专题14交变电流（教师版）【考点预测】预测2022年高考中交变电流考点主要考查：一考查正弦交变电流的产生过程，正弦交变电流的产生过程要做到“情、数、形”三者相统一。“情”就是物理情景，即线圈在磁场中转动的情形；“数”就是用数学表达式表示交变电流的产生过程；“形”就是用图象表示交变电流的产生过程。在这三者中已知其一，便知其二。交流电路的分析与计算考查的知识点主要是交流电的产生、有效值与瞬时值的计算．要求能对正弦交流电的函数表达式、图象表示法有正确的理解，能利用函数关系式或图象求解涉及交流电的“四值”问题，特别要注意交流电四值适用的场合．变压器电路考查的内容主要有两个方面：一是变压器原、副线圈电路中的电流、电压与电功率的求解，求解过程中注意相应的制约关系，同时对于动态变化过程的分析，可以借助于直流电路的动态分析方法，结合原、副线圈中电流、电压与功率的关系进行判断．二是应用变压器进行远距离输电的分析，对于远距离输电，关键在输电导线损耗功率的计算上，注意选用正确的求解公式．【考点定位】交流电路部分由于与工农业生产和日常生活紧密结合，在近几年的高考中考查的频度较高，重点考查交流电有效值、变压器的有关知识．考查的形式多以难度中等或中等偏下的选择题、填空题出现，但也有以计算题的形式出现．本考点是电磁感应的应用和延伸．高考对本章知识的考查主要体现在"三突出"：一是突出考查交变电流的产生过程；二是突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；三是突出考查变压器．一般试题难度不大，且多以选择题的形式出现．对于电磁场和电磁波只作一般的了解．本考点知识易与力学和电学知识综合，如带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动，交变电路的分析与计算等．同时，本考点知识也易与现代科技和信息技术相联系，如"电动自行车"、"磁悬浮列车"等．另外，远距离输电也要引起重视．尤其是不同情况下的有效值计算是高考考查的主要内容；对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析．【考点PK】考点1、交变电流的产生及变化规律电感和电容【例1】在图A-13-55-5所示电路中，L为电感线圈，R为灯炮，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交变电流源的电压u=220sinl00πt(V)．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的有()图A-13-55-5A．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮【解析】由u=220sinl00πt(v)可得电源原来的频率为．当电源由原来的50Hz增为100Hz时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流减少，选项A错误，灯泡的电阻R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(P=I2R)减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误．电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压，设灯泡两端电压为，则电源电压的有效值为．因，故电流减小时，减小．因电源电压有效值保持不变，故增大，选项B正确．考点2、变压器电能的输送41\n【例2】在绕制变压器时，某人将2个线圈误绕在如图A-13-56-4所示的变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，而另一半则通过中间的臂，已知线圈1和2的匝数比为2：1，在不接负载的情况下()A．当线圈1输入电压为200V时，线圈2输出电压为110VB．当线圈l输入电压为220V时，线圈2输出电压为55VC．当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为220VD．当线圈2输入电压为110V时，线圈l输出电压为110V【解析】当线圈1接220V的交流电压时，设穿过线圈1的磁通量为Ф，依题意则穿过线圈2的磁通量为，若线圈1的匝数为n，则线圈2的匝数为，根据法拉第电磁感应定律得；；整理得。当线圈2接在110v的交流电压时，设穿过线圈2的磁通量为Ф’，，则穿过线圈1的磁通量为Ф’/2，由法拉第电磁感应定律得：，整理得。考点3、考查交流电的图像一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（25t）VB．该交流电的频率为25HzC．该交流电的电压的有效值为100D．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W解析：由图象可知正弦交流电的周期s，则，，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（50πt）V，A不正确，B正确；该交流电的电压的有效值为V，则C不正确；若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为W，则D正确，所以正确答案为BD．答案：BD41\n考点5．考查理想变压器的电流关系、电压关系和功率关系如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电，副线圈接入“220V，60W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则（）A．电流表的示数为A B．电源输出功率为1200WC．电流表的示数为A D．原线圈端电压为11V解析：灯泡正常发光，则副线圈的电流为I1＝＝3A/11，根据变压器的电流关系可得：，原线圈中的电流I0＝＝3A/220，即电流表的示数为A，原线圈中电压为：U0＝＝4400V，电源的输出功率P＝UI＝4400×＝60W。答案：C．考点6．考查变压器电路的动态分析如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是（）41\nA．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小解析：S由b切换a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，R1消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故I1增大，所以A错C对；S由a切换b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，I2减小，B对；P向上滑动时，R减小，I2增大，由电流与匝数的关系可知，I1增大，D错．答案：BC【2022高考试题解析】（2022·广东）19.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的有()A.最大值是VB.频率是100HzC．有效值是VD.周期是0.02s【答案】CD【解析】考查交流电的最大值，瞬时值，有效值、周期、频率基本物理量，交变电动势瞬时值的表达式为=50sin100πt，故交变电动势的最大值为50V，有效值为V，故A错C对。由得频率是f=50Hz，周期，故B错D对。【考点定位】电磁感应、交流电41\n（2022·山东）18．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、。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 C．实现点火的条件是 D．