2021年新高考大二輪物理12.交變電流

12.交變電流

1.（2020?北京交通大學附屬中學高三三模）如圖1甲所示，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁

場的軸勻速轉動可以產(chǎn)生交變電流，其電動勢e隨時間f變化的圖像如圖乙所示，則（）

圖】

A.f=0時，穿過線圈的磁通量最大

B.線圈轉動一周，電流的方向改變一次

C.線圈中電動勢的有效值為311V

D.線圈中交變電流的頻率為100Hz

答案A

解析，=0時，電動勢為零，線圈平面處于中性面處，穿過線圈的磁通量最大，故A正確；

根據(jù)題圖乙可知，線圈轉動一周，電流的方向改變兩次，故B錯誤；線圈中電動勢的最大

311

值為311V,有效值為忑?V^220V,故C錯誤；由題圖乙可知T=0.02s,則線圈中交變

電流的頻率/'=*=50Hz,故D錯誤.

2.如圖2所示為一交流電壓隨時間變化的圖像，每個周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦

規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定，根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得，此交流電壓的有效值為（）

圖2

A.7.5VB.8VC.2VBVD.3VBV

答案C

解析根據(jù)電流熱效應的定義可得，JT,解得U=2\/13V.

3.（2020?山東德州市高三二模）電壓互感器是測量較大交流電壓的儀表；電流互感器是測量

較大交流電流的儀表，這兩種儀表在使用時的電路正確的是（）

答案D

解析由理想變壓器的原、副線圈的電壓之比可知，電壓與匝數(shù)成正比，則電壓互感器接入

匝數(shù)較少的副線圈上，且原線圖應分別接在零線和火線上，故A、B錯誤；由理想變壓器的

原、副線圈的電流之比可知，電流與匝數(shù)成反比，則電流互感器應串聯(lián)接入匝數(shù)較多的副線

圈上，同時將匝數(shù)很少的原線圈串聯(lián)在需要測量電流的線路中，故C錯誤，D正確.

4.（多選）（2020?江蘇南通市通州區(qū)、海門市、啟東市聯(lián)考）如圖3甲所示，理想變壓器原、

副線圈匝數(shù)比為10：1,原線圈通以圖乙所示的交流電后，理想電流表A|示數(shù)為0.5A,副

線圈串聯(lián)了電阻可忽略的熔斷器、理想電流表A2以及虛線框內(nèi)的某用電器，電路處于正常

工作狀態(tài)，則下列說法正確的有（）

圖3

A.原線圈兩端電壓的瞬時值表達式6=22即sin100MV）

B.熔斷器的熔斷電流應該不小于5A

C.若輸入的交流電頻率增大，發(fā)現(xiàn)A2示數(shù)也增大，則虛線框內(nèi)可能是電容器

D.若原線圈輸入電壓改為500V的恒定電壓，則A2示數(shù)將增大

答案ABC

解析由題圖乙可知，交變電流電壓的最大值為22MV,周期為T=0Q2s,所以原線圈

兩端電壓的瞬時值表達式e=220Visin懸r（V）=22SnsinlOOnr（V）,故A正確；理想電

流表Aj示數(shù)為0.5A,由公式?=必，解得：/,=5A,所以熔斷器的熔斷電流應該不小于5A,

12aI

故B正確；若輸入的交流電頻率增大，發(fā)現(xiàn)A2示數(shù)也增大，說明虛線框內(nèi)的用電器對高頻

交變電流的阻礙較小，所以虛線框內(nèi)的用電器可能是電容器，故C正確；理想變壓器的工

作原理為互感，所以理想變壓器對恒定電流不起作用，即若原線圖輸入電壓改為500V的恒

定電壓，則A?示數(shù)將變?yōu)榱?

5.（多選）（2020?內(nèi)蒙古通遼蒙古族中學高三三模）如圖4所示，邊長為乙、匝數(shù)為N、電阻不

計的正方形線圈abed,在磁感應強度為B的勻強磁場中繞轉軸O?！越撬俣?勻速轉動,

軸。?！怪庇诖鸥芯€，制成一臺交流發(fā)電機，它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、

副線圈的匝數(shù)之比為1：2,二極管的正向電阻為零，反向電阻無窮大，從正方形線圈處于

圖示位置時開始計時，下列判斷正確的是（）

圖4

A.交流發(fā)電機的感應電動勢的瞬時值表達式為e=NB『3cos3t

B.變壓器的輸入功率與輸出功率之比為2：1

C.電壓表V示數(shù)為

D.若將滑動變阻器的滑片向下滑動，電流表和電壓表示數(shù)均變小

答案AC

解析由題圖可知，從垂直于中性面時開始計時，則矩形線圈產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表

達a為e=NBl}（ocosst,故A正確；變壓器的輸入功率與輸出功率之比為1：1,故B錯誤；

根據(jù)理想變壓器的原、副線圈的電壓之比可知變壓器輸出的交流電壓的最大值等于U2m=

INBml}

—.U?

