《（新課標Ⅱ）2019版高考物理一輪復習 專題十二 交變電流課件.ppt》由會員分享，可在線閱讀，更多相關《（新課標Ⅱ）2019版高考物理一輪復習 專題十二 交變電流課件.ppt（77頁珍藏版）》請在裝配圖網(wǎng)上搜索。

1、專題十二交變電流,高考物理 (課標專用),考點一交變電流的產(chǎn)生和描述 1.(2018課標,16,6分)一電阻接到方波交流電源上,在一個周期內(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(),五年高考,A組 統(tǒng)一命題課標卷題組,A.1B.1 C.12D.21,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D正確。,易錯點撥 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 在該關系。,,2.(2016課標,2

2、1,6分)(多選)如圖,M為半圓形導線框,圓心為OM;N是圓心角為直角的扇形導線框,圓心為ON;兩導線框在同一豎直面(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磁場,磁場方向垂直于紙面?，F(xiàn)使線框M、N在t=0時從圖示位置開始,分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸,以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動,則() A.兩導線框中均會產(chǎn)生正弦交流電 B.兩導線框中感應電流的周期都等于T C.在t=時,兩導線框中產(chǎn)生的感應電動勢相等,D.兩導線框的電阻相等時,兩導線框中感應電流的有效值也相等,答案BC本題中導線框的半徑旋轉(zhuǎn)切割磁感線時產(chǎn)生大小不變的感應電流,故A項錯誤;兩導線框產(chǎn)生的感應電流的周

3、期與線框轉(zhuǎn)動周期相同,B項正確;在t=時,兩導線框切割磁感線 的導線長度相同,且切割速度大小相等,故產(chǎn)生的感應電動勢相等,均為E=BR2,C項正確;兩 導線框中感應電流隨時間變化的圖像如圖所示,故兩導線框中感應電流的有效值不相等,D項錯誤。,疑難突破 設M導線框中的電流有效值為IM,則rT=2r,得IM=;設N導線框中 電流有效值為IN,則rT=2r,得IN=,故IM=IN。,考查點 交變電流的產(chǎn)生,解題關鍵確定轉(zhuǎn)動過程中哪一部分是電源。 畫出i-t圖像。,考點二變壓器、遠距離輸電 3.(2016課標,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、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。當開關S 斷開時,電流表的示數(shù)為I;當S閉合時,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設原、副線圈匝數(shù)比為n,根據(jù)能量守恒,當S斷開時,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);當S閉合時,4UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,聯(lián)立解得n=3,所以B正確。,,4.(2015課標,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。設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原

5、、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A正確。,考查點 變壓器,易錯警示原線圈兩端的電壓U1=220 V-IR,而不是IR或220 V。,,考

6、點一交變電流的產(chǎn)生和描述 1.(2015四川理綜,4,6分)小型手搖發(fā)電機線圈共N匝,每匝可簡化為矩形線圈abcd,磁極間的磁場視為勻強磁場,方向垂直于線圈中心軸OO,線圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動,如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應電動勢的最大值都為e0,不計線圈電阻,則發(fā)電機輸出電壓(),B組自主命題省(區(qū)、市)卷題組,A.峰值是e0B.峰值是2e0 C.有效值是 Ne0D.有效值是 Ne0,答案 D發(fā)電機輸出電壓峰值是2Ne0,A、B錯誤;有效值是2Ne0=Ne0,C錯誤,D正確。,,考點二變壓器、遠距離輸電 2.(2018天津理綜,4,6分)教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機

7、(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B正確;R消耗的功率P= ,故R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?選項A錯誤;由P入=P出得,U1I1=,故I1變

8、為原來的,即電流表 讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?選項C錯誤;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D錯誤。,3.(2018江蘇單科,2,3分)采用220 kV高壓向遠方的城市輸電。當輸送功率一定時,為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,輸電電壓應變?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。因為P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項正確。,,規(guī)律總結(jié)輸電線路功率損失的計算方法 (1)P損=P送-P,P送為輸送的功率,P為用戶得到的功率。 (2

9、)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。,,4.(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

10、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項正確,C項錯誤;原線圈輸入功率P1=U1I1=220 W,A項錯誤;交流電的周期T== s=0.02 s,D項錯誤。,5.(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線圈,將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動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,c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中() A.U2U1,U2降低B.U2U1,U2升高 C.

11、U2

12、cd的方向滑動,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A、B均錯誤;I1、I2增加,則副線圈電路中總電阻減小,故變阻器滑片應沿cd方向滑動,選項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)滑動變阻器前I1n1=I2n2,調(diào)節(jié)滑動變阻器后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C錯誤。,7.(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

13、線圈電路中固定電阻的阻值為R0,負載電阻的阻值R=11R0,是理想電壓表?，F(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R=5R0,保持變壓器輸入電流不變,此時電壓 表的讀數(shù)為5.0 V,則() A.此時原線圈兩端電壓的最大值約為34 V B.此時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R=5R0時,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錯誤。因I入I出=n2n1不變,故輸入電流不變

14、時輸出電流也不變,當負載由R=11R0變?yōu)镽=5R0時,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錯誤,D正確。,8.(2015天津理綜,6,6分)(多選)如圖所示,理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表,副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié),在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R,P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電,則() A.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變大 B.保持Q的位置不動,將P向上滑動時,電流表讀數(shù)變小 C.保持P的位置不

15、動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變大 D.保持P的位置不動,將Q向上滑動時,電流表讀數(shù)變小,答案BC保持Q位置不動,則副線圈兩端電壓U2不變,P向上滑動,則R增大,副線圈電流I2減小,由P1=UI1=U2I2,可知I1減小,電流表讀數(shù)減小,A錯誤,B正確。保持P位置不動,則R不變,Q向上滑動,n2變大,根據(jù)=得,U2=U,則U2增大,由I2=,知I2增大,由UI1=U2I2,U不變,知I1增大, 電流表讀數(shù)變大,所以C正確,D錯誤。故選B、C。,9.(2014廣東理綜,19,6分)(多選)如圖所示的電路中,P為滑動變阻器的滑片,保持理想變壓器的輸入電壓U1不變,閉合開關S,下列說法正確的是()

16、A.P向下滑動時,燈L變亮 B.P向下滑動時,變壓器的輸出電壓不變 C.P向上滑動時,變壓器的輸入電流變小 D.P向上滑動時,變壓器的輸出功率變大,答案BD對于理想變壓器U2=U1,U1不變則U2不變,與調(diào)節(jié)P無關,故B正確。又UL=U2,所以 燈的亮度不變,A錯。P向上滑動時RP減小,則R總減小,P出=增大,P入=P出=U1I1,所以I1增大,可知 C錯誤,D正確。,10.(2014四川理綜,1,6分)如圖所示,甲是遠距離輸電線路的示意圖,乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖像,則() A.用戶用電器上交流電的頻率是100 Hz B.發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500 V C.輸電線的電流只由

17、降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D.當用戶用電器的總電阻增大時,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錯誤。發(fā)電機輸出交流電 的電壓最大值為Um=500 V,故有效值U==250 V,B錯誤。輸電線電流I線=,可見I線 與R線及用戶電路有關,C錯誤。當用戶用電器總電阻增大時,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。,考點一交變電流的產(chǎn)生和描述 1.(2014天津理綜,7,6分)(多選)如圖1所示,在勻強磁場中,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,產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖2中曲

18、線a、b所示,則() A.兩次t=0時刻線圈平面均與中性面重合 B.曲線a、b對應的線圈轉(zhuǎn)速之比為23 C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25 Hz,C組教師專用題組,D.曲線b表示的交變電動勢有效值為10 V,答案AC由題圖2知t=0時兩次轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的瞬時電動勢都等于零,故A正確。由圖2知兩次轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的周期之比TaTb=23,再由周期與轉(zhuǎn)速的關系n=得nanb=32,故 B錯誤。因Ta=410-2 s,故fa==25 Hz,C正確。因Ema=15 V,而Em=NBS=,故Emb=Ema=1 0 V,Eb==5 V,D錯誤。,評析本題考查了交變電動勢的產(chǎn)生及描述,涉及交變電動勢的四值

