考點(diǎn)十三 交變電流-2020年高考物理分類題庫

考點(diǎn)十三交變電流(2020·全國Ⅱ卷)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處時電壓下降了ΔU'。不考慮其他因素的影響,則 ()A．?P′=?P B．?P′=?P C．?U′=?U D．?U′=?U【解析】選A、D。由電功率公式得ΔP=I2R,輸電線上電壓下降ΔU=IR,輸電電流為,在輸送的電功率和輸電線電阻都不變時,U變?yōu)樵瓉淼?倍,電流變?yōu)樵瓉淼?則ΔP'=ΔP,ΔU'=ΔU,選項A、D正確,B、C錯誤。2.(2020·全國Ⅲ卷)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【解析】選A、D。由圖(b)可知,T=0.02s,所以f=50Hz,A正確;由圖(b)可知電流i2的最大值為Im=A,故有效值I2==1A,R2兩端的電壓U2=I2R2=10V,由理想變壓器的電壓特點(diǎn)可得原線圈的兩端電壓U1=100V,所以電壓表的示數(shù)為UV=220V-100V=120V,B錯誤;由歐姆定律得IA=A=0.5A,C錯誤;變壓器副線圈的電流I=1A+0.5A=1.5A,變壓器傳輸?shù)碾姽β蔖=U2I=10V×1.5A=15.0W,D正確。3.(2020·江蘇高考)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【解析】選D。原線圈匝數(shù)較少,電流互感器是一種升壓變壓器,A選項錯誤。電流互感器的工作原理是電磁感應(yīng)中的互感現(xiàn)象,只可以測量交變電流,B選項錯誤。電流互感器不會改變電流的頻率,只改變電流的大小,故原、副線圈電流的頻率相同,C選項錯誤。原線圈匝數(shù)較少,根據(jù)I1n1=I2n2,電流互感器是一種降電流的變壓器,副線圈的電流小于原線圈的電流,D正確。4.(2020·山東等級考)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(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(yīng)調(diào)節(jié)為 ()A.1ΩB.5ΩC.6ΩD.8Ω【解題指南】解答本題應(yīng)注意以下三點(diǎn):(1)根據(jù)原線圈兩端的電壓正弦曲線求出原線圈電壓有效值;(2)由原線圈兩端電壓結(jié)合變壓器的基本關(guān)系求得副線圈兩端電壓;(3)把理想變壓器的副線圈看作沒有內(nèi)阻的穩(wěn)壓電源,后面電路的電學(xué)物理量根據(jù)歐姆定律和電路的串、并聯(lián)特點(diǎn)求解?！窘馕觥窟xA。輸電電壓的有效值為(即原線圈電壓的有效值),根據(jù)理想變壓器電壓規(guī)律可知副線圈電壓有效值為,燈泡正常工作時電壓為24V,則通過燈泡的電流即副線圈部分的干路電流為,根據(jù)串聯(lián)分壓規(guī)律可知,R1和R2、R構(gòu)成的并聯(lián)電路部分的分壓為U=U2-UL=30V-24V=6V,則通過R1的電流為,通過R2、R的電流為I2=IL-I1=1.6A-0.6A=1A,R2、R串聯(lián)的總電阻,解得滑動變阻器的阻值為,A正確,B、C、D均錯誤。故選A。5.(2020·浙江7月選考)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(shè)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(jī)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【解析】選C。發(fā)電機(jī)的輸出電流A=400A,選項A錯誤。輸電線上的電流I線=A=25A,選項B錯誤。升壓變壓器的副線圈輸出電壓U2=,輸電線損耗電壓ΔU=I線R=25×8V=20