专题05 交变电流（考点串讲） --2024-2025学年高二物理下学期期末考点大串讲（人教版2019）

GREEN BUSINESS 专题05 交变电流 物理 高二期末大串讲·人教版 目录 04 01 02 03 考向动态·押题预测 知识导图·思维引航 核心精讲·知识必备 考点突破·考法探究 01 知识导图·思维引航 知识导图·思维引航 02 核心精讲·知识必备 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 5 核心精讲·知识必备 考点一  交变电流的产生与描述 核心精讲 知识点一 交变电的两个特殊平面 （1）线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变。 （2）线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，电流方向不变。 核心精讲·知识必备 考点一  交变电流的产生与描述 核心精讲 知识点二 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）非正弦式交变电流有效值的计算 ①分段求出交变电流在一个周期内产生的热量Q交。 ②设交变电流的有效值为I或电压的有效值为U（也可设为直流电相应的物理量），写出同样时间内产生的焦耳热Q＝I2RT或Q＝T。 ③根据Q交＝Q列等式，计算I或U。 核心精讲·知识必备 考点一  交变电流的产生与描述 核心精讲 知识点一 正弦交流电的“四值” 核心精讲·知识必备 考点二  变压器和远距离输电 核心精讲 知识点一 变压器动态分析一般方法 （1）变压器动态分析常见的两种情况 ①负载电阻不变，匝数比变化； ②匝数比不变，负载电阻变化。 （2）处理变压器动态变化问题应注意的两点 ①根据题意分清变量和不变量； ②弄清“谁决定谁”的制约关系——电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入。 核心精讲·知识必备 考点二  变压器和远距离输电 核心精讲 知识点二 原线圈接电阻的变压器的分析方法 （1）若原线圈与定值电阻串联，则由变压器的电流关系作为突破口确定两线圈的匝数比和线圈两端的电压关系；若原线圈与定值电阻并联，则由变压器的电压关系作为突破口确定两线圈的匝数比和线圈中的电流关系。 （2）分析原线圈接电阻的变压器电路动态变化问题时，可以将变压器及副线圈两端的电路整体等效成一个电阻，然后用直流电路的规律分析原线圈电路各量的变化，进而分析副线圈电路各量的变化。 定量计算时常用的二级结论为： 核心精讲·知识必备 考点二  变压器和远距离输电 核心精讲 知识点三 远距离输电问题的一般思路 （1）理清三个回路 （2）抓住两个联系 ①理想的升压变压器中线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是＝，＝， P1＝P2。 ②理想的降压变压器中线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是，， P3＝P4。 （3）掌握一个守恒：能量守恒关系式P1＝P损＋P3。 03 考点突破·考法探究 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 12 考点突破·考法探究 考点一  交变电流的产生与描述 真题研析 交变电流的产生 考法01 （23-24高二下·北京石景山·期末）交流发电机的示意图如图所示，矩形线圈ABCD在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO′逆时针匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为e=20sin100tV。下列说法正确的是（　　） A．此交流电的频率为100Hz B．此发电机电动势的有效值为20V C．当线圈平面转到图示位置时磁通量为0 D．当线圈平面转到图示位置时磁通量的变化率为0 C 13 考点突破·考法探究 考点一  交变电流的产生与描述 真题研析 交流电的图像 考法02 （23-24高二下·四川成都·期末）图（a）为某自行车安装的车灯发电机，其内部结构如图（b）所示。当车轮匀速转动时，灯泡两端电压u随时间t呈正弦函数变化，如图（c）所示。