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专题十一　交变电流
挖命题
【考情探究】
考点
考向
5年考情
预测热度
考试要求
考题示例
关联考点
素养要素
交变电流
的产生及
描述
交变电流
c
-
模型建构
★☆☆☆☆
描述交变电流的物理量
c
-
电磁感应
科学论证
★☆☆☆☆
电感和电容对交变电流的影响
b
-
科学论证
☆☆☆☆☆
变压器、电
能的输送
变压器
c
-
实验
模型建构
★★☆☆☆
电能的输送
c
2014浙江理综,15,6分
能量观念
☆☆☆☆☆
分析解读　本专题是电磁感应的具体应用,包括交变电流的产生和描述、变压器和远距离输电等。近两年浙江省选考仅实验题对变压器内容考查过,而且难度不大,预计后续考试会渗透在电磁感应应用中或仍以实验题为考查重点。
【真题典例】
破考点
【考点集训】
考点一　交变电流的产生及描述
1.(2018浙江诸暨牌头中学期中,14)某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系图像为正弦曲线,如图所示,则该交流电的电动势的有效值和周期分别为(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.200V,2s B.400V,4s
C.1002V,4s D.1002V,6s
答案　C
2.(2018浙江绍兴新昌中学适应性考试,15)如图是某种正弦式交变电压的波形图,由图可确定该电压的(　　)
A.周期是0.01s
B.最大值是311V
C.有效值是311V
D.表达式为u=220sin100πt(V)
答案　B
考点二　变压器、电能的输送
1.(2017浙江宁波十校联考,15)(多选)如图所示为应急供电系统,由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成。副线圈串联接入一个滑动变阻器和一个电灯。关于发电机转速变化,变压器滑动头Q及滑动变阻器滑动头P的移动,下列说法正确的是(　　)
A.当发电机转速加倍时,图中电压表读数加倍
B.保持发电机转速不变,滑动变阻器滑动头P位置不变,当变压器滑动头Q向下移动时,电灯变亮
C.保持发电机转速不变,变压器滑动头Q位置不变,当滑动变阻器滑动头P向下移动时,电灯变亮
D.保持发电机转速不变,两滑动头P、Q都向上移动时,电灯可能变暗
答案　ACD　
2.(2018浙江诸暨牌头中学期中,15)为清除高压电线上的冰凌,有人设计了这样的融冰思路:利用电流的热效应除冰。若在正常供电时,高压线上送电电压为U,电流为I,热损耗功率为ΔP;除冰时,输电线上的热损耗功率需变为9ΔP,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)(　　)
A.输电电流为3I B.输电电流为9I
C.输电电压为3U D.输电电压为9U
答案　A　
炼技法
【方法集训】
方法1　正弦交变电流图像的应用技巧
　(多选)图甲是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,从图示位置开始计时,产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。以下判断正确的是　(　　)
A.电流表的示数为10A
B.线圈转动的角速度为50πrad/s
C.0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D.0.02s时电阻R中电流的方向自右向左
答案　AC
方法2　理想变压器的动态分析技巧
　图中B为理想变压器,接在交流电压有效值保持不变的电源上。指示灯L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变),R是一个定值电阻,电压表、电流表都为理想电表。开始时开关S是闭合的,当S断开后,下列说法正确的是(　　)
A.电流表A2的示数变大
B.电压表的示数变大
C.电流表A1的示数变小
D.灯L1的亮度变暗
答案　C
方法3　远距离输电的分析技巧
　(多选)如图所示,有一台交流发电机E,通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电,输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1,它的输出电压和输出功率分别为U2和P2;T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1一定,当用户消耗的电功率变大时,有(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.U2减小,U4变大 B.U2不变,U3变小
C.P1变小,P2变小 D.P2变大,P3变大
答案　BD　
过专题
【五年高考】
A组 自主命题·浙江卷题组
　(2014浙江理综,15,6分)如图所示为远距离交流输电的简化电路图。发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1。在输电线与用户间连有一理想变压器,流入用户端的电流为I2。则(　　)
A.用户端的电压为I1U1I2
B.输电线上的电压降为U
C.理想变压器的输入功率为I12r
D.输电线路上损失的电功率为I1U
答案　A　
B组 统一命题·省（区、市）卷题组
1.(2017江苏单科,7,4分)(多选)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.电感L1的作用是通高频
B.电容C2的作用是通高频
C.扬声器甲用于输出高频成分
D.扬声器乙用于输出高频成分
答案　BD　
2.(2017天津理综,6,6分)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω,则(　　)
A.t=0时,线圈平面平行于磁感线
B.t=1s时,线圈中的电流改变方向
C.t=1.5s时,线圈中的感应电动势最大
D.一个周期内,线圈产生的热量为8π2J
答案　AD　
3.(2017北京理综,16,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=2202sin100πt(V)的交流电源上,副线圈接有R=55Ω的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2∶1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是(　　)
A.原线圈的输入功率为2202W
B.电流表的读数为1A
C.电压表的读数为1102V
D.副线圈输出交流电的周期为50s
答案　B
(2016课标Ⅲ,19,6分)(多选)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯均能正常发光,下列说法正确的是(　　)
A.原、副线圈匝数比为9∶1
B.原、副线圈匝数比为1∶9
C.此时a和b的电功率之比为9∶1
