=,U,1,由/得:,=,=,因为,n,2,n,1,所以,1,即,U,2,U,2,故小灯泡变暗,B正确,A,错。由以上分析过程可以看出,C错。由,=,和,=,可见,D错。,6.(2015广东理综,15,4分)图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理,想变压器,原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头,P,使输出电压有效,值由220 V降至110 V。调节前后,(),A.副线圈中的电流比为12B.副线圈输出功率比为21,C.副线圈的接入匝数比为21D.原线圈输入功率比为12,答案C电阻丝的阻值,R,可认为不变,由欧姆定律,I,=,可知副线圈中的电流取决于副线圈的,输出电压,故调节前后副线圈中电流之比为21,A错误;再由,P,2,=,I,2,U,2,或,P,2,=,可知副线圈的输,出功率之比应为41,B错误;而理想变压器输入功率总是等于输出功率,故原线圈的输入功率,之比也为41,D错误;因原线圈的输入电压,U,1,、匝数,n,1,恒定,故由电压关系,=,可知副线圈,的接入匝数比为21,C正确。,7.(2015江苏单科,1,3分)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110,V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为,(),A.200B.400C.1 600D.3 200,答案B 由理想变压器的变压比等于匝数比,即,=,解得,n,2,=,n,1,=400,选项B正确。,8.(2014浙江理综,15,6分)如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是,U,用等效总电阻是,r,的两条输电线输电,输电线路中的电流是,I,1,其末端间的电压为,U,1,。在输电线,与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为,I,2,。则,(),A.用户端的电压为,B.输电线上的电压降为,U,C.理想变压器的输入功率为,r,D.输电线路上损失的电功率为,I,1,U,答案A由理想变压器输入、输出功率相等可知,P,1,=,P,2,即,U,1,I,1,=,U,2,I,2,U,2,=,A正确。输电线,上的电压降为,U,=,U,-,U,1,B错。理想变压器的输入功率,P,=,U,1,I,1,=,UI,1,-,r,C错。输电线路上损失,的电功率为,P,=,r,=,I,1,U,-,I,1,U,1,D错。,9.(2014福建理综,16,6分)图为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数,n,1,=,n,4,2,R,忽略灯丝电阻随温度的变化。当,A,、,B,端接入低压交流电源时,(),A.A,1,、A,2,两表的示数相同B.L,1,、L,2,两灯泡的亮度相同,C.,R,1,消耗的功率大于,R,3,消耗的功率D.,R,2,两端的电压小于,R,4,两端的电压,答案D解法一:由欧姆定律可知A,2,的读数,I,2,=,。,U,2,=,n,2,I,1,2,R,=,U,2,-,U,3,=,U,4,=,I,4,R,L,=,联立可得:,I,1,2,R,=,U,1,-,I,1,R,L,由题意可知:,I,1,2,R,=,U,1,-,I,1,R,L,I,1,=,U,1,I,1,=,=,令,=,k,则有,I,1,=,由于,R,L,2,R,k,1,则2,R,+,R,L,+,kR,L,I,1,I,2,因,P,R,1,=,R,P,R,3,=,R,故,P,R,1,P,R,3,因,U,R,2,=,I,1,R,U,R,4,=,I,2,R,故,U,R,2,知,I,4,I,2,故L,1,灯亮度比L,2,灯亮度大,选项B错误。,解法二:由题意可知为模拟远距离输电,先采用升压变压器,将输入电压升高,这是为了减小输,电线路中的电流,I,1,其目的是减小输电线路中的电能损失和电压降落,使用户得到更多的电能,因此,L,1,的亮度大,选项A、B、C错误,选项D正确。,10.(2013江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片,P,处于图示位置时,灯泡L能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方法有,(),A.向下滑动,P,B.增大交流电源的电压,C.增大交流电源的频率D.