1、一、单项选择题1.(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组 自主命题江苏卷题组,五年高考,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。,2.(2015
2、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。,3.(2014江苏单科,3,3分)远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,则下列关系式中正确的是()A.=B.I2=C.I1U1=RD.I1U1=I2U2,答案D由理想变压器可知=,选项A错;I2=,而U2=U
3、R+U3,故I2,B错;P入=P出,即U1I1=U2I2,而U2I2R,C项错,D项正确。,4.(2017江苏单科,7,4分)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则()A.电感线圈L1的作用是通高频B.电容器C2的作用是通高频C.扬声器甲用于输出高频成分D.扬声器乙用于输出高频成分,二、多项选择题,答案BD电感线圈具有“阻高频通低频”的特性,电容器具有“通交流隔直流”“通高频阻低频”的特性,当输入端既有高频成分,也有低频成分时,低频成分通过电感L1,到达扬声器甲,高频成分通过电容C2,到达扬声器乙,选项B、D正确。,规律总结分析电路,识记电感、电容的特性。,5.
4、(2013江苏单科,8,4分)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。,考点一交变电流的产生和描述一、单项选择题1.(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
5、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 Ne0D.有效值是 Ne0,B组 统一命题、省（区、市）卷题组,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。,2.(2013福建理综,15,6分)如图,实验室一台手摇交流发电机,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1
6、0 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。,评析本题为交变电流的描述题,重点考查交变电流的表达式,易错点是电流表的示数是有效值。,3.(2017天津理综,6,6分)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感
7、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.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,二、多项选择题,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
8、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。,4.(2016课标,21,6分)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()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
9、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,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。,疑难突破设M导线框中的电流有效值为IM,则rT=2r,得IM=;设N导线框中电流有效值为IN,则rT=2r,得IN=,故IM=IN。,5.(2014天津理综,7,6分)如图1
10、所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图2中曲线a、b所示,则(),A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a、b对应的线圈转速之比为23C.曲线a表示的交变电动势频率为25 HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V,答案AC由题图2知t=0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零,故A正确。由图2知两次转动所产生的交变电动势的周期之比TaTb=23,再由周期与转速的关系n=得nanb=32,故B错误。因Ta=410-2 s,故fa=25 Hz,C正确。因Ema=15 V,而Em=NBS=,故Emb=Ema=10 V,
11、Eb=5 V,D错误。,评析本题考查了交变电动势的产生及描述,涉及交变电动势的四值及其图像。条件设置较为隐蔽,陷阱设置比较巧妙,对考生的分析能力要求较高,试题难度中等。,1.(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.电压表的读数为110 VD.副线圈输出交流电的周期为50 s,考点二变压器远距离输电一、单项选择题,答案B本题考查交变电流、变压器。由题知,变压器的
12、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。,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
13、,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。误区警示变压器原线圈上串联电阻之后,属于非纯电阻电路,不能在含有线圈的电路中应用欧姆定律。要计算原线圈上消耗的功率,只要计算出副线圈电阻上消耗的功率即可。,3.(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变,答案B由=得U2=U1由=得U2=U1由/得:=,因为n2
