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专题11.3 理想变压器的原理和制约关系一、选择题1．（2020中原名校联盟质检）如图所示为理想变压器，三个灯泡L1、L2、L3都标有“6V，6W”，L4标有“6V，12W”，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1 ∶n2和ab间电压分别为A．2 ∶1，24VB．2 ∶l，30VC．1 ∶2，24VD．1∶2，30V【参考答案】B【名师解析】L2、L3 并联后与 L4 串联，灯泡正常发光．说明副线圈电压为U2=12V；副线圈功率为P2=6W+6W+12W=24W，根据P2= U2 I2得I2=2A.。
根据变压器的输入的功率和输出的功率相等，P2= P1=U1 I1，而I2=2I1，所以U1=24V；根据变压器变压公式，电压与匝数成正比，得n1 ∶n2= U1 ∶U2=2 ∶l，所以 Uab=U1+UL1=(24+6)V=30V，选项B正确。
2. （2020广东湛江调研）将u=2202sin100πtV的电压输入如图所示的理想变压器的原线圈，原副线圈的匝数比为n1∶n2=55∶1，R=10Ω，则下列说法正确的是A．该交流电的频率为100HzB．闭合开关S后，电流表的读数为0.22AC．闭合开关S后，电阻消耗的电功率为1.6WD．断开开关S后，电流表的读数为0.22A【参考答案】C3．(2020·云南统测)如图所示，将理想变压器原线圈接入电压随时间变化规律为u ＝2202sin 100πt(V)的交流电源上，在副线圈两端并联接入规格为“22 V,22 W”的灯泡10个，灯泡均正常发光。
除灯泡外的电阻均不计，下列说法正确的是( )A ．变压器原、副线圈匝数比为102∶1B ．电流表示数为1 AC ．电流表示数为10 AD ．副线圈中电流的频率为5 Hz【参考答案】B【名师解析】由原线圈电压瞬时值表达式可知，原线圈输入电压有效值为220 V ，交变电流的频率f ＝1T＝ω2π＝50 Hz ，D 项错；副线圈上灯泡正常发光，说明副线圈输出电压有效值为22 V ，由理想变压器变压规律可知，n 1n 2＝U 1U 2＝10，A 项错；由灯泡电功率P ＝UI 可知，通过每只灯泡的电流为1 A ，故副线圈输出电流为10 A ，由理想变压器变流规律可知，I 2I 1＝10，所以原线圈中电流的有效值为1 A ，B 项正确，C 项错。
专题分层突破练10 恒定电流和交变电流A组基础巩固练1.(浙江6月选考)我国1 100 kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直流,用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。
下列说法正确的是( )A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流C.1 100 kV是指交变电流的最大值D.输电功率由送电端电压决定2.(多选)(湖南岳阳二模)某实验小组发现一个滑动变阻器发生了断路故障,为了检测断路的位置,实验小组设计了如图所示的电路,a、b、c、d、e 是滑动变阻器上间距相同的五个位置(a、e为滑动变阻器的两个端点)。
实验小组将滑动变阻器的滑片分别置于a、b、c、d、x(x是d、e间某一位置)、e进行测量,把相应的电流表示数记录在下表中。
已知定值电阻阻值为R,电源内阻和电流表内阻可忽略。
下列说法正确的是( )A.滑动变阻器cd间发生了断路B.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.85 AC.滑片在x位置的电流表示数的可能值为0.40 AD.若滑动变阻器未断路时,其电阻丝的总电阻为4R3.(山东烟台模拟)如图所示,将一根粗细均匀的电阻丝弯成一个闭合的圆环,接入电路中,电路与圆环的接触点O点固定,P为电路与圆环良好接触的滑片,电源的电动势为E,内阻为r,闭合开关S,在滑片P缓慢地从m点开始经n点移到q点的过程中,下列说法正确的是( )A.电压表和电流表的示数都一直变大B.灯L1先变暗后变亮,电流表的示数一直变小C.灯L2先变暗后变亮,电压表的示数先变大后变小D.电容器C所带的电荷量先减少后增多4.(多选)(山东临沂模拟)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1,电路中R1=100 Ω、R2=15 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为15 Ω,图中电表均为理想交流电表,a、b间的电压如图乙所示,下列说法正确的是( )A.该交变电流的频率为50 HzB.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电压表的示数变大C.滑动变阻器的滑片向下滑动时,电流表的示数变大D.滑动变阻器接入电阻最大时,电流表的示数为1 A5.(山东聊城二模)国家为节约电能,执行峰谷分时电价政策,引导用户错峰用电。
