2021年新高考大二轮物理12.交变电流

12.交变电流

1.（2020•北京交通大学附属中学高三三模）如图1甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直磁

场的轴匀速转动可以产生交变电流，其电动势e随时间f变化的图像如图乙所示，则（）

图】

A.f=0时，穿过线圈的磁通量最大

B.线圈转动一周，电流的方向改变一次

C.线圈中电动势的有效值为311V

D.线圈中交变电流的频率为100Hz

答案A

解析，=0时，电动势为零，线圈平面处于中性面处，穿过线圈的磁通量最大，故A正确；

根据题图乙可知，线圈转动一周，电流的方向改变两次，故B错误；线圈中电动势的最大

311

值为311V,有效值为忑•V^220V,故C错误；由题图乙可知T=0.02s,则线圈中交变

电流的频率/'=*=50Hz,故D错误.

2.如图2所示为一交流电压随时间变化的图像，每个周期内，前三分之一周期电压按正弦

规律变化，后三分之二周期电压恒定，根据图中数据可得，此交流电压的有效值为（）

图2

A.7.5VB.8VC.2VBVD.3VBV

答案C

解析根据电流热效应的定义可得，JT,解得U=2\/13V.

3.（2020•山东德州市高三二模）电压互感器是测量较大交流电压的仪表；电流互感器是测量

较大交流电流的仪表，这两种仪表在使用时的电路正确的是（）

答案D

解析由理想变压器的原、副线圈的电压之比可知，电压与匝数成正比，则电压互感器接入

匝数较少的副线圈上，且原线图应分别接在零线和火线上，故A、B错误；由理想变压器的

原、副线圈的电流之比可知，电流与匝数成反比，则电流互感器应串联接入匝数较多的副线

圈上，同时将匝数很少的原线圈串联在需要测量电流的线路中，故C错误，D正确.

4.（多选）（2020•江苏南通市通州区、海门市、启东市联考）如图3甲所示，理想变压器原、

副线圈匝数比为10：1,原线圈通以图乙所示的交流电后，理想电流表A|示数为0.5A,副

线圈串联了电阻可忽略的熔断器、理想电流表A2以及虚线框内的某用电器，电路处于正常

工作状态，则下列说法正确的有（）

图3

A.原线圈两端电压的瞬时值表达式6=22即sin100MV）

B.熔断器的熔断电流应该不小于5A

C.若输入的交流电频率增大，发现A2示数也增大，则虚线框内可能是电容器

D.若原线圈输入电压改为500V的恒定电压，则A2示数将增大

答案ABC

解析由题图乙可知，交变电流电压的最大值为22MV,周期为T=0Q2s,所以原线圈

两端电压的瞬时值表达式e=220Visin悬r（V）=22SnsinlOOnr（V）,故A正确；理想电

流表Aj示数为0.5A,由公式?=必，解得：/,=5A,所以熔断器的熔断电流应该不小于5A,

12aI

故B正确；若输入的交流电频率增大，发现A2示数也增大，说明虚线框内的用电器对高频

交变电流的阻碍较小，所以虚线框内的用电器可能是电容器，故C正确；理想变压器的工

作原理为互感，所以理想变压器对恒定电流不起作用，即若原线图输入电压改为500V的恒

定电压，则A?示数将变为零.

5.（多选）（2020•内蒙古通辽蒙古族中学高三三模）如图4所示，边长为乙、匝数为N、电阻不

计的正方形线圈abed,在磁感应强度为B的匀强磁场中绕转轴O。’以角速度3匀速转动,

轴。。’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1：2,二极管的正向电阻为零，反向电阻无穷大，从正方形线圈处于

图示位置时开始计时，下列判断正确的是（）

图4

A.交流发电机的感应电动势的瞬时值表达式为e=NB『3cos3t

B.变压器的输入功率与输出功率之比为2：1

C.电压表V示数为

D.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

答案AC

解析由题图可知，从垂直于中性面时开始计时，则矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表

达a为e=NBl}（ocosst,故A正确；变压器的输入功率与输出功率之比为1：1,故B错误；

根据理想变压器的原、副线圈的电压之比可知变压器输出的交流电压的最大值等于U2m=

INBml}

—.U?

交流电在一个周期内只有半个周期可以通过二极管，根据电流的热效应可得一p—5=大7

AZA

解得U=NBa}l},故C正确；当滑动变阻器的滑片向下滑动时，R接入电路中的阻值变大，

根据理想变压器的变压原理知输出电压即电压表V的示数不变，电阻消耗的功率变小，故

电流表示数变小，故D错误.

6.（多选）（2020•湘赣皖十五校高三第一次联考）有一台理想变压器及所接负载如图5所示.在

原线圈c、d两端加上交变电流.已知人是原线圈中心抽头，电压表和电流表均为理想交流

电表，电容器的耐压值足够大.下列说法正确的是（）

图5

A.开关S始终接a,当滑片尸向下滑动时电压表V|示数不变，电压表V2示数变大，电流

表A2示数变小

B.开关S始终接儿当滑片P向上滑动时吊的电功率增大，V2示数的变化量与A2示数的

变化量之比不变

C.保持滑片P的位置不变，将开关S由人改接a,变压器输入功率变大

D.保持滑片尸的位置不变，将开关S由。改接匕，电容器所带电荷量的最大值将增大

答案ABD

解析开关S始终接a,则变压器输出电压不变，电压表V1的示数不变，当滑片P向下滑

动时，R接入电路的阻值变大，变压器的输出电流减小，电流表A2示数变小，4电压减小，

则电压表V2示数变大，选项A正确；开关S始终接儿则变压器的输出电压不变，电压表

V1的示数J不变，当滑片P向上滑动时，R接入电路的阻值减小，变压器的输出电流变大，

R的电功率增大，由于电压表V2的示数｛/2=坊一/2凡，则V2示数的变化量与A2示数的变

化量之比奢=R不变，选项B正确；保持滑片P的位置不变，将开关S由6改接a,变压

器原线圈的匝数变大，则变压器的输出电压减小，输出功率减小，则变压器输入功率变小，

选项C错误；保持滑片尸的位置不变，将开关S由。改接"变压器原线图的匝数减小，

则输出电压变大，电容器两端电压变大，所带电荷量的最大值将增大，选项D正确.

7.(2020•甘肃兰州一中高三二模)某水电站，用总电阻为2.5。的输电线输电给500km外的

用户，其输出电功率是3Xl()6kW.现用500kV电压输电，则下列说法正确的是()

A.输电线上输送的电流大小为2X1()5A

B.输电线上由电阻造成的损失电压为15kV

C.若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9XIO®kw

D.输电线上损失的功率为△f=§,U为输电电压，r为输电线的电阻

答案B

p3X106X10^

解析由尸=/U得输电线上输送的电流/=,="500XA=6X1()3A,由AU=〃得输

电线路上的电压损失AU=6X103)<2.5V=15kV,输电线上损失的功率为△尸=/'2厂=不丁3

3X]()6x]()3

r=(—市不一)2X2.5W=9X10"W,输电,线上损失的功率△尸计算时，U为输电线上的电

压，而不是输电电压.故选B.

8.(多选)(2020•福建厦门市线上检测)如图6所示，灯泡A、B完全相同，理想变压器原、

副线圈匝数比小:的=5：1,指示灯L的额定功率是灯泡A的/当输入端接上“=llMsin

100MV)的交流电压后，三个灯泡均正常发光，两个电流表均为理想电流表，且A2的示数

为0.4A,贝ij()

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