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2024新教材物理高考二轮专题复习
专题十二 交变电流
五年高考
基础题组
1.(2022浙江6月选考,5,3分)下列说法正确的是 ( )
A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
C.正弦交流发电机工作时,穿过线圈平面的磁通量最大时,电流最大
D.升压变压器中,副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
答案 B
2.(2020江苏单科,2,3分)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示。其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上。则电流互感器( )
A.是一种降压变压器
B.能测量直流电路的电流
C.原、副线圈电流的频率不同
D.副线圈的电流小于原线圈的电流
答案 D
3.(2021北京,5,3分)一正弦式交变电流的i-t图像如图所示。下列说法正确的是( )
A.在t=0.4 s时电流改变方向
B.该交变电流的周期为0.5 s
C.该交变电流的表达式为i=2 cos 5πt A
D.该交变电流的有效值为 A
答案 C
4.(2020海南,3,3分)图甲、乙分别表示两种电流的波形,其中图乙所示电流按正弦规律变化,分别用I1和I2表示甲和乙两电流的有效值,则( )
A.I1∶I2=2∶1
B.I1∶I2=1∶2
C.I1∶I2=1∶
D.I1∶I2=∶1
答案 D
5.(2023湖南,9,5分)(多选)某同学自制了一个手摇交流发电机,如图所示。大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑),半径之比为4∶1,小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为L的正方形,共n匝,总阻值为R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动,带动小轮及线圈绕转轴转动,转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为R的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是( )
A.线圈转动的角速度为4ω
B.灯泡两端电压有效值为3nBL2ω
C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈,则灯泡两端电压有效值为
D.若仅将小轮半径变为原来的两倍,则灯泡变得更亮
答案 AC
6.(2022广东,4,4分)如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈,n1>n2,二者轴线在同一平面内且相互垂直,两线圈到其轴线交点O的距离相等,且均连接阻值为R的电阻,转子是中心在O点的条形磁铁,绕O点在该平面内匀速转动时,两线圈输出正弦式交变电流。不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响,下列说法正确的是 ( )
A.两线圈产生的电动势的有效值相等
B.两线圈产生的交变电流频率相等
C.两线圈产生的电动势同时达到最大值
D.两电阻消耗的电功率相等
答案 B
7.(2021辽宁,5,4分)如图所示,N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L,线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中,绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO'以角速度ω匀速转动,ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为( )
A.NBL2ω B.NBL2ω
C.NBL2ω D.NBL2ω
答案 B
8.(2023山东,7,3分)某节能储能输电网络如图所示,发电机的输出电压U1=250 V,输出功率500 kW。降压变压器的匝数比n3∶n4=50∶1,输电线总电阻R=62.5 Ω,其余线路电阻不计,用户端电压U4=220 V,功率88 kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( )
A.发电机的输出电流为368 A
B.输电线上损失的功率为4.8 kW
C.输送给储能站的功率为408 kW
D.升压变压器的匝数比n1∶n2=1∶44
答案 C
9.(2020浙江7月选考,11,3分)如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100 kW,发电机的电压U1=250 V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8 Ω,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220 V。已知输电线上损失的功率P线=5 kW,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是 ( )
A.发电机输出的电流I1=40 A
B.输电线上的电流I线=625 A
C.降压变压器的匝数比n3∶n4=190∶11
D.用户得到的电流I4=455 A
答案 C
提升题组
1.(2022湖北,9,4分)(多选)近年来,基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用,其简化的充电原理图如图所示。发射线圈的输入电压为220 V、匝数为1 100匝。接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下,穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%,忽略其他损耗,下列说法正确的是( )
A.接收线圈的输出电压约为8 V
B.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22∶1
C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
答案 AC
2.(2021山东,9,4分)(多选)输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5 V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10 Ω。开关S接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10 W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P。以下判断正确的是( )
A.r=10 Ω B.r=5 Ω
C.P=45 W D.P=22.5 W
答案 BD
3.(2022福建,6,6分)(多选)某同学利用如图所示电路模拟远距离输电。图中交流电源电压为6 V,定值电阻R1=R2=20 Ω,小灯泡L1、L2的规格均为“6 V 1.8 W”,理想变压器T1、T2原副线圈的匝数比分别为1∶3和3∶1。分别接通电路Ⅰ和电路Ⅱ,两电路都稳定工作时,( )
A.L1与L2一样亮
B.L2比L1更亮
C.R1上消耗的功率比R2的大
D.R1上消耗的功率比R2的小
答案 BC
