2015届高考物理二轮复习专题测试： 交变电流 Word版含解析

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.用户端的电压为错误！未找到引用源。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

【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=U2I2,A项正确;输电线上电压降为ΔU=I1r,或者ΔU=U-U1,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=I1

2

I1U1 I2r,D项错误。

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【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( )

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

【解题指南】解答本题时应明确远距离输电的原理。

【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,R1、R2损失的功率小于R3、R4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( )

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A.用户用电器上交流电的频率是100 Hz B.发电机输出交流电的电压有效值是500 V

C.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;发电机输出电压的有效值是

500

V,则B错误;输电线上的电流由2

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,

U则U4没变,由P4知,用户消耗功率变小,降压变压器输入功率变小,

R2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,P线I线2R线,R线未变,则输电线上损失的功率减少,故D正确。 4.(2014·广东高考)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( )

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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,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( )

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A.变压器输入功率为484W

B.通过原线圈的电流的有效值为0.6A C.通过副线圈的电流的最大值为2.2A D.变压器原、副线圈匝数比n1∶n2=11∶3 【解题指南】解答本题应从以下两点分析:

(1)在交流电路中交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

InU1n1n22011,可得1,D正确;由变压器的电流关系12,可

I2n1U2n2n2603得通过原线圈的电流为I1n23I22.2A0.6A,故B正确;变压器的n111输入功率为P=U1I1=220×0.6W=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、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是( )

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A.

UI1n12R  B.I2=错误！未找到引用源。2 C.I1U1=I2RI2n2D.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, I2U导而U2>UR导

,

2所以B项错误;导线消耗的功率为P,I1U1为升压变压器的输入导I2R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Ⅱ)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( )

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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

【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

n2U2n1U2=Uab。由于二极管的单向导电性使得UcdU22,故ab1,

2Ucdn2n1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,Ucd=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Uab∶Ucd=n1∶n2,从而错选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( )

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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2∶3 C.曲线a表示的交变电动势频率为25Hz D.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3∶2,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E2EmNBS15,已知EaV,且ba,故可知

322221510EbVV,D错误。

322【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。

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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.1∶2 B.2∶1 C.2∶3 D.3∶2

【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

n1I22。 n2I11【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。

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