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1、1考点 12 交变电流选择题1. (2014浙江高考)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 21IUB.输电线上的电压降为 UC.理想变压器的输入功率为 I12rD.输电线路上损失的电功率为 I1U【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)知道输入功率等于输出功率;(2)知道如何计算输电线上的功率损失。【解析】选 A。理想变压器输入和输出功率相同,设用户端得到的电压为 U2,所以I1U1=U
2、2I2,A 项正确;输电线上电压降为 U=I 1r,或者 U=U-U 1,B 项错误;理想变压器输入功率为 P=I1U1,C 项错误;损失的功率 P=I12r,D 项错误。【误区警示】远距离输电问题涉及的物理量很多,有的同学由于弄不清这些物理量之间的关系而出错。2.(2014福建高考)如图为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数 n1=n42R,忽略灯丝电阻随温度的变化。当 A、B 端接入低压交流电源时()2A.A1、A 2两表的示数相同B.L1、L 2两灯泡的亮度相同C.R1消耗的功率大于 R3消耗的功率D.R2两端的电压小于 R4两端的电压【解题指南】解答本题时应明确远距离输电的原理
3、。【解析】选 D。据远距离输电的原理可知,电源输送相同功率时通过 A1的电流小于通过 A2的电流,R 1、R 2损失的功率小于 R3、R 4损失的功率,灯泡 L1较亮,A、B、C 错误;据 U=IR 可知D 正确。3.(2014四川高考)如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则()A.用户用电器上交流电的频率是 100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是 500 VC.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小【解题指南】解答本题应从以下三点进行分析:(1)变压器不改变交流电的频率;(2)搞清楚交
4、流电最大值与有效值之间的关系;(3)知道输电线路上电流大小的决定因素。【解析】选 D。由图乙可知交流电的周期为 0.02s,频率为 50 Hz,则 A 错误;发电机输出电3压的有效值是 V250,则 B 错误;输电线上的电流由用户消耗的功率及降压变压器原副线圈的匝数比共同决定,则 C 错误;当用户用电器的总电阻增大时,设降压变压器副线圈两端的电压为 U4,则 U4没变,由 RP24知,用户消耗功率变小,降压变压器输入功率变小,设降压变压器原线圈电压为 U3,又 P 入 =I 线 U3,U3没变,I 线 变小, 线线线 I2,R 线 未变,则输电线上损失的功率减少,故 D 正确。4.(2014广
5、东高考)如图所示的电路中,P 为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压 U1不变,闭合电键 S,下列说法正确的是()A.P 向下滑动时,灯 L 变亮B.P 向下滑动时,变压器的输出电压不变C.P 向上滑动时,变压器的输入电流变小D.P 向上滑动时,变压器的输出功率变大【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:(1)理想变压器电压、电流和电功率分别由什么因素决定。(2)若为理想电源,并联电路的各个支路间没有影响。(3)在电压一定的情况下,电阻越小,电功率越大。【解析】选 B、D。理想变压器的输出电压由输入电压决定,与用电器无关,故无论 P 怎样滑动,变压器的输出电压不变,灯 L 的亮度不变
6、,A 项错误、B 项正确;理想变压器的输入电流和功率由用电器决定,P 向上滑动时,用电器的功率变大,变压器的输出功率和输入电流都变大,C项错误、D 项正确。5.(2014山东高考)如图,将额定电压为 60V 的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关 S 后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为 220V 和 2.2A。以下判断正确的是()4A.变压器输入功率为 484WB.通过原线圈的电流的有效值为 0.6AC.通过副线圈的电流的最大值为 2.2AD.变压器原、副线圈匝数比 n1n 2=113【解题指南】解答本题应从以下两点分析:(1)在交流电路中交