减小电容器,C,的电容,答案BC向下滑动,P,变压器副线圈电压降低,灯泡变暗,A错误;增大交流电源电压,副线圈,电压升高,灯泡变亮,B正确;增大交流电源频率,电容器容抗减小,电流变大,灯泡变亮,C正确;减,小电容器的电容,容抗增大,电流减小,灯泡变暗,D,错误。,11.(2013广东理综,16,4分)如图,理想变压器原、副线圈匝数比,n,1,n,2,=21,和,均为理想,电表,灯泡电阻,R,L,=6,AB,端电压,u,1,=12,sin 100,t,(V)。下列说法正确的是,(),A.电流频率为100 Hz,B.,的读数为24 V,C.,的读数为0.5 A,D.变压器输入功率为6 W,答案D由,u,1,=12,sin 100,t,(V)可知,U,m,=12,V,=100 rad/s,则频率,f,=,=50 Hz,A项错,误。,U,1,=,=12 V,U,2,=,U,1,=6 V,B项错误。,I,2,=,=1 A,C项错误。,P,1,=,P,2,=,U,2,I,2,=6 W,D项正确。,考点,一交变电流的产生和描述,1.(2018甘肃兰州一诊,19)(多选)理想电压表和理想电流表与两个相同的灯泡连成如图甲所示,的电路,接在正弦交变电源上,每个灯泡的电阻,R,=110。图乙是交变电源输出电压,u,随时间,t,变化的图像,则下列选项正确的是,(),A.电流表读数是1 A,B.电压表读数是311 V,C.每个灯泡两端的电压随时间变化的规律是,U,R,=311 cos 100,t,(V),D.通过每个灯泡的电流随时间变化的规律是,i,=,cos 100,t,(A),A组 201,6,201,8,年高考模拟,基础题组,三年模拟,答案AD由题图乙知输出电压最大值为311 V,则有效值为220 V,故电压表示数应为220 V,电流,I,=,U,/2,R,=,A=1 A,即电流表示数为1 A,故A正确,B错误;灯泡电阻相同,故其两端电压,相等,每只灯泡两端电压为输出电压的一半,而每只灯泡两端电压的变化周期与输出电压相同,所以灯泡两端电压随时间变化的规律为,U,R,=155.5 cos 100,t,(V),故C错误;根据,i,=,E,/,R,得,电路最,大电流为,i,max,=,A=,A,故电流,i,=,cos 100,t,(A),故D正确。故选A、D。,考查点,交流电,的描述,温馨提示 电压表与电流表所测得的电压值和电流值都为有效值,有效值=,串联电路,中电流处处相等,电压之比等于各电阻的阻值之比。,2.(2017甘肃张掖三诊,6)(多选)图甲为风力发电的简易模型。在风力作用下,风叶带动与杆固,连的永磁铁转动,磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时,传感器显示如图乙所示,则,(),A.磁铁的转速为10 r/s,B.线圈两端电压的有效值为6,V,C.交流电压的表达式为,u,=12 sin 5,t,V,D.该交流电可以直接加在击穿电压为9 V的电容器上,答案BC电流的周期为,T,=0.4 s,故磁体的转速为,n,=,r/s=2.5 r/s,故A错误;通过乙图可知电,压的最大值为12 V,故有效值,U,=,=,V=6,V,故B正确;周期,T,=0.4 s,故,=,=,rad/s=5,rad/s,故电压的表达式为,u,=12 sin 5,t,V,故C正确;交流电的最大值大于电容器的击穿电压,故,不能把该交流电直接加在击穿电压为9 V的电容器上,故D错误。,考查点,交流电的描述,温馨提示 电容器的击穿电压应为交流电的最大值。,3.(2018吉林三调,8)(多选)如图所示,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,电阻为,r,。线框绕垂直于磁场的轴,OO,以角速度匀速转动,并与理想,变压器原线圈相连,原副线圈匝数之比为21,变压器副线圈接入一只额定电压为,U,、电阻为,R,的灯泡,灯泡正常发光。从线框通过中性面开始计时,下列说法正确的是,(),A.匀速转动过程中穿过每匝线框的磁通量变化率最大值为,BS,B.灯泡中的电流方向每秒改变,次,C.线框中产生的感应电流表达式为,i,=,sin,t,(A),D.变压器原线圈两端电压最大值为,nBS,答案AC根据,E,m,=,n,=,nBS,则,=,BS,则匀速转动过程中穿过每匝线框的磁通量变化,率最大值为,BS,选项A正确;频率,f,=,则灯泡中的电流方向每秒改变,次,选项B错误;变压器,副线圈电流,I,2,=,则原线圈电流为,I,1,=,原线圈电流最大值为,I,m,=,=,则线框中产生,的感应电流表达式为,i,=,sin,t,(A),选项C正确;由于线圈有内阻,则变压器原线圈两端电压,最大值小于,nBS,选项D错误;故选A、C。