19、及其圖像。條件設置較為隱蔽,陷阱設置比較巧妙,對考生的分析能力要求較高,試題難度中等。,,2.(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載供電,變壓器輸出電壓是110 V,通過負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.負載電流的函數(shù)表達式i=0.05 sin (100t+) A,答案A由題圖可知通過負載的電流最大值為Im=0.05 A,周期T=0.02 s,故電流的函數(shù)表達式i=Im sin t=0.05 sin 100t A,D錯誤;理想變壓器電壓比等于匝數(shù)比,即n

20、1n2=U1U2=21,C 錯誤;輸出電壓U2=110 V,其最大值U2m=U2=110 V,B錯誤;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。,3.(2013福建理綜,15,6分)如圖,實驗室一臺手搖交流發(fā)電機,內(nèi)阻r=1.0 ,外接R=9.0 的電阻。閉合開關S,當發(fā)電機轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動時,產(chǎn)生的電動勢e=10 sin 10t(V),則( ) A.該交變電流的頻率為10 Hz B.該電動勢的有效值為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,答案D由交變電流電動勢的表達式e=10 sin

21、10t(V)=Em sin t可知,該交變電流的頻率 為f== Hz=5 Hz,A錯誤。該交變電流電動勢的有效值E== V=10 V,B錯誤。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 錯誤,D正確。,4.(2013海南單科,3,3分)通過一阻值R=100 的電阻的交變電流如圖所示,其周期為1 s。電阻兩端電壓的有效值為() A.12 VB.4 V C.15 VD.8 V,答案B由有效值定義可得1 s=(0.1 A)2R0.4 s2+(0.2 A)2R0.1 s2,其中R=100 ,可 得U=4 V,B正確。,,考點二變壓器、

22、遠距離輸電 5.(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:==,因為n2

23、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12B.副線圈輸出功率比為21 C.副線圈的接入匝數(shù)比為21D.原線圈輸入功率比為12,答案C電阻絲的阻值R可認為不變,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錯誤;再由P2=I2U2或P2=可知副線圈的輸 出功率之比應為41,B錯誤;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錯誤;因原線圈的輸入電壓U1、匝數(shù)n1恒定,故由電壓關系=可知副線圈 的接入匝數(shù)比為21,C正確。,7.(2015江蘇單科,1,3分)一電器中的變壓器可視為理

24、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B正確。,,8.(2014浙江理綜,15,6分)如圖所示為遠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

25、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。理想變壓器的輸入功率P=U1I1=UI1-r,C錯。輸電線路上損失 的電功率為P=r=I1U-I1U1,D錯。,,9.(2014福建理綜,16,6分)圖為模擬遠距離輸電實驗電路圖,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A、B端接入低壓交流電源時() 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

26、-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

27、,4分)(多選)如圖所示,理想變壓器原線圈接有交流電源,當副線圈上的滑片P處于圖示位置時,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PB.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P,變壓器副線圈電壓降低,燈泡變暗,A錯誤;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錯誤。,,11.(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=1

28、2 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項錯 誤。U1==12 V,U2=U1=6 V,B項錯誤。I2==1 A,C項錯誤。P1=P2=U2I2=6 W,D項正確。,,考點一交變電流的產(chǎn)生和描述 1.(2018甘肅蘭州一診,19)(多選)理想電壓表和理想電流表與兩個相同的燈泡連成如圖甲所示的電路,接在正弦交變電源上,每個燈泡的電阻R=110 。圖乙是交變電源輸出電壓u隨時間

29、t變化的圖像,則下列選項正確的是() A.電流表讀數(shù)是1 A B.電壓表讀數(shù)是311 V C.每個燈泡兩端的電壓隨時間變化的規(guī)律是UR=311 cos 100t(V) D.通過每個燈泡的電流隨時間變化的規(guī)律是i= cos 100t(A),A組 20162018年高考模擬基礎題組,三年模擬,答案AD由題圖乙知輸出電壓最大值為311 V,則有效值為220 V,故電壓表示數(shù)應為220 V,電流I=U/2R= A=1 A,即電流表示數(shù)為1 A,故A正確,B錯誤;燈泡電阻相同,故其兩端電壓 相等,每只燈泡兩端電壓為輸出電壓的一半,而每只燈泡兩端電壓的變化周期與輸出電壓相同,所以燈泡兩端電壓隨時間變化的規(guī)

