2022届高中物理交变电流常考点.pdf

1 (每日一练每日一练)2022)2022 届高中物理交变电流常考点届高中物理交变电流常考点 单选题 1、如图所示，甲图为远距离输电示意图，输电线的总电阻为=22，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为 220V。输电效率为 90%，输电线上损耗功率为损=5.5 104W，变压器均为理想变压器。设升压变压器原、副线圈匝数比为12，降压变压器原、副线圈匝数比为34，下列说法正确的是（）A12=511B升压变压器原线圈电流=200A C34=451D用户端消耗功率消=5 105W 答案：C 解析：AB设升压变压器原线圈两端电压为U1，副线圈两端电压为U2，原线圈电流为I1，副线圈电流为I2，降压变压器原线圈电压为U3，副线圈电压为U4，原线圈电流为I3，副线圈电流为I4，因为输电效率为 90%，损耗功率为 损=(1 90%)11 损=22 2 12=21 由题图乙可知 1=220V 联立解得 12=1501=2500A AB 错误；C根据题意 2 2=334=34 联立解得 34=451 C 正确；D根据题意得 消损=90%1 90%消=4.95 105W D 错误。故选 C。2、如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10：1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R=10，其余电阻均不计。从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压。下列说法正确的是（）3 A当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为 31.1V B当单刀双掷开关与b连接且在 0.01s 时，电流表示数为零 C当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率变大 D当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率变为 25Hz 答案：C 解析：A交流电的有效值为 m2=220V 根据电压与匝数成正比可知，副线圈的电压为 22V，电压表的示数为 22V，故 A 错误；B电流表示数为电流的有效值，不随时间的变化而变化，所以电流表的示数不会为零，故 B 错误；C当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的匝数变小，所以副线圈的输出的电压要变大，电阻R上消耗的功率变大，原线圈的输入功率也要变大，故 C 正确；D变压器不会改变电流的频率，所以副线圈输出电压的频率为 =1=50Hz 故 D 错误。故选 C。3、某发电站向远方供电，将=10kV的电压直接加在输送线路的输入端，且输送的电功率为=600kW；输4 送线路的终端获得的电功率为500kW。若要将此输送线路的效率提升为 98.5%，则输送线路的输入端需要接入的如图所示升压变压器的匝数比12为（）A3：20B3：10C2：5D1：10 答案：B 解析：直接输送时 损=12线=100kW 1=60A 得 线=2509 经过变压器升压后输送 损=22线=9kW 得 2=18A 则 2=2=1003kV 12=2=310 5 故 B 正确，ACD 错误。故选 B。4、有一台内阻为 1 的发电机，供给一个学校照明用电，如下图，升压变压器匝数比为 14，降压变压器匝数比 41，输电线总电阻R4。全校共 22 个班，每班有“220 V，40 W”灯 6 盏，若保证全部电灯正常发光，则（）A发电机输出功率为 5 280 W B发电机电动势为 250 V C若减小升压变压器原副线圈匝数比可以提高输电的效率 D若使用灯数减半并正常发光，发电机输出功率也减半 答案：B 解析：A对降压变压器 22=33=灯 23=41 解得 2=880V，2=6A 对升压变压器 6 11=22=22+22 解得 出=5424W 故 A 错误；B对升压变压器 2=2+2 12=14 解得 1=226V 又因为 12=41 解得 1=24A 由欧姆定律可得 =1+1 解得 =250V 故 B 正确；C若想提高输电效率，需要减少导线上的功率损失，就需要减小输电导线上的电流，则需要提高升压变压器原副线圈的匝数比，故 C 错误；D当电灯减少一半时 7 灯=2640W 同理可得 2=3A 出=2676W 出2=2712W 故 D 错误。故选 B。5、如图所示，R为定值电阻，A、B、C、D、E为五个完全相同的灯泡。当灯泡正常发光时其阻值也为R，额定电压为U，额定电流为I，额定功率为P。理想变压器原、副线圈匝数比为k。若灯泡都正常发光，则下列说法中正确的是（）AR两端电压为U B通过R的电流为 4I C交变电源的输出功率为 21P D交变电源的输出电压为 6U 答案：D 解析：AB由题意知，所有灯泡都正常发光，则副线圈的电压为2，原线圈与A灯并联，故原线圈的电压为，则原、副线圈匝数比为 1：2，副线圈电流为2，根据变压器原副线圈电流与匝数关系可得，原线圈的电流为4，则流过电阻的电流为5，根据欧姆定律得 =8 则R两端电压为=5 =5 =5 故 AB 错误；CD交变电源的输出电压为=5+=6 则交变电源的输出功率为 =6 5=30=30 故 D 正确，C 错误。