,考查点 交流电的描述,温馨提示,线圈,有内阻会影响输出电压的大小哦!,4.(2018海南华侨中学月考,2)一根电阻丝接入220 V的直流电路中,1 min内产生的热量为,Q,同,样的电阻丝接入正弦交流电路中,2 min内产生的热量也是,Q,则该正弦交流电路的电压最大值,为,(),A.310 VB.220 VC.155.5 VD.110 V,答案B设正弦交流电电压有效值为,U,2,对于恒定电流:,Q,=,t,1,对于正弦交变电流:,Q,=,t,2,由联立得:,U,2,=110,V,该正弦交流电路的电压最大值为:,U,m,=,U,2,=220 V,故选B。,考点二变压器、远距离输电,5.(2018辽宁丹东一模,18)如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比,n,1,n,2,=111,原,线圈接,u,=220,sin 100,t,(V)的交流电,电阻,R,1,=2,R,2,=10,D,1,、,D,2,均为理想二极管(正向电阻为,零,反向电阻为无穷大),则副线圈电路中理想交流电流表的读数为,(),A.3 AB.2,AC.,AD.,A,答案A由表达式知原线圈电压有效值为200 V,根据,=,得副线圈两端的电压为,U,2,=,U,1,=220,V=20 V,因为二极管具有单向导电性,电阻,R,1,、,R,2,中半个周期有电流,半个周期电流,为0,I,1,=,=2 A,I,2,=,=4 A;根据电流的热效应有:,U,2,IT,=,R,1,+,R,2,解得,I,=3 A,即电流表的,读数为3 A,故选A。,温馨提示 根据原线圈所接交流电瞬时值表达式可以求得输出电压的有效值、周期和频率,等,再根据原副线圈电压与匝数成正比和二极管的特点即可求得电流,根据电流热效应求得电,流表的读数。,考查点 变压器,6.(2018辽宁鞍山一中四模,4)如图所示为向额定电压为220 V的用户供电的远距离输电的示意,图,已知输入原线圈两端的电压,U,1,=500 V,发电机的输出功率,P,=50 kW,输电线的电阻,R,=3,输,电线上损失的功率为输送功率的0.6%。如果图中的升压变压器以及降压变压器均为理想的,变压器。则下列正确的是,(),A.,n,3,n,4,=251,B.,n,1,n,2,=110,C.流过输电线的电流大小为100 A,D.降压变压器原线圈两端的电压为4 700 V,答案B输电线上的电流,I,2,=,=,A=10 A,升压变压器副线圈电压,U,2,=,=,V=5 000 V,则,=,=,=,故B正确,C错误;降压变压器的原线圈电压:,U,3,=,U,2,-,I,2,R,=5 000 V-10,3 V=4 970 V,则,=,=,=,选项A、D错误;故选B。,考查点,远,距离输电,答题指导 解决本题的关键是知道变压器原副线圈电压之比等于匝数之比,知道升压变压器,的输出电压与降压变压器的输入电压的关系。,7.(2018宁夏石嘴山4月一模,6)如图所示,边长为,L,、匝数为,N,电阻不计的正方形线圈,abcd,在磁,感应强度为,B,的匀强磁场中绕轴,OO,转动,轴,OO,垂直于磁感线,在线圈外有一含理想变压器的,电路,变压器原、副线圈的匝数分别为,n,1,和,n,2,保持线圈以恒定的角速度,转动,下列判断正确,的是,(),A.当滑动变阻器,R,的滑片,P,向上滑动时,电压表V,2,的示数变大,B.在图示位置时线圈中磁通量为零,感应电动势最大,C.电压表V,1,的示数等于,NBL,2,D.变压器的输入功率与输出功率之比为1,2,答案B电压表V,2,测量的是副线圈两端的电压,副线圈两端电压由原线圈两端电压决定,与,负载电阻无关,A错误;当线圈转到题图所示位置时,穿过线圈的磁通量为零,但磁通量变化率最,大,线圈中产生的感应电动势最大,B正确;电压表V,1,的示数为有效值,U,=,=,C错误;理,想变压器输入功率等于输出功率,D错误。,考查点交流电的描述,、变压器,温馨提示,理想变压器,原副线圈电压比等于匝数比;电压表的读数为有效值;输出电压由输入,电压及线圈的匝数之比决定;理想变压器的输入功率等于输出功率。,8.2017第二次全国大联考(课标),19(多选)每到夜深人静的时候我们就会发现灯泡比睡觉,前要亮,其原因在于大家都在用电时,用电器较多,利用如图模拟输电线路,开关的闭合或者断,开模拟用户的变化,原线圈输入50 Hz和220 V交流电,则下列分析正确的是,(),A.定值电阻相当于输电线电阻B.开关闭合,灯泡L,1,两端电压升高,C.开关闭合,原线圈输入功率增大D.开关断开,副线圈电压增大,答案AC由于原副线圈匝数比不变,原线圈输入电压也不变,所以副线圈电压不会变化,选,项D错。