2022年高考物理一輪復習專題12交變電流課件

專題十二交變電流考點1交變電流的產(chǎn)生及其描述真題分層1基礎題組1.[2018海南·7,5分,難度★★☆☆☆](多選)如圖,在磁感應強度大小為B的勻強磁場中,有一面積為S的矩形單匝閉合導線abcd,ab邊與磁場方向垂直,線框的電阻為R.使線框以恒定角速度ω繞過ad、bc中點的軸旋轉(zhuǎn).下列說法正確的是(

)

A.線框abcd中感應電動勢的最大值是BSωB.線框abcd中感應電動勢的有效值是BSωC.線框平面與磁場方向平行時,流經(jīng)線框的電流最大D.線框平面與磁場方向垂直時,流經(jīng)線框的電流最大題組1交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律答案

2.[2017天津·6,6分,難度★★★☆☆](多選)

在勻強磁場中,一個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,穿過該線圈的磁通量隨時間按圖示正弦規(guī)律變化.設線圈總電阻為2Ω,則(

)A.t=0時,線圈平面平行于磁感線B.t=1s時,線圈中的電流改變方向C.t=1.5s時,線圈中的感應電動勢最大D.一個周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為8π2J題組1交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律題組1交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律答案

題組2描述交變電流的物理量答案

題組2描述交變電流的物理量答案

題組2描述交變電流的物理量答案

【解后反思】

方波中電流的熱效應與電流的方向無關.

題組2描述交變電流的物理量答案

題組2描述交變電流的物理量答案

題組2描述交變電流的物理量答案7.D

【解題思路】

由產(chǎn)生的電動勢可知,該交流電的頻率為5Hz,選項A錯誤;該電動勢的有效值為10V,選項B錯誤;外接電阻R所消耗的電功率為9W,選項C錯誤;電路中交流電流表的示數(shù)為電流的有效值,為1.0A,選項D正確.真題分層2中檔題組

答案

【技巧點撥】

本題主要是考查交流電有效值的計算,解決此類問題的關鍵是掌握有效值的概念,知道有效值的計算方法以及正弦交流電的有效值與峰值的關系.

答案

3.[2014天津·7,6分,難度★★★☆☆](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)生的交變電動勢圖象如圖2中曲線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2∶3C.曲線a表示的交變電動勢頻率為25HzD.曲線b表示的交變電動勢有效值為10V答案

【思路點撥】

本題的難點在于從圖象上并不能直接得出b線對應線圈的感應電動勢最大值,兩個曲線的周期不同是一個重要的隱含條件,尋找兩種轉(zhuǎn)動情況下的相同量,寫出感應電動勢的最大值表達式,由不同的量分析出兩感應電動勢最大值的比值.4.[2013山東·17,5分,難度★★★☆☆](多選)圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖,兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場,?為交流電流表.線圈繞垂直于磁場的水平軸OO'沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動,從圖示位置開始計時,產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖象如圖乙所示.以下判斷正確的是(

)

A.電流表的示數(shù)為10AB.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50πrad/sC.0.01s時線圈平面與磁場方向平行D.0.02s時電阻R中電流的方向自右向左答案

5.[2012安徽·23,16分,難度★★★☆☆]圖1是交流發(fā)電機模型示意圖.在磁感應強度為B的勻強磁場中,有一矩形線圈abcd可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸OO'轉(zhuǎn)動,由線圈引出的導線ae和df分別與兩個跟線圈一起繞OO'轉(zhuǎn)動的金屬圓環(huán)相連接,金屬圓環(huán)又分別與兩個固定的電刷保持滑動接觸,這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動中就可以保持和外電路電阻R形成閉合電路.圖2是線圈的主視圖,導線ab和cd分別用它們的橫截面來表示.已知ab長度為L1,bc長度為L2,線圈以恒定角速度ω逆時針轉(zhuǎn)動.(只考慮單匝線圈)

(1)線圈平面處于中性面位置時開始計時,試推導t時刻整個線圈中的感應電動勢e1的表達式;(2)線圈平面處于與中性面成φ0夾角位置時開始計時,如圖3所示,試寫出t時刻整個線圈中的感應電動勢e2的表達式;(3)若線圈電阻為r,求線圈每轉(zhuǎn)動一周電阻R上產(chǎn)生的焦耳熱.(其他電阻均不計)答案

