考點十一交變電流

考點十一交變電流第88練交變電流的產(chǎn)生和描述eq\a\vs4\al\co1(（時間25分鐘）)思維方法1．交變電流的產(chǎn)生往往與交變電流圖象結(jié)合出題，要能將交變電流的圖象與線圈的轉(zhuǎn)動過程一一對應(yīng)起來，分析電流、電動勢、磁通量的變化規(guī)律．2．交流電氣設(shè)備上所標的電壓和電流值、交流電壓表和電流表的測量值都是交變電流的有效值．選擇題1．一個矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖甲所示，則下列說法正確的是()A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻，Φ的變化率最大C．t＝0.02s時刻，交流電動勢達到最大D．該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的圖象如圖乙所示2．為了研究交流電的產(chǎn)生過程，小張同學(xué)設(shè)計了如下實驗構(gòu)思方案：第一次將單匝矩形線圈放在勻強磁場中，線圈繞中心轉(zhuǎn)軸OO1按圖甲所示方向勻速轉(zhuǎn)動(ab向紙外，cd向紙內(nèi))，并從圖甲所示位置開始計時．此時產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示．第二次他僅將轉(zhuǎn)軸移至ab邊上，第三次他僅將轉(zhuǎn)軸右側(cè)的磁場去掉，關(guān)于后兩次的電流圖象，下列說法正確的是()A．第二次是圖1B．第二次是圖3C．第三次是圖2D．第三次是圖43．如圖甲、乙、丙所示是三個具有相同I0和周期T的交變電流，分別通過三個相同的電阻，下列說法中正確的是()A．在相同時間內(nèi)，三個電阻發(fā)熱量相等B．在相同時間內(nèi)，甲的發(fā)熱量是丙的2倍C．在相同時間內(nèi)，甲的發(fā)熱量是乙的eq\f(1,2)D．在相同時間內(nèi)，乙的發(fā)熱量最大，甲次之，丙最小4．[2021·河南商丘九校聯(lián)考]矩形線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生交流電動勢的瞬時值為e＝220eq\r(2)sin100πt(V)，則下列說法中正確的是()A．當(dāng)t＝0時，線圈平面與中性面垂直B．當(dāng)t＝eq\f(1,200)s時，穿過線圈的磁通量等于零C．該交流電不能擊穿標注為“300V5μF”的電容器D．若轉(zhuǎn)速n提高一倍，其他條件不變，則電動勢的變化規(guī)律將變?yōu)閑＝440eq\r(2)sin100πt(V)5．[2022·浙江嘉興市測試]如圖所示，矩形線框ABCD以恒定的角速度ω繞對角線AC轉(zhuǎn)動．AC的左側(cè)存在著垂直紙面向外、磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場，已知AB長為l1，BC長為l2，線框電阻為R.t＝0時刻線框平面與紙面重合，下列說法正確的是()A．矩形線框該時刻的電流值最大B．矩形線框產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢有效值為eq\f(\r(2),2)Bl1l2ωC.矩形線框轉(zhuǎn)過半圈過程中產(chǎn)生的熱量為eq\f(πB2leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(1))leq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))ω,2R)D．矩形線框從圖示位置轉(zhuǎn)過180°過程中，通過線框任意橫截面的電荷量為eq\f(Bl1l2,R)6．(多選)如圖甲為旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，多匝矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與可變電阻R連接，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表，當(dāng)R＝10Ω時電壓表示數(shù)是10V．已知線圈的內(nèi)阻為r＝5Ω，圖乙是矩形線圈磁通量Φ隨時間t變化的圖象，則()A．可變電阻R消耗的電功率為10WB．穿過線圈磁通量的最大值為eq\f(3\r(2),20π)WbC．R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝14.1sin100πt(V)D．調(diào)節(jié)可變電阻R的大小，其消耗的最大電功率可以達到11.25W第89練理想變壓器eq\a\vs4\al\co1(（時間25分鐘）)思維方法1．變壓器聯(lián)系著兩個電路：原線圈電路、副線圈電路．原線圈在原線圈電路中相當(dāng)于一用電器，副線圈在副線圈電路中相當(dāng)于電源．2．變壓器的輸入電壓決定輸出電壓，但輸入電流、功率卻由輸出電流、功率決定．選擇題1．(多選)如圖所示，理想變壓器的原線圈接在穩(wěn)壓交流電源上，R1、R2、R3是阻值相等的定值電阻，電表A為理想電流表，調(diào)節(jié)滑片P可以改變原線圈匝數(shù)．初始時，開關(guān)K處于斷開狀態(tài)，下列說法正確的是()A.只把滑片P向上滑動，電流表示數(shù)將增大B．只把滑片P向下滑動，電阻R1消耗的功率將增大C．只閉合開關(guān)K，電阻R2消耗的功率將增大D．只閉合開關(guān)K，電流表示數(shù)將變大2．一理想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間接電壓為U1的交變電流，其瞬時值表達式為u＝220sin50πt(V)，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，下列說法正確的是()A．