1、高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 1 - 交 变电 流和 远距 离输 电 06 一、选 择题( 本题 共 12 小 题，每 小题 5 分，共 60 分 在每 小题 给出 的四 个选 项中， 有的 小 题 只有一 个选 项正 确， 有的 小题有 多个 选项 正确 ，全 部选对 的 得 5 分， 选对 但 不全的 得 2 分， 有选错 或不 答的 得 0 分) 1 根据 交变 电流 瞬时 表达 式 i 5sin500t(A) 可 知， 从 开始计 时起 ， 第 一次 出现 电流峰 值所 需要 的时间 是( ) A 2 ms B 1 ms C 6.28 ms D 3
2、.14 ms 解析： 选 D. 法一 ：由已 知 条件有 2 T 500 rad/s，则 T 2/500. 从中 性面 开始 计 时，第 一次 出现电 流峰 值 需 t T/4 2/500 1 4s 1000s 3.14 10 3 s. 法二： 由交 流电 瞬时 值表 达式， 令 i 为 最大 值时 有 sin( t) 1，即(500t) /2，则 t /1000 3.14 10 3 (s) 选 D. 2 边 长为 L 的正 方形 闭 合线圈 共 n 匝 ，在 磁感 应 强度为 B 的 匀强 磁场 中以 角速度 绕垂 直 于磁感 线并 在线 圈平 面内 的轴匀 速转 动， 要使 线圈 中的感
3、应电 流增 大 1 倍， 下列措 施可 采 用 的是( ) A 只将 角速 度 增大 1 倍 B 只将 线圈 边长L 增大至 2L C 只将 线圈 匝数 增加 至 2n D 只将 磁感 应强 度增 至 2B 解析 ： 选 ABD. 由 公式I U R U m 2R nBS 2R 可推 得 A 、D 正确 边长 为 2L 时，S 4S ，R 2R，故 B 正 确， 若匝 数 n 2n ，则 R 2R ，I 不 变， 故 C 项错 误 3 一 个矩 形线 圈在 匀强 磁 场中转 动， 产生 的感 应电 动势 e 220 2sin100t V ，则( ) A 交流 电的 频率 是 100 Hz B
4、t 0 时 ，线 圈位 于中 性 面 C 交流 电的 周期 是 0.02 s D t 0.05 s 时，e 有 最大 值 解析： 选 BC. 由瞬 时值 表 达式可 知： 角速 度 100 rad/s. 感应 电动 势是 按正 弦规律 变化 的， 所以t 0 时 ，线 圈平 面位 于中性 面 因 2f ，所 以f 2 100 2Hz 50 Hz 由 T 1 f 得T 1 50s 0.02 s 当 t 0.05 s 时，e 220 2sin5 V 0 ，故 B 、C 选项 正 确 4. 如图 53 所 示， 变频 交 变电源 的频 率可 在 20 Hz 到 20 kHz 之 间调 节， 在某 一
5、频率 时，A 1 、 A 2 两只 灯泡 的炽 热程度 相 同则 下列 说法 中正 确的 是( ) 图 53 A 如果 将频 率增 大，A 1 炽热程 度减 弱、A 2 炽热 程 度加强 B 如果 将频 率增 大，A 1 炽热程 度加 强、A 2 炽热 程 度减弱 C 如果 将频 率减 小，A 1 炽热程 度减 弱、A 2 炽热 程 度加强 D 如果 将频 率减 小，A 1 炽热程 度加 强、A 2 炽热 程 度减弱 解析 ： 选 BC. 某 一频 率时 ， 两只灯 泡炽 热程 度相 同 ， 应有两 灯泡 消耗 的功 率相 同， 频率 增大 时， 感抗增 大， 而容 抗减 小， 故通 过 A
