2024年高考物理总复习交变电流专题卷
一、单选题
1.(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. 1:2 B. 2:1 C. 2:3 D. 3:2 【答案】B
【考点】变压器原理
【解析】【解答】解:设每只灯的额定电流为I,额定电压为U,因并联在副线圈两端的两只小灯泡正常发光,因此副线圈中的总电流为2I,原副线圈电流之比为1:2,因此原、副线圈的匝数之比为2:1. 故选:B.
【分析】设每只灯的额定电流为I,因并联在副线圈两端的三只小灯泡正常发光,因此副线圈中的总电流为2I,由电流关系求出匝数比;由匝数比求电压关系. 2. 如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220
sinπt(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( )
【答案】D
【考点】焦耳定律,交流电的最大值与有效值
【解析】【解答】依照题述,正弦交变电流的电压有效值为 依照焦耳定律和欧姆定律,Q=IRT=
2
,而方波交流电的有效值为u0 ,
T , 可知在一个周期T内产生的热量与电压有效值的二次方成正比,Q方∶
Q正= u02∶( )2=2∶1, D符合题意。
故答案为:D
【分析】依照题意分别求出正弦式交流电和方波交流电的有效值,再依照焦耳定律和欧姆定律分别求出热量,从而得出Q方: Q正。
本题要明确求焦耳热应该利用“四值”中的有效值,能够熟记正(余)弦式交流电的有效值,并能利用热效应的含义求解方波交流电的有效值为解题的关键。
4.(2024?江苏)采纳220 kV高压向远方的都市输电.当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原先的 ,输电电压应变为( )
A. 55 kV B. 110 kV C. 440 kV D. 880 kV 【答案】C
【考点】电能的输送
【解析】【解答】当输电功率P=UI , U为输电电压,I为输电线路中的电流,输电线路缺失的功率为P损=I2R ,
A. 原线圈的输入功率为220 为1A
C. 电压表的读数为110
W B. 电流表的读数
R为输电线路的电阻,即P损=
的2倍,即440V, 故答案为:C。
。当输电功率一定时,输电线路缺失的功率为原先的 ,则输电电压为原先
V D. 副线圈输出交流电的周期为50s 【答案】B
【考点】变压器原理,交流电的最大值与有效值,周期和频率,高考真题
【解析】【解答】A、由题意知,原线圈电压有效值为220V,原、副线圈匝数之比为2:1,由 输入功率和输出功率相等可得原线圈中的输入功率为P入=P出= B、副线圈的电流为I2= D、由u=220
=
=220W,故A错误;
=
可得,U2=110V,
【分析】由题意可知为使电线上的损耗功率减为原先的, 则电流需减半,输送功率一定,再由输电功率P=UI可求得输电电压。
5.(2024?天津)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先的 ,则( )
=2A,由n1I1=n2I2可得,I1=1A,即电流表的读数为1A,故B正确;
,解得:T=2s,理想变压器不改变交变电流周期,故D错
C、电压表的读数为有效值,即U=110V,故C错误;
sinπt(V)可知,ω=π,又由ω=
误.
故选:B.
【分析】依照瞬时值的表达式能够求得输出电压的有效值、周期和频率等,再依照电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,即可求得结论.
3.(2024?卷Ⅲ)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变电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0 , 周期为T,如图所示。则Q方: Q正等于( )
A. R消耗的功率变为
B. 电压表V的读数变为
C. 电流表A的读数变为
2I D. 通过R的交变电流频率不变 【答案】B
【考点】交变电流的产生及规律,变压器原理,周期和频率 【解析】【解答】解:B、依照
可知转速变为原先的 ,则角速度变为原先的 ,依照
可知
电动机产生的最大电动势为原先的 ,依照
A.
B.
出电压变为原先的 ,B符合题意; 1 / 12
C. 1:2 D. 2:1
可知发电机的输出电压有效值变为原先的 ,即原线圈的输
A、依照 的电功率变为
可知副线圈的输入电压变为原先的 ,即电压表示数变为原先的 ,依照 ,A不符合题意
,即变为原先的 ,依照
可知R消耗
C、副线圈中的电流为 合题意;
可知原线圈中的电流也变为原先的 ,C不符
D、转速减小为原先的 ,则频率变为原先的 ,D不符合题意.
故答案为:B
【分析】容易点:依照公式 E m = n B S ω 分析电动机产生的交流电的最大值以及有效值、频率的变化情形;易错点:依照
=
=
判定原副线圈中电流电压的变化情形,依照副线圈中功率的变化判定原线圈中功率的变化,那
8.一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220V交变电流改为110V,已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为( )
A. 200 B. 400 C. 1600 D. 3200 【答案】B
【考点】变压器原理
【解析】【解答】依照变压器的变压规律
,可求副线圈匝数为400,因此B正确。
【分析】本题考查变压器和交流电知识,涉及变压器的工作原理,意在考查考生的明白得能力。本题要紧是明白变压器规律
,试题比较容易
个地点要考虑制约关系,原线圈电流受副线圈电流的制约。
6.如图所示把电阻、电感、电容并联到某一交流电源上,三个电流表示数相同,若保持电源电压不变,而将频率加大,则三个电流表的示数I1、I2、I3的大小关系是( )
9.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,假如将原、副线圈减少相同匝数,其它条件不变,则 ( )
A. I1=I2=
I3 B. I1>I2>I3 C. I2>I1>I3 D. I3>I1>I2 【答案】D
【考点】电感和电容对交流电的阻碍
【解析】【解答】原先三个电流表的示数相同,说明三个支路中的电阻、感抗、容抗相等,当交变电流的频率加大时,电阻的值不变,感抗变大,容抗减小,因此I1不变,I2减小,I3增大,即有I3>I1>I2 , 故选项D符合题意。 故答案为:D。【分析】交流电频率变大,电感阻碍作用变大,电流变小,电容阻碍作用变小,电流变大。
7. 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. 小灯泡变
亮 B. 小灯泡变暗
C. 原、副线圈两段电压的比值不变 D. 通过原、副线圈电流的比值不变 【答案】B
【考点】变压器原理
【解析】【解答】依照变压器电压与匝数关系, 相同匝数时,由数学知识可知
,因为是降压变压器,则n1>n2 , 则当原、副线圈减少
可知通过原、
变大,则U2减小,故灯泡变暗,选项AC错误,B正确;依照
副线圈电流的比值变小,选项D错误;故选B.