30、律為UR=155.5 cos 100t (V),故C錯誤;根據(jù)i=E/R得,電路最大電流為imax= A= A,故電流i= cos 100t(A),故D正確。故選A、D。,考查點 交流電的描述,溫馨提示 電壓表與電流表所測得的電壓值和電流值都為有效值,有效值=,串聯(lián)電路 中電流處處相等,電壓之比等于各電阻的阻值之比。,,2.(2017甘肅張掖三診,6)(多選)圖甲為風力發(fā)電的簡易模型。在風力作用下,風葉帶動與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動,磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連。在某一風速時,傳感器顯示如圖乙所示,則() A.磁鐵的轉(zhuǎn)速為10 r/s B.線圈兩端電壓的有效值為6 V,C.交流電壓的表達式為u=1

31、2 sin 5t V D.該交流電可以直接加在擊穿電壓為9 V的電容器上,答案BC電流的周期為T=0.4 s,故磁體的轉(zhuǎn)速為n= r/s=2.5 r/s,故A錯誤;通過乙圖可知電 壓的最大值為12 V,故有效值U== V=6 V,故B正確;周期T=0.4 s,故== rad/s=5 rad/s,故電壓的表達式為u=12 sin 5t V,故C正確;交流電的最大值大于電容器的擊穿電壓,故不能把該交流電直接加在擊穿電壓為9 V的電容器上,故D錯誤。,考查點 交流電的描述,溫馨提示 電容器的擊穿電壓應為交流電的最大值。,,3.(2018吉林三調(diào),8)(多選)如圖所示,n匝矩形閉合導線框ABCD處于磁

32、感應強度大小為B的水平勻強磁場中,線框面積為S,電阻為r。線框繞垂直于磁場的軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動,并與理想變壓器原線圈相連,原副線圈匝數(shù)之比為21,變壓器副線圈接入一只額定電壓為U、電阻為R的燈泡,燈泡正常發(fā)光。從線框通過中性面開始計時,下列說法正確的是() A.勻速轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線框的磁通量變化率最大值為BS B.燈泡中的電流方向每秒改變次 C.線框中產(chǎn)生的感應電流表達式為i= sin t(A),D.變壓器原線圈兩端電壓最大值為nBS,答案AC根據(jù)Em=n=nBS,則=BS,則勻速轉(zhuǎn)動過程中穿過每匝線框的磁通量變化 率最大值為BS,選項A正確;頻率f=,則燈泡中的電流方向每秒改變次,選

33、項B錯誤;變壓器 副線圈電流I2=,則原線圈電流為I1=,原線圈電流最大值為Im==,則線框中產(chǎn)生 的感應電流表達式為i= sin t(A),選項C正確;由于線圈有內(nèi)阻,則變壓器原線圈兩端電壓 最大值小于nBS,選項D錯誤;故選A、C。,考查點 交流電的描述,溫馨提示 線圈有內(nèi)阻會影響輸出電壓的大小哦!,,4.(2018海南華僑中學月考,2)一根電阻絲接入220 V的直流電路中,1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q,同樣的電阻絲接入正弦交流電路中,2 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量也是Q,則該正弦交流電路的電壓最大值為() A.310 VB.220 VC.155.5 VD.110 V,答案B設正弦交流電電壓有效值為

34、U2 對于恒定電流:Q=t1 對于正弦交變電流:Q=t2 由聯(lián)立得:U2=110 V 該正弦交流電路的電壓最大值為:Um=U2=220 V,故選B。,,考點二變壓器、遠距離輸電 5.(2018遼寧丹東一模,18)如圖所示的電路中,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1n2=111,原線圈接u=220 sin 100t(V)的交流電,電阻R1=2R2=10 ,D1、D2均為理想二極管(正向電阻為 零,反向電阻為無窮大),則副線圈電路中理想交流電流表的讀數(shù)為() A.3 AB.2 AC. AD. A,答案A由表達式知原線圈電壓有效值為200 V,根據(jù)=,得副線圈兩端的電壓為U2=U1 =220 V=20