实现点火的条件是【答案】BC【解析】电压表的示数为有效值，所以等于，选项A错误B正确；实现点火的条件是，所以，选项C正确D错误。【考点定位】交变电流5.（2022·海南）如图，一质量为m的条形磁铁用细线悬挂在天花板上，细线从一水平金属环中穿过。现将环从位置I释放，环经过磁铁到达位置II。设环经过磁铁上端和下端附近时细线的张力分别为T1和T2，重力加速度大小为g，则A．T1>mg，T2>mgB．T1<mg，T2<mgC．T1>mg，T2<mgD．T1<mg，T2>mg【答案】：A【解析】：环从位置I释放下落，环经过磁铁上端和下端附近时，环中磁通量都变化，都产生感应电流，由楞次定律可知，磁铁阻碍环下落，磁铁对圆环有向上的作用力。根据牛顿第三定律，圆环对磁铁有向下的作用力，所以T1>mg，T2>mg，选项A正确。【考点定位】此题考查电磁感应、楞次定律及其相关知识。4.（2022·海南）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是41\nA．120V，0.10AB．240V，0.025AC．120V，0.05AD．240V，0.05A【答案】：D【解析】：当两灯泡都正常工作时，每个灯泡中电流为0.5A。副线圈输出电压12V，输出电流为2×0.5A=1.0A。由变压器变压公式可知原线圈中电压表读数为240V。由功率关系可知，原线圈中电流表读数为0.05A，选项D正确。【考点定位】此题考查变压器及其相关知识。（2022•重庆）如图所示，理想变压器的原线圈接u＝11000sin100πt(V)的交变电压，副线圈通过电阻r＝6Ω的导线对“220V/880W”的电器RL供电，该电器正常工作．由此可知( )A．原、副线圈的匝数比为50∶1B．交变电压的频率为100HzC．副线圈中电流的有效值为4AD．变压器的输入功率为880W【答案】C 【解析】输入电压的有效值为11000V，用电器的额定电压为220V，所以变压器的输出电压大于220V，原副线圈的匝数比小于，A错误；由输入电压的表达式知，f＝Hz＝50Hz，B错误；副线圈中的电流与用电器中的电流相同，I＝＝4A，C正确；变压器的输出功率为用电器的功率和导线电阻损耗的功率之和，大于880W，所以变压器的输入功率大于880W，D错误．【考点定位】交变电流（2022·江苏）7.某同学设计的家庭电路保护装置如图所示,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成.当右侧线圈L2中产生电流时,电流经放大器放大后,使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路.仅考虑L1在铁芯中产生的磁场,下列说法正确的有(A)家庭电路正常工作时,L2中的磁通量为零(B)家庭电路中使用的电器增多时,L2中的磁通量不变(C)家庭电路发生短路时,开关K将被电磁铁吸起(D)地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起41\n【答案】：ABD【解析】原线圈L1处属于双线绕法，只有火线和零线电流相等，则L1处磁通量始终为零，故AB正确；当家庭电路短路时，火线零线电流仍然相等，故开关还是不被磁铁吸起，C错误；若人接触火线触电时，火线零线电流不相等，此时磁通量发生变化，L2处有感应电流，电磁铁被吸起，D正确。【考点定位】家庭电路变压器（2022·浙江）20、为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外面壳绝缘的两块平行金属板构成的电容C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期的振荡电流。当罐中的液面上升时A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC回路的振荡频率减小D.LC回路的振荡频率增大【答案】：BC【解析】：由电容器决定式知，当液面上升的时候，相当于介电常数在变大，所以A错误，B正确，所以振荡周期变大，振荡频率在减小。C正确【考点定位】电磁波、电容器（2022·天津）4．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，输电线路总电阻的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P2P1A．PRkU，1nB．PkU2R，1nC．PRkU，1n2D．PkU2R，1n2【答案】：D【解析】：由U1U2=n1n2=1k，P=U2I，P1=I2R得，P1=PkU2R，排除A、B两选项。若41\nU1U2=n1n2=1nk，P2=PnkU2R，所以P2P1=1n2，D正确。（2022·北京）15．一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P2。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．5VB．52VC．5VD．102V【答案】：C【解析】：P=U2R=102R，P2=Um22R，解得Um=10V【考点定位】本题考查了交流电的有效值的计算，属于简单题。（2022·全国新课标卷）17.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I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为A.380V和5.3AB.380V和9.1AC.240V和5.3AD.240V和9.1A【答案】B【解析】根据电压与线圈匝数的关系：U1/U2=n1/n2可知：U2=380V，排除选项C、D；根据I1/I2=n2/n1可知I1=9.1A，排除选项A，综上所述，选项B正确。【考点定位】本考点主要考查变压器的基本原理。【2022高考试题解析】1．（福建）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1∶n2=5∶1，电阻R=20Ω，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41\nA.输入电压u的表达式u=20sin(50π)VB.只断开S1后，L1、L2均正常发光C.只断开S2后，原线圈的输入功率增大D.若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8W答案：D解析：此题考查变压器和电路动态变化等知识点。由输入电压u随时间t的变化关系图象可知，交变电流周期为0.02s，输入电压u的表达式u=20sin(100π)V，选项A错误；只断开S1后，L1、L2均不能发光，选项B错误；只断开S2后，灯泡L1、L2串联后接入电路，变压器输出电流减小，原线圈的输入功率减小，选项C错误；若S1换接到2后，变压器输出电压U=4V，R中电流为I=0.2A，R消耗的电功率为P=UI=0.8W，选项D正确。2.（广东）图7（a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，、为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图7（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V，下列表述正确的是A、电流表的示数为2AB、原、副线圈匝数比为1:2C、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100Hz答案：AC解析：交流电压表和交流电流表的示数都是有效值，电流表的示数，A、C正确。由图7（b）可知原线圈电压有效值为220V，周期0.02S，则可得原、副线圈匝数比为2:1，交变电压的频率为50Hz，B、D错误。3．