【規(guī)律總結(jié)】

1.只有當線圈從中性面位置開始計時,電流的瞬時值表達式才是正弦形式.2.注意峰值公式Em=nBSω中的S為有效面積.3.轉(zhuǎn)軸相對線圈的位置改變,或線圈的形狀改變時,電動勢仍可由Em=nBSω計算.考點2變壓器電能的輸送真題分層1基礎題組1.[2019江蘇·1,3分,難度★★☆☆☆]某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶10,當輸入電壓增加20V時,輸出電壓A.降低2V B.增加2VC.降低200V D.增加200V題組1理想變壓器基本關系的應用答案

2.[2016四川·2,6分,難度★★☆☆☆]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題組1理想變壓器基本關系的應用答案

3.[2021廣東·7,4分,難度★★☆☆☆]某同學設計了一個充電裝置,如圖所示.假設永磁鐵的往復運動在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電,周期為0.2s,電壓最大值為0.05V.理想變壓器原線圈接螺線管,副線圈接充電電路,原、副線圈匝數(shù)比為1∶60.下列說法正確的是(

)

A.交流電的頻率為10HzB.副線圈兩端電壓最大值為3VC.變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率題組1理想變壓器基本關系的應用題組1理想變壓器基本關系的應用答案

4.[2016全國Ⅲ·19,6分,難度★★☆☆☆](多選)

如圖,理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b,當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時,兩燈泡均能正常發(fā)光.下列說法正確的是(

)A.原、副線圈匝數(shù)比為9∶1B.原、副線圈匝數(shù)比為1∶9C.此時a和b的電功率之比為9∶1D.此時a和b的電功率之比為1∶9題組1理想變壓器基本關系的應用答案4.AD

【解題思路】

因為兩燈泡額定電壓相同且均正常發(fā)光,且輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍,所以理想變壓器的輸入、輸出電壓比為9∶1,由理想變壓器變壓規(guī)律可知,原、副線圈的匝數(shù)比為9∶1,A項正確,B項錯誤;由理想變壓器變流規(guī)律可知,原、副線圈的電流比為1∶9,由電功率P=UI可知,a和b的電功率之比為1∶9,C項錯誤,D項正確.

題組1理想變壓器基本關系的應用

答案6.[2020江蘇·2,3分,難度★★☆☆☆]

電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器,工作原理如圖所示.其原線圈匝數(shù)較少,串聯(lián)在電路中,副線圈匝數(shù)較多,兩端接在電流表上.則電流互感器(

)A.是一種降壓變壓器B.能測量直流電路的電流C.原、副線圈電流的頻率不同D.副線圈的電流小于原線圈的電流題組2自耦變壓器、互感器答案

7.[2016江蘇·4,3分,難度★★☆☆☆]

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.U2>U1,U2降低

B.U2>U1,U2升高C.U2<U1,U2降低

D.U2<U1,U2升高題組2自耦變壓器、互感器答案

題組3遠距離輸電答案8.C

【解題思路】

設輸送功率為P,則有P=UI,其中U為輸電電壓,I為輸電電流.為使輸電線上損耗的功率減小為原來的四分之一,由P損=I2R(R為輸電線的電阻,恒定不變)可知應使I變?yōu)樵瓉淼亩种?又輸送功率不變,則輸電電壓應變?yōu)樵瓉淼?倍,即440kV,選項C正確.9.[2021江蘇適應性考試·7,4分,難度★★☆☆☆]小明分別按圖1和圖2電路探究遠距離輸電的輸電損耗,將長導線卷成相同的兩卷A、B來模擬輸電線路,忽略導線的自感作用.其中T1為理想升壓變壓器,T2為理想降壓變壓器,兩次實驗中使用的燈泡相同,燈泡的電壓相等.兩次實驗中

(

)A.都接直流電源

B.A兩端的電壓相等C.A損耗的功率相等

D.圖1中A的電流較大題組3遠距離輸電答案9.D【解題思路】題圖2中有變壓器,應采用交流電源,所以A錯誤;由于燈泡兩端的電壓相等,在題圖2中T2是降壓變壓器,有n3I3=n4I4,則I3<I4,即題圖2中通過A的電流小于題圖1中通過A的電流,題圖2中A兩端的電壓小于題圖1中A兩端的電壓,題圖2中A消耗的功率小于題圖1中A消耗的功率,BC錯誤,D正確.

