第3章 交变电流--2021-2022学年高二下学期物理期末复习（2019粤教版选择性必修2）（原卷版）.docx

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1、高二（下）物理期末复习三交变电流一、知识精讲1.中性面、中性面的垂直位置的特性比较中性面中性面的垂直位置图示位置线圈平面与磁场垂直线圈平面与磁场平行磁通量最大零磁通量变化率零最大感应电动势零最大感应电流零最大电流方向改变不变表达式eEmsin t，iImsin t，uUmsin teEmcos t，iImcos t，uUmcos t2.交变电流的“四值”对比物理含义 重要关系适用情况瞬时值交变电流某一时刻的值eEmsintiImsint计算线圈某一时刻的受力情况最大值最大的瞬时值EmNBSIm确定用电器的耐压值有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流值EUI(1)计算与电流热效应相关的量(如功率

2、、热量)(2)交流电表的测量值(3)电气设备标注的额定电压、额定电流(4)保险丝的熔断电流平均值交变电流图象中图线与时间轴所夹面积与时间的比值EnI计算通过电路截面的电荷量3几种常见交变电流的有效值交变电流名称交变电流图象有效值正弦式交变电流UUm正弦半波交变电流UUm正弦单向脉冲电流U矩形脉冲电流UUm非对称性交变电流U4变压器原、副线圈中的电压、电流关系(1)只有一个副线圈：有多个副线圈：(2)只有一个副线圈时，U1I1U2I2 或 当有多个副线圈时，I1U1I2U2I3U3或n1I1n2I2n3I35、理想变压器的制约关系和动态分析U1 U2 I2 P2U2I2 I1P16.解决远距离高

3、压输电问题的基本方法1首先应画出远距离输电的电路图，并将已知量和待求量写在电路图的相应位置2理清三个回路：回路1：P1U1I1回路2：U2UU3，P2PP3I22R线P3，I2I3回路3：P4U4I43常用关系(1)功率关系：P1P2，P2PP3，P3P4(2)电压关系：，U2UU3，(3)电流关系：，I2I线I3，(4)输电电流：I线(5)输电线上损耗的电功率：PP2P3I线2 R线UI线(6)输电线上的电压损失：UI线R线U2U3二、题型分类题型1：交变电流产生机制1（2021广东广州市第二中学高二期末）如图所示，（甲）（乙）（丙）（丁）（甲）过程是交流发电机发电的示意图，线圈的ab边连在

4、金属滑环K上，cd边连在金属滑环L上，用导体制成的两个电刷分别压在两个滑环上，线圈在匀速转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路连接。已知线圈转动的角速度为，转动过程中电路中的最大电流为Im。下列选项正确的是（）A在图（甲）位置时，线圈中的磁通量最大，感应电流为零B从图（乙）位置开始计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为C在图（丙）位置时，线圈中的磁通量最大，磁通量的变化率也最大D在图（丁）位置时，感应电动势最大，cd边电流方向为cd2（2021广东广州市第二中学高二期中）单匝矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时产生交流电，穿过线圈的磁通量变化如图所示，则下列说法正确的是（）A时刻线圈电动势最大B时刻

5、线圈处在中性面位置C线圈电动势峰值为D若线圈匝数变为原来的2倍，则感应电流也变为原来的2倍题型2：交变电流的有效值1（2022广东模拟预测，多选）海洋中蕴藏着巨大的能量，利用海洋的波浪可以发电。在我国南海上有一浮桶式波浪发电灯塔，其原理示意图如图（甲）所示，浮桶内的磁体通过支柱固定在暗礁上，浮桶内置线圈随波浪相对磁体沿竖直方向运动，且始终处于磁场中。该线圈与阻值R15 的灯泡相连，浮桶下部由内、外两密封圆筒构成（图中阴影部分），如图（乙）所示，其内为产生磁场的磁体，与浮桶内侧面的缝隙忽略不计；匝数N200的线圈所在处辐射磁场的磁感应强度B0.2 T，线圈直径D0.4 m，电阻r1 。取重力加速

