三年高考專題12交流電

2016年—2018年高考試題精編版分項(xiàng)解析專題12交流電1．采用220kV高壓向遠(yuǎn)方的城市輸電．當(dāng)輸送功率一定時(shí)，為使輸電線上損耗的功率減小為原來的，輸電電壓應(yīng)變?yōu)椋ǎ〢.55kVB.110kVC.440kVD.880kV【來源】2018年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（江蘇卷）【答案】C點(diǎn)睛：本意以遠(yuǎn)距離輸電為背景考查輸電線路的電能損失，解題時(shí)要根據(jù)輸送電功率不變，利用輸電線路損失的功率P損=I2R解題。2．教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機(jī)（內(nèi)阻可忽略）通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼模瑒tA.R消耗的功率變?yōu)锽.電壓表V的讀數(shù)為C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?ID.通過R的交變電流頻率不變【來源】2018年全國(guó)普通高等學(xué)校招生同一考試?yán)砜凭C合物理試題（天津卷）【答案】B【解析】試題分析：根據(jù)公式分析電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的交流電的最大值以及有效值、頻率的變化情況；根據(jù)判斷原副線圈中電流電壓的變化情況，根據(jù)副線圈中功率的變化判斷原線圈中功率的變化；變?yōu)樵瓉淼?，C錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)速減小為原來的，則頻率變?yōu)樵瓉淼?，D錯(cuò)誤．【點(diǎn)睛】本題考查了交流電最大值，有效值，頻率，變壓器等；需要知道交流電路中電表的示數(shù)為有效值，在理想變壓器中，恒有，副線圈消耗的功率決定了原線圈的輸入功率．3．一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交變電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值為u0，周期為T，如圖所示。則Q方:Q正等于A. B. C.1:2 D.2:1【來源】2018年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（全國(guó)III卷）【答案】D【解析】試題分析本題考查交變電流的圖線、正弦交變電流的有效值、焦耳定律及其相關(guān)的知識(shí)點(diǎn)。解析根據(jù)題述，正弦交變電流的電壓有效值為，而方波交流電的有效值為u0，根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，Q=I2RT=T，可知在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值的二次方成正比，Q方∶Q正=u02∶（）2=2∶1，選項(xiàng)D正確。點(diǎn)睛此題將正弦交變電流和方波交變電流、有效值、焦耳定律有機(jī)融合。解答此題常見錯(cuò)誤是：一是把方波交變電流視為正弦交變電流；二是認(rèn)為在一個(gè)周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量與電壓有效值，導(dǎo)致錯(cuò)選B；三是比值顛倒，導(dǎo)致錯(cuò)選C。4．（多選）如圖（a），在同一平面內(nèi)固定有一長(zhǎng)直導(dǎo)線PQ和一導(dǎo)線框R，R在PQ的右側(cè)。導(dǎo)線PQ中通有正弦交流電流i，i的變化如圖（b）所示，規(guī)定從Q到P為電流的正方向。導(dǎo)線框R中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)A.在時(shí)為零B.在時(shí)改變方向C.在時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向D.在時(shí)最大，且沿順時(shí)針方向【來源】2018年全國(guó)普通高等學(xué)校招生統(tǒng)一考試物理（全國(guó)III卷）【答案】AC點(diǎn)睛此題以交變電流圖象給出解題信息，考查電磁感應(yīng)及其相關(guān)知識(shí)點(diǎn)。解答此題常見錯(cuò)誤主要有四方面：一是由于題目以交變電流圖象給出解題信息，導(dǎo)致一些同學(xué)看到題后，不知如何入手；二是不能正確運(yùn)用法拉第電磁感應(yīng)定律分析判斷；三是不能正確運(yùn)用楞次定律分析判斷，陷入誤區(qū)。1．【2017·天津卷】在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一個(gè)100匝的閉合矩形金屬線圈，繞與磁感線垂直的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過該線圈的磁通量隨時(shí)間按圖示正弦規(guī)律變化。設(shè)線圈總電阻為2Ω，則A．t=0時(shí)，線圈平面平行于磁感線B．t=1s時(shí)，線圈中的電流改變方向C．t=1.5s時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大D．一個(gè)周期內(nèi)，線圈產(chǎn)生的熱量為【答案】AD【考點(diǎn)定位】交變電流的規(guī)律和“四值問題”【名師點(diǎn)睛】本題要正確理解正弦交變電流的規(guī)律和法拉第電磁感應(yīng)定律。2．【2017·北京卷】如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55Ω的負(fù)載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是A．原線圈的輸入功率為220WB．電流表的讀數(shù)為1AC．電壓表的讀數(shù)為110VD．副線圈輸出交流電的周期為50s【答案】B【解析】電表的讀數(shù)均為有效值，原線圈兩端電壓有效值為220V，由理想變壓器原、副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端電壓有效值為110V，C錯(cuò)誤；流過電阻R的電流為2A，可知負(fù)載消耗的功率為220W，根據(jù)能量守恒可知，原線圈的輸入功率為220W，A錯(cuò)誤；由P=UI可知，電流表的讀數(shù)為1A，B正確，由交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式可知，ω=100πrad/s，周期T=0.02s，D錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】正弦式交變電流的“四值”、理想變壓器原副線圈電壓、電流、功率與匝數(shù)的關(guān)系【名師點(diǎn)睛】理想變壓器原副線圈兩端電壓、電流、功率與匝數(shù)的關(guān)系需注意因果關(guān)系，電壓由原線圈決定副線圈，電流與功率則由副線圈決定原線圈。