（山东）为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1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u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是（）A、u2=190sin(50πt)V41\nB、u2=190sin(100πt)VC、为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移D、为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移答案：BD解析：由于用户电压u2随时间t变化的曲线周期为0.02s，所以u2=190sin(100πt)V，选项B正确A错误；为使用户电压稳定在220V，应减小变压器原线圈匝数，应将P适当上移，选项C错误D正确。4．（浙江）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是A.2.0VB.9.0VC.12.7VD.144.0V【答案】A【解析】交流电源电压的有效值，如果看成理想的来处理有：、、，解得，故交流电压表的读数应该小于，所以答案为A。5．（新课标）如图，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220V，额定功率为22W；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（）解析：由可知，U=U1=110V，由P=U2I2=UI得I=0.2A，A正确答案：A6．（天津）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图141\n所示，产生的交变电动势的图象如图2所示，则A．t=0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t=0.01s时线框平面与中性面重合C．线框产生的交变电动势有效值为311VD．线框产生的交变电动势的频率为100Hz【解析】交变电流知识的考查。由图2可知，该交变电动势瞬时值的表达式为。当t=0.005s时，瞬时值e=311V，此时磁通量变化率最大，A错；同理当t=0.01s时，e=0V，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，B正确；对于正弦交变电流其有效值为Emax/，题给电动势的有效值为220V，C错；交变电流的频率为f=1/T=ω/2π=50Hz，D错。【答案】B7．（江苏）（15分）题13-1图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头。原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如题13-2图所示。若只在ce间接一只Rce=400Ω的电阻，或只在de间接一只Rde=225Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W。（1）请写出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式；（2）求只在ce间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I1；（3）求ce和de间线圈的匝数比。【答案】（1）V；（2）0.28A（或A）；（3）【解析】（1）由题13–2图知电压瞬时值（V）（2）电压有效值41\n理想变压器P1=P2原线圈中的电流解得8.（海南）如图，理想变压器原线圈与一10V的交流电源相连，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3W，正常发光时电阻为30，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A，可计算出原、副线圈的匝数比为_______，流过灯泡b的电流为_______A。答案：10：30.2解析：副线圈两端电压U2等于小灯泡a两端电压Ua，由得，Ua=3V，则原、副线圈的匝数比；流过灯泡a的电流Ia=Ua/Ra=0.1A41\n又，得I2=0.3A。流过灯泡b的电流Ib=I2-Ia=0.3A-0.1A=0.2A【2022高考试题解析】1.某电路中电场随时间变化的图象如图13-1所示,能发射电磁波的电场是哪一种( )图13-1解析:周期性变化的电场才能产生周期性变化的磁场,均匀变化的电场产生稳定的磁场,振荡的电场产生同频率振荡的磁场.故只有选项D对.答案:D2.关于电磁波与声波,下列说法正确的是( )A.电磁波的传播不需要介质,声波的传播需要介质B.由空气进入水中时,电磁波速度变小,声波速度变大C.由空气进入水中时,电磁波波长变小,声波波长变大D.电磁波和声波在介质中的传播速度,都是由介质决定的,与频率无关解析:可以根据电磁波的特点和声波的特点进行分析,选项A、B均与事实相符,所以选项A、B正确.根据,电磁波波速变小,频率不变,波长变小;声波速度变大,频率不变,波长变大,所以选项C正确.电磁波在介质中的速度与介质有关,也与频率有关,在同一种介质中,频率越大,波速越小,所以选项D错误.答案:ABC3.某空间出现了如图13-2所示的一组闭合的电场线,这可能是( )图13-2A.沿AB方向磁场在迅速减弱B.沿AB方向磁场在迅速增加C.沿BA方向磁场在迅速增加D.沿BA方向磁场在迅速减弱解析:根据电磁感应,闭合回路中的磁通量变化时,使闭合回路中产生感应电流,该电流可用楞次定律判断.根据麦克斯韦电磁场理论,闭合回路中产生感应电流,是因为闭合回路中受到了电场力的作用,而变化的磁场产生电场,与是否存在闭合回路没有关系,故空间内磁场变化产生的电场方向,仍然可用楞次定律判断,四指环绕方向即为感应电场的方向,由此可知A、C正确.41\n答案:AC4.如图13-3所示,在闭合铁芯上绕着两个线圈M和P,线圈P与电流表构成闭合回路.若在t1至t2这段时间内,观察到通过电流表的电流方向自上向下(即由c经电流表至d),则可以判断出线圈M两端的电势差uab随时间t的变化情况可能是图13-4中的( )图13-3图13-4解析：对A图,uab不变,A表中无电流,对B图,uab均匀增大,由安培定则知,M中有向上增强的磁场,P中有向下增加的磁通量,又由楞次定律和安培定则知,A表中电流方向由d经电流表至c,故A、B错,同理分析得C、D正确.答案:CD5.如图13-5所示,把电阻R、电感线圈L、电容器C分别串联一个灯泡后并联在电路中.接入交流电源后，三盏灯亮度相同.若保持交流电源的电压不变，使交变电流的频率减小，则下列判断正确的是( )图13-5A.灯泡L1将变暗B.灯泡L2将变暗C.灯泡L3将变暗D.灯泡亮度都不变解析:当交变电流的频率减小时，R不变，电感线圈感抗减小，电容器容抗增大，则灯泡L3亮度不变，L2变暗，L1变亮，故B正确.答案:B6.如图13-6所示,理想变压器有三个线圈A、B、C,其中B、C的匝数分别为n2、n3,电压表的示数为U,电流表的示数为I,L1、L2是完全相同的灯泡,根据以上条件可以计算出的物理量是( )41\n图13-6A.线圈A的匝数B.灯L2两端的电压C.变压器的输入功率D.通过灯L1的电流解析:由题意知线圈B两端的电压为U,设线圈C两端的电压为UC,则,所以,B正确;通过L2的电流为I,则可以求出L2的电阻,L2与L1的电阻相同,所以可求出通过L1的电流,D正确;根据以上数据可以求出L1、L2的功率,可得变压器总的输出功率,它也等于变压器的输入功率,C正确;根据题意无法求出线圈A的匝数,A错.答案:BCD7.