6、1 的 电流 增大 ，通 过 A 2 的 电流 减小 ，故 B 项正确 ；同 理 可高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 2 - 得 C 项正 确， 故选 B 、C. 5 发电 机的 路端 电压 为U ， 经电 阻为 r 的输 电线 向 远处的 用户 供电 ， 发 电机 的输出 功率 为P ， 则( ) A 输电 线上 的电 流为 P UB 输电 线上 的功 率损 失为 U 2 rC 用户 得到 的功 率为P ( P U ) 2 r D 用户 得到 的电 压为 Pr U解析： 选 AC. 由题 知， 其供 电原 理如图 所示 ， 由 P UI 得 输电线 上的 电
7、流 为 P U ，A 正 确； 输 电线上 的功 率损 失 为 P I 2 r ( P U ) 2 r ， B 错误 ； 用户 得 到的功 率 为 P ( P U ) 2 r ， C 正 确； 用户得 到的 电压 为U U U Ir U ( P U )r ，D 错误 6. 有一 交变 电流 如图 54 所示， 则由 此图 象可 知( ) 图 54 A 它的 周期 是 0.8 s B 它的 峰值 是 4 A C 它的 有效 值是 2 2 A D 它的 频率 是 0.8 Hz 解析： 选 AB. 由图 象可 读得 其 T 0.8 s ， f 1 T 1.25 Hz，故 A 对， D 错； 又由 图
8、象读 得 I m 4 A ， 故 B 对； 因为 电流 为非 正 弦式交 流电 ，故 有效 值I I m 2 2 2 A ，C 错 7 一 理想 变压 器原 、副 线圈的 匝数 比为 101， 原线圈 输入 电压 的变 化规 律如图 55 甲所 示，副 线圈 所接 电路 如图 乙所示 ，P 为 滑动 变阻 器 的触头 下 列说 法正 确的 是( ) 图 55 A 副线 圈输 出电 压的 频 率为 50 Hz B 副线 圈输 出电 压的 有效 值为 31 V C P 向 右移 动时 ，原 、副 线圈的 电流 比减 小 D P 向 右移 动时 ，变 压器 的输出 功率 增加 解析： 选 AD. 副
9、 线圈 输出 电压的 频率 等于 输入 电压 的频 率 f 1 T 50 Hz ， 故选 项 A 正 确； 原 线 圈输入 电压 的有 效 值U 1 310 2 V 220 V ，由 U 1 U 2 n 1 n 2 知，U 2 22 V ，故 选项 B 错误 ；原 、副线高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 3 - 圈的电 流比 I 1 I 2 n 2 n 1 1 10 ，故 选项 C 错误 ；变 压器 的输 出功 率 P U 2 2 R R P ，P 向 右移 动时 ，R P 减 小，所 以P 变 大， 故选 项 D 正 确 8. 如图 56 所 示的 电路 图
10、 中， 变压 器是 理想 变压 器 ， 原 线圈 匝 数 n 1 600 匝 ， 装有 0.5 A 的保 险丝， 副 线圈 的匝 数n 2 120 匝 要使 整个 电路 正常 工作， 当 原线 圈接 在 180 V 的 交流 电源 上 时，则 副线 圈( ) 图 56 A 可接 耐压 值为 36 V 的 电容器 B 可接 “36 V 40 W ” 的安全 灯两 盏 C 可接 电阻 为 14 的电 烙铁 D 可串 联量 程为 3 A 的电 流表测 量其 电路 的总 电流 答案：B 9 有 两个 输出 电压相 同的 交流电 源， 第一 个电 源外 接一个 电 阻 R 1 ， 第二 个电 源外接 一
11、个 变 压 器，变 压器 的初 级线 圈匝 数为 n 1 ，次 级线 圈的 匝数 为 n 2 ， 变压 器的 负载 为一 个电 阻 R 2 ，测 得 两个电 源的 输出 功率 相等 则此 两电 阻大 小之 比R 1 R 2 为( ) A n 1 n 2B n 2 1 n 2 2C n 2 n 1D n 2 2 n 2 1答案：B 10 如图 5 7 所示 ，在 远 距离输 电过 程中 ， 若保 持 原线圈 的输 入功 率不 变 ， 下列说 法正 确的 是( ) 图 57 A 升高U 1 会减 小输 电电 流 I 2B 升高U 1 会增 大线 路的 功率损 耗 C 升高U 1 会增 大线 路的