6、度g10 m/s2，210。若浮桶随波浪上下运动的速度可表示为v0.4sint（m/s），则下列说法正确的是（）A波浪发电产生电动势e的瞬时值表达式为e64sint（V）B灯泡中电流i的瞬时值表达式为isint（A）C灯泡的电功率为120 WD灯泡两端电压的有效值为30V2（2018广东惠州市实验中学高二）如图所示为一交流电压随时间变化的图象。每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。根据图中数据可得此交流电压的有效值为（）A7.5 VB2 VC8 VD3 V3（2022广东模拟预测）如图甲所示电路中，已知电阻R1=R2=R，和R1并联的D是理想二极管（正向电阻可视

7、为零，反向电阻为无穷大），在A、B之间加一个如图乙所示的交变电压压（电压为正值时，UAB0）.由此可知（）A在A、B之间所加的交变电压的周期为2sB在A、B之间所加的交变电压的瞬时值表达式为C加在R1上电压的有效值为10VD加在R2上电压的有效值为4（2020广东广雅中学高二期末，多选）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为11：5，现在原线圈AB之间加上u220sin100t（V）的正弦交流电，副线圈上接有一电阻R25，D为理想二极管，灯泡发光时的电阻为10，电阻与灯泡两支路可由一单刀双掷开关进行切换，则（）A开关拨到1时，电流表示数为5.6AB开关拨到1时，电阻的功率为400WC开关拨到2

8、时，电流表示数为5AD开关拨到2时，灯泡的功率为500W5（2021广东模拟预测）如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接的交流电，电阻，、均为理想二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大），电表为理想交流电表，则下列说法正确的是（）A副线圈输出电压的有效值为B副线圈中电流的频率为C电流表的示数为D电流表的示数为题型3：交变电流常见物理量计算1（2022广东珠海高二期末，多选）图甲为交流发电机示意图，匀强磁场磁感应强度为B，矩形线圈abcd的匝数为n、面积为S、总电阻为r，绕轴OO以角速度做匀速转动，线圈与外电阻R和理想交流电流表形成闭合回路。图乙是线圈转动过程中产生的感应电动势

9、e随时间t变化的图像，下列说法中正确的是（）A电动势的最大值为B电流的最大值为Ct3时刻穿过线圈的磁通量为BSDt1t3时间内穿过线圈的磁通量变化量为02（2022广东广州市第二中学高二阶段）如图甲所示为小型旋转电枢式交流发动机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕着垂直于磁场方向的轴匀速转动。线圈的匝数、电阻，线圈的两端经集流环与的电阻连接，电流表和电压表均为理想电表，若在时刻，线圈平面与磁场方向垂直，穿过每匝线圈的磁通量随时间按如图乙所示的余弦规律变化，则下列说法正确的是（）A此交流发电机产生感应电动势的最大值为B 时刻，线圈处在中性面的位置C1min内电阻R上产生的焦耳热为60JD线圈从图示

10、位置转过过程中的电荷量为0.1C3（2021广东深圳实验学校高中部高二阶段）如图，在同一水平面内有两根足够长的光滑平行金属导轨，间距为20cm，电阻不计，其左端连接一阻值为10的定值电阻R。两导轨之间存在着磁感应强度为1T的匀强磁场，磁场边界虚线由多个正弦曲线的半周期衔接而成，磁场方向如图。一接入电阻阻值为10的导体棒AB在外力作用下以10m/s的速度匀速向右运动，交流电压表和交流电流表均为理想电表，则（）A电流表的示数AB电压表的示数是2VC导体棒上消耗的热功率为0.1WD导体棒运动到图示虚线CD位置时，电流表示数为零4（2022广东高二专题练习）如图所示，电阻为r的金属直角线框abcd放置

11、在磁感应强度为B的匀强磁场中，a、d两点连线与磁场垂直，ab、cd长均为l，bc长为2l，定值电阻阻值为R。线框绕ad连线以角速度匀速转动，从图示位置开始计时，则（）A线框每转一圈，回路电流方向改变一次 Ba、d两点间的电压为C电流瞬时值的表达式为 D半个周期内通过R的电荷量为题型4：交变压器动态变化1（2022广东模拟预测）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1：n25：1，电阻R20，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，阻值均为10，S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图所示。现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是（）A输入电压u的表

12、达式B只断开S2后，L1、L2均正常发光C只断开S2后，原线圈的输入功率为0.8WD若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.4W2（2021广东金湾一中，多选）如图所示为变压器工作电路示意图，其中T为理想变压器，输电线电阻可等效为电阻r，灯、相同且阻值不变。现保持变压器T的输入电压不变，滑片P处于图中位置，开关S断开该状态下灯正常发光，则下列说法正确的是（）A仅闭合开关S，灯会变亮B仅闭合开关S，r消耗的功率会变大C仅将滑片P下移，r消耗的功率会变大D仅将滑片P上移，电流表示数会变大3（2022广东模拟预测）如图所示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

