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1、2022年高考物理第一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流的產(chǎn)生及描述
1.(多選)(xx·廣東高考)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e=50 sin 100πt(V)。對(duì)此電動(dòng)勢(shì),下列表述正確的有( )
A.最大值是50 V B.頻率是100 Hz
C.有效值是25 V D.周期是0.02 s
2.(xx·大綱版全國(guó)卷)
圖1
一臺(tái)電風(fēng)扇的額定電壓為交流220 V。在其正常工作過(guò)程中,用交流電流表測(cè)得某一段時(shí)間內(nèi)的工作電流I隨時(shí)間t的變化如圖1所示。這段時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為( )
A.3.9×10-2度 B.5.5×10-2度
C.7.8×10-2度 D
2、.11.0×10-2度
3.(xx·北京高考)一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V的直流電源上,消耗電功率為P;若把它接在某個(gè)正弦交流電源上,其消耗的電功率為。如果電熱器電阻不變,則此交流電源輸出電壓的最大值為( )
A.5 V B.5 V
C.10 V D.10 V
4.(xx·海南高考)通過(guò)一阻值R=100 Ω的電阻的交變電流如圖2所示,其周期為1 s。電阻兩端電壓的有效值為( )
圖2
A.12 V B.4 V
C.15 V D.8 V
高頻考點(diǎn)二:變壓器
圖3
5.(xx·重慶高考) 如圖3所示,理想變壓器的原線圈接入u=11 000s
3、in 100πt(V)的交變電壓,副線圈通過(guò)電阻r=6 Ω的導(dǎo)線對(duì)“220 V 880 W”的電器RL供電,該電器正常工作。由此可知( )
A.原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1
B.交變電壓的頻率為100 Hz
C.副線圈中電流的有效值為4 A
D.變壓器的輸入功率為880 W
6.(xx·四川高考)用220V的正弦交流電通過(guò)理想變壓器對(duì)一負(fù)載供電,變壓器輸出電壓是110V,通過(guò)負(fù)載的電流圖像如圖4所示,則( )
圖4
A.變壓器輸入功率約為3.9 W
B.輸出電壓的最大值是110 V
C.變壓器原、副線圈匝數(shù)比是1∶2
D.負(fù)載電流的函數(shù)表達(dá)式i=0.05 sin(1
4、00πt+)A
7.(2011·全國(guó)卷)如圖5,一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2;副線圈電路中接有燈泡,燈泡的額定電壓為220 V,額定功率為22 W;原線圈電路中接有電壓表和電流表?,F(xiàn)閉合開(kāi)關(guān),燈泡正常發(fā)光。若用U和I分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù),則( )
圖5
A.U=110 V,I=0.2 A
B.U=110 V,I=0.05 A
C.U=110 V,I=0.2 A
D.U=110 V,I=0.2 A
8.(多選)(2011·山東高考)為保證用戶電壓穩(wěn)定在220 V,變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓,圖6甲為調(diào)壓變壓器示意圖。保持輸入電壓u1不變,當(dāng)滑動(dòng)接頭P上下移動(dòng)時(shí)
5、可改變輸出電壓。某次檢測(cè)得到用戶電壓u2 隨時(shí)間t變化的曲線如圖乙所示。以下正確的是( )
圖6
A.u2=190sin (50πt) V
B.u2=190 sin(100πt) V
C.為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V,應(yīng)將P適當(dāng)下移
D.為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V,應(yīng)將P適當(dāng)上移
9.(多選)(xx·山東高考)圖7甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓,并加在一理想變壓器的原線圈上,變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2, 為交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5 000 V時(shí),就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。以下判斷正
6、確的是( )
圖7
A.電壓表的示數(shù)等于5 V
B.電壓表的示數(shù)等于 V
C.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是>1 000
圖8
D.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是<1 000
10.(多選)(xx·江蘇高考)如圖8所示,理想變壓器原線圈接有交流電源,當(dāng)副線圈上的滑片P處于圖示位置時(shí),燈泡L能發(fā)光。要使燈泡變亮,可以采取的方法有( )
A.向下滑動(dòng)P
B.增大交流電源的電壓
C.增大交流電源的頻率
D.減小電容器C的電容
11.(多選)(2011·廣東高考)如圖9甲調(diào)壓裝置可視為理想變壓器,負(fù)載電路中 R= 55 Ω,○、○為理想電流表和電壓表。若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓,電壓
7、表的示數(shù)為 110 V,下列表述正確的是( )
圖9
A.電流表的示數(shù)為 2 A
B.原、副線圈匝數(shù)比為 1∶2
C.電壓表的示數(shù)為電壓的有效值
D.原線圈中交變電壓的頻率為 100 Hz
12.(2011·福建高考)圖10甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2=5∶1,電阻R=20 Ω,L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡,S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)。原線圈接正弦交變電源,輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示。現(xiàn)將S1接1、S2閉合,此時(shí)L2正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是( )
圖10
A.輸入電壓u的表達(dá)式u=20sin(50πt)V
B.只斷開(kāi)S2后,L1、L2均正
8、常發(fā)光
C.只斷開(kāi)S2后,原線圈的輸入功率增大
D.若S1換接到2 后,R消耗的電功率為0.8 W
高頻考點(diǎn)三:遠(yuǎn)距離輸電
13.(xx·福建高考)中國(guó)已投產(chǎn)運(yùn)行的1 000 kV特高壓輸電是目前世界上電壓最高的輸電工程。假設(shè)甲、乙兩地原來(lái)用500 kV的超高壓輸電,輸電線上損耗的電功率為P。在保持輸送電功率和輸電線電阻都不變的條件下,現(xiàn)改用1 000 kV特高壓輸電,若不考慮其他因素的影響,則輸電線上損耗的電功率將變?yōu)? )
