（课标版5年高考3年模拟a版）物理总复习专题十二交变电流教师用书 21页

专题十二　交变电流挖命题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素解法交变电流的产生及描述交变电流的产生2016课标Ⅲ,21,6分3能量观念★★☆2017天津理综,6,6分3能量观念2014天津理综,7,6分3能量观念交变电流的描述2018课标Ⅲ,16,6分3能量观念等效法变压器、电能的输送变压器2016课标Ⅰ,16,6分3能量观念等效法★★★2016课标Ⅲ,19,6分3能量观念2015课标Ⅰ,16,6分3能量观念2014课标Ⅱ,21,6分3能量观念等效法2018天津理综,4,6分3能量观念2016天津理综,5,6分3能量观念2015安徽理综,16,6分3能量观念2015广东理综,15,4分3能量观念电能的输送2015福建理综,15,6分3能量观念2014福建理综,16,6分3欧姆定律能量观念2014浙江理综,15,6分3能量观念n分析解读　本专题知识是电磁感应知识的应用和延伸,因此运用电磁感应定律来理解交变电流的产生及变压器的原理是关键和核心。交变电流的有效值、平均值、图像及变压器原理、远距离输电是高考的重点。交流电路与工农业生产和日常生活紧密联系,所以复习时一定要注意理论与实际的结合。【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山西太原一模)(多选)图1中,单匝矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动。改变线圈的转速,穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化。设线圈的电阻为1.0Ω,则(　　)nA.图线甲对应线圈在t=0时产生的感应电动势最大B.图线甲、乙对应的线圈在t=2.0s时,线圈平面均平行于磁感线C.图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4D.图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5πA答案　BC2.(2018东北三校联考,9,4分)(多选)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是(　　)A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e=NBSωsinωtB.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ωπ次C.线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为NBS2(R+r)D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关答案　ABC3.(2017河北石家庄一调,8,4分)(多选)如图所示,空间有范围足够大的匀强磁场,磁场方向竖直向下,在磁场中竖直放置两相对的相同金属圆环,两环相距L,用外力使一根长度也为L的金属杆沿环匀速率运动,用导线将金属杆和外电阻相连,整个过程中只有金属杆切割磁感n线。已知磁感应强度大小为B,圆环半径为R,杆转动角速度为ω,金属杆和电阻的阻值均为r,其他电阻不计,则(　　)A.在金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中,流过外电阻的电流先变大后变小B.在金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中,流过外电阻的电流先变小后变大C.流过外电阻的电流有效值为2BLωR4rD.流过外电阻的电流有效值为2πBωR24r答案　BC4.(2017山西临汾联考,10,4分)(多选)如图所示,“”形导线框abcd与磁感应强度为B的匀强磁场垂直,线框c、d两端接入图示电路,其中ab长为l1,ad长为l2,线框绕过c、d的轴以恒定的角速度匀速转动,开关S断开时,额定功率为P、电阻恒为R的灯泡L1正常发光,理想电流表的示数为I,线框电阻不计,下列说法正确的是(　　)A.闭合开关S前后,电流表示数保持不变B.线框转动的角速度为PIBl1l2C.变压器原、副线圈的匝数比为PRIRD.线框从图中位置转过π4时,感应电动势的瞬时值为PI答案　CD考点二　变压器、电能的输送n1.(2018东北三校联考,12,4分)(多选)如图所示为远距离输电示意图,升压变压器T1和降压变压器T2均为理想变压器,n1∶n2=1∶m,n3∶n4=n∶1(m、n都大于1)。输电线的总电阻为2r,升压变压器T1原线圈电压的有效值为U,T1的原线圈输入的电功率为P。下列说法正确的是(　　)A.降压变压器T2副线圈的电压为mUnB.输电线上的电流为PmUC.用电设备的数目增多,降压变压器T2原线圈的电压变大D.用电设备的数目减少,输电线上的电流减小答案　BD2.(2017河北调研,6,4分)如图所示,四个相同的电灯与理想自耦变压器连接,其额定电压为U,已知原线圈和副线圈的匝数比为3∶1,当接上交流电源后,副线圈上三个电灯均正常发光,则下列说法正确的是(　　)A.L1能正常工作B.L1不能正常工作,且两端电压小于UC.交流电源电压为2UD.交流电源电压为3U答案　A3.(2017湖北恩施一中摸底,11)(多选)如图,矩形线圈abcd与理想变压器原线圈组成闭合电路,线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小为B,线圈面积为S,转动角速度为ω,匝数为N,线圈电阻不计。下列说法正确的是(　　)nA.将原线圈触头P向上滑动时,灯泡变暗B.电容器的电容C变大时,灯泡变暗C.图示位置时,矩形线圈中瞬时感应电动势最大D.若线圈abcd转动的角速度变为2ω,则变压器原线圈电压的有效值为NBSω答案　AD4.(2018江西上饶六校一联)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=220sin100πt(V),通过一个理想电流表,接在一个理想变压器两端,变压器起到降压作用,开关S闭合前后,A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是(　　)A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时,电流表示数变小D.R=2r答案　D【方法集训】方法　理想变压器的动态分析1.(2018河北唐山联考,10)(多选)如图所示,理想变压器的副线圈接有规格为“44V　44W”的灯泡和线圈电阻为r=1Ω的电动机,原线圈上接有u=2202sin100πt(V)的正弦交流电压,此时灯泡和电动机都正常工作,且原线圈中的理想交流电流表示数为1A,不考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化,则下列说法正确的是(　　)n　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1B.电动机的输出功率为176WC.