故选 D。多选题 6、如图为模拟远距离输电的实验电路图，两理想变压器的匝数1=4 2，忽略灯丝电阻随温度的变化。当 A、B 端接入低压交流电源时（）A1、2两灯泡的亮度相同 BA1表的示数小于A2表的示数 C2两端的电压小于4两端的电压 D1消耗的功率大于3消耗的功率 9 答案：BC 解析：在远距离输电的过程中，在输电线路相同时，通过升压变压器，使输送的电压升高，从而减小了输电电流，减小了在输送过程中损耗的功率，到达用户时再用降压变压器将电压降为低电压，从而用户得到的功率增加，因此1比2更亮；A1表的示数小于A2表的示数，2两端的电压小于4两端的电压；1消耗的功率小于3消耗的功率。故选 BC。7、如图所示，一理想变压器初级线圈1=120匝，次级线圈3=30匝，初级线圈与=2202sin(100)的交流电源连接，电流表示数为2A，标注有“110V、55W”的灯泡正常发光，电动机线圈的总电阻为1，则下列说法中正确的是（）A流过灯泡的交变电流的频率为60HzB灯泡两端的电压峰值为1102V C流过电动机的电流为55AD电动机的输出功率为336W 答案：BD 解析：A由周期与角速度的关系式 =2=1002Hz=50Hz 变压器不改变交流电频率，A 错误；B灯泡的额定电压为有效值，可知灯泡两端的电压峰值为1102V，B 正确；10 C理想变压器初、次线圈匝数比与电流比的关系 13=13 可得 3=55V 由于电动机为非纯电阻电路，故不满足闭合电路欧姆定律，所以电流不为 55A；C 错误；D由理想变压器初线圈功率等于所有次线圈功率之和 11=22+33 解得 3=7A 电动机的输出功率为 出=55 7 72 1W=336W D 正确。故选 BD。8、如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比1:2=10:1，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 12V、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，则下列不正确的是（）A通过电动机的交流电频率为 50 Hz B电动机输出的机械功率为 10W 11 C副线圈两端电压为 222V D若将电动机换成二极管，副线圈两端的电压变为 112V 答案：AB 解析：A由图乙可知，输入交变电压的周期为 0.02s，则频率为 =1=50Hz 因为原副线圈交变电压频率相等，则通过电动机的交流电频率为 50 Hz，故 A 正确；B电动机输出的机械功率为 =2 22=12 1W 12 2W=10W 故 B 正确；C由图乙可知，输入电压的最大值为 2202V，则有效值 1=22022V=220V 则副线圈两端电压为 2=211=22V 故 C 错误；D输入电压不变，原副线圈的匝数比不变，则副线圈两端的电压不变，仍为22V，故 D 错误。故选 AB。填空题 9、图甲为交流发电机示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动，电阻R=4，线圈电阻r=1。从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图象如图乙所示。则电动势瞬时值的表达式为_V；若只将线圈转动的角速度变为原来 2 倍时，电动势的最大值为_V，12 有效值为_V。答案：=12.52cos100 252 25 解析：1根据图像可得，输出的交变电压的最大值 m=102V 线圈转动产生的电动势最大值 m=m+m=12.52V 周期 =2 102s 则 =2=100rad/s 从图示位置开始计时，则电动势瞬时值的表达式 =mcos(V)=12.52cos100(V)2根据 m=只将线圈转动的角速度变为原来 2 倍时，电动势的最大值252V 3 有效值 13 有=12.522V=25V 10、一台理想降压变压器从 10 kV 的线路中降压并提供 200 A 的负载电流。已知两个线圈的匝数比为 401，则副线圈中的输出电压为_，输出功率为_，变压器原线圈中的电流为_。答案：250 V 50 kW 5 A 解析：由，得U2V250 V；由理想变压器功率关系，得P入 P出U1I1U2I2250200 W50 kW，同时得I1A5 A.11、如图所示是某正弦交变电流的图像，该交变电流有效值为_，根据图像写出交变电流的瞬时值表达式为_；若该电流在t=0.0025s 时刻才开始记时，则该交变电流的瞬时值表达式为_。（计算时）答案：2A =2sin100(A)=2sin(100+4)(A)解析：12设该交变电流的瞬时值表达式为 =msin 由图像可知周期T=0.02s，则角速度为 =2=100rad/s 当=0.0025s时，有 14 1=msin4=2A 解得Im=2A，所以该交变电流的有效值为 =m2=2A 交变电流瞬时值的表达式为 =2sin100(A)3若该电流在t=0.0025s 时才开始计时，则该交变电流的瞬时值表达式可写为 =2sin(100+)(A)令t=0，则有 1=2sin(A)=2A 解得=4（另一解=34不符合题意，故舍去）。故所求瞬时值表达式为 =2sin(100+4)(A)