备战高考全国高中物理试题汇编(11月第一期)：M3交变电流综合

第三章达标检测卷(考试时间：60分钟满分：100分)一、单项选择题(本大题共7小题，每小题4分，共28分．在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求)1．如图所示，理想变压器的原线圈接有电压为U的正弦交流电源，输出电压的有效值恒定．R1和R2为定值电阻，R3为光敏电阻，其阻值随照射光强度的增大而减小．现增大照射光强度，则( )A．通过原线圈的电流减小B．变压器的输出功率增大C．R1两端的电压减小D．R2消耗的功率增大【答案】B 【解析】理想变压器输出电压一定，光照增强，光敏电阻R3阻值减小；副线圈的总电阻减小，根据欧姆定律知，副线圈的电流增大，根据理想变压器电流与匝数的关系可知，通过原线圈的电流也增大，故A错误；理想变压器的输出功率P＝UI，其中U不变，I变大，故变压器的输出功率变大，故B正确；副线圈电流增大，根据欧姆定律，R1两端电压增大；R2两端电压减小，功率减小，故C、D错误．2．实验室一台手摇交流发电机如图所示，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝102sin(10πt) V，则( )A．该交变电流的频率为10 HzB．该电动势的有效值为10 2 VC．外接电阻R所消耗的电功率为10 WD．电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A【答案】D 【解析】因e＝102sin(10πt) V，故ω＝10π rad/s，f＝ω2π＝5 Hz, A错误；E m＝10 2 V，故其有效值E＝E m2＝10 V, B错误；交流电表的示数及功率的计算均要用有效值，因此电路中理想电流表A的示数I＝ER＋r＝1.0 A, D正确；外接电阻R所消耗的电功率为P＝I2R2×9 W＝9 W, C错误．3．如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝2202sin(100πt) V的交流电源上，副线圈接有R＝110 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为4∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是( )A．电流表的读数为2 AB．原线圈的输入功率为27.5 WC．电压表的读数为77.8 VD ．副线圈输出交流电的周期为50 s【答案】B 【解析】原线圈电压有效值为U 1＝220 V ，根据匝数比可得次级电压有效值U 2＝55 V ，则次级电流有效值I 2＝U 2R ＝55110 A ＝0.5 A ，则初级电流表的读数为I 1＝n 2n 1I 2＝18A ，A 错误；原线圈的输入功率为P 1＝U 1I 1＝220×18 W ＝27.5 W ，B 正确；电压表的读数为U 2＝55V ，C 错误；副线圈输出交流电的周期为T ＝2πω＝2π100π＝0.02 s ，D 错误．4．如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压均为U 的灯泡A 和B .输入电压为5U 时，两灯泡均能正常发光．下列说法正确的是( )A ．原、副线圈匝数比为1∶4B ．原、副线圈的功率比为4∶1C ．流过灯泡A 、B 的电流之比为4∶1D ．灯泡A 、B 的额定功率之比为1∶4【答案】D 【解析】两灯均正常发光，则A 、B 两端的电压均为U ，原线圈两端电压U 1＝5U －U ＝4U ，副线圈两端电压U 2＝U ，所以原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝4∶1，故A 错误；理想变压器自身不消耗能量，输入功率等于输出功率，所以原、副线圈的功率比为1∶1，故B 错误；原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝4∶1，则原、副线圈的电流比I 1∶I 2＝n 2∶n 1＝1∶4，故C 错误；灯泡A 、B 的电流之比为1∶4，两灯的额定电压相同，则灯泡A 、B的额定功率之比为1∶4，故D 正确．5．理想变压器连接灯泡和滑动变阻器的电路如图所示，M 、N 端连接一个稳压交流电源，三个灯泡L 1、L 2和L 3接入电路中发光，当滑动变阻器的滑片P 向上移动时，下列说法正确的是( )A ．灯泡L 1变亮，L 2变暗B ．灯泡L 1、L 2都变亮C ．灯泡L 2、L 3都变亮D ．电源输出功率减小【答案】B 【解析】设MN 两端稳压交流电源的电压有效值为U ，原线圈两端的电压为U 1，电流为I 1，副线圈两端的电压为U 2，电流为I 2，原副线圈的匝数比n 1∶n 2＝k ，灯泡的电阻都为R ，根据欧姆定律，可得副线圈两端的电压为U 2＝I 2(R ＋R 并)，根据U 1U 2＝n 1n 2＝k 得原线圈两端的电压为U 1＝kU 2＝kI 2(R ＋R 并)，根据I 1I 2＝n 2n 1＝1k，解得I 1＝1kI 2，根据欧姆定律，可得L 1两端的电压U 1′＝I 1R ＝I 2Rk，则稳压交流电源的电压为U ＝U 1′＋U 1＝I 2⎣⎢⎡⎦⎥⎤R k ＋k R ＋R 并，当滑动变阻器的滑片P 向上移动时，其电阻减小，则R 并电阻减小，所以总电阻减小，而稳压交流电源的电压U 不变，所以电流I 2变大，则L 2变亮；原线圈的电流I 1＝1kI 2也增大，所以L 1变亮，其两端的电压变大，所以原线圈两端的电压减小，则副线圈两端的电压减小，而L 2的电压变大，所以L 3与滑动变阻器并联部分的电压减小，所以L 3变暗，B 正确，A 、C 错误；因为原线圈的电流增大，稳压交流电源的电压不变，根据P ＝UI 1，可知电源输出功率增大，D 错误．6．如图，理想变压器的原线圈与二极管一起接在u ＝2202sin(50πt ) V 交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω的电阻，原、副线圈匝数比为2∶1.假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大，电流表为理想电表．则( )A ．副线圈的输出功率为110 WB ．原线圈的输入功率为110 2 WC ．电流表的读数为1 AD ．副线圈输出的电流方向不变【答案】A 【解析】因为原线圈上接有理想二极管，原线圈只有半个周期有电流，副线圈也只有半个周期有电流，则U 1m ∶U 2m ＝n 1∶n 2，所以副线圈电压的最大值U 2m ＝110 2 V ．设副线圈电压的有效值为U 2，则U 22R T ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫U 2m 22R ·T2，解得U 2＝55 2 V ，副线圈的输出功率P 2＝U 22R＝110 W ，原线圈的输入功率P 1＝P 2＝110 W ，故A 正确，B 错误．电流表读数I 2＝U 2R＝ 2 A ，故C 错误．因为原线圈上接有理想二极管，原线圈中电流方向不变，原线圈中电流增大和减小时在副线圈中产生的感应电流方向相反，副线圈输出的电流方向改变，故D 错误．7．如图所示，理想变压器初级线圈匝数n 1＝1 210匝，次级线圈匝数n 2＝121匝，电压u ＝311sin(100πt ) V ，负载电阻R ＝44 Ω.不计电表对电路的影响，下列说法正确的是( )A ．电流表读数为0.05 AB ．电压表读数为311 VC ．输入电压频率为100 HzD ．若增大R 的电阻值，变压器输入功率增大【答案】A 【解析】由瞬时值的表达式可知，原线圈的电压最大值为311 V ，所以原线圈的电压的有效值为U 1＝3112V≈220 V，所以电压表的读数约为220 V ，根据变压比公式U 1U 2＝n 1n 2可得，U 2＝U 1n 2n 1＝22 V ，则右侧线圈电流为I 2＝U 2R ＝2244 A ＝0.5 A ，则根据公式I 1I 2＝n 2n 1，代入数据得I 1＝I 2n 2n 1＝0.05 A ，故A 正确，B 错误．根据公式f ＝1T ，T ＝2πω，代入数据得f ＝50 Hz ，故C 错误．根据电功率公式P ＝U 2R可知，当U 不变时，电阻变大，电功率变小，故若增大R 的电阻值，变压器输出功率减小，又因为输入功率等于输出功率，所以变压器输入功率减小，故D 错误．二、多项选择题(本大题共3小题，每小题6分，共18分．在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求．全选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分)8．如图所示，理想变压器的原线圈接在u ＝2202sin(100πt ) V 的交流电源上，副线圈接有R ＝55 Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表．下列说法正确的是( )A ．电流表的读数为1.00 AB ．电流表的读数为2.00 AC ．电压表的读数为110 VD ．电压表的读数为155 V【答案】AC 【解析】原线圈电压有效值U 1＝220 V ，根据原、副线圈匝数比为2∶1可知次级电压为U 2＝110 V ，则电压表的读数为110 V, C 正确，D 错误；根据变压器输入功率等于输出功率，即U 1I 1＝U 22R，解得I 1＝1.00 A, A 正确，B 错误．9．理想变压器与电阻R 及交流电流表A 、电压表V 按图示方式连接，已知变压器原副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝10∶1，电阻R ＝11 Ω，原线圈两端输入电压U 随时间变化的图像如图所示．下列说法中正确的是( )A ．电压表的读数为220 VB ．通过R 的电流为2 AC ．电流表的读数为2 AD ．变压器的输入功率为44 W【答案】BD 【解析】由原线圈两端输入电压U 随时间变化的图像可知，U 1＝220 V ，T ＝0.02 s ，根据原、副线圈的电压之比等于匝数之比，可知U 2＝110U 1＝22 V ，所以电压表的示数为22 V ，故A 错误；根据欧姆定律得I 2＝U 2R ＝2 A ，故B 正确；电流表的读数为I 1＝n 2n 1I 2＝0.2 A ，故C 错误；副线圈功率P 2＝I 2U 2＝44 W ，所以变压器的输入功率P 1＝P 2＝44 W ，故D 正确．10．如图所示，理想变压器为降压变压器，原线圈通过灯泡L 1与正弦式交流电源相连，副线圈通过导线与两个相同的灯泡L 2和L 3相连，开始时开关S 处于断开状态．当S 闭合后，所有灯泡都能发光，下列说法中正确的是( )A ．灯泡L 1和L 2中的电流有效值可能相等B ．灯泡L 2两端的电压变小C ．灯泡L 1变亮，灯泡L 2的亮度不变D ．电源的输出功率不变【答案】AB 【解析】当S 接通后，根据I 1n 1＝I 2n 2可知，因为是降压变压器，则n 1>n 2，则I 1<I 2，I 1等于灯泡L 1的电流，I 2是灯泡L 2和L 3的电流之和，则灯泡L 1和L 2中的电流有效值可能相等， A 正确；当S 闭合后，电阻变小，输出功率变大，则输出电流变大，变压器的输入功率等于输出功率，所以变压器的输入功率变大，输入电流变大，灯泡L 1的电压增大(功率变大，则灯泡L 1变亮)，原线圈电压减小，匝数不变，故副线圈电压减小，灯泡L 2两端的电压变小(功率变小，则L 2变暗)，故B 正确，C 错误；当S 闭合后，变压器的输入电流变大，所以电源的输出功率变大，故D 错误．三、非选择题(本大题共4小题，共54分)11．(10分)(1)某同学选用匝数可调的可拆变压器来做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，变压器原线圈两端所接的电源应是电压为12 V 的低压________________(填“交流电源”或“直流电源”)；先保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(填“增大”“减小”或“不变”)；然后再保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________(填“增大”“减小”或“不变”)．(2)如图是自行车上照明用的车头灯发电机的结构示意图，转轴的一端装有一对随轴转动的磁极，另一端装有摩擦小轮．电枢线圈绕在固定的U 形铁芯上，自行车车轮转动时，通过摩擦小轮带动磁极转动，使线圈中产生正弦式交变电流，给车头灯供电．已知自行车车轮半径r ＝35 cm ，摩擦小轮半径r 0＝1.00 cm ，线圈匝数n ＝800匝，线圈横截面积S ＝20 cm 2，总电阻R 1＝40 Ω，旋转磁极的磁感应强度B ＝0.01 T ，车头灯电阻R 2ω＝8 rad/s 时．发电机磁极转动的角速度为________rad/s ；车头灯中电流的有效值为________mA ．【答案】(1)交流电源 增大 减小 (2)280 64【解析】(1)变压器的工作原理是互感现象，故原线圈两端所接的电源应是电压为12 V 的低压交流电源；根据变压比公式U 1U 2＝n 1n 2，保持原线圈的匝数不变，增加副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大；保持副线圈的匝数不变，增加原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小．(2)磁极与摩擦小轮转动的角速度相等，由于自行车车轮与摩擦小轮之间无相对滑动，故有ω0r 0＝ωr ，则ω0＝ωrr 0＝280 rad/s.摩擦小轮带动磁极转动，线圈产生的感应电动势的最大值为E m ＝nBSω0＝4.48 V ，感应电动势的有效值E ＝22E m ≈3.2 V，通过车头灯电流的有效值I ＝ER 1＋R 2＝0.064 A ＝64 mA ．12．(12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ω绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n ＝100匝．穿过每匝线圈的磁通量Φ随时间按正弦规律变化，如图所示，发电机内阻r ＝5.0 Ω，外电路电阻RE m ＝nωΦm ，其中Φm 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．解：从Φ－t 图像可以看出Φm ＝1.0×10－2 Wb ， T ＝3.14×10－2 s ，已知E m ＝nωΦm ，又ω＝2πT，故电路中电流最大值I m ＝E m R ＋r ＝n ·2π·ΦmT R ＋r＝100×2×3.14×1.0×10－23.14×10－2× A ＝2 A ． 交流电流表读数I ＝I m2＝ 2 A ． 13．(16分)如图所示，交流发电机电动势的有效值E ＝20 V ，内阻不计，它通过一个R ＝6 Ω的指示灯连接在降压变压器的输入端，变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都标有“6 V 0.25 W”，灯泡都能正常发光，导线电阻不计．求：(1)降压变压器初、次级线圈匝数之比；(2)发电机的输出功率．(计算结果保留三位有效数字) 解：(1)每只彩色小灯泡的额定电流I L ＝PU， 次级线圈总电流I 2＝24I L ， 变压器输入功率P 入＝I 1U 1＝I 2U 2，变压器初级线圈所连的电路中，由欧姆定律可得E ＝U 1＋I 1R ，由理想变压器的公式可得n 1n 2＝I 2I 1，将E ＝20 V 代入以上式子可解得n 1n 2＝31.(2)发电机的输出功率P 出＝I 1E ， 代入数据可解得P 出≈6.67 W.14．(16分)如图所示，变压器原线圈n 1＝800匝，副线圈n 2＝200匝，灯泡L 标有“10 V 2 W”，电动机M 的线圈电阻为1 Ω，将交变电流u ＝1002sin(100πt ) V 加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求：(1)副线圈两端电压(有效值)； (2)电动机M 的电功率． 解：(1)原线圈两端电压(有效值)U 1＝10022V ＝100 V ，由变压器变压比规律U 1U 2＝n 1n 2知，副线圈两端电压U 2＝n 2n 1U 1＝25 V.(2)电动机两端电压U M ＝U 2－U L ＝15 V. 通过电动机的电流I ＝I L ＝P L U L＝0.2 A ， 电动机的功率P M ＝U M I ＝3 W.。