高三物理总复习 交变电流练习题1.从t =0时刻起，在两块平行金属板间分别加上如图所示的交变电压，加其中哪种交变电压时，原来处于两板正中央的静止电子不可能在两板间做振动？2.一台内阻不计的交流发电机，其电动势的瞬时值e =10sin50πt V ，发电机与阻值为R =10Ω的负载电阻连接．若把发电机的转速增大一倍，其他条件都保持不变，则下列说法中正确的是A.负载电阻两端电压的有效值将变为28.3VB.该发电机发出的交变电流的频率将变为100HzC.负载消耗的电功率将是20WD.负载消耗的电功率将是40W3.如右图所示，是一个交变电流的电流强度i 随时间t A.52A B.5A C.3.52A D.3.5A4.如图所示，三只完全相同的灯泡a 、b 、c分别与电阻R 、电感L 、电容C 串联，再将三者并联，接在220V ，50Hz 的交变电压两端，三只灯泡亮度相同。
若接在220V ，60Hz 的交变电压两端，则A.三只灯泡亮度不变B.三只灯泡都将变亮C.a 亮度不变，b 变亮，c 变暗D.a 亮度不变，b 变暗，c 变亮5.如图所示，同轴的两个平行导线圈M 、N ，M 中通有图象所示的交变电流，则A.在t 1到t 2时间内导线圈M 、N 互相排斥B.在t 2到t 3时间内导线圈M 、N 互相吸引C.在t 1时刻M 、N 间相互作用的磁场力为零D.在t 2时刻M 、N 间相互作用的磁场力最大6.正弦交变电源与电阻R 、交流电压表按照图1所示的方式连接，R =10Ω，交流电压表的示数是10V 。
图2是交变电源输出电压u 随时间t 变化的图象。
则A.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos100πt (A)B.通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R =2cos50πt (V)C.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos100πt (V)D.R 两端的电压u R 随时间t 变化的规律是u R =52cos50πt (V)7.如图所示，接有灯泡L 的平行金属导轨水平放置在匀强磁场中，一导体杆与两导轨良好接触并做往复运动，其运动情况与弹簧振子做简谐运动的情况相同。
高考综合复习——交变电流专题复习）知识网络考纲要求内容要求交变电流、交变电流的图象正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值理想变压器远距离输电I I I I命题规律1．从近五年的高考试题可以看出，本专题内容考查的知识点不是很多，一般以难度中等或中等偏下的考题出现。
通常是选择题。
2．重点考查交流电的产生原理、图象、表达式以及交流电的有效值、变压器的原理、远距离输电中线路损耗问题。
其中考查频率较高的是交流电有效值、变压器的有关知识。
3．这部分知识常与电场和力学知识结合在一起考查学生的综合分析能力，如带电粒子在交变电场中的运动等。
4．交流电路与工农业生产和日常生活紧密结合，在近几年的高考中出现的频率较高。
预计在今后的高考中本专题高考的热点仍是交变电流四值的计算以及变压器的原理和应用，还有涉及民生的远距离输电等。
但从新课标地区题型的涉及和安排来看，本专题出大型计算题的可能性不大，应以选择题为主，但不排除与其他专题的知识点结合出综合性的题目。
复习策略1．要注意区分瞬时值、有效值、最大值、平均值（1）瞬时值随时间做周期性变化，表达式为。
（2）有效值是利用电流的热效应定义的，即如果交流电通过电阻时产生的热量与直流电通过同一电阻在相同时间内产生的热量相等，则直流电的数值就是该交流电的有效值。
（3）最大值用来计算，是穿过线圈平面的磁通量为零时的感应电动势。
（4）平均值是利用来进行计算的，计算电量时用平均值。
2．理想变压器的有关问题，要注意掌握电流比的应用，当只有一原一副时电流比，当理想变压器为一原多副时，电流比关系则不适用，只能利用输入功率与输出功率相等来进行计算。
第一部分交变电流的产生和描述知识要点梳理知识点一——交变电流的产生及变化规律▲知识梳理1．交变电流的定义大小和方向都随时间做周期性变化的电流叫交变电流。
2．正弦交变电流随时间按正弦规律变化的交变电流叫做正弦交变电流，正弦交变电流的图象是正弦曲线。
3．交变电流的产生（1）产生方法：将一个平面线圈置于匀强磁场中，并使它绕垂直于磁场方向的轴做匀速转动，线圈中就会产生正（余）弦交流电。
