高三一轮复习专题：交流电-复习.doc

交流电考点1 正弦交变电流的产生及变化规律1交流电产生过程中的两个特殊位置图示概念中性面位置与中性面垂直的位置特点BSBSBS，最大0，最小en0，最小ennBS，最大感应电流为零，方向改变感应电流最大，方向不变2.正弦式交变电流的变化规律磁通量：mcos t；电动势：eEmsin t；电流：iImsin t。1交变电流的产生如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时()A线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流B线圈绕P1转动时的电动势小于绕P2转动时的电动势C线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是abcdaD线圈绕P1转动时dc边受到的安培力大于绕P2转动时dc边受到的安培力2交变电流的图象(多选)如图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示。以下判断正确的是()A电流表的示数为10 A B线圈转动的角速度为50 rad/sC0.01 s时线圈平面与磁场方向平行 D0.02 s时电阻R中电流的方向自右向左3交变电流的瞬时表达式边长为a的N匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为n，线圈所围面积内的磁通量随时间t变化的规律如图所示，图象中0为已知。则下列说法正确的是()At1时刻线圈中感应电动势最大 Bt2时刻线圈中感应电流为零C匀强磁场的磁感应强度大小为D线圈中瞬时感应电动势的表达式为e2N0ncos 2nt考点2 有效值的理解与计算1公式法 利用E、U、I计算，只适用于正(余)弦式交变电流。2利用有效值的定义计算(非正弦式电流) 计算时“相同时间”至少取一个周期或为周期的整数倍。3利用能量关系 当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。1公式法求有效值(多选)电阻R1、R2与交流电源按照图甲所示方式连接，R110 ，R220 。合上开关S后，通过电阻R2的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则()A通过R1的电流有效值是1.2 A BR1两端的电压有效值是6 VC通过R2的电流有效值是1.2 A DR2两端的电压最大值是12 V2利用有效值的定义计算如图所示，表示一交流电的电流随时间而变化的图象，此交流电的有效值是()A5 A B3.5 AC3.5 A D5 A3有效值的计算和法拉第电磁感应定律的综合一个边长为6 cm的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻为0.36 。磁感应强度B随时间t的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为()A.105 A B.105 AC.105 A D.105 A考点3交变电流“四值”的应用交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值从中性面开始计时eEmsin tiImsin t计算线圈某时刻的受力情况峰值最大的瞬时值EmnBS Im讨论电容器的击穿电压有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值E UI(只适用于正弦式交变电流)(1)计算与电流的热效应有关的量(如电功、电功率、电热等)(2)电气设备“铭牌”上所标的一般是指有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值(4)交流电压表和电流表的读数为有效值平均值某段时间内感应电动势或电流的平均值BLn计算通过电路截面的电荷量1对交变电流“四值”的理解如图甲所示，标有“220 V40 W”的灯泡和标有“20 F300 V”的电容器并联到交流电源上，为交流电压表，交流电源的输出电压如图乙所示，闭合开关。下列判断正确的是()At时刻，的示数为零 B灯泡恰好正常发光C电容器不可能被击穿 D.的示数保持110 V不变2交变电流“四值”的计算 (多选)边长为L的正方形线框在匀强磁场B中以角速度匀速转动，产生的感应电流的最大值为Im，设灯泡的电阻为R，其他电阻不计。从如图所示位置开始计时，则()A电路中电流的最大值Im B电路中电流的瞬时表达式为iImsin tC电流表的读数为 D灯泡的电功率为R3由图象求交变电流的“四值”一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示，由图可知()A该交变电流的电压的瞬时值表达式为u100sin (25t) VB该交变电流的频率为4 HzC该交变电流的电压的有效值为100 VD若将该交变电压加在阻值为R100 的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W4(2016唐山模拟)一个U形金属线框在匀强磁场中绕OO轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，如图甲、乙所示。其中甲图中OO轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两磁场磁感应强度相同。则甲、乙两图中交流电流表的示数之比为 ()A1 B12C14 D115某正弦交流发电机产生的电动势波形如图所示，已知该发电机线圈匝数n100匝，线圈面积为S0.1 m2，线圈内阻为r1 ，用一理想交流电压表接在发电机的两个输出端。由此可知()A线圈在匀强磁场中转动的角速度为50 rad/sB线圈所在处的磁感应强度是B1 TC交流电压表的读数为220 VD交变电动势的平均值为200 V6利用实验室的手摇发电机产生的正弦交流电给灯泡L供电，其电路如图所示。当线圈以角速度匀速转动时，电压表示数为U，灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为R，电表均为理想电表，导线电阻可忽略。