3．【2017·江蘇卷】某音響電路的簡(jiǎn)化電路圖如圖所示，輸入信號(hào)既有高頻成分，也有低頻成分，則（A）電感L1的作用是通高頻 （B）電容C2的作用是通高頻（C）揚(yáng)聲器甲用于輸出高頻成分 （D）揚(yáng)聲器乙用于輸出高頻成分【答案】BD【考點(diǎn)定位】電感、電容對(duì)交流電的阻礙作用【名師點(diǎn)睛】本題主要考查電感、電容對(duì)交流電的阻礙作用，即感抗、容抗的大小與什么因素有關(guān)，記住這個(gè)問題不難解決．1．【2016·四川卷】如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其它條件不變，則A．小燈泡變亮B．小燈泡變暗C．原、副線圈兩段電壓的比值不變D．通過原、副線圈電流的比值不變【答案】B【解析】根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系，，因?yàn)槭墙祲鹤儔浩鳎瑒tn1>n2，則當(dāng)原、副線圈減少相同匝數(shù)時(shí)，由數(shù)學(xué)知識(shí)可知變大，則U2減小，故燈泡變暗，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)可知通過原、副線圈電流的比值變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)：變壓器【名師點(diǎn)睛】此題是對(duì)變壓器原理的考查；首先要記住原副線圈的電壓與匝數(shù)關(guān)系，從題目中知道為降壓變壓器，原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)；判斷原副線圈減小相同的匝數(shù)時(shí)原副線圈的匝數(shù)比的變化要用到數(shù)學(xué)知識(shí)，這里稍微有點(diǎn)難度.2．【2016·全國(guó)新課標(biāo)Ⅲ卷】如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說法正確的是A．原、副線圈匝數(shù)比為9:1B．原、副線圈匝數(shù)比為1:9C．此時(shí)a和b的電功率之比為9:1D．此時(shí)a和b的電功率之比為1:9【答案】AD【考點(diǎn)定位】考查了理想變壓器，電功率的計(jì)算【方法技巧】對(duì)于變壓器需要掌握公式、，以及知道副線圈的電流以及功率決定了原線圈中的電流和功率，理想變壓器是理想化模型：一是不計(jì)線圈內(nèi)阻；二是沒有出現(xiàn)漏磁現(xiàn)象。當(dāng)電路中有變壓器時(shí)，只要將變壓器的有效值求出，則就相當(dāng)于一個(gè)新的恒定電源。3．【2016·天津卷】如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表。下列說法正確的是A．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R1消耗的功率變大B．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V示數(shù)變大C．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表A1示數(shù)變大D．若閉合開關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大、A2示數(shù)變大【答案】B【解析】當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭P向上滑動(dòng)時(shí)，R的阻值變大，副線圈中電流變小，原線圈中電流也變小，電流表A1示數(shù)變??；R1消耗的功率及兩端電壓均變小，副線圈總電壓不變，則電壓表的示數(shù)變大，選項(xiàng)AC錯(cuò)誤，B正確。若閉合開關(guān)S，則副線圈總電阻變小，電流變大，原線圈中電流變大，電流表A1示數(shù)變大；R1兩端電壓變大，R2兩端電壓變小，電流表A2示數(shù)變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤?！究键c(diǎn)定位】變壓器；電路的動(dòng)態(tài)分析【名師點(diǎn)睛】此題考查變壓器問題的動(dòng)態(tài)分析；要知道變壓器副線圈電壓是由原線圈電壓和匝數(shù)比決定的，與副線圈中負(fù)載無關(guān)；副線圈電路的動(dòng)態(tài)分析基本上和直流電路的動(dòng)態(tài)分析一樣，先從局部變化的電阻開始分析，然后分析總電阻，再分析電流，然后再分析各局部的電壓和電流。4．【2016·全國(guó)新課標(biāo)Ⅰ卷】一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3Ω?、1Ω?和4Ω?，eq\o\ac(○,A)為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I。該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為A．2 B．3 C．4 D．5【答案】B【考點(diǎn)定位】變壓器、歐姆定律【名師點(diǎn)睛】本題主要考查變壓器、歐姆定律。解決這類問題的關(guān)鍵是掌握變壓器的構(gòu)造和原理，對(duì)于變壓器需要掌握公式、，并能熟練運(yùn)用。此題值得注意的是變壓器的原線圈與電阻串聯(lián)后接入交流電壓。5．【2016·江蘇卷】一自耦變壓器如圖所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈．在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時(shí)，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高【答案】C【解析】由題圖知自耦變壓器原線圈的匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)，根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律可知，U2<U1；在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過程中，副線圈的匝數(shù)減少，所以U2降低，故A、B、D錯(cuò)誤；C正確．【考點(diǎn)定位】考查變壓器【方法技巧】主要是對(duì)自耦變壓器的理解，分清原副線圈及在轉(zhuǎn)動(dòng)的過程中線圈的匝數(shù)怎么變、理想變壓器的規(guī)律。6．【2016·海南卷】圖（a）所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4:1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電壓u隨時(shí)