解密12 交变电流（原卷版）-【高频考点解密】2021年高考物理二轮复习讲义+分层训练.docx

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1、解密12 交变电流核心考点考纲要求交变电流、交变电流的图像正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值理想变压器远距离输电考点1 变压器一、变压器1变压器的构造：原线圈、副线圈、铁芯2电路图中的符号 二、变压器的工作原理在变压器原、副线圈中由于有交变电流而发生互相感应的现象，叫互感现象；铁芯的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率。三、理想变压器原、副线圈基本关系的应用1基本关系（1）P入=P出；（2），有多个副线圈时，仍然成立，=；（3），电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用，有多个副线圈时，由输入功率和输出功率相等确定电流关系，n1I1=n2I2+n3I3+；（4）原、副

2、线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同。2制约关系（1）电压：副线圈电压U2由原线圈电压U1和匝数比决定；（2）功率：原线圈的输入功率P1由副线圈的输出功率P2决定；（3）电流：原线圈电流I1由副线圈电流I2和匝数比决定。3两种特殊的变压器模型（1）自耦变压器高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压，也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用。（2）互感器电压互感器和电流互感器，比较如下：电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串

3、联在待测高流电路中副线圈的连接连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的公式I1n1=I2n24关于理想变压器的四点说明（1）变压器不能改变直流电压；（2）变压器只能改变交变电流的电压和电流，不能改变交变电流的频率；（3）理想变压器本身不消耗能量；（4）理想变压器基本关系中的U1、U2、I1、I2均为有效值。四、理想变压器的动态分析1解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法（1）分清不变量和变量，弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系，利用闭合电路欧姆定律，串、并联电路特点进行分析判定；（2）分析该类问题的一般思维流程是：2常见的理想变压

4、器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。（1）匝数比不变的情况U1不变，根据，输入电压U1决定输出电压U2，不论负载电阻R如何变化，U2也不变；当负载电阻发生变化时，I2变化，输出电流I2决定输入电流I1，故I1发生变化；I2变化引起P2变化，由P1=P2知P1发生变化。（2）负载电阻不变的情况U1不变，发生变化，U2变化；R不变，U2变化，I2发生变化；根据和P1=P2，可以判断P2变化时，P1发生变化，U1不变时，I1发生变化。（2020·浙江富阳区·高三月考）一台理想变压器的原、副线圈的匝数比是51，原线圈接入电压为220 V的正弦交流电，各

5、元件正常工作，一只理想二极管和一个滑动变阻器R串联接在副线圈上，如图所示，电压表和电流表均为理想交流电表。则下列说法正确的是（）A原、副线圈中的电流之比为51B电压表的读数约为44 VC若滑动变阻器接入电路的阻值为20 ，则1分钟内产生的热量为 2.9×103 JD若将滑动变阻器的滑片向上滑动，则两电表读数均减小1（2020·河北衡水市·衡水中学高三月考）一含理想变压器的电路如图所示。当电压表的示数增加时，发现电压表的示数增加。若副线圈两端所接的两定值电阻的阻值相等，则理想变压器原、副线圈的匝数比为（）A20：1B10：1C1：20D1：10考点2 远距离输电问题

6、一、远距离输电1输电过程（如图所示）2输送电流（1）；（2）。3输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为Q=I2Rt。4电压损失（1）U=UU；（2）U=IR。5功率损失（1）P=PP；（2）P=I2R=（）2R。6降低输电损耗的两个途径（1）减小输电线的电阻，由电阻定律可知，在输电距离一定的情况下，为了减小电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的横截面积；（2）减小输电导线中的输电电流，由P=UI可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流。二、远距离输电问题1远距离输电的处理思路对高压输电问题，应按“发电机升压变压器远距离输电线降压变压器用电器”，或按从

7、“用电器”倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析。2远距离高压输电的几个基本关系（以下图为例）（1）功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P损+P3；（2）电压、电流关系：，U2=U+U3，I2=I3=I线；（3）输电电流：；（4）输电线上损耗的电功率：P损=I线U=I线2R线=R线。当输送功率一定时，输电电压增大到原来的n倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的3远距离输电问题的“三二一”（1）理清三个回路（2）抓住两个联系理想的升压变压器联系了回路1和回路2，由变压器原理可得：线圈1（匝数为n1）和线圈2（匝数为n2）中各个量间的关系是，P1=P2；理想的降压变压器联系了回路2和回路3，由变