題組3遠距離輸電答案

題組3遠距離輸電答案

題組3遠距離輸電答案

13.[2016年10月浙江·21,節(jié)選,難度★★☆☆☆](多選)如圖所示,在用可拆變壓器“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗中,下列說法正確的是(

)A.用可拆變壓器,能方便地從不同接線柱上選取不同匝數(shù)的線圈B.測量原、副線圈的電壓,可用“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中的直流電壓表C.原線圈接0、8接線柱,副線圈接0、4接線柱,副線圈電壓大于原線圈電壓D.為便于探究,先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變,改變副線圈的匝數(shù),研究其對副線

圈電壓的影響題組4實驗:探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系答案13.AD

【解題思路】

變壓器的輸出電壓與輸入電壓以及原、副線圈匝數(shù)之比都有關,因此需要用可拆卸的變壓器研究,選項AD正確;測量交流電的電壓表只能用交流電壓表,所以選項B錯誤;根據(jù)原、副線圈匝數(shù)之比等于輸入、輸出電壓之比可知,原線圈接0、8,副線圈接0、4,那么副線圈的電壓小于原線圈的電壓,所以C錯誤.14.[2017年4月浙江·21,節(jié)選,難度★★☆☆☆]為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗,必須要選用的是

(多選).

A.有閉合鐵芯的原副線圈B.無鐵芯的原副線圈C.交流電源D.直流電源E.多用電表(交流電壓擋)F.多用電表(交流電流擋)用匝數(shù)na=60和nb=120的變壓器,實驗測量數(shù)據(jù)如下表,

根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是

(選填na或nb).

題組4實驗:探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系Ua/V1.802.803.804.90Ub/V4.006.018.029.98題組4實驗:探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系答案14.【參考答案】

ACE

nb【解題思路】

變壓器的原理是互感現(xiàn)象,原線圈磁場的變化引起副線圈感應電流的變化,如果原線圈接的是直流電源,則副線圈中不會有感應電流產(chǎn)生;題為探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關系,需要測量電壓,所以需要一個測電壓的儀器.所以需要的器材有A有閉合鐵芯的原副線圈,C交流電源,E多用電表交流電壓擋.根據(jù)題意,電壓比與匝數(shù)比不相等,可知該變壓器為非理想變壓器,考慮到漏磁、鐵芯發(fā)熱、導線發(fā)熱等因素,判斷出Ub為原線圈上電壓大小,則nb接的是電源.真題分層2中檔題組1.[2014山東·17,6分,難度★★★☆☆](多選)

如圖,將額定電壓為60V的用電器,通過一理想變壓器接在正弦交變電源上.閉合開關S后,用電器正常工作,交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A.以下判斷正確的是(

)A.變壓器輸入功率為484WB.通過原線圈的電流的有效值為0.6AC.通過副線圈的電流的最大值為2.2AD.變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=11∶3答案

2.[2015廣東·15,4分,難度★★★☆☆]如圖為氣流加熱裝置的示意圖,使用電阻絲加熱導氣管.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220V降至110V,調(diào)節(jié)前后

(

)A.副線圈中的電流比為1∶2B.副線圈輸出功率比為2∶1C.副線圈的接入匝數(shù)比為2∶1D.原線圈輸入功率比為1∶2答案

3.[2020全國Ⅲ·20,6分,難度★★★☆☆](多選)在圖(a)所示的交流電路中,電源電壓的有效值為220V,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1,R1、R2、R3均為固定電阻,R2=10Ω,R3=20Ω,各電表均為理想電表.已知電阻R2中電流i2隨時間t變化的正弦曲線如圖(b)所示.下列說法正確的是(

)

A.所用交流電的頻率為50HzB.電壓表的示數(shù)為100VC.電流表的示數(shù)為1.0AD.變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0W答案【規(guī)律總結(jié)】

關于理想變壓器的幾點:(1)變壓器不能改變直流電壓.(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流,不能改變交變電流的頻率.(3)理想變壓器本身不消耗能量.(4)理想變壓器基本關系中的U1、U2、I1、I2均為有效值.