某同学在研究电容、电感对恒定电流与交变电流的影响时，采用了如图13-7所示的电路，其中L1、L2是两个完全相同的灯泡，已知把开关置于3、4时，电路与交流电源接通，稳定后的两个灯泡发光亮度相同，则该同学在如下操作过程中能观察到的实验现象是( )图13-7A.当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光且亮度相同B.当开关置于1、2时，稳定后L1、L2两个灯泡均发光，且L1比L2亮C.当开关置于3、4时，稳定后，若只增加交变电流的频率，则L1变暗，L2变亮D.在开关置于3、4的瞬间，L2立即发光，而L1亮度慢慢增大解析:当开关置于1、2时，稳定后因电容器隔直流，故电路断开，L2不发光，A、B错误；在开关置于3、4的瞬间，电容器通交流，L2立即发光，由于电感的自感作用，L1亮度慢慢增大，D正确.当开关置于3、4稳定后，增加交变电流频率，容抗减小，感抗增大，L1变暗，L2变亮，C正确.答案:CD8.如图13-8所示，理想变压器初级线圈的匝数为n1，次级线圈的匝数为n2,初级线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220V，负载电阻R=44Ω，电流表A1的示数为0.20A.下列判断中正确的是( )41\n图13-8A.初级线圈和次级线圈的匝数比为2∶1B.初级线圈和次级线圈的匝数比为5∶1C.电流表A2的示数为1.0AD.电流表A2的示数为0.4A解析:对于理想变压器，P1=U1I1=220×0.20W=44W，则负载电阻消耗的功率P2=P1=44W，据得则故B正确.A2的读数故C正确.答案:BC9.某理想变压器原、副线圈的匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有一灯泡，此时灯泡消耗的功率为40W，则下列判断正确的是( )图13-9A.副线圈两端输出的电压为B.原线圈中电流表的示数约为0.18AC.变压器的输入、输出功率之比为55∶9D.原线圈两端电压的瞬时值表达式为u=220sin100πt(V)解析:根据变压器的原、副线圈的电压之比等于匝数之比，故副线圈两端输出的电压为，A错；根据理想变压器知P1=P2，故有，B选项正确，C错；原线圈两端电压的瞬时值表达式为，D错.只有B选项正确.答案:B10.利用如图13-10所示的电流互感器可以测量被测电路中的大电流，若互感器原、副线圈的匝数比n1∶n2=1∶100，交流电流表A的示数是50mA，则( )图13-10A.被测电路的电流有效值为0.5AB.被测电路的电流平均值为0.5AC.被测电路的电流最大值为41\nD.原副线圈中的电流同时达到最大值解析:交流电流表示数为副线圈中电流的有效值，即I2=50mA=0.05A，根据得，I1=5A，A、B均错误；原线圈(被测电路)中电流的最大值，C项正确；原线圈中电流最大时，线圈中磁通量的变化率等于零，此时副线圈中的电流最小；原线圈中电流等于0时，磁通量的变化率最大，副线圈中电流最大.所以原、副线圈电流有相位差，故不能同时达到最大值，D项错误.答案:C11.交流发电机的原理如图13-11甲所示，闭合的矩形线圈放在匀强磁场中，绕OO′轴匀速转动，在线圈中产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示，已知线圈的电阻为R=2.0Ω，求:图13-11(1)通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值是多少？(2)矩形线圈转动的周期是多少？(3)线圈电阻上产生的电热功率是多少？(4)保持线圈匀速运动，1min内外界对线圈做的功是多少？解析:(1)由It图可知通过线圈导线的任一个横截面的电流的最大值Im=2.0A.(2)矩形线圈转动的周期T=4.0×10－3s.(3)由有效值线圈电阻上产生的电热功率为(4)外界对线圈做功转化成电能再转化成电热，1分钟内外界对线圈做的功W=Pt=240J.答案:(1)2.0A (2)4.0×10－3s (3)4W (4)240J12.有一台内阻为1Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图13-12所示.升压变压器原、副线圈匝数比为1∶4，降压变压器原、副线圈匝数比为4∶1，输电线的总电阻为4Ω.全校共有22个班，每班有“220V40W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则图13-12(1)发电机的电动势为多大？(2)发电机的输出功率为多大？(3)输电效率为多少？解析:(1)由题意知U4=220V41\n则由降压变压器变压关系:得由降压变压器变流关系:得又因为U2=U3+I2R=880V+6×4V=904V由升压变压器变压关系:得U1=226V由升压变压器变流关系:得I1=24A所以:(1)发电机的电动势:E=U1+I1r=250V.(2)发电机的输出功率P出=EI1－I12r=5424W.(3)输电的效率答案:(1)250V (2)5424W (3)97%13.如图13-13甲所示是一种振动发电装置，它的结构由一个半径为r=0.1m的50匝的线圈套在辐形永久磁铁槽上组成，假设磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布(如图乙).线圈运动区域内磁感应强度B的大小均为，方向不变，线圈的总电阻为2Ω，它的引出线接有8Ω的电珠L，外力推动线圈的P端，使线圈做往复运动，便有电流通过电珠，当线圈向右的位移随时间变化的规律如图丙所示时(x取向右为正).图13-13(1)画出通过电珠L的电流图象(规定从L→b为正方向);(2)在0.1s～0.15s内推动线圈运动过程中的作用力;(3)求该发电机的输出功率(其他损耗不计).解析:(1)在0s～0.1s内:感应电动势E1=nBLv141\nL=2πr，在0.1s～0.15s内:v2=2m/s，E2=nBLv2，(2)因为外力匀速推动线圈，所以有:F=F安=nBI2L=nBI2·2πr,(3)电流的有效值为I，则有:I2R×0.15=0.22R×0.1+0.42R×0.05所以答案:(1)略 (2)0.8N (3)0.64W14.如图13-14甲所示，一固定的矩形导体线圈水平放置，线圈的两端接一只小灯泡，在线圈所在空间内存在着与线圈平面垂直的均匀分布的磁场.已知线圈的匝数n=100匝，电阻r=1.0Ω，所围成矩形的面积S=0.040m2，小灯泡的电阻R=9.0Ω，磁场的磁感应强度随时间按如图乙所示的规律变化，线圈中产生的感应电动势瞬时值的表达式为其中Bm为磁感应强度的最大值，T为磁场变化的周期.忽略灯丝电阻随温度的变化，求:图13-14(1)线圈中产生感应电动势的最大值；(2)小灯泡消耗的电功率；(3)在磁感应强度变化的的时间内，通过小灯泡的电荷量.解析:(1)因为线圈中产生的感应电流变化的周期与磁场变化的周期相同，所以由图象可知，线圈中产生交变电流的周期为T=3.14×10－2s所以线圈中感应电动势的最大值为41\n(2)根据欧姆定律，电路中电流的最大值为通过小灯泡电流的有效值为小灯泡消耗的电功率为P=I2R=2.88W.(3)在磁感应强度变化的0～T/4内，线圈中感应电动势的平均值通过灯泡的平均电流通过灯泡的电荷量答案:(1)8.0V (2)2.88W (3)4.0×10－3C15.某村在距村庄较远的地方修建了一座小型水电站，发电机输出功率为9kW，输出电压为500V，输电线的总电阻为10Ω，允许线路损耗的功率为输出功率的4%.求:(1)村民和村办小企业需要220V电压时，所用升压变压器和降压变压器的原、副线圈的匝数比各为多少？(不计变压器的损耗)(2)若不用变压器而由发电机直接输送，村民和村办小企业得到的电压和功率是多少？解析:建立如图甲所示的远距离输电模型，要求变压器原、副线圈的匝数比，先要知道原、副线圈两端的电压之比.本题可以线路上损耗的功率为突破口，先求出输电线上的电流I线，再根据输出功率求出U2，然后再求出U3.