第五章 交变电流专题复习 知识梳理： 一、交变电流 1.交变电流：电流强度的大小和方向，这种电流叫交变电流。 2.交变电电流的产生和变化规律 （1）产生：在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈产生的是交变电流. （2）规律（瞬时值表达式）： ①中性面的特点： ②变化规律：（交变电流瞬时值的表达式） 电动势：电压：电流： ③正弦（余弦）交变电流的图象（图作在如图方框内） 二、描述交变电流的物理量 1. 交变电流的最大值： 某些电学元件（电容器、晶体管等）的击穿电压指的是交变电压的最大值. 2.交变电流的有效值： （1）有效值是利用定义的.（即，则直流电的数值就是该交流电的有效值.） （2）正弦交变电流的有效值： （3）通常说的交变电流的电压、电流强度以及交流电表的读数、保险丝的熔断电流的值，都是指交变电流的值.此外求解交变电流的电热问题时，必须用值来进行计算. 3.交变电流平均值： （1）交变电流图象中图象与t轴所围成的面积与时间的比值叫做交变电流的平均值. （2）平均值是利用来进行计算的，计算时只能用平均值. 4.交变电流的周期、频率、角速度： （1）周期T：交变电流完成一次周期性变化所需的时间. （2）频率f：1s内完成周期性变化的次数. （3）角速度ω：1s内转过的角度. （4）三者关系： 我国民用交变电流的周期T=s、频率f=Hz、角速度ω=rad/s. 三、电感和电容对交流的作用 电感是“通流、阻流、通频、阻频”. 电容是“通流、隔流、通频、阻频”. 四、变压器 1.变压器的构造图（作在如图方框内） 2.变压器的工作原理： 3. 理想变压器 （1）电压跟匝数的关系： （2）功率关系： （3）电流关系： （4）决定关系：电流、电压、输出功率 五、远距离输电 1、示意图：
【交变电流的产生和图像】 2、两个关系：
（1）.输电过程的电压关系：
（2）.输电过程功率的关系： 1、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0.25 Hz B．通过电阻的电流为2A C．电阻消耗的电功率为2.5 W D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V 2、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）V B．该交流电的频率为25 Hz C．该交流电的电压的有效值为1002 V D．若将该交流电压加在阻值R＝100 Ω的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W 3、如图所示，同轴的两个平行导线圈M、N，M中通有图象所示的交变电流，则（ ） A.在t1到t2时间内导线圈M、N 互相排斥 B.在t2到t3时间内导线圈M、N 互相吸引 C.在t1时刻M、N 间相互作用的磁场力为零 D.在t2时刻M、N 间相互作用的磁场力最大 4、在周期性变化的匀强磁场区域内有垂直于磁场的一半径为r=1m、电阻为R=3.14Ω的圆形线框，当磁感应强度B按图示规律变化时（以向里为正方向），线框中有感应电流产生。⑴画出感应电流i随时间变化的图象（以逆时针方向为正）。⑵求该感应电流的有效值。
【表征交流电的物理量、四值问题】 1、如图，匀强磁场的磁感应强度B=0.5T,边长为L=10cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r=1Ω，线圈绕垂直于磁感线的轴匀速转动。,/2srad外电路电阻R=4Ω。
求：（1）感应电动势最大值 （2）由图示位置转过60。角时的感应电动势值 （3）由图示位置转过60。角过程中产生的感应电动势值 （4）交流电压表的示数 （5）线圈转动一周在电阻R上产生的热量
（6）在61周期内通过电阻R的电荷量为多少。
B/T t/s O 2
1 3 4 6 7 9
B r
M N t1t2t3t4
i t O
V 2.如下图所示，是一个交变电流的电流强度i随时间t变化的规律。此交变电流的有效值是（ ） A.52A B.5A C.3.52A D.3.5A
3.一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。t1=1/60s，线框中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线框中感应电动势为503V，求： （1）感应电动势的最大值； （2）线框转动的角速度的大小； （3）线框中感应电动势的瞬时表达式。
4.一根电阻丝接入100v的直流电，1min产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电压，2min产生的热量为0.5Q，那么该交变电压的最大值为 （ ）