A. B.
C.2P D.4P
14.(xx·天津高考)通過(guò)一理想變壓器,經(jīng)同一線路輸送相同的電功率P,原線圈的電壓U保持不變,
9、輸電線路的總電阻為R。當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k時(shí),線路損耗的電功率為P1,若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nk,線路損耗的電功率為P2,則P1和分別為( )
A., B.2R,
C., D.2R,
答 案
1.選CD 最大值Em=50 V,有效值為E==25 V,頻率為50 Hz,周期為T(mén)==0.02 s,所以C、D正確。
2.選B 根據(jù)電流的變化情況,分段計(jì)算求電功,W1=I1Ut1=0.3×220×10×60 J=3.96×104 J,W2=I2Ut2=0.4×220×10×60 J=5.28×104 J,W3=I3Ut3=0.
10、2×220×40×60 J=1.056×105 J,則總功W=W1+W2+W3=1.98×105 J=5.5×10-2度,選項(xiàng)B正確。
3.選C 設(shè)電熱器電阻為R,正弦交流電源的電壓有效值為U效,接10 V直流電源時(shí),P==①;接交流電源時(shí),=②,聯(lián)立①②得U效=5 V,故最大值Um=U效=10 V,C選項(xiàng)正確。
4.選B 由有效值定義可得×1 s=(0.1 A)2×R×0.4 s×2+(0.2 A)2×R×0.1 s×2,其中R=100 Ω,可得U=4 V,B正確。
5.選C 副線圈輸出電壓U2=220 V+Ur,==<,故A錯(cuò)誤。2πf=100π Hz,f=50 Hz,故B錯(cuò)誤。I2
11、= A=4 A,故C正確。由于理想變壓器P入=P出=Ir+880 W>880 W,故D錯(cuò)誤。
6.選A 由題圖可知通過(guò)負(fù)載的電流最大值為Im=0.05 A,周期T=0.02 s,故電流的函數(shù)表達(dá)式i=Im sint=0.05 sin 100πt A,D錯(cuò)誤;理想變壓器匝數(shù)比等于電壓比,即n1∶n2=U1∶U2=2∶1,C錯(cuò)誤;輸出電壓U2=110 V,其最大值U2m=U2=110 V,B錯(cuò)誤;理想變壓器輸入功率等于輸出功率,即輸入功率P=I2U2=×110 W≈3.9 W,A正確。
7.選A 直接求出副線圈中的電壓、電流分別為:220 V、0.1 A。故原線圈中的電壓、電流分別為110 V
12、、0.2 A。
8.選BD 根據(jù)圖乙可知交流電的最大值Um=190 V和周期T=0.02 s(ω==100π rad/s),結(jié)合正弦交流電的瞬時(shí)值表達(dá)式u=Um sin ωt,可知B正確,A錯(cuò);根據(jù)變壓器的變壓比=,U1、n2不變,提高U2只能減小n1,所以P應(yīng)上移,D正確,C錯(cuò)。
9.選BC 電壓表示數(shù)為電壓有效值,由題圖乙可得U== V,選項(xiàng)A錯(cuò)誤,B正確;副線圈電壓峰值為5 000 V時(shí),==1 000,由于引發(fā)電火花的條件是副線圈電壓峰值大于5 000 V,故>1 000,選項(xiàng)C正確,D錯(cuò)誤。
10.選BC 向下滑動(dòng)P時(shí),副線圈的匝數(shù)變少,由變壓比公式可知,副線圈兩端的電壓變小
13、,燈泡變暗,A項(xiàng)錯(cuò)誤;增大交流電源的電壓,由變壓比公式可知,副線圈兩端的電壓增大,燈泡變亮,B項(xiàng)正確;電壓不變,增大交流電源的頻率,可減小電容器的容抗,電路中的電流變大,燈泡變亮,C項(xiàng)正確;減小電容器的電容,電容器的容抗增大,電路中電流減小,燈泡變暗,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
11.選AC 電壓表的示數(shù)為110 V,則電流表的示數(shù)為=2 A,A項(xiàng)正確;原線圈輸入電壓的有效值為220 V,根據(jù)變壓器的變壓比關(guān)系,可知原、副線圈匝數(shù)比為2∶1,B項(xiàng)錯(cuò)誤;交流電表的示數(shù)為交流電的有效值,C項(xiàng)正確;由圖乙可知,此交流電的周期為0.02 s,頻率為50 Hz,D項(xiàng)錯(cuò)誤。
12.選D 讀圖知周期T=0.02 s,所
14、以u(píng)=20sin(100πt)V。原本L2正常發(fā)光,只斷開(kāi)S2后,電壓被兩燈泡均分,不會(huì)正常發(fā)光,且兩燈泡串聯(lián),負(fù)載電阻增大,輸出功率減小,輸入功率也減小。由變壓器的變壓比=可得副線圈輸出電壓為4 V,S1換接到2后,R消耗的功率P== W=0.8 W,D正確。
13.選A 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題中,若輸送電功率不變,則輸電電壓與輸電電流成反比,所以用1 000 kV特高壓輸電時(shí),輸電電流為原來(lái)輸電電流的一半,而輸電線上損耗的電功率與輸電電流的平方成正比,所以輸電線上損耗的電功率為原來(lái)輸電線上損耗的電功率的,即,A正確。
14.選D 由理想變壓器=得:副線圈電壓U′=kU,而理想變壓器P入=P出,副線圈電流I′==,線路損耗的電功率P1=I′2R=2R。同理可知P2=I″2R=2R,得=,D正確。