则()A图中电流表示数为 B灯泡的额定功率为C发电机的线圈中产生的电动势的最大值为U(1)D从线圈转到中性面开始计时，灯泡两端电压的瞬时值表达式为uUsin t课时达标一、选择题(16题为单项选择题，711题为多项选择题)1某线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电流的图象如图1所示，由图中信息可以判断()图1A在A、C时刻线圈处于中性面位置 B在B、D时刻穿过线圈的磁通量为零C从AD线圈转过的角度为2D若从OD历时0.02 s，则在1 s内交变电流的方向改变了100次2(2017山东潍坊市联考)现在的调光灯、调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调控的。如图所示为经过一个双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去。调节台灯上的旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯上的电压，那么现在电灯上的电压为()AUm B. C. D.Um3图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R10 连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是10 V。图乙是穿过矩形线圈磁通量随时间t变化的图象。则下列说法正确的是()A电阻R上的电功率为20 WB0.02 s时R两端的电压瞬时值为零CR两端的电压随时间变化的规律是u14.1 cos 100t(V)D通过R的电流随时间变化的规律是icos 50t(A)4(2016福建福州质检)某交流电源电动势随时间变化的规律如图所示，现用该电源对标称值为“5 V10 W”的电动机供电，电源内阻不计，下列说法正确的是()A电动机的内阻为2.5 B电动机的发热功率为10 WC通过电动机的电流为2 A D通过电动机的电流为2 A5如图所示，一半径为L的导体圆环位于纸面内，O为圆心。环内两个圆心角为90且关于O中心对称的扇形区域内分布有匀强磁场，两磁场的磁感应强度大小均为B、方向相反且均与纸面垂面。导体杆OM可绕O转动，M端通过滑动触点与圆环良好接触，在圆心和圆环间连有电阻R，不计圆环和导体杆的电阻，当杆OM以恒定角速度逆时针转动时，理想电流表A的示数为()A. B. C. D.6如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴OO匀速转动，从图示位置开始计时，产生的感应电动势e随时间t的变化曲线如图乙所示。若线圈的转速变为原来的2倍，而其他条件保持不变，从图示位置转过90开始计时，则能正确反映线圈中产生的电动势e随时间t的变化规律的图象是() 7(多选)将电阻R、理想电压表V、开关S和交流电源按照图所示的方式连接起来，其中R30 ，合上开关S后，交流电源输出的正弦交变电压u随时间t变化的关系如图所示。则()A电压表V的示数是36 VBR消耗的电功率是21.6 WC通过R的电流瞬时值表达式为i1.2 sin 100t AD通过R的电流最大值为1.2 A8(多选)如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则()图9A两次t0时刻线圈平面均与中性面重合B曲线a、b对应的线圈转速之比为23C曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD曲线b表示的交变电动势有效值为10 V9(多选)如图所示，N匝矩形导线框以角速度在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想交流电流表和二极管D。二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大。下列说法正确的是()A交流电流表的示数INBS B一个周期内通过R的电荷量qCR两端电压的有效值UNBS D图示位置电流表的示数为010 (多选)如图所示，面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路，理想交流电压表并联在电阻R的两端。线框在磁感应强度为B的匀强磁场中，以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度匀速转动，不计其他电阻，则下列说法正确的是()A若从图示位置开始计时，线框中感应电动势的瞬时值为eNBSsin tB线框通过中性面前后，流过电阻R的电流方向将发生改变，1秒钟内流过电阻R的电流方向改变次C线框从图示位置转过60的过程中，通过电阻R的电荷量为D电压表的示数跟线框转动的角速度大小无关11(多选)如图甲所示，将阻值为R5 的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说法正确的是()A电阻R两端电压变化规律的函数表达式为u2.5sin 200t(V)B电阻R消耗的电功率为1.25 WC如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为1 AD这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为变压器远距离输电知识点一、理想变压器1构造和原理(1)构造：如图1所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。图1(2)原理：电磁感应的互感现象。2基本关系式(1)功率关系：P入P出。(2)电压关系：。有多个副线圈时。(3)电流关系：只有一个副线圈时。由P入P出及PUI推出有多个副线圈时，U1I1U2I2U3I3UnIn。3几种常用的变压器(1)自耦变压器调压变压器，如图A、B所示。(2)互感器知识点二、远距离输电1输电过程(如图2所示)：图22电压损失(1)UUU。(2)UIR。3功率损失(1)PPP。(2)PI2R。4输送电流(1)I。(2)I。考点1理想变压器的分析与计算1关于理想变压器 (1)变压器不能改变直流电压； (2)变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率； (3)理想变压器本身不消耗能量； (4)理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。