12、电压损 耗 D 升高U 1 会提 高电 能的 利用率 解析： 选 AD. 提高 输电 电 压 U 1 ， 由于 输入 功率 不变 ，则 I 1 将 减小 ，又 因为 I 2 n 1 n 2 I 1 ，所以 I 2 将减小 ，故 A 对， 线路 功 率损耗 P 损 I 2 2 R ，因 此功 率损耗 在减 小， 电压 损失 减小，故 B 、C 错误， 因线 路损 耗功 率减 小，因 此利 用率 将升 高 11 如 图 58 所 示中 A 、B 、C 、D 是 四种 亮度 可调 的台灯 的电 路示 意图 ， 它 们所用 的白 炽灯 泡相同 ， 且 都是 “220 V 40 W ” ， 当灯 泡所
13、消耗 的功 率都调 到 20 W 时 ， 哪 种台 灯消耗 的功 率 最小( ) 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 4 - 图 58 解析 ： 选 C. 利 用变 阻器 调 节到 20 W 时 ， 除 电灯 消耗 电能外 ， 变阻 器由 于热 效 应也要 消耗 一部 分电能 ， 使 台灯 消耗的 功 率大 于 20 W ， 利用 变压 器 调节时 ， 变 压器 的输入 功 率等于 输出 功率 ， 本身不 消耗 电能 ，所 以 C 中台灯 消耗 的功 率最 小 12 如图 59 所示 ， 理想 变压器 的原 副线 圈的 匝数 比 n 1 n 2 21 ， 原 线
14、圈 接正弦 式交 流电 ， 副线圈 接电 动机 ，电 动机 线圈电 阻为 R ， 当输 入端 接通电 源后 ，电 流表 读数 为 I ，电 动机 带 动 一质量 为 m 的重 物以 速度 v 匀速 上升 ，若 电动 机 因 摩擦造 成的 能量 损失 不计 ，则图 中电 压 表 的读数 为( ) 图 59 A 4IR mgv IB. mgv IC 4IR D. 1 4 IR mgv I解析： 选 A. 根 据电 流与 匝 数的关 系知 变压 器的 输出 电流 为 2I ， 电 动机 消耗 的 总功率 为P 2 mgv 4IR ，又 变压 器的 输入 功 率 P 1 UI P 2 mgv4I 2
15、R ，则U mgv I 4IR 故 A 项正 确 二、 计算 题( 本 题共 4 小 题 ， 共 40 分 解答 时应 写出 必要的 文字 说明 、 方程 式 和重要 演算 步骤 ， 只写出 最后 答案 的不 得分 ，有数 值计 算的 题， 答案 中必须 明确 写出 数值 和单 位) 13 (8 分) 一 小型 发电 机内 的矩形 线圈 在匀 强磁 场中 以恒定 的角 速 度 绕 垂直 于磁场 方向 的 固 定轴转 动， 线圈 匝数n 100. 穿过 每匝 线圈 的磁 通量 随时 间按 正弦 规律 变化 ， 如图 5 10 甲 所示 发电 机内 阻r 5.0 ，外电 路电 阻R 95 . 已知
16、 感 应电 动势 的最 大 值E max n max ， 其中 max 为穿过每匝线圈磁通量的 最大值 求串 联在外电路 中的交 流电流 表( 内阻不计)的读 数 图 510 解析： 从 t 图 线看 出 max 1.010 2 Wb ，T 3.14 10 2 s.(1 分) 已知感 应电 动势 的最 大值 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 5 - E max n max ，又 2 T .(1 分) 故 电路 中电 流最 大值 I max E max R r n2 max T R r 100 2 3.14 1.010 2 3.14 95 5.0 10 2 A