【分析】因变压器为降压变压器,原线圈匝数大于副线圈匝数;而当同时减小相同匝数时,匝数之比一定变大;再依照变压器原理进行分析即可.
10. 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. U=66V, K= B. U=22V,
K= C. U=66V, K= D. U=22V, K=
【答案】A
【考点】变压器原理
【解析】【解答】原副线圈电压比等干匝数比,依照副线圈负载电阻的电压u,可知副线圈电压为u,原线圈电压为3u,副线圈电流I=,原副线圈电流与匝数成反比,因此原线圈电流I1=,那么原线圈输入电压220v=3u+xR, 整理可得u=66V, 原副线圈电阻消耗的功率依照p=I2R. 电阻相等,电流为1:3, 可得功率比为1:9, K=对比选项A对。
【分析】220V的电压并不是原线圈的输入电压,原线圈和电阻R串联分压。
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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】B
【考点】变压器原理 【解析】【解答】当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R的阻值变大,变压器的次级电压不变,则次级电流减小,则R1消耗的功率及两端电压均变小,电压表的示数等于变压器次级电压减去R1两端的电压,故电压表的示数变大,选项A错误,B正确;由于当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,次级电流减小,故初级电流也减小,电流表A1示数变小,选项C错误;若闭合开关s,则变压器的次级电阻减小,次级电流变大,R1的电压变大,则电压表V示数
减小,则R2两端电压减小,安培表A2读数减小;次级电流变大,则初级电流变大,则电流表A1示数变大,选项D错误;故选B.
【分析】滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,接入电路中的阻值变大,因输出电压不变,则总电流变小,据欧姆定律确定各表的示数变化.
11. 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,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. 12V B. 4
V C. 15V D. 8
V
【答案】B
【考点】交流电图象,交流电的最大值与有效值 【解析】【解答】解:由有效值的定义可得 I1Rt1+I2Rt2=
2
2
A. 2 B. 3 C. 4 D. 5 【答案】B
【考点】变压器原理
【解析】【解答】解:设变压器原、副线圈匝数之比为K,则可知,开关断开时,副线圈电流为kI;则依照理想变压器原理可知:
=k (1)同理可知,
=k (2)
T,
×1,
代入数据得(0.1)2R×0.8+(0.2)2×R×0.2= 解得U=4
V
代入数据联立解得:U=48I; 代入(1)式可得:
k=3; 故B正确,ABC错误; 故选:B.
【分析】变压器输入电压为U与电阻R1两端电压的差值;再依照电流之比等于匝数的反比可求得输出电流;依照电压之比等于匝数之比对两种情形列式,联立可求得U与I的关系;则可求得线圈匝数之比.本题考查理想变压器原理及应用,要注意明确电路结构,明白开关通断时电路的连接方式;同时注意明确输入电压与总电压之间的关系. 12. 如图,理想变压器原、副线圈匝数比为20:1,两个标有“12V,6W”的小灯泡并联在副线圈的两端.当两灯泡都正常工作时,原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想表)的示数分别是( )
A. 120V,0.10A B. 240V,
0.025A C. 120V,0.005A D. 240V,0.05A
【答案】D
【考点】变压器原理
【解析】【解答】解:灯泡正常工作,因此副线圈电压U2=12V,电流 依照 依照
得:U1=240V 解得:I1=0.05A
故选:B.
【分析】已知交变电流的周期,一个周期内分为两段,每一段均为恒定电流,依照焦耳定律即可得一个周期内交变电流产生的热量.
14. 一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只饶有一个线圈,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 【考点】变压器原理 【解析】【解答】由图知自耦变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数,依照变压规律 可知,U2 动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中副线圈的匝数减少,因此U2降低,故A、B、D错误;C正确。 【分析】本题属于自耦变压器,输入和输出的电压同样与匝数成正比,当滑动触头M顺时针转动时,输出电压的匝数将变小,从而能够判定输出的电压的变化的情形. 15.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接,输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10 的电阻。则 因此电压表和电流表的示数分别为:240V,0.05A 故选D 【分析】灯泡正常工作,电压为额定电压,进而求出副线圈电压和电流,再依照变压器原副线圈电压、电流与线圈匝数的关系即可求解,电流表和电压表差不多上有效值. 13. 通过一阻值R=100Ω的电阻的交变电流如图所示,其周期为1s.电阻两端电压的有效值为( ) A. 流过电阻的电流是20 A B. 与电阻并联的电压表的示数是100 V C. 通过1分钟电阻发出的热量是6×103 J D. 变压器的输入功率是1×103W 【答案】C 3 / 12
2024年高考物理总复习交变电流专题卷