2理想变压器的基本关系基本关系功率关系P入P出电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比：电流关系只有一个副线圈时，电流和匝数成反比：频率关系原、副线圈中电流的频率相等制约关系电压原线圈电压U1和匝数比决定副线圈电压U2功率副线圈的输出功率P出决定原线圈的输入功率P入电流副线圈电流I2和匝数比决定原线圈电流I11基本关系的应用如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为12；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V，额定功率为22 W；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则()AU110 V，I0.2 A BU110 V，I0.05 ACU110 V，I0.2 A DU110 V，I0.2 A2自耦变压器一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()AU2U1，U2降低 BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2U1，U2升高3互感器 (多选)如图所示，在某一输电线路的起始端接入两个互感器，原、副线圈的匝数比分别为1001和1100，图中a、b表示电压表或电流表，已知电压表的示数为22 V，电流表的示数为1 A则()Aa为电流表，b为电压表 Ba为电压表，b为电流表C线路输送电功率是220 kW D输电线路总电阻为22 4原线圈中接有用电器的变压器如图甲所示，当电压表V2的读数为6 V时，五只额定功率为6 W的相同灯泡L1、L2、L3、L4、L5均正常发光，图乙是理想变压器c、d输入端交变电压u的图象，各电表均为理想交流电表。则下列说法正确的是() Aa、b输入端电压的最大值为24 VB电流表的示数为4 A，电压表V1的示数为24 VC流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次Da、b输入端输入功率Pab18 W考点2理想变压器的动态分析1匝数比不变，负载改变(多选)如图所示，理想变压器的原线圈a、b两端接正弦式交变电压，副线圈c、d两端通过输电线接三只相同的灯泡L1、L2、L3，输电线的等效电阻为R，当开关由原来的断开状态变为闭合状态时，下列说法正确的是()A输电线上的电压增大 B通过原线圈的电流增大C通过灯泡L1的电流减小 D变压器的输入功率减小2匝数比改变，负载不变(多选)如图所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原、副线圈中的电流。下列说法中正确的是()A保持U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B保持U1不变，S由a切换到b，则I2减小C保持U1不变，S由b切换到a，则I1增大D保持U1不变，S由a切换到b，则变压器的输入功率增大3匝数比、负载都改变如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A、理想电压表V，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L、一个电动机M，输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P改变。S断开时，灯泡L正常发光，滑片P位置不动，当S闭合时，以下说法中正确的是()A电压表读数增大 B电流表读数减小C等效电阻R两端电压增大 D为使灯泡L正常发光，滑片P应向下滑动方法技巧含有变压器的动态电路问题的解题思路：考点3远距离输电问题远距离输电问题的“三二二”1理清三个回路回路1：发电机回路。该回路中，通过线圈1的电流I1等于发电机中的电流I机；线圈1两端的电压U1等于发电机的路端电压U机；线圈1输入的电功率P1等于发电机输出的电功率P机。回路2：输送电路。I2I3IR，U2U3U，P2PP3。回路3：输出电路。I4I用，U4U用，P4P用。2抓住两个联系(1)理想的升压变压器联系着回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1(匝数为n1)和线圈2(匝数为n2)中各个量间的关系是，P1P2。(2)理想的降压变压器联系着回路2和回路3，由变压器原理可得：线圈3(匝数为n3)和线圈4(匝数为n4)中各个量间的关系是，P3P4。3掌握两种损耗(1)电压损耗：输电线上的电阻导致的电压损耗，UU2U3IRR线。(2)功率损耗：输电线上的电阻发热的功率损耗，PP2P3IR线。输电线上能量损耗是热损耗，计算功率损耗时用公式PIR线或P。1输电线上功率损失如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压uUmsin t的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为()A() B() C4()2()2r D4()2()2r2输电的几个关系(多选)在如图所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有()A升压变压器的输出电压增大 B降压变压器的输出电压增大C输电线上损耗的功率增大 D输电线上损耗的功率占总功率的比例增大3远距离输电与传感器结合(多选)如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数比为1100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100 。降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小。电压表V显示加在报警器上的电压(报警器未画出)。未出现火警时，升压变压器的输入功率为750 kW，则下列说法中正确的有()A降压变压器副线圈输出的交变电流频率为50 HzB远距离输电线路损耗功率为180 kWC当出现火警时，电压表V的示数变小D当出现火警时，输电线上的电流变小4如图所示的交流电路中，理想变压器输入电压为u1U1msin 100t(V)，输入功率为P1，输出功率为P2，电压表读数为U2，各交流电表均为理想电表。由此可知()A灯泡中电流方向每秒钟改变100次B变压器原、副线圈的匝数比为U1mU2C当滑动变阻器R的滑动头向下移动时各个电表读数均变大D当滑动变阻器R的滑动头向上移动时P1变大，且始终有P1P25如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2和R3均为定值电阻，V1和V2为理想电压表，A1和A2为理想电流表。