第三节交变电流练习1．(多选)如下列四幅图所示，属于交变电流的是()解析：图象中正负表示电流方向，A图中电流数值总为正值，表示电流方向不变，是直流电；B图中形状类似正弦图象，但由于电流值总为正，也是直流电；C图中电流强度不随时间变化，但方向随时间作周期性改变，是交变电流；D图中电流大小和方向都随时间作周期性变化，是正弦式交变电流．答案：2．(单选)关于交变电流与直流电的说法中，正确的是()A．如果电流大小做周期性变化，则一定是交变电流B．直流电的大小可以变化，但方向一定不变C．交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D．直流电的方向可以发生周期性变化解析：交变电流是指大小和方向都随时间做周期变化的电流．而方向不随时间变化叫直流电，所以A、C、D错，B正确．答案：B3．(单选)下列说法正确的是()A．正弦式交变电流在一个周期内电流方向改变两次B．交变电流的有效值总是最大值的倍C．因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同D．若正弦式交变电流的最大值是10 A，则它的最小值是－10 A解析：线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两次经过中性面．对于正弦式交变电流有效值是最大值的1倍，对其他的交变电流不一定有这样的关系．交变电流的有效值是从电流做功角度定义的，它与电流的平均值本质不同，从i－t图象也可看出，正弦交变电流不随时间做线性变化，故有效值和平均值不同．若正弦式交变电流最大值为10 A，最小值应为0 A，－10 A表示电流反向最大．答案：A4．(单选)一矩形线圈在匀强磁场中以角速度4π 匀速转动，产生的交变电动势的图象如下图所示，则()A．交变电流的频率是4πB．当t＝0时，线圈平面与磁感线平行C．当t＝0.5 s时，e有最大值D．交变电流的周期是0.5 s解析：由于线圈转动的角速度题中已给出，所以线圈的转动频率可以由公式直接求出，线圈的频率和交变电流的频率是相同的，ω＝4π ，而ω＝2πf，故f＝2 ，T＝＝0.5 s．由图象可看出：t＝0时e＝0，线圈位于中性面，即线圈平面跟磁感线垂直，t＝0.5 s时ωt＝2π，e＝0. 答案：D5．(单选)电阻R1、R2与交流电源按照下图中方式连接，R1＝10 Ω，R2＝20 Ω.合上开关S 后，通过电阻R2的正弦交变电流i随时间t变化的情况如下图所示．则()A．通过R1的电流有效值是1.2 AB．R1两端的电压有效值是6 VC．通过R2的电流最大值是1.2 AD．R2两端的电压最大值是6 V解析：从图象可以看出，交变电流中电流最大值为0.6 A，电流有效值为：I＝＝0.6 A，R1两端电压为U1＝1＝6 V，R2两端电压最大值为＝2＝0.6×20 V＝12 V，综上所述，正确选项为B.答案：B6．(单选)一个电热器接在10 V的直流电源上，在时间t内产生的焦耳热为Q；今将该电热器接在一正弦式交流电源上，它在2t时间内产生的焦耳热为Q.则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是()A．最大值是10 V，有效值是10 VB．最大值是10 V，有效值是5 VC．最大值是5 V，有效值是5 VD．最大值是20 V，有效值是10 V解析：设电热器电阻为R，则Q＝t＝t，设交流电源电压最大值为，则有效值为，则Q＝·2t，得＝10 V，则＝＝5 V.答案：B7．(单选)一个电阻R接在10 V的直流电源上，它的发热功率为P，当它接在电压为U＝10 ωt (V)的交流电源上时，发热功率为()A．0.25P B．0.5PC．P D．2P解析：由题意知，电阻R接直流电源时：P＝＝，①接交流电源时，U＝10 ωt V，其＝V＝5 V，则P′＝＝，②比较①②得P′＝0.5P.答案：B8．(单选)如下图所示，甲、乙、丙三种电路中，闭合开光后，关于灯泡能否发光，下列说法正确的是()A．甲能正常发光B．乙能正常发光C．丙能正常发光D．都不能正常发光解析：甲图的灯泡两端有一条导线连接，两端电动势一样，不会形成电压，甲图灯不会发光，所以A错；乙图直流电不能持续通过电容器，不会给灯泡提供电压，乙图灯不会持续发光，所以B错；丙图交流电可以通过电容器，电路中有电流，所以丙图灯能发光，C正确．答案：C9．(多选)某小型发电机产生的交变电动势为e＝50 100 πt(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100C．有效值是25 V D．周期是0.02 s解析：由e ＝E m sin 2πTt ＝50sin 100πt (V)知，最大值E m ＝50 V ，周期T ＝0.02 s ，则A 项错误，D 项正确；频率为f ＝1T＝50 Hz ，B 项错误；有效值为E ＝E m 2＝25 2 V ，C 项正确． 答案：10．(多选)一正弦式交变电流的电压随时间变化的规律如图所示．由图可知( )A ．该交变电流的电压瞬时值的表达式为u ＝100 25πt VB ．该交变电流的频率为25C ．该交变电流的电压的有效值为100 VD ．若将该交变电流的电压加在阻值为R ＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W 解析：从题图中可知，周期T ＝4×10－2s ，峰值＝100 V ，故交变电流的频率f ＝＝25 ，有效值＝＝50 V ，加在R ＝100 Ω的电阻上时的功率P ＝＝50 W ，电压瞬时值表达式U ＝ t ＝100 50πt V ，所以B 、D 项正确．答案：。