U1＝110VB．U2>U1C．U2逐漸減小D．c、d間輸出交流電的頻率為50Hz3．(多選)[2022·四川德陽市一診]如圖甲所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為11∶2，其原線圈兩端接入如圖乙所示的正弦交流電，副線圈通過電流表與負載電阻R相連．若交流電壓表和交流電流表都是理想電表，則下列說法中正確的是()A．變壓器輸入電壓的最大值是220VB．電壓表的示數(shù)是40VC．若電流表的示數(shù)為0.50A，變壓器的輸入功率是20WD．原線圈輸入的正弦交變電流的頻率是100Hz4．(多選)如圖所示，足夠長的兩條平行金屬導(dǎo)軌豎直放置，其間有與導(dǎo)軌平面垂直的勻強磁場，兩導(dǎo)軌通過導(dǎo)線與檢流計G1、線圈M接在一起．N是繞在“□”形鐵芯上的另一線圈，它與檢流計G2組成閉合回路．現(xiàn)有一金屬棒ab沿導(dǎo)軌由靜止開始下滑，下滑過程中與導(dǎo)軌垂直且接觸良好，在ab下滑的過程中()A.通過G1的電流是從左端進入的B．通過G2的電流是從右端進入的C．檢流計G1的示數(shù)逐漸增大，達到最大值后恒定D．檢流計G2的示數(shù)逐漸減小，最后趨于一不為零的恒值5．科學(xué)中心某款手搖點火器原理如圖所示．當(dāng)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(yīng)強度B大小為0.2T，手搖發(fā)電機線圈的面積為0.25m2，共50匝，不計內(nèi)阻，變壓器為理想變壓器，其原、副線圈匝數(shù)比為1∶100.下列說法正確的是()A．線圈轉(zhuǎn)速等于2r/s時，點火器可以產(chǎn)生電火花B．線圈轉(zhuǎn)速等于4r/s時，點火器可以產(chǎn)生電火花C．電壓表的示數(shù)為5V時，點火器可以產(chǎn)生電火花D．電壓表的示數(shù)為25V時，點火器可以產(chǎn)生電火花6．如圖所示為某種電吹風(fēng)機電路圖，a、b、c、d為四個固定觸點．繞O點轉(zhuǎn)動的扇形金屬觸片P，可同時接觸兩個觸點，觸片P處于不同位置時，電吹風(fēng)機可處于停機、吹冷風(fēng)和吹熱風(fēng)三種狀態(tài)．n1和n2分別是理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)，該電吹風(fēng)機的各項參數(shù)如下表所示．下列說法正確的是()冷風(fēng)時輸入功率60W熱風(fēng)時輸入功率460W小風(fēng)扇額定電壓60V正常工作時小風(fēng)扇輸出功率52WA.觸片P同時接觸b、c兩個觸點時電吹風(fēng)機吹熱風(fēng)B.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝3∶11C．電吹風(fēng)機吹熱風(fēng)時電熱絲上的電流為eq\f(23,11)AD．小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8Ω7．[2022·吉林省白山市一模]在圖示電路中，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為220，副線圈的匝數(shù)可調(diào)，L1、L2、L3和L4是四個相同的燈泡．當(dāng)在a、b兩端加上瞬時值表達式為u＝220eq\r(2)sin100πt(V)的交變電壓時，調(diào)節(jié)副線圈的匝數(shù)，使四個燈泡均正常發(fā)光．下列說法正確的是()A.變壓器副線圈的匝數(shù)為440B.燈泡的額定電壓為55VC.變壓器原線圈兩端電壓為220VD.穿過變壓器原線圈的磁通量變化率的最大值為0.1V第90練遠距離輸電eq\a\vs4\al\co1(（時間20分鐘）)思維方法遠距離輸電示意圖中涉及三個電路，在中間的遠距離輸電線路中升壓變壓器的副線圈、導(dǎo)線、降壓變壓器的原線圈相當(dāng)于閉合回路的電源、電阻、用電器．選擇題1．(多選)[2022·吉林長春監(jiān)測]遠距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的總電阻為R.變壓器為理想變壓器，下列關(guān)系式中正確的是()A．eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)B．eq\f(I1,I2)＝eq\f(n1,n2)C．I2＝eq\f(U2,R)D．U1I1>Ieq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(2))R2．如圖所示為某高壓變電所通過變壓器向一工廠送電，輸送電壓為U，輸送功率為P，導(dǎo)線電阻為R，下列說法正確的是()A．如果輸送功率與導(dǎo)線電阻不變，輸送電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，則損失功率變?yōu)樵瓉淼?倍B．如果輸送功率與輸送電壓不變，導(dǎo)線電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，則損失功率變?yōu)樵瓉淼膃q\f(1,2)C．輸送功率P的具體數(shù)值由工廠的用電情況決定D．輸送功率P的具體數(shù)值由變電所決定，與工廠的用電情況無關(guān)3．(多選)如圖所示，一個小型水電站，其交流發(fā)電機的輸出電壓U1一定，通過理想升壓變壓器T1和理想降壓變壓器T2向遠處用戶供電，輸電線的總電阻為R.T1的輸入電壓和輸入功率分別為U1和P1，它的輸出電壓和輸出功率分別為U2和P2，T2的輸入電壓和輸入功率分別為U3和P3，它的輸出電壓和輸出功率分別為U4和P4.