（浙江選考）2021版新高考物理一輪復(fù)習(xí) 12 第九章 電磁感應(yīng) 交變電流 5 第3節(jié) 交變電流教學(xué)案

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1、第3節(jié)　交變電流 【基礎(chǔ)梳理】 提示：大小方向　周期性變化　正弦式　鋸齒形　正弦式交變電流　一次周期性變化　1 s內(nèi)　T＝　在某一時刻　最大值　在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等　平均值　原線圈　副線圈　閉合鐵芯　互感　P出＝P入?。健1I1＝n2I2＋n3I3＋…　把高電壓變成低電壓　把大電流變成小電流　升壓變壓器　降壓變壓器　P－P′　I2R　　　 【自我診斷】 判一判 (1)交變電流的主要特征是電流的方向隨時間周期性變化．(　