高考物理专练题交变电流考点一交变电流的产生及描述1.甲图是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为理想交流电流表。

线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。

已知发电机线圈电阻为10Ω,外接一只阻值为90Ω的电阻,不计电路的其他电阻,则()A.电流表的示数为0.31AB.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.在线圈转动一周过程中,外电阻发热约为0.087J答案D2.(2018东北三校联考,9)(多选)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。

线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e=NBSωsinωtB.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ω次πC.线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为NBS2(R+r)D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关答案ABC3.(2020届吉林长春质量监测,6)(多选)如图甲所示为风力发电的简易模型。

在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的磁铁转动,转速与风速成正比。

若某一风速时,线圈中产生的正弦式电流如图乙所示。

下列说法正确的是()A.电流的表达式为i=0.6sin10πt(A)B.磁铁的转速为10r/sC.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为3√2A5答案AD考点二变压器、电能的输送1.(2019广西南宁、玉林、贵港等高三毕业班摸底,16)如图所示,为一变压器的实物图,若将其视为理想变压器,根据其铭牌所提供的信息,以下判断正确的是()A.副线圈的匝数比原线圈多B.当原线圈输入交流电压110V时,副线圈中输出交流电压6VC.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12VD.当变压器输出为12V和3A时,原线圈电流为9√2A55答案B2.(2018江西上饶六校一联)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=220sin100πt(V),通过一个理想电流表,接在一个理想变压器两端,变压器起到降压作用,开关S闭合前后,A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是()A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时,电流表示数变小D.R=√2r答案D方法理想变压器的动态分析1.(多选)如图所示,理想变压器的副线圈接有规格为“44V44W”的灯泡和线圈电阻为r=1Ω的电动机,原线圈上接有u=220√2sin100πt(V)的正弦交流电压,此时灯泡和电动机都正常工作,且原线圈中的理想交流电流表示数为1A,不考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化,则下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1B.电动机的输出功率为176WC.电动机的热功率为16WD.若电动机被卡住,灯泡仍正常发光,则电流表示数将变为9A,此时应立即切断电源答案CD2.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=11∶1,原线圈接u=220√2sin100πt(V)的交流电,电阻R1=2R2=10Ω,D1、D2均为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则副线圈电路中理想交流电流表的读数为()A.3AB.2√5AC.√10AD.√3A答案A3.如图所示为一理想变压器,原线圈接在一输出电压为u=U0sinωt的交流电源两端。

2024届辽宁省高三上学期新高考11月联合调研物理高频考点试题一、单项选择题：本题共8小题，每小题3分，共24分，在每小题给出的答案中，只有一个符合题目要求。

(共8题)第(1)题如图所示，密闭容器内一定质量的理想气体由状态A变化到状态B。

该过程中（）A．气体分子的数密度增大B．气体分子的平均动能增大C．单位时间内气体分子对单位面积器壁的作用力减小D．单位时间内与单位面积器壁碰撞的气体分子数减小第(2)题如图所示，在方向竖直向下的匀强电场中，两个质量相同、带电量分别为和的小球a、b固定于绝缘轻杆的两端，轻杆可绕中点O处的固定轴在竖直面内无摩擦转动。

已知O点电势为0，不考虑带电小球间的相互作用力，杆从静止开始由水平位置顺时针转动180°的过程中（ ）A．小球a、b总动能一直增加B．小球a、b系统机械能始终不变C．小球a、b系统电势能始终不变D．小球a、b任一时刻的电势能相等第(3)题如图所示，OBCDE为圆柱体玻璃的横截面，OB、OE为半径，一束复色光沿PO′方向从真空射入玻璃，在玻璃中分成a、b两束单色光。

则a光与b光相比，a光（）A．光子能量大，在玻璃中传播速度大B．光子能量大，在玻璃中传播波速小C．光子能量小，在玻璃中传播波速大D．光子能量小，在玻璃中传播波速小第(4)题在足球训练场上，某球员将足球以初速度踢出后，立即从静止开始沿直线加速向足球追去，经一段时间后追上了还在向前滚动的足球。

球员和足球这一运动过程的图像如图所示，关于这一过程的判断正确的是（ ）A．球员的速度变大，加速度变大B．球员的最大速度可能等于C．球员的平均速度一定小于D．时刻球员追上足球第(5)题如图，倾角为的斜面固定在墙角，质量为M的尖劈放置在斜面上，尖劈的右侧面竖直，用轻绳系住一个质量为m的球紧靠在尖劈的右侧，轻绳与斜面平行，球与尖劈的接触面光滑，斜面对尖劈的静摩擦力恰好为0，整个系统处于静止状态。

