2021年高考物理一轮复习 第十章 交变电流高频考点真题验收全通关

图1
2021年高考物理一轮复习第十章交变电流高频考点真题验收全通关高频考点一：交变电流的产生及描述
1．(多选)(xx·广东高考)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50 sin 100πt(V)。

对此电动势，下列表述正确的有( )
A．最大值是50 2 V B．频率是100 Hz
C．有效值是25 2 V D．周期是0.02 s
2．(xx·大纲版全国卷)一台电风扇的额定电压为交流220 V。

在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图1所示。

这段时间内电风扇的用电量为( ) A．3.9×10－2度B．5.5×10－2度
C．7.8×10－2度D．11.0×10－2度
3．(xx·北京高考)一个小型电热器若接在输出电压为10 V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
2。

如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为( )
A．5 V B．5 2 V
C．10 V D．10 2 V
4．(xx·海南高考)通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流如图2所示，其周期为1 s。

电阻两端电压的有效值为( )
图2
A．12 V B．410 V
C．15 V D．8 5 V
高频考点二：变压器
图3
5．(xx·重庆高考) 如图3所示，理想变压器的原线圈接入u ＝11 0002sin 100πt (V)的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6 Ω的导线对“220 V 880 W”的电器R L 供电，该电器正常工作。

由此可知( )
A ．原、副线圈的匝数比为50∶1
B ．交变电压的频率为100 Hz
C ．副线圈中电流的有效值为4 A
D ．变压器的输入功率为880 W
6．(xx·四川高考)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4所示，则( )
图4
A ．变压器输入功率约为3.9 W
B ．输出电压的最大值是110 V
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 ＝0.05 sin(100πt ＋π2
)A
7．(2011·全国卷)如图5，一理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 V ，额定功率为22 W ；原线圈电路中接有电压表和电流表。

现闭合开关，灯泡正常发光。

若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )
图5
A ．U ＝110 V ，I ＝0.2 A
B ．U ＝110 V ，I ＝0.05 A
C ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 A
D ．U ＝110 2 V ，I ＝0.2 2 A
8．(多选)(2011·山东高考)为保证用户电压稳定在220 V ，变电所需适时进行调压，图6甲为调压变压器示意图。

保持输入电压u 1不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压。

某次检测得到用户电压u 2 随时间t 变化的曲线如图乙所示。

以下正确的是( )
图6
A ．u 2＝190 2 sin (50πt ) V
B ．u 2＝190 2 sin(100πt ) V
C ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当下移
D ．为使用户电压稳定在220 V ，应将P 适当上移
图8 9．(多选)(xx·山东高考)图7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n1、n2，○V为交流电压表。

当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V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( )
图7
A．电压表的示数等于5 V
B．电压表的示数等于
5
2
V
C．实现点火的条件是
n2
n1
>1 000
D．实现点火的条件是
n2
n1
<1 000
10．(多选)(xx·江苏高考)如图8所示，理想变压器原线圈接有交流电
源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发光。

要使灯泡变亮，
可以采取的方法有( )
A．向下滑动P
B．增大交流电源的电压
C．增大交流电源的频率
D．减小电容器C的电容
11．(多选)(2011·广东高考)如图9甲调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝ 55 Ω，○、○为理想电流表和电压表。

若原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为 110 V，下列表述正确的是( )
图9
A．电流表的示数为 2 A
B．原、副线圈匝数比为 1∶2
C．电压表的示数为电压的有效值
D．原线圈中交变电压的频率为 100 Hz
12．(2011·福建高考)图10甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2＝5∶1，电阻R＝20 Ω，L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。

原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。

现将S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。

下列
说法正确的是( )
图10
A ．输入电压u 的表达式u ＝202sin(50πt )V
B ．只断开S 2后，L 1、L 2均正常发光
C ．只断开S 2后，原线圈的输入功率增大
D ．若S 1换接到2 后，R 消耗的电功率为0.8 W 高频考点三：远距离输电
13．(xx·福建高考)中国已投产运行的1 000 kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。

假设甲、乙两地原来用500 kV 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P 。

在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )
A.P
4 B.P
2 C ．2P
D ．4P
14．(xx·天津高考)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，线路损耗的电功率为P 1，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P 2，则P 1和P 2P 1
分别为( )
A.PR kU ，1
n B.⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R ，1n C.PR kU ，1
n 2
D.⎝ ⎛⎭
⎪⎫P kU 2R ，1n
2
答 案
1．选CD 最大值E m ＝50 V ，有效值为E ＝E m
2
＝25 2 V ，频率为50 Hz ，周期为T ＝1
f ＝
0.02 s ，所以C 、D 正确。