8、压器原理可得：线圈3（匝数为n3）和线圈4（匝数为n4）中各个量间的关系是，P3=P4。（3）掌握一个守恒能量守恒关系式P1=P损+P3（2020·全国高三专题练习）如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压U1一定，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2，T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列说法正确的是（）A当用户的用电器增多时，U2减小，U4变大B当用户的用电器增多时，P1变大，P3减小C输电线上损失的功率

9、PD要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比1（2020·宁波市北仑中学高二期中）一台发电机输出的电功率为50 kW，输出电压为250 V，现欲用变压器升压后向远处输电，输电线的总电阻为，若不考虑输电线路的感抗和容抗对输电的影响，则（ ）A输送电压越高，输电线上损失的功率越大B若升压变压器的变压比为1:4，输电线上损失的功率为20 kWC若升压变压器的变压比为1:8，输电线上损失的功率为10 kWD若不用升压变压器，输电线上损失的功率将达到320 kW考点3 电感和电容对交变电流的影响一、电感对交变电流的阻碍作用1感抗：表示电感对交变电流的阻碍作用的大

10、小。感抗的大小与自感线圈的自感系数、交变电流的频率有关：自感系数越大、交流的频率越高，线圈的感抗越大。具体关系：。2特性：通直流、阻交流，通低频、阻高频。二、电容对交变电流的阻碍作用1电容器有“通交流，隔直流”的作用。 （1）容抗与交变电流的频率和电容器的电容有关，交变电流的频率越高电容器的电容越大，容抗越小。 （2）公式： 2电容器的特性：通交流、隔直流，通高频、阻低频。（2020·浙江高二月考）如图所示电路中，L为电感线圈，R为灯泡，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压u=220sin100t（V）。若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为25Hz，下列说法中正确的是

11、（）A电流表示数变小B电流表示数不变C灯泡变暗D灯泡变亮1（2020·西藏山南市·山南二中高三三模）如图所示，交流电流表A1、A2、A3分别与电阻R、电容器C和电感线圈L串联后接在同一个正弦式交流电源上。交流电流表A4与电阻R串联后接在理想变压器副线圈两端。如果保持供电电压的最大值不变，而增大供电电压的频率，电流表示数会变大的是（ ）A电流表A1B电流表A2C电流表A3D电流表A41（2020·海南高考真题）图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化，分别用和表示甲和乙两电流的有效值，则（ ）ABCD2（2020·北京高考真题）如图所

12、示， 理想变压器原线圈接在的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（）A电流表的示数减小B电压表的示数减小C电压表的示数不变D电流表的示数不变3（2020·江苏高考真题）电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器（）A是一种降压变压器B能测量直流电路的电流C原、副线圈电流的频率不同D副线圈的电流小于原线圈的电流4（2020·山东高考真题）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n1：n2=22：3，输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。

13、灯泡L的电阻恒为15 ，额定电压为24 V。定值电阻R1=10 、R2=5 ， 滑动变阻器R的最大阻值为10 。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（）A1 B5 C6 D8 5（2020·浙江高考真题）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（）A发电机输出的电流B输电线上的电流C降压变压器的匝数比D用户得到的电流6（2020·浙江高考真题）如图所示，甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图

14、中变压器原副线圈的匝数比为，电压表读数为U，乙图中变压器原副线圈的匝数比为，电流表读数为I。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为（ ）A，B，C，D，7（2020·全国高考真题）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，R1、R2、R3均为固定电阻，R2=10，R3=20，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（）A所用交流电的频率为50HzB电压表的示数为100VC电流表的示数为1.0AD变压器传输的电功率为15.0W8（2020·全国高考真题）特高压输电可

15、使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为P，到达B处时电压下降了U。在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1 100 kV特高压输电，输电线上损耗的电功率变为P，到达B处时电压下降了U。不考虑其他因素的影响，则（）AP=PBP=PCU=UDU=U9（2018·天津卷）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

16、变为原来的，则AR消耗的功率变为B电压表V的读数为C电流表A的读数变为2ID通过R的交变电流频率不变10（2017·北京卷）如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有R=55 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220WB电流表的读数为1 AC电压表的读数为110VD副线圈输出交流电的周期为50 s11（2017·江苏卷）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A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12

17、（2016·四川卷）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、副线圈两段电压的比值不变D通过原、副线圈电流的比值不变13（2016·天津卷）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14（2016·新课标全国卷）一含有理想变

18、压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1  和4 ，A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A2B3C4D515（2016·江苏卷）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AU2>U1，U2降低BU2>U1，U2升高CU2<U1，U2降低DU2<U1，U2升高