下列說法正確的是()A．當(dāng)用戶的用電器增加時，U2、U3、U4均變小B．輸電線的總電阻R兩端的電壓等于(U2＋U3)，且隨用戶的用電器增加而增加C．輸電線上損失的功率為eq\f(Peq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(3))R,Ueq\o\al(\s\up1(2),\s\do1(3)))，且隨用戶的用電器增加而增加D．要減小線路的損耗，應(yīng)增大升壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n2,n1)，同時應(yīng)增大降壓變壓器的匝數(shù)比eq\f(n3,n4)4．(多選)如圖甲為遠距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，其輸入電壓如圖乙所示，遠距離輸電線的總電阻為100Ω.降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時其阻值變?。妷罕盹@示加在報警器上的電壓(報警器未畫出).未出現(xiàn)火情時，升壓變壓器的輸入功率為750kW.下列說法中正確的有()A．降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50HzB．遠距離輸電線路損耗功率為180kWC．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，電壓表的示數(shù)變大D．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時，輸電線上的電流變大5．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(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＝455A6．(多選)如圖1、2所示，理想變壓器對電器供電，其輸入電壓u＝27000eq\r(2)sin100πt(V)，電器RL與R′L的參數(shù)分別為“220V1100W”“220V440W”，輸電線的總電阻r＝2Ω.若兩圖中電器都能正常工作，則()A．圖1中電阻r的功率為50WB．圖2中變壓器的輸入功率比圖1中變壓器的輸入功率增加了440WC．圖1中原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2700∶23D．圖2中原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝1500∶13第91練高考真題eq\a\vs4\al\co1(（時間25分鐘）)選擇題1．[2021·北京卷，5]一正弦式交變電流的i-t圖象如圖所示．下列說法正確的是()A．在t＝0.4s時電流改變方向B．該交變電流的周期為0.5sC．該交變電流的表達式為i＝2cos5πtAD．該交變電流的有效值為eq\f(\r(2),2)A2．[2021·天津卷，3]如圖所示，閉合開關(guān)后，R＝5Ω的電阻兩端的交流電壓為u＝50eq\r(2)sin10πtV，電壓表和電流表均為理想交流電表，則()A．該交流電周期為0.02sB．電壓表的讀數(shù)為100VC．電流表的讀數(shù)為10AD．電阻的電功率為1kW3．[2021·浙江6月，5]如圖所示，虛線是正弦交流電的圖象，實線是另一交流電的圖象，它們的周期T和最大值Um相同，則實線所對應(yīng)的交流電的有效值U滿足()A．U＝eq\f(Um,2)B．U＝eq\f(\r(2)Um,2)C．U>eq\f(\r(2)Um,2)D．U<eq\f(\r(2)Um,2)4．(多選)[2020·全國卷Ⅱ]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B處時電壓下降了ΔU′.不考慮其他因素的影響，則()A．ΔP′＝eq\f(1,4)ΔPB．ΔP′＝eq\f(1,2)ΔPC．ΔU′＝eq\f(1,4)ΔUD．ΔU′＝eq\f(1,2)ΔU5．[2021·湖北卷，6]如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動變阻器和阻值為R的定值電阻．在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中()A．電流表A1示數(shù)減小B．電流表A2示數(shù)增大C，原線圈輸入功率先增大后減小D．定值電阻R消耗的功率先減小后增大6．[2021·廣東卷，7]某同學(xué)設(shè)計了一個充電裝置，如圖所示．假設(shè)永磁鐵的往復(fù)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(guān)D．充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率7．[2020·山東卷，5]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．8Ω8．(多選)[2021·浙江1月，16]發(fā)電機的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO′軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示．其他電阻不計，圖乙中的Um為已知量．則金屬框轉(zhuǎn)動一周()A．框內(nèi)電流方向不變B．電動勢的最大值為UmC．流過電阻的電荷量q＝eq\f(2BL2,R)D．電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q＝eq\f(πUmBL2,R)9．(多選)[2021·山東卷，9]輸電能耗演示電路如圖所示．左側(cè)變壓器原、副線圈匝