甲(1)由线路损耗的功率P线=I线2R线可得又因为P输出=U2I线，所以U3=U2－I线R线=(1500－6×10)V=1440V根据理想变压器规律所以升压变压器和降压变压器原、副线圈的匝数比分别是1∶3和72∶11.(2)若不用变压器而由发电机直接输送(模型如图乙所示)，由41\n乙P输出=UI线′可得所以线路损耗的功率P线=I线′2R线=182×10W=3240W用户得到的电压U用户=U－I线′R线=(500－18×10)V=320V用户得到的功率P用户=P输出－P线=(9000－3240)W=5760W.答案:(1)1∶3 72∶11 (2)320V 5760W1、一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（25t）VB．该交流电的频率为25HzC．该交流电的电压的有效值为100D．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W解析：由图象可知正弦交流电的周期s，则，，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（50πt）V，A不正确，B正确；该交流电的电压的有效值为V，则C不正确；若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为W，则D正确，所以正确答案为BD．答案：BD2、将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是（）41\nA．电路中交变电流的频率为0.25HzB．通过电阻的电流为AC．电阻消耗的电功率为2.5WD．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V解析：从图中可以看出，电流的周期为s，所以频率为25Hz．电压的峰值为5V，所以通过电阻的电流的峰值为1A，用交流电表测量的是电压和电流的有效值．正弦交流电的有效值是峰值的倍，所以D错误．根据电功率的计算公式有W，所以C正确．答案：C3．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电，副线圈接入“220V，60W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则（）A．电流表的示数为A B．电源输出功率为1200WC．电流表的示数为A D．原线圈端电压为11V解析：灯泡正常发光，则副线圈的电流为I1＝＝3A/11，根据变压器的电流关系可得：，原线圈中的电流I0＝＝3A/220，即电流表的示数为A，原线圈中电压为：U0＝＝4400V，电源的输出功率P＝UI＝4400×＝60W，故选择C．答案：C4．如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是（）41\nA．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小解析：S由b切换a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，R1消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故I1增大，所以A错C对；S由a切换b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，I2减小，B对；P向上滑动时，R减小，I2增大，由电流与匝数的关系可知，I1增大，D错．答案：BC5．钳形电流表的外形和结构如图4（a）所示．图4（a）中电流表的读数为1.2A．图4（b）中用同一电缆线绕了3匝，则 （）A．这种电流表能测直流电流，图4（b）的读数为2.4AB．这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为0.4AC．这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为3.6AD．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图4（b）的读数为3.6A解析：由题意可知，钳形电流表利用了电磁感应原理，实际上是变压器，因此钳形电流表只能测交流电．由变压器的原理可知，因每匝线圈产生的感应电动势相同，故图4（b）的读数为3.6A．答案：C6、在图A-13-55-5所示电路中，L为电感线圈，R为灯炮，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交变电流源的电压u=220sinl00πt(V)．若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz，下列说法正确的有()41\nA．电流表示数增大B．电压表示数增大C．灯泡变暗D．灯泡变亮解析：由u=220sinl00πt(v)可得电源原来的频率为．当电源由原来的50Hz增为100Hz时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流减少，选项A错误，灯泡的电阻R是一定的，电流减小时，实际消耗的电功率(P=I2R)减小，灯泡变暗，选项C正确，D错误．电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压，设灯泡两端电压为，则电源电压的有效值为．因，故电流减小时，减小．因电源电压有效值保持不变，故增大，选项B正确．答案:B7、在绕制变压器时，某人将2个线圈误绕在如图A-13-56-4所示的变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，而另一半则通过中间的臂，已知线圈1和2的匝数比为2：1，在不接负载的情况下()A．当线圈1输入电压为200V时，线圈2输出电压为110VB．当线圈l输入电压为220V时，线圈2输出电压为55VC．当线圈2输入电压为110V时，线圈1输出电压为220VD．当线圈2输入电压为110V时，线圈l输出电压为110V解析:当线圈1接220V的交流电压时，设穿过线圈1的磁通量为Ф，依题意则穿过线圈2的磁通量为，若线圈1的匝数为n，则线圈2的匝数为，根据法拉第电磁感应定律得；；整理得。当线圈2接在110v的交流电压时，设穿过线圈2的磁通量为Ф’，则穿过线圈1的磁通量为Ф’/2，由法拉第电磁感应定律得：，整理得。41\n8、根据麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是()A．稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场B．均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场C．振荡的电场在周围空间产生振荡的磁场D．电磁波产生的条件是电路中有快速振动的电荷解析：稳定的磁场不是变化的磁场，不能产生电场，稳定的电场也不能产生磁场．振荡的电场，就是周期性变化的电场．答案：BCD6.理想变压器初级线圈和两个次级线圈的匝数分别为n1=1760匝、n2=288匝、n3=8000匝，电源电压为U1=220V。n2上连接的灯泡的实际功率为36W，测得初级线圈的电流为I1=0.3A，求通过n3的负载R的电流I3。解析：由于两个次级线圈都在工作，所以不能用I∝1/n，而应该用P1=P2+P3和U∝n。由U∝n可求得U2=36V，U3=1000V；由U1I1=U2I2+U3I3和I2=1A可得I3=0.03A。7.在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。如下所示的四个图中，能正确反应其工作原理的是解析：电流互感器要把大电流变为小电流，因此原线圈的匝数少，副线圈的匝数多。