当自行车匀加速行驶过程中，灯泡两端电压u随时间t变化的关系可能为（　　） 14 考点突破·考法探究 考点一  交变电流的产生与描述 真题研析 交流电的频率和峰值 考法03 （23-24高二下·山东枣庄·期末）如图所示，竖直平面内匝数为的正方形线圈PQMN边长，在磁感应强度的水平方向匀强磁场中，绕其中心轴以角速度匀速转动。已知发光二极管的正向电压不低于时才能发光，不计线圈直流电阻。求： （1）线圈中产生的瞬时电动势的最大值； （2）当MN边与磁场方向的夹角为时，线圈中电动势的大小； （3）10min内，发光二极管的发光时间。 【答案】（1）2V；（2）1.6V；（3）100s 15 考点突破·考法探究 考点一  交变电流的产生与描述 真题研析 交变电流的瞬时值 考法04 （23-24高二下·山东威海·期末）一个100匝的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势如图所示，下列说法正确的是（　　） A．电动势瞬时值表达式为 B．t=0.25s时，电动势瞬时值大小等于有效值 C．t=0.5s时，穿过线圈的磁通量为 D．t=1s时，磁通量的变化率为0.01V B 16 考点突破·考法探究 考点一  交变电流的产生与描述 真题研析 交变电流的有效值 考法05 （23-24高二下·安徽安庆·期末）如图为某交流电电流随时间变化的图像， 其有效值为（　　） A． B． C． D． A 17 考点突破·考法探究 考点二  变压器和远距离输电 真题研析 变压器的原理及应用 考法01 （23-24高二下·贵州毕节·期末）如图甲所示，理想变压器副线圈回路中接有阻值为的定值电阻，现给变压器原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，开关S闭合后理想交流电压表的示数为50V，下列说法正确的是（　　） A．理想变压器原、副线圈匝数之比为3∶1 B．电阻R消耗的功率为2000W C．原线圈中的电流为2.5A D．副线圈中交流电的频率为100Hz C 18 考点突破·考法探究 考点二  变压器和远距离输电 真题研析 远距离输电问题 考法02 （23-24高二下·四川广安·期末）输电能耗演示电路如图所示。开关接1时，升压变压器原、副线圈匝数比；开关接2时，升压变压器原、副线圈匝数比；降压变压器原、副线圈匝数比，在升压变压器原线圈输入电压的正弦交流电，连接两理想变压器的导线总电阻为r，负载，当开关S接1时，负载R消耗的功率。求： （1）输电线的总电阻r； （2）当开关S接2时，负载R消耗的功率。 【答案】（1）；（2） 19 考点突破·考法探究 考点三  电容器和电感器 真题研析 电容器对交变电流的影响 考法01 （23-24高二下·湖北十堰·期末）利用一座小型水电站为某村庄供电，该水电站到用户之间需要进行远距离输电，输电示意图如图所示。已知发电机线圈abcd的匝数匝，面积，线圈匀速转动的角速度，匀强磁场的磁感应强度，输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降低后供用户使用，用户使用的所有用电器的额定电压均为，输电导线的总电阻。为了检测输电电路输送的功率，在输电线路起始端接入I、II两个互感器，已知电压互感器原、副线圈的匝数比为200∶1，电流互感器原、副线圈的匝数比为1∶50，电压表的示数为55V，电流表的示数为2.0A，发电机线圈的电阻，所有变压器及互感器均可视为理想变压器。求： （1）输电线路上损耗的电功率； （2）降压变压器原、副线圈的匝数比； （3）升压变压器原线圈内的电流I1。 【答案】（1）；（2）；（3） 20 考点突破·考法探究 考点三  电容器和电感器 真题研析 电感器对交变电流的影响 考法02 （24-25高二上·浙江杭州·期末）如图所示，三只完全相同的灯泡a、b、c分别与电阻R、电感L、电容C串联，再将三者关联，接在220V，50Hz的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。若将交变电压改为220V，25Hz，则（　　） A．三只灯泡亮度不变 B．三只灯泡都将变亮 C．a亮度不变，b变亮，c变暗 D．a亮度不变，b变暗，c变亮 C 21 考点突破·考法探究 考点四  电磁波和传感器 真题研析 电磁波的产生与应用 考法01 （多选）（24-25高二上·河北邢台·期末）如图甲所示，在超声波悬浮仪中，由LC振荡电路产生高频电信号，通过压电陶瓷转换成同频率的超声波，利用超声波最终实现小水珠的悬浮。