交流電在一個周期內(nèi)只有半個周期可以通過二極管，根據(jù)電流的熱效應可得一p—5=大7

AZA

解得U=NBa}l},故C正確；當滑動變阻器的滑片向下滑動時，R接入電路中的阻值變大，

根據(jù)理想變壓器的變壓原理知輸出電壓即電壓表V的示數(shù)不變，電阻消耗的功率變小，故

電流表示數(shù)變小，故D錯誤.

6.（多選）（2020?湘贛皖十五校高三第一次聯(lián)考）有一臺理想變壓器及所接負載如圖5所示.在

原線圈c、d兩端加上交變電流.已知人是原線圈中心抽頭，電壓表和電流表均為理想交流

電表，電容器的耐壓值足夠大.下列說法正確的是（）

圖5

A.開關S始終接a,當滑片尸向下滑動時電壓表V|示數(shù)不變，電壓表V2示數(shù)變大，電流

表A2示數(shù)變小

B.開關S始終接兒當滑片P向上滑動時吊的電功率增大，V2示數(shù)的變化量與A2示數(shù)的

變化量之比不變

C.保持滑片P的位置不變，將開關S由人改接a,變壓器輸入功率變大

D.保持滑片尸的位置不變，將開關S由。改接匕，電容器所帶電荷量的最大值將增大

答案ABD

解析開關S始終接a,則變壓器輸出電壓不變，電壓表V1的示數(shù)不變，當滑片P向下滑

動時，R接入電路的阻值變大，變壓器的輸出電流減小，電流表A2示數(shù)變小，4電壓減小，

則電壓表V2示數(shù)變大，選項A正確；開關S始終接兒則變壓器的輸出電壓不變，電壓表

V1的示數(shù)J不變，當滑片P向上滑動時，R接入電路的阻值減小，變壓器的輸出電流變大，

R的電功率增大，由于電壓表V2的示數(shù)｛/2=坊一/2凡，則V2示數(shù)的變化量與A2示數(shù)的變

化量之比奢=R不變，選項B正確；保持滑片P的位置不變，將開關S由6改接a,變壓

器原線圈的匝數(shù)變大，則變壓器的輸出電壓減小，輸出功率減小，則變壓器輸入功率變小，

選項C錯誤；保持滑片尸的位置不變，將開關S由。改接"變壓器原線圖的匝數(shù)減小，

則輸出電壓變大，電容器兩端電壓變大，所帶電荷量的最大值將增大，選項D正確.

7.(2020?甘肅蘭州一中高三二模)某水電站，用總電阻為2.5。的輸電線輸電給500km外的

用戶，其輸出電功率是3Xl()6kW.現(xiàn)用500kV電壓輸電，則下列說法正確的是()

A.輸電線上輸送的電流大小為2X1()5A

B.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kV

C.若改用5kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9XIO?kw

D.輸電線上損失的功率為△f=§,U為輸電電壓，r為輸電線的電阻

答案B

p3X106X10^

解析由尸=/U得輸電線上輸送的電流/=,="500XA=6X1()3A,由AU=〃得輸

電線路上的電壓損失AU=6X103)<2.5V=15kV,輸電線上損失的功率為△尸=/'2廠=不丁3

3X]()6x]()3

r=(—市不一)2X2.5W=9X10"W,輸電,線上損失的功率△尸計算時，U為輸電線上的電

壓，而不是輸電電壓.故選B.

8.(多選)(2020?福建廈門市線上檢測)如圖6所示，燈泡A、B完全相同，理想變壓器原、

副線圈匝數(shù)比小:的=5：1,指示燈L的額定功率是燈泡A的/當輸入端接上“=llMsin

100MV)的交流電壓后，三個燈泡均正常發(fā)光，兩個電流表均為理想電流表，且A2的示數(shù)

為0.4A,貝ij()

0

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