A、50v B、100v C、502v D、503v 5.将硬导线中间一段折成不封闭的正方形，每边长为l，它在磁感应强度为B、方向如图的匀强磁场中匀速转动，转速为n，导线在a、b两处通过电刷与外电路连接，外电路有额定功率为P的小灯泡并正常发光，电路中除灯泡外，其余部分的电阻不计，灯泡的电阻应为 （ ） A.(2πl2nB)2/P B.2(πl2nB)2/P C.(l2nB)2/2P D.(l2nB)2/P 【电感和电容对交流的作用】 1.如图所示，接在交流电源上的电灯泡正常发光，以下说法正确的是（ ） A．把电介质插入电容器，灯泡变亮B．增大电容器两极板间的距离，灯泡变亮 C．减小电容器两极板间的正对面积，灯泡变暗D．使交变电流频率减小，灯泡变暗 【变压器原理和应用】 1、下列有关理想变压器的说法正确的是：（ ） A.原、副线圈中交变电流的频率一定相等 B.穿过原、副线圈的磁通量的变化率一定相等 C.副线圈的输出功率和原线圈的输入功率一定相等 D.原线圈的导线比副线圈导线细 E．变压器是一种能够改变交流电压的设备 F．凡是能改变交流电压的设备，都是变压器 G．原线圈中输入功率随着副线圈中的负载阻值增大而增大 H．负载空载时，原线圈中的电流为零 I．当副线圈空载时，原线圈上的电压为零 J．原线圈中的输入电流随着副线圈中的输出电流的增大而增大 2.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源，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22023A B．电源输出功率为1200W
C．电流表的示数为2203A D．原线圈端电压为11V 3.如图所示，理想变压器的原线圈匝数为n1=1000匝，副线圈匝数为n2=200匝，交变电源的电动势e=311sin314tV，电阻R=88Ω，电流表和电压表对电路的影响忽
A1
V1 V
2
A2
R n1n2
42 -32 O
i/A
t/s 0.1 0.2 0.3 0.4
~ A
b a
B
l 略不计。下列结论正确的是 （ ） A.电流表A1的示数为0.10A B.电压表V1的示数为311V C.电流表A1的示数为0.75A D.电压表V2的示数为62.2V 4、如图所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡，原线圈与一灯泡串联在交流电源上。若所有灯泡都完全相同且都正常发光，则电源两端的电压U1与灯泡两端的电压U2之比为 （ ） A、1:1 B、2:1 C、3:1 D、4:1 5、如图所示为理想变压器，3个灯泡L1，L2，L3都标有“5V，5W”，L4标有“5V，10W”．若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比n1∶n2和输入电压u应为（ ） A．2∶1，25V B．1∶2，20V C．1∶2，25V D．2∶1，20V 7.如图所示，理想变压器给负载R供电．保持输入的交变电压不变，各交流电表对电路的影响不计。当负载电阻的滑动触头向下移动时，图中各交流电表的示数及变压器的输入功率P的变化情况是（ ） A.V1和V2不变，A1增大，A2减小，P增大 B.V1和V2不变，A1和A2增大，P增大 C.V1和V2不变，A1和A2减小，P减小 D.V1不变，V2增大，A1减小，A2增大，P减小 10.钳形电流表的外形和结构如图（a）所示。图（a）中电流表的读数为1.2A 。图（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（b）的读数为2.4A B.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为0.4A C.这种电流表能测交流电流，图（b）的读数为3.6A D.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图 （b）的读数为3.6A 【远距离输电】 1、山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户．设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器总功率的增加将导致（ ） A．升压变压器初级线圈中的电流变小B．升压变压器次级线圈两端的电压变小 C．高压输电线路的电压损失变大D．降压变压器次级线圈两端的电压变小 2.某发电站的输出功率为104kW，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ρ=2.4×10-8Ωm，导线横截面积为1.5×10- 4m2，输电线路损失的功率为输出功率的4%，求：⑴升压变压器的输出电压；⑵输电线路上的电压损失。
4、图5-43为一输电系统，A地有一台升压变压器，B地有一台匝数比为10∶1的降压变压器，使120盏标有“120V,100W”的灯正常工作，A、B两地输电线的电阻是20Ω，求：(1)升压变压器输出端的电压．(2)若不用变压器，要在B地得到同样大小的电流和电功率，那么在A地要用多大的电压将电能输出？(3)两情况下输电线上损耗功率之比是多少？
A1
V1 V
2
A2
R n1n2
图（a） A 铁芯 图（b）