若某时刻LC振荡电路线圈中的磁场及电容器两极板所带的电荷如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．此时电容器正在充电 B．此时电场能正向磁场能转化 C．此时线圈中的电流正在增大 D．在线圈中插入铁芯，LC振荡电路的周期增大 AD 22 考点突破·考法探究 考点四  电磁波和传感器 真题研析 传感器 考法02 （23-24高二下·广东广州·期末）压敏电阻的阻值随所受压力的增大而减小。某同学利用压敏电阻设计了判断小车运动状态的装置，如图（a）。现将压敏电阻和一块挡板固定在绝缘小车上，中间放置一个绝缘重球。小车向右做直线运动过程中，电流表的示数如图（b）。下列说法正确的是（　　） A．在时间至内，小车做匀速直线运动 B．在时间至t2内，小车做匀加速直线运动 C．在时间至内，小车做匀速直线运动 D．在时间至内，小车做匀加速直线运动 D 23 04 考点动向·押题猜想 精准划分题型以把握命题规律，深入掌握考试动态与趋势 24 考向动态·押题预测 命题预测 交变电流的产生 考法01 C 一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律如图甲所示，已知发电机线圈内阻为20Ω，现外接一个额定电压为200V的电动机，如图乙所示，电动机恰好能正常工作，电表为理想电表，下列说法正确的是（　　） A．时，线圈平面与中性面垂直 B．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C．电路中的电流大小为1A D．电动机的内阻为100Ω 25 考向动态·押题预测 命题预测 交变电的描述 考法02 A 调速电风扇是用可控硅电子元件来实现调节的，若经过元件调节后，加在调速电风扇上的电压U与时间t的关系图像如图所示为部分正弦曲线，已知调速电风扇线圈电阻为R，此时调速电风扇正常工作，下列说法正确的是（　　） A．调速电风扇的额定电压为，通过调速电风扇的电流小于 B．调速电风扇的额定电压为，通过调速电风扇的电流大于 C．调速电风扇的额定电压为，通过调速电风扇的电流小于 D．调速电风扇的额定电压为，通过调速电风扇的电流大于 26 如图甲所示电路中，L为电感器、C为电容器。当A、B两端接有如图乙所示的交变电压时，a、b两只灯泡都能发光。如果交变电压的峰值保持不变，频率降低为原来的一半，与频率改变前相比（假设灯泡均未烧坏），下列说法正确的是（　　） A．电感器的感抗增大 B．灯泡a变暗 C．电容器的容抗减小 D．灯泡b变暗 考向动态·押题预测 命题预测 电感和电容对交变电的影响 考法03 D 27 考向动态·押题预测 命题预测 变压器 考法04 一电路图如图所示，电压U恒定不变，其中理想变压器匝数比，电阻为，最大值为，R为，下列说法正确的是（　　） A．滑片P向下，理想电流表A的示数减小 B．滑片P向下，理想电压表V的示数增大 C．滑片P向上，的电压值减小 D．当P处于中点时，R和消耗的功率最大 D 28 考向动态·押题预测 命题预测 远距离输电 考法05 A 如图所示为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，变压器均为理想变压器，发电机输出电压恒定，输电线的电阻为r。则下列判断正确的是（　　） A． B．输电线上损失的功率为 C．若输送功率增大，则增大 D．若输送功率增大，则输电线上损失的功率与输送功率之比减小 29 考向动态·押题预测 命题预测 电磁波 考法06 C 无人机因机动性能好，应用广泛。控制无人机的无线电信号产生来自于LC振荡电路。LC振荡电路在某一时刻的电场和磁场方向如图所示。下列说法中正确的是（　　） A．电路中的电流在减少 B．电路中电流沿顺时针方向 C．电容器极板上的电荷量在减少 D．电路中磁场能正在向电场能转化 30 考向动态·押题预测 命题预测 传感器 考法07 C 根据光敏电阻特性设计的自动计数器的电路图如图所示，其中为光敏电阻，为定值电阻，电源电动势和内阻恒定，信号处理系统会实时监测两端的电压，每获得一次低电压就记数一次，下列说法正确的是（    ） A．有光照射时的阻值比无光光照时大 B．有光照射时两端的电压比无光照射时大 C．有光照射时电源两端的电压比无光照射时小 D．有光照射时消耗的电功率比无光照射时小 31 GREEN BUSINESS 汇报：xxx 谢谢 聆听 $$