2．选 B 根据电流的变化情况，分段计算求电功，W 1＝I 1Ut 1＝0.3×220×10×60 J＝
3.96×104 J ，W 2＝I 2Ut 2＝0.4×220×10×60 J＝5.28×104
J ，W 3＝I 3Ut 3＝0.2×220×40×60 J ＝1.056×105
J ，则总功W ＝W 1＋W 2＋W 3＝1.98×105
J ＝5.5×10－2
度，选项B 正确。

3．选C 设电热器电阻为R ，正弦交流电源的电压有效值为U 效，接10 V 直流电源时，
P ＝U 2R ＝102R ①；接交流电源时，P 2＝U 2效R
②，联立①②得U 效＝5 2 V ，故最大值U m ＝2U 效＝10 V ，
C 选项正确。

4．选B 由有效值定义可得U 2R
×1 s＝(0.1 A)2×R ×0.4 s×2＋(0.2 A)2
×R ×0.1 s×2，
其中R ＝100 Ω，可得U ＝410 V ，B 正确。

5．选C 副线圈输出电压U 2＝220 V ＋U r ，n 1n 2＝U 1U 2＝
11 000220＋U r <50
1
，故A 错误。

2πf ＝100π
Hz ，f ＝50 Hz ，故B 错误。

I 2＝880220 A ＝4 A ，故C 正确。

由于理想变压器P 入＝P 出＝I 2
2r ＋880
W>880 W ，故D 错误。

6．选A 由题图可知通过负载的电流最大值为I m ＝0.05 A ，周期T ＝0.02 s ，故电流的函数表达式i ＝I m sin 2π
T
t ＝0.05 sin 100πt A ，D 错误；理想变压器匝数比等于电压比，
即n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝2∶1，C 错误；输出电压U 2＝110 V ，其最大值U 2m ＝2U 2＝110 2 V ，B 错误；理想变压器输入功率等于输出功率，即输入功率P ＝I 2U 2＝0.05
2×110 W≈3.9 W，A 正
确。

7．选A 直接求出副线圈中的电压、电流分别为：220 V 、0.1 A 。

故原线圈中的电压、电流分别为110 V 、0.2 A 。

8．选BD 根据图乙可知交流电的最大值U m ＝190 2 V 和周期T ＝0.02 s(ω＝2π
T
＝
100π rad/s)，结合正弦交流电的瞬时值表达式u ＝U m sin ωt ，可知B 正确，A 错；根据变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2
，U 1、n 2不变，提高U 2只能减小n 1，所以P 应上移，D 正确，C 错。

9．选BC 电压表示数为电压有效值，由题图乙可得U ＝U m
2
＝
52
V ，选项A 错误，B 正
确；副线圈电压峰值为5 000 V 时，n 2n 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 2n 1
>1 000，选项C 正确，D 错误。

10．选BC 向下滑动P 时，副线圈的匝数变少，由变压比公式可知，副线圈两端的电压变小，灯泡变暗，A 项错误；增大交流电源的电压，由变压比公式可知，副线圈两端的电压增大，灯泡变亮，B 项正确；电压不变，增大交流电源的频率，可减小电容器的容抗，电路
中的电流变大，灯泡变亮，C 项正确；减小电容器的电容，电容器的容抗增大，电路中电流减小，灯泡变暗，D 项错误。

11．选AC 电压表的示数为110 V ，则电流表的示数为U 2R
＝2 A ，A 项正确；原线圈输入电压的有效值为220 V ，根据变压器的变压比关系，可知原、副线圈匝数比为2∶1，B 项错误；交流电表的示数为交流电的有效值，C 项正确；由图乙可知，此交流电的周期为0.02 s ，频率为50 Hz ，D 项错误。

12．选D 读图知周期T ＝0.02 s ，所以u ＝202sin(100πt )V 。

原本L 2正常发光，只断开S 2后，电压被两灯泡均分，不会正常发光，且两灯泡串联，负载电阻增大，输出功率减小，输入功率也减小。

由变压器的变压比U 1U 2＝n 1n 2
可得副线圈输出电压为4 V ，S 1换接到2后，
R 消耗的功率P ＝U 22
R ＝42
20
W ＝0.8 W ，D 正确。

13．选 A 远距离输电问题中，若输送电功率不变，则输电电压与输电电流成反比，所以用1 000 kV 特高压输电时，输电电流为原来输电电流的一半，而输电线上损耗的电功率与输电电流的平方成正比，所以输电线上损耗的电功率为原来输电线上损耗的电功率的14，即P 4，
A 正确。

14．选D 由理想变压器U 1U 2＝n 1
n 2
得：副线圈电压U ′＝kU ，而理想变压器P 入＝P 出，副线
圈电流I ′＝P U ′＝P kU ，线路损耗的电功率P 1＝I ′2R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P kU 2R 。

同理可知P 2＝I ″2
R ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P nkU 2R ，
得P 2P 1＝1
n
2，D 正确。

t = F27754 6C6A 汪kpK 33390 826E 艮39363 99C3 駃
37408 9220 鈠'。