专题03 交变电流（期中真题汇编，湖南专用）高二物理下学期

专题03 交变电流 3大高频考点概览 考点01 描述交变电流的物理量 考点02 变压器 考点03 远距离输电 地 城 考点01 描述交变电流的物理量 1．(24-25高二下·湖南湖南三新协作体/G10/H11联盟大联考·期中)云冰山的风力发电站配备了一批风力发电机组。图甲展示的是云冰山西峰岭上的发电风车，图乙为风车的简化发电模型，风车的扇叶带动内部铜质线圈绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动从而产生交流电，图丙呈现的是风车转速为时，线圈输出电流i随时间t变化的关系，基于以上信息，下列说法正确的是 A．当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为 B．当线圈转到竖直位置时磁通量的变化率最大 C．当线圈转到图乙所示位置时电流表的示数为 D．若风车转速变为，则线圈输出电流的有效值为 【答案】D 【详解】A．根据右手定则可知，线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为，A错误； B．线圈转到竖直位置时磁通量最大，磁通量的变化率为0，B错误； C．当线圈转到图乙所示位置时，电动势最大，电流最大，但电流表测量的是电流的有效值，C错误； D．由丙图可知，线圈感应电流的瞬时表达式为，其中故当风车转速变为时，线圈输出最大电流为，线圈输出电流的有效值为，D正确。 故选D。 2．(24-25高二下·湖南名校联合体·期中)如图所示，一交流发电机，其中矩形线圈abcd的边长，，匝数n=200匝，线圈的总电阻r=0.20Ω，线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Ω的定值电阻连接，不计其他电阻。下列选项中正确的是（　　） A．线圈平面与磁感线垂直时，磁通量变化率最大 B．在1s内该交流发电机产生的交变电流的电流方向改变50次 C．从线圈经过中性面开始计时，线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式为 D．此发电机在上述工作状态下的输出功率为960W 【答案】CD 【详解】A．当线圈平面与磁感线垂直时，磁通量最大，磁通量变化率为零，故A错误； B．角速度，可知周期T=0.02s 频率为 因电流方向在一个周期内改变2次，可知在1s内该交流发电机产生的交变电流的电流方向改变100次，故B错误； C．感应电动势的最大值为 从线圈经过中性面开始计时，线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式为 故C正确； D．电动势有效值 电流有效值 此发电机在上述工作状态下的输出功率 故 D正确。 故选CD。 地 城 考点02 变压器 3．(24-25高二下·湖南湖南三新协作体/G10/H11联盟大联考·期中)如图所示为长沙市望城区铜官镇的火力发电站向长沙城区远距离输电的示意图，图中变压器均为理想变压器。已知升压变压器原、副线圈匝数比为，发电站提供的是电压有效值为250V的正弦交流电，远距离输电线的总电阻为。降压变压器原、副线圈匝数比为，其中为一定值电阻，为由半导体材料制成的热敏电阻，当温度升高时其阻值变小，升压变压器的输入功率为3300kW。以下说法中正确的是 A．升压变压器原、副线圈两端交流电频率之比为 B．远距离输电线路损耗功率为9kW C．当所在处温度升高时，电压表的示数变小 D．当所在处温度升高时，输中线路损耗功率变小 【答案】C 【详解】A ．变压器不改变交流电的频率，故升压变压器原、副线圈两端交流电频率之比为，A错误； B．根据， 解得 远距离输电线路损耗功率为 B错误； CD．等效电路如图 则有 负载端的等效电阻为 令 则有 当所在处温度升高时，阻值减小，减小，输电线上的电流变大，输电线路损耗功率变大；结合可知，增大，增大，增大，根据 可知，减小，减小，同理可得 可知，电压表读数U小，C正确，D错误。 故选C。 4．(24-25高二下·湖南湘一名校联盟·期中)中国南鲲号是全球首个将波浪能发电、海水淡化、智能养殖功能集于一体的半潜式海上平台，2022年在广东珠海建成并投入使用。如图所示为向x轴正方向传播的海水时刻的波动图像，周期为4s。发电机圆柱体浮杆定位于坐标值处，此时浮杆振动的速率为v。