答案

答案

6.[2015海南·10,5分,難度★★★☆☆](多選)

如圖,一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為4∶1,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,負載電阻的阻值R=11R0,?是理想電壓表.現(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5.0V,則(

)A.此時原線圈兩端電壓的最大值約為34VB.此時原線圈兩端電壓的最大值約為24VC.原線圈兩端原來的電壓有效值約為68VD.原線圈兩端原來的電壓有效值約為48V答案

7.[2020年7月浙江·11,3分,難度★★★☆☆]如圖所示,某小型水電站發(fā)電機的輸出功率P=100kW,發(fā)電機的電壓U1=250V,經(jīng)變壓器升壓后向遠處輸電,輸電線總電阻R線=8Ω,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4=220V.已知輸電線上損失的功率P線=5kW,假設兩個變壓器均是理想變壓器,下列說法正確的是(

)

A.發(fā)電機輸出的電流I1=40AB.輸電線上的電流I線=625AC.降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4=190∶11D.用戶得到的電流I4=455A答案

答案

專項變壓器問題1.[2016全國Ⅰ·16,6分,難度★★★☆☆]

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3Ω、1Ω和4Ω,?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)比值為(

)

A.2 B.3

C.4

D.5題組1電路的動態(tài)分析答案1.B

【解題思路】

設理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比值為k,根據(jù)題述,當開關S斷開時,電流表示數(shù)為I,則由閉合電路歐姆定律得,U=IR1+U1.由變壓公式U1/U2=k及功率關系U1I=U2I2,可得I2/I=k,即副線圈輸出電流為I2=kI,U2=I2(R2+R3)=kI(R2+R3).當開關S閉合時,電流表示數(shù)為4I,則有U=4IR1+U'1.由變壓器公式U'1/U'2=k及功率關系U'1·4I=U'2I'2,可得I'2/(4I)=k,即副線圈輸出電流為I'2=4kI,U'2=I'2R2=4kIR2;聯(lián)立解得k=3,選項B正確.【易錯分析】

此題的易錯點主要有兩處:一是把正弦交流電壓源看作直接接在變壓器原線圈上;二是不能正確運用理想變壓器相關公式及原、副線圈功率關系列出相關方程.2.[2021湖南·6,4分,難度★★★☆☆]如圖,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2,輸入端C、D接入電壓有效值恒定的交變電源,燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同.在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中,兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi),下列說法正確的是(

)A.L1先變暗后變亮,L2一直變亮B.L1先變亮后變暗,L2一直變亮C.L1先變暗后變亮,L2先變亮后變暗D.L1先變亮后變暗,L2先變亮后變暗題組1電路的動態(tài)分析題組1電路的動態(tài)分析答案2.A

【解題思路】

滑動變阻器的滑片從a端滑動到b端的過程中,根據(jù)并聯(lián)電路的知識可知,副線圈所連電路兩個支路的電阻相等時并聯(lián)電路的電阻最大,即副線圈回路中的總電阻先增大后減小,即副線圈回路中的總電流先減小后增大,由n1I1=n2I2可得,原線圈回路中的電流先減小后增大,燈L1先變暗后變亮,L1的分壓先減小后增大,對應原線圈兩端的電壓先增大后減小,副線圈電壓先增大后減小,L2所在支路電阻逐漸減小,故副線圈電壓增大過程中,L2中電流逐漸增大,L2燈變亮,副線圈電壓減小過程,對應L1的電流增大,則副線圈總電流增大,又R0所在支路電阻逐漸增大,則R0支路電流逐漸減小,則L2中電流仍逐漸增大,L2燈變亮.A正確,BCD錯誤.題組1電路的動態(tài)分析答案【思維導圖】3.[2015天津·6,6分,難度★★★☆☆](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)變小題組1電路的動態(tài)分析答案3.BC

【解題思路】

保持Q的位置不動,則副線圈的輸出電壓不變,當P向上滑動時,副線圈電路中的總電阻變大,副線圈中的電流減小,根據(jù)變流比公式可知,原線圈中的電流減小,因此電流表的讀數(shù)變小,A項錯誤,B項正確;保持P的位置不動,副線圈電路中的總電阻不變,當Q向上移時,副線圈的匝數(shù)增多,由變壓比公式可知,副線圈的輸出電壓增大,副線圈中的電流增大,由變流比公式可知,原線圈中的電流增大,電流表讀數(shù)變大,C項正確,D項錯誤.題組1電路的動態(tài)分析

