2026届高考物理一轮复习高频考点专项练11：交变电流

高频考点专项练11：交变电流 交变电流“四值”的计算 1. 某交流发电机给灯泡供电，产生正弦式交变电流的图象如图所示，下列说法中正确的是(　　) A. 交变电流的频率为0.02 Hz B. 交变电流的瞬时表达式为i＝5cos50πt(A)[来源:Z§xx§k.Com] C. 在t＝0.01 s时，穿过交流发电机线圈的磁通量最大 D. 若发电机线圈电阻为0.4 Ω，则发电机的热功率为5 W 2.(多选)如图甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是( 　　 ) A. 图甲表示交流电，图乙表示直流电 B. 两种电压的周期相等 C. 两种电压的有效值相等 D. 图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝311sin100πt V 3．在如图甲所示的电路中，电阻R的阻值为50Ω，在ab间加上图乙所示的正弦交流电，则下面说法中不正确的是 （ ） A．交流电压的有效值为100V B．电流表示数为2A C．产生该交流电的线圈在磁场中转动的角速度为3.14rad/s D．如果产生该交流电的线圈转速提高一倍，则电流表的示数也增大一倍 4．如图所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是 5．如图所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴ΟΟ′以恒定的角速度转动，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，则在0～这段时间内（ ） A．线圈中的感应电流一直在增大 B．线圈中的感应电流先增大后减小 C．穿过线圈的磁通量一直在减小 D．穿过线圈的磁通量的变化率一直在减小 6、一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则 A.电压表的示数为220v B.电路中的电流方向每秒钟改变50次 C.灯泡实际消耗的功率为484W D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J ( V 乙 t / × 10 -2 e/V 甲 O 1 2 O O / ) 变压器的基本关系 ( V A ) 1．如图所示，一理想变压器接电动势（V）的正弦交流电，副线圈接有理想电流表、理想电压表和一只“110V，60W”的灯泡，已知原、副线圈匝数比为2∶1，下列说法正确的是 （ ） A．电压表读数为220V B．灯泡不能正常发光 C．副线圈产生的电动势的有效值为110V D．变压器的输出功率小于输入功率 2. 如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u＝220sin100πt(V)，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的。则当S闭合一段时间后(　　) A. 电压表示数不变，示数为22 V B. 电压表示数不变，示数为220 V C. 灯泡L两端的电压将变大 D. 电流表示数一定为0 3. (多选)如图甲所示，矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴在匀强磁场中匀速转动，输出交流电的电动势图象如图乙所示，经原、副线圈的匝数比为1∶10的理想变压器给一灯泡供电，如图丙所示，副线圈电路中灯泡额定功率为22 W。现闭合开关，灯泡正常发光。则(　　) A. t＝0.01 s时刻穿过线框回路的磁通量为零 B. 交流发电机的转速为50 r/s C. 变压器原线圈中电流表示数为1 A D.灯泡的额定电压为220 V 4. 如下图所示，L1和L2是高压输电线，甲、乙是两只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100，图中电压表示数为220 V，电流表示数为10 A，则高压输电线的输送电功率为(　　) A. 2.2×103 W　　　　　 B. 2.2×10－2 W C. 2.2×108 W D. 2.2×104 W 5. 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为1∶2，两端分别接有4个阻值相同的灯泡，已知4盏灯均能发光，则L1和L2的功率之比为(　　) A. 1∶1 B. 1∶3 C. 9∶1 D. 3∶1 变压器的动态分析 1. (多选)如图所示电路，变压器为理想变压器。现将滑动变阻器的滑片从某一位置滑动到另一位置时，电流表A1的示数减小0.1 A，电流表A2的示数减小1 A，则下列说法正确的是( 　　 )[来源:Z&xx&k.Com] A. 