35、 V,因為二極管具有單向?qū)щ娦?電阻R1、R2中半個周期有電流,半個周期電流 為0,I1==2 A,I2==4 A;根據(jù)電流的熱效應有:U2IT=R1+R2,解得I=3 A,即電流表的 讀數(shù)為3 A,故選A。,溫馨提示 根據(jù)原線圈所接交流電瞬時值表達式可以求得輸出電壓的有效值、周期和頻率等,再根據(jù)原副線圈電壓與匝數(shù)成正比和二極管的特點即可求得電流,根據(jù)電流熱效應求得電流表的讀數(shù)。,考查點 變壓器,,6.(2018遼寧鞍山一中四模,4)如圖所示為向額定電壓為220 V的用戶供電的遠距離輸電的示意圖,已知輸入原線圈兩端的電壓U1=500 V,發(fā)電機的輸出功率P=50 kW,輸電線的電阻R=3 ,輸

36、電線上損失的功率為輸送功率的0.6%。如果圖中的升壓變壓器以及降壓變壓器均為理想的變壓器。則下列正確的是() A.n3n4=251 B.n1n2=110 C.流過輸電線的電流大小為100 A D.降壓變壓器原線圈兩端的電壓為4 700 V,答案B輸電線上的電流I2== A=10 A,升壓變壓器副線圈電壓U2= = V=5 000 V,則===,故B正確,C錯誤;降壓變壓器的原線圈電壓:U3=U2-I 2R=5 000 V-103 V=4 970 V,則===,選項A、D錯誤;故選B。,考查點 遠距離輸電,答題指導 解決本題的關鍵是知道變壓器原副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比,知道升壓變壓器的輸出電壓

37、與降壓變壓器的輸入電壓的關系。,,7.(2018寧夏石嘴山4月一模,6)如圖所示,邊長為L、匝數(shù)為N,電阻不計的正方形線圈abcd在磁感應強度為B的勻強磁場中繞軸OO轉(zhuǎn)動,軸OO垂直于磁感線,在線圈外有一含理想變壓器的電路,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2,保持線圈以恒定的角速度轉(zhuǎn)動,下列判斷正確的是() A.當滑動變阻器R的滑片P向上滑動時,電壓表V2的示數(shù)變大 B.在圖示位置時線圈中磁通量為零,感應電動勢最大 C.電壓表V1的示數(shù)等于NBL2,D.變壓器的輸入功率與輸出功率之比為12,答案B電壓表V2測量的是副線圈兩端的電壓,副線圈兩端電壓由原線圈兩端電壓決定,與負載電阻無關,A錯誤

38、;當線圈轉(zhuǎn)到題圖所示位置時,穿過線圈的磁通量為零,但磁通量變化率最大,線圈中產(chǎn)生的感應電動勢最大,B正確;電壓表V1的示數(shù)為有效值,U==,C錯誤;理 想變壓器輸入功率等于輸出功率,D錯誤。,考查點交流電的描述、變壓器,溫馨提示 理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數(shù)比;電壓表的讀數(shù)為有效值;輸出電壓由輸入電壓及線圈的匝數(shù)之比決定;理想變壓器的輸入功率等于輸出功率。,,8.2017第二次全國大聯(lián)考(課標),19(多選)每到夜深人靜的時候我們就會發(fā)現(xiàn)燈泡比睡覺前要亮,其原因在于大家都在用電時,用電器較多,利用如圖模擬輸電線路,開關的閉合或者斷開模擬用戶的變化,原線圈輸入50 Hz和220 V交流電,則

39、下列分析正確的是() A.定值電阻相當于輸電線電阻B.開關閉合,燈泡L1兩端電壓升高,C.開關閉合,原線圈輸入功率增大D.開關斷開,副線圈電壓增大,答案AC由于原副線圈匝數(shù)比不變,原線圈輸入電壓也不變,所以副線圈電壓不會變化,選項D錯。定值電阻實際可等效為輸電線的電阻,選項A對。開關閉合,副線圈總電阻變小,總電流變大,定值電阻分壓增大,并聯(lián)電壓變小,即燈泡L1兩端電壓減小,選項B錯。副線圈電壓不變,電流增大,副線圈電功率增大,根據(jù)能量守恒,原線圈電功率也增大,選項C對。,考查點 理想變壓器、串并聯(lián)電路,解題關鍵 理解用戶越多,并聯(lián)支路越多,總電阻越小,總電流越大。,易錯警示 常有學生利用“=”