套于磁铁S极上的线圈可与浮杆同步振动，线圈又连接一个理想变压器。已知线圈共n匝，其圆半径为r，电阻忽略不计，N、S极产生的辐向磁场在线圈处的磁感应强度大小为B，理想变压器原副线圈匝数比为。磁铁、变压器等固定不动，下列判断正确的是（　　） A．时刻浮杆正随海水向下振动 B．时刻发电机产生的电动势为 C．时刻开始发电机产生电动势的表达式为 D．变压器副线圈输出电压的有效值为 【答案】AD 【详解】A．由图可知时刻浮杆正随海水向上振动，则时刻浮杆振动时间为 所以，此时浮杆正随海水向下振动，故A正确； B．由图可知时刻发电机产生的电动势最大，为 其中 解得 故B错误； C．时刻发电机产生的电动势最大，则时刻开始发电机产生电动势的表达式为 其中 所以 故C错误； D．根据变压器原副线圈电压关系可知，副线圈电压的最大值为 有效值为 故D正确。 故选AD。 5．(24-25高二下·湖南长沙长郡中学·期中)如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为n1，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头P调节，副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。物块m置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是（　　） A．只减小物块对R的压力，电流表的示数增大 B．只增大物块对R的压力，R0两端的电压增大 C．只将滑动触头P向左滑动，电流表的示数增大 D．只将滑动触头P向右滑动，R0两端的电压增大 【答案】BD 【详解】A．只减小物块对的压力，则阻值增大，次级电阻增大，次级电流变小，则初级电流变小，即电流表的示数变小，选项A错误； B．只增大物块对的压力，则阻值变小，因次级电压不变，可知两端的电压增大，选项B正确； C．只将滑动触头向左滑动，次级匝数减小，根据则次级电压减小，次级电流减小，根据可知，次级功率减小，则初级功率也减小，初级电流减小，即电流表的示数减小，选项C错误； D．只将滑动触头向右滑动，次级匝数增加，则次级电压变大，则两端的电压增大，选项D正确。 故选BD。 6．(24-25高二下·湖南娄底·期中)如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为，、、为三只规格均为“36V，18W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的图像如图中乙所示。则以下说法中正确的是（　　） A．当闭合开关S时，三只灯泡均能正常发光 B．电压表的示数为 C．当断开开关S时，变压器的输出电压降低 D．当闭合开关S时，电流表的示数为1.5A 【答案】AD 【详解】B．电压表示数是电压的有效值，根据题意可知，有效值，B错误； A．根据变压器原理可知，输出电压 所以灯泡均正常发光，A正确； C．变压器输出电压由原线圈电压和匝数比决定，则不变，故C错误； D．闭合开关后，三只灯泡均正常发光，所以干路电流，D正确。 故选AD。 地 城 考点03 远距离输电 7．(24-25高二下·湖南湘一名校联盟·期中)如图所示为远距离输电示意图，发电机（内阻不计）的输出电压，输电线总电阻为r（未知）。为减小损耗采用高压输电，在发电机处安装升压变压器，用户处安装降压变压器。已知升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比，用户获得的电压，用户获得的功率，变压器均视为理想变压器。求： (1)输电线中的电流大小； (2)输电线损失的电功率。 【答案】(1)40A (2)40kW 【详解】（1）用户的电流大小为 根据变压器原副线圈电流与匝数关系 可得 （2）在降压变压器根据变压器原副线圈电压与匝数关系 可得 在升压变压器根据变压器原副线圈电压与匝数关系 可得 则在输电线上损失的电压为 则输电线损失的电功率为 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 专题03 交变电流 3大高频考点概览 考点01 描述交变电流的物理量 考点02 变压器 考点03 远距离输电 地 城 考点01 描述交变电流的物理量 1．(24-25高二下·湖南湖南三新协作体/G10/H11联盟大联考·期中)云冰山的风力发电站配备了一批风力发电机组。