沿球心O对球施加一个水平向左的恒定推力F，系统仍处于静止状态。

第三章电磁感应三、交变电流课时训练14交变电流1.关于交变电流与直流电的说法中,正确的是()A.如果电流大小做周期性变化,则一定是交变电流B.直流电的大小可以变化,但方向一定不变C.交变电流一定是按正弦或余弦规律变化的D.直流电的方向可以发生周期性变化答案解析:直流电与交变电流的区别在于电流的方向是否变化,方向不变的为直流电,方向变化的为交变电流,故B项正确.2.某交变电压为10 314t(V),则()A.击穿电压为10 V的电容器能直接接在此电源上B.把电磁打点计时器接在此电源上,打点周期为0.01 sC.把额定电压为10 V的小灯泡直接接在此电源上,小灯泡将被烧坏D.把额定电压为10 V的小灯泡直接接在此电源上,小灯泡能正常发光答案解析:电容器的击穿电压应该是交变电流的最大值,所以A错.交变电流的频率为50,周期为0.02错.小灯泡的额定电压为有效值错误正确.3.如图所示,在垂直于纸面的范围足够大的匀强磁场中,有一个矩形闭合线圈,线圈平面与磁场垂直1O2是线圈的对称轴,应使线圈怎样运动才能使其中产生感生电流()A.向左或向右平动B.向上或向下平动C.绕O1O2转动D.平行于纸面向里运动答案4.(2013·广东学业水平考试)某实验电路如图所示,电路接入交变电流,灯亮,保持电压不变使频率逐渐增大,观察到灯逐渐变亮,则X接入的是()A.电容器B.电感器C.电阻器D.保险丝答案解析:电容器具有“通高频,通交流”的特点,频率越高,它在电路中分得电压越小,而灯L分得电压就越大,故越亮,所以选A.5.关于正弦式交变电流的有效值,下列说法中正确的是()A.有效值就是交变电流在一周期内的平均值B.交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的C.在交流电路中,交流电流表和交流电压表的示数表示的都是有效值D.对于正弦式交变电流,最大值的二次方等于有效值二次方的两倍答案解析:交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的,所以选项A错对;交流电流表和交流电压表的示数是有效值,故C选项正确;对正弦式交变电流,最大值与有效值的关系是,故D选项正确.6.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成正弦函数关系,如图所示.下列说法中正确的是()A.交变电流的周期为0.125 sB.交变电流的频率为8C.交变电压的有效值为20 VD.交变电压的最大值为20 V答案解析:由题图可知交变电流的周期0.250 s,频率4 ,故选项A、B错误;交变电压最大值由图象知20 V,所以有效值为10 V,所以C项错项正确.7.如图所示为某品牌电热水器的铭牌,从表中读取的信息可知所用交变电流的频率是多少?周期是多少?计算该热水器所加电压的最大值是多少?型号3D221()额定电压220额定容量35 L额定频率50额定最高温度75 ℃储水模式额定功率5000W3D模式额定功率 5 000 W防水等级14额定内压0.8答案:50 0.02 s 220 V解析:由图表知,频率50 ,所以周期0.02 s.由图知该热水器所加交变电压的有效值220 V,所以最大值220 V.8.电路两端的交流电压314t V,在0.005 s时的值为10 V,则接在电路两端的电压表的读数为多少?答案:7.07 V解析:由314t V及0.005 s时10 V可知10 V,所以其有效值0.707×0.707×10 7.07 V,故接在电路两端的电压表的示数为7.07 V.。

2024届辽宁省高三上学期新高考11月联合调研全真演练物理试题（基础必刷）一、单项选择题（本题包含8小题，每小题4分，共32分。

在每小题给出的四个选项中，只有一项是符合题目要求的）(共8题)第(1)题如图所示，一带正电的小球用绝缘细绳悬于O点，将小球拉开较小角度后静止释放，其运动可视为简谐运动，下列操作能使周期变小的是（ ）A．增大摆长B．初始拉开的角度更小一点C．在悬点O处放置一个带正电的点电荷D．在此空间加一竖直向下的匀强电场第(2)题如图，球的内接正六面体ABCD—A1B1C1D1，在球心O处放置了一带电量为+Q的点电荷，下列描述正确的是（ ）A．A、B、C、D四点的电场强度相同B．将一正检验电荷从A沿直线移动到B1点，检验电荷的电势能先增大再减小C．将一正检验电荷从A沿球面移动到B1点，检验电荷的电势能先增大再减小D．平面 A1B1C1D1所有的点中，平面中点的电势最低第(3)题2020年12月4日，我国新一代“人造太阳”中国环流器二号M装置实现首次放电，标志着我国可控核聚变技术取得了重大突破。

核聚变中，一种常见的核反应方程为：（式中E为能量），则（ ）A．X是中子，反应后总质量减少B．X是中子，反应后总质量增加C．X是质子，反应后总质量减少D．X是质子，反应后总质量增加第(4)题用各种频率的光照射两种金属材料得到遏止电压U c随光的频率变化的两条图线1、2，图线上有P和Q两点。

下列说法正确的是（ ）A．图线1、2的斜率均为普朗克常量hB．图线1对应金属材料的逸出功小C．照射同一金属材料，用Q对应的光比P对应的光产生的饱和电流一定大D．照射同一金属材料，用P对应的光比Q对应的光逸出的光电子最大初动能大第(5)题如图，一定质量的理想气体从状态A沿直线变化到状态B的过程中，其体积（ ）A．保持不变B．逐渐变大C．逐渐变小D．先变小后变大第(6)题如图所示，从斜面上A点以速度v水平抛出的小球经时间落在B点，球到达B点时的速度方向与斜面的夹角为。

高中物理《交变电流》综合测试卷考试时间：90分钟试卷总分：100分一、选择题：本题共 10 小题，每小题分，共40分。

在每小题给出的四个选项中，第 1—6 题只有一项符合题目要求，第 7—10 题有多项符合题目要求。

全部选对得4分，选对但不全得2分，有选错的得 0 分。

1、如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生的交流电如图乙所示，设沿甲图中的abcda方向为电流正方向，则（）A．乙图中Oa时间段对应甲图中A至B图的过程B．乙图中c时刻对应甲图中的C图C．若乙图中d等于0.02 s，则1 s内电流的方向改变了50次D．若乙图中b等于0.02 s，则交流电的频率为50Hz2. 普通交流电流表不能直接接在高压输电线路上来测量电流，通常要通过电流互感器来连接。

如图所示的电流互感器，ab一侧线圈的匝数较少，工作电流为I ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作电流为I cd，为使电流表能正常工作，则（）A．ab接MN、cd接PQ，I ab＜I cdB．ab接MN、cd接PQ，I ab＞I cdC．ab接PQ、cd接MN，I ab＜I cdD．ab接PQ、cd接MN，I ab＞I cd3. 在匀强磁场中一矩形金属线两次分别以不同的转速绕与磁场垂直的轴匀速转动，产生的交变电压如图曲线a、b所示，则曲线b表示的交变电压的有效值为（）A．25V B．252VC．24V D．242V4. 如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图，图中电表均为理想交流电表，变压器也均为理想变压器。

发电厂输出的电压一定，则当用户端进入用电高峰时（）A．V1和A1示数均不变B．V2和A2示数均变大C．V3和A2示数均变大D．V4示数变小，A3示数变大5. 如图所示，小型发电机线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴OO’以角速度ω匀速转动。

已知线圈匝数为N、面积为S、电阻为r，匀强磁场的磁感应强度大小为B，线圈输出端接有一阻值可以任意调节的滑动变阻器，则该滑动变阻器消耗的最大电功率为（）A．8r2 222SBNB ．4r 2222S B N ωC ．2r 2222S B N ω D.r2222S B N ω6. 如图所示，可调理想变压器原线圈与一台小型发电机相连，副线圈与灯泡L 、可调电阻R 、电容器C 连成如图所示的电路。

08-09年全国名校高中物理高考模拟试题汇编专题训练11-交变电流08-09年全国名校高考模拟试题汇编专题训练十一交变电流传感器一、选择题1．(2021年普通高等学校招生全国统一考试广东卷模拟题二）调压变压器是一种自耦变压器，它的构造如图所示，线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，AB间加上有效值不变的正弦交流电压U，移动滑动触头P的位置，就可以调节输出电压，在输出端连接了滑动变阻器R和理想交流电流表A，变阻器的滑动触头为Q，则( )BDA．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变大 B．保持P的位置不动，将Q向下移动时，电流表的读数变小C．保持Q的位置不动，将P沿顺时针方向移动(不超过B)时，电流表的读数变大D．保持Q的位置不动，将P沿顺时针方向移动(不超过B)时，电流表的读数变小答案：BD 2．（青岛市2021届第一次质检）下列说法正确的是（） A．话筒是一种常用的声传感器，其作用是将声信号转换为电信号B．楼道里的灯只有天黑时出现声音才亮，说明它的控制电路中只有声传感器 C．光敏电阻能够把光照强弱这个光学量转换为电阻这个电学量 D．电子秤所使用的测力装置是温度传感器答案：AC 3．（山东嘉祥一中2021年5月高考模拟）如图所示,某输电线路横穿公路时，要地下埋线通过，为了保护线路而不至于被压环，预先铺设结实的过路钢管，再让输电线从钢管中穿过，电线穿管的方案有两种，甲方案是铺设两根钢管，两条输电线分别从两根钢管中穿过，乙方案是只铺设一根钢管，两条输电线都从这一根中穿过，如果输电导线输送的电流很强大，那么，以下说法正确的是（）A、无论输送的电流是恒定电流还是交变电流，甲、乙两方案都是可行的B、若输送的电流是恒定电流，甲、乙两方案都是可行的C、若输送的电流是交变电流，乙是可行的，甲方案是不可行的D、若输送的电流是交变电流，甲是可行的，乙方案是不可行的乙甲答案：BC4．(金山中学考前10天冲刺)传感器是自动控制设备中不可缺少的元件，已经渗透到宇宙开发、环境保护、交通运输以及家庭生活等各种领域．如下图所示为几种电容式传感器，其中通过改变电容器两极间距离而引起电容变化的是（）用心爱心专心答案：C5．（2021年全国高考广东卷）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动。