开关S闭合时，V1和V2读数分别为U1和U2；A1和A2的读数分别为I1和I2。若交流电源电压不变，现断开S，下列推断中正确的是()AU2可能变小、I2一定变小 BU2一定不变、I2一定变小CI1一定变小、I2可能变大 DI1可能变大、I2可能变大6如图甲所示的电路中，变压器原、副线圈匝数比为31，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图象，L1，L2、L3、L4为四只规格均为“9 V6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，开关K原来是闭合的。以下说法正确的是()Aab输入端电压的瞬时值表达式为Uab27sin 100t(V)Bab输入端输入功率Pab18 WC电流表的示数为2 A，且四只灯泡均能正常发光D断开开关K，电压表V的读数将变小7(多选)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1n2，原线圈的两端a、b接正弦式交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R166 ，R233 ，电流表A1的示数为0.4 A。则下列判断中正确的是()A原、副线圈的匝数比为110 B原、副线圈的匝数比为51C电流表A2的示数为2 A D电流表A2的示数为0.4 A8(2016深圳一调) (多选)如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比n1n2101，原线圈输入的交流电压如图乙所示，副线圈电路接有滑动变阻器R和额定电压为12 V、工作时内阻为2 的电动机。闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为1 A，则 ()A副线圈两端电压为22 V B电动机输出的机械功率为12 WC通过电动机的交流电频率为50 Hz D突然卡住电动机，原线圈输入功率变小9(多选)如图所示，矩形线框的面积为60 cm2，匝数为100匝，转速为25 r/s，匀强磁场的磁感应强度为 T，线框的电阻不计。L1、L2是两个标有“6 V1 A”的灯泡，开关S断开时，灯泡L1正常发光，那么()A从图示位置开始计时，线框内产生的交变电压的瞬时值为e60cos 50t(V)B变压器原、副线圈的匝数比为201C开关S断开时，电流表示数是0.1 AD开关S闭合后，灯泡L1将变暗10(多选)如图所示，某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V，输出的电功率为50 kW，用电阻为3 的输电线向远处送电，要求输电线上损失的功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，到达用户再用降压变压器变为220 V供用户使用(两个变压器均为理想变压器)。对整个送电过程，下列说法正确的是()A输电线上损失的功率为300 W B升压变压器的匝数比为1100C输电线上的电流为10 A D降压变压器的输入电压为4 970 V11(多选)如图所示，边长为L、匝数为N、电阻不计的正方形线圈abcd，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴OO以角速度匀速转动，轴OO垂直于磁感线，制成一台交流发电机，它与理想变压器的原线圈连接，变压器原、副线圈的匝数之比为12，二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于图示位置开始计时，下列判断正确的是()A交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为eNBL2cos tB变压器的输入功率与输出功率之比为21C电压表V示数为NBL2D若将滑动变阻器的滑片向下滑动，电流表和电压表示数均变小12远距离输电的原理图如图2所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压分别为U1、U2，电流分别为I1、I2，输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是()图2A. BI2 CI1U1IR DI1U1I2U213图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1n251，电阻R20 ，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是()A输入电压u的表达式u20sin(50t) V B只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率增大 D若S1换接到2，R消耗的电功率为0.8 W14如图甲所示，交流发电机的矩形线圈边长abcd0.2 m，adbc0.4 m，线圈匝数为50匝，线圈的总电阻r1 ，线圈在磁感应强度B0.2 T的匀强磁场中绕垂直磁场的虚线轴以 r/s的转速匀速转动，外接电阻R9 ，电压表为理想交流电表，则()A图甲中交流电压表的示数为80 VB图甲中电阻R上消耗的电功率为1 152 WC如图乙所示，在外电路接上原、副线圈匝数比n1n231的理想变压器时，电阻R上消耗的电功率最大D如图乙所示，在外电路接上原、副线圈匝数比n1n213的理想变压器时，电阻R上消耗的电功率最大15（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈上接有四个完全相同的灯泡，若四个灯泡恰好都能正常发光，则下列说法正确的是()AU1U234 BU1U243C若将L1短路，则副线圈的三个灯泡仍能正常发光D若将L2短路，则副线圈的两个灯泡两端的电压变为额定电压的倍交流电考点1 1、A 2、AC 3、D 考点2 1、BD 2、D 3、B考点31、B 2、AD 3、D 4、A 5、D 6、D课时达标 1、D 2、 3、 4、 5、 6、A 7、B 、A 、 10、A 11、D 变压器远距离输电考点1、 2、 3、 4、考点21、 2、 3、 考点1、 2、 3、 4、 5、B 6、 C 7、B 8、A 9、C 10、ACD 11、C 12、D 13、D 14、D 15、D