40、得出“原副線圈電流變化情況相反”的錯誤結(jié)論,其 實I1與I2是正比關系。,,9.2017吉林長春質(zhì)量監(jiān)測(三),17如圖所示,一個理想變壓器原線圈的匝數(shù)為50匝,副線圈的匝數(shù)為100匝,原線圈兩端接在光滑的水平平行導軌上,導軌的間距為0.4 m。導軌上垂直于導軌放置一長度略大于導軌間距的導體棒,導軌與導體棒的電阻忽略不計,副線圈回路中的電阻R1=5 ,R2=15 ,圖中交流電壓表為理想電壓表,導軌所在空間有垂直于導軌平面、磁感應強度大小為1 T的勻強磁場。導體棒在水平外力的作用下運動,其速度隨時間變化的關系式為:v=5 sin 10t(m/s),則下列說法中正確的是() A.R1的功率為0.2

41、 WB.電壓表的示數(shù)為5 V,C.水平外力為恒力 D.變壓器鐵芯中磁通量變化率的最大值為0.04 Wb/s,答案D導體棒兩端瞬時電動勢表達式e=BLv=2 sin 10t(V),其有效值E== V,對變壓 器有=,所以電壓表示數(shù)即輸出電壓有效值U2=2 V,選項B錯誤;輸出電流I== A,電阻R1上消耗的功率P1=I2R1=0.1 W,選項A錯誤;由導體棒的速度隨時間變化的關系式可知,導體棒在做往復性運動,故水平外力方向必然發(fā)生變化,不可能是恒力,選項C錯誤;副線圈電壓的最大值為4 V,由法拉第電磁感應定律E=n可知,通過線圈電壓的最大值可求出鐵芯中磁 通量變化率的最大值==0.04 Wb/s

42、,選項D正確。,1.(2018陜西咸陽一模,5)圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n1n2=51,電阻R=20 ,L1、L2為規(guī)格相同的兩只燈泡,S1為單刀雙擲開關,原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示,現(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時L2正常發(fā)光,下列說法正確的是() A.輸入電壓u的表達式為u=20 sin(50t)V B.只斷開S1后,L1、L2均正常發(fā)光 C.只斷開S2后,原線圈的輸入功率增大 D.若S1換接到2,R消耗的電功率為0.8 W,B組20162018年高考模擬綜合題組 （時間:30分鐘分值:42分） 一、選擇題(每題6分,共42分),答案D周期是0.

43、02 s,則有==100 rad/s,所以輸入電壓u的表達式應為u=20 sin(100 t) V,A錯誤;只斷開S1,L1、L2的電路都被斷開,則L1、L2均不能正常發(fā)光,B錯誤;只斷開S2后,負載電阻變大,原副線圈電流變小,原線圈的輸入功率減小,C錯誤;若S1換接到2,電阻R兩端電壓有效值為4 V,R消耗的電功率為P== W=0.8 W,D正確;故選D。,考查點 變壓器、交流電的描述,答題指導 根據(jù)原副線圈電壓與匝數(shù)成正比,原副線圈電流與匝數(shù)成反比,變壓器的輸入功率和輸出功率相等,逐項分析即可得出結(jié)論。,,2.(2018黑龍江齊齊哈爾一模,4)如圖所示的理想變壓器電路中,變壓器原副線圈的匝

44、數(shù)比為12,在a、b端輸入正弦交流電壓U,甲、乙、丙三個燈泡均能正常發(fā)光,且三個燈泡的額定功率相等,則下列說法正確的是() A.乙燈泡的額定電流最大 B.甲燈的額定電壓為U C.丙燈的電阻最小 D.甲燈泡的額定電流最小,答案B設原線圈中電流為I1,根據(jù)原副線圈電流與匝數(shù)成反比可知,副線圈中的電流為I1, 即丙燈泡的額定電流為I1,設原線圈兩端的電壓為U1,則副線圈兩端的電壓為2U1,由于三個燈 泡的額定功率相等,則U甲(I乙+I1)=U1I乙=U1I1,可見乙燈的額定電流為I1,甲燈的額定電流為I甲=I乙+I1=2I1,A錯誤; 丙燈的額定電流最小,D錯誤;U甲=U1=U,B正確;由電阻定義式