定值电阻实际可等效为输电线的电阻,选项A对。开关闭合,副线圈总电阻变小,总电,流变大,定值电阻分压增大,并联电压变小,即灯泡L,1,两端电压减小,选项B错。副线圈电压不变,电流增大,副线圈电功率增大,根据能量守恒,原线圈电功率也增大,选项C对。,考查点 理想变压器、串并联电路,解题关键,理解,用户越多,并联支路越多,总电阻越小,总电流越大。,易错警示 常有学生利用“,=,”得出“原副线圈电流变化情况相反”的错误结论,其,实,I,1,与,I,2,是正比关系。,9.2017吉林长春质量监测(三),17如图所示,一个理想变压器原线圈的匝数为50匝,副线圈的,匝数为100匝,原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上,导轨的间距为0.4 m。导轨上垂直于导,轨放置一长度略大于导轨间距的导体棒,导轨与导体棒的电阻忽略不计,副线圈回路中的电阻,R,1,=5,R,2,=15,图中交流电压表为理想电压表,导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁感应强,度大小为1 T的匀强磁场。导体棒在水平外力的作用下运动,其速度随时间变化的关系式为:,v,=5 sin 10,t,(m/s),则下列说法中正确的是,(),A.,R,1,的功率为0.2 WB.电压表的示数为5,V,C.水平外力为恒力,D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s,答案D导体棒两端瞬时电动势表达式,e,=,BLv,=2 sin 10,t,(V),其有效值,E,=,=,V,对变压,器有,=,所以电压表示数即输出电压有效值,U,2,=2,V,选项B错误;输出电流,I,=,=,A,电阻,R,1,上消耗的功率,P,1,=,I,2,R,1,=0.1 W,选项A错误;由导体棒的速度随时间变化的关系式可知,导体棒在做往复性运动,故水平外力方向必然发生变化,不可能是恒力,选项C错误;副线圈电压,的最大值为4 V,由法拉第电磁感应定律,E,=,n,可知,通过线圈电压的最大值可求出铁芯中磁,通量变化率的最大值,=,=0.04 Wb/s,选项D正确。,1.(2018陕西咸阳一模,5)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比为,n,1,n,2,=51,电阻,R,=20,L,1,、L,2,为规格相同的两只灯泡,S,1,为单刀双掷开关,原线圈接正弦交变电源,输入电压,u,随时间,t,的变化关系如图乙所示,现将S,1,接1、S,2,闭合,此时L,2,正常发光,下列说法正确的是,(),A.输入电压,u,的表达式为,u,=20,sin(50,t,)V,B.只断开S,1,后,L,1,、L,2,均正常发光,C.只断开S,2,后,原线圈的输入功率增大,D.若S,1,换接到2,R,消耗的电功率为0.8 W,B组2016,2018年高考模拟,综合题组,（时间:,30,分钟分值:,42,分）,一、选择题(每题6分,共,42,分),答案D周期是0.02 s,则有,=,=100 rad/s,所以输入电压,u,的表达式应为,u,=20,sin(100,t,)V,A错误;只断开S,1,L,1,、L,2,的电路都被断开,则L,1,、L,2,均不能正常发光,B错误;只断开S,2,后,负,载电阻变大,原副线圈电流变小,原线圈的输入功率减小,C错误;若S,1,换接到2,电阻,R,两端电压,有效值为4 V,R,消耗的电功率为,P,=,=,W=0.8 W,D正确;故选D。,考查点 变压器、交流电的描述,答题指导 根据原副线圈电压与匝数成正比,原副线圈电流与匝数成反比,变压器的输入功率,和输出功率相等,逐项分析即可得出结论。,2.(2018黑龙江齐齐哈尔一模,4)如图所示的理想变压器电路中,变压器原副线圈的匝数比为,12,在,a,、,b,端输入正弦交流电压,U,甲、乙、丙三个灯泡均能正常发光,且三个灯泡的额定功,率相等,则下列说法正确的是,(),A.乙灯泡的额定电流最大,B.甲灯的额定电压为,U,C.丙灯的电阻最小,D.甲灯泡的额定电流最小,答案B设原线圈中电流为,I,1,根据原副线圈电流与匝数成反比可知,副线圈中的电流为,I,1,即丙灯泡的额定电流为,I,1,设原线圈两端的电压为,U,1,则副线圈两端的电压为2,U,1,由于三个灯,泡的额定功率相等,则,U,甲,(,I,乙,+,I,1,)=,U,1,I,乙,=,U,1,I,1,可见乙灯的额定电流为,I,1,甲灯的额定电流为,I,甲,=,I,乙,+,I,1,=2,I,1,A错误;丙灯的额定电流最小,D错误;,U,甲,=,U,1