4.[2013江蘇·8,4分,難度★★★☆☆](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的電容題組2含容電路的分析答案4.BC

【解題思路】

向下滑動P時,副線圈的匝數(shù)變少,由變壓比公式可知,副線圈兩端的電壓變小,燈泡變暗,A項錯誤;增大交流電源的電壓,由變壓比公式可知,副線圈兩端的電壓增大,燈泡變亮,B項正確;電壓不變,增大交流電源的頻率,可減小電容器的容抗,電路中的電流變大,燈泡變亮,C項正確;減小電容器的電容,電容器的容抗增大,電路中電流減小,燈泡變暗,D項錯誤.5.[2014課標Ⅱ·21,6分,難度★★★☆☆](多選)

如圖,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表?接正弦交流電源,一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端.假設該二極管的正向電阻為零,反向電阻為無窮大.用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd,則(

)A.Uab∶Ucd=n1∶n2B.增大負載電阻的阻值R,電流表的讀數(shù)變小C.負載電阻的阻值越小,cd間的電壓Ucd越大D.將二極管短路,電流表的讀數(shù)加倍題組3含二極管電路的分析答案

6.[2021河北模擬演練·4,4分,難度★★★☆☆]如圖,理想變壓器原線圈匝數(shù)為n1=1100,接有一阻值為R的電阻,電壓表V1的示數(shù)為110.0V.副線圈上接有一個阻值恒為RL的燈泡,繞過鐵芯的單匝線圈接有一理想電壓表V2,其示數(shù)為0.10V.已知RL∶R=4∶1,則副線圈的匝數(shù)為(

)

A.225 B.550

C.2200 D.4400題組4多個副線圈電路的分析

答案

題組4多個副線圈電路的分析題組4多個副線圈電路的分析答案

【易錯辨析】

變壓器原理中,對于一個原線圈一個副線圈的情況,才有電流比等于匝數(shù)比的反比,而對于一個原線圈、多個副線圈來說,電流比等于匝數(shù)比的反比是不成立的.變壓器的輸入功率和輸出功率相等、匝數(shù)比等于電壓比是解決問題的根本.易錯疑難集訓

易錯點1對交流電的產(chǎn)生理解不清易錯點1對交流電的產(chǎn)生理解不清答案

易錯點2對變壓器原副線圈的電壓、電流等物理量之間的關系認識不清答案

【易錯警示】

解答時要注意原線圈回路中有電阻R,原線圈輸入電壓要小于220V.

易錯點2對變壓器原副線圈的電壓、電流等物理量之間的關系認識不清易錯點2對變壓器原副線圈的電壓、電流等物理量之間的關系認識不清答案

疑難點1交變電流的四值疑難點1交變電流的四值【疑難點撥】

解決交變電流四值問題的四點注意:(1)涉及交流電表的讀數(shù),功、功率都用有效值;(2)涉及計算通過截面的電荷量用平均值;(3)涉及電容器的擊穿電壓用峰值;(4)涉及電流、電壓隨時間變化時,考慮瞬時值.答案

2.[2014四川·1,6分,難度★★★★☆]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象,則(

)

A.用戶用電器上交流電的頻率是100HzB.發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500VC.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.當用戶用電器的總電阻增大時,輸電線上損失的功率減小疑難點2遠距離輸電問題中的制約關系疑難點2遠距離輸電問題中的制約關系答案

素養(yǎng)題型專練1.[2020年1月浙江·10,3分,難度★★☆☆☆](科學推理)如圖所示,甲乙兩圖中的理想變壓器以不同的方式接在高壓電路中.甲圖中變壓器原副線圈的匝數(shù)比為k1,電壓表讀數(shù)為U,乙圖中變壓器原副線圈的匝數(shù)比為k2,電流表讀數(shù)為I.則甲圖中高壓線電壓和乙圖中高壓線電流分別為(

)

A.k1U,k2I

B.k1U,I/k2

C.U/k1,k2I

D.U/k1,I/k2答案

2.[2020山東·5,3分,難度★★★☆☆](科學推理)圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2=22∶3,輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示.燈泡L的電阻恒為15Ω,額定電壓為24V.定值電阻R1=10Ω、R2=5Ω,滑動變阻器R的最大阻值為10Ω.為使燈泡正常工作,滑動變阻器接入電路的電阻應調(diào)節(jié)為(