2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：交变电流学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共12题）1．（2022·山东·高考真题）如图所示的变压器，输入电压为220V ，可输出12V 、18V 、30V 电压，匝数为1n 的原线圈中电随时间变化为m cos(100π)=U t μ．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1V 。

将阻值为12Ω的电阻R 接在BC 两端时，功率为12W 。

下列说法正确的是（ ）A ．n 1为1100匝，m U 为220VB ．BC 间线圈匝数为120匝，流过R 的电流为1.4AC ．若将R 接在AB 两端，R 两端的电压为18V ，频率为100HzD ．若将R 接在AC 两端，流过R 的电流为2.5A ，周期为0.02s2．（2021·重庆·高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为220V ，副线圈两端的电压为4.4V ，副线圈的电流为1.0A ，若将该变压器视为理想变压器，则（ ）A ．原、副线圈匝数之比为25:1B ．原线圈的电流为0.02AC ．副线圈两端的电压最大值为5VD ．原、副线圈的功率之比为50:13．（2022·浙江·高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。

下列说法正确的是（ ）A ．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场B ．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C ．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电D ．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电4．（2021·福建·高考真题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R 为输电线的总电阻。

2024北京高三一模物理汇编交变电流章节综合一、单选题1．（2024北京通州高三一模）如图所示，变压器为理想变压器，原线圈接有效值恒定的交流电源及理想电表A ，副线圈接定值电阻0R 、滑动变阻器R 及理想电表V 。

若将滑动变阻器的滑片向b 端移动，则（ ）A ．A 示数变大B ．A 示数不变C ．V 示数变大D ．V 示数不变2．（2024北京门头沟高三一模）如图是一个正弦式交变电流i 随时间t 变化的图像。

下列说法正确的是（ ）A ．交变电流的周期为0.25s B．交变电流的有效值为C ．在0.15s t =时交变电流方向发生改变D ．该交变电流的表达式为10sin10A i π=3．（2024北京海淀高三一模）图1是某燃气灶点火装置的原理图。

转换器将直流电压转换为图2所示的正弦交流电压，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 ₁。

当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V=1.4，下列说法正确的是（ ）A ．开关闭合后电压表的示数为5VB ．1211000n n <才能实现点火 C ．1211400<n n 才能实现点火D ．将钢针替换为钢球，更容易引发电火花4．（2024北京东城高三一模）如图所示，在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e 随时间t 的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A 、B 两端。

t R 为热敏电阻（已知其电阻随温度升高而减小），R 为定值电阻，图中各电表均为理想电表。

下列说法正确的是（ ）A ．变压器A 、B 两端电压的瞬时值表达式为()51sin50V u t π=B ．图甲中2110s -=⨯t 时，穿过线圈的磁通量为0C ．t R 温度升高后，电压表1V 与2V 示数的比值不变D ．t R 温度降低后，变压器的输入功率减小5．（2024北京朝阳高三一模）某发电厂原来用11kV 的交变电压输电，后来改用升压变压器将电压升到220kV 输电，输入功率都是P 。

交变电流----高中物理模块典型题归纳（含详细答案）一、单选题1.我国家用照明电路电压瞬时值可表示为()A. B.C. D.2.如图表示一交流电的电流随时间而变化的图像,此交流电流的有效值是()A.AB.10AC.AD.5A3.（2018•天津）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。

利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。

若发电机线圈的转速变为原来的，则（）A.R消耗的功率变为B.电压表V的读数变为C.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变4.小宇为了研究自感现象，利用实验室提供的实验器材设计了如图所示的电路，其中甲、乙为两个完全相同的小灯泡，L为自感系数很大的线圈，且稳定时的电阻与电路中定值电阻R 的阻值相同．则下列说法正确的是()A.开关闭合的瞬间，甲、乙两灯同时变亮B.断开开关的瞬间，甲灯立即熄灭，乙灯过一会儿后熄灭C.闭合开关，当电路稳定时甲、乙两灯的亮度相同D.断开开关的瞬间，m点的电势高于n点的电势5.如图所示为一正弦交变电压随时间变化的图象，由图可知（）A.该交流电的周期为2sB.该交流电电压的有效值为220 VC.用电压表漉量该交流电压时，t=0.0ls时读数为0VD.用电压表测量该交流电压时，任何时刻电压表的读数均为311V6.图甲中理想变压器原、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l、S2闭合，此时L2正常发光。

下列说法正确的（）A.输入电压u的表达式是B.只断开S2后，L1、L1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0.8 W7.我国使用的交流电的频率为50赫兹，在10秒内电流方向改变了（）A.500次B.50次C.100次D.1000次8.在变电站里，经常要监测电网上的强电流，用到的器材就需要电流互感器．如图所示的四种有关电流互感器的连接方法中，能正确反应其工作原理的是（）A. B. C. D.9.一交变电流的电压表达式为u=100sin120πt（V），由此表达式可知（）A.用电压表测该电压其示数为100 VB.该交变电压的频率为60HzC.将该电压加在100Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为100 WD.t= s时，该交流电压的瞬时值为50V二、多选题10.理想变压器的原线圈接正弦式电流，副线圈接负载电阻R，若输入电压不变，要增大变压器的输出功率，可行的措施有：（）A.只增大负载电阻R的阻值B.只减小负载电阻R的阻值C.只增大原线圈的匝数D.只增大副线圈的匝数11.如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，容抗和感抗可忽略不计，输电线路中的电流是I1，其末端间的电压为U1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流为I2．则（）A.用户端的电压为B.理想变压器的输入功率为UI1﹣I12rC.输电线路上损失的电功率为D.若发电厂输出电压U不变，随着输出功率增大，用户端得到的电压将减小12.如图所示的交流电为u＝311sin(314t＋)V，接在阻值220Ω的电阻两端，则()A.电压表的读数为311VB.电流表的读数为1.41AC.电流表的读数是1AD.2s内电阻的电热是440J13.如图所示，交流发电机E，通过理想升压变压器T1、降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R．其中U1、U3和P1、P3为T1、T2的输入电压和输入功率，U2、U4和P2、P4为T1、T2的输出电压和输出功率．设U1一定，则在正常工作情况下有（）A.U1＞U2B.U2＞U3C.P3=P4D.P1＞P414.如图甲所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向且与线圈共面的轴匀速转动，从某个时刻开始计时，其穿过线圈的磁通量随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（）乙A.t=0时刻线圈处于中性面位置B.、时刻线圈中的感应电流最大且方向相同C.、时刻穿过矩形线圈的磁通量最大，但感应电流却为零D.. 时刻穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率也为零15.如图甲为风力发电的简易模型，在风力的作用下，风叶带动与其固定在一起的永磁铁转动，转速与风速成正比．某一风速时，线圈中产生的正弦式电流如图乙所示，则（）A.磁铁的转速为10r/sB.电流的表达式为i=0.6sin10πt（A）C.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt（A）D.风速加倍时线圈中电流的有效值为0.6 A16.为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡、，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1、A2，导线电阻不计，如图所示当开关S闭合后()A.A1示数变大，A1与A2示数的比值变大B.A1示数变大，A1与A2示数的比值不变C.V2示数变小，V1与V2示数的比值变大D.V2示数不变，V1与V2示数的比值不变17.如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U1不变，闭合电键S，下列说法正确的是（）A.P向下滑动时，灯L变亮B.P向下滑动时，变压器的输出电压不变C.P向上滑动时，变压器的输入电流变小D.P向上滑动时，变压器的输出功率变大三、综合题18.小型水利发电站的发电机输出功率为24.5kW，输出电压为350V，输电线总电阻为4Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220V，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图所示，求：（1）输电线上的电流．（2）升压变压器的原、副线圈的匝数之比．（3）降压变压器的原、副线圈的匝数之比．19.如图所示为一理想变压器，副线圈上接了一个标有“220V，44W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电压表示数为1100V．求：（1）原、副线圈的匝数比；（2）电流表的示数．20.如图所示，某水电站发电机输出功率为200kW，发电机输出电压为400V，通过升压和降压变压器给用户供电，升压变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2=1：5，两变压器之间输电线的总电阻为R=1Ω，降压变压器输出电压为U4=220V,求：（1）升压变压器的输出电压U2（2）输送电能的效率η（3）降压变压器原、副线圈匝数比n3：n421.某学校一套校内备用供电系统，由一台内阻为的发电机向全校22个教室（每个教室有“ ，”的白炽灯9盏）供电，如果输电线的总电阻，升压变压器和降压变压器（都认为是理想变压器）的匝数比分别是和，每个教室的白炽灯都正常发光，求：（1）输电线的损失功率是多大？（2）发电机的电动势是多大？答案一、单选题1.【答案】B【解析】【分析】我国照明电路有效电压值为220V，所以交流电的峰值为,所用交流电的频率为50Hz，所以，故交流电瞬时表达式为：故选B。

