第十三章　交變電流-2014-2023十年高考物理真題分類匯編彩繪課件

第十三章

交變電流考點(diǎn)2014~2018年2019年2020年2021年2022年2023年合計(jì)全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷地方卷全國卷地方卷105.交變電流的產(chǎn)生及其描述240001050101212106.理想變壓器原、副線圈關(guān)系的應(yīng)用440213030400516107.理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析03000103010008108.遠(yuǎn)距離輸電00001101010013109.實(shí)驗(yàn):探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系02000000000002命題分析與備考建議1.命題熱度:10年來,本章屬于熱點(diǎn)內(nèi)容,從命題頻次上看,全國卷10年8考,地方卷41考。2.考查方向:高考命題突出考查理想變壓器的規(guī)律,遠(yuǎn)距離輸電問題以及結(jié)合圖像考查交變電流的產(chǎn)生與描述等問題。3.明智備考:復(fù)習(xí)本章時(shí),熟練掌握交流電的產(chǎn)生過程及“四值”的理解和應(yīng)用;要熟練掌握變壓器的原理及“三個(gè)關(guān)系”;對于遠(yuǎn)距離輸電問題要特別注意輸電線上損失電壓和電功率的計(jì)算問題。第1節(jié)

交變電流的產(chǎn)生和描述考點(diǎn)105交變電流的產(chǎn)生和描述1.(2023·湖南,9,5分,難度★★)(多選)某同學(xué)自制了一個(gè)手搖交流發(fā)電機(jī),如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動(dòng)(皮帶不打滑),半徑之比為4∶1,小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為L的正方形,共n匝,總阻值為R。磁體間磁場可視為磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場。大輪以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng),帶動(dòng)小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直。線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個(gè)阻值恒為R的燈泡。假設(shè)發(fā)電時(shí)燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi),下列說法正確的是(AC)A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4ωB.燈泡兩端電壓有效值為C.若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為L的多匝正方形線圈,則燈泡兩端電壓有效值為D.若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?則燈泡變得更亮2.(2022·廣東,4,4分,難度★★)右圖是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)原理圖。定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈,n1>n2,二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直,兩線圈到其軸線交點(diǎn)O的距離相等,且均連接阻值為R的電阻,轉(zhuǎn)子是中心在O點(diǎn)的條形磁體,繞O點(diǎn)在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),兩線圈輸出正弦式交變電流。不計(jì)線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響,下列說法正確的是(B)A.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢的有效值相等B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等C.兩線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢同時(shí)達(dá)到最大值D.兩電阻消耗的電功率相等解析根據(jù)E=nBωS,因n1>n2,故兩線圈內(nèi)電動(dòng)勢的最大值不相等,電動(dòng)勢的有效值不相等,兩電阻消耗的電功率不相等,選項(xiàng)A、D錯(cuò)誤。條形磁體轉(zhuǎn)動(dòng)的周期即為線圈內(nèi)交變電流的周期,故兩線圈內(nèi)交變電流的頻率相等,選項(xiàng)B正確。題圖所示位置,匝數(shù)為n1的線圈磁通量最大,感應(yīng)電動(dòng)勢最小;匝數(shù)為n2的線圈磁通量最小,感應(yīng)電動(dòng)勢最大,選項(xiàng)C錯(cuò)誤。7.(2020·海南,3,3分,難度★★)圖甲、乙分別表示兩種電流的波形,其中圖乙所示電流按正弦規(guī)律變化,分別用I1和I2表示甲和乙兩電流的有效值,則(D)

解析分析題圖甲的交變電流,可知一個(gè)周期內(nèi)交變電流的方向變化,而大小不變,故題圖甲電流的有效值為I1=I0;分析題圖乙的交變電流,可知其為正弦式交變電流,故其有效值為

故選D。答案P283

8.(2018·全國3,16,6分,難度★★)一電阻接到方波交流電源上,在一個(gè)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(gè)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(

D

)9.(2018·海南,7,5分,難度★★)(多選)如圖,在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中,有一面積為S的矩形單匝閉合導(dǎo)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(diǎn)的軸旋轉(zhuǎn)。下列說法正確的是(