灯泡L1变亮 B. 灯泡L1变暗 C. 变压器为升压变压器 D. 变压器为降压变压器 2. (多选)如图所示为一理想变压器，在原线圈输入电压不变的条件下，要提高变压器的输入功率，可采用的方法是(　　) A. 只增加原线圈的匝数 B. 只增加副线圈的匝数 C. 只减小用电器R1的电阻 D. 断开开关S 3. (多选)如图所示，三只灯泡均正常发光，现将滑动变阻器R的滑片向下移动，已知原线圈上的电压及原、副线圈的匝数均不变，则下列说法中正确的是(　　) A. 灯L3变暗 B. 灯L1和L2均变暗 C. 变压器原线圈的输入功率变大 D. 副线圈n2中的电流变大 4. (多选)如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1＝3300 V，副线圈两端电压U2为220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U＝2 V。则(　　) A. 原线圈的匝数为1650匝 B. 副线圈的匝数为55匝 C. 当开关S断开时，电压表读数变小 D. 当开关S断开时，A2和A1读数均减小 5．(多选)如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3和R4均为固定电阻，开关S是闭合的。 ( V 1 )和 ( V 2 )为理想电压表，读数分别为U1和U2； ( A 1 )、 ( A 2 ) 和 ( A 3 )为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。现断开S，U1数值不变，下列推断中正确的是（ ） A．U2变小、I3变小 B．U2不变、I3变大 C．I1变小、I2变小 D．I1变大、I2变大 6、如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1:5，原线圈两端的交变电压为 氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有 A．开关接通后，氖泡的发光频率为50Hz B．开关接通后，电压表的示数为100 V C．开关断开后，电压表的示数变大 D．开关断开后，变压器的输出功率不变 变压器结合理想二极管 1、(多选)如图所示，一只理想变压器的原、副线圈的匝数比是10∶1，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电源，一只理想二极管和一个阻值为10 Ω的电阻R串联接在副线圈上。则以下说法中正确的是 A. 1 min内电阻R上产生的热量为1452 J B. 电压表的读数为22 V C. 二极管两端的最大电压为22 V D. 若将R换成一个阻值大于10 Ω的电阻，则电流表读数变小 2．(多选)如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则(　　) A．Uab∶Ucd＝n1∶n2 B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小 C．负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大 D．将二极管短路，电流表的读数加倍 变压器结合电动机 1．如图所示，有一理想变压器，原线圈与副线圈的匝数比为n.原线圈接在电压为U的交流电源上，副线圈上接有一个交流电流表和一个电动机.电动机线圈电阻为R。当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一重物匀速上升。下列判断正确的是 A．原线圈中的电流为nI 　　 B. 变压器的输入功率为UI/n. C. 电动机消耗的功率为I2R 　 D. 电动机两端电压为IR 2．如图所示，理想变压器的原副线圈匝数比n1:n2=2:1，原线圈接正弦交流电，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R。当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升。若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为 （ ） A． B． C．4IR D． 远距离输电 1．(多选)在一幢居民楼里有各种不同的用电器，如电灯、电视机、洗衣机、微波炉、排油烟机等．停电时，用多用电表测得A、B间的电阻为R；供电后，设各家用电器全都同时使用时，测得A、B间电压为U，进线电流为I；经过一段时间t，从总电能表中测得这段时间内消耗的电能为W，则下列表达式用来计算该幢楼居民用电的总功率，其中错误的是 （ ） （A）P = I2R （B） （C）P = IU （D） 2.