第三章交变电流4电能的输送【基础巩固】1.用高压输电技术远距离输电时,假如发电厂输出功率为P,输电电压为U,输电线的总电阻为R,则输电线上损失的功率为()A.B.C. D.解析:因为输送功率为P,输电电压为U,所以输电电流为I=,依据公式P=I2R得输电线上损失的功率为P=I2R=,故选项C正确.答案:C2.(多选)沟通发电机的输出电压为U,采纳如图所示的志向变压器输电,升压变压器原、副线圈匝数比为m,降压变压器原、副线圈匝数比为n,输电导线电阻为r,用户的工作电压为U.下列说法正确的是( )A.mn<1B.mn>1C.输电线上损失的功率为D.输电线上损失的功率为解析:设升压变压器的输出功率为P,用户得到的功率为P'.升压变压器输入电压为U,降压变压器输出电压为U,升压变压器输出电压U2=U,降压变压器输入电压U3=nU,由于在输电线上有功率损失,所以P>P',又=,整理可得mn<1,选项A正确,选项B错误;线路损失的电压U损=U2-U3,损失的功率P损=,整理得P损=,选项C正确,选项D错误.答案:AC3.(多选)下图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小输电过程中的电能损失B.高压输电通过减小输电电流来减小电路的发热损耗C.在输送电压肯定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损耗越小D.高压输电必需综合考虑各种因素,不肯定是电压越高越好解析:依据输电原理,电路中的功率损失ΔP=I2R线,而R线=,增大输电导线的横截面积,可减小输电线的电阻,能够减小输电过程中的电能损耗,选项A正确.由P=UI知,在输送功率P输肯定的状况下,输送电压U越大,输电电流I越小,电路中的发热损耗越小,选项B正确.若输电电压肯定,输送功率P输越大,则电流I越大,电路中损失的电功率越大,选项C错误.输电电压越高,对于平安和技术的要求也越高,因此并不是输电电压越高越好,高压输电必需综合考虑各种因素,选项D正确.答案:ABD4.(多选)冬天高压输电线上可能结冰,可以利用电流的热效应除冰.若在正常供电时,高压线上的输电电压为U,电流为I,热消耗功率为P损,除冰时,输电线上的热功率须要变为9P损,则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)() A.输电电流为3I B.输电电流为9IC.输电电压为3UD.输电电压为U解析:输电线上损失的功率为P损=I2R线=2R线,由该式可知要使P损增大为原来的9倍,输电电流应变为原来的3倍,而输电功率不变,所以输电电压变为原来的,故选项A、D正确.答案:AD5.在远距离输电时,在输送的电功率和输电线电阻都保持不变的条件下,输电的电压为U1时,输电线上损失的功率为P1;输电的电压为U2时,输电线上损失的功率为P2.U1∶U2为()A. B. C. D.解析:输送的功率肯定,由P=UI知,I=,所以P损=I2R=R,即输电线上损失的电功率与输电电压的二次方成反比,=,故选项A正确,选项B、C、D错误.答案:A6.(多选)某水电站用总电阻为2.5 Ω的输电线给500 km外的用户输电,其输出电功率是3×106 kW.现用500 kV电压输电,则下列说法正确的是()A.输电线上输送的电流大小为6×103 AB.输电线上由电阻造成的电压损失为15 kVC.若改用5 kV电压输电,则输电线上损失的功率为9×108 kWD.输电线上损失的功率为ΔP=,U为输电电压,r为输电线的电阻解析:输电线上输送的电流为I== A=6 000 A,选项A正确.输电线上由电阻造成的电压损失为UIr=6 000×2.5 V=1.5×104 V,选项B正确.输电线上损失的功率不行能大于输送的总功率3×106损=kW,选项C错误.输电线上损失的功率为ΔP=中,U应当为输电线上损失的电压,选项D错误.答案:AB7.下图为远距离沟通输电的简化电路图.发电厂的输出电压是U,用等效总电阻是r的两条输电线输电,输电线路中的电流是I1,其末端间的电压为U1.在输电线与用户间连有一志向变压器,用户端中的电流是I2.下列说法正确的是()A.用户端的电压为B.输电线上的电压为UC.志向变压器的输入功率为rD.输电线路上损失的电功率为I1U解析:依据志向变压器的工作原理,得I1U1=I2U2,所以用户端的电压U2=,选项A正确.输电线上的电压U'=I1r=U-U1,选项B错误.志向变压器的输入功率P1=I1U-r=I1U1,选项C错误.输电线路上损失的电功率P'=r=I1(U-U1),选项D错误.答案:A8.(多选)在远距离输电时,输送的电功率为P,输送的电压为U,所用导线的电阻率为ρ,横截面积为S,总长度为l,输电线损失的电功率为P',用户得到的电功率为P用,则P'、P用的关系式正确的是()A.P'=B.P'=C.P用=P-D.P用=P1-解析:输电线电阻R=ρ,输电电流I=,故输电线上损失的电功率为P'=I2R= 2ρ=,用户得到的电功率为PP-P'=P1-.故选B、D.用=答案:BD9.(多选)某风力发电厂的输送功率为70M W,发电机的输出电压u= 700sin 100πt(V).通过如图所示的电路向用户输电,输送电压为70 kV,输电线总电阻为4 Ω,在用户端用降压变压器把电压降为220 V.下列说法正确的是()A.用户端沟通的频率为50 HzB.在输电线上的损失功率小于输送功率的5%C.降压变压器原、副线圈匝数比为300∶1D.若输送电压为7 kV,则输电线上损失的功率为4×108 W解析:变压器不变更交变电流的频率,由ω=2πf=100π rad/s知,用户端沟通的频率f=50 Hz,选项A 正确.输电线的输送电压,即升压变压器副线圈两端的电压U2=70 kV,则输送电流I==103 A,故输电线上损失的功率ΔP=I2r=4×106 W,则==5.7%,选项B错误.输电线上损失的电压ΔU=Ir=4 kV,则降压变压器原线圈两端的电压U3=U2-ΔU=66 kV,由=得,降压变压器原、副线圈匝数比=300∶1,选项C正确.若输送电压为7 kV,则输送电流为104 A,输电线上损失的电压为4×104 V,大于输送电压,选项D错误.答案:AC10.某沟通发电机的输出功率为5×105 W,输出电压为U=1.0×103 V,假如输电线的总电阻R=10 Ω,在输电线上损失的电功率等于输电功率的5%,用户运用电压U用户=380 V.(1)画出输电线路的示意图并标明各部分的符号.(2)所用升压和降压变压器的原、副线圈的匝数比是多少?(运用的变压器是志向变压器)解析:(1)输电线路示意图如图所示.(2)I1==500 A,P损=5%P=2.5×104 W,P损=R,I2==50 A,所以==,I3===1.25×103 A,==25∶1.答案:(1)见解析图. (2)1∶1025∶1【拓展提高】11.输电导线的总电阻为R,输送电功率为P.若分别用U1和U2两种电压来输电,则输电线上损失的功率之比为()A.U1∶U2B.∶C.∶D.U2∶U1解析:由P=UI得输电线中的电流I=.输电线上损失的功率P损=I2R=2R=,即在输送功率和输电线电阻不变的状况下,损失的功率与输电电压的二次方成反比,所以输电线上损失的功率之比P损1∶P损.2=∶,选项C正确答案:C12.通过一志向变压器,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,线路损失的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损失的电功率为P2,则P1和分别为()A.,B.2R,C.,D.2R,解析:当副线圈与原线圈的匝数比为k时,U2=kU,此时输电线上的电流I=,线路损失的功率P1=I2R=.当匝数比为nk时,线路损失的功率P2=,则=.选项D正确.答案:D13.某小型水电站的电能输送示意图如图所示,发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向R0=11 Ω的纯电阻用电器供电.已知输电线的总电阻R=10Ω,T2的原、副线圈匝数比为4∶1,用电器两端的电压为u= 220sin 100πt(V),T1、T2均为志向变压器.下列说法正确的是()A.降压变压器的输入功率为4 400 WB.升压变压器中电流的频率为100 HzC.输电线消耗的功率为500 WD.当用电器的电阻减小时,输电线消耗的功率减小解析:由题可知,用电器两端的电压有效值为220V,交变电流频率f== Hz=50 Hz,由电功率公式可知,降压变压器输出功率P==4 400 W,志向变压器的输入功率与输出功率相等,故A项正确.志向变压器不变更交变电流的频率,B项错误.由变压规律=可知,降压变压器输入电压为880 V,由P=UI可知,降压变压器输入电流为I=5 A,输电线消耗的功率P R=I2R=250 W,C项错误.当用电器的电阻减小时,输出功率增大,故降压变压器输入功率增大,其输入电流增大,再由P R=I2R可知,输电线消耗的功率增大,D项错误.答案:A14.(2024·山东卷)(多选)输电能耗演示电路如图所示.左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3,输入电压为7.5 V的正弦式交变电流.连接两志向变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10 Ω.开关S 接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1,R上的功率为10 W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P.下列推断正确的是()A.r=10 ΩB.r=5 ΩC.P=45 WD.P=22.5 W解析:当开关S接1时,左侧变压器副线圈电压U2=3×7.5 V=22.5 V,电阻R上的电压U4==10 V,电流I4==1 A,则右侧变压器原线圈电压U3=×10 V=20 V,电流I3=×1 A=0.5 A,则r==5 Ω;当开关S接2时,设输电电流为I,则右侧变压器副线圈电流为0.5I;由右侧变压器两边电压与匝数的关系可知=,解得I=3 A,则R上的功率P=(0.5I)2R=22.5 W,故选项B、D正确.答案:BD【挑战创新】15.一条河的流量为Q=2 m3/s,落差h=5 m,现用其发电,已知发电机的总效率为50%,输出电压为240 V,输电线总电阻R=30 Ω,允许损失的电功率为发电机输出电功率的6%,g取10 m/s2,ρ水=1×103 kg/m3.(1)为满意用电的需求,运用户获得220 V的电压,分别求输电线路运用的志向升压变压器、降压变压器的原、副线圈的匝数比.(2)假如输送的电能供“220 V100 W”的电灯运用,正常发光的电灯的盏数为多少?解析:(1)远距离输电的示意图如图所示.发电机的输出功率P总=50%ρQgh=5×104 W,设输电线上的电流为I,则电功率损失P损=I2R,所以输电线中的电流为I===10 A,升压变压器原线圈两端的电压U1=240 V,副线圈的输出电压为U2==V=5×103 V,故升压变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=U1∶U2=240∶(5×103)=6∶125,输电线上的电压损失为ΔU=IR=10×30 V=300 V,降压变压器原线圈两端的电压为U3=U2-ΔU=5×103 V-300 V=4 700 V,降压变压器副线圈的输出电压为U4=220 V,故降压变压器原、副线圈的匝数比为n3∶n4=U3∶U4=4 700∶220=235∶11.(2)设正常发光的电灯的盏数为N,则N===470.答案:(1)6∶125235∶11(2)470。