图甲展示的是云冰山西峰岭上的发电风车，图乙为风车的简化发电模型，风车的扇叶带动内部铜质线圈绕垂直于磁场的水平转轴顺时针匀速转动从而产生交流电，图丙呈现的是风车转速为时，线圈输出电流i随时间t变化的关系，基于以上信息，下列说法正确的是 A．当线圈转到图乙所示位置时产生的感应电流方向为 B．当线圈转到竖直位置时磁通量的变化率最大 C．当线圈转到图乙所示位置时电流表的示数为 D．若风车转速变为，则线圈输出电流的有效值为 2．(24-25高二下·湖南名校联合体·期中)如图所示，一交流发电机，其中矩形线圈abcd的边长，，匝数n=200匝，线圈的总电阻r=0.20Ω，线圈在磁感应强度的匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，角速度。线圈两端通过电刷E、F与阻值R=4.8Ω的定值电阻连接，不计其他电阻。下列选项中正确的是（　　） A．线圈平面与磁感线垂直时，磁通量变化率最大 B．在1s内该交流发电机产生的交变电流的电流方向改变50次 C．从线圈经过中性面开始计时，线圈中感应电动势随时间变化的函数表达式为 D．此发电机在上述工作状态下的输出功率为960W 地 城 考点02 变压器 3．(24-25高二下·湖南湖南三新协作体/G10/H11联盟大联考·期中)如图所示为长沙市望城区铜官镇的火力发电站向长沙城区远距离输电的示意图，图中变压器均为理想变压器。已知升压变压器原、副线圈匝数比为，发电站提供的是电压有效值为250V的正弦交流电，远距离输电线的总电阻为。降压变压器原、副线圈匝数比为，其中为一定值电阻，为由半导体材料制成的热敏电阻，当温度升高时其阻值变小，升压变压器的输入功率为3300kW。以下说法中正确的是 A．升压变压器原、副线圈两端交流电频率之比为 B．远距离输电线路损耗功率为9kW C．当所在处温度升高时，电压表的示数变小 D．当所在处温度升高时，输中线路损耗功率变小 4．(24-25高二下·湖南湘一名校联盟·期中)中国南鲲号是全球首个将波浪能发电、海水淡化、智能养殖功能集于一体的半潜式海上平台，2022年在广东珠海建成并投入使用。如图所示为向x轴正方向传播的海水时刻的波动图像，周期为4s。发电机圆柱体浮杆定位于坐标值处，此时浮杆振动的速率为v。套于磁铁S极上的线圈可与浮杆同步振动，线圈又连接一个理想变压器。已知线圈共n匝，其圆半径为r，电阻忽略不计，N、S极产生的辐向磁场在线圈处的磁感应强度大小为B，理想变压器原副线圈匝数比为。磁铁、变压器等固定不动，下列判断正确的是（　　） A．时刻浮杆正随海水向下振动 B．时刻发电机产生的电动势为 C．时刻开始发电机产生电动势的表达式为 D．变压器副线圈输出电压的有效值为 5．(24-25高二下·湖南长沙长郡中学·期中)如图甲所示，理想变压器的原线圈匝数为n1，连接一个理想交流电流表，副线圈接入电路的匝数n2可以通过滑动触头P调节，副线圈接有定值电阻R0和压敏电阻R，压敏电阻的阻值R与所受压力大小F的对应关系如图乙所示。物块m置于压敏电阻上，保持原线圈输入的交流电压不变。下列说法正确的是（　　） A．只减小物块对R的压力，电流表的示数增大 B．只增大物块对R的压力，R0两端的电压增大 C．只将滑动触头P向左滑动，电流表的示数增大 D．只将滑动触头P向右滑动，R0两端的电压增大 6．(24-25高二下·湖南娄底·期中)如图甲所示，变压器原、副线圈的匝数比为，、、为三只规格均为“36V，18W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表，输入端交变电压的图像如图中乙所示。则以下说法中正确的是（　　） A．当闭合开关S时，三只灯泡均能正常发光 B．电压表的示数为 C．当断开开关S时，变压器的输出电压降低 D．当闭合开关S时，电流表的示数为1.5A 地 城 考点03 远距离输电 7．(24-25高二下·湖南湘一名校联盟·期中)如图所示为远距离输电示意图，发电机（内阻不计）的输出电压，输电线总电阻为r（未知）。为减小损耗采用高压输电，在发电机处安装升压变压器，用户处安装降压变压器。已知升压变压器原、副线圈的匝数比，降压变压器原、副线圈的匝数比，用户获得的电压，用户获得的功率，变压器均视为理想变压器。求： (1)输电线中的电流大小； (2)输电线损失的电功率。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $