高三一轮复习第10章交流电 第2单元测试题
高三一轮二轮复习经典题目交流电(含答案)
第二章交变电流一、交流电的产生1．（多选）如图所示，下列图象属于交流电的有（）A．B．C．D．2．如图1所示，一个矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈内磁通量随时间t的变化如图2所示，则下列说法中正确的是（）A．t1时刻线圈中的感应电动势最大B．t2时刻ab的运动方向与磁场方向平行C．t3时刻线圈平面与中性面重合D．t4，t5时刻线圈中感应电流的方向相同3．图甲为一台小型发电机构造示意图，单匝线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为 0.5Ω，外接灯泡的电阻为9.5Ω，则（）A．电压表的示数为6VB．电流方向每秒改变50次C．若线圈从图甲所示位置开始计时，电动势的表达式为e=62sin100πt（V）D．在 t=0.01 s 的时刻，穿过线圈的磁通量为3250π（Wb）4．如图甲所示，一矩形线圈abcd放置在匀强磁场中，并绕过ab、cd中点的轴OO′以角速度匀速转动．若以线圈平面与磁场夹角θ=45°时[如图（b）所示]为计时起点，并规定当电流自a流向b时电流方向为正．则图所示的四幅图中正确的是（）A．B．C．D．二、交流电的四值（1）有效值1．某交流电流在一个周期（1s）内的波形如图所示，则该交变电流的有效值为（）A．125A B．1.5AC．145A D．3A2．如图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如图所示。
此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为（）A．110 VB．156 VC．220 VD．311 V3．一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2P，如果电热器的电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为（）A．5VB．5VC．20VD．104．如图所示，甲图为正弦式交流电，乙图正值部分按正弦规律变化，负值部分电流恒定，丙图为方波式交流电，三个图中的I0和周期T相同。
高中物理选修3-2《交流电》单元测试题(含答案)
高中物理选修3-2《交流电》单元测试题高二物理阶段性复习质量检测一本试卷分第Ⅰ卷（选择题）和第Ⅱ卷（非选择题）两部分，共100分。
考试时间90分钟。
注意事项：1．答卷前将学校、姓名、准考号填写清楚。
2．选择题的每小题选出答案后，用铅笔把机读卡上对应题目的答案标号涂黑。
其它小题用钢笔或圆珠笔将答案写在答题卡上。
第一卷（选择题，共50分）一、选择题(本题共10小题，每小题5分，共50分；其中第1～7题为单选题；第8～10题为多选题，全部选对得5分，选不全得2分，有选错或不答的得0分)1、如图，实验室一台手摇交流发电机，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＝sin(10πt) V，则( )A、该交变电流的频率为10 HzB、该电动势的有效值为 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 A2、通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流如图所示，其周期为1 s。
电阻两端电压的有效值为( )A．12 VB．C．15 VD．3、普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab，cd一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd ，为了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 cd4、如图，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝2∶1，V 和A 均为理想电表，灯泡电阻R L ＝6 Ω，AB 端电压u 1＝sin(100πt ) V 。
下列说法正确的是( )A ．电流频率为100 HzB ．V 的读数为24 VC ．A 的读数为0.5 AD ．变压器输入功率为6 W5、用220 V 的正弦交变电流通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V ，通过负载的电流图象如图所示，则( ) 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∶2D ．负载电流的函数表达式i ＝0.05sin(100πt ＋π2) A 6、某小型发电站发电机输出的交流电压为500 V ，输出的电功率为50 kW ，用总电阻为3 Ω的输电线向远处送电，要求输电线上的损失功率为输电功率的0.6%，则发电站要安装一升压变压器，用户再用降压变压器变为220 V(两个变压器均为理想变压器)。
暑假自主学习 高三物理一轮基础训练：第10章 交变电流
高 三 一 轮 复 习 基 础 训 练10.1交变电流的产生和描述日期：＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分．)1．图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是()2．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动，如图甲所示．产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示．则下列说法正确的是( )A ．t ＝0.01 s 时穿过线框的磁通量最小B ．该交变电动势的有效值为11 2 VC ．该交变电动势的瞬时值表达式为e ＝222cos (100πt ) VD ．电动势瞬时值为22 V 时，线圈平面与中性面的夹角为45°3.如图所示电路中，已知交流电源电压u ＝200sin 100πt (V)，电阻R ＝100 Ω.则电流表和电压表的示数分别为( )A ．1.41 A,200 VB ．1.41 A,141 VC ．2 A,200 VD ．2 A,141 V4．一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法中正确的是( )A ．t ＝0时刻线圈平面与中性面垂直B ．t ＝0.01 s 时刻Φ的变化率达到最大C ．0.02 s 时刻感应电动势达到最大D ．该线圈相应的感应电动势图象如图乙所示 5．如图所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是灯L 1变亮，灯L 2变暗，灯L 3不变，则M 、N 、L 中所接元件可能是( )A ．M 为电阻，N 为电容器，L 为电感线圈B ．M 为电感线圈，N 为电容器，L 为电阻C ．M 为电容器，N 为电感线圈，L 为电阻D ．M 为电阻，N 为电感线圈，L 为电容器6.如图所示，abcd 为一边长为L 、匝数为N 的正方形闭合线圈，绕对称轴OO ′匀速转动，角速度为ω.空间中只有OO ′左侧存在垂直纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为B .若闭合线圈的总电阻为R ，则( )A ．线圈中电动势的有效值为22NBL 2ωB ．线圈中电动势的最大值为12NBL 2ωC ．在转动一圈的过程中，线圈中有一半时间没有电流D ．当线圈转到图中所处的位置时，穿过线圈的磁通量为12NBL 27．北京市东城区民用电网改造完成后，某居民小区变压器输出端的交变电压瞬时值表达式为u ＝220 2 sin100πt (V)，对此交变电压，下列表述正确的是( )A ．最大值是220 VB ．频率是50 HzC ．有效值是220 VD ．周期是0.01 s8．交流发电机电枢中产生的交变电动势为e ＝E m sin ωt ，如果要将交变电动势的有效值提高一倍，而交流电的周期不变，可采取的方法是( )A ．将电枢转速提高一倍，其他条件不变B ．将磁感应强度增加一倍，其他条件不变C ．将线圈的面积增加一倍，其他条件不变D ．将磁感应强度增加一倍，线圈的面积缩小一半，其他条件不变9．图甲、乙分别为两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，图乙所示的电压是正弦函数的一部分．下列说法正确的是()甲 乙A．图甲、图乙均表示交流电B．图甲所示电压的瞬时值表达式为u＝20sin100πt (V)C．图乙所示电压的有效值为20 V D．图乙所示电压的有效值为10 V10．如图所示的电路中，电源电压u＝311sin 100πt (V)，A、B间接有“220V440 W”的电暖宝、“220 V220 W”的抽油烟机、交流电压表及保险丝．下列说法正确的是()A．交流电压表的示数为311 VB．电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 AC．电暖宝发热功率是抽油烟机发热功率的2倍D．1 min抽油烟机消耗的电能为1.32×104 J二、非选择题(本大题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(14分)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绕垂直于磁场的固定轴转动．线圈匝数n＝100.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R＝95 Ω.求：(1)一个周期内，线圈发热产生的热量．(2)线圈从中性面起转动半周的过程中，流过R的电量．12. (16分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω.求：(1)转动过程中感应电动势的最大值；(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；(4)交流电压表的示数．高三一轮复习基础训练10.2变压器电能的输送日期：＿＿＿＿学号：＿＿＿＿＿姓名：＿＿＿＿＿一、选择题(本大题共10小题，每小题7分，共70分．)1.如图所示的理想变压器，对于原、副线圈，不一定相等的物理量是()A．交流电的最大值B．磁通量的变化率C．电功率D．交变电流频率2．如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V 6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是()A．120 V,0.10 A B．240 V,0.025 AC．120 V,0.05 A D．240 V,0.05 A3．如图所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝22，线框电阻不计．线框绕垂10T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是()A．图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B．线框中产生交变电压的表达式为u＝5002sin (200t) VC．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11D．允许变压器输出的最大功率为2 200 W4．图甲中的变压器为理想变压器，原线圈与副线圈的匝数之比n1∶n2＝10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式电压，两个20 Ω的定值电阻串联接在副线圈两端，电压表为理想电表．则()A．原线圈上电压的有效值为100 VB．原线圈上电压的有效值约为70.7 VC．交变电流的周期为50 HzD．电压表的读数约为5 2 V5.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝10 Ω，C为电容器，原线圈所加电压u＝2202sin (100πt) V．下列说法正确的是()A．通过电阻R3的电流始终为零B．副线圈两端交变电压的频率为5 HzC．电阻R2的电功率为48.4 WD．原副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10∶16.利用如图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的示数为50 mA，则()A．被测电路的电流有效值为0.5 AB．被测电路的电流平均值为0.5 AC．被测电路的电流最大值为5 2 AD．原、副线圈中的电流同时达到最大值7．发电机的输出电压为220 V，输出功率为44 kW，每条输电线电阻为0.2 Ω，则用户得到的电压U和电功率P分别为()A．U＝80 V B．P＝16 kWC．U＝140 V D．P＝28 kW8．如图所示，M为理想变压器，电表均可视为理想电表，电源电压U不变，输电线电阻忽略不计．当变阻器滑片P向上移动时，读数发生变化的电表是()A．A1B．A2C．V1D．V29．如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一峰值不变的正弦交变电压，副线圈接一可变电阻R，在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增大，下面的措施正确的是()A．仅增加原线圈匝数n1B．仅增加副线圈匝数n2C．仅减小电阻R的阻值D．仅增大电阻R的阻值10．有5个完全相同的灯泡连接在理想变压器的原、副线圈电路中，如图所示，若将该电路与交流电源接通，且电键接到1位置，发现5个灯泡亮度相同；若将电键接到2位置，且在变化中灯泡都不会烧毁，则可能的是()A．该变压器是降压变压器，线圈匝数比为4∶1B．该变压器是升压变压器，线圈匝数比为1∶4C．副线圈电路中的灯泡仍发光，只是更亮些D．副线圈电路中的灯泡仍发光，只是更暗些二、非选择题(本大题共2小题，共30分．计算题要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位．)11．(15分)发电站需向远距离负载供电，若发电机输出电压U1＝230 V，输出功率P1＝2.3×105 W，负载额定电压U4＝220 V，输电线总电阻R0＝1 Ω，要求输电线损失功率为1.0×104 W．求：(1)输电线电流I2大小；(2)升压变压器原、副线圈匝数比；(3)降压变压器原、副线圈匝数比．12．(15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的指示灯连接变压器．变压器输出端并联24只彩色小灯泡，每只灯泡都是“6 V0.25 W”，灯泡都正常发光，导线电阻不计．求：(1)降压变压器原、副线圈匝数比；(2)发电机的输出功率．高 三 一 轮 复 习 基 础 训 练10.1交变电流的产生和描述1．【解析】 A 、B 选项中闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场且过线圈平面的转轴匀速转动，满足产生正弦式交变电流的条件，能产生正弦式交变电流；C 选项中转轴平行于磁场，转动过程中，穿过线圈的磁通量始终为零，故C 中不产生正弦式交变电流；D 选项中虽然只有一半线圈在磁场中，但是始终有一边切割磁感线按照正弦规律产生感应电动势，且一边出时，另一边恰好入，保证转动过程中感应电动势连续按照正弦规律变化．故应选C.【答案】 C 2．【解析】 t ＝0.01 s 时感应电动势为零，穿过线框的磁通量最大，选项A 错误；该交变电动势的有效值为22 V ，选项B 错误；该交变电动势的瞬时值表达式为e ＝222sin (100πt ) V ，选项C 错误；根据该交变电动势的瞬时值表达式可知，电动势瞬时值为22 V 时，线圈平面与中性面的夹角为45°，选项D 正确．【答案】 D3.【解析】 电流表和电压表显示的是有效值，U ＝U m 2＝100 2 V ≈141 V ；I ＝UR ＝1.41 A ，故选项B 正确．【答案】 B 4．【解析】 由Φ－t 图知，在t ＝0时，Φ最大，即线圈处于中性面位置，此时e ＝0，故A 、D 两项错误；由图知T ＝0.04 s ，在t ＝0.01 s 时，Φ＝0，ΔΦΔt 最大，e 最大，则B 项正确；在t ＝0.02 s 时，Φ最大，ΔΦΔt＝0，e＝0，则C 项错．【答案】 B 5．【解析】 当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯L 1变亮，灯L 2变暗可知M 为电容器，N 为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L 为电阻，C 正确．【答案】 C6.【解析】 最大值E m ＝12NBL 2ω，有效值E ＝E m 2＝24NBL 2ω.在转动的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，故线圈中始终有电流通过．图中所示位置中，穿过线圈的磁通量为12BL 2，正确选项为B.【答案】 B 7．【解析】 此交变电压最大值是220 2 V ，有效值是220 V ，频率是50 Hz ，周期是0.02 s ，选项B 、C 正确，A 、D 错误．【答案】 BC 8．【解析】 将磁感应强度增加一倍，其他条件不变，或将线圈的面积增加一倍，其他条件不变，选项B 、C 正确．【答案】 BC 9．【解析】 根据交变电流的定义，图甲、图乙均表示交流电，图甲所示电压的瞬时值表达式为u ＝20sin100πt (V)，选项A 、B 正确．根据有效值的定义得：(102)2R T 2＝U 2RT ，解得图乙所示电压的有效值U ＝10 V ，选项D 正确，C 错误．【答案】 ABD 10．【解析】 交流电压表的示数为220 V ，选项A 错误．电暖宝中电流为2 A ，抽油烟机中电流为1 A ，电路要正常工作，保险丝的额定电流不能小于3 A ，选项B 正确．电暖宝发热功率远大于抽油烟机发热功率的2倍，1 min 抽油烟机消耗的电能为W ＝Pt ＝220×60 J ＝1.32×104J ，选项C 错误，D 正确．【答案】 BD11．(14分)【解析】 (1)线圈产生的热量Q ＝I 2Rt ＝(22)2×5×2π×10－2＝0.157 (J)．(2)流过R 的电量q ＝I t ＝ER ＋r t ＝n ΔΦt (R ＋r )t ＝n ΔΦR ＋r ＝2nΦm R ＋r，代入数据可得：q ＝2×10－2 C. 【答案】 (1)0.157 J (2)2×10－2 C 12.【解析】 (1)E m ＝nBSω＝3.14 V . (2)由图示位置计时转过60°角时，瞬时感应电动势E ＝E m ·cos 60°＝1.57 V .(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势E ＝n ΔΦΔt ＝100×0.5×0.01×sin 60°π3×2π V ＝2.60 V.(4)交流电压表测的是有效值，所以其示数U ＝E m R2(R ＋r )＝1.78 V .【答案】 (1)3.14 V (2)1.57 V (3)2.60 V (4)1.78 V10.2变压器 电能的输送1.【解析】 根据理想变压器的工作原理，原、副线圈中磁通量变化率一定相等，交变电流频率一定相等．根据能量守恒，原、副线圈中电功率一定相等，但交流电的最大值不一定相等，故选A.【答案】 A2．【解析】 灯泡正常工作，副线圈电压U 2＝12 V ，副线圈电流I 2＝2×612A ＝1 A ，根据匝数比得原线圈电流I 1＝120I 2＝0.05 A ，原线圈电压U 1＝20U 2＝240 V ，选项D 正确，其他选项错误．【答案】 D 3．【解析】 图示位置穿过线框的磁通量最大，但由于没有边切割磁感线，所以无感应电动势，磁通量的变化率为零，A 选项错误；线框中交变电压u ＝NBSωsin ωt ＝5002sin (200t ) V ，B 选项正确；变压器原、副线圈匝数之比n 1n 2＝U 1U 2＝500220＝2511，C 选项错误；变压器输出的最大功率等于输入的最大功率P ＝UI ＝500×10 W ＝5 000 W ，D 选项错误．【答案】 B 4．【解析】 原线圈上电压的最大值为100 V ，有效值约为70.7 V ，选项B 正确，A 错误．交变电流的周期为0.04 s ，频率为25 Hz ，选项C 错误．根据变压器变压公式，副线圈电压为7.07 V ，电压表的读数约为2.5 2 V ，选项D 错误．【答案】 B5.【解析】 在交流电路中电容器能够通交流，所以A 错误；变压器能够改变交流电压，但是不能变频，因此B 错误；根据U 1U 2＝n 1n 2得到U 2＝22 V ，所以电阻R 2的电功率为P 2＝U 22R 2＝48.4 W ，C 正确；根据法拉第电磁感应定律得到原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为1∶1，D 错误．【答案】 C6.【解析】 交流电流表示数为副线圈中电流的有效值，即I 2＝50 mA ＝0.05 A ，根据I 1I 2＝n 2n 1得，I 1＝5 A ，A 、B 均错误；原线圈(被测电路)中电流的最大值I 1m ＝2I 1＝5 2 A ，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】 C 7．【解析】 由P 出＝U 出I 可得，输电电流I ＝200 A ，输电线上损耗的功率P 线＝2I 2R ＝16 000 W ＝16 kW ，用户得到电功率P ＝P 出－P 线＝28 kW ，D 项正确．输电线上损失的电压U 线＝2IR ＝80 V ，用户得到电压U ＝U 出－U 线＝140 V ，C 项正确．【答案】 CD 8．【解析】 由于电源电压U 不变，根据理想变压器工作原理可知两电压表示数不变，C 、D 错误；当变阻器滑片P 向上移动时，变阻器连入电路的电阻减小，右侧电路中电流增大，B 正确；根据P 入＝P 出可知原线圈中电流也增大，A 正确．【答案】 AB 9．【解析】 为使变压器输入功率增大，可以仅减小电阻R 的阻值或仅增加副线圈匝数n 2，选项B 、C 正确． 【答案】 BC10．【解析】 电键接到1位置时，I 1＝14I 2，所以n 1∶n 2＝I 2∶I 1＝4∶1，A 对，B 错．电键接到2位置时，U 1变大，导致U 2变大，所以副线圈电路中的灯泡更亮些，C 对，D 错．【答案】 AC11．(15分)【解析】 (1)由P 损＝I 22R 0得I 2＝P 损R 0＝ 1.0×1041A ＝100 A.(2)U 2＝P 1I 2＝2.3×105100V ＝2 300 Vn 1n 2＝U 1U 2＝230 V 2 300 V ＝110. (3)U 3＝U 2－U 损＝U 2－I 2R 0＝(2 300－100×1) V ＝2 200 V高 三 一 轮 复 习 基 础 训 练n 3n 4＝U 3U 4＝2 200 V 220 V ＝101. 【答案】 (1)100 A (2)1∶10 (3)10∶112．(15分)【解析】 (1)彩色小灯泡额定电流I L ＝P U ＝124A ，副线圈总电流I 2＝24I L ＝1 A.变压器输入功率等于U 1I 1＝U 2I 2＝6 W 变压器原线圈电路中，利用欧姆定律可得E ＝U 1＋I 1R ＝U 2I 2I 1＋I 1R ＝6I 1＋6I 1，代入E 值解得I 1＝13A(I 1＝3 A 应舍去，根据题意是降压变压器，应I 1<I 2＝1 A)，所以n 1n 2＝I 2I 1＝31.(2)发电机的输出功率P ＝I 1E ＝6.67 W. 【答案】 (1)3∶1 (2)6.67。
高考物理一轮复习 第十章 交变电流 传感器 第二节 变压器 电能的输送课件
220×0.2 44
A＝1
A，C、D错误；原线圈和副线圈的匝数比nn12
＝II12＝51，A错误，B正确．
答案：B
2．用220 V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110 V，通过负载的电流图象如图所示，则( )
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＝0.05sin(100πt＋π2)A
第十章
交变电流 传感器
第二节 变压器 电能的输送
突破考点01 突破考点02 突破考点03
突破考点04 课时作业 高考真题
突破考点01
变压器
自主练透
1.构造和原理(如图所示)
(1)主要构造：由________、________和铁芯组成． (2)工作原理：电磁感应的________现象．
2.基本关系 (1)电压关系：UU12＝________. (2)电流关系：只有一个副线圈时：II12＝________. (3)功率关系：P入＝________. (4)频率关系：原、副线圈中电流的频率相等．
(3)I2变化引起P2变化，根据P1＝P2，可以判断P1的变化．
2.负载电阻不变的情况(如图所示)
(1)U1不变，nn12发生变化，U2变化． (2)R不变，U2变化，I2发生变化． (3)根据P2＝UR22和P1＝P2，可以判断P2变化时，P1发生变 化，U1不变时，I1发生变化．
【例1】 如下图所示，理想变压器输入端PQ接稳定的交流 电源，通过单刀双掷开关S可改变变压器原线圈匝数(图中电压表 及电流表皆为理想电表)，则下列说法中正确的是( )
3.几种常用的变压器 (1)自耦变压器——也叫________变压器． (2)互感器 ①电压互感器，用来把高电压变成________； ②电流互感器，用来把大电流变成________．
2019版高考物理一轮复习 第10章 交流电及传感器综合过关规范限时检测 新人教版选修3-2
2019版高考物理一轮复习 第10章 交流电及传感器综合过关规范限时检测 新人教版选修3-2一、选择题(本题共8小题，每小题6分，共计48分。
1～4题为单选，5～8题为多选，全都选对的得6分，选对但不全的得3分，错选或不选的得0分)1．(2016·东北三省四市教研联合体联考)某交流发电机产生的感应电动势与时间的关系如图所示，下列说法正确的是导学号 51343153( B )A ．t ＝0时刻发电机的转动线圈位于中性面B ．在1s 内发电机的线圈绕轴转动50圈C ．将此交流电接到匝数比是1∶10的升压变压器上，副线圈的电压为22002VD ．将此交流电与耐压值是220V 的电容器相连，电容器不会被击穿[解析] t ＝0时，感应电动势最大，此时线圈平面与磁场方向平行，磁通量为零，A错误；T ＝0.02s ，频率f ＝1T＝50Hz ，B 正确；将此交流电接到匝数比是1∶10的升压变压器上，副线圈的电压为2200V ，C 错误；因为交流电的电压最大值为2202V>220V ，将此交流电与耐压值是220V 的电容器相连，电容器会被击穿，D 错误。
2．(2016·河北邯郸一模)如图，一理想变压器的原、副线圈匝数之比n 1∶n 2＝10∶1，原线圈接入电压u ＝2202sin100πt (V)的交流电源，交流电压表和交流电流表对电路的影响可忽略不计，定值电阻R 0＝10Ω，可变电阻R 的阻值范围为0～10Ω，则下列说法错误的是导学号 51343154( D )A ．副线圈中交变电流的频率为50HzB ．t ＝0.02s 时，交流电压表的示数为22VC ．当可变电阻阻值变大时，变压器的输入功率变小D ．调节可变电阻R 的阻值时，交流电流表示数的变化范围为1.1～2.2A[解析] 变压器不改变交流电的频率，f ＝ω2π＝50Hz ，A 正确；交流电压表的示数为副线圈两端电压的有效值，U 1U 2＝101，解得U 2＝22V ，B 正确；当可变电阻阻值变大时，变压器的输出电压不变，由P ＝U 2R ＋R 0知，变压器的输出功率变小，变压器的输入功率变小，C 正确；当可变电阻的阻值为R ＝0时，副线圈中电流最大，变压器的输出功率最大，其输入功率也是最大，此时电流表的示数最大，U 1I 1＝U 22R 0，220I 1＝22210A ，I 1＝0.22A ，当R ＝10Ω时，副线圈中电流最小，变压器的输出功率最小，其输入功率也是最小，此时电流表的示数最小，U 1I 1′＝U 22R 0＋R ，220×I 1′＝22220A ，解得I 1′＝0.11A ，所以交流电流表示数的变化范围为0.11～0.22A ，D 错误。
2011高考物理一轮复习考点演练：第10章 交变电流(解析版)
第十章第1节交变电流的产生和描述班级姓名成绩(时间：45分钟满分：100分)一、选择题（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）1.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图甲所示，则下列说法正确的是( )A.t =0时刻，线圈平面与中性面垂直B.t =0.01 s 时刻，Φ的变化率最大 C .t =0.02 s 时刻，交流电动势达到最大D.与该线圈产生的交流电动势相应的图象如图乙所示2.(2010·广州模拟)矩形金属线圈共10匝，绕垂直磁场方向的转轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e 随时间t 变化的情况如图所示.下列说法中正确的是（）A.此交流电的频率为0.2 HzB.此交流电动势的有效值为1 VC .t =0.1 s 时，线圈平面与磁场方向平行D.线圈在转动过程中穿过线圈的最大磁通量为1/（100π）Wb3.已知交变电流i=I m sin ωt A,线圈从中性面起开始转动，转动了多长时间，其瞬时值等于有效值( )A.wB.4w π D.2w π4.如图所示的电路，已知交变电流的电压U=2202sin 100πt V,电阻R=200 Ω，不考虑电表内阻对电路的影响，则电流表和电压表的读数分别为( )A.1.12 A，2202 VB.1.1 A，220 VC.1.12 A，220 VD.1.1 A，220 2V5.(2010·盐城模拟)一根电阻丝接入100 V的恒定电压电路中，在1 min内产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦式交变电流的电路中，在2 min内产生的热量也为Q，则该交流电压的峰值是（）A.141.4 VB.100 VC.70.7 VD.50 V6.电学元件的正确使用对电路安全工作具有重要作用，某电解电容器上标有“25 V450 μF”字样，下列说法中正确的是（）A.此电容器在交流、直流电路25 V的电压时都能正常工作B.此电容器只有在不超过25 V的直流电压下才能正常工作C.当工作电压是直流25 V时，电容才是450 μFD.若此电容器在交流电压下工作，交流电压的最大值不能超过25 V7.如图所示，单匝矩形线圈放置在磁感应强度为B的匀强磁场中，以恒定的角速度ω绕ab边转动，磁场方向垂直于纸面向里，线圈所围面积为S，线圈导线的总电阻为R，t=0时刻线圈平面与纸面重合，且cd边正在向纸面外转动，则（）A.线圈中电流t时刻瞬时值表达式为i=BSωcos ωt/RB.线圈中电流有效值I=BSω/RC.线圈中电流有效值I=2BSω/2RD.线圈消耗的电功率P=（BSω）2/R8.一个电热器接在10 V的直流电源上，在时间t内产生的热量为Q，今将该电热器接在一正弦式交流电源上，它在2t 内产生的热量为Q，则这一正弦式交流电源( )A.可使“10 V20 W”的小灯泡正常发光B.“10 V400 μF”的平行板电容器可在此交流电源下正常工作C.交流电压的最大值是52 V，有效值是5 VD.交流电压的最大值是20 V，有效值是102 V9.如图甲为电热毯的电路图，电热丝接在u＝311sin 100πt V的电源上，电热毯被加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为如图乙所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数是( )A.110 VB.156 VC.220 VD.311 V10.(2009·福建)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 Ω，另外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，如图乙所示，则（）A.电压表○V的示数为220 VB.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484 WD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2 J二、计算题(本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位)11.(14分)有一正弦式交流电源，电压有效值U=120 V，频率f=50 Hz,向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U2，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？为什么人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？12.(16分)交流发电机转子有n匝线圈，每匝线圈所围面积为S，匀强磁场的磁感应强度为B，匀速转动的角速度为ω，线圈内电阻为r，外电路电阻为R.当线圈由图中实线位置匀速转动90°到达虚线位置过程中，求：(1)通过R的电荷量q为多少？(2)R上产生电热QR为多少？(3)外力做的功W为多少？第2节变压器电能的输送班级姓名成绩(时间：45分钟满分：100分)一、选择题（本题共10小题，每小题7分，每题只有一个答案正确，共70分）1.在变电所里，经常要用交流电表去检测电网上的强电流，使用的仪器是电流互感器，下列的四个图中，能正确反映其工作原理的是（）2.如图所示，一理想变压器带有三个匝数都为50匝的副线圈ab、cd、ef，若原线圈匝数为100匝，并接到220 V交流电源上，通过副线圈的各种组合，可以得到以下哪些电压( )①0 V ②110 V③220 V ④330 VA.①②③④B.只有①②C.只有③④D.只有②③④3.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＝U0sin ωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5 Ω的负载电阻.若U0＝2V，ω＝100πrad/s，则下述结论正确的是（）A.副线圈中电压表的读数为55 VB.副线圈中输出交流电的周期为1/100πsC.原线圈中电流表的读数为2 AD.原线圈中的输入功率为24.（2009·四川）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R1＝20 Ω，R2＝30 Ω，C为电容器.已知通过R1的正弦式交流电如图乙所示，则（）A.交流电的频率为0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为2VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD.通过R3的电流始终为零5.如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈接三个相同的灯泡，均能正常发光.在原线圈接有一相同的灯泡L.则（）A.灯L也能正常发光B.灯L比另三灯都暗C.灯L将会被烧坏D.不能确定6. （改编题）如图所示，在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如图所示变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数之比n1∶n2=2∶1，在不接负载的情况下，下列说法中正确的是（）①当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为110 V②当线圈1输入电压220 V时，线圈2输出电压为55 V③当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为220 V④当线圈2输入电压110 V时，线圈1输出电压为110 VA. ①③B. ①④C. ②③D. ②④7.调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示.线圈AB绕在一个圆环形的铁芯上，CD之间加上输入电压，转动滑动触头P就可以调节输出电压.图中A为交流电流表，V为交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为滑动变阻器，CD两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器（）A. 当滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变大，电压表读数变小B. 当滑动触头P逆时针转动时，电流表读数变小，电压表读数变大C. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时, 电流表读数变小，电压表读数变大D. 当滑动变阻器滑动触头向下滑动时, 电流表读数变大，电压表读数变小8.超导材料电阻降为零的温度称为临界温度，1993年我国科学家与国外科学家合作制成了临界温度为134 K的高温超导材料.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 kW9.（改编题）一台发电机最大输出功率为4 000 kW,电压为4 000 V，经变压器T1升压后向远方输电.输电线路总电阻R=1 kΩ.到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220 V、60 W）.若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则下列说法错误的是（）A. T1原、副线圈电流分别为103 A和20 AB. T2原、副线圈电压分别为1.8×105 V和220 VC. T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1D.有6×104盏灯泡（220 V、60 W）正常发光10.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200 V,输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2,降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则下列说法错误的是（）①n2n1＞n3n4②n2n1＜n3n4③升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压④升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率A. ①③B. ①④C. ②③D. ②④二、计算题（本题共2小题，共30分，要有必要的文字说明和解题步骤，有数值计算的要注明单位）11.(14分)如图所示，理想变压器原线圈中输入电压U1=3 300 V，副线圈两端电压U2为220 V，输出端连有完全相同的两个灯泡L1和L2，绕过铁芯的导线所接的电压表V的示数U=2 V.求：（1）原线圈n1等于多少匝？(2)当开关S断开时，电流表A2的示数I2=5 A.则电流表A1的示数I1为多少？（3）当开关S闭合时，电流表A1的示数I1′等于多少？12.（16分）发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线中因发热而损失的功率为输出功率的4%，试求：（1）画出此输电线路的示意图.（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比.（3）用户得到的电功率是多少？答案部分第1节交变电流的产生和描述1.解析:由Φ-t图知，t=0时，Φ最大，即线圈处于中性面位置，此时e=0，故A、D均错误；由图知周期T=0.04 s，在t=0.01 s时，Φ=0,ΔΦ/Δt最大，e最大，故B正确；在t=0.02 s时，Φ最大，ΔΦ/Δt=0,e=0，故C错误.答案:B2. 解析:由图象可以看出，该正弦交流电电动势的峰值为1 V2V /2，B错误.其周期为0.2 s，则其频率为5 Hz，A错误.t=0.1 s时，电动势为零，处于中性面位置，线圈平面与磁场方向垂直，C错误.由f=5 Hz可得ω=10 πrad/s,代入E m=nΦω可得Φ＝1/（100π）Wb,D正确.答案:D3.解析:当ωt=π/4时瞬时值与有效值相等，故C正确.答案:C4.解析：在交变电路中，电流表、电压表的读数均是有效值，因此，电压表的读数为U=U m222V=220 V,电流表的读数I=U/R=220/200 A=1.1 A.答案：B5.解析:由有效值定义得U2/R·t=U2有/R·2t,则U有2U /2,U2有22U /2=U,所以B正确，A、C、D错误.答案:B6.解析:电解电容器的极性是固定的，因此只能在直流电压下工作.在正常情况下，电容器的电容不受电压影响.故B正确.答案:B7.解析:线圈中感应电动势最大值E m=BSω,电流最大值I m=E m/R=BSω/R,t=0时，线圈处在中性面，故电流瞬时值表达式i=BSωsinωt/R.电流有效值I=I m22ω/2R,P=I2R=B2ω2S2/2R，故A、B、D错误，C正确.答案:C8.解析:根据交变电流有效值的定义来求有效值，对正弦式交变电流,有U m2.代入题给数据可得U2U m=10 V,所以A、C、D均错误，只有B正确.应注意电容器的击穿电压考虑的是交变电压的峰值.答案:B9.解析:由（1/2）×311222R＝U2/R得题图乙对应的有效值U＝156 V.答案:B10.解析:电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图象知电动势的最大值E m2V，有效值E=220 V，灯泡两端电压U=RE/（R+r）=209 V，A错误；由图象知T=0.02 s，一个周期内电流方向变化两次，可知1 s内电流方向变化100次，B错误；灯泡的实际功率P=U2/R=2092/95W=459.8 W,C错误；电流的有效值I=E/（R+r）=2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q r=I2rt=2.22×5×1 J=24.2 J，D正确.答案:D11.解析：由正弦式交流电的最大值与有效值的关系得U m2.设t=0时交流电的瞬时电压U=0,则交流电的瞬时值表达式为U2πt V如图所示，画出一个周期内交流电的U-t图象，其中阴影部分对应的时间t1表示霓虹灯不能发光的时间，根据对称性，一个周期内霓虹灯不能发光的时间为4t1，当U=U02时，由上式得t1=1/600 s，由对称性求得一个周期内能发光的时间t=T-4t1=1/75 s，再由比例关系求得一小时内霓虹灯发光的时间为t=【3 600/（1/50）】×（1/75）s=2 400 s.很明显霓虹灯在工作过程中是忽明忽暗的，而每次熄灭的时间只有1/300 s（如图t2~t3时刻）,由于人的眼睛具有视觉暂留现象，且这个视觉暂留时间约为1/16 s远大于1/300 s，因此经过灯光刺激的人眼不会因为短暂的熄灭而有所感觉.12.解析：(1)按照电流的定义I=q/t，计算电荷量q应该用电流的平均值，即q=It,而I=E/（R+r）,E=nΔΦ/t,q=nBS t/ t(R+r),所以q=nBS/（R+r）.这里电流和电动势都要用平均值，不能用有效值、最大值或瞬时值.(2)求电热应该用有效值，先求总电热Q，再按照内外电阻之比求R上产生的电热Q R.Q=I2(R+r)t,I=E/(R+r),t=π/2ω2nBSω/2,所以Q=πωn2B2S2/4(R+r),Q R=RQ/(R+r)=πωn2B2S2/R4(R+r)2.这里的电流要用有效值，不能用平均值、最大值或瞬时值.(3)根据能量守恒，外力做功的过程是机械能向电能转化的过程，电流通过电阻，又将电能转化为内能.因此W=Q=πωn2B2S2/4(R+r).第2节变压器电能的输送1.解析：电流互感器是用来把大电流变成小电流的变压器，原线圈串联在被测电路的火线上，副线圈接入交流电流表，故A正确.答案：A2.解析：当三个副线圈互不连接或其中两个顺向并接时，可得到110 V电压.当其中两个副线圈顺向串接时，可得到220 V电压，当其中两个副线圈逆向串接时，可得到0 V电压.当三个线圈顺向串接时，可得到330 V电压.选项A正确.答案：A3.解析：原线圈电压有效值U1=220 V，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U2=55 V，A正确；电阻R上的电流为2 A，由原副线圈电流与匝数的关系，可得电流表示数为0.5 A，C错误；输入功率为P=220×0.5 W=110 W，D错误；周期T= 2πω=0.02 s，B错误.答案：A4.解析：根据变压器原理可知原、副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02 s，频率为50 Hz，A错误；由图乙可知通过R1的电流最大值为I m＝1 A.根据欧姆定律可知其最大电压为U m＝20 V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V，B错误；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错误；根据正弦式交流电的峰值和有效值关系及并联电路特点，可知电阻R2的电流有效值为I＝I m R122，电压有效值为U＝U m2R2的电功率为P2＝UI＝203 W≈6.67 W.C正确.答案：C5.解析：该题主要考查变压器的工作原理——原副线圈的电流关系和电功率等内容.该题易犯的错误是由原副线圈匝数比n1∶n2＝3∶1，可知原副线圈电压之比为U1∶U2＝3∶1，既然副线圈中电灯能正常发光，可知U2恰为灯的额定电压，所以原线圈中电灯两端电压U1＞U额.故被烧坏而错选C.其错误是把变压器原线圈两端电压和电灯L两端电压混淆了.正确的解答应为：原副线圈中的电流之比为I1∶I2＝1∶3，而副线圈中通过每灯的电流为其额定电流I额＝I2/3，故IＬ＝I1＝I2/3＝I额，即灯L也能像其他三灯一样正常发光.所以正确选项为A.答案：A6.解析：当线圈1作为输入端时，U1/U2=n1ΔΦ1/Δt/(n2ΔΦ2/Δt)=n1ΔΦ1/n2ΔΦ2=21×21=41.因为U1=220 V，所以U2=55 V，所以②正确.当线圈2作为输入端时，U1′/U2′=n1ΔΦ1′/n2ΔΦ2′=(2/1)×(1/2)=1.因为U2′=110 V，所以U1′=110 V，所以④正确.答案为D.答案：D7.解析：当滑动触头P逆时针转动时，相当于增加了副线圈的匝数，而原线圈匝数保持不变，根据U1/U2=n1/n2可知，输出电压增大，其他因素不变时，电压表读数变大，电流表读数变大.当线圈匝数不变化而将滑动变阻器滑动触头向下滑动时,输出电压不变，总电阻减小，则总电流增大，R1两端电压增大，R2两端电压减小，流过R2的电流减小，因此，流过R3的电流增大，电流表示数变大.选项D正确.答案：D8.解析：输电线中电流I=P/U，输电线上损失功率P′＝I2R线＝P2R线/U2＝1 kW.选项A正确.答案：A9.解析：输电线路上消耗的功率为P＝400 kW＝I2R，可知输电线上电流为I2＝20 A，根据原线圈P1＝U1I1，可知I1＝103 A，A正确；T1的变压比为U1/U2=I2/I1＝1/50；根据P＝U2I2，可知U2＝2×105 V，输电线上电压U线＝I2R＝20 000 V，则T2原线圈输入电压为U3＝U2－U线＝1.8×105 V，又知灯泡正常发光可知T2副线圈电压为220 V，B正确；T2的变压比为1.8×105∶220，C错误；根据U3I2＝60n W，解得n＝6×104，D正确.答案：C10.解析：根据变压器工作原理可知n1/n2=200/U2,n3/n4=U3/220，所以U2=200n2/n1,U3=220n3/n4,由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U2＞U3，所以200n2/n1＞220n3/n4，所以n2/n1＞n3/n4,①正确，②、③错误.升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率与输电线损失功率之和，④正确.答案为B.答案：B11.解析：（1）由电压与变压器匝数的关系可得：U1/n1=U2/n2=U,则n1=1 650匝.（2）当开关S断开时，有U1/I1=U2/I2,I1=U2I2/U1=0.33 A.（3）当开关S断开时，有R L1=U2/I2=44 Ω.当开关S闭合时，设副线圈总电阻为R′,有R′＝R L1/2＝22 Ω，副线圈中的总电流为I2′,则I2′=U2/R′=10 A.由U1I1′=U2I2′，可知I1′=U2I2′/U1=0.67 A.12.解析：（1）输电线路的示意图如图所示，（2）输电线损耗功率P线=100×4% kW=4 kW，又P线=I22R线，得输电线电流I2=I3=20 A.原线圈中输入电流I1=P/U1=100 000/250 A=400 A.所以n1/n2=I2/I1=20400=120.故U2=U1n2/n1=250×20 V=5 000 V.U3=U2-U线=5 000 V-20×10 V=4 800 V.所以n3/n4=U3/U4=4 800220=24011.（3）用户得到的电功率P出=100×96% kW=96 kW.。
步步高高考物理一轮复习(新课标)同步测试：10-2变压器 电能的输送
第2讲变压器电能的输送1．如图1所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2∶1，电池和交变电源的电动势都为6 V，内阻均不计．下列说法正确的是()．图1A．S与a接通的瞬间，R中无感应电流B．S与a接通稳定后，R两端的电压为0C．S与b接通稳定后，R两端的电压为3 VD．S与b接通稳定后，原、副线圈中电流的频率之比为2∶1解析S与a接通的瞬间，副线圈有瞬间的感应电流，A错误；S与a接通稳定后，理想变压器的原线圈电流稳定不变，副线圈电压为零，B正确；S与b 接通稳定后，根据U1∶U2＝n1∶n2，可得R两端的电压为3 V，C正确；原、副线圈的频率相同，D错误．答案BC2．如图2所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判断正确的是()．图2A．这是一个升压变压器B．原线圈的匝数比副线圈的匝数多C．当原线圈输入交流电压220 V时，副线圈输出直流电压12 VD．当原线圈输入交流电压220 V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流小解析 根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为220 V ，输出电压为12 V ，该变压器为降压变压器，故选项A 错误，选项B 正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项C 错误；由理想变压器的输出功率等于输入功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，故副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D 错误．答案 B3．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n 1、n 2，○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3A ．电压表的示数等于5 VB ．电压表的示数等于52V C ．实现点火的条件是n 2n 1>1 000 D ．实现点火的条件是n 2n 1<1 000 解析 交流电压表测的是交流电的有效值，对正弦交流电，其电压有效值 U ＝U m 2，所以B 正确、A 错误；根据题意，副线圈电压峰值大于5 000 V 时就可以点燃气体，对理想变压器n 2n 1＝U 2m U 1m>5 0005＝1 000，C 正确、D 错误． 答案 BC4．如图4所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R.T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4.设T1的输入电压U1一定，当用户消耗的电功率变大时，有()．图4A．U2减小，U4变大B．U2不变，U3变小C．P1变小，P2变小D．P2变大，P3变大解析当用户消耗的电功率增大时，升压变压器的输入功率必增大，即P1增大，输入电压U1为定值不变，升压变压器的匝数不变，故输出电压U2不变，由于P1增大，由P1＝U1I1＝P2＝U2I2可得，I1增加，P2、I2增加，由闭合电路欧姆定律得：U3＝U2－I2R，故U3减小，降压变压器原、副线圈匝数不变，所以随U3减小，U4减小，A错误，B正确；由于用户消耗的电功率增加，即P4增加，理想变压器无功率损耗可得：P3＝P4，功率P3也增加，故C错误，D正确．答案BD5．一个不计电阻的矩形线圈绕在其平面内并且垂直于匀强磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势图象如图5所示，并且接在原、副线圈匝数比为n1n2＝13的理想变压器原线圈两端，则()．图5A．变压器副线圈两端的电压为U2＝108 VB．感应电动势的瞬时值表达式为e＝362sin 10πt VC ．t ＝0.2 s 时穿过线圈平面的磁通量变化率最大D ．t ＝0.1 s 时穿过线圈平面的磁通量最大解析 由题图象可知感应电动势的最大值为E m ＝36 2 V ，感应电动势的有效值为E ＝E m 2＝36 V ，根据n 1n 2＝13可计算得U 2＝108 V ，A 对；由图象可知周期T ＝0.4 s ，ω＝2πT ＝5 π，B 错；由图象可知t ＝0.1 s 时线圈平面和磁场方向平行，穿过线圈平面的磁通量最小为零，D 错；t ＝0.2 s 时线圈的感应电动势为零，穿过线圈平面的磁通量变化率最小，C 错．答案 A6．图6甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1∶n 2＝5∶1，电阻R ＝20 Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1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S 1接1、S 2闭合，此时L 2正常发光．下列说法正确的是( )图6A ．输入电压u 的表达式u ＝202sin (50πt ) VB ．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解析 由图象可知U m ＝20 2 V ，T ＝0.02 s ，故ω＝2πT ＝100π rad/s ，即输入电压u的表达式u＝202sin (100πt)V，所以A项错误．断开S2后两灯泡串联，总电压仍为4 V，所以L1、L2均不能正常发光，B项错误．根据P入＝P出＝U2R可知断开S2后R增大，P入变小，C项错误．若S1接2，由P＝U2R可得P＝4220W＝0.8 W，故答案为D.答案 D7．如图7所示，图(a)中的变压器是一理想变压器，其输出端输出电压信号如图(b)所示(图线为正弦曲线)，电路中电阻R＝55 Ω，图中交流电流表、交流电压表为理想电表，其中电流表A1与电流表A2的读数之比为1∶4，下列说法中正确的是()．图7A．电压表V1的示数为880 VB．电压表V2的示数为220 2 VC．原线圈输入功率为220 WD．原线圈中交变电压的频率为100 Hz解析由题图(b)可知交流电的有效值为220 V，电压表V2测副线圈两端电压，故示数为220 V，B错；交流电的周期为0.02 s，频率为50 Hz，D错；根据U1I1＝U2I2得：U1＝880 V，A对；副线圈的输出功率为U22R＝880 W，等于原线圈的输入功率，故C错．答案 A8．如图8所示，T为理想变压器，A1、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻(光照增强，电阻减小)，原线圈两端接恒压正弦交流电源，当光照增强时()．图8A．电压表V1示数变小B．电压表V2示数变大C．电流表A1示数变大D．电流表A2示数变大解析变压器的输入电压一定，则输出电压不变，电压表V1的示数不变，A 选项错；当入射光增强时，光敏电阻R3的阻值迅速减小，变压器的负载总阻值减小，则由P出＝U2R总＝I22R总知，变压器的输出功率增加了，电流表A2的示数变大了，D选项对；再由P入＝UI1＝P出知，电流表A1的示数变大，C 选项对；变压器的输出电压不变，而R1两端的电压增加了，则电压表V2的示数变小，B选项错．答案CD9．2011年9月28日，中国第二条特高压交流电项目获批，国家电网副总经理舒印彪表示：该公司第二条特高压交流电项目已获得发改委批准，投资规模、线路长度和输电容量都比之前项目大一倍以上．如图9所示是远距离输电示意图，电站的输出电压U1＝250 V，输出功率P1＝100 kW，输电线电阻R＝8 Ω.则进行远距离输电时，下列说法中正确的是()图9A．若电站的输出功率突然增大，则降压变压器的输出电压减小B．若电站的输出功率突然增大，则升压变压器的输出电压增大C．输电线损耗比例为5%时，所用升压变压器的匝数比n1n2＝116D．用10 000 V高压输电，输电线损耗功率为8 000 W解析由U1U2＝n1n2知U1不变时，U2也不变，故B错误；由U3＝U2－P1U2R知，电站的输出功率突然增大，U3减小，又U3U4＝n3n4，故U4也减小，A正确；I1＝P1U1＝400 A，I2＝ΔPR＝25 A，I2I1＝n1n2＝25400＝116，所以C正确；用10 000V高压输电，即U2′＝10 000 V，I2′＝P1U2′＝10 A，ΔP′＝I2′2R＝8×102W，所以D错误．答案AC10．如图10所示，50匝矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B＝2 10T的水平匀强磁场中，线框面积S＝0.5 m2，线框电阻不计．线框绕垂直于磁场的轴OO′以角速度ω＝200 rad/s匀速转动，并与理想变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220 V,60 W”灯泡，且灯泡正常发光，熔断器允许通过的最大电流为10 A，下列说法正确的是()．图10A．图示位置穿过线框的磁通量变化率不为零B．线框中产生交变电压的表达式为u＝5002sin (200t) VC．变压器原、副线圈匝数之比为50∶11D．允许变压器输出的最大功率为2 200 W解析图示位置穿过线框的磁通量最大，但由于没有边切割磁感线，所以无感应电动势，磁通量的变化率为零，A选项错误；线框中交变电压u＝NBSωsinωt＝5002sin (200t) V，B选项正确；变压器原、副线圈匝数之比n1n2＝U1U2＝500220＝2511，C 选项错误；变压器输出的最大功率等于输入的最大功率P ＝UI ＝500×10 W ＝5 000 W ，D 选项错误．答案 B11．某同学自制变压器，原线圈为n 1匝，在做副线圈时，将导线ab 对折后并在一起，在铁芯上绕n 2圈，从导线对折处引出一个接头c ，连成如图11所示电路．S 为单刀双掷开关，线圈电阻不计，原线圈接u 1＝U m sin ωt (V)的交流电源．下列说法正确的是 ( )．图11A ．S 接b 时，电压表示数为2n 2U mn 1B ．S 接c 时，电压表示数为2n 2U m 2n 1C ．S 接c 时，滑动触头P 向下移动，变压器输入功率变大D ．S 接c 时，滑动触头P 向上移动，变压器输入电流变大解析 S 接b 时，副线圈属于双线绕法，不论原线圈中交流电源如何变化，副线圈中都不会产生感应电动势，所以电压表示数为零，选项A 错误；S 接c 时，根据理想变压器的电压比关系U 1∶n 1＝U 2∶n 2，且U 1＝U m 2，解得U 2＝2n 2U m2n 1，选项B 正确；S 接c 时，滑动触头P 向下移动，连入电路的有效电阻增大，P 入＝P 出＝U 22R 减小，选项C 错误；滑动触头P 向上移动，连入电路的有效电阻减小，副线圈中的电流I 2＝U 2R 增大，因U 2I 2＝U 1I 1，所以变压器输入电流I 1变大，选项D 正确．答案 BD12．在远距离输电时，要考虑尽量减少输电线上的功率损失．有一个小型发电站，输送的电功率为P ＝500 kW ，当使用U ＝5 kV 的电压输电时，测得安装在输电线路起点和终点处的两只电度表一昼夜示数相差4 800 kW·h.求：(1)输电效率η和输电线的总电阻r ；(2)若想使输电效率提高到98%，又不改变输电线，那么发电站应使用多高的电压向外输电？解析 (1)输送功率P ＝500 kW ，一昼夜输送电能E ＝Pt ＝12 000 kW·h输电线上损失的电能ΔE ＝4 800 kW·h终点得到的电能E ′＝E －ΔE ＝7 200 kW·h ，所以输电效率η＝E ′E ＝60%输电线上的电流I ＝P U ＝100 A输电线损耗功率P r ＝I 2r ，其中P r ＝ΔE t ＝200 kW得r ＝20 Ω.(2)输电线上损耗功率P r ＝⎝ ⎛⎭⎪⎫P U 2r ∝1U 2 原来P r ＝200 kW ，现在要求P r ′＝10 kW ，解得输电电压应调节为U ′＝22.4 kV .答案 (1)60% 20 Ω (2)22.4 kV。
最新人教版高考物理总复习10-2及答案
一、选择题1．在变电站里，经常要用交流电表监测电上的强电流．所用的器材叫电流互感器，如下图所示中，能正确反映其工作原的是( )[答案] A[解析] 电流互感器的工作目的是把大电流变为小电流，因此原线圈的匝少、副线圈的匝多，监测每相的电流必须将原线圈串联在火线中．2ω的如上图，想变压器原副线圈匝之比为4 ：1，原线圈接入一电压为＝U＝220V，ω＝100πrd/，则交流电，副线圈接一个R＝275Ω的负载电阻．若U下述结论正确的是( )A．副线圈中电压表的读为55VB．副线圈中输出交流电的周期为．原线圈中电流表的读为05AD．原线圈中的输入功率为110W[答案] A[解析] 副线圈中电压表读为副线圈电压的有效值U＝＝55V，A对．副线2圈中交流电的周期等于原线圈中交流电电压的周期T ＝＝，B 错．原线圈中的电流I 1＝错误！未定义书签。
＝错误！未定义书签。
＝05A ，对．原线圈中的输入功率P ＝错误！未定义书签。
＝110W ，D 错．3．(2011·浙江)如上图所示，在铁芯上、下分别绕有匝1＝800和2＝200的两个线圈，上线圈两端与＝51314V 的交流电相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读可能是( )A ．20VB ．90V ．127V D ．1440V[答案] A[解析] 本题考查想变压器和交流电的有效值，意在考查考生对基本概念的解能力．由题意知原线圈的有效值为U 1＝错误！未定义书签。
V ，若磁通量无损失，则根据错误！未定义书签。
＝错误！未定义书签。
得U 2＝错误！未定义书签。
×错误！未定义书签。
V ＝90V 因铁芯不是闭合的，考虑到漏磁的影响，2线圈两端电压的有效值应小于9V ，故只有选项A 正确．4．(2011·连云港模拟)在某交流电路中，有一正在工作的变压器，原、副线圈的匝分别为1＝600匝、2＝120匝，电的电压为U ＝311100π(V)，原线圈中串联一个额定电流为02A 的保险丝，为保证保险丝不被烧毁，则( )A ．副线圈电流的最大值不能超过1AB ．副线圈电流的有效值不能超过1A．无论副线圈电流有多大，保险丝总不会被烧毁 D ．负载功率不能超过44W [答案] BD[解析] 保险丝的额定电流指有效值，由电流与线圈匝的关系错误！未定义书签。
高考物理一轮复习第10章交流电及传感器第2讲理想变压器电能的输送课时作业新人教版
理想变压器电能的输送一、选择题(1～6题为单选题，7～10题为多选题)1．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P2P1分别为导学号 05801240( )A.PRkU，1nB．(PkU)2R，1nC.PRkU，1n2D．(PkU)2R，1n2答案：D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＝PkU，线路损耗的功率P1＝I2R＝P2RkU2，当匝数比为nk时，线路损耗的功率P2＝P2RnkU2，则P2P 1＝1n2，D选项正确。
2.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分别约为导学号 05801241( )A．380V和5.3A B．380V和9.1AC．240V和5.3A D．240V和9.1A答案：B解析：考查变压器的计算，解题的关键是弄清自耦变压器的原理及电压和电流与匝数关系。
由U1U2＝n1n2得，U2＝n2n1U1＝19001100×220V＝380V由功率关系P 1＝P 2，以及P 1＝U 1I 1得，I 1＝P 1U 1＝9.1A ，故选项B 正确，选项A 、C 、D 错误。
3.(2015·开封模拟)如图所示，理想变压器有两个副线圈，匝数分别为n 1和n 2，所接负载4R 1＝R 2，当只闭合S 1时，电流表示数为1A ，当S 1和S 2都闭合时，电流表示数为2A ，则n 1︰n 2为导学号 05801242( )A ．1︰1B ．1︰2C ．1︰3D ．1︰4答案：B解析：变压器原副线圈的磁通量变化率相同，所以U ︰U 1︰U 2＝n ︰n 1︰n 2，根据能量守恒，输出功率等于输入功率，所以有当只闭合S 1时UI ＝U 21R 1，当S 1和S 2都闭合时，UI ′＝U 21R 1＋U 22R 2＝4U 21＋U 224R 1，代入数据I ＝1A ，I ′＝2A 可得U 22＝4U 21，即U 1︰U 2＝1︰2，所以n 1︰n 2＝1︰2，选项B 对。
高三物理一轮复习 第10章 第1讲交流电的产生及描述习
【走向高考】2016届高三物理一轮复习 第10章 第1讲交流电的产生及描述习题 新人教版一、选择题(1～7题为单选题，8题为多选题)1．(2014·北京西城区期末)一正弦式交变电流的瞬时电流与时间的关系式为i ＝102sinωt(A)，其中ω＝314rad/s 。
它的电流的有效值为( )A ．10AB ．102AC ．50AD ．314A[答案] A[解析] 由题中所给电流的表达式i ＝102sinωt(A)可知，电流的最大值为102A ，对正弦式交变电流有I 有＝I 最大值2，所以有效值为10A ，选项A 正确。
2．(2014·北京东城区期末)我国家庭照明电路用的交流电的电压瞬时值随时间变化的规律为u ＝311sin100πt(V)，关于此交流电下列说法中正确的是( )A ．电压的最大值是311VB ．电压的有效值是311VC ．交流电的频率为100HzD ．交流电的周期为100s[答案] A[解析] 闭合线圈从中性面开始计时，其正弦交流电三角函数表达式的标准形式u ＝Umsinωt与题中表达式比较可知，最大值Um ＝311V ，选项A 正确；有效值U 有＝Um 2＝3112V ＝220V ，选项B 错误；周期T ＝2πω＝0.02s ，频率f ＝1T＝50Hz ，选项CD 错误。
3．(2014·北京朝阳区一模)一正弦交变电流的电压随时间变化的规律如图所示。
由图可知该交变电流( )A ．周期为0.125sB ．电压的有效值为102VC ．电压的最大值为202VD ．电压瞬时值的表达式为u ＝102sin8πt(V)[答案] B[解析]由图象可知，交变电流的周期为0.250s，A错误；电压的有效值U＝202V＝102V，B正确；电压的最大值为20V，C错误；电压瞬时值的表达式为u＝20sin8πt(V)，D错误。
4．(2014·沈阳模拟)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。
2022届高三物理一轮复习10：电磁感应、交流电(答案)
2022届高三物理一轮复习10：电磁感应、交流电（参考答案）一、选择题1． 【答案】C 。
【解析】A 、楞次总结出判断电磁感应现象中感应电流方向的规律，故A 错误；B 、乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡立即熄灭，开关处电压等于电源的电动势加上自感电动势，开关处可能会产生电火花，故B 错误；C 、丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金，故C 正确；D 、奥斯特通过实验研究，发现了电流周围存在磁场，故D 错误．2． 【答案】B 。
【解析】解：A 、由楞次定律的第二种描述：“来拒去留”可知要使Q 向右运动，通过Q 、P 的磁通量应减小，所以流过P 的电流需减小；而S 闭合过程中电流增大，磁通量增大，故A 错误；B 、S 断开的瞬间，流过P 的电流减小，磁通量减小，所以Q 将向右运动，故B 正确；C 、在S 闭合的情况下，若将移动滑动头向b 端移动时，滑动变阻器接入电阻减小，则电路中电流增大，磁通量增大，故会使Q 左移，故C 错误；D 、在S 闭合的情况下，保持电阻R 的阻值不变，则电路中的电流不变，所以穿过Q 的磁通量不变，所以Q 内不能产生感应电流，Q 不动，故D 错误； 3． 【答案】 AD【解析】 t 1时刻线圈Q 中电流在增大，电流的磁场增强，穿过线圈P 的磁通量增加，P 有远离Q 的趋势，受到Q 的排斥作用，设这个力大小为F ，则有F N ＝F ＋G ，即F N >G ，A 选项正确．t 2时刻Q 中电流恒定，线圈P 中磁通量不变，不产生感应电流，P 只受重力G 与桌面支持力F N 作用而平衡，有F N ＝G ，故B 选项错．同理在t 4时刻Q 中电流恒定，有F N ＝G ，D 选项正确．t 3时刻Q 中电流变化，P 中磁通量变化，产生感应电流，但Q 中I ＝0，对P 无磁场力作用，仍是F N ＝G ，故C 选项错． 4． 【答案】BD【解析】由右手定则可知M 点电势高于N 点电势，故A 错误．根据法拉第电磁感应定律可得E ＝ΔΦΔt ＝Blv ，故B 正确．由左手定则知，金属杆所受安培力方向垂直于MN 斜向上，故C 错误．由E ＝Blv ，I ＝E R ，R ＝lsin θr ，F ＝BI l sin θ，解得F ＝B 2lvr，故D 正确．5． 【答案】BC【解析】AB 、根据B-t 图象，由楞次定律可知，线圈中感应电流方向一直为顺时针，但在t 0时刻，磁场的方向发生变化，故安培力方向A F 的方向在t 0时刻发生变化，则A 错误，B 正确；CD 、由闭合电路欧姆定律得：E I R =，又根据法拉第电磁感应定律得：22B r E t t π∆Φ∆==∆∆，又根据电阻定律得：2rR Sπρ=，联立得：004B rS I t ρ=，则C 正确，D 错误。
人教版高中物理选修1-1高三单元测试：10_交流电.docx
高中物理学习材料唐玲收集整理天津市新人教版物理高三单元测试10《交流电》一．选择题（共15题）1．交流发电机在工作时的电动势为E ＝E 0sin ωt ，若将其电枢的转速提高1倍，其他条件不变，则其电动势变为( )A ．E 0sin2ωtB ．2E 0sin2ωtC ．E 0sin ωt2D ．2E 0sin ωt22．一矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的交变电流电动势e ＝2202sin ωt ，则( ) A ．交流的频率是50 Hz B ．交流电的有效值是220 VC ．当t ＝0时，线圈平面恰好与中性面重合D ．当t ＝1200s 时，e 有最大值220 2 V3．如图1所示为一台发电机的结构示意图，其中N 、S 是永久磁铁的两个磁极，它们的表面呈半圆柱面形状．M 是圆柱形铁芯，它与磁极的柱面共轴，铁芯上有一矩形线框，可绕与铁芯M 共轴的固定转轴旋转．磁极与铁芯之间的缝隙中形成方向沿半径、大小近似均匀的磁场．若从图示位置开始计时，当线框绕固定轴匀速转动时，下列说法正确的是( ) A ．穿过线圈的磁通量始终为零B ．穿过线圈的磁通量的变化率不为零C ．线圈中将产生恒定电流D ．线圈中将产生交变电流，大小不变，方向每转一周改变两次 4．如图所示，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220 V ，负载电阻R ＝44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A ．下列判断中正确的是( )A ．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1.0 AD ．电流表A2的示数为0.4 A5.汽车消耗的主要燃料是柴油和汽油．柴油机是靠压缩汽缸内的空气点火的；而汽油机做功冲程开始时，汽缸中汽油和空气的混合气是靠火花塞点燃的．但是汽车蓄电池的电压只有12 V ，不能在火花塞中产生火花，因此，要使用如图3所示的点火装置，此装置的核心是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连到蓄电池上，副线圈接到火花塞的两端，开关由机械控制，做功冲程开始时，开关由闭合变为断开，从而在副线圈中产生10000 V 以上的电压，这样就能在火花塞中产生火花了．下列说法中正确的是( ) A ．柴油机的压缩点火过程是通过做功使空气的内能增加的 B ．汽油机点火装置的开关始终闭合，副线圈的两端也会有高压C ．接该变压器的原线圈的电源必须是交流电源，否则就不能在副线圈中产生高压D ．汽油机的点火装置中变压器的副线圈匝数必须远大于原线圈的匝数 6.（2010·广东卷）19.图7是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的 A.周期是0.01S B.最大值是311V C.有效值是220VD.表达式为U=220sin100πt （V ）7.（09·福建）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。
