1、专题十二 交变电流,高考物理 (课标专用),考点一交变电流的产生及描述1.(2016课标,21,6分)(多选)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON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OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则(),五年高考,A组 统一命题课标卷题组,A.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=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
2、流的有效值也相等,答案BC本题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流,故A项错误;两导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同,B项正确;在t=时,两导线框切割磁感线的导线长度相同,且切割速度大小相等,故产生的感应电动势相等,均为E=BR2,C项正确;两导线框中感应电流随时间变化的图像如图所示,故两导线框中感应电流的有效值不相等,D项错误。,考点二变压器、电能的输送2.(2016课标,16,6分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ,为理想交流电流表,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
3、闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为()A.2B.3C.4D.5,答案B设原、副线圈匝数比为n,根据能量守恒,当S断开时,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);当S闭合时,4UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,联立解得n=3,所以B正确。,3.(2015课标,16,6分,0.664)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220 V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则()A.U=66 V,k=B.U=22 V,k=C.U=66 V,k=
4、D.U=22 V,k=,答案A设原线圈中电流为I,由=知副线圈中的电流I2=3I,由题意知副线圈中电阻两端的电压U=3IR,则原线圈回路中R两端的电压U=IR=,原线圈两端的电压U1=3U,由闭合电路中电压关系可知U1+U=220 V,即+3U=220 V,U=66 V,原线圈回路中电阻消耗的功率P1=I2R,副线圈回路中电阻消耗的功率P2=(3I)2R,=k=,选项A正确。,考点一交变电流的产生及描述1.(2017天津理综,6,6分)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 ,则()A.
5、t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1 s时,线圈中的电流改变方向C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生的热量为82 J,B组 自主命题省（区、市）卷题组,答案AD本题考查正弦交流电的产生、有效值,焦耳热。由-t图可知,t=0时,=0,则线圈平面平行于磁感线,选项A正确;t=1 s时=0,此时电动势最大,t=0.5 s和t=1.5 s时,最大,此时电动势为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动势的最大值Em=nBS=nm=4 V,有效值E=Em=2 V,一个周期内线圈产生的热量Q=T=82 J,D正确。,疑难突破由E=n知随时间按正弦规律变化,则E随时间按
6、余弦规律变化。电流改变方向的时刻在E=0时刻,即最大时刻。计算电流产生的焦耳热应使用电动势的有效值。,2.(2015四川理综,4,6分)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压(),A.峰值是e0B.峰值是2e0C.有效值是 Ne0 D.有效值是 Ne0,答案D发电机输出电压峰值是2Ne0,A、B错误;有效值是2Ne0=Ne0,C错误,D正确。,3.(2013福建理综,15,6分)如图,实验室一台手摇交流发电机,
7、内阻r=1.0 ,外接R=9.0 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=10 sin 10t(V),则()A.该交变电流的频率为10 HzB.该电动势的有效值为10 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的示数为1.0 A,答案D由交变电流电动势的表达式e=10 sin 10t(V)=Em sin t可知,该交变电流的频率为f= Hz=5 Hz,A错误。该交变电流电动势的有效值E= V=10 V,B错误。电流的有效值I= A=1.0 A,外接电阻R所消耗的电功率 PR=I2R=1.029.0 W=9 W,故C错误,D正确。,4.(201
8、3海南单科,3,3分)通过一阻值R=100 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.4 VC.15 VD.8 V,答案B由有效值定义可得1 s=(0.1 A)2R0.4 s2+(0.2 A)2R0.1 s2,其中R=100 ,可得U=4 V,B正确。,考点二变压器电能的输送5.(2017北京理综,16,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220 sin 100t(V)的交流电源上,副线圈接有R=55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是()A.原线圈的输入功率为220 WB.电流表的读数为1 AC.
9、电压表的读数为110 VD.副线圈输出交流电的周期为50 s,答案B本题考查交变电流、变压器。由题知,变压器的输入电压U1= V=220 V,所以U2=U1=110 V;副线圈电流I2=2 A,原线圈电流I1=I2=1 A。本题中电压表、电流表的读数为有效值,故B项正确,C项错误;原线圈输入功率P1=U1I1=220 W,A项错误;交流电的周期T= s=0.02 s,D项错误。,6.(2016江苏单科,4,3分)一自耦变压器如图所示,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部分,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
10、压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()A.U2U1,U2降低B.U2U1,U2升高C.U2U1,U2降低D.U2U1,U2升高,答案C由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因=,则U2U1;在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中,n2减小,U2降低,选项C正确,选项A、B、D错误。,7.(2015安徽理综,16,6分)图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2 A,电流表A2的示数增大了0.8 A,则下列说法正确的是()A.电
11、压表V1示数增大B.电压表V2、V3示数均增大C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿cd的方向滑动,答案D变压器输入电压不变,原、副线圈的匝数比不变,故原、副线圈两端的电压不变,即电压表V1、V2示数不变,选项A、B均错误;I1、I2增加,则副线圈电路中总电阻减小,故变阻器滑片应沿cd方向滑动,选项D正确;由原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入=P出知,调节滑动变阻器前I1n1=I2n2,调节滑动变阻器后I1n1=I2n2,联立得(I1-I1)n1=(I2-I2)n2,即I1n1=I2n2,=4,故该变压器起降压作用,选项C错误。,8.(2015广东理综,15,4分)图为气流加热装置的示
12、意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器,原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由220 V降至110 V。调节前后(),A.副线圈中的电流比为12B.副线圈输出功率比为21C.副线圈的接入匝数比为21D.原线圈输入功率比为12,答案C电阻丝的阻值R可认为不变,由欧姆定律I=可知副线圈中的电流取决于副线圈的输出电压,故调节前后副线圈中电流之比为21,A错误;再由P2=I2U2或P2=可知副线圈的输出功率之比应为41,B错误;而理想变压器输入功率总是等于输出功率,故原线圈的输入功率之比也为41,D错误;因原线圈的输入电压U1、匝数n1恒定,故由电压关
13、系=可知副线圈的接入匝数比为21,C正确。,9.(2015江苏单科,1,3分)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为()A.200B.400C.1 600D.3 200,答案B由理想变压器的变压比等于匝数比,即=,解得n2=n1=400,选项B正确。,10.(2015海南单科,10,5分)(多选)如图,一理想变压器原、副线圈匝数之比为41,原线圈与一可变电阻串联后,接入一正弦交流电源;副线圈电路中固定电阻的阻值为R0,负载电阻的阻值R=11R0,是理想电压表。现将负载电阻的阻值减小为R=5R0,保持变压器输入电流不
14、变,此时电压表的读数为5.0 V,则()A.此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB.此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC.原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD.原线圈两端原来的电压有效值约为48 V,答案AD当R=5R0时,示数为5.0 V,所以输出电流I出=,UR0=I出R0=1 V,则变压器输出电压为6 V,由=得到输入电压的有效值为24 V,所以原线圈两端电压最大值为U134 V,A正确,B错误。因I入I出=n2n1不变,故输入电流不变时输出电流也不变,当负载由R=11R0变为R=5R0时,由U=IR知副线圈电压由I(R0+11R0)降到I(R0+5R0)=6 V,则副线圈两端
15、原来的电压有效值为12 V,原线圈两端原来的电压有效值为48 V,C错误,D正确。,0,11.(2015天津理综,6,6分)(多选)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则()A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小,答案BC保持Q位置不动,则副线圈两端电压U2不变,P向上
16、滑动,则R增大,副线圈电流I2减小,由P1=UI1=U2I2,可知I1减小,电流表读数减小,A错误,B正确。保持P位置不动,则R不变,Q向上滑动,n2变大,根据=得,U2=U,则U2增大,由I2=,知I2增大,由UI1=U2I2,U不变,知I1增大,电流表读数变大,所以C正确,D错误。故选B、C。,评析本题考查变压器的工作原理,难度较小。,12.(2014广东理综,19,6分)(多选)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,闭合开关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.
17、P向上滑动时,变压器的输出功率变大,答案BD对于理想变压器U2=U1,U1不变则U2不变,与调节P无关,故B正确。又UL=U2,所以灯的亮度不变,A错。P向上滑动时RP减小,则R总减小,P出=增大,P入=P出=U1I1,所以I1增大,可知C错误,D正确。,13.(2014四川理综,1,6分)如图所示,甲是远距离输电线路的示意图,乙是发电机输出电压随时间变化的图像,则()A.用户用电器上交流电的频率是100 HzB.发电机输出交流电的电压有效值是500 VC.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D.当用户用电器的总电阻增大时,输电线上损失的功率减小,答案D由图乙知,交流电的周期为0.0
18、2 s,所以频率f=50 Hz,A错误。发电机输出交流电的电压最大值为Um=500 V,故有效值U=250 V,B错误。输电线电流I线=,可见I线与R线及用户电路有关,C错误。当用户用电器总电阻增大时,P用减小,I用减小,I线减小,输电线上损失的电功率P损=R线减小,D正确。,14.(2013四川理综,2,6分)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,通过负载的电流图像如图所示,则()A.变压器输入功率约为3.9 WB.输出电压的最大值是110 VC.变压器原、副线圈匝数比是12D.负载电流的函数表达式i=0.05 sin (100t+) A,答案A由题
19、图可知通过负载的电流最大值为Im=0.05 A,周期T=0.02 s,故电流的函数表达式i=Im sin t=0.05 sin 100t A,D错误;理想变压器匝数比等于电压比,即n1n2=U1U2=21,C错误;输出电压U2=110 V,其最大值U2m=U2=110 V,B错误;理想变压器输入功率等于输出功率,即输入功率P=I2U2=110 W3.9 W,A正确。,1.(2016四川理综,2,6分)如图所示,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、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则()A.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
20、变,C组 教师专用题组,答案B由=得U2=U1由=得U2=U1由/得:=,因为n2n1,所以1,即U22R,k1,则2R+RL+kRLI1I2,因PR1=R,PR3=R故PR1I2故L1灯亮度比L2灯亮度大,选项B错误。解法二:由题意可知为模拟远距离输电,先采用升压变压器,将输入电压升高,这是为了减小输电线路中的电流I1,其目的是减小输电线路中的电能损失和电压降落,使用户得到更多的电能,因此,L1的亮度大,选项A、B、C错误,选项D正确。,5.(2013江苏单科,8,4分)(多选)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片P处于图示位置时,灯泡L能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方
21、法有()A.向下滑动PB.增大交流电源的电压C.增大交流电源的频率D.减小电容器C的电容,答案BC向下滑动P,变压器副线圈电压降低,灯泡变暗,A错误;增大交流电源电压,副线圈电压升高,灯泡变亮,B正确;增大交流电源频率,电容器容抗减小,电流变大,灯泡变亮,C正确;减小电容器的电容,容抗增大,电流减小,灯泡变暗,D错误。,6.(2013天津理综,4,6分)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Iab,cd一侧线圈的匝数较多,工作时电流为Icd,为了使电流表能正常工作,则()A.ab接MN、cd接PQ,Ia
22、bIcdC.ab接PQ、cd接MN,IabIcd,答案B在测量高压线路上电流时,电流互感器的作用是减小测量支路的电流。根据变压器原理,=,I大n小,故ab端应接MN,cd端应接PQ,IabIcd,选项B正确。,7.(2013广东理综,16,4分)如图,理想变压器原、副线圈匝数比n1n2=21,和均为理想电表,灯泡电阻RL=6 ,AB端电压u1=12 sin 100t(V)。下列说法正确的是()A.电流频率为100 HzB.的读数为24 VC.的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W,答案D由u1=12 sin 100t(V)可知,Um=12 V,=100 rad/s,则频率f=50 Hz,
23、A项错误。U1=12 V,U2=U1=6 V,B项错误。I2=1 A,C项错误。P1=P2=U2I2=6 W,D项正确。,1.2017第二次全国大联考(课标),19(多选)每到夜深人静的时候我们就会发现灯泡比睡觉前要亮,其原因在于大家都在用电时,用电器较多,利用下图模拟输电线路,开关的闭合或者断开模拟用户的变化,原线圈输入50 Hz和220 V交流电,则下列分析正确的是()A.定值电阻相当于输电线电阻B.开关闭合,灯泡L1两端电压升高C.开关闭合,原线圈输入功率增大,D.开关断开,副线圈电压增大,三年模拟,选择题（每题6分，共42分）,A组 20152017年高考模拟基础题组(时间：20分钟
24、分值：42分),答案AC由于原副线圈匝数比不变,原线圈输入电压也不变,所以副线圈电压不会变化,选项D错。定值电阻实际可等效为输电线的电阻,选项A对。开关闭合,副线圈总电阻变小,总电流变大,定值电阻分压增大,并联电压变小,即灯泡L1两端电压减小,选项B错。副线圈电压不变,电流增大,副线圈电功率增大,根据能量守恒,原线圈电功率也增大,选项C对。,2.2017吉林长春质量监测(三),17如图所示,一个理想变压器原线圈的匝数为50匝,副线圈的匝数为100匝,原线圈两端接在光滑的水平平行导轨上,导轨的间距为0.4 m。导轨上垂直于导轨放置一长度略大于导轨间距的导体棒,导轨与导体棒的电阻忽略不计,副线圈回
25、路中的电阻R1=5 ,R2=15 ,图中交流电压表为理想电压表,导轨所在空间有垂直于导轨平面、磁感应强度大小为1 T的匀强磁场。导体棒在水平外力的作用下运动,其速度随时间变化的关系式为:v=5 sin 10t(m/s),则下列说法中正确的是()A.R1的功率为0.2 WB.电压表的示数为5 V,C.水平外力为恒力D.变压器铁芯中磁通量变化率的最大值为0.04 Wb/s,答案D导体棒两端瞬时电动势表达式e=BLv=2 sin 10t(V),其有效值E= V,对变压器有=,所以电压表示数即输出电压有效值U2=2V,选项B错误;输出电流I= A,电阻R1上消耗的功率P1=I2R1=0.1 W,选项A
26、错误;由导体棒的速度公式可知,导体棒在做往复性运动,故水平外力方向必然发生变化,不可能是恒力,选项C错误;副线圈电压的最大值为4 V,由法拉第电磁感应定律E=n可知,通过线圈电压的最大值可求出铁芯中磁通量变化率的最大值=0.04 Wb/s,选项D正确。,3.(2017重庆万州第二次质检,18)如图所示,一理想变压器原线圈与每个副线圈的匝数比均为31,原线圈与每个副线圈所连的电阻阻值均为R,原线圈接220 V的正弦交流电,副线圈n2回路中电阻两端的电压为U2,原线圈电阻与每个副线圈电阻消耗的功率之比均为k。则()A.U2=60 Vk=B.U2=60 Vk=C.U2= Vk=D.U2= Vk=,答
27、案A设原线圈中电流为I,根据n1I1=2n2I2,可得I2=1.5I1,有k=;设原线圈电阻和副线圈n2回路中电阻R上的电压分别为U1、U2,则=k,即U1=U2,又=,解得U2=60 V,故A正确,B、C、D错误。,4.2017河南天一大联考(六),16如图所示为一理想变压器,其原线圈与一正弦交流电源相连,匝数可调的副线圈与定值电阻R相连,P为滑动触头。现将P从均匀密绕的副线圈最底端开始匀速上滑,直至上端。用I1表示流过原线圈的电流,I2表示流过副线圈的电流,则下列能够正确反映I1和I2与时间t之间变化关系的是(),答案A触头P从均匀密绕的副线圈最底端开始匀速上滑,说明副线圈的匝数在均匀增大
28、,根据理想变压器的原理有=,n1I1=n2I2,设单位时间内增加的匝数为k,且k为常量,则有n2=kt。U2=U1,I2=U1,I1=I2=U1=U1,故选项A正确。,5.(2016辽宁沈阳二中一模,19)(多选)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向用户供电。已知输电线的总电阻为R=10 ,降压变压器T2原、副线圈匝数之比为41,降压变压器副线圈两端交变电压u=220 sin 100t(V),降压变压器的副线圈与滑动变阻器组成闭合电路。若将变压器视为理想变压器,当负载R0=11 时()A.通过R的电流有效值是20 AB.升压变压器的输入功率为4 65
29、0 WC.当负载R0增大时,发电机的输出功率减小D.发电机中电流变化的频率为100 Hz,答案BC因为降压变压器副线圈两端交变电压有效值为 V=220 V,负载电阻为11 ,所以通过R0的电流有效值是20 A,根据原副线圈的电流与匝数的关系,可知流过R的电流有效值为5 A,选项A错误;输电线损失的电功率为:P=I2R=5210 W=250 W,降压变压器的输出功率为:P4=22020 W=4 400 W,所以升压变压器的输入功率为:P1=P2=4 400 W+250 W=4 650 W,选项B正确;负载R0增大时,负载中电流减小,消耗的功率减小,输电线路电阻R中的电流值减小,功率损失减小,故发
30、电机的输出功率减小,选项C正确;根据交变电压的表达式可知,交流电的周期为T=0.02 s,所以频率为50 Hz,变压器不改变交流电的频率,选项D错误。,6.(2015新疆乌鲁木齐二诊,7)(多选)100匝的线圈在匀强磁场中匀速运动,产生的交变电动势e=100 sin(100t+)V,下列说法正确的是()A.交变电动势有效值为100 VB.交变电动势有效值为100 VC.穿过线圈的最大磁通量为 WbD.穿过线圈的最大磁通量为 Wb,答案AD交变电动势的最大值是100 V,其有效值E=100 V,选项A对,B错。依题意知=100 rad/s,因为Em=NBS=Nm,故m= Wb= Wb,所以选项C
31、错,D对。,7.(2015黑龙江哈尔滨六中一模,17)如图所示,理想变压器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L1、L2,交流电压表V1、V2和交流电流表A1、A2均为理想电表,导线电阻不计。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示数变小,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,答案D变压器的原线圈电压由电源决定,则V1示数不变,由=知V2示数不变,V1与V2示数的比值不变,C错,D对;当开关闭合后,副线圈电路总电阻R减小,由I2=、U2不变知,I2增大,由于=,而不变
32、,因此A1示数变大,A1与A2示数的比值不变,选项A和B错。,1.(2017江苏无锡期末,3)如图,交流电源的电动势有效值与直流电源的电动势相等,两电源的内阻均可忽略,三个灯泡是完全相同的,分别与定值电阻、电感器和电容器相接。当S接1时三个灯泡的亮度相同,那么S接2时()A.三个灯泡亮度相同B.甲灯比乙灯亮,丙灯不亮C.甲灯比乙灯暗,丙灯不亮D.甲灯和乙灯亮度相同,丙灯不亮,一、选择题（每题6分，共42分）,B组 20152017年高考模拟综合题组(时间：30分钟 分值：60分),答案C电容器接直流电时,电容器断路,丙灯不亮;电感器接直流电时不再有感抗,乙灯比甲灯亮,选项C正确。,2.(201
33、7黑龙江鸡西虎林高中3月模拟,5)某同学模拟“远距离输电”,将实验室提供的器材连接成如图所示电路,A、B为理想变压器,灯L1、L2相同且阻值不变。保持A的输入电压不变,开关S断开时,灯L1正常发光,则()A.仅闭合S,L1变亮B.仅闭合S,A的输入功率变小C.仅将滑片P上移,L1变亮D.仅将滑片P上移,A的输入功率变小,答案D闭合S,则消耗功率增大,B副线圈中电流增大,B原线圈电流也增大,则R上损失的电压和功率增大,则B输入电压UB1=UA2-IR减小,灯泡两端电压UB2减小,故灯泡会变暗,故A错误;由以上分析知A的输入电流增大,电压不变,根据P=UI知输入功率增大,故B错误;仅将滑片P上移,
34、A副线圈匝数减小,则输出电压减小,B的输入电压减小,灯泡电压也减小,故L1变暗,消耗功率减小,则A输入功率减小,故C错误、D正确;故选D。,解题关键清楚理想变压器的输入功率由输出功率决定。理解变压器输出电压由输入电压决定。,3.2017第三次全国大联考(课标),21(多选)瞬时值u=22 sin 100t(V)的正弦式交流电通过如图所示的理想变压器给一个照明灯和指示灯氖泡供电。已知氖泡发光的最低电压是100 V,对于此项设计,下列分析正确的是()A.若原、副线圈匝数比为15,则氖泡会发光B.若原、副线圈匝数比为13,则氖泡会发光C.开关断开后,灯泡亮度变亮D.开关断开后,变压器的输出功率减小,
35、答案AD若原、副线圈匝数比为15,则副线圈电压最大值为110V,大于100 V,氖泡可以发光,选项A对。若原、副线圈匝数比为13,则副线圈电压最大值为66 V,小于100 V,氖泡不会发光,选项B错。灯泡和氖泡并联,电压都等于副线圈电压,开关断开与否,灯泡不受影响,正常发光,选项C错。根据能量守恒,输出功率等于用户端消耗的功率,开关断开,氖泡不再耗电,消耗的功率减小,所以变压器的输出功率减小,选项D对。,4.2017第三次全国大联考(课标),18理想变压器原线圈a匝数n1=500,副线圈b匝数n2=100,线圈a接在如甲图所示的交流电源(内阻不计)上,“3 V,6 W”的灯泡恰好正常发光,电阻
36、R2=18.5 ,电压表V为理想电表。下列推断正确的是()甲乙A.交变电流的频率为100 HzB.穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 Wb/sC.电压表的示数为44 VD.R1消耗的功率是8 W,答案BD由甲图可得:f=50 Hz,故A错误;在副线圈中,小灯泡正常发光,知副线圈中的电流为2 A,进而可求出R2两端的电压为37 V,故副线圈两端的电压为40 V,电压表的示数为40 V,故C错误;副线圈两端电压的最大值为40 V,由法拉第电磁感应定律知:n2=40,可得:= Wb/s,故B正确;由=、=可知:原线圈两端的电压为200 V,电流为0.4 A,故加在R1两端的电压为220 V-200 V=
37、20 V,R1消耗的功率为8 W,故D正确。,5.(2016陕西西安一中一模,19)如图所示,匝数为50匝的矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小B= T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=100 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”的灯泡,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.在图示位置线框中产生的感应电动势最大B.线框中产生的感应电动势的有效值为250 VC.变压器原、副线圈匝数之比为2522,D.允许变压器输出的最大功率为1 000 W,答案C由
38、图可知,此时线框和磁场垂直,穿过线框的磁通量最大,感应电动势为0,所以A错误。矩形闭合导线框ABCD在磁场中转动,产生的感应电动势的最大值为:Em=nBS=500.5100 V=250 V,故有效值为250 V,故B错误。由于电压与匝数成正比,因此变压器原、副线圈匝数之比为:250220=2522,故C正确。由于熔断器允许通过的最大电流为10 A,因此允许变压器输出的最大功率为P=UI=25010 W=2 500 W,故D错误。故选C。,6.(2016重庆南开中学3月模拟,16)如图所示,MN和PQ为处于同一水平面内的两根平行的光滑金属导轨,金属棒ab垂直于导轨放置且与导轨接触良好。N、Q端接
39、变压器的原线圈,变压器的输出端有三个副线圈,分别接有电阻元件R、电感元件L和电容元件C。在水平金属导轨之间加竖直向下的匀强磁场,则下列判断中正确的是()A.只要ab棒运动,三个副线圈中都有电流B.若ab棒向右匀速运动,R中有电流C.若ab棒运动的速度按正弦规律变化,则三个副线圈中都有电流,D.若ab棒向左匀加速运动,则三个副线圈中都有电流,答案C在ab棒匀速运动过程中,由E=BLv知ab棒产生恒定的感应电动势,原线圈中通过恒定的电流,形成恒定的磁场,穿过右侧的三个副线圈的磁通量不变,没有感应电动势产生,三个副线圈均无电流,选项A、B错误。ab棒运动速度按正弦规律变化,原线圈中的电流为正弦式交变
40、电流,副线圈中产生交变电流,电阻元件、电感元件与电容元件均能通过交变电流,选项C正确。若ab棒匀加速运动,原线圈中感应电流均匀增大,穿过副线圈的磁通量均匀增大,副线圈中产生恒定的感应电动势,由于电容器有隔直流的特性,IC=0,因此选项D错误。故选C。,7.(2015甘肃一诊,18)矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动时所产生的正弦交流电的图像如图线a所示,如果只对线圈转速进行调整,则所产生正弦交流电的图像如图线b所示,以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是()A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为零B.线圈先后两次转速之比为32C.图线a表示的交流电压的瞬时值为u=10 sin
41、 5t(V)D.图线b表示的交流电频率为2 Hz,答案B由图可知,t=0时刻u=0,则矩形线圈处于中性面,故磁通量最大,选项A错。图线a的周期Ta=0.4 s,转速na= r/s,图线b的周期Tb=0.6 s,转速nb= r/s,则转速之比=,故选项B对。图线a表示的交流电压的瞬时值为u=10 sin 5t(V),选项C错。图线b表示的交流电频率为fb= Hz,选项D错。,8.(2015云南3月统一检测,24)如图甲所示,一圆形线圈面积S=0.2 m2,匝数N=10,电阻r=2 ,与电热器P连接成闭合回路,电热器电阻R=3 ,线圈处于磁感应强度周期性变化的匀强磁场中,当磁场磁感应强度按如图乙所
42、示规律变化时,求:(1)一分钟内电热器产生的热量;(2)通过电热器电流的有效值。,二、非选择题(共18分),答案(1)360 J(2) A,解析(1)据法拉第电磁感应定律可得:E=N=U=E据图像可得:00.2 s时间内:=2.5 T/s解得:E1=5 V,U1=3 V0.20.3 s时间内,=5 T/s解得:E2=10 V,U2=6 V由图像可知,一分钟内有t1=40 s用电器两端电压为U1,有t2=20 s用电器两端电压为U2,因此一分钟内电热器产生的热量:Q=t1+t2解得:Q=360 J,(2)设电流有效值为I,可得:I2Rt=Qt=t1+t2代入数据解得:I= A,1.2017黑龙江大庆实验中学训练(三)如图甲所示,自耦理想变压器输入端a、b接入图乙所示的交流电源,一个二极管和两个阻值均为R=40 的负载电阻接到副线圈的两端,电压表和电流表均为理想交流电表。当滑片位于原线圈中点位置时,开关S处于断开状态,下列说法正确的是()甲乙A.t=0.01 s时,电压表示数为零B.t=0.015 s时,电流表示数为5.5 AC.闭合开关S后,电压表示数增大D.闭合开关S后,电流表示数为16.5 A,