4.(2020课标Ⅲ,20,6分)(多选)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220 V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10 Ω,R3=20 Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A.所用交流电的频率为50 Hz
B.电压表的示数为100 V
C.电流表的示数为1.0 A
D.变压器传输的电功率为15.0 W
答案 AD
三年模拟
1.(2023广州一模,4)某小组用如图a所示的风速仪研究交流电,风杯在风力作用下带动与其连在一起的永磁体转动;某一风速时,线圈中产生的交变电流如图b所示,已知风杯转速与风速成正比,则( )
图a
图b
A.该交变电流的周期为t0
B.该交变电流的峰值为Im
C.风速增大,产生的交变电流周期增大
D.风速增大,产生的交变电流峰值增大
答案 D
2.(2023天津一中月考四,4)如图为发电机的原理图。边长为L的n匝正方形线圈所在处的磁感应强度大小为B,绕垂直于磁场的中心轴做匀速转动,角速度为ω,线圈电阻不计,外接电阻R和电压表,下列说法正确的是( )
A.从图示位置开始计时,线圈中的感应电动势的瞬时值表达式为e=nBL2ω sin ωt
B.若将电阻R换成电容器,电容器的耐压值可以为nBL2ω
C.从图示位置转过90°流过R的电荷量q=
D.线圈转一周,外力所做的功W=
答案 D
3.(2023山东菏泽二模,3)在离变压器较远的地方,用户会明显感觉电压低于正常值220 V,甚至家用电器不能正常工作。该地居民常常会用调压器来调整电压,其原理图如图所示。交流电压从ab端输入,由cd端输出连接到家用电器R,滑片P可以上、下滑动。调压器视为理想变压器,匝数n2
B.此调压器只能升压
C.若滑片P向上滑动,则家用电器R两端的电压减小
D.若滑片P向下滑动,则家用电器R的功率会增大
答案 A
4.(2023北京清华附中高三下学期开学考试,11)如图所示,交流电流表A1、A2、A3分别与电阻R、电容器C和电感线圈L串联后接在同一个正弦式交流电源上。交流电流表A4与电阻R串联后接在理想变压器副线圈两端。如果保持供电电压的最大值不变,而增大供电电压的频率,电流表示数不变的是( )
A.电流表A1和A2 B.电流表A3和A2
C.电流表A1和A4 D.电流表A3和A4
答案 C
5.(2023黑龙江大庆一模,10)(多选)如图所示,滑动触头N与理想变压器的副线圈接触,R1、R2均为滑动变阻器,变压器输入正弦交变电流。下列操作中,一定可使灯泡变亮的是 ( )
A.仅提高输入电压
B.仅将R1的滑片左移
C.仅将R2的滑片上移
D.仅将触头N下移
答案 AC
6.(2023湖北八市高三联考,9)(多选)为建设美丽乡村,某地兴建的小型水电站交流发电机输出功率为P,输电线总电阻为R线,升压变压器、降压变压器均为理想变压器。如图所示为发电站为用户供电的电路图。下列说法正确的是( )
A.I线= B.I线=
C.I线= D.用户增多时,I线变小
答案 BC
7.(2023江西五市高三2月联考,19)(多选)如图所示的理想变压器电路中,电流表、电压表均为理想交流电表,在a、b两端输入正弦交流电压,三个定值电阻R1、R2、R3的阻值相等,变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,则下列说法正确的是( )
A.电流表A1与A2的示数之比为1∶1
B.电压表V1与V2的示数之比为2∶1
C.电阻R1与R2消耗的功率之比为2∶1
D.a、b端的输入功率与副线圈的输出功率之比为3∶2
答案 AD
8.(2023湖北部分市州高三1月联合调研,10)(多选)如图所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,交流电的输入电压U不变,电路中三个电阻的阻值均为R0。开关K断开时,理想交流电压表V1、V2的示数分别为U1、U2。开关K闭合后,V1示数变化了ΔU1,V2示数变化了ΔU2。下列说法正确的是( )
A.=2
B.ΔU1>0,ΔU2<0
C.=
D.K闭合后,电路总功率变为原来的2倍
答案 AC
题型方法
方法1 含变压器电路的动态分析方法
1.(2021湖南,6,4分)如图,理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交变电源,灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻R0的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中,两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内,下列说法正确的是( )
A.L1先变暗后变亮,L2一直变亮
B.L1先变亮后变暗,L2一直变亮
C.L1先变暗后变亮,L2先变亮后变暗
D.L1先变亮后变暗,L2先变亮后变暗
答案 A
2.(2020北京,9,3分)如图所示,理想变压器原线圈接在u=Um sin(ωt+φ)的交流电源上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内电阻影响。闭合开关S后( )
A.电流表A2的示数减小
B.电压表V1的示数减小
C.电压表V2的示数不变
D.电流表A1的示数不变
答案 A
3.(2021湖北,6,4分)如图所示,理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电,副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻,在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中( )
A.电流表A1示数减小
B.电流表A2示数增大
C.原线圈输入功率先增大后减小
D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大
答案 A
方法2 远距离输电问题的解法
1.(2021福建,3,4分)某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示,图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器,所有电表视为理想电表,不考虑变压器的输入电压随负载变化,则当住户使用的用电器增加时,图中各电表的示数变化情况是( )
A.A1 增大,V2不变,V3增大
B.A1增大,V2减小,V3增大
C.A2增大,V2增大,V3减小
D.A2增大,V2不变,V3减小
答案 D
2.(2020课标Ⅱ,19,6分)(多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为ΔP,到达B处时电压下降了ΔU。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1 100 kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为ΔP',到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因素的影响,则( )
A.ΔP'=ΔP
B.ΔP'=ΔP
C.ΔU'=ΔU
D.ΔU'=ΔU
答案 AD
精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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