AC

)A.線框abcd中感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值是BSωB.線框abcd中感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值是BSωC.線框平面與磁場方向平行時(shí),流經(jīng)線框的電流最大D.線框平面與磁場方向垂直時(shí),流經(jīng)線框的電流最大解析一個(gè)單匝線圈在勻強(qiáng)磁場中旋轉(zhuǎn),當(dāng)從中性面開始計(jì)時(shí),產(chǎn)生的正弦式交變電流電動(dòng)勢的瞬時(shí)值表達(dá)式為:e=Emsin

θ=Emsin

ωt.故感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值Em=BSω,有效值E=,故A正確,B錯(cuò)誤;當(dāng)θ=90°時(shí),即線框平面與磁場方向平行時(shí),電流最大,故D錯(cuò)誤,C正確。10.(2017·天津,6,6分,難度★★)(多選)在勻強(qiáng)磁場中,一個(gè)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(dòng),穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2Ω,則(

AD

)A.t=0時(shí),線圈平面平行于磁感線B.t=1s時(shí),線圈中的電流改變方向C.t=1.5s時(shí),線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢最大D.一個(gè)周期內(nèi),線圈產(chǎn)生的熱量為8π2J解析t=0時(shí),磁通量為零,故線圈平行于磁感線,故A正確;t=1

s時(shí),由題圖可知,磁通量為零,磁通量變化率最大,此時(shí)斜率方向不變,感應(yīng)電流方向不變,故B錯(cuò)誤;當(dāng)t=1.5

s時(shí),磁通量最大但磁通量變化率為零,感應(yīng)電動(dòng)勢為0,故C錯(cuò)誤;由題圖可知,有效值000解析將頻率降低時(shí),通過R的電流不變,電容器的容抗增大,通過C的電流減小,則有I1>I2。電感線圈的感抗減小,通過L的電流增大,則有I3>I2。故AD錯(cuò)誤,BC正確。12.(2016·全國3,21,6分,難度★★★)(多選)如圖,M為半圓形導(dǎo)線框,圓心為OM;N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框,圓心為ON;兩導(dǎo)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(qiáng)磁場,磁場方向垂直于紙面?，F(xiàn)使線框M、N在t=0時(shí)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(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng),則(

BC

)A.兩導(dǎo)線框中均會產(chǎn)生正弦交變電流B.兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于TC.在t=時(shí),兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢相等D.兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí),兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等13.(2015·山東,19,6分,難度★★★)如圖甲,R0為定值電阻,兩金屬圓環(huán)固定在同一絕緣平面內(nèi)。左端連接在一周期為T0的正弦式交流電源上,經(jīng)二極管整流后,通過R0的電流i始終向左,其大小按圖乙所示規(guī)律變化。規(guī)定內(nèi)圓環(huán)a端電勢高于b端時(shí),a、b間的電壓uab為正,下列uab-t圖象可能正確的是(

C

)甲

乙

解析由題圖乙可知,流經(jīng)大金屬圓環(huán)的電流始終順時(shí)針方向,0~0.25T0,通過小金屬圓環(huán)的磁通量向里且在增加,由楞次定律可知:φa>φb,即Uab>0,在0~0.25T0時(shí)間內(nèi)

一直在減小,故Uab也在減小;當(dāng)t=0.25T0時(shí),=0,得Uab=0;同理可得,0.25T0~0.5T0,Uab<0且在增加。由圖乙可知,Uab周期為0.5T0,C項(xiàng)正確。14.(2021·江蘇,12,8分,難度★★)貫徹新發(fā)展理念,我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛,2020年我國風(fēng)力發(fā)電量高達(dá)4000億千瓦時(shí)。某種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理如圖所示,發(fā)電機(jī)的線圈固定,磁體在葉片驅(qū)動(dòng)下繞線圈對稱軸轉(zhuǎn)動(dòng),已知磁體間的磁場為勻強(qiáng)磁場,磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.20T,線圈的匝數(shù)為100、面積為0.5m2,電阻為0.6Ω,若磁體轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為90rad/s,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為50A。求:(1)線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值E;(2)線圈的輸出功率P。答案(1)E=6.4×102V

(2)P=3.1×104W第2節(jié)

理想變壓器

電能的輸送考點(diǎn)106理想變壓器原、副線圈關(guān)系的應(yīng)用1.(2022·山東,4,3分,難度★★★)如圖所示的變壓器,輸入電壓為220V,可輸出12V、18V、30V電壓,匝數(shù)為n1的原線圈中電壓隨時(shí)間變化為u=Umcos(100πt)。單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表,電壓表的示數(shù)為0.1V。將阻值為12Ω的電阻R接在BC兩端時(shí),功率為12W。下列說法正確的是(