D.此时a和b的电功率之比为1∶9
答案　AD　
5.(2016海南单科,9,5分)(多选)图(a)所示,理想变压器的原、副线圈的匝数比为4∶1,RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻,R1为定值电阻,电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压u随时间t按正弦规律变化,如图(b)所示。下列说法正确的是(　　)
A.变压器输入、输出功率之比为4∶1
B.变压器原、副线圈中的电流之比为1∶4
C.u随t变化的规律为u=51sin(50πt)(国际单位制)
D.若热敏电阻RT的温度升高,则电压表的示数不变,电流表的示数变大
答案　BD　
6.(2016江苏单科,4,3分)一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(　　)
A.U2>U1,U2降低 B.U2>U1,U2升高
C.U2答案　C　
7.(2015福建理综,15,6分)图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsinωt的交流电源,若输送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为(　　)
A.n1n2Um24r B.n2n1Um24r
C.4n1n22PUm2r D.4n2n12PUm2r
答案　C　
C组 教师专用题组
1.(2016课标Ⅲ,21,6分)(多选)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。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=T8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
答案　BC　
2.(2015天津理综,6,6分)(多选)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则(　　)
A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大
B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小
C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大
D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小
答案　BC　
3.(2014课标Ⅱ,21,6分)(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
答案　BD　
【三年模拟】
选择题(每题3分,共24分)
1.(2018浙江杭州西湖高级中学月考,14)(多选)理想变压器原线圈与正弦交变电源连接,输入电压 u随时间 t变化的规律如图所示,原、副线圈匝数比n1n2=1001,副线圈只接入一个R=10Ω的电阻,则(　　)
　　　　　　　　　　　　　　　　　　
A.与电阻R并联的电压表示数为3.11V
B.流过电阻R的电流最大值为0.311A
C.变压器的输入功率为0.484W
D.一个周期内,电阻R上产生的热量为9.68×10-3J
答案　BCD
2.(2018浙江金华十校联考,14)新疆首条连接南北疆的电力高速通道伊犁—库车750千伏输电线路工程正式投入使用,标志着我国超高压输电技术已达到世界领先水平。目前伊犁变电站的升压变压器原线圈的电压为750V,副线圈的电压为750千伏,升压变压器的输出电功率为30万千瓦,若伊犁—库车750千伏输电线的总电阻为20Ω,下列说法正确的是(　　)
A.伊犁—库车750千伏输电线的输送电流是0.4A
B.伊犁—库车750千伏输电线路输送交流电的表达式为u=750sin100πt(kV)
C.伊犁变电站的升压变压器原、副线圈匝数之比为1∶1000
D.伊犁—库车750千伏输电线上的功率损耗为3.2×105W
答案　C
3.(2018浙江绍兴新昌中学选考适应性考试,14)图为某种交变电流的波形,每半个周期按各自的正弦规律变化,其有效值为(　　)
A.7A B.5A C.32A D.42A
答案　B
4.(2017浙江台州书生中学月考,15)如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,电压表和电流表均为理想电表,R为副线圈的负载电阻。现在原线圈a、b两端加上交变电压u,其随时间变化的规律为u=2202sin100πt(V),则(　　)
A.副线圈中产生的交流电频率为100Hz
B.电压表的示数为222V
C.若电流表示数为0.1A,则原线圈中的电流为1A
D.若电流表示数为0.1A,则1min内电阻R上产生的焦耳热为132J
答案　D　
5.(2017浙江余姚期中,14)(多选)如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=22∶5,电阻R1=R2=25Ω,D为理想二极管,原线圈接u=2202sin100πt(V)的交流电,则(　　)
A.交流电的频率为100Hz
B.通过R1的电流为22A
C.通过R2的电流为2A
D.变压器的输入功率为150W
答案　CD　
6.(2017浙江温州十五校联合体期中,14)如图所示,理想变压器原线圈匝数n1=1100匝,副线圈匝数n2=110匝,交流电源的电压u=2202sin100πt(V),电阻R=22Ω,电压表、电流表均为理想电表,则下列说法正确的是(　　)
A.交变电流的频率为100Hz
B.电压表的示数为22V
C.电流表A2的示数为2A
D.电流表A1的示数为0.22A
答案　B
7.(2017浙江温州选考二模,16)(多选)如图所示,在某一输电线路的起始端接入两个理想变压器,原、副线圈的匝数比分别为n1∶n2=100∶1和n3∶n4=1∶100,图中a、b表示电流表或电压表,已知电压表的示数为22V,电流表的示数为1A,则以下说法正确的是(　　)
A.a为电流表,b为电压表 B.a为电压表,b为电流表
C.输电线路总电阻为22Ω D.线路输送电功率是220kW
答案　BD　
8.(2017浙江金华十校模拟,15)(多选)某实验小组在物理老师的指导下自制了一台交流发电机,并用自制的变压器(可视为理想变压器)对标有“3.6V　0.5A”的小灯泡供电,其原理图如图所示。已知矩形线圈匝数为10,电阻不计,面积为0.1m2,线圈绕垂直于匀强磁场的轴线匀速转动,磁感应强度大小为B=22πT,转速为n=10r/s,小灯泡正常发光,图示位置线圈平面与磁场方向平行。则下列说法正确的是(　　)
A.图示位置线圈位于中性面,通过线圈的磁通量为0
B.图示位置线圈电动势的瞬时值为102V
C.交流电流表的示数为0.18A
D.原、副线圈匝数比为25∶9
答案　BCD

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