14、n1,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。,2.(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
15、,则()A.ab接MN、cd接PQ,IabIcdC.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。,3.(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由题图可知通过负载的电流最大值为I
16、m=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。,4.(2014广东理综,19,6分)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
17、时,变压器的输出功率变大,二、多项选择题,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。,5.(2014山东理综,17,6分)如图,将额定电压为60 V的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判断正确的是()A.变压器输入功率为484 WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2
18、 AD.变压器原、副线圈匝数比n1n2=113,答案BD对于理想变压器,P入=P出,所以输入功率P入=602.2 W=132 W,A错。I1= A=0.6 A,B正确。通过副线圈的电流的最大值I2m=I2=2.2 A,C错误。变压器原、副线圈匝数比n1n2=U1U2=113,D正确。,一、单项选择题(每题3分,共6分)1.(2017江苏四市一联,5)如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给一个电阻R供电,如果将原、副线圈增加相同匝数,其他条件不变,则()A.电阻R的功率变大B.电阻R的功率变小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,三年模拟,A组 20152017年
19、高考模拟基础题组(时间：15分钟 分值：30分),答案A由=和=可知C错。由上述两式得=,因为n1n2,所以U2U2,并由P=可知,B错,A正确。由=和=可知D错。,2.(2016苏北三市三联,3)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为n1n2=12,副线圈与阻值R=10 的电阻相连,原线圈两端所加的电压u=10 sin 100t (V),下列说法正确的是()A.交流电压表的示数为14.1 VB.原线圈中的电流为4 AC.电阻R消耗的电功率为400 WD.副线圈中交流电的频率为100 Hz,答案B交流电压表的示数为有效值,应为10 V,故A错。由2f=100得f=50 Hz,故D错。由=得U
20、2=20 V,则I2=2 A,R消耗的电功率P=R=40 W,故C错。由=得I1=4 A,故B正确。,3.(2017江苏四市一模,7)如图甲所示,为一台小型交流发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间按余弦规律变化,其e-t图像如图乙所示。发电机线圈内阻为2 ,匝数为1 000,外接灯泡的电阻为18 ,则()A.在2.010-2 s时刻,电流表的示数为0.3 AB.发电机的输出功率为3.24 WC.在1 s内,回路中电流方向改变25次D.在4.010-2 s时刻,穿过线圈的磁通量变化率为 Wb/s,二、多项选择题(每题8分,共24分),答案AD由乙图得电动势E=6 V,则电流I=
21、A=0.3 A,故A项正确。由P=I2R=1.62 W可知B项错。每个周期内电流方向改变两次,故1 s内电流方向改变50次,C项错。由e=n可知,= Wb/s= Wb/s,故D正确。,4.(2017江苏徐州调研,8)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(图中变压器均可视为理想变压器,图中电表均为理想交流电表)。设发电厂输出的电压一定,两条输电线总电阻用R0表示,变阻器R相当于用户用电器的总电阻。当用电器增加时,相当于R变小,则当用电进入高峰时()A.电压表V1、V2的读数均不变,电流表A2的读数增大,电流表A1的读数减小B.电压表V3、
22、V1的读数均减小,电流表A2的读数增大,电流表A3的读数减小,C.电压表V2、V3的读数之差与电流表A2 的读数的比值不变D.发电厂的输出功率增大,答案CD因为发电厂输出电压和匝数比都不变,电压表V1、V2的读数均不变,用电高峰期,用电器的总电阻减小,用户端电流增大,根据电流与匝数成反比知电流都增大,故A错误。发电厂输出的电压一定,V1的读数不变,电流表A2的读数增大,输电线上的电压损失增大,故电压表V3的读数减小,电流表A3的读数增大,故B错误。电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变,等于输电线的电阻值,故C正确。变压器的输入功率等于输出功率,用户端的电功率增大,则发电厂的输
23、出功率增大,故D正确。,5.(2016苏北四市一模,6)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为51,V、R和L分别是电压表、定值电阻和电感线圈,D1、D2均为灯泡。已知原线圈两端电压u按图乙所示正弦规律变化,下列说法正确的是()A.电压表示数为62.2 VB.电压u的表达式为u=311 sin 100t (V)C.仅增大电压u的频率,电压表示数增大D.仅增大电压u的频率,D1亮度不变,D2变暗,答案BD由乙图可知U1=220 V,由=得U2=44 V,则电压表示数为44 V,A错。B项显然正确。仅增大电压u的频率,电压表的示数不变,R不受影响,故D1亮度不变;电感线圈的感抗增大,故D2变暗
24、,所以C错,D正确。,一、单项选择题(共2分)1.(2017安徽屯溪一中月考,7)有一理想变压器,副线圈所接电路如图所示,灯L1、L2为规格相同的两只小灯泡。当S断开时,灯L1正常发光,S闭合后,下列说法正确的是()A.电阻R消耗的电功率增大B.灯L1、L2都能正常发光 C.原线圈的输入功率减小D.原、副线圈的电流比减小,B组 20152017年高考模拟综合题组(时间：15分钟 分值：30分),答案A副线圈两端电压不变,S闭合后,总电阻减小,副线圈中电流增大,由P=I2R可知,R上消耗的功率增大,故A项正确。S闭合后,L1、L2并联,电阻减小,两灯分压减小,低于额定电压,都不能正常发光,故B项
25、错误。副线圈中电流增大,由P=UI可知,功率变大,输入功率等于输出功率,故C项错误。=,线圈匝数比不变,因此原、副线圈的电流比不变,故D项错误。,2.(2017苏北三市三模,7)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为21,原线圈接入图乙所示的正弦交变电流,电表均为理想电表。下列说法正确的有()A.电压表的示数为110 VB.交变电流的频率为50 HzC.滑动变阻器滑片向下滑动时,电压表示数变大D.滑动变阻器滑片向上滑动时,电流表示数变小,二、多项选择题(每题7分,共28分),答案BD由乙图可知,T=0.02 s,则f=50 Hz,故B正确;U1= V=220 V,由=可得U2=110 V,
26、由甲图可知,电压表示数小于110 V,故A错。滑片下滑时,R减小,电流I2增大,则R0分压增大,电压表示数变小,故C错。滑片上滑时,I2减小,由=可知,I2减小时,I1也减小,故D正确。,3.(2017江苏三市二模,7)如图甲所示是家用台灯亮度调节原理图,理想自耦变压器的a、b间接入如图乙所示正弦交流电压。交流电流表A为理想电表,灯泡额定电压为15 V、额定功率为30 W(设灯泡的电阻值保持不变),当P在c处时灯泡正常发光。下列描述正确的有()A.灯泡正常发光时变压器线圈的总匝数与c点下方的匝数之比为443B.当灯泡正常发光时电流表的读数为2 AC.将调压端的滑动触头P向下移动时,变压器的输入
27、功率变小D.将调压端的滑动触头P向下移动时,变压器的输入电压变小,答案AC由乙图可知U1=220 V,根据=,可见A正确。灯泡的额定电流I= A=2 A,可见B错。P下移时,n2减小,则U2减小,灯泡消耗的功率变小,U1始终等于220 V不变,故D错,C正确。,4.(2016江苏扬州二模,7)如图甲所示电路中,电阻R的阻值为484 ,C为电容器,L为自感线圈,开关S断开,现通以如图乙所示的电压u,下列说法正确的是()A.R两端的电压等于110 VB.电压表的示数为220 VC.电阻R消耗的功率小于50 WD.为保证闭合开关S后电容器不被击穿,该电容器的耐压值不得小于311 V,答案CD设电压的
28、有效值为U,则T=+0得U=110 V,由于线圈的感抗作用,R两端的电压小于110 V,故A、B均错。电阻R消耗的功率P1,所以I将偏大,D错。,2.(2017江苏徐州模拟,8)某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长,他将每100米导线卷成一卷,共卷成8卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得输电线上损失的功率为P1,第二次采用如图所示的电路输电,其中变压器T1与电源相连,其原、副线圈的匝数比为n1n2,变压器T2与用电器相连,测得输电线上损失的功率为P2,下列说法正确的是()A.第二次实验也可研究远距离直流输电,二、多项选择题,B.T1是升压变压器,T2是降压
29、变压器C.若输送功率一定,则P2P1=D.实验可以证明,增大输电电流能减小远距离输电的能量损失,答案BC变压器只能改变交变电流的电压,所以第二次实验只能研究远距离交流输电,故A错误;远距离输电采用高压输电,到用户区采用降压变压器降压,所以T1是升压变压器,T2是降压变压器,故B正确;第一次实验输电线上的电流I=,输电线上损失的功率P1=I2R=R,第二次实验,升压变压器副线圈上的电压U2=U1,输电线上的电流I=,输电线上损失的功率P2=I2R=R,=,故C正确;实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失,故D错误。,3.(2017江苏连云港模拟,7)如图所示的电路中,理想变压器原线
30、圈接图示正弦交变电压。闭合S后,额定电压为20 V的用电器正常工作,理想交流电流表A的示数为0.1 A。已知图中元件D具有正向电流导通、反向电流截止的作用,下列判断正确的是()A.交变电流的频率为100 HzB.变压器原、副线圈匝数比为111C.用电器额定功率为22 WD.在用电器电阻不变的情况下断开开关S,用电器功率将变为原来的一半,答案CD交变电流的周期T=0.02 s,频率f=50 Hz,故A项错误。用电器能够正常工作,说明副线圈两端电压为20 V,原线圈中电压有效值为220 V,故原、副线圈匝数比为111,B项错误。原线圈中电流为0.1 A,故副线圈中电流I2=I1=1.1 A,额定功
31、率P=UI2=22 W,故C项正确。在用电器电阻不变的情况下断开开关S,由于元件D具有正向电流导通、反向电流截止的作用,在一个周期内,用电器将有一半周期不工作,一半周期正常工作,故用电器功率将变为原来的一半,D项正确。,考查点本题考查交流电的周期与频率、变压器的原理及其应用、图像的理解等内容,为中等难度题。,4.(2017江苏盐城期中,7)如图所示,理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上,输出端接理想电流表及阻值为R的负载,变压器原、副线圈匝数的比值为,如果要求负载上消耗的电功率最大,则下列说法正确的是()A.交流电源的效率为50%B.电流表的读数为C.负载上消耗的热功率为,D.该交流电源电动势的瞬时值表达式为e=Em sin (100t)V,答案AB把变压器和R看做一个整体,等效电阻为R,则当R=r时,负载上消耗的电功率最大,总功率为P总=,负载上消耗的热功率为P负载=,则交流电源的效率为50%,A正确,C错误。原线圈中电流有效值为I1=,则:I2=I1=I1=,所以B选项是正确的。由图知周期为0.04 s,则=50 rads-1,瞬时值表达式为e=Em sin (50t)V,故D错误。,
