考点十三 交变电流-2020年高考物理分类题库

考点十三交变电流(2020·全国Ⅱ卷)特高压输电可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550kV的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为ΔP,到达B处时电压下降了ΔU。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1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为ΔP',到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因素的影响,则 ()A．∆P′=∆P B．∆P′=∆P C．∆U′=∆U D．∆U′=∆U【解析】选A、D。由电功率公式得ΔP=I2R,输电线上电压下降ΔU=IR,输电电流为,在输送的电功率和输电线电阻都不变时,U变为原来的2倍,电流变为原来的,则ΔP'=ΔP,ΔU'=ΔU,选项A、D正确,B、C错误。2.(2020·全国Ⅲ卷)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10∶1,R1、R2、R3均为固定电阻,R2=10Ω,R3=20Ω,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15.0W【解析】选A、D。由图(b)可知,T=0.02s,所以f=50Hz,A正确;由图(b)可知电流i2的最大值为Im=A,故有效值I2==1A,R2两端的电压U2=I2R2=10V,由理想变压器的电压特点可得原线圈的两端电压U1=100V,所以电压表的示数为UV=220V-100V=120V,B错误;由欧姆定律得IA=A=0.5A,C错误;变压器副线圈的电流I=1A+0.5A=1.5A,变压器传输的电功率P=U2I=10V×1.5A=15.0W,D正确。3.(2020·江苏高考)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【解析】选D。原线圈匝数较少,电流互感器是一种升压变压器,A选项错误。电流互感器的工作原理是电磁感应中的互感现象,只可以测量交变电流,B选项错误。电流互感器不会改变电流的频率,只改变电流的大小,故原、副线圈电流的频率相同,C选项错误。原线圈匝数较少,根据I1n1=I2n2,电流互感器是一种降电流的变压器,副线圈的电流小于原线圈的电流,D正确。4.(2020·山东等级考)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。灯泡L的电阻恒为15Ω,额定电压为24V。定值电阻R1=10Ω、R2=5Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10Ω。为使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为 ()A.1ΩB.5ΩC.6ΩD.8Ω【解题指南】解答本题应注意以下三点:(1)根据原线圈两端的电压正弦曲线求出原线圈电压有效值;(2)由原线圈两端电压结合变压器的基本关系求得副线圈两端电压;(3)把理想变压器的副线圈看作没有内阻的稳压电源,后面电路的电学物理量根据欧姆定律和电路的串、并联特点求解。【解析】选A。输电电压的有效值为(即原线圈电压的有效值),根据理想变压器电压规律可知副线圈电压有效值为,灯泡正常工作时电压为24V,则通过灯泡的电流即副线圈部分的干路电流为,根据串联分压规律可知,R1和R2、R构成的并联电路部分的分压为U=U2-UL=30V-24V=6V,则通过R1的电流为,通过R2、R的电流为I2=IL-I1=1.6A-0.6A=1A,R2、R串联的总电阻,解得滑动变阻器的阻值为,A正确,B、C、D均错误。故选A。5.(2020·浙江7月选考)如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发电机的电压U1=250V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8Ω,在用户端用降压变压器把电压降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW,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I1=40AB.输电线上的电流I线=625AC.降压变压器的匝数比n3∶n4=190∶11D.用户得到的电流I4=455A【解析】选C。发电机的输出电流A=400A,选项A错误。输电线上的电流I线=A=25A,选项B错误。升压变压器的副线圈输出电压U2=,输电线损耗电压ΔU=I线R=25×8V=20