13、化时输入电压不会有大的波动。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用R0表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻。如果变压器上的能量损失可以忽略，当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（）A用户的用电器是串联的，R增大BA1的示数变小CV3示数变化量的绝对值与A2示数变化量的绝对值的比值不变DV1与V2示数的比值等于A1与A2示数的比值题型5：原线圈带负载1（2022广东高二专题练，多选）如图所示含有理想变压器的电路中，电阻、的阻值分别为2、3，电流表、和电压表、均为理想交流电表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。此时，电流表、的示数之比为1：2，下列说法正确的是（）A电压表、示

14、数之比为2：1 B电压表、示数之比为7：3C电阻、电功率之比为1：3 D电阻、电功率之比为1：62（2022广东潮州市湘桥区铁铺中学模拟预测，多选）某电路如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为21，在a、b端输入u=220sin 100t（V）的正弦交流电压，甲、乙、丙三个灯泡均能正常发光，且三个灯泡的额定功率相等，则下列说法正确的是（）A甲灯泡的额定电压约为73 VB甲、丙两灯泡的额定电压相等C乙、丙两灯泡的额定电流之比为12D通过丙灯泡的电流方向每秒改变50次题型6：远距离输电基础原理1（2020广东广州高二期末）下图为长距离高压输电的示意图。关于长距离输电，下列说法正确的是（）A减小

15、输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D高压输电综合考虑各种因素，输电电压越高越好2（2022浙江高二阶段练，多选）2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一、若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的500kV升级为1000kV的特高压输电，下列说法正确的是（）A若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的B若输电线不变，则输电线上损失的电压变为

16、原来的C若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的D若更换成直径为原来2倍的同材料输电线，则输电线上损失的功率变为原来的题型7：远距离输电损耗功率计算1（2021福建省武平县第一中学阶段练习，多选）某电站不用变压器直接向用户输送电能，若输电功率为P，输电电压为U，输电线电阻为R，用户得到的电压为，则下列说法中正确的是（）A用户得到的功率为PB输电线上损失电功率为C用户得到的功率为D输电线上损失电压为2（2022全国高二专题练习）在远距离输电时，输送的电功率为P，送电的电压为U，所用的导线的电阻率为，横截面积为S，线路总长度为L，输电线损失的电功率为，用户得到的电功率为，则与的关系正确的为（）

17、A；B；C；D；题型8：远距离输电动态分析1（2022广东华南师大附中模拟预测，多选）“华龙一号”是中国自主研发的第三代核电技术，跻身世界前列，其远距离输电线路简化如图，变压器为理想变压器，升压变压器原副线圈匝数分别为、，电压分别别为、，电流分别为、，降压变压器原副线圈匝数分别为、，电压分别别为、，电流分别为、，输电线的电阻为，下列说法中正确的是（）A电厂发出的电是直流电BC若，则升压变压器与降压变压器的匝数比满足D夜晚用户增多，输电线上损失的功率增大，用户两端的电压减小2（2022广东广州市天河中学高二阶段，多选）2021年9月，东北地区出现供电紧张，于是国家电网采取拉闸限电措施限制用电量。

18、如图是远距离输电的原理图，假设发电厂输出电压恒定不变，输电线的电阻为R，两个变压器均为理想变压器。在某次拉闸限电后（假设所有用电器可视为纯电阻）电网中数据发生变化，下列说法正确的是（）A降压变压器的输出电压U4增加了B升压变压器的输出电流I2增加了C输电线上损失的功率减小了D发电厂输出的总功率增加了3（2022全国高二专题练习）如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图，图中变压器均可视为理想变压器，电表均为理想交流电表。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用表示，并且电阻不变。变阻器相当于用户用电器的总电阻。当用电器增加时，相当于变小，则当用电进入高峰时，下列说法错误的是（）A电压表的读数均不变，电流表的读数增大，电流表的读数增大B电压表的读数均减小，电流表的读数增大，电流表的读数增大C电压表的读数之差与电流表的读数的比值不变D线路损耗功率增大13科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司学科网（北京）股份有限公司