专题十三 交变电流

北京曲一线图书策划有限公司5年高考3年模拟B版高考物理专题十三交变电流考点1正弦式交变电流的产生与描述1.(2024广东,1,4分)将阻值为50Ω的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。下列说法正确的是()A.该交流电的频率为100HzB.通过电阻电流的峰值为0.2AC.电阻在1秒内消耗的电能为1JD.电阻两端电压表达式为u=102·sin(100πt)V答案D由题图可知该交流电的周期T=0.02s,则频率f=1T=50Hz,A错误;ω=2πT=100πrad/s,电压表达式u=Umsin(ωt)V=102sin(100πt)V,D正确;Im=UmR=10250A=0.22A,B错误;电压有效值为10V,则电阻在1秒内消耗的电能W=U2Rt=2.(2024河北,4,4分)R1、R2为两个完全相同的定值电阻,R1两端的电压随时间周期性变化的规律如图1所示(三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的3倍),R2两端的电压随时间按正弦规律变化如图2所示,则两电阻在一个周期T内产生的热量之比Q1∶Q2为()A.2∶3B.4∶3C.2∶3D.5∶4答案B依题意,0~T2时间内有效值为U03,设R1=R2=R,根据焦耳定律以及有效值的概念得Q1=U032R·T2+U02R·T2,Q2=U3.（网络版）（2024湖北，5,4分）在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡的电阻是灯泡的2倍。假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡、的电功率之比为（）A.2︰1 B.1︰1 C.1︰2 D.1︰4【答案】C【解析】两个二极管正向电阻为0，反向电阻无穷大，根据电路图可知，在接入正弦式交流电的一个周期内，两个灯泡有电流通过的时间相等都为半个周期，则电压有效值相等，则根据可知，，C正确。4（2024新课标，20，6分）（多选）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（）A.电流最小B.电流最大C.电流方向由P指向QD.电流方向由Q指向P【答案】BD【解析】题图中线圈所在的位置是中性面，线圈从中性面位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为i=imsinωt，ωt=90°时，电流最大，A错误，B正确；线圈相对磁场逆时针转动，PQ边相对磁场在向下切割磁感线，由右手定则可知感应电流方向由Q到P，C错误，D正确。考点2变压器远距离输电考向1理想变压器的原理及应用1.☆☆（网络版）（2024海南）（多选）电动汽车充电站变压器输入电压为10kV，输出电压为220V，每个充电桩输入电流16A，设原副线圈匝数分别为、，输入正弦交流的频率为50Hz，则下列说法正确的是（）A.交流电的周期为0.02sB.原副线圈匝数比C.输出的最大电压为220VD.若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW【答案】AD【解析】交流电的周期，故A正确；根据理想变压器原副线圈的电压与线圈匝数的关系可得，原副线圈匝数比，故B错误；输出的最大电压，故C错误；若10台充电桩同时使用，输出功率，变压器不改变功率，故输入功率，故D正确。2.(2024北京,5,3分)如图甲所示,理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上,输入电压u随时间t变化的图像如图乙所示,副线圈接规格为“6V,3W”的灯泡。若灯泡正常发光,下列说法正确的是()A.原线圈两端电压的有效值为242VB.副线圈中电流的有效值为0.5AC.原、副线圈匝数之比为1∶4D.原线圈的输入功率为12W答案B原线圈两端电压的有效值U1=Um2=2422V=24V,A错误。灯泡正常发光,所以副线圈中电流的有效值I2=PU2=0.5A,B正确。原、副线圈匝数之比n1n2=U1U2=24考向2含变压器电路的动态分析3.（2024浙江6月，7，3分）理想变压器的原线圈通过a或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈接有三个支路，如图所示。当S接a时，三个灯泡均发光，若（）A.电容C增大，L1灯泡变亮B.频率f增大，L2灯泡变亮C.RG上光照增强，L3灯泡变暗D.S接到b时，三个灯泡均变暗【答案】A【解析】电容C增大，容抗减小，L1灯泡变亮，A正确；频率增大，电感线圈感抗增大，L2灯泡变暗，B错误；光照增强，光敏电阻RG阻值减小，L3灯泡变亮，C错误；S接到b时，原线圈匝数减小，副线圈匝数不变，副线圈输出电压变大，三个灯泡均变亮，D错误。4.（2024全国甲，19，6分）（多选）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻R0和R1、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U0不变的情况下，为提高R1的热功率，可以（）A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动B.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向f端滑动D.将T向b端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动【答案】AC【解析】当滑动触头T不动时，原、副线圈匝数之比不变，当U0不变时，输出电压U也不变，如果滑动变阻器R的滑片向f端滑动，R连入电路阻值减小，所以通过R1的电流变大，R1的热功率增大，A正确；当滑动触头T向b端移动时，原、副线圈匝数之比变大，根据U0U=n0n=k，可知变压器输出电压U变小，滑片位置不变时，R1支路电阻不变，电流变小，所以不能提高R1的热功率，B错误；当滑动触头T向b端移动时，变压器输出电压U变小，如果滑动变阻器滑片向e端滑动，则滑动变阻器接入电路的阻值增大，IR1=UR1+R'变小，所以R1的热功率P=IR12R1减小，D错误；同理可得，T向a端移动，则输出电压U变大，滑动变阻器R的滑片向f端滑动，则滑动变阻器接入电路的阻值减小，R1支路中的电流考向3远距离输电5.(2024湖南,6,4分)根据国家能源局统计,截止到2023年9月,我国风电装机4亿千瓦,连续13年居世界第一位,湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度ω匀速转动,升、降压变压器均为理想变压器,输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻R0。当用户端接一个定值电阻R时,R0上消耗的功率为P。不计其余电阻,下列说法正确的是()A.风速增加,若转子角速度增加一倍,则R0上消耗的功率为4PB.输电线路距离增加,若R0阻值增加一倍,则R0上消耗的功率为4PC.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍,则R0上消耗的功率为8PD.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R,则R0上消耗的功率为6P答案A风速增加,若转子角速度增加一倍,根据U有效=NBSω2,可知输电电压变为原来的2倍,而整个电路的电阻不变,输电电流变为原来的2倍,根据P=I2R0可知,R0上消耗的功率为4P,A正确;若R0阻值增加一倍,则输电电流减小,R0上消耗的功率小于