电动机的热功率为16WD.若电动机被卡住,灯泡仍正常发光,则电流表示数将变为9A,此时应立即切断电源答案　CD2.(2016天津理综,5,6分)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是(　　)A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大、A2示数变大答案　B3.(2019届河南中原名校联盟质检,7,4分)(多选)如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压,负载变化时输入电压不会有大的波动,可以认为电压表V1示数不变。通过输电线将电能输送给用户,两条输电线的总电阻用R0表示,变阻器R表示用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失忽略不计,当用户的用电器增加时,图中各表示数的变化情况是(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　nA.电流表A1示数变大B.电流表A2示数变小C.电压表V2示数变大D.电压表V3示数变小答案　AD过专题【五年高考】A组　基础题组1.(2018课标Ⅲ,16,6分)一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示。则Q方∶Q正等于(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.1∶2B.2∶1C.1∶2D.2∶1答案　D2.(2016课标Ⅰ,16,6分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω,为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为(　　)A.2B.3C.4D.5答案　B3.(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(　　)nA.原、副线圈匝数比为9∶1B.原、副线圈匝数比为1∶9C.此时a和b的电功率之比为9∶1D.此时a和b的电功率之比为1∶9答案　AD4.(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.(n1n2)Um24rB.(n2n1)Um24rC.4(n1n2)2(PUm)2rD.4(n2n1)2(PUm)2r答案　C5.(2015广东理综,15,4分)图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器,原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由220V降至110V。调节前后(　　)A.副线圈中的电流比为1∶2B.副线圈输出功率比为2∶1nC.副线圈的接入匝数比为2∶1D.原线圈输入功率比为1∶2答案　C6.(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TC.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　BCB组　提升题组1.(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nD.一个周期内,线圈产生的热量为8π2J答案　AD2.(2015课标Ⅰ,16,6分)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.U=66V,k=19B.U=22V,k=19C.U=66V,k=13D.U=22V,k=13答案　A3.(2018天津理综,4,6分)教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电,电路如图所示,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的12,则(　　)A.R消耗的功率变为12PB.电压表V的读数变为12UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变答案　B4.(2015安徽理综,16,6分)图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是(　　)nA.电压表V1示数增大B.电压表V2、V3示数均增大C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿c→d的方向滑动答案　D5.(2014福建理综,16,6分)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(　　)A.A1、A2两表的示数相同B.L1、L2两灯泡的亮度相同C.R1消耗的功率大于R3消耗的功率D.R2两端的电压小于R4两端的电压答案　DC组　教师专用题组1.(2014山东理综,17,6分)(多选)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(　　)nA.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n1∶n2=11∶3答案　BD2.(2018江苏单科,2,3分)采用220kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的14,输电电压应变为(　　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　A.55kVB.110kVC.440kVD.880kV答案　C3.(2015四川理综,4,6分)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO',线圈绕OO'匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压(　　)A.峰值是e0B.峰值是2e0C.有效值是22Ne0D.有效值是2Ne0答案　D4.(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(　　)nA.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　BD5.(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2202WB.电流表的读数为1AC.电压表的读数为1102VD.副线圈输出交流电的周期为50s答案　B6.(2016四川理综,2,6分)如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则(　　)A.小灯泡变亮B.小灯泡变暗C.原、副线圈两端电压的比值不变nD.通过原、副线圈电流的比值不变答案　B7.(2016江苏单科,4,6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.U2n3n4B.n2n1