监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中。答案：A。41\n8.如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则A.保持U1及P的位置不变，K由a合到b时，I1将增大B.保持U1及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C.保持U1不变，K合在a处，使P上滑，I1将增大D.保持P的位置不变，K合在a处，若U1增大，I1将增大解析：K由a合到b时，n1减小，由U1/U2=n1/n2，可知U2增大，P2=U22/R随之增大，而P1=P2，又P1=I1U1，从而I1增大，A正确；K由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小，B正确；P上滑时，R增大，P2=U22/R减小，又P1=P2，P1=I1U1，从而I1减小，C错误；U1增大，由U1/U2=n1/n2可知，U2增大，I2=U2/R随之增大，由I1/I2=n2/n1可知I1也增大，D正确。答案：ABD9.矩形线圈在匀强磁场中匀速转动产生的电动势e-t图象如图1所示.则在（）A.t1、t3时刻线圈通过中性面B.t2、t4时刻线圈中磁通量最大C.t1、t3时刻线圈中磁通量变化率最大D.t2、t4时刻线圈平面与中性面垂直【解析】选A、D.由e-t图知，e=Em·cosωt.t1、t3时刻e=0，则=0,但Φ为最大，即通过中性面，故A对、C错.t2、t4时刻e为最大，为最大，但Φ=0，即B错，D对.10.如图3所示，两条平行金属导轨竖直放置，其间有与导轨平面垂直的匀强磁场，金属棒ab沿导轨下滑，下滑过程中与导轨接触良好.金属棒、导轨、电流表A1和理想变压器原线圈构成闭合回路.金属棒ab在沿导轨下滑的过程中，电流表A1一直有示数，而电流表A2在某时刻之后示数变成了零，以下说法正确的是（）A.电流表A2示数等于零之前，金属棒必是变速运动41\nB.电流表A2示数等于零之后，金属棒必是变速运动C.电流表A2示数等于零之前，金属棒必是匀速运动D.电流表A2示数等于零之后，金属棒必是匀速运动【解析】选A、D.A2示数等于零后，说明A1所在回路电流恒定不变，故金属棒匀速运动，B错D对.A2示数等于零前，A1所在回路中一定有变化的电流存在，故ab棒必做变速运动，A对C错，故选A、D.11.如图4所示的理想变压器，原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈接正弦交流电，电压u=10sinωt(V),输出端接有一个交流电流表、一个阻值为R=10Ω的定值电阻和一个线圈电阻为r=1Ω电动机.当输入端接通电源后，电流表读数为0.3A,电动机带动一重物匀速上升.下列判断中正确的是（）A.原线圈中的电流为1.5AB.定值电阻R的电功率为0.4WC.电动机的输出功率为0.19WD.电动机中的电流为0.2A【解析】选B、C.由于变压器原、副线圈中电流与匝数成反比，故原线圈中的电流为0.06A,A错.原线圈电压的有效值为10V，由电压与匝数成正比，得副线圈两端的电压为2V，则电阻R的功率P=W=0.4W,B正确.R中的电流IR=A=0.2A,则通过电动机的电流IM=I-IR=0.1A,则电动机的输出功率P出=UIM-IM2r=0.19W,C正确，D错.12.现代家庭电器化程度越来越高，安全用电是一个十分突出的问题.（1）下表提供了一组部分人的人体电阻平均值数据41\n从表中可看出干燥时电阻大约是潮湿时电阻的______倍.（2）电路上有规格为10A的熔丝（俗称保险丝），如图9中所示，用电器R的功率是1500W，这时通过熔丝的实际电流是多少？一个潮湿的人，手脚触电，为什么熔丝不会断（即熔丝不能保障安全）？【解析】（1）将每组干燥时的阻值和潮湿时的阻值相比，从表中可看出干燥时的阻值大约是潮湿时的阻值的40～80倍；（3分）（2）通过电阻R的电流为I1=P/U=1500W/220V=6.82A,（3分）人的手脚触电时,通过人体的电流为I2=U/R=220V/8000Ω=0.0275A（3分）所以熔丝中的总电流为I=6.82A+0.0275A=6.8475A<10A,故熔丝不会熔断.（3分）答案:(1)40～80(2)见解析13.一台理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，两个副线圈的匝数分别是n2=60匝，n3=600匝，若通过两个副线圈中的电流强度分别是I2=1A，I3=4A，求原线圈中的电流强度.解析：电流强度与匝数成反比，仅适用于理想变压器只有一只副线圈的情况，本题有两个副线圈，应根据理想变压器无能量损失来分析，由于理想变压器无能量损失，所以有P1=P2+P3（P1为原线圈输入功率，P2、P3分别为两只副线圈的输出功率）根据电功率公式有：I1U1=I2U2+I3U3①又因为，U2=②41\n，U3=U1③把②③代入①，整理得：I1n1=I2n2+I3n3所以I1=A=2.24A14.如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B，球A带电量为+2q，球B带电量为－3q，两球由长为2L的轻杆相连，组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L。若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布），求：⑴球B刚进入电场时，带电系统的速度大小；⑵带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。⑵设球B从静止到刚进入电场的时间为t1，则：解得：球B进入电场后，带电系统的加速度为a2，由牛顿第二定律：显然，带电系统做匀减速运动。设球A刚达到右极板时的速度为v2，减速所需时间为t2，则有：41\n15．某发电站的输出功率为kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电．已知输电导线的电阻率为，导线横截面积为m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：（1）升压变压器的输出电压；（2）输电线路上的电压损失．解析：设线路电阻为R，线路的损失功率为P损，线路的损失电压为U损，发电站的输出功率为P，升压变压器的输出电压为U．由电阻定律，得：R＝＝25.6Ω，线路损失的功率P损＝4%P＝I2R，则＝125A． 由P＝UI得：U＝＝8×104V，U损＝IR＝125×25.6＝3200V．16．如图所示，将单匝正方形线圈ABCD的一半放入匀强磁场中，磁场的磁感应强度B=1T，让它以边界OO/为轴以角速度ω=100rad/s匀速转动，在AB、CD边的中点用电枢将电流输送给小灯泡，线圈边长L=0.2m，总电阻r=4Ω，灯泡电阻R=2Ω，不计P、Q接触电阻及导线电阻，求：41\n（1）理想电压表的读数（2）从图示位置开始，在线圈转动90°的过程中产生的平均感应电动势为多少？（3）从图示位置开始，在线圈转动圈90°的过程中灯泡上产生的热量是多少？（4）从图示位置开始，在线圈转动圈180°的过程中，通过灯泡的产生的电荷量是多少？17．为了测定和描绘“220Ｖ，40Ｗ”白炽电灯灯丝的伏安特性曲线，可以利用调压变压器供电.调压变压器是一种自耦变压器，它只有一组线圈Ｌ，绕在闭合的环形铁心上，输入端接在220Ｖ交流电源的火线与零线间，输出端有一个滑动触头Ｐ，移动它的位置，就可以使输出电压在０~250Ｖ之间连续变化，图13-4-13画出的是调压变压器的电路图符号.实验室内备有交流电压表．交流电流表．滑动变阻器．开关．导线等实验器材.（1）在图13-4-13中完成实验电路；（2）说明按你的实验电路图进行测量，如果电表内阻的影响不能忽略，在电压较高段与低压段比较那段的误差大？