第3章 交变电流 章末整合提升——体系构建·素养提升-《学霸笔记·同步精讲》2026-2027学年高中物理选择性必修第二册教师用书Word（人教版）

章末整合提升——体系构建·素养提升 考点一　正弦式交变电流的产生及“四值”的比较 1.（2025·北京高考4题）如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为e＝10sin（100πt）V。下列说法正确的是（　C　） A.该交流电的频率为100 Hz B.线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C.线圈转到图示位置时，AB边受到的安培力方向向上 D.仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为10 V 解析：根据题意可知，该交流电的频率为f＝＝50 Hz，故A错误；线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B错误；根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由B→A，由左手定则可知，AB边受到的安培力方向向上，故C正确；根据题意，由公式Em＝NBSω可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为20 V，故D错误。 2.（2024·河北高考4题）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（　B　） A.2∶3 B.4∶3 C.2∶ D.5∶4 解析：结合Q＝t可知Q1＝·＋（U0）2·＝、Q2＝T＝，又R1＝R2，所以＝，B正确。 【考教衔接】 真题探源 本题源于人教选择性必修第二册教材P68·A组T6 6.A、B是两个完全相同的电热器，A通以图3-2甲所示的方波交变电流，B通以图3-2乙所示的正弦交变电流。两电热器的电功率之比PA∶PB等于多少？ 图3-2 衔接分析 （1）教材习题以计算两个相同电热器的电功率之比为情境，考查了非对称方波交变电流与正弦交变电流的有效值的计算问题。 （2）2024·河北高考4题以计算两个完全相同的定值电阻在一个周期T内产生的热量之比为情境，考查了“三角形＋方波”交变电压与正弦交变电压的有效值的计算问题。 （3）两题都考查了非正弦交变电流的有效值的计算问题 解题通法 交变电流的有效值的计算方法： （1）正弦式交变电流的有效值：E＝，U＝，I＝。 （2）非正弦式交变电流的有效值：根据有效值的定义，利用焦耳定律计算有效值，一般取一个周期的时间 考点二　理想变压器及其动态分析问题 3.（2024·浙江1月选考5题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u＝5sin（100πt） V的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10 kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是（　　） A.＜ B.＜ C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5 V D.副线圈输出交流电压的频率是100 Hz 解析：B　原线圈两端电压的有效值U1＝ V＝ V，根据电压与匝数关系有＝，变压器副线圈电压的峰值U2max＝U2，根据题意有U2max＞10×103 V，解得＞2 000，＜，故A错误，B正确；用电压表测原线圈两端电压，电压表测的是有效值，则示数为U1＝ V＝ V，故C错误；根据ω＝＝2πf＝100π rad/s，解得f＝50 Hz，变压器不改变频率，则副线圈输出交流电压的频率是50 Hz，故D错误。 【考教衔接】 真题 探源 本题源于人教选择性必修第二册教材·P68·B组T2： 2.图3-4甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图3-4乙所示的正弦交流电压，并加在一台理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。 （1）图中开关闭合时电压表的示数是多少？ （2）变压器原、副线圈的匝数满足怎样的关系才能实现点火？ 衔接分析 人教选择性必修第二册教材·P68·B组T2和2024浙江1月选考5题都以燃气灶点火装置的原理图为情境。 （1）两题考查的知识点相同，都考查了“点火”的条件。 （2）浙江选考题多考查了变压器原、副线圈中交变电流的频率关系 解题通法 理想变压器的三个基本关系 （1）电压关系：＝ （2）电流关系：＝ （3）功率关系：P1＝P2 4.〔多选〕（2025·天津高考6题）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑片向右滑动时，则（　　） A.电流表A1的示数变小 B.电流表A2的示数变小 C.电压表V的示数变大 D.变压器的输入功率变大 解析：CD　原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，各电表均为理想交流电表，根据理想变压器变压规律可知，副线圈两端电压U2不变，当滑动变阻器的滑片向右滑动时，R减小，由副线圈中电流I2＝可知，I2变大，A2示数变大，故B错误；根据理想变压器变流规律，原线圈中电流I1变大，A1示数变大，故A错误；电压表V示数U＝I2R0，因I2变大，R0不变，电压表V示数变大，故C正确；变压器输入功率P1＝U1I1，因U1不变，I1变大，变压器输入功率P1变大，故D正确。 5.〔多选〕（2025·云南高考8题）电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图所示。变压器原线圈的匝数为n1，输入电压U1＝1.1 kV；两副线圈的匝数分别为n2和n3，输出电压U2＝U3＝220 V。当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW，下列说法正确的是（　　） A.n1∶n2＝5∶1 B.n1∶n3＝1∶5 C.变压器的输入功率为10.5 kW D.两副线圈输出电压最大值均为220 V 解析：AC　由变压器的工作原理可知＝、＝，代入数据得＝、＝，A正确，B错误；理想变压器的输入功率等于输出功率，则P1＝P2＋P3＝10.5 kW，C正确；两副线圈输出电压的最大值为Um＝U2＝220V，D错误。 考点三　电能的输送问题的分析与计算 6.（2025·广东高考2题）如图所示，某光伏电站输出功率1 000 kW、电压400 V的交流电，经理想变压器升压至10 kV后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为5 Ω。下列说法正确的是（　　） A.变压器原、副线圈匝数比为1∶100 B.输电线上由R造成的电压损失为500 V C.交压器原线圈中的电流为100 A D.变压器原、副线圈中电流的频率不同 解析：B　设变压器原线圈的匝数为n1、副线圈的匝数为n2，变压器原线圈两端的电压为U1、副线圈两端的电压为U2，变压器原线圈中的电流为I1、副线圈中的电流为I2。根据＝＝，A错误；原、副线圈功率相等，I2＝＝100 A，ΔU＝I2R＝500 V，B正确；I1＝＝2 500 A，C错误；原、副线圈频率相同，D错误。 7.〔多选〕（2025·重庆高考9题）2025年1月“疆电入渝”工程重庆段全线贯通，助力重庆形成特高压输电新格局，该工程计划将输电站提供的1.6×106 V直流电由新疆输送至重庆，多次转换后变为1.0×104 V的交流电，再经配电房中的变压器（视为理想变压器）降为220sin（100πt）V的家用交流电，若输电线路输送功率为8.0×109 W，且直流输电过程中导线电阻产生的电功率损耗不超过输送功率的5％，则（　　） A.直流输电导线中的电流为250 A B.直流输电导线总阻值不超过16 Ω C.家用交流电的电压最大值为220 V，频率为50 Hz D.配电房中变压器原、副线圈中电流比为11∶500 解析：BD　直流输电电流I＝＝＝5 000 A，故A错误；P损＝0.05×8.0×109 W＝4×108 W，R＝＝ Ω＝16 Ω，故B正确；根据U＝220sinV，可知其最大值为220 V，频率为f＝＝＝50 Hz，故C错误；变压器原线圈电压U1＝1.0×104 V，副线圈电压U2＝220 V，匝数比＝＝＝，原、副线圈电流比为＝＝，故D正确。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $