2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器章節(jié)同步練習(xí).doc

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2019-2020年高考物理一輪復(fù)習(xí) 第十章 交變電流 傳感器章節(jié)同步練習(xí)考 點(diǎn)內(nèi) 容要求題型把 握 考 情一、交變電流的產(chǎn)生及描述交變電流、交變電流的圖像選擇找規(guī)律從近幾年高考試題來看，高考對(duì)本章內(nèi)容的考查重點(diǎn)有：交變電流的有效值、瞬時(shí)值，變壓器的原理及應(yīng)用，遠(yuǎn)距離輸電等知識(shí)。其中針對(duì)變壓器的原理及應(yīng)用的題目出現(xiàn)頻率較高，常以選擇題的形式考查，分值一般為6分。正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值二、變壓器電能的輸送理想變壓器選擇、計(jì)算明熱點(diǎn)預(yù)計(jì)xx高考中，對(duì)交流電的考查仍會(huì)集中在有效值、瞬時(shí)值的計(jì)算上，還會(huì)綜合變壓器、遠(yuǎn)距離輸電等知識(shí)進(jìn)行考查。遠(yuǎn)距離輸電 實(shí)驗(yàn)十一傳感器的簡(jiǎn)單應(yīng)用填空規(guī)律物理量函數(shù)表達(dá)式圖像磁通量mcos tBScos t電動(dòng)勢(shì)eEmsin tnBSsin t電壓uUmsin tsin t電流iImsin tsin t變式1把圖像下半部分翻到t軸的上面正弦交流電是由閉合線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的。線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖1018所示，則此感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為_ V。圖1018解析：由有效值的定義式得：2T，得：U220 V。答案：220 V變式2上下波形的最大值不一致電壓u隨時(shí)間t的變化情況如圖1019所示，求電壓的有效值？圖1019解析：由有效值的定義式得：T，得：U55 V答案：55 V變式3把波形的后半周期去掉家用電子調(diào)光燈的調(diào)光功能是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一部分來實(shí)現(xiàn)的，由截去部分的多少來調(diào)節(jié)電壓，從而實(shí)現(xiàn)燈光的可調(diào)，比過去用變壓器調(diào)壓方便且體積小。某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后電壓波形如圖10110所示，求燈泡兩端的電壓的有效值。圖10110解析：從ut圖像看出，每個(gè)周期的前半周期是正弦圖形，其有效值為U1；后半周期電壓為零。根據(jù)有效值的定義，T0，解得U。答案：變式4把正余弦波形變成矩形波形如圖10111所示，表示一交流電的電流隨時(shí)間而變化的圖像，此交流電的有效值是()圖10111A5 AB3.5 AC3.5 A D5 A解析：選D交流電的有效值是根據(jù)其熱效應(yīng)定義的，它是從電流產(chǎn)生焦耳熱相等的角度出發(fā)，使交流電與恒定電流等效。設(shè)交流電的有效值為I，令該交變電流通過一阻值為R的純電阻，在一個(gè)周期內(nèi)有：I2RTIRIR。所以該交流電的有效值為I 5 A。變式5在電阻兩端并聯(lián)二極管如圖10112所示電路，電阻R1與電阻R2阻值相同，都為R，和R1并聯(lián)的D為理想二極管(正向電阻可看作零，反向電阻可看作無窮大)，在A、B間加一正弦交流電u20 sin 100t V，則加在R2上的電壓有效值為()圖10112A10 V B20 VC15 V D5 V解析：選D電壓值取正值時(shí)，即在前半個(gè)周期內(nèi)，二極管電阻為零，R2上的電壓等于輸入電壓值，電壓值取負(fù)值時(shí)，即在后半周期內(nèi)，二極管電阻無窮大可看作斷路，R2上的電壓等于輸入電壓值的一半，據(jù)此可設(shè)加在R2的電壓有效值為U，根據(jù)電流的熱效應(yīng)，在一個(gè)周期內(nèi)滿足T，可求出U5 V。故選項(xiàng)D正確。要點(diǎn)三交變電流“四值”的應(yīng)用對(duì)交變電流“四值”的比較和理解物理量物理意義適用情況及說明瞬時(shí)值eEmsin tuUmsin tiImsin t計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值(最大值)EmnBSIm討論電容器的擊穿電壓有效值對(duì)正(余)弦交流電有：EUI(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值(4)電表的讀數(shù)為有效值平均值BLn計(jì)算通過電路截面的電荷量多角練通1(多選)(xx河北聯(lián)考調(diào)研)如圖10113所示，有一矩形線圈，面積為S，匝數(shù)為N，內(nèi)阻為r，繞垂直磁感線的對(duì)稱軸OO以角度速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置轉(zhuǎn)90的過程中，下列說法正確的是()圖10113A通過電阻R的電量QB通過電阻R的電量 QC外力做功平均功率 PD從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律為eNBSsin t解析：選BC從圖示位置轉(zhuǎn)90的過程中，磁通量變化BS，通過電阻 R的電量 QIttN，選項(xiàng)A錯(cuò)誤B正確；矩形線圈繞垂直磁感線的對(duì)稱軸OO以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值EmNBS，感應(yīng)電流有效值為I，外力做功平均功率PEII2(Rr)，選項(xiàng)C正確；從圖示位置開始計(jì)時(shí)，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律為eNBSsin(t/2)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2(多選)(xx天津高考)如10114甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖像如圖乙中曲線a、b所示，則()圖10114A兩次t0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為23C曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25 HzD曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10 V解析：選ACt0時(shí)刻，兩次產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值均為零，因此線圈平面均與中性面重合，A項(xiàng)正確；圖中a、b對(duì)應(yīng)的周期之比為23，因此線圈轉(zhuǎn)速之比nanb32，B項(xiàng)錯(cuò)誤；曲線a表示的交流電動(dòng)勢(shì)的頻率為fa Hz25 Hz，C項(xiàng)正確；曲線a對(duì)應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值EamNBS，由圖像知Eam15 V，曲線b對(duì)應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值EbmNBS，因此，Ebm10 V，有效值Eb V5 V，D項(xiàng)錯(cuò)誤。3(多選)(xx滄州五校高三聯(lián)考)如圖10115所示，一個(gè)單匝矩形導(dǎo)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T0 。線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em，則()圖10115A線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為EmB線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的最大值為 C線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磁通量變化率的最大值為EmD經(jīng)過2T0的時(shí)間，通過線圈電流的方向改變2次解析：選BC由交變電流有效值和最大值的關(guān)系可知線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為Em，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由題意知線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmBSBS，故線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中穿過線圈的磁通量的最大值BS，選項(xiàng)B正確；線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中磁通量變化率的大小等于產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小，選項(xiàng)C正確；正弦式交變電流一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次，經(jīng)過2T0的時(shí)間，通過線圈電流的方向改變4次，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1(xx北京豐臺(tái)期末)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖1甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖像如圖乙所示，則()圖1At 0.005 s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行 Bt 0.010 s時(shí)線圈的磁通量變化率最大C線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100 HzD線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311 V解析：選At0.005 s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，選項(xiàng)A正確；t0.010 s時(shí)線圈的磁通量最大，變化率最小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)周期為0.02 s，頻率為50 Hz，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線圈產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)最大值為311 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。2(xx濟(jì)寧模擬)電吉他是利用電磁感應(yīng)原理工作的一種樂器。如圖2甲所示為電吉他的拾音器的原理圖，在金屬弦的下方放置有一個(gè)連接到放大器的螺線管。一條形磁鐵固定在管內(nèi)，當(dāng)撥動(dòng)金屬弦后，螺線管內(nèi)就會(huì)產(chǎn)生感應(yīng)電流，經(jīng)一系列轉(zhuǎn)化后可將電信號(hào)轉(zhuǎn)為聲音信號(hào)。若由于金屬弦的振動(dòng)，螺線管內(nèi)的磁通量隨時(shí)間t的變化如圖乙所示，則螺線管內(nèi)感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化圖像為()圖2圖3解析：選B由法拉第電磁感應(yīng)定律，則螺線管內(nèi)感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化圖像為B。3(多選)(xx吉林模擬)如圖4所示，閉合的矩形導(dǎo)體線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，沿著OO方向觀察，線圈沿順時(shí)針方向轉(zhuǎn)動(dòng)。已知?jiǎng)驈?qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，線圈匝數(shù)為n，ab邊的邊長為L1，ad邊的邊長為L2，線圈電阻為R，轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為，則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)()圖4A線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為2nBL2C穿過線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大D線圈ad邊所受安培力的大小為，方向垂直紙面向里解析：選AC當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)由楞次定律可判斷出線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為nBL1L2，穿過線圈磁通量隨時(shí)間的變化率最大，選項(xiàng)A、C正確，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈ad邊所受安培力的大小為，方向垂直紙面向里，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：有效值的理解與計(jì)算4(多選)(xx北京東城期末)北京市東城區(qū)民用電網(wǎng)改造完成后，某居民小區(qū)變壓器輸出端的交變電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u220sin 100t(V)，對(duì)此交變電壓，下列表述正確的是()A最大值是220 VB頻率是50 HzC有效值是220 V D周期是0.01 s解析：選BC此交變電壓最大值是220 V，有效值是220 V，頻率是50 Hz，周期是0.02 s，選項(xiàng)B、C正確A、D錯(cuò)誤。5.(多選)如圖5所示，某玩具電磁驅(qū)動(dòng)發(fā)電機(jī)可簡(jiǎn)化為在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的一匝閉合金屬線圈，線圈平面與磁感應(yīng)強(qiáng)度方向垂直，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈面積為S，電阻為R。當(dāng)線圈以右邊為軸，以恒定的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列敘述中正確的是()圖5A產(chǎn)生的感應(yīng)電流的有效值為B轉(zhuǎn)過30時(shí)，線圈中的電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針C轉(zhuǎn)過90的過程中，通過線圈導(dǎo)線某一橫截面的電荷量為D線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周產(chǎn)生的熱量為解析：選AC線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為EmBS，電動(dòng)勢(shì)有效值為EEmBS，則電流的有效值為I，選項(xiàng)A正確；據(jù)楞次定律可知轉(zhuǎn)過30時(shí)，線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)轫槙r(shí)針，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由，qt，得到電荷量q，故選項(xiàng)C正確；線圈轉(zhuǎn)一周的過程中，產(chǎn)生的熱量為QI2Rt，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6(多選)(xx山東高考)圖6甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極N、S間的磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，為交流電流表。線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸OO沿逆時(shí)針方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。以下判斷正確的是()圖6A電流表的示數(shù)為10 AB線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50 rad/sC0.01 s時(shí)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D0.02 s時(shí)電阻R中電流的方向自右向左解析：選AC根據(jù)it圖像可知，交流電的最大值為10 A，所以電流表的示數(shù)(有效值)為10 A，A正確。交流電的周期T0.02 s，線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度100 rad/s，B錯(cuò)誤。0.01 s時(shí)，感應(yīng)電流達(dá)到峰值，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，C正確。0.02 s時(shí)，線圈又回到題圖所示位置，根據(jù)右手定則可以判斷，電阻R中電流的方向自左向右，D錯(cuò)誤。7(xx唐山模擬)一個(gè)U形金屬線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO軸以相同的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，通過導(dǎo)線給同一電阻R供電，如圖7甲、乙所示。其中甲圖中OO軸右側(cè)有磁場(chǎng)，乙圖中整個(gè)空間均有磁場(chǎng)，兩磁場(chǎng)感應(yīng)強(qiáng)度相同。則甲、乙兩圖中交流電流表的示數(shù)之比為()圖7A1B12C14 D11解析：選A題圖甲中的磁場(chǎng)只在OO軸的右側(cè)，所以線框只在半周期內(nèi)有感應(yīng)電流產(chǎn)生，如圖甲，電流表測(cè)得是有效值，所以I。題圖乙中的磁場(chǎng)布滿整個(gè)空間，線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電流如圖乙，所以I，則II1，即A正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：交變電流的“四值”8.(xx寶雞質(zhì)檢)如圖8所示，圖線a是線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的正弦交流電的圖像，當(dāng)調(diào)整線圈轉(zhuǎn)速后，所產(chǎn)生的正弦交流電的圖像如圖線b所示。以下關(guān)于這兩個(gè)正弦交流電的說法中正確的是()圖8A線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為12B交流電a的電壓瞬時(shí)值u10sin 0.4t(V)C交流電b的電壓最大值為 VD在圖中t0時(shí)刻穿過線圈的磁通量為零解析：選C產(chǎn)生的正弦交流電的周期之比為23，線圈先后兩次轉(zhuǎn)速之比為32 ，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電a的周期為0.4 s，交流電a的電壓瞬時(shí)值u10sin 5t(V)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由最大值nBS可知，二者最大值之比為32，交流電b的電壓最大值為 V，選項(xiàng)C正確；在圖中t0時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，穿過線圈的磁通量最大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。9(xx福建高考)如圖9，實(shí)驗(yàn)室一臺(tái)手搖交流發(fā)電機(jī)，內(nèi)阻r1.0 ，外接R9.0 的電阻。閉合開關(guān)S，當(dāng)發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子以某一轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e10sin 10t(V)，則()圖9A該交變電流的頻率為10 HzB該電動(dòng)勢(shì)的有效值為10 VC外接電阻R所消耗的電功率為10 WD電路中理想交流電流表 的示數(shù)為1.0 A解析：選D由交流電的表達(dá)式可知10 rad/s，Em10 V，得f5 Hz，E10 V，A、B錯(cuò)誤。I1 A，D正確。PRI2R9 W，C錯(cuò)誤。10.小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖10所示。此線圈與一個(gè)R10 的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻，下列說法正確的是()圖10A交變電流的周期為0.125 sB交變電流的頻率為8 HzC交變電流的有效值為 AD交變電流的最大值為4 A解析：選C由圖像可知交變電流的周期T0.250 s，頻率f4 Hz，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)誤；交變電流的有效值IA A，故選項(xiàng)C正確；交變電流的最大值Im A2 A，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤?？键c(diǎn)綜合訓(xùn)練11(xx江蘇高考)某興趣小組設(shè)計(jì)了一種發(fā)電裝置，如圖11所示。在磁極和圓柱狀鐵芯之間形成的兩磁場(chǎng)區(qū)域的圓心角均為，磁場(chǎng)均沿半徑方向。匝數(shù)為N的矩形線圈abcd的邊長abcdl、bcad2l。線圈以角速度繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，bc和ad邊同時(shí)進(jìn)入磁場(chǎng)。在磁場(chǎng)中，兩條邊所經(jīng)過處的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小均為B、方向始終與兩邊的運(yùn)動(dòng)方向垂直。線圈的總電阻為r，外接電阻為R。求：圖11(1)線圈切割磁感線時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小Em；(2)線圈切割磁感線時(shí)，bc邊所受安培力的大小F；(3)外接電阻上電流的有效值I。解析：(1)bc、ad邊的運(yùn)動(dòng)速度v，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)Em4NBlv解得Em2NBl2。(2)電流Im ，安培力F2NBIml解得F。(3)一個(gè)周期內(nèi)，通電時(shí)間tTR上消耗的電能WIRt且WI2RT解得I。答案：(1)2NBl2(2)(3)12(xx北京海淀聯(lián)考)如圖12甲所示，長、寬分別為L1、L2的矩形金屬線框位于豎直平面內(nèi)，其匝數(shù)為n，總電阻為r，可繞其豎直中心軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)。線框的兩個(gè)末端分別與兩個(gè)彼此絕緣的銅環(huán)C、D(集流環(huán))焊接在一起，并通過電刷和定值電阻R相連。線框所在空間有水平向右均勻分布的磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B的大小隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示，其中B0、B1和t1均為已知。在0t1的時(shí)間內(nèi)，線框保持靜止，且線框平面和磁場(chǎng)垂直；t1時(shí)刻后線框在外力的驅(qū)動(dòng)下開始繞其豎直中心軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。求：圖12(1)0t1時(shí)間內(nèi)通過電阻R的電流大小；(2)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，在轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過程中電流通過電阻R產(chǎn)生的熱量；(3)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)后，從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，通過電阻R的電荷量。解析：(1)0t1時(shí)間內(nèi)，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì) En根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，通過電阻R的電流I。(2)線框產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值 EmnB1L1L2感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值EnB1L1L2通過電阻R的電流的有效值I線框轉(zhuǎn)動(dòng)一周所需的時(shí)間t此過程中，電阻R產(chǎn)生的熱量QI2RtR2。(3)線框從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過90的過程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)n平均感應(yīng)電流通過電阻R的電荷量qt。答案：(1)(2)R2(3)第2節(jié)變壓器_電能的輸送(1)變壓器只對(duì)變化的電流起作用，對(duì)恒定電流不起作用。()(2)變壓器不但能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率。()(3)正常工作的變壓器當(dāng)副線圈與用電器斷開時(shí)，副線圈兩端無電壓。()(4)變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時(shí)，原線圈輸入的電流隨之減小。()(5)增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失。 ()(6)高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的發(fā)熱損耗。()(7)在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越大。() 要點(diǎn)一理想變壓器1基本關(guān)系(1)無漏磁，故原、副線圈中的、相同。(2)線圈無電阻，因此無電壓降，UEn。(3)根據(jù)得，套在同一鐵芯上的線圈，無論是原線圈，還是副線圈，該比例都成立，則有。(4)無電能損失，因此P入P出，無論副線圈是一個(gè)還是多個(gè)，總有U1I1U2I2U3I3將電壓關(guān)系代入可得n1I1n2I2n3I3。2基本關(guān)系式中物理量之間的決定關(guān)系(1)電壓決定關(guān)系：輸入電壓U1決定輸出電壓U2，這是因?yàn)檩敵鲭妷篣2U1，當(dāng)U1不變時(shí)，不論負(fù)載電阻R變化與否，U2不會(huì)改變。(2)電流決定關(guān)系：輸出電流I2決定輸入電流I1。(3)功率決定關(guān)系：輸出功率P2決定輸入功率P1。(4)頻率關(guān)系：原、副線圈中電流的頻率相同。典例(多選)(xx全國卷)如圖1021，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2。原線圈通過一理想電流表 接正弦交流電源，一個(gè)二極管和阻值為R的負(fù)載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端。假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大。用交流電壓表測(cè)得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則()圖1021AUabUcdn1n2B增大負(fù)載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小C負(fù)載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ucd越大D將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍思路點(diǎn)撥(1)副線圈兩端的電壓U2與cd兩端的電壓Ucd是否相等？為什么？提示：由于二極管的單向?qū)щ娦?，所以U2Ucd。(2)當(dāng)負(fù)載R變化時(shí)，原線圈中的電流和電壓是否發(fā)生變化？為什么？提示：由于輸入電壓U1決定輸出電壓U2，所以不論負(fù)載如何變化，U1、U2均不變；由于輸出電流I2決定輸入電流I1，所以負(fù)載變化，I1發(fā)生變化。解析根據(jù)變壓器的工作原理、交流電的有效值解題。變壓器的變壓比，其中U1、U2是變壓器原、副線圈兩端的電壓。U1Uab，由于二極管的單向?qū)щ娞匦?，UcdU2，選項(xiàng)A錯(cuò)誤。增大負(fù)載電阻R的阻值，負(fù)載的電功率減小，由于P入P出，且P入I1Uab，所以原線圈上的電流I1減小，即電流表的讀數(shù)變小，選項(xiàng)B正確。c、d端的電壓由輸入電壓Uab決定，負(fù)載電阻R的阻值變小時(shí)，Uab不變，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。根據(jù)變壓器上的能量關(guān)系有E輸入E輸出，在一個(gè)周期T的時(shí)間內(nèi)，二極管未短路時(shí)有UabI1T0(U為副線圈兩端的電壓)，二極管短路時(shí)有UabI2TT，由以上兩式得I22I1，選項(xiàng)D正確。答案BD針對(duì)訓(xùn)練1(多選)(xx山東高考)如圖1022，將額定電壓為60 V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上。閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A。以下判斷正確的是()圖1022A變壓器輸入功率為484 WB通過原線圈的電流的有效值為0.6 AC通過副線圈的電流的最大值為2.2 AD變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1n2113解析：選BD將額定電壓為60 V的用電器接在理想變壓器的輸出端，在閉合開關(guān)后，用電器正常工作，已知交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)讀數(shù)分別為220 V和2.2 A，根據(jù)功率公式可以求出用電器消耗的功率為132 W，因此A選項(xiàng)不正確；再根據(jù)變壓器變壓公式和變流公式可知，和，聯(lián)立可求得通過原線圈的電流的有效值為0.6 A，所以選項(xiàng)B正確；由于電流表顯示的是有效值，因此通過副線圈電流的最大值為2.2 A，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的變壓公式可知，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1n2113，所以D選項(xiàng)正確。2(多選)(xx鄭州質(zhì)檢)如圖1023所示，一臺(tái)理想變壓器的原副線圈的匝數(shù)比為n1n2401，在副線圈兩端接有“6 V40 W”的電燈泡。若燈泡正常發(fā)光，則下列說法中正確的是()圖1023A在原副線圈中，通過每匝線圈的磁通量時(shí)時(shí)刻刻都相同B通過原副線圈的交變電流的頻率相同C變壓器輸入電壓的最大值為240 VD變壓器輸入功率為40 W解析：選ABD原線圈的磁場(chǎng)都在鐵芯中，所以原副線圈中的磁場(chǎng)相同，通過每匝線圈的磁通量也相同，選項(xiàng)A對(duì)。既然原副線圈是同一個(gè)磁場(chǎng)，那么原副線圈感應(yīng)電流變化的頻率就相等，選項(xiàng)B對(duì)。根據(jù)理想變壓器，副線圈的燈泡正常發(fā)光即U26 V，帶入得U1240 V，而額定電壓指的是有效電壓，所以變壓器輸入電壓有效值是U1240 V，最大值不確定，選項(xiàng)C錯(cuò)。理想變壓器輸入功率等于輸出功率即燈泡正常發(fā)光的額定功率40 W，選項(xiàng)D對(duì)。要點(diǎn)二理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析常見的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析問題一般有兩種：匝數(shù)比不變的情況和負(fù)載電阻不變的情況。1匝數(shù)比不變的情況(如圖1024所示)圖1024(1)U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變。(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化。(3)I2變化引起P2變化，根據(jù)P1P2，可以判斷P1的變化。2負(fù)載電阻不變的情況(如圖1025所示)圖1025(1)U1不變，發(fā)生變化，U2變化。(2)R不變，U2變化，I2發(fā)生變化。(3)根據(jù)P2和P1P2，可以判斷P2變化時(shí)，P1發(fā)生變化，U1不變時(shí)，I1發(fā)生變化。典例1(多選)(xx廣東高考)如圖1026所示的電路中，P為滑動(dòng)變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合電鍵S，下列說法正確的是()圖1026AP向下滑動(dòng)時(shí)，燈L變亮BP向下滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出電壓不變CP向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸入電流變小DP向上滑動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率變大解析由于U1保持不變，根據(jù)變壓器的變壓比可知，副線圈的輸出電壓U2不變，B項(xiàng)正確；P向下滑動(dòng)時(shí)，燈泡L兩端的電壓不變，燈泡的亮度不變，A項(xiàng)錯(cuò)誤；P向上滑動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻變小，副線圈電路的總電阻R變小，根據(jù)P2可知，變壓器的輸出功率變大，D項(xiàng)正確；由P1U1I1P2可知，變壓器的輸入電流增大，C項(xiàng)錯(cuò)誤。答案BD典例2(多選)如圖1027甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈的中心抽頭，圖中電表均為理想的交流電表，定值電阻R10 ，其余電阻均不計(jì)。從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上如圖乙所示的交變電壓。則下列說法中正確的有()圖1027A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為31.1 VB當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接且在0.01 s時(shí)，電流表示數(shù)為4.4 AC當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓的頻率變?yōu)?5 HzD當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，原線圈的輸入功率變大解析當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與b連接時(shí)，電流表示數(shù)為4.4 A，選項(xiàng)B正確；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓的頻率仍為50 Hz，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a撥向b時(shí)，副線圈輸出電壓增大，副線圈輸出功率增大，原線圈的輸入功率變大，選項(xiàng)D正確。答案BD針對(duì)訓(xùn)練1(多選)如圖1028所示，有一矩形線圈的面積為S，匝數(shù)為N，繞OO軸在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓，副線圈接有定值電阻R，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，下列判斷正確的是()圖1028A電流表測(cè)得的是電流最大值B感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBSsin tCP向上移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變大DP向上移動(dòng)時(shí)，電流表示數(shù)變小解析：選BD電流表測(cè)得的是電流有效值，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；從圖示位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eNBSsin t，選項(xiàng)B正確；P向上移動(dòng)時(shí)，輸出電壓降低，電流表示數(shù)變小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤D正確。2(多選)如圖1029所示，將原線圈接到電壓有效值不變的正弦交流電源上，副線圈連接電阻R0、R1和R2。電路中分別接了理想交流電壓表V1、V2和理想交流電流表A1、A2，導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖所示。當(dāng)開關(guān)S閉合后()圖1029AV1、V2示數(shù)變小，變壓器的輸出功率減小BA1、A2示數(shù)變大，變壓器的輸出功率增大CA1示數(shù)不變、A2示數(shù)變大，變壓器的輸出功率減小DV1示數(shù)不變、V2示數(shù)變小，變壓器的輸出功率增大解析：選BD據(jù)題意，當(dāng)開關(guān)閉合后，副線圈總電阻R減小，據(jù)閉合電路歐姆定律可知，副線圈總電流為：I2，其中r表示R1和R2并聯(lián)后的總電阻，即電流表A2示數(shù)增加，據(jù)變壓器原副線圈電流規(guī)律，匝數(shù)比恒定，I2增大，則原線圈電流I1增大，即電流表A1示數(shù)增加；原線圈中輸入電壓U1不變，則電壓表V1示數(shù)不變；副線圈兩端電壓也不變，電壓表V2測(cè)量的是電阻R1電壓，當(dāng)電流增大時(shí)，電阻R0兩端的電壓增大，所以R1和R2并聯(lián)后兩端的電壓減小，即V2示數(shù)減小；副線圈輸出功率為P2U2I2，即輸出功率增大，副線圈功率決定原線圈功率，所以原線圈功率也增大；故選項(xiàng)B、D正確。要點(diǎn)三遠(yuǎn)距離輸電1理清三個(gè)回路遠(yuǎn)距離輸電電網(wǎng)間的基本結(jié)構(gòu)，如圖10210所示。輸電過程的電路被劃分為三個(gè)獨(dú)立的回路，即電源回路、輸送回路和用戶回路。在每個(gè)回路中，變壓器的原線圈是回路的用電器，而相應(yīng)的副線圈是下一個(gè)回路的電源，每個(gè)回路均可應(yīng)用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路的規(guī)律，而變壓器的電壓、電流、功率關(guān)系則是聯(lián)系不同回路的橋梁。圖102102抓住兩個(gè)聯(lián)系(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系了電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：線圈1(匝數(shù)為n1)和線圈2(匝數(shù)為n2)中各個(gè)量間的關(guān)系是：，I1n1I2n2，P1P2。(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系了輸送回路和用戶回路，由理想變壓器原理可得：線圈3(匝數(shù)為n3)和線圈4(匝數(shù)為n4)中各個(gè)量間的關(guān)系是：，I3n3I4n4，P3P4。3掌握一個(gè)能量守恒定律發(fā)電機(jī)把機(jī)械能轉(zhuǎn)化為電能，并通過導(dǎo)線將能量輸送給線圈1，線圈1上的能量就是遠(yuǎn)程輸電的總能量，在輸送過程中，先被輸送回路上的導(dǎo)線電阻損耗一小部分，剩余的絕大部分通過降壓變壓器和用戶回路被用戶使用消耗，所以其能量關(guān)系為P1P線損P用戶。典例(xx浙江高考)如圖10211所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)化電路圖。發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1。在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2。則()圖10211A用戶端的電壓為B輸電線上的電壓降為UC理想變壓器的輸入功率為IrD輸電線路上損失的電功率為I1U解析理想變壓器輸入和輸出功率相同，設(shè)用戶端得到的電壓為U2，則有I1U1U2I2，U2，選項(xiàng)A正確；輸電線上的電壓降為UI1r，或者UUU1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；理想變壓器的輸入功率為PI1U1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；輸電線路上損失的電功率為PIr，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。答案A方法規(guī)律輸電線路功率損失的計(jì)算方法(1)P損PP，P為輸送的功率，P為用戶得到的功率。(2)P損IR線，I線為輸電線路上的電流，R線為線路電阻。(3)P損，U為輸電線路上損失的電壓，R線為線路電阻。(4)P損UI線，U為輸電線路上損失的電壓，I線為線路上的電流。易錯(cuò)提醒在遠(yuǎn)距離輸電問題中，一般用P損IR線計(jì)算線路功率損耗，其原因是I線可以由公式P輸出I線U輸出求出，而P損UI線和P損則不常用，其原因是在一般情況下，U不易求出，且易將U和U輸出相混而造成錯(cuò)誤。針對(duì)訓(xùn)練1(xx福建高考)圖10212為模擬遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1n4n2n3，四根模擬輸電線的電阻R1、R2、R3、R4的阻值均為R，A1、A2為相同的理想交流電流表，L1、L2為相同的小燈泡，燈絲電阻RL2R，忽略燈絲電阻隨溫度的變化。當(dāng)A、B端接入低壓交流電源時(shí)()圖10212AA1、A2兩表的示數(shù)相同BL1、L2兩燈泡的亮度相同CR1消耗的功率大于R3消耗的功率DR2兩端的電壓小于R4兩端的電壓解析：選D遠(yuǎn)距離輸電過程中，應(yīng)用高壓輸電能夠減小輸電線上的功率損失，R1上消耗的功率小于R3上消耗的功率，C項(xiàng)錯(cuò)；而比較兩個(gè)不同輸電回路，輸電線電阻相同，由P損I22R可知，A1示數(shù)小于A2示數(shù)，A項(xiàng)錯(cuò)；根據(jù)歐姆定律可知，R2兩端電壓小于R4兩端電壓，D項(xiàng)正確；由于輸電線上損失電壓不同，故兩燈泡兩端電壓不同，故亮度不同，B項(xiàng)錯(cuò)。2(xx江蘇高考)遠(yuǎn)距離輸電的原理圖如圖10213所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R。變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是()圖10213A.BI2CI1U1IR DI1U1I2U2解析：選D根據(jù)變壓器的工作原理可知，所以選項(xiàng)A錯(cuò)誤；因U2、I2、R不滿足歐姆定律公式中物理量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，所以選項(xiàng)B錯(cuò)誤；U1I1U2I2，但U2I2IR，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。要點(diǎn)四三種特殊的變壓器模型模型一自耦變壓器高中物理中研究的變壓器本身就是一種忽略了能量損失的理想模型，自耦變壓器(又稱調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用，如圖10214所示。圖10214典例1(xx全國卷)自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，原、副線圈都只取該線圈的某部分。一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖10215所示，其副線圈匝數(shù)可調(diào)。已知變壓器線圈總匝數(shù)為1 900匝；原線圈為1 100匝，接在有效值為220 V的交流電源上。當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R上的功率為2.0 kW。設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為I1，負(fù)載兩端電壓的有效值為U2，且變壓器是理想的，則U2和I1分別約為()圖10215A380 V和5.3 AB380 V和9.1 AC240 V和5.3 A D240 V和9.1 A解析對(duì)理想變壓器，原、副線圈功率相同，故通過原線圈的電流I1A9.1 A，負(fù)載兩端電壓即為副線圈電壓，由，即，可得U2380 V，故B對(duì)。答案B模型二互感器分為電壓互感器和電流互感器，比較如下：電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯(lián)在高壓電路中串聯(lián)在交流電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏骼玫墓絀1n1I2n2典例2(xx天津高考)普通的交流電流表不能直接接在高壓輸電線路上測(cè)量電流，通常要通過電流互感器來連接，圖10216中電流互感器ab一側(cè)線圈的匝數(shù)較少，工作時(shí)電流為Iab，cd一側(cè)線圈的匝數(shù)較多，工作時(shí)電流為Icd，為了使電流表能正常工作，則()圖10216Aab接MN、cd接PQ，IabIcdBab接MN、cd接PQ，IabIcdCab接PQ、cd接MN，IabIcdDab接PQ、cd接MN，IabIcd解析根據(jù)理想變壓器的原理，線圈電流與匝數(shù)成反比，ab接MN，通過的電流較大，電流表接在cd兩端，通過的電流較小，B正確。答案B模型三雙副線圈變壓器計(jì)算具有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)副線圈的變壓器問題時(shí)，應(yīng)注意三個(gè)關(guān)系：(1)電壓關(guān)系：(2)電流關(guān)系：n1I1n2I2n3I3(3)功率關(guān)系：P1P2P3典例3如圖10217所示，兩種情況下變壓器燈泡L2、L3的功率均為P，且L1、L2、L3為相同的燈泡，匝數(shù)比為n1n231，則圖甲中L1的功率和圖乙中L1的功率分別為()圖10217AP、PB9P、C.、9P D.、P解析由題意可知，兩種情況下變壓器輸出功率均為2P，設(shè)燈泡L2、L3的電壓為U，電流為I，電阻為R，兩種情況下變壓器輸入電壓為3U，變壓器輸入電流為I；圖甲中L1的功率為P19P；圖乙中L1的功率為P2(I)2R，選項(xiàng)B正確。答案B對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：理想變壓器1(多選)在如圖1所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為21，四個(gè)燈泡完全相同。其額定電壓為U，若已知燈泡L3和L4恰能正常工作，那么()圖1AL1和L2都能正常工作BL1和L2都不能正常工作C交流電源電壓為2UD交流電源電壓為4U解析：選AD根據(jù)燈泡L3和L4恰能正常工作，變壓器原線圈輸入電壓為燈泡L3和L4額定電壓U的2倍，輸入電流為燈泡L3和L4的額定電流。所以L1和L2都能正常工作，交流電源電壓為4U，選項(xiàng)A、D正確，B、C錯(cuò)誤。2.(xx孝感聯(lián)考)如圖2所示，理想變壓器的原副線圈匝數(shù)比為15，原線圈兩端的交變電壓為圖2u20sin 100t V，氖泡在兩端電壓達(dá)到100 V時(shí)開始發(fā)光，下列說法中正確的有()A開關(guān)接通后，氖泡的發(fā)光頻率為50 HzB開關(guān)接通后，電壓表的示數(shù)為100 VC開關(guān)斷開后，電壓表的示數(shù)變大D開關(guān)斷開后，變壓器的輸出功率不變解析：選B由u20sin 100t V可知，交流電壓頻率為50 Hz，在一個(gè)周期內(nèi)，交變電流兩次超過100 V電壓，所以氖泡的發(fā)光頻率為100 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；變壓器輸入電壓有效值為U120 V，輸出電壓有效值U2U1520 V100 V，開關(guān)接通與斷開后，電壓表的示數(shù)均為100 V，選項(xiàng)B正確，C錯(cuò)誤；開關(guān)斷開后，氖泡不發(fā)光，消耗電能變小，變壓器的輸出功率變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。3(多選)(xx河南十所名校高三聯(lián)考)如圖3所示，一只理想變壓器原線圈與頻率為50 Hz的正弦交變電源相連，兩個(gè)阻值均為20 的電阻串聯(lián)后接在副線圈的兩端。圖中的電流表、電壓表均為理想交流電表，原、副線圈分別為200匝和100匝，電壓表的示數(shù)為5 V。則()圖3A電流表的讀數(shù)為0.5 AB流過電阻的交變電流的頻率為100 HzC交變電源的輸出電壓的最大值為20 VD交變電源的輸出功率為2.5 W解析：選CD根據(jù)歐姆定律可得副線圈中的電流I20.25 A，根據(jù)理想變壓器原、副線圈中的電流比，可解得I10.125 A，A錯(cuò)誤；理想變壓器原、副線圈中的交變電流的頻率相同，都為50 Hz，B錯(cuò)誤；副線圈輸出電壓的有效值是10 V，根據(jù)正弦交變電流的最大值和有效值的關(guān)系可得其最大值應(yīng)為U2m10 V，原、副線圈電壓比為，可得交變電源輸出電壓的最大值為U1m20 V，C正確；對(duì)于理想變壓器，交變電源的輸出功率等于變壓器副線圈消耗的功率，P2 W2.5 W，故D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析4(多選)(xx焦作聯(lián)考)如圖4所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)n11 100匝，副線圈的匝數(shù)n2110匝，R0、R1、R2均為定值電阻，且R0R1R2，電流表、電壓表均為理想電表。原線圈接u220 sin(314t) V的交流電源。起初開關(guān)S處于斷開狀態(tài)。下列說法中正確的是()圖4A電壓表示數(shù)為22 VB當(dāng)開關(guān)S閉合后，電壓表示數(shù)變小C當(dāng)開關(guān)S閉合后，電流表示數(shù)變大D當(dāng)開關(guān)S閉合后，變壓器的輸出功率增大解析：選BCD變壓器輸入電壓220 V，由變壓器變壓公式，副線圈輸出電壓為22 V，根據(jù)串聯(lián)分壓原理，電壓表示數(shù)為11 V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)開關(guān)S閉合后，輸出功率增大，電壓表示數(shù)變小，原線圈輸入功率增大，電流表示數(shù)變大，選項(xiàng)B、C、D正確。5(多選)一理想自耦變壓器的原線圈接有正弦交變電壓，如圖5甲所示，副線圈接有可調(diào)電阻R，觸頭P與線圈始終接觸良好，下列判斷正確的是()圖5A交變電源的電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uU0cos 100t VB若僅將觸頭P向A端滑動(dòng)，則電阻R消耗的電功率增大C若僅使電阻R增大，則原線圈的輸入電功率增大D若使電阻R增大的同時(shí)，將觸頭P向B端滑動(dòng)，則通過A處的電流一定增大解析：選AB從題圖甲可看出，交流電的周期T2102s，最大值為U0，所以交變電源的電壓 u隨時(shí)間t變化的規(guī)律是uU0cost VU0cos 100t V，選項(xiàng)A正確；因原、副線圈兩端電壓與其匝數(shù)成正比，當(dāng)僅將觸頭P向A端滑動(dòng)時(shí)，副線圈兩端的電壓增大，即電阻R兩端的電壓增大，則電阻R消耗的電功率增大，選項(xiàng)B正確；若僅使電阻R增大，則副線圈兩端的電壓不變，電阻R消耗的電功率P減小，原線圈的輸入電功率也減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；將觸頭P向B端滑動(dòng)，副線圈兩端的電壓減小，同時(shí)電阻R增大，通過R的電流I2減小，根據(jù)變壓器的特點(diǎn)，通過A處的電流也一定減小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。6.(多選)(xx杭州模擬)如圖6所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，b是原線圈中心的抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1220sin 100t V，則()圖6A當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表V1的示數(shù)為22 VB當(dāng)t s時(shí)，電壓表V0的讀數(shù)為220 VC單刀雙擲開關(guān)與a連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過程中，電壓表V1的示數(shù)增大，電流表示數(shù)變小D當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表V1和電流表的示數(shù)均變小解析：選BC當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為101，副線圈輸出電壓為U222 V，但電壓表V1示數(shù)小于U2，故A錯(cuò)誤；當(dāng)t s時(shí)，電壓表V0的讀數(shù)為有效值220 V，故B正確；單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器的電阻變大，電路的總電阻變大，由于副線圈輸出電壓U2是由變壓器決定的，所以電流表示數(shù)變小，電壓表V1示數(shù)變大，故C正確；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比變?yōu)?1，副線圈輸出電壓U2變大，電流表和電壓表V1的示數(shù)均變大，故D錯(cuò)誤。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：遠(yuǎn)距離輸電7如圖7所示，某小型發(fā)電站發(fā)電機(jī)輸出的交流電壓為500 V，輸出的電功率為50 kW，用電阻為3 的輸電線向遠(yuǎn)處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的0.6%，則發(fā)電站要安裝一升壓變壓器，到達(dá)用戶再用降壓變壓器變?yōu)?20 V供用戶使用(兩個(gè)變壓器均為理想變壓器)。對(duì)整個(gè)送電過程，下列說法正確的是()圖7A輸電線上的損失功率為300 WB升壓變壓器的匝數(shù)比為1100C輸電線上的電流為100 AD降壓變壓器的輸入電壓為4 700 V解析：選A輸電線上的損失功率為0.6%50 kW300 W，選項(xiàng)A正確。由I2R300 W可得輸電線上電流I10 A，升壓變壓器副線圈電壓為5 000 V，升壓變壓器的匝數(shù)比為110，選項(xiàng)B、C錯(cuò)誤。輸電線損失電壓為IR30 V，降壓變壓器的輸入電壓為4 970 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。8(多選)某小型水電站的電能輸送示意圖如圖8所示，發(fā)電機(jī)通過升壓變壓器T1和降壓變壓器T2向用戶供電。已知輸電線的總電阻為R，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為41，降壓變壓器副線圈兩端交變電壓u220 sin(100t) V，降壓變壓器的副線圈與阻值R011 的電阻組成閉合電路。若將變壓器視為理想變壓器，則下列說法中正確的是()圖8A通過R0電流的有效值是20 AB降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41C升壓變壓器T1的輸出電壓等于降壓變壓器T2的輸入電壓D升壓變壓器T1的輸出功率大于降壓變壓器T2的輸入功率解析：選ABD由題知降壓變壓器副線圈兩端交變電壓的有效值為220 V，則通過R0的電流為20 A，A正確；由得降壓變壓器T2原、副線圈的電壓比為41，B正確；在輸電過程中，輸電線上有電阻，升壓變壓器T1的輸出電壓不能完全加在降壓變壓器T2的兩端，輸電線上有功率損失，C錯(cuò)誤、D正確。9(xx四川高考)如圖9所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖像，則()圖9A用戶用電器上交流電的頻率是100 HzB發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 VC輸電線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定D當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線上損失的功率減小解析：選D根據(jù)交流電的變化規(guī)律、變壓器的工作原理和遠(yuǎn)距離輸電知識(shí)解題。由ut圖像可知，交流電的周期T0.02 s，故頻率f50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的最大值Um500 V，故有效值U250 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線上的電流由降壓變壓器副線圈上的電阻和降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)用戶用電器的總電阻增大時(shí)，副線圈上的電流減小，根據(jù)，原線圈(輸電線)上的電流減小，根據(jù)PIR，得輸電線損失的功率減小，選項(xiàng)D正確。對(duì)點(diǎn)訓(xùn)練：三種特殊的變壓器10.(xx開封模擬)如圖10所示，理想變壓器有兩個(gè)副線圈，匝數(shù)分別為n1和n2，所接負(fù)載4R1R2，當(dāng)只閉合S1時(shí)，電流表示數(shù)為1 A，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，電流表示數(shù)為2 A，則n1n2為()圖10A11B12C13 D14解析：選B變壓器原副線圈的磁通量變化率相同，所以UU1U2nn1n2，根據(jù)能量守恒，輸出功率等于輸入功率，所以有當(dāng)只閉合S1時(shí)UI，當(dāng)S1和S2都閉合時(shí)，UI，代入數(shù)據(jù)I1 A、I2 A可得U4U，即U1U212，所以n1n212，選項(xiàng)B對(duì)。11.如圖11所示，自耦變壓器輸入端A、B接交流穩(wěn)壓電源，其電壓有效值U1100 V，R040 ，當(dāng)滑動(dòng)片處于線圈中點(diǎn)位置時(shí)，C、D兩端電壓的有效值U2為_V，通過電阻R0的電流有效值為_A。圖11解析：當(dāng)滑動(dòng)片位于線圈中點(diǎn)位置時(shí)，由變壓器電壓關(guān)系有，所以U2200 V，通過R0的電流為I A5 A。答案：200512電壓互感器使用時(shí)應(yīng)將其原線圈_聯(lián)接入被測(cè)電路；而電流互感器則應(yīng)_聯(lián)接入被測(cè)電路。答案：并串考點(diǎn)綜合訓(xùn)練13(多選)(xx青島模擬)如圖12甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為111，R1 ，原線圈允許通過電流的最大值為1 A，副線圈ab兩端電壓隨時(shí)間變化圖像如圖乙所示。則下列說法正確的是()圖12A原線圈輸入電壓的有效值為242 VB原線圈兩端交變電壓的頻率為550 HzC副線圈中電流的最大值為11 AD為保證電路安全工作，滑動(dòng)變阻器R的阻值不得小于1 解析：選AC由題知變壓器副線圈兩端電壓有效值為22 V，由原副線圈兩端電壓關(guān)系可得，原線圈輸入電壓的有效值為242 V，故A項(xiàng)正確；由于原副線圈兩端交流電的頻率相同，故原線圈兩端交變電壓的頻率為50 Hz，B項(xiàng)錯(cuò)；原線圈允許通過電流的最大值為1 A，根據(jù)原副線圈電流關(guān)系可得副線圈中電流的最大值為11 A，C項(xiàng)正確；根據(jù)部分電路的歐姆定律可得，副線圈中滑動(dòng)變阻器最小阻值為RR1 (21)，故D項(xiàng)錯(cuò)。14(多選)(xx濟(jì)寧市高三聯(lián)考)一臺(tái)理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比是51，原線圈接入電壓220 V的正弦交流電，各元件正常工作，一只理想二極管和一個(gè)滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)接在副線圈上，如圖13所示。電壓表和電流表均為理想交流電表，則下列說法正確的是()圖13A原、副線圈中的電流之比為51B電壓表的讀數(shù)約為31.11 VC若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20 ，則1分鐘內(nèi)產(chǎn)生的熱量為2.9103 JD若將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)，則兩電表讀數(shù)均減小解析：BC原、副線圈中的電流與匝數(shù)成反比，所以電流之比為15，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；原線圈接入電壓為220 V的正弦交流電，原、副線圈的電壓與匝數(shù)成正比，所以副線圈兩端電壓為44 V，由于副線圈接著二極管，它具有單向?qū)щ娦?，而電表示?shù)均是交流電的有效值，根據(jù)有效值的定義有T，從而求得電壓表兩端電壓有效值為U22 V31.11 V，選項(xiàng)B正確；若滑動(dòng)變阻器接入電路的阻值為20 ，則1 min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Qt2.9103 J，C正確；滑片向上滑動(dòng)，滑動(dòng)變阻器接入的阻值變小，其兩端的電壓不變，所以通過滑動(dòng)變阻器的電流變大，即電壓表示數(shù)不變，電流表示數(shù)變大，D錯(cuò)誤。15(多選)(xx臨川二中高三月考)如圖14所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比是101，原線圈輸入交變電壓u100sin 50t V，O是副線圈