M3 交变电流综合【题文】（物理卷·2015届湖南省师大附中高三第一次月考（2014.09））11．如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为5︰1，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，R为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小．下列说法正确的是(CD)A．图乙中电压的有效值为220 VB．电压表的示数为44 VC．R处出现火警时电流表示数增大D．R处出现火警时电阻R0消耗的电功率增大【答案】【知识点】变压器的构造和原理；正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率．M1 M2 M3【答案解析】 CD 解析： A、设将此电流加在阻值为R的电阻上，电压的最大值为U m，电压的有效值为U．222()22mUT UTR R•=代入数据得图乙中电压的有效值为2，故A错误；B、变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是5：l，所以电压表的示数为222v，故B错误；C、R处温度升高时，阻值减小，副线圈电流增大，而输出功率和输入功率相等，所以原线圈增大，即电流表示数增大，故C正确；D、R处出现火警时通过R0的电流增大，所以电阻R0消耗的电功率增大，故D正确；故选CD．【思路点拨】求有效值方法是将交流电在一个周期内产生热量与将恒定电流在相同时间内产生的热量相等，则恒定电流的值就是交流电的有效值．由变压器原理可得变压器原、副线圈中的电流之比，输入、输出功率之比，半导体热敏电阻是指随温度上升电阻呈指数关系减小、具有负温度系数的电阻，R处温度升高时，阻值减小，根据负载电阻的变化，可知电流、电压变化．根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握．根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键．【题文】（物理卷·2015届河南省开封市高三上学期定位模拟考试（2014.09））7. 线圈与电阻R、交流电压表按如图甲所示的方式连接，R=10Ω.交流电压表的示数是 10V。

2019备战高考物理选修3-2-第五章交变电流-电能的输送（含解析）一、单选题1.发电厂发电机的输出电压为U1，发电厂至用户的输电导线的总电阻为R ，通过输电导线的电流为I ，输电线末端的电压为U2，下面选项不能表示输电导线上损耗的功率的是( )A. B. C. I2R D. I(U1－U2)2.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这说明在用电高峰期（）A. 每个用电器的功率减小了，所以降压变压器的输出功率也减小了B. 总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C. 总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D. 干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流3.关于减小远距离输电线上的功率损耗，下列说法正确的是（）A. 由功率，应降低输电电压，增大导线电阻B. 由,应采用低电压小电流输电C. 由，应减小导线电阻或减小输电电流D. 上述说法均不对4.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的．可是我们在晚上七、八点钟用电高峰时开灯，电灯比深夜时要显得暗些．这是因为用电高峰时（）A. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，每盏灯两端的电压较低B. 总电阻比深夜时大，供电线路上的电流小，通过每盏灯的电流较小C. 总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，输电线上损失的电压较大D. 总电阻比深夜时小，供电线路上的电流大，每盏灯两端的电压较低5.远距离输电时，如果输送的电功率一定，输电电压升高到原来的n倍，则输电线路上的功率损失将是原来的（）A. B. C. D.6.中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高，农民负担过重，其中客观原因是电网陈旧老化，近来进行农村电网改造，为了减少远距离输电的损耗而降低电费价格，可采取的措施有（）A. 提高输送功率B. 增大输送电流C. 提高输电电压D. 增大输电导线电阻7.利用超导材料零电阻的性质可实现无损耗输电.现有一直流电路,输电线的总电阻为0.4 Ω,它提供给用电器的电功率为40 kW、电压为800 V.如果用临界温度以下的超导电缆替代原来的输电线,保持供给用电器的功率和电压不变,那么节约的电功率为（）A. 1 kWB. 1.6×103 kWC. 1.6 kWD. 10 kW8.远距离输电时，若保证电能的输送功率不变，则( )A. 由公式得，输电电压越高，输电导线上的功率损失越大B. 由公式得，输电导线的电阻越大，输电导线上的功率损失越小C. 由公式得，输电电流越大，输电导线上的功率损失越大D. 由公式P＝IU 得，输电导线上的功率损失与电流强度成正比9.如图所示的远距离输电电路，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副线圈的电压、电流和功率分别为、、、、、，降压变压器原、副线圈的电压、电流和功率分别为、、、、、，输电线上的总电阻为，下列说法中正确的是（）A. B.C. D. 输电线上损耗的功率为10.远距离输电的示意图如图：若发电机的输出电压不变，两变压器之间输电线电阻不变，其余线路电阻不计，则下列叙述中不正确的是（）A. 用电高峰时，输电线上损失的功率与发电机的输出功率之比比用电低谷时大B. 用电高峰时，输电线上电流较小，因此灯光较暗C. 当用户用电器的总电阻减小时，输电线上损失的功率增大D. 发电机输出的功率增大时用户得到的电压反而降低11.某小型发电站的电能输送示意图如图，变压器均为理想变压器并标示了电压和匝数．若电压U1=U4，输电线总电阻为r ，用户端的用电器正常工作，则（）A. U2=U3B. U2<U3C. =D. ＜12.照明供电线路的路端电压基本上是保持不变的，可是我们在晚上七八点钟用电高峰开灯时电灯比深夜时要显得暗，这说明在用电高峰期（）A. 每个用电器的功率减小了，所以降压变压器的输出功率也减小了B. 总电阻比深夜时大，干路电流小，每一支路的电流就小C. 总电阻比深夜时小，干路电流大，输电线上损失的电压大D. 干路电流一定，支路比深夜时多，分去了一部分电流二、多选题13.如图所示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耗B. 高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的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耗越小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14.图甲为远距离输电示意图，升压变压器原副线圈匝数比为1：100，降压变压器原副线圈匝数比为100：1，远距离输电线的总电阻为100Ω．若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750kw．下列说法中正确的有（）A. 用户端交流电的频率为50HzB. 用户端电压为250VC. 输电线中的电流为30AD. 输电线路损耗功率为180kW15.图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器T1和降压变压器T2向用户供电．已知输电线的总电阻R=10Ω，降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，副线圈与纯电阻用电器组成闭合电路，用电器电阻R0=11Ω．若T1、T2均为理想变压器，T2的副线圈两端电压表达式为u=220 sin100πtV．下列说法正确的是（）A. 发电机中的电流变化频率为100HzB. 通过用电器的电流有效值为20AC. 升压变压器的输入功率为4650WD. 当用电器的电阻R0减小时，发电机的输出功率减小16.在总电压不变的条件下，黄昏时电灯比深夜暗，是因为黄昏时（）A. 线路中总电阻变大，干路电流变小B. 总电流一定，支路增多分去了电流C. 干路电流变大，线路损失电压增大D. 总电阻变小，每支路电流减小17.某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器将电压升高到220kV输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是（）A. 据公式I= ，提高电压后输电线上的电流降为原来的B. 据公式I= ，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍C. 据公式P=I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减为原来的D. 据公式P= ，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来400倍18.如图甲为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器．升压变压器原副线圈匝数比为l：100，其输入电压如图乙所示，远距离输电线的总电阻为100Ω．降压变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R1为一定值电阻，R2为用半导体热敏材料制成的传感器，当温度升高时其阻值变小．电压表V显示加在报警器上的电压（报警器未画出）．未出现火警时，升压变压器的输入功率为750kW．下列说法中正确的有（）A. 降压变压器副线圈输出的交流电频率为50HzB. 远距离输电线路损耗功率为180kwC. 当传感器R2所在处出现火警时，电压表V的示数变大D. 当传感器R2所在处出现火警时，输电线上的电流变大三、填空题19.在远距离输电中, 输送电压为220伏, 输送的电功率为44千瓦, 输电线的总电阻为0.2欧, 在使用原副线圈匝数比为1:10的升压变压器升压, 再用10:1的降压变压器降压方式送电时. 输电线上损失的电压为________ V, 损失的电功率为________ W20.远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的n倍，则输电线上由电阻造成的电压损耗是原来的________，输电线上的电功率损耗是原来的________。

