2020年高考物理真题分类汇编专题13 交流电

P

D ． R , 2

专题 13 交变电流

1．（2012 福建卷）如图，理想变压器原线圈输入电压 u=

U m

sin t ，副线圈电路中 R

为

定值电阻，R 是滑动变阻器. 和 是理想交流电压表，示数分别用U 1

和U 2

表示；

和 是理想交流电流表，示数分别用 I 1 和 I 2

表示.下列说法正确的是

A ．

I 1

和 I 2

表示电流的瞬间值

B ．

U 1

和U 2

表示电压的最大值

C ．滑片 P 向下滑动过程中，

U 2

不变、 I 1

变大

D ．滑片 P 向下滑动过程中，

U 2

变小、 I 1

变小

答案：C

解析：交流电压表和交流电流表测量的是有效值，选项 A 、B 错误.滑片 P 向下滑动时，接入电路中的电阻减小，副线圈负载电阻减小，因为原、副线圈的匝数比不变，所以 U 1 、 U 2 不变，因 I 2=U 2/R+R0，所以 I 2 变大；又 U 1I 1 =U 2I 2，所以 I 1 变大，故选项 C 正确.

2．（2012 天津卷）.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率Ｐ，原线圈的电压 U 保持不变，输电线路的总电阻为Ｒ．当副线圈与原线圈的匝数比为ｋ时，线路损耗的电功率

P 2

为Ｐ１，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到ｎｋ，线路损耗的电功率为Ｐ２，则Ｐ１和 1

分别为（ ）

PR 1 ⎛ P ⎫2 1 PR 1 ⎛ P ⎫2 1 A. kU , n

B.

⎪ R , ⎝ kU ⎭ n

C. kU , n 2

⎪ ⎝ kU ⎭ n

2 2 2 2 I U P n 答案 D.

解析：根据理想变压器的变压比有

k =

U 1 ， nk =

U 2

U

U

线路的输送功率不变有

P = U 1 I 1 = U 2 I 2

根据焦耳定律有

P = I 2 R = ( P )2 R = ( P

)2 R ， 1 kU

P I 2 U 2 1

P = I 2 R ， 2

= 2 = 1 = . 2 2 2 2

2 1 1

2

3．（2012 广东卷）.某小型发电机产生的交变电动势为 e=50sin 100πt （V ），对此电动势，下列表述正确的有

A.最大值是50 V

B.频率是 100Hz

C ．有效值是25 V

D.周期是 0.02s

答案：CD

解析：最大值 E m =50 V ，有效值为 E=Em/ =25 V ，频率为 50Hz ，周期为 T=1/f=0.02 s,

所以 CD 正确.

4．（2012 北京高考卷）．一个小型电热器若接在输出电压为 10V 的直流电源上，消耗电功率为

P ；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为 P ．如果电热器电阻不变，则此交

2

流电源输出电压的最大值为 A ．5V

B ．5 V

C ．10V

D ．10 V

答案：C

2 2 U 1 1

2 5

2 2 2 解析：设该电热器的电阻为 R ，题中正弦交流电源输出电压的有效值为 U ，则 P/2=U 2/R ；加

直流电时，P=（10V ）2

/R ；又由最大值 U m = U ，可解出 U m =10 V.故选项 C 正确.

5．（2012 ft 东卷）.图甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n 1 、n 2 .○

V 为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5000V 时，就会在钢针和金属板间 引发电火花进而点燃气体.以下判断正确的是

A . 电压表的示数等于 5V

B . 电压表的示数等于 V

C . 实现点火的条件是

n 2 1000

n 1

D . 实现点火的条件是

n 2 1000

n 1

答案：BC

解析：电压表示数为电压有效值，由图乙可得 U=Um/ =5/ V ，选项 A 错误、B 正确；

副线圈电压峰值为 5 000 V 时，n 2/n 1=U m2/U m1=1 000 ，由于引发电火花的条件是副线圈电压

峰值大于 5 000 V ，故 n 2/n 1>1 000 ，选项 C 正确、D 错误.

6．（2012 四川卷）．如图所示，在铁芯 P 上绕着两个线圈 a 和 b ，则

n A . 线圈 a 输入正弦交变电流，线圈 b 可输出恒定电流 B . 线圈 a 输入恒定电流，穿过线圈 b 的磁通量一定为零 C . 线圈 b 输出的交变电流不对线圈 a 的磁场造成影响 D .

线圈 a 的磁场变化时，线圈 b 中一定有电场

答案：D

解析：a 、b 线圈相当于变压器的原、副线圈，根据电磁感应定律可知，当线圈 a 输入正弦交变电流时，线圈 b 将输出正弦交变电流，故 A 选项错误；当线圈 a 输入恒定电流，将产生不变的磁场，则穿过线圈 b 的磁通量不为零，只是磁通量的变化为零，故 B 选项错误；线圈b 输出的交变电流也要产生磁场，对线圈 a 的磁场也会产生影响，故 C 选项错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场周围将产生电场，则线圈 a 中的磁场变化时，线圈 b 中一定有电场，故 D 选项正确.

7．(2012 全国新课标).自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调.已知变压器线圈总匝数为 1900 匝；原线圈为 1100 匝，接在有效值为 220V 的交流电源上.当变压器输出电压调至最大时，负载 R 上的功率为 2.0kW.设此时原线圈中电流有效值为 I 1，负载两端电压的有效值为

U 2，且变压器是理想的，则 U 2 和 I 1 分别约为

A.380V 和 5.3A

B.380V 和 9.1A

C.240V 和 5.3A

D.240V 和 9.1A 答案：B

解析：先判断出原副线圈的匝数，由式U 2 = U

n 2

得U 1

= 380V .负载 R 上的功率就是变

压器的输出功率，因为是理想变压器，故输入功率U 1I 1 等于输出功率，从而求出

I 1 = 9.1A .

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