D

)A.n1為1100,Um為220VB.BC間線圈匝數(shù)為120匝,流過R的電流為1.4AC.若將R接在AB兩端,R兩端的電壓為18V,頻率為100HzD.若將R接在AC兩端,流過R的電流為2.5A,周期為0.02s2.(2022·北京,4,3分,難度★★)某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流電源上,副線圈輸出電壓為22000V,輸出電流為300mA。該變壓器(B)A.原、副線圈的匝數(shù)之比為100∶1B.輸入電流為30AC.輸入電流的最大值為D.原、副線圈交流電的頻率之比為1∶1003.(2022·湖北,9,4分,難度★★)(多選)近年來,基于變壓器原理的無線充電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用,其簡化的充電原理圖如圖所示。發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝,接收線圈的匝數(shù)為50匝。若工作狀態(tài)下,穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%,忽略其他損耗,下列說法正確的是(AC)A.接收線圈的輸出電壓約為8VB.接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22∶1C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同4.(2022·重慶,3,4分,難度★★)低壓鹵素?zé)粼诩彝ル娐分惺褂脮r(shí)需要變壓器降壓。若將“12V

50W”的交流鹵素?zé)糁苯油ㄟ^變壓器(視為理想變壓器)接入電壓為220V的交流電后能正常工作,則(B)A.鹵素?zé)魞啥说碾妷河行е禐锽.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55∶3C.流過鹵素?zé)舻碾娏鳛?.24AD.鹵素?zé)舻碾娮铻?.98Ω5.(2021·河北,8,6分,難度★★★)(多選)如圖,發(fā)電機(jī)的矩形線圈長為2L、寬為L,匝數(shù)為N,放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中。理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n0、n1和n2,兩個(gè)副線圈分別接有電阻R1和R2。當(dāng)發(fā)電機(jī)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí),理想電流表讀數(shù)為I。不計(jì)線圈電阻,下列說法正確的是 (BC

)本題是交變電流和變壓器的綜合問題。解決這類問題要領(lǐng)如下:(1)熟練理解交變電流的產(chǎn)生過程及峰值、瞬時(shí)值、有效值和平均值的計(jì)算;(2)明確理想變壓器有兩個(gè)副線圈時(shí),兩副線圈的電壓關(guān)系為

,該變壓器的功率關(guān)系為P入=P出=P1+P2;(3)電壓表和電流表、功率、熱量的計(jì)算等是用的交流電的有效值。6.(2021·廣東,7,4分,難度★★)某同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)充電裝置,如圖所示。假設(shè)永磁鐵的往復(fù)運(yùn)動(dòng)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(

B)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(qiáng)弱無關(guān)D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率解析交變電流的頻率為

,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;根據(jù)=可得,副線圈兩端電壓最大值為3V,選項(xiàng)B正確;Em=NBSω,變壓器輸入電壓,與永磁鐵的磁場強(qiáng)弱有關(guān),選項(xiàng)C錯(cuò)誤;充電電路的輸入功率等于變壓器的輸出功率,而理想變壓器的輸出功率等于輸入功率,故選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8.(2020·全國3,20,6分,難度★★★)(多選)在圖甲所示的交流電路中,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(shí)間t變化的正弦曲線如圖乙所示。下列說法正確的是(

AD

)甲乙A.所用交變電流的頻率為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?5.0W9.(2020·天津,6,5分,難度★)(多選)手機(jī)無線充電是比較新穎的充電方式。如圖所示,電磁感應(yīng)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(dāng)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(yīng)出電流,最終實(shí)現(xiàn)為手機(jī)電池充電。在充電過程中(

AC

)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(yīng)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(shí)現(xiàn)能量傳遞D.手機(jī)和基座無需導(dǎo)線連接,這樣傳遞能量沒有損失解析送電線圈相當(dāng)于變壓器原線圈,受電線圈相當(dāng)于變壓器副線圈,是互感現(xiàn)象,送電線圈接交變電流,受電線圈也產(chǎn)生交變電流,所產(chǎn)生的磁場呈周期性變化,AC正確,B錯(cuò)誤;由于沒有閉合鐵芯,傳遞能量過程中有能量輻射,D錯(cuò)誤。10.(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