45、R甲==,R乙 =,R丙==,C錯誤;故選B。,考查點 變壓器,解題關鍵 解答本題關鍵是知道變壓器原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比,在只有一個副線圈的情況下原副線圈電流之比等于匝數(shù)的反比,知道理想變壓器的輸出功率決定輸入功率且兩者相等。,,3.(2018寧夏吳忠聯(lián)考,4)在圖1所示的電路中,理想變壓器原副線圈匝數(shù)比為51,兩電表均為理想電表,R為可變電阻,在變壓器的原線圈接入如圖2所示的電壓,下列說法中正確的是() 圖1圖2 A.變壓器輸入電壓的有效值為220 V B.R減小時電流表示數(shù)增大 C.R減小時電壓表示數(shù)減小 D.電壓表的示數(shù)為44 V,答案B設將此電壓加在阻值為R1的電阻上,電壓的最

46、大值為Um,電壓的有效值為U, =T,代入數(shù)據(jù)解得U=110 V,故A錯誤;R減小時,由于電壓不變,所以副線圈電流增大,則 原線圈電流增大,電流表示數(shù)增大,故B正確,C錯誤;變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)成正比,所以變壓器原、副線圈電壓之比是51,所以電壓表的示數(shù)為22 V,故D錯誤。,考查點 交流電的有效值、變壓器,答題指導 根據(jù)電流的熱效應,求解電壓的有效值;根據(jù)圖像準確找出已知量,是對學生認圖的基本要求;準確掌握理想變壓器的特點及電壓、電流與匝數(shù)的關系,是解題的關鍵。,,4.(2017江蘇無錫期末,3)如圖,交流電源的電動勢有效值與直流電源的電動勢相等,兩電源的內(nèi)阻均可忽略,三個燈泡是完全相

47、同的,分別與定值電阻、電感器和電容器相接。當S接1時三個燈泡的亮度相同,那么S接2時() A.三個燈泡亮度相同 B.甲燈比乙燈亮,丙燈不亮 C.甲燈比乙燈暗,丙燈不亮 D.甲燈和乙燈亮度相同,丙燈不亮,溫馨提示 當交流電源電動勢有效值與直流電源電動勢相等時,對電阻R來說,熱效應相同。,解題關鍵 理解線圈“通直流,阻交流;通低頻,阻高頻”。理解電容器“通交流,隔直流;通高頻,阻低頻”。,答案C電容器接直流電時,電容器斷路,丙燈不亮;電感器接直流電時不再有感抗,乙燈比甲燈亮,選項C正確。,,5.(2017黑龍江雞西虎林高中3月模擬,5)某同學模擬“遠距離輸電”,將實驗室提供的器材連接成如圖所示電路

48、,A、B為理想變壓器,燈L1、L2相同且阻值不變。保持A的輸入電壓不變,開關S斷開時,燈L1正常發(fā)光,則() A.僅閉合S,L1變亮 B.僅閉合S,A的輸入功率變小 C.僅將滑片P上移,L1變亮 D.僅將滑片P上移,A的輸入功率變小,答案D閉合S,則消耗功率增大,B副線圈中電流增大,B原線圈電流也增大,則R上損失的電壓和功率增大,則B輸入電壓UB1=UA2-IR減小,燈泡兩端電壓UB2減小,故燈泡會變暗,故A錯誤;由以上分析知A的輸入電流增大,電壓不變,根據(jù)P=UI知輸入功率增大,故B錯誤;僅將滑片P上移,A副線圈匝數(shù)減小,則輸出電壓減小,B的輸入電壓減小,燈泡電壓也減小,故L1變暗,消耗功率