7、流电表均测量交变电流的有效值;(2)根据理想变压器的电压、电流关系去计算原、副线圈的匝数比,原线圈中的电流。【解析】选 B、D。变压器副线圈电流表的读数 2.2A 为有效值,故选项 C 错误;原线圈电压表的读数 220V 也为有效值,由变压器的电压关系 12Un,可得 12063,D 正确;由变压器的电流关系 12In,可得通过原线圈的电流为 12.IA,故 B正确;变压器的输入功率为 P=U1I1=2200.6W=132W,选项 A 错误。6.(2014江苏高考)远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n 2,电压分别为 U1、U 2,电流分别为 I1、I 2,输电
8、线上的电阻为 R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是()A. 12In B.I2=UR C.I1U1= 2IR D.I1U1=I2U2【解题指南】理解远距离输电要分清三个回路以及它们之间的关系。对变压器来说,输出端和输入端功率相等,电流、电压与匝数有关系,对于中间回路,升压变压器的输出端相当于电5源,导线电阻和降压变压器的输入端相当于用电器,可以利用闭合电路的欧姆定律将三者联系起来。【解析】选 D。对理想变压器来说,电流与匝数成反比,A 项错误;输入功率等于输出功率,D项正确;对图中的中间电流, 2UIR导 而 U2U 导 ,所以 B 项错误;导线消耗的功率为2PIR导,I1U1为升压
9、变压器的输入功率,与输出功率相等,即 I1U1=I2U2,所以 C 项错误。7.(2014新课标全国卷)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为 n1、n 2。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.UabU cd=n1n 2B.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【解题指南】解答本题时应从以下两点进行分析:(1)理解二极管
10、的单向导电性;(2)分析变压器原、副线圈电压、电流与匝数的关系。【解析】选 B、D。若变压器原线圈电压为 Uab,则副线圈电压为 21abnU=。由于二极管的单向导电性使得 21Ucd2,故 21ncdab,选项 A 错误;增大负载电阻的阻值 R,则变压器副线圈电流减小,原线圈电流也减小,即电流表的读数变小,选项 B 正确;cd 间的电压由变压器的原线圈电压决定,与负载电阻无关,选项 C 错误;将二极管短路时,U cd=U2,副线圈电流会加倍,所以原线圈电流也加倍,故选项 D 正确。【误区警示】本题易把 c、d 端的电压当成变压器副线圈两端的电压,得出 UabU cd=n1n 2,6从而错选
11、A 项。错误原因是不理解理想变压器的变压规律和二极管的单向导电性。8.(2014天津高考)如图甲所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图乙中曲线 a、b 所示,则()A.两次 t=0 时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线 a、b 对应的线圈转速之比为 23C.曲线 a 表示的交变电动势频率为 25HzD.曲线 b 表示的交变电动势有效值为 10V【解题指南】解答本题时应从以下三点进行分析:(1)理解磁通量与磁通量变化率的区别。(2)根据 e-t 图像分析周期、转速、频率。(3)知道最大值与有效值的关系。【解析】选 A、C。线圈位
12、于中性面时,磁通量最大,电动势为零,A 正确;转速之比等于周期的反比,故该比值为 32,B 错误;频率为周期的倒数,a 的周期为 0.04s,频率为 25 Hz,C 正确;正弦交变电流的电动势的有效值为 mENBS2,已知 a15EV2,且 ba3,故可知 b2150EV32,D 错误。【误区警示】有些同学往往分辨不清磁通量和磁通量变化率,认为线圈在中性面时,穿过的磁通量最大,产生的感应电动势也最大,感应电流也最大,导致错解。9.(2014海南高考)理想变压器上接有三个完全相同的灯泡,其中一个与该变压器的原线圈串联后接入交流电源,另外两个并联后接在副线圈两端。已知三个灯泡均正常发光。该变压器原、副线圈的匝数之比为()A.12 B.217C.23 D.32【解析】选 B。设灯泡正常发光时的电流为 I,由题意可知,通过原线圈的电流 I1=I,通过副线圈的电流 I2=2I,根据变压器的电流关系 12nI。【误区警示】弄不清三个灯泡所处的位置,找不到原、副线圈的电流关系是解答此题的一个误区;变压器原、副线圈匝数比与电压比、电流比的关系混淆是另一个误区。