交变电流考点01 交变电流的产生1. （2024年高考山东卷）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d的区域中存在垂直Oxy平面向里、磁感应强度大小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。

线圈以y轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。

若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（ ）A. B.C. D.【答案】C 【解析】根据题意可知，磁场区域变化前线圈产生的感应电动势为：sin e E t w =由题图丙可知，磁场区域变化后，当sin E t w =π3时开始切割磁感线，由几何关系可知磁场区域平行于x 轴的边长变为：π2cos 3d d d =¢=C 正确。

4. （2024年高考辽宁卷）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴OP 在磁场中匀速转动，且始终平行于OP 。

导体棒两端的电势差u 随时间t 变化的图像可能正确的是（ ）A. B. C. D.【参考答案】C 【名师解析】导体棒匀速转动，设线速度为v ，设导体棒从A 到C 过程，棒转过的角度为q ，如图所示，则导体棒垂直磁感线方向的分速度为 cos v v q^=可知导体棒垂直磁感线的分速度为余弦变化，根据左手定则可知，导体棒经过B 点和B 点关于P 点的对称点时，电流方向发生变化，根据 u BLv =⊥=BLvcos θ，可知导体棒两端电势差u 随时间t 变化的图像为余弦图像。

1. （2023高考湖南卷）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。

大轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4:1，小轮与线圈固定在同一转轴上。

线圈是由漆包线绕制而成的边长为L 的正方形，共n 匝，总阻值为R 。

磁体间磁场可视为磁感应强度大小为B 的匀强磁场。

大轮以角速度w 匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。

M 交变电流M1 交变电流的产生与描述1．L2M1[2016·全国卷Ⅲ] 如下列图，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M 、N 在t ＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M 和O N 的轴，以一样的周期T 逆时针匀速转动，如此( )图1­A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于TC ．在t ＝T 8时，两导线框中产生的感应电动势相等 D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等BC [解析] 设导线圈半径为l ，角速度为ω，两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为E ＝12B ωl 2，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框中应该产生方波交流式电，如下列图，A 错误；由T ＝2πω可知，两导线框中感应电流的周期一样，均为T ，B 正确；在t ＝T 8时，两导线框均在切割磁感线，故两导线框中产生的感应电动势均为12B ωl 2，C 正确；对于线框M ，有E 2R ·T 2＋E 2R ·T 2＝U 2有M R·T ，解得U 有M ＝E ；对于线框N ，有E 2R ·T 4＋0＋E 2R ·T 4＋0＝U 2有N R ·T ，解得U 有N ＝22E ，故两导线框中感应电流的有效值并不相等，D 错误．M2 变压器 远距离输电2．M2[2016·全国卷Ⅰ] 一含有理想变压器的电路如图1­所示，图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为3Ω、1 Ω 和4 U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I .该变压器原、副线圈匝数比为( )图1­A ．2B ．3C ．4D ．5[解析] B 开关断开时，原、副线圈的电流比I I 2＝n 2n 1，通过R 2的电流I 2＝In 1n 2，副线圈的输出电压U 2＝I 2(R 2＋R 3)＝5In 1n 2，由U 1U 2＝n 1n 2可得原线圈两端的电压U 1＝5I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22，如此U ＝U 1＋IR 1＝5I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22＋3I ；开关闭合时，原、副线圈的电流比4I I ′2＝n 2n 1，通过R 2的电流I ′2＝4In 1n 2，副线圈的输出电压U ′2＝I ′2R 2＝4In 1n 2，由U ′1U ′2＝n 1n 2可得原线圈两端的电压U ′1＝4I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22，如此U ＝U ′1＋4IR 1＝4I ⎝ ⎛⎭⎪⎫n 1n 22＋12I ，解得n 1n 2＝3，选项B 正确． 3．M2[2016·全国卷Ⅲ] 如图1­所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压一样的灯泡a 和b.当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．如下说法正确的答案是()图1­A ．原、副线圈匝数比为9∶1B ．原、副线圈匝数比为1∶9C ．此时a 和b 的电功率之比为9∶1D ．此时a 和b 的电功率之比为1∶9．AD [解析] 设灯泡的额定电压为U 0，如此输入电压U ＝10U 0，由于两灯泡均正常发光，故原线圈两端的电压U 1＝U －U 0＝9U 0，副线圈两端的电压U 2＝U 0，所以原、副线圈的匝数比n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝9∶1，A 正确，B 错误；原、副线圈的电流之比I 1∶I 2＝n 2∶n 1＝1∶9，由电功率P ＝UI 可知，a 和b 的电功率之比为1∶9，C 错误，D 正确．4．M2J3[2016·某某卷] 如图1­所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．如下说法正确的答案是( )图1­A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D．假设闭合开关S，如此电流表A1示数变大，A2示数变大B [解析] 滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，总电阻也变大，而副线圈两端的电压没有变化，所以干路中的电流减小，R1消耗的功率变小，A错误；干路中的电流变小，R1两端的电压变小，并联电路的电压变大，即电压表V示数变大，B正确；由于变压器副线圈干路中的电流变小，所以原线圈中的电流变小，即电流表A1的示数变小，C错误；闭合开关S后，并联电路的阻值变小，总电阻也变小，干路中的电流变大，R1两端的电压变大，并联电路的电压变小，通过R2的电流变小，即电流表A2示数变小，因变压器的功率变大，故电流表A1示数变大，D错误．5．M2[2016·江苏卷] 一自耦变压器如图1­所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一局部，接在c、d间作为副线圈．在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中( )图1­A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高C [解析] 根据变压器原、副线圈两端电压和原、副线圈匝数的关系式有U1U2＝n1n2，这里n2< n1，所以U2 <U1.在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，n2变小，n1不变，而原线圈两端电压U1也不变，因此U 2降低，选项C 正确．6．M2、J2[2016·四川卷] 如图1­所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减少一样匝数，其他条件不变，如此( )图1­A ．小灯泡变亮B ．小灯泡变暗C ．原、副线圈两端电压的比值不变D ．通过原、副线圈电流的比值不变B [解析] 由变压器相关知识得：U 1U 2＝n 1n 2，原、副线圈减去一样的匝数n 后：U 1U ′2＝n ′1n ′2＝n 1－n n 2－n ，n 1n 2－n ′1n ′2＝－n 〔n 1－n 2〕n 2〔n 2－n 〕<0，如此说明变压器原、副线圈的匝数比变大，如此可得出C 、D 错误．由于原线圈电压恒定不变，如此副线圈电压减小，小灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，A 错误，B 正确．。