为什么？（3）如果根据测量结果做出的伏安特性曲线如图13-4-14所示，试根据图线确定，把两个完全相同的“220Ｖ40Ｗ”白炽电灯串联在220Ｖ交流电源的火线与零线间，这两只电灯消耗的总功率是多大？解析：（1）如答图1所示.电流表外接与内接都可以.（本题电源输出电压可调，因此用不着滑动变阻器）-------------------（6分）（2）如果采用电流表外接的，电压较高段误差更大，因为电压越高，灯丝电阻越大，由于电压表分流而造成的误差越大；如果采用电流表内接的，电压较低段误差更大，因为电压越小，灯丝电阻越小，由于电流表分压造成的误差越大.-------------------（5分）41\n（3）两个相同电灯串联在电路中，每个灯两端的电压都是110V，在图像上找到电压为110V时的电流值是0.22A，每一个灯消耗的功率约为24W，两灯消耗的总功率为48W.因此答案为48W±1W.-------------------（5分）18、图13-4-15（甲）为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的匝数n=100、电阻r=10W，线圈的两端经集流环与电阻R连接，电阻R=90Ω，与R并联的交流电压表为理想电表在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量F随时间t按图13-4-15（乙）所示正弦规律变化求：（1）交流发电机产生的电动势的最大值；（2）电路中交流电压表的示数1.一理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:5。原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图所示。副线圈仅接入一个10的电阻。则A．流过电阻的电流是20AB．与电阻并联的电压表的示数是100VC．经过1分钟电阻发出的热量是6×103JD．变压器的输入功率是1×103W【答案】D【解析】原线圈中电压的有效值是220V，由变压比知副线圈中电压为100V，流过电阻的电流是10A；与电阻并联的电压表的示数是100V；经过1分钟电阻发出的热量是6×1034J。41\n2.一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2。当R增大时（）A．I1减小，P1增大B．I1减小，P1减小C．I2增大，P2减小D．I2增大，P2增大【答案】B【解析】理想变压器的特点是输入功率等于输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的电压不变，所以输出电流I2减小，导致输出功率P2减小，所以输入功率P1减小；输入的电压不变，所以输入的电流I1减小，B正确3.如图a所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角时（如图b）为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正。则下列四幅图中正确的是【答案】D【解析】本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律。从a图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b到a，故瞬时电流的表达式为i=－imcos（+ωt），则图像为D图像所描述。平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解。4.如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻．若U0＝220V，ω＝100π41\nHz，则下述结论正确的是（）A．副线圈中电压表的读数为55VB．副线圈中输出交流电的周期为C．原线圈中电流表的读数为0.5AD．原线圈中的输入功率为【答案】AC【解析】原线圈电压有效值U1=220V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55V，A对；电阻R上的电流为2A，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为0.5A，C对；输入功率为P=220×0.5W=110W，D错；周期T==0.02s，B错。5.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示国。此线圈与一个R＝10Ω的电阻构成闭合电路，不计电路的其他电阻。下列说法正确的是A．交变电流的周期为0.125sB．交变电流的频率为8HzC．交变电流的有效值为AD．交变电流的最大值为4A【答案】C【解析】由e－t图像可知，交变电流电流的周期为0.25s，故频率为4Hz，选项A、B错误。根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2A，故有效值为A，选项C正确。6.某小型实验水电站输出功率是20kW，输电线路总电阻是6Ω。（1）若采用380V输电，求输电线路损耗的功率。（2）若改用5000V高压输电，用户端利用n1:n2＝22：1的变压器降压，求用户得到的电压。答案：见解析：解析：：（1）输电线上的电流强度为I＝A＝52.63A输电线路损耗的功率为P损＝I2R＝52.632×6W≈16620W＝16.62kW41\n（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I′＝A＝4A用户端在变压器降压前获得的电压U1＝U－I′R＝（5000－4×6）V＝4976V根据用户得到的电压为U2＝＝×4976V＝226.18V7.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知()A．该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（25t）VB．该交流电的频率为25HzC．该交流电的电压的有效值为100D．若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50W【答案】BD【解析】由图象可知正弦交流电的周期s，则，，所以该交流电的电压瞬时值的表达式为u＝100sin（50πt）V，A不正确，B正确；该交流电的电压的有效值为V，则C不正确；若将该交流电压加在阻值R＝100Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为W，则D正确，所以正确答案为BD．8.将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示．下列说法正确的是（）A．电路中交变电流的频率为0.25HzB．通过电阻的电流为AC．电阻消耗的电功率为2.5WD．用交流电压表测得电阻两端的电压是5V【答案】C【解析】从图中可以看出，电流的周期为s，所以频率为25Hz．电压的峰值为5V，所以通过电阻的电流的峰值为1A41\n，用交流电表测量的是电压和电流的有效值．正弦交流电的有效值是峰值的倍，所以D错误．根据电功率的计算公式有W，所以C正确。9.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电，副线圈接入“220V，60W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则（）A．电流表的示数为A B．电源输出功率为1200WC．电流表的示数为A D．原线圈端电压为11V【答案】C【解析】灯泡正常发光，则副线圈的电流为I1＝＝3A/11，根据变压器的电流关系可得：，原线圈中的电流I0＝＝3A/220，即电流表的示数为A，原线圈中电压为：U0＝＝4400V，电源的输出功率P＝UI＝4400×＝60W，故选择C。