(

D

)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11.(2020·山東,5,3分,難度★★★)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(shí)間t的變化關(guān)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(dòng)變阻器R的最大阻值為10Ω。為使燈泡正常工作,滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為

(

A

)圖甲圖乙A.1Ω B.5Ω C.6Ω D.8Ω13.(2019·海南,8,5分,難度★★★)(多選)如圖,一理想變壓器輸入端接交流恒壓源,輸出端電路由R1、R2和R3三個(gè)電阻構(gòu)成。將該變壓器原、副線圈的匝數(shù)比由5∶1改為10∶1后

(

CD

)14.(2018·天津,4,6分,難度★★★)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)(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(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?則(

B

)C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過R的交變電流頻率不變15.(2018·江蘇,2,3分,難度★★)采用220kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電。當(dāng)輸送功率一定時(shí),為使輸電線上損耗的功率減小為原來的,輸電電壓應(yīng)變?yōu)?

C

)A.55kV B.110kV C.440kV D.880kV17.(2016·全國1,16,6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,A為理想交流電流表,U為正弦交流電源,輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí),電流表的示數(shù)為I;當(dāng)S閉合時(shí),電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為(

B

)A.2

B.3

C.4

D.518.(2016·全國3,19,6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(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí),兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是(

AD

)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(shí)a和b的電功率之比為9∶1D.此時(shí)a和b的電功率之比為1∶919.(2016·海南,9,5分,難度★★★)(多選)如圖(a)所示,理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1,RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻,R1為定值電阻,電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化,如圖(b)所示。下列說法正確的是(

BD

)A.變壓器輸入、輸出功率之比為4∶1B.變壓器原、副線圈中的電流之比為1∶4C.u隨t變化的規(guī)律為u=51sin(50πt)(國際單位制)D.若熱敏電阻RT的溫度升高,則電壓表的示數(shù)不變,電流表的示數(shù)變大圖(a)圖(b)解析由題意,理想變壓器輸入、輸出功率之比為1∶1,選項(xiàng)A錯(cuò)誤;變壓器原、副線圈中的電流與匝數(shù)成反比,即

,故選項(xiàng)B正確;由圖(b)可知交流電壓最大值Um=51

V,周期T=0.02

s,角速度ω=100π

rad/s,則可得u=51sin(100πt)(V),故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;RT的溫度升高時(shí),阻值減小,電流表的示數(shù)變大,電壓表示數(shù)不變,故選項(xiàng)D正確。20.(2015·全國1,16,6分,難度★★★)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1,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220V的正弦交流電源上,如圖所示。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k,則(

A

)21.(2014·全國2,21,6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A接正弦交流電源,一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端。假設(shè)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(

BD

)A.Uab∶Ucd=n1∶n2B.增大負(fù)載電阻的阻值R,電流表的讀數(shù)變小C.負(fù)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

分析變壓器時(shí)的兩個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)(1)對副線圈電壓的決定因素分不清誤認(rèn)為負(fù)載阻值變化,副線圈電壓也隨之變化。實(shí)際上,,若U1不變,不論負(fù)載R變化與否,U2都不會變。(2)不明確電流和功率變化的決定因素①變壓器的輸出電流I2決定輸入電流I1。如當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí),I2增大,則I1相應(yīng)增大。②輸出功率P2決定輸入功率P1。對于理想變壓器,P1=P2,在輸入電壓U1一定的情況下,當(dāng)負(fù)載電阻R減小時(shí),I2增大,變壓器的輸出功率P2=I2U2增大,則輸入功率P1也將增大?？键c(diǎn)107理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析1.(2022·湖南,6,4分,難度★★★)如圖所示,理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同,滑動(dòng)觸頭P1初始位置在副線圈正中間,輸入端接入電壓有效值恒定的交流電源。定值電阻R1的阻值為R,滑動(dòng)變阻器R2的最大阻值為9R,滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U,理想電流表A的示數(shù)為I。下列說法正確的是(

