高二物理交变电流复习课件及试题附答案文档格式.docx

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5.如图所示，线圈的自感系数L和电容器的电容C都很小，此电路的重要作用是（　　）

A.阻高频通低频，输出低频和直流

B.阻低频通高频，输出高频电流

C.阻交流通直流，输出直流

D.阻直流通交流，输出交流

6.如图所示，一理想变压器原线圈的匝数n1=1100匝，副线圈的匝数n2=220匝，交流电源的电压u=220sin（100πt）V，R为负载电阻，电压表、电流表均为理想电表，则下列说法中正确的是（　　）

A.交流电的频率为100Hz

B.电压表的示数为44V

C.电流表A1的示数大于电流表A2的示数

D.变压器的输入功率大于输出功率

7.用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V，通过负载的电流图像如图所示，则（　　）

A.变压器输入功率约为3.9W

B.输出电压的最大值是110V

C.变压器原、副线圈匝数比是1∶2

D.负载电流的函数表达式i=0.05sin（100πt+）A

8.（多选）如图所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，绕OO′轴在磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω匀速转动。

滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有定值电阻R，从图示位置开始计时，下列判断正确的是（　　）

A.电流表测得的是电流最大值

B.感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSω•sinωt

C.P向上移动时，电流表示数变大

D.P向上移动时，电流表示数变小

9.两个完全相同的电热器，分别通有如图所示的交变电流，则它们的功率之比为（　　）

A.4∶1　　B.1∶　　C.2∶1　　D.∶1

10.如图所示，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路中R1、R2、R3、R4均为定值电阻，开关S是断开的。

V1和V2为理想电压表，读数分别为U1和U2；

A1、A2和A3为理想电流表，读数分别为I1、I2和I3。

现闭合S，如果保持U1数值不变，下列推断中正确的是（　　）

A.U2变小、I3变小　　　　B.U2不变、I2变大

C.I1不变、I2变大 

D.I1变大、I3变大

二、计算题（本大题共4小题，共40分。

要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）

11.（8分）如图所示，把电压最大值为100V的交流电和电压为100V的直流电，分别加在两个完全相同的灯泡上，若后者灯泡正常发光，则前者的灯泡能否正常发光？

若不能正常发光，其功率为后者功率的多少倍？

12.（10分）图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100，电阻r=10Ω，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表。

在t=0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间t按图乙所示正弦规律变化。

求：

（1）从1.57×

10-2s到4.71×

10-2s内通过电阻R上的电量q。

（2）电路中交流电压表的示数。

13.（10分）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数n1∶n2=3∶1，原线圈电路中接有一量程为3A的理想交流电流表，副线圈两端接有理想交流电压表一只和可变电阻R以及若干“6V、6W”的相同灯泡。

输入端交变电压u的图像如图乙所示。

（1）求图甲中电压表的读数。

（2）要求灯泡均正常发光，求电路中最多允许接入的灯泡个数。

（3）为满足第

（2）问中要求，求可变电阻R应调到的电阻值。

14.（12分）某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω。

（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。

（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1∶n2=22∶1的变压器降压，求用户得到的电压。

答案解析

1.【解析】选C。

我国居民日常生活所用的是正弦式交流电，其电压的有效值是220V，最大值约为311V，周期为0.02s，所以只有C正确。

2.【解析】选B、C。

由图像可知，交流电电压的最大值为36V，有效值为36V，周期T=4s，则f==0.25Hz，故A错误，B正确；

1s末交流电电压达到最大值，线框平面应与磁场平行，故D错误；

2s末交流电电压为零，线框平面与磁场垂直，磁通量最大，故C正确。

3.【解析】选C。

根据右手定则或楞次定律可以判断，t=0时刻线圈的cd边离开纸面向外运动而切割磁感线，产生的感应电流I为正向，此时线圈磁通量为零，但是cd边切割磁感线的速度最大，磁通量的变化率最大，所以感应电流最大，故选C。