49、減小,則A輸入功率減小,故C錯誤、D正確;故選D。,解題關鍵清楚理想變壓器的輸入功率由輸出功率決定。理解變壓器輸出電壓由輸入電壓決定。,,6.(2016陜西西安一中一模,19)如圖所示,匝數(shù)為50匝的矩形閉合導線框ABCD處于磁感應強度大小B= T的水平勻強磁場中,線框面積S=0.5 m2,線框電阻不計。線框繞垂直于磁場的軸 OO以角速度=100 rad/s勻速轉(zhuǎn)動,并與理想變壓器原線圈相連,副線圈接入一只“220 V,60 W”的燈泡,且燈泡正常發(fā)光,熔斷器允許通過的最大電流為10 A,下列說法正確的是() A.在圖示位置線框中產(chǎn)生的感應電動勢最大 B.線框中產(chǎn)生的感應電動勢的有效值為250

50、 V C.變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2522,D.允許變壓器輸出的最大功率為1 000 W,答案C由圖可知,此時線框和磁場垂直,穿過線框的磁通量最大,感應電動勢為0,所以A錯誤。矩形閉合導線框ABCD在磁場中轉(zhuǎn)動,產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為:Em=nBS=50 0.5100 V=250 V,故有效值為250 V,故B錯誤。由于電壓與匝數(shù)成正比,因此變壓器原、副 線圈匝數(shù)之比為:250220=2522,故C正確。由于熔斷器允許通過的最大電流為10 A,因此允許變壓器輸出的最大功率為P=UI=25010 W=2 500 W,故D錯誤。故選C。,考查點 交變電流的產(chǎn)生、變壓器,解題關鍵 正確寫出產(chǎn)生

51、的交變電流的瞬時值表達式E=nBS sin t,Em=nBS,t=0時,E=0,處于圖示中性面。 理解熔斷器允許通過的最大電流是指有效值。,,7.(2016重慶南開中學3月模擬,16)如圖所示,MN和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導軌,金屬棒ab垂直于導軌放置且與導軌接觸良好。N、Q端接變壓器的原線圈,變壓器的輸出端有三個副線圈,分別接有電阻元件R、電感元件L和電容元件C。在水平金屬導軌之間加豎直向下的勻強磁場,則下列判斷中正確的是() A.只要ab棒運動,三個副線圈中都有電流 B.若ab棒向右勻速運動,R中有電流 C.若ab棒運動的速度按正弦規(guī)律變化,則三個副線圈中都有電流,D.

52、若ab棒向左勻加速運動,則三個副線圈中都有電流,答案C在ab棒勻速運動過程中,由E=BLv知ab棒產(chǎn)生恒定的感應電動勢,原線圈中通過恒定的電流,形成恒定的磁場,穿過右側(cè)的三個副線圈的磁通量不變,沒有感應電動勢產(chǎn)生,三個副線圈均無電流,選項A、B錯誤。ab棒運動速度按正弦規(guī)律變化,原線圈中的電流為正弦式交變電流,副線圈中產(chǎn)生交變電流,電阻元件、電感元件與電容元件均能通過交變電流,選項C正確。若ab棒勻加速運動,原線圈中感應電流均勻增大,穿過副線圈的磁通量均勻增大,副線圈中產(chǎn)生恒定的感應電動勢,由于電容器有隔直流的特性,IC=0,因此選項D錯誤。故選C。,易錯警示電容器通交流隔直流。,,C組教師專

53、用題組 (2018寧夏銀川一中二模,6)(多選)如圖所示,一臺理想變壓器的原副線圈匝數(shù)比為21,原線圈電路中串聯(lián)了一只燈泡A,副線圈電路中并聯(lián)了三只燈泡B、C和D。這四只燈泡完全相同,且電阻保持恒定,則下列選項中正確的是() A.若A正常發(fā)光,B、C和D也一定正常發(fā)光 B.若A正常發(fā)光,B、C和D一定比A亮,C.若A正常發(fā)光,且消耗功率為P,則B消耗的功率一定為P D.若A正常發(fā)光且兩端電壓為U,則電壓表V的示數(shù)為U,答案CD若A正常發(fā)光,則I1=IL,根據(jù)原副線圈電流與匝數(shù)成反比知I2=2IL,副線圈中通過每個燈泡的電流為,則B、C、D一定比A暗,故A、B錯誤;根據(jù)P=I2R=R=P可知C正確; 若A正常發(fā)光且兩端電壓為U,則I1=,I2=,輸入電壓U0=U+U1=U+2U2=U+R=U+= ,故D正確。,,,