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第十章 第2单元一、选择题1．(2012年山西高三)如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝10∶1，原线圈与按图乙所示规律变化的交流电源相连接，电路中两电表均为理想电表，定值电阻R 1＝5 Ω，热敏电阻R 2的阻值随温度的升高而减小，则( )A ．此时电压表示数为1.41 VB ．此时R 1的电功率为0.2 WC ．此时电流表示数为0.02 AD ．当R 2的温度升高时，电流表示数将增大解析：变压器原线圈两端电压U 1＝10 V ，根据理想变压器电压比U 1∶n 1＝U 2∶n 2，解得U 2＝1 V ，电压表示数为1 V ，选项A 错误；此时R 1的电功率为P 1＝U 22R 1＝0.2 W ，选项B正确；因电阻R 2的阻值未知，无法判断电流表的示数大小，选项C 错误；当R 2的温度升高时，其阻值减小，通过R 2的电流U 2R 2增大，通过副线圈的电流I 2增大，根据理想变压器的电流比关系I 1n 1＝I 2n 2可知，电流表示数I 1将增大，选项D 正确．答案：B 、D2．如图所示，一理想变压器原、副线圈匝数比为3∶1，副线圈上接三个相同的灯泡，均能正常发光，原线圈上接有一相同的灯泡L ，则( )A ．灯L 也能正常发光B ．灯L 比另三灯都暗C ．灯L 将会被烧坏D ．不能确定解析：原、副线圈中的电流之比为I 1∶I 2＝1∶3，而副线圈中通过每个灯泡的电流为其额定电流I 额＝I 23，故I L ＝I 1＝I 23＝I 额，即灯L 亦能像其他三灯一样正常发光，所以A 正确．答案：A3．钳形电流表的外形和结构如图甲所示．图甲中电流表的读数为1.2 A ．图乙中用同一电缆线绕了3匝，则( )A ．这种电流表能测直流电流，图乙的读数为2.4 AB ．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为0.4 AC ．这种电流表能测交流电流，图乙的读数为3.6 AD ．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图乙的读数为3.6 A解析：该钳形电流表的工作原理为电磁感应现象，所以只能测交流电流，且电流与匝数成反比，故C 项正确．答案：C4．(2012年北京海淀区)如图所示，理想变压器的原线圈匝数n 1＝1 600匝，副线圈匝数n 2＝800匝，交流电源的电动势瞬时值e ＝2202sin(100πt )V ，交流电表和的内阻对电路的影响可忽略不计．则( )A ．当可变电阻R 的阻值为100 Ω时，变压器的输入功率为110 WB ．当可变电阻R 的阻值为110 Ω时，电流表的示数为2 AC ．当可变电阻R 的阻值增大时，电压表的示数增大D ．通过可变电阻R 的交变电流的频率为100 Hz解析：由U 1U 2＝n 1n 2可知，副线圈的电压瞬时值u ＝1102sin(100πt )V ，故可变电阻R 的阻值为110 Ω时，可变电阻消耗的功率为P ＝(U m 2)2R ，则变压器输入功率为110 W ，选项A 正确．电流表示数为电流的有效值，经计算可知应为1 A ，选项B 错误．由于原、副线圈的匝数比确定，则副线圈电压恒定，选项C 错误．变压器并不改变电流的频率，原线圈中电流的频率为50 Hz ，故副线圈中电流的频率为50 Hz ，选项D 错误．答案：A5．(2012年山东济宁)如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，从某时刻开始在原线圈c 、d 两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u 1＝2202sin100πt (V)，则( )A ．当t ＝1600 s ，c 、d 间的电压瞬时值为110 VB ．当单刀双掷开关与a 连接时电压表的示数为22 VC ．单刀双掷开关与a 连接，将滑动变阻器滑片P 向上移动时，变压器的输入功率变大D ．保持滑片位置不变，当单刀双掷开关由a 扳向b 时，电压表示数变大，电流表示数变小解析：t ＝1600 s 时，u 1＝2202sin100π1600＝110 2 V ，A 错；开关与a 连接时，U 2＝n 2n 1·U1＝110×220＝22 V ，B 正确；滑片P 往上移时，电阻R 增大，则副线圈功率P 2＝U 22R 减小，则原线圈的输入功率减小，C 错；单刀双掷开关由a 扳向b 时，原线圈匝数n 减小，故U 2＝n 2n 1·U1增大，D 错．答案：B6．(2012年湖北孝感高三第二次统考，15)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u ＝202sin 100πt V ，氖泡在两端电压达到100 V 时开始发光，下列说法正确的是( )A ．开关接通后，氖泡的发光频率为50 HzB ．开关接通后，电压表的示数为100 VC ．开关断开后，电压表的示数不变D ．开关断开后，变压器的输出功率不变解析：由变压器原副线圈电压与匝数关系可知U 1U 2＝n 1n 2＝15，而U 1＝2022＝20 V ，故U 2＝100 V ，而氖泡在一个周期内亮两次，故其发光频率为100 Hz ，A 错B 正确；开关断开后，原副线圈的电压不变，但副线圈电阻增大，故P 2＝U 22R减小，C 正确D 错．答案：B 、C7．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失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解析：根据P ＝I 2R 可知，在电流I 一定的情况下，减小电阻R 可以减少电路上的电能损失，而R ＝ρLS ，所以增大输电线横截面积S 有利于减小输电过程中的电能损失，A 对；由公式P ＝I 2R 可得，若设输送的电功率为P ′，则P ＝P ′2U2R ，可见，在输送电压U 一定时，输送的电功率P ′越大，输电过程中的电能损失越大，C 错误．答案：A 、B 、D8．下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T 1和降压变压器T 2向用户供电，已知输电线的总电阻R ＝10 Ω，降压变压器T 2的原、副线圈匝数之比为4∶1，副线圈与用电器R 0组成闭合电路．若T 1、T 2均为理想变压器，T 2的副线圈两端电压u ＝2202sin 100πt (V)，当用电器电阻R 0＝11 Ω时( )A ．通过用电器R 0的电流有效值是20 AB ．升压变压器的输入功率为4 650 WC ．发电机中的电流变化频率为100 HzD ．当用电器的电阻R 0减小时，发电机的输出功率减小解析：由T 2的副线圈两端电压的表达式知，副线圈两端的电压有效值为220 V ，电流为I ＝22011A ＝20 A ，A 对；由于输电线电流I ′＝204A ＝5 A ，所以升压变压器的输入功率为P＝P 线＋PR 0＝52×10 W ＋202×11 W ＝4 650 W ，B 对；发电机中的电流变化频率与T 2的副线圈两端电压的频率相同，也为50 Hz ，C 错；当用电器的电阻R 0减小时，其消耗的功率变大，发电机的输出功率变大，D 错．答案：A 、B9．如图所示，T 为理想变压器，副线圈回路中的输电线ab 和cd 的电阻不可忽略，其余输电线电阻可不计，则当电键S 闭合时( )A ．交流电压表V 2和V 3的示数一定都变小B ．交流电压表V 3的示数变小C ．交流电流表A 1、A 2和A 3的示数一定都变大D ．只有A 1的示数变大解析：因为U 不变，U U 2＝n 1n 2可得U 2不变；当S 闭合后副线圈所在电路总电阻R 减小，由I 2＝U 2R 可知电流I 2增大；由UI 1＝U 2I 2得I 1＝U 2I 2U ，故I 1增大；而电阻R 1两端电压U 3＝U 2－I 2R ′，故U 3变小，I 3＝U 3R 1变小．综上所述，I 1、I 2增大，I 3减小，U 2不变，U 3减小，故只有B 项正确．答案：B10．(2012年山东枣庄高三)生活中处处用电，这些电常常是通过变压器改变电压后供给的．如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接有理想交流电压表A 和灯泡L ，变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，交流电源的电压为U 0＝440 V ，灯泡L 额定电压为100 V ，滑动变阻器的阻值范围为0～100 Ω.适当调节滑动变阻器的触片位置，使灯泡在额定电压下正常工作，这时，交流电流表A 的示数为1.2 A ，不考虑导线的电阻和温度对灯泡电阻的影响，则( )A ．灯泡的额定电流为0.4 AB ．灯泡的额定功率为240 WC ．滑动变阻器BP 段的电阻值为50 ΩD ．滑动变阻器的电功率为400 W 解析：根据变压器原理可知U 1U 2＝n 1n 2，U 2＝n 2n 1U 1＝12×440 V ＝220 V ，I 2＝n 1n 2I 1＝2×1.2 A ＝2.4 A ，则对于副线圈有U 2＝U L ＋I 2·R BP ，即220＝100＋2.4R BP ，所以R BP ＝50 Ω，C 正确，I P ＋I L ＝I 2，即10050＋I L ＝2.4，所以I 1＝0.4 A ，A 正确，P L ＝U 2·I 2＝100×0.4＝40 W ．P R ＝100250＋2.42×50＝488 W ，B 、D 错．答案：A 、C 二、非选择题11．如图所示，理想变压器原线圈与一10 V 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0.3 W ，正常发光时电阻为30 Ω.已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A ，则求：(1)原、副线圈的匝数比； (2)流过灯泡b 的电流．解析：(1)由P ＝U 2R 可知灯泡a 两端电压即副线圈两端电压U 2＝PR ＝3 V ，故n 1n 2＝U 1U 2＝103； (2)由理想变压器输入功率等于输出功率可得I 1U 1＝P a ＋I b U 2，解之有I b ＝0.2 A. 答案：(1)103(2)0.2 A12．(2011年江苏单科)图甲为一理想变压器，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 图象如图乙所示．若只在ce 间接一只R ce ＝400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de ＝225 Ω的电阻，两种情况下电阻消耗的功率均为80 W.(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式； (2)求只在ce 间接400 Ω电阻时，原线圈中的电流I 1； (3)求ce 和de 间线圈的匝数比n cen de .解析：(1)由图乙知ω＝200π rad/s 电压瞬时值u ab ＝400sin 200πt (V)． (2)电压有效值U 1＝200 2 V 理想变压器P 1＝P 2 原线圈中的电流I 1＝P 1U 1解得I 1≈0.28 A(或I 1＝25A)． (3)设ab 间匝数为n 1，则U 1n 1＝U cen ce同理U 1n 1＝U den de由题意知U 2ce R ce ＝U 2deR de解得n cen de ＝R ceR de 代入数据得n ce n de ＝43. 答案：(1)u ab ＝400sin 200πt (V) (2)0.28 A(或25A) (3)43。