4.【解析】选A、B、D。

根据交变电流的定义，图甲、图乙均表示交流电，图甲所示电压的瞬时值表达式为u=20sin100πt（V），选项A、B正确；

根据有效值的定义得：

=T，解得图乙所示电压的有效值U=10V，选项D正确，C错误。

5.【解析】选A。

电容可以通交流阻直流，电感可以通低频阻高频，故A正确，B、C、D错误。

6.【解析】选B。

由交流电源的电压u=220sin（100πt）V，可得交流电的频率为50Hz，选项A错误。

变压器输入电压为220V，由变压公式，变压器输出电压为44V，电压表的示数为44V，选项B正确。

根据变压器电流关系，电流表A1的示数小于电流表A2的示数，选项C错误。

根据理想变压器功率关系，变压器的输入功率等于输出功率，选项D错误。

【变式备选】

（多选）如图，理想变压器原、副线圈匝数之比为4∶1。

原线圈接入一电压为u=U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R=27.5Ω的负载电阻。

若U0=220V，ω=100πrad/s，则下述结论正确的是（　　）

A.副线圈中电压表的读数为55V

B.副线圈中输出交流电的周期为πs 

C.原线圈中电流表的读数为0.5A

D.原线圈中的输入功率为110W

【解析】选A、C。

原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V，A对；

电阻R中的电流为2A，由原、副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；

输入功率为P=220×

0.5W=110W，D错；

周期T==0.02s，B错。

7.【解题指南】解答本题时应注意理解以下三点：

（1）理想变压器的最大值和有效值；

（2）理想变压器的基本规律：

①电压关系：

=，

②功率关系：

P入=P出；

（3）根据初相位、最大值和周期，正确书写对应的函数关系式。

【解析】选A。

根据图像可知：

负载电流的最大值Im=0.05A，周期T=0.02s，则ω==rad/s=100πrad/s，所以负载电流的函数表达式i=0.05sin100πtA，故选项D错误；

负载电流的有效值I==A=0.03536A，则理想变压器的输入功率P入=P出=110×

0.03536W≈3.9W，故选项A正确；

输出电压的有效值为110V，最大值为110V，故选项B错误；

变压器原、副线圈匝数比==，故选项C错误。

8.【解析】选B、D。

在交流电路中，电流表测得的是有效值，A错误；

从矩形线圈在中性面处开始计时，故感应电动势的瞬时值表达式为e=Emax•sinωt，又Emax=NBSω，B正确；

对变压器有=，P向上移动，n2变小，故U2变小，由I=得I变小，C错误、D正确。

9.【解析】选C。

甲图中交变电流有效值为Im，乙图中交变电流有效值为Im，根据P=I2R，功率之比为2∶1，C正确。

10.【解题指南】本题实际上是变压器与远距离输电的结合，对于变压器，输入电压和输出电压不受用电器的影响，但是用电器的变化会影响电流的大小，从而影响电压损失。

因为变压器的匝数与U1不变，所以变压器的输出电压不变。

当S闭合时，因为负载增大，故原、副线圈中的电流I1、I2都变大，R1两端的电压增大，故R2、R3两端的电压将减小，I3变小，A正确。

11.【解析】后者能使灯泡正常发光，说明灯泡的额定电压为100V，前者电压最大值为100V，其有效值小于100V，不能使灯泡正常发光。

（3分）

交流电压的有效值为

U==V=50V，由P= 

（2分）

知前者的功率P1= 

（1分）

后者的功率P2= 

P1=P2 

答案：

不能　倍

12.【解析】

（1）由法拉第电磁感应定律可知，平均电动势

=n=n 

平均电流= 

流过R的电量q=Δt 

联立各式得：

q=n=n=100×

C=0.04C 

（2）线圈转动的角速度ω==100rad/s 

（1分） 

感应电动势最大值Em=nBSω 

由图乙可知Φm=BS=2×

10-2Wb 

回路中的电流的有效值I= 

电压表示数U=IR 

I=A

U=90V=127V 

（1）0.04C

（2）127V

13.【解析】

（1）根据图像可得原线圈电压的最大值U1m=27V 

其有效值为U1=27V 

根据n1∶n2=U1∶U2 

代入数据后可得U2=9V 

此即为电压表的读数。

（2）设原线圈中通过的电流为I1，

副线圈中通过的电流为I2

为使副线圈接入的灯泡最多，则I1取允许通过的最大电流的有效值3A

根据U1I1=U2I2 

代入数据后可得I2=9A 

正常发光时每个灯泡中电流为I灯==1A 

所以允许接入的灯泡个数为n==9盏。

（3）电阻两端电压为UR=U2-U灯=3V 

电阻阻值为R==Ω 

（1）9V

（2）9盏（3）Ω

14.【解析】

（1）输电线上的电流强度为

I==A=52.63A 

输电线路损耗的功率为

P损=I2R=52.632×

6W≈16620W=16.62kW 

（3分） 

（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为

I′==A=4A 

用户端在变压器降压前获得的电压

U1=U-I′R=（5000-4×

6）V=4976V

根据= 

得

用户得到的电压为

U2=U1=×

4976V=226.18V 

（4分）

（1）16.62kW

（2）226.18V

【总结提升】远距离输电的处理思路

（1）根据具体问题画出输电线路示意图；

（2）研究三个回路，分析其中的已知量、可求量、待求量；

（3）研究两个变压器，分析其中的已知量、可求量、待求量；

（4）确定求解思路，根据回路及变压器上的电压、电流、功率关系列式求解。