在如图多事的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有w w w.ks5 u .c om A．升压变压器的输出电压增大 B．降压变压器的输出电压增大 C．输电线上损耗的功率减小 D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 交变电流“四值”的计算 1、解析：根据图象可知im＝5 A，T＝20×10－3 s＝0.02 s，所以，交变电流的频率f＝1/T＝50 Hz，瞬时表达式为i＝imcosωt＝imcos()t＝5cos100πt(A)，所以选项A、B错误；在t＝0.01 s时，交变电流的瞬时值最大，说明感应电动势最大，穿过交流发电机线圈的磁通量的变化率最大，磁通量最小，选项C错误；该余弦交变电流的有效值为i有＝im/，若发电机线圈电阻为0.4 Ω，则其热功率为P热＝iR＝5 W，所以选项D正确。 答案：D 2、解析：因图象的纵坐标上电压的正负表示电压的方向，因此两图均为交流电，A错；两图象的周期都是2×10－2 s，故B对；对于正弦交流电才有U有效＝，虽然两图的峰值相同，但图乙非正弦(余弦)交流电，不适用上式有效值的求法，故C错；正弦交流电电压瞬时值的表达式为u＝Umsinωt，由图甲可知Um＝311 V，T＝2×10－2 s，可得ω＝＝100π，代入上式得u＝311sin100πt V，故D对。[来源:学*科*网] 答案：BD 3、C 4、D 5、D 6、D 变压器的基本关系 1、 C 2、 解析：当S闭合一段时间后，电压表示数不变，由＝得U2＝U1＝×220 V＝22 V，即电压表示数为22 V，选项A正确，B错误。S闭合后有交流电通过电容器和电流表，电流表示数不为零，D错误。S闭合后，电容器与灯泡L并联的电阻减小，由于U2不变，所以灯泡L两端的电压将变小，C错误。 答案：A 3、解析：由题图知t＝0.01 s时e＝0，此时线圈平面位于中性面，磁通量最大，A错；周期T＝0.02 s，所以n＝＝50 r/s，B对；由理想变压器原理得：＝，其中U1＝ V，得UL＝220 V，IL＝＝0.1 A，而＝，得I1＝1 A，C对；灯泡的额定电压为交流电压的有效值220 V，D错。 答案：BC 4、解析：根据图甲可得，高压输电线的输送电压U＝U甲＝220 kV；根据图乙可得，输送电流I＝I乙＝1000 A；所以高压输电线的送电功率P＝UI＝220 kV×1000 A＝2.2×108 W。故C正确。 答案：C 5、解析：变压器原线圈中输入电流为副线圈电流的2倍，L1中的电流为副线圈中输出电流的3倍，L1的功率为L2功率的9倍，所以L1和L2的功率之比为9∶1，选项C正确。 答案：C 变压器的动态分析 1、解析：电压不变，流过A2的电流减小，灯L2的分压减小，灯L1分压变大而变亮，选项A正确，B错误；由变压器公式有＝＝，解得＝，为降压变压器，选项C错误，D正确。 答案：AD 2、解析： 变压器的输入功率由输出功率决定，因此只要增大其输出功率即可。输入电压不变，原线圈匝数增加输出电压减小，输出功率减小，A项错误；副线圈匝数增加，输出电压增大，输出功率增大，B项正确；在匝数不变的情况下，输出电压不变，闭合开关或减小R1电阻都使负载电阻减小，消耗的功率增大，即输出功率增大，C项正确，D项错误。 答案：BC 3、解析：由于原线圈上的电压及原、副线圈的匝数均不变，由电压与匝数成正比可知，两个副线圈上的电压均不变。当滑动变阻器R的滑片向下移动时，副线圈n3中的电流增大，电阻R1的电压增大，由闭合电路欧姆定律可得，灯L3两端的电压减小，故灯L3变暗，而副线圈n2的电压及回路中的电阻和电流不发生变化，故灯L1和L2的亮度不变，A正确，B、D错误；由于副线圈n3中的电流增大，则原线圈中的电流也随之增大，故原线圈的输入功率变大，C正确。 答案：AC 4、解析：由变压器电压与匝数的关系可知原线圈与电压表之间有＝，得原线圈匝数为1650匝，选项A正确；由电压表与副线圈电压关系，可得副线圈匝数为110匝，选项B错误；断开开关S，电压表匝数为1，没有变化，则电压表读数不变，选项C错误；当开关S断开时，输出端总电阻增大，输入和输出电压不变，则输出电流减小，输出功率减小，输入电流也减小，选项D正确。 答案：AD 5、 BC 6、B 变压器结合理想二极管 1、解析：由于匝数比是10∶1，所以输出电压为22 V，根据理想二极管的单向导电性和交变电流有效值的定义，得电阻R上电压的有效值是11 V,1 min内电阻R上产生的热量为Q＝t＝1452 J，选项A正确，B错误。理想二极管反向电阻无穷大，当加反向电压时，二极管两端的电压最大值为22 V，选项C错误。如果电阻R变大，则输出功率变小，输入功率变小，所以电流表读数变小，选项D正确。 答案：AD 2、BD 变压器结合电动机 1、B 2、A 远距离输电 1、AB 2、D 学科网（北京）股份有限公司 $