10.如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是（）A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小【答案】BC【解析】S由b切换a时，副线圈匝数增多，则输出电压U2增大，R1消耗的功率增大，由变压器功率关系可知，其输入功率也增大，故I1增大，所以A错C对；S由a切换b时，副线圈匝数减少，则输出电压U2减小，I2减小，B对；P向上滑动时，R减小，I241\n增大，由电流与匝数的关系可知，I1增大，D错．11.钳形电流表的外形和结构如图4（a）所示．图4（a）中电流表的读数为1.2A．图4（b）中用同一电缆线绕了3匝，则 （）A．这种电流表能测直流电流，图4（b）的读数为2.4AB．这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为0.4AC．这种电流表能测交流电流，图4（b）的读数为3.6AD．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图4（b）的读数为3.6A【答案】C【解析】由题意可知，钳形电流表利用了电磁感应原理，实际上是变压器，因此钳形电流表只能测交流电．由变压器的原理可知，因每匝线圈产生的感应电动势相同，故图4（b）的读数为3.6A．12.如图所示，自耦变压器输入端A、B接交流稳压电源，其电压有效值UAB＝100V，R0＝40W，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值UCD为___________V，通过电阻R0的电流有效值为_____________A．13.如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数分别为nl和n2，当负载电阻R中流过的电流为I时，原线圈中流过的电流为；现减小负载电阻R的阻值，则变压器的输入功率将（填“增大”、“减小”或“不变”）．41\n14.某发电站的输出功率为kW，输出电压为4kV，通过理想变压器升压后向80km远处供电．已知输电导线的电阻率为，导线横截面积为m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：（1）升压变压器的输出电压；（2）输电线路上的电压损失．1、（四川）17.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1＝20，R2＝30，C为电容器。已知通过R1的正弦交流电如图乙所示，则A.交流电的频率为0.02HzB.原线圈输入电压的最大值为200VC.电阻R2的电功率约为6.67WD.通过R3的电流始终为零【答案】C【解析】由图乙可知交流电周期为0.02s，频率为50Hz，，再由匝数比可算出原线圈最大值为200V，由41\n可知C项对，交流电可以通过电容器，则D项错误。【考点定位】主要考察交流电有效值的运用以及变压器的相关计算。2、（福建）16.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。已知发电机线圈内阻为5.0，则外接一只电阻为95.0的灯泡，如图乙所示，则A.电压表的示数为220vB.电路中的电流方向每秒钟改变50次C.灯泡实际消耗的功率为484wD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J【答案】D【解析】电压示数为灯泡两端电压的有效值,由图像可知电动势的最大值Em=V，有效值E=220V，灯泡两端电压，A错误；由图像可知T=0.02S，一个周期内电流方向变化两次，所以1s内电流方向变化100次，B错误；灯泡的实际功率为,C错误；电流的有效值，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为，D正确。【考点定位】电压、电功率、电动势、电流、交流电的综合考查3、（山东）19.某小型水电站的电能输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额客电压为220V的用电器正常工作，则A.41\nB.C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【答案】AD【解析】由于输电线上有电压损失，故升压比应比降压比高，升压变压器的的输出电压等于降压变压器的输入电压加上输电线损失的电压。综上所述，A、D项正确，B、C项错误；【考点定位】考查变压器基本原理4、（江苏）6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为，氖泡在两端电压达到100V时开始发光，下列说法中正确的有A．开关接通后，氖泡的发光频率为100HzB．开关接通后，电压表的示数为100VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变5、(海南)9．一台发电机最大输出功率为4000kW．电压为4000V，经变压器Tl升压后向远方输电。输电线路总电阻R=1k。到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的l0％，变压器Tl和T2的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则A．Tl原、副线圈电流分别为和20AB．T2原、副线圈电压分别为和220VC．Tl和T2的变压比分别为1:50和40:1D．有盏灯泡（220V、60W）正常发光【答案】ABD【解析】发电机处于满负荷工作状态时，T1原线圈电流为I1＝＝1000A，设输电线路电流即T1副线圈电流为I，输电线路损耗功率为4000×103W×10%＝400KW＝I2R＝I2×1000Ω，解得I＝20A，故A正确；T1原副线圈匝数比为n1＝I:I1＝0.02＝1：50，T2原线圈电压为U＝－IR＝180KV，故T2原、副线圈电压分别为1.8×105V和220V，B对；T2原副线圈匝数比为n2＝1.8×105:220≠40:1，故C错；设负载有N盏灯泡正常发光，则4000KW×90%＝N×60W，解得N＝6×104，故D正确。【考点定位】考查远距离输电，变压器，属于较难试题，计算量大。41\n6、（海南）12．钳型电流表的工作原理如图所示。当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。日常所用交流电的频率在中国和英国分别为50Hz和60Hz。现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为l0A；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是 A。若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30A；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为 A。【答案】12；25【解析】电动势和电流的最大值、有效值与频率成正比，在英国测量同样大小的电流读数为10A×=12A；在英国使用时，为了使其测量值也准确，量程应标定为30A×＝25A。【考点定位】考查交流电的有效值，变压器的工作原理。7、(广东)．图6为远距离高压输电的示意图．关于远距离输电，下列表述正确的是：A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失B．高压输电是通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好41