B

)A.保持P1位置不變,P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中,I減小,U不變B.保持P1位置不變,P2向左緩慢滑動(dòng)的過程中,R1消耗的功率增大C.保持P2位置不變,P1向下緩慢滑動(dòng)的過程中,I減小,U增大D.保持P2位置不變,P1向下緩慢滑動(dòng)的過程中,R1消耗的功率減小2.(2021·湖南,6,4分,難度★★)如圖所示,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流電源,燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻R0的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器R的滑片從a端滑動(dòng)到b端的過程中,兩個(gè)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)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先變亮后變暗解析本題考查變壓器動(dòng)態(tài)分析問題,考查分析推理能力。在滑片從a向b滑動(dòng)過程中,根據(jù)串并聯(lián)電路特點(diǎn)可知,變壓器負(fù)載電阻先增大后減小,滑片在中間時(shí),電阻最大;將變壓器等效成用電器,等效電阻為

,根據(jù)閉合電路歐姆定律可知,流過L1的電流I1先減小后增大,所以L1先變暗后變亮?；瑥腶向b滑動(dòng)過程中,滑到中點(diǎn)前,由于I1減小,L1兩端電壓減小,變壓器原線圈兩端電壓U1增大,副線圈兩端電壓U2增大,對于L2所在支路,電阻減小,所以電流增大,L2變亮?；街悬c(diǎn)后,由于I1增大,U1將減小,U2也減小,R0所在支路電阻在增大,電流減小,而由于I1增大,副線圈中電流也增大,所以流過L2的電流增大,因此L2一直變亮,選項(xiàng)A正確。6.(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(gè)線圈,將其接在a、b間作為原線圈。通過滑動(dòng)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(shí),c、d間的輸出電壓為U2。在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中(

C

)A.U2>U1,U2降低

B.U2>U1,U2升高C.U2<U1,U2降低

D.U2<U1,U2升高解析根據(jù)電壓和匝數(shù)的關(guān)系

,已知n2<n1,所以U2<U1,滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)過程中,n2減小,n1不變,所以U2減小,故選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤,C正確。7.(2016·天津,5,6分,難度★★★)如圖所示,理想變壓器原線圈接在交流電源上,圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是(

B

)A.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)時(shí),R1消耗的功率變大B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)時(shí),電壓表V示數(shù)變大C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)時(shí),電流表A1示數(shù)變大D.若閉合開關(guān)S,則電流表A1示數(shù)變大,A2示數(shù)變大8.(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(dǎo)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(

C

)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考點(diǎn)108遠(yuǎn)距離輸電

1.(2022·福建,6,6分,難度★★)(多選)某同學(xué)利用如圖所示電路模擬遠(yuǎn)距離輸電。圖中交流電源電壓為6V,定值電阻R1=R2=20Ω,小燈泡L1、L2的規(guī)格均為“6V

1.8W”,理想變壓器T1、T2原副線圈的匝數(shù)比分別為1∶3和3∶1。分別接通電路Ⅰ和電路Ⅱ,兩電路都穩(wěn)定工作時(shí),(BC)A.L1與L2一樣亮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的小直接判斷法

通過閱讀和觀察,利用題中所給的條件,根據(jù)所學(xué)的物理事實(shí)、概念、定理、定律等,經(jīng)過思考從題目提供的多個(gè)選項(xiàng)中,直接作出判斷或經(jīng)過推理、計(jì)算,選出正確選項(xiàng)。2.(2021·山東,9,4分,難度★★★)(多選)輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3,輸入電壓為7.5V的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導(dǎo)線總電阻為r,負(fù)載R的阻值為10Ω。開關(guān)S接1時(shí),右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,R上的功率為10W;接2時(shí),匝數(shù)比為1∶2,R上的功率為P。以下判斷正確的是(

BD

)A.r=10Ω B.r=5Ω C.P=45W D.P=22.5W3.(2020·全國2,19,6分,難度★★★)(多選)特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國已成功掌握并實(shí)際應(yīng)用了特高壓輸電技術(shù)。假設(shè)從A處采用550kV的超高壓向B處輸電,輸電線上損耗的電功率為ΔP,到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU。在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下,改用1100kV特高壓輸電,輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣',到達(dá)B處時(shí)電壓下降了ΔU'。不考慮其他因素的影響,則(

AD

)4.(2020·浙江,11,3分,難度★★★)如圖所示,某小型水電站發(fā)電機(jī)的輸出功率P=100kW,發(fā)電機(jī)的電壓U1=250V,經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電,輸電線總電阻