17、2 A(4 分) 交流电 流表 读数 是交 变电 流的有 效值 ，即 I I max 2 1.4 A (2 分) 答案：1.4 A 14 (8 分) 有一 个电 子元 件 ，当它 两端 的电 压的 瞬时 值高于 u110 2 V 时则 导 电，低 于 u 110 2 V 时不 导电 ， 若把 这个 电子元 件接 到 220 V,50 Hz 的正弦 式交 变电 流的 两端 ， 则它 在 1 s 内导电 多少 次？ 每个 周期 内的导 电时 间为 多少 ？ 解析： 由题 意知 ，加 在电 子元件 两端 电压 随时 间变 化的图 象如 图所 示， 表达式 为 u 220 2sint V (2 分)
18、其中 2f ，f 50 Hz ，T 1 f 0.02 s，得 u 220 2sin100t V (2 分) 把 u 110 2 V 代入上 述表 达式得 到 t 1 1 600s ，t 2 5 600s(1 分) 所以每 个周 期内 的通 电时 间为 t 2(t 2 t 1 ) 4 300s 1 75s (2 分) 由所画 的u t 图 象知 ，一 个周期 内导 电两 次， 所 以 1 s 内导 电的 次数 为n 2 t T 100.(1 分) 答案：100 1 75s 15 (12 分) 如图 511 所 示， 变压 器原 线圈 输入 电 压为 220 V ， 副线 圈输 出电 压为 36
19、V ， 两 只 灯泡的 额定 电压 均 为 36 V ，L 1 额定功率 为 12 W ，L 2 额定功 率 为 6 W 试求 ： 图 511 (1) 该变压 器的 原副 线圈 匝 数比 (2) 两灯均 工作 时原 线圈 的 电流以 及只 有 L 1 工作时 原 线圈中 的电 流 解析：(1) 由变 压比 公式 得 U 1 U 2 n 1 n 2 (2 分) n 1 n 2 220 36 55 9 .(2 分) (2) 两灯均 工作 时， 由能 量 守恒得 P 1 P 2 U 1 I 1 (2 分) I 1 P 1 P 2 U 1 126 220 A 0.082 A(2 分) 只有 L 1 灯
20、工作 时， 由能 量 守恒得 P 1 U 1 I 1 (2 分) 高考资源网（ ） 您身 边的高考专家 版权所 有 高考资源网 - 6 - 解得I 1 P 1 U 1 12 220A 0.055 A (2 分) 答案：(1)55 9 (2)0.082 A 0.055 A 16 (12 分) 某 村在 较远 的 地方建 立了 一座 小型 水电 站，发 电机 的输 出功 率 为 100 kW ， 输出 电 压为 500 V ， 输 电导 线 的 总 电阻 为 10 ， 导 线上损 耗 的电功 率 为 4 kW ， 该 村的 用电电 压 是 220 V. 图 512 (1) 输电电 路如 图 5
21、12 所 示，求 升压 、降 压变 压器 的原、 副线 圈的 匝数 比； (2) 如果该 村某 工厂 用电 功 率为 60 kW ，则 该村 还可 以装 “220 V 40 W ” 的电 灯多少 盏？ 解析：(1)因为 P 损 I 2 2 R 线(1 分) 所 以I 2 P 损 R 线 410 3 10 A 20 A(2 分) I 1 P U 1 10010 3 500 A 200 A(1 分) 则 n 1 n 2 I 2 I 1 20 200 1 10 (1 分) U 3 U 2 I 2 R 线 (500 10 2010)V 4800 V(1 分) 则 n 3 n 4 U 3 U 4 4800 220 240 11 .(1 分) (2) 设还可 装 灯n 盏 ，据 功 率相等 有P 3 P 4 (2 分) 其中P 4 (n 40 60 10 3 )W(1 分) P 3 (100 4)kW 96 kW(1 分) 所以n 900.(1 分) 答案：(1)1 10 240 11 (2)900 盏