)A.1Ω B.5Ω C.6Ω D.8Ω答案

3.[2020北京·9,3分,難度★★★☆☆](科學推理)如圖所示,理想變壓器原線圈接在u=Umsin(ωt+φ)的交流電源上,副線圈接三個阻值相同的電阻R,不計電表內(nèi)電阻影響.閉合開關S后(

)A.電流表A2的示數(shù)減小

B.電壓表V1的示數(shù)減小C.電壓表V2的示數(shù)不變

D.電流表A1的示數(shù)不變答案3.A

【解題思路】

閉合開關S后,副線圈上兩個電阻并聯(lián)后的阻值變小,而原、副線圈匝數(shù)比不變,故電壓表V1示數(shù)不變,由串聯(lián)分壓可知,V2示數(shù)減小,結(jié)合歐姆定律可知,A2示數(shù)減小,故選項A正確,BC錯誤;由于副線圈所接電路的總電阻變小,電壓不變,故電流變大,根據(jù)變壓器的變流規(guī)律可知原線圈中的電流變大,即電流表A1的示數(shù)變大,故選項D錯誤.【技巧點撥】

副線圈的電壓由原線圈兩端電壓決定,原線圈的電流(或功率)由副線圈的電流(或功率)決定.4.[2014福建·16,6分,難度★★★☆☆](模型建構(gòu)、科學推理)

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=n4<n2=n3,四根模擬輸電線的電阻R1

、R2

、R3

、R4的阻值均為R,A1、A2為相同的理想交流電流表,L1

、L2為相同的小燈泡,燈絲電阻RL>2R,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4.D

【解題思路】

遠距離輸電過程中,應用高壓輸電能夠減小輸電線上的功率損失,R1上消耗的功率小于R3上消耗的功率,C項錯;而比較兩個不同輸電回路,輸電線電阻相同,由P損=I2·2R可知,A1示數(shù)小于A2示數(shù),A項錯;根據(jù)歐姆定律可知,R2兩端電壓小于R4兩端電壓,D項正確;由于輸電線上損失電壓不同,故兩燈泡兩端電壓不同,故亮度不同,B項錯.【技巧點撥】

本題中,在利用遠距離輸電減小功率損失、電壓損失的基礎上,進行定性的分析和判斷,規(guī)避定量的計算,達到快速解題的目的.1.[2020天津·6,5分,難度★★☆☆☆](多選)(以新情境為載體考查變壓器的原理)手機無線充電是比較新穎的充電方式.如圖所示,電磁感應式無線充電的原理與變壓器類似,通過分別安裝在充電基座和接收能量裝置上的線圈,利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量.當充電基座上的送電線圈通入正弦式交變電流后,就會在鄰近的受電線圈中感應出電流,最終實現(xiàn)為手機電池充電.在充電過程中(

)A.送電線圈中電流產(chǎn)生的磁場呈周期性變化B.受電線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場恒定不變C.送電線圈和受電線圈通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)能量傳遞D.手機和基座無需導線連接,這樣傳遞能量沒有損失1.AC

【解題思路】

由題意可知送電線圈中通入了正弦式交變電流,可知電流產(chǎn)生的磁場也呈周期性變化,A正確;由變壓器的工作原理可知,受電線圈中輸出的電流按余弦規(guī)律變化,因此受電線圈中感應電流產(chǎn)生的磁場隨電流的變化而變化,B錯誤;送電線圈和受電線圈的能量傳遞是通過互感現(xiàn)象實現(xiàn)的,C正確;由于送電線圈產(chǎn)生的磁場并沒有全部穿過受電線圈,即有磁通的損失,因此該充電過程存在能量的損失,D錯誤.答案2.[2021廣東適應性測試·7,4分,難度★★★☆☆](以新情境為載體考查變壓器的原理)科學中心某款手搖點火器原理如圖所示.當鋼針和金屬板間瞬時電壓超過5000V時可以產(chǎn)生電火花.已知勻強磁場的磁感應強度B大小為0.2T,手搖發(fā)電機線圈的面積