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押云南,安徽,黑龙江,山西,吉林五省卷第7题
交变电流
交变电流涉及知识点,游离于高中物理主线之外,相对独立,与生活息息相关,可能会从生活实际引出问题,主要考点如下:
考点
细分
交变电流
交变电流的产生和描述
理想变压器
远距离输电
一、交变电流的产生和描述
1.线圈通过中性面时的特点
(1)穿过线圈的磁通量最大.
(2)线圈中的感应电动势为零.
(3)线圈每经过中性面一次,感应电流的方向改变一次.
2.有效值的计算
(1)正弦式交变电流:有效值是最大值的,即E=,I=,U=.
(2)非正弦式交变电流:计算有效值时,要根据电流的热效应,即“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式.
3.正弦式交流电“四值”及应用
二、理想变压器和远距离输电
1.理想变压器的三个关系
(1)功率关系:P入=P出.
(2)电压关系:=.
(3)电流关系:只有一个副线圈时,=;有多个副线圈时,U1I1=U2I2+U3I3+……+UnIn.
2.理想变压器各物理量的制约关系
(1)输入功率由输出功率决定,即P入=P出(副制约原).
(2)输出电压由输入电压和匝数比决定,即U2=U1(原制约副).
(3)输入电流由输出电流和匝数比决定,即I1=I2(副制约原).
(4)输出功率由负载决定,即P出=P负总=P负1+P负2+….
(5)输出电流由输出电压和负载决定,即I2=.
3.远距离输电问题分析方法
(1)理清输电电路图的三个回路(如图)
①在电源回路中,P发电机=U1I1=P1.
②在输送回路中,I2=I线=I3,U2=ΔU+U3,ΔU=I2R线,ΔP=I22R线.
③在用户回路中,P4=U4I4=P用户.
(2)抓住两组关联式
①理想的升压变压器联系着电源回路和输送回路,由理想变压器原理可得:=,=,P1=P2.
②理想的降压变压器联系着输送回路和用户回路,由理想变压器原理可得:=,=,P3=P4.
(3)掌握一个守恒观念
功率关系:P2=ΔP+P3,其中ΔP=ΔU·I线=I线2R线=.
1.(2020·全国·统考高考真题)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10,R3=20,各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是( )
A.所用交流电的频率为50Hz B.电压表的示数为100V
C.电流表的示数为1.0A D.变压器传输的电功率为15.0W
2.(2020·全国·统考高考真题)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为∆P,到达B处时电压下降了∆U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1 100 kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为∆P′,到达B处时电压下降了∆U′。不考虑其他因素的影响,则( )
A.∆P′=∆P B.∆P′=∆P C.∆U′=∆U D.∆U′=∆U
3.(2016·全国·高考真题)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面向里。现使线框M、N在t=0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则( )
A.两导线框中均会产生正弦交流电
B.两导线框中感应电流的周期都等于T
C.在t=时,两导线框中产生的感应电动势相等
D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等
4.(2018·全国·高考真题)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为,该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示。则Q方∶Q正等于( )
A.1∶ B.∶1 C.1∶2 D.2∶1
1.(2022·广东卷·4)图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图.定子是仅匝数n不同的两线圈,n1>n2,二者轴线在同一平面内且相互垂直,两线圈到其轴线交点O的距离相等,且均连接阻值为R的电阻,转子是中心在O点的条形磁铁,绕O点在该平面内匀速转动时,两线圈输出正弦式交变电流.不计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响,下列说法正确的是( )
A.两线圈产生的电动势的有效值相等
B.两线圈产生的交变电流频率相等
C.两线圈产生的电动势同时达到最大值
D.两电阻消耗的电功率相等
2.(2022·山东卷·4)如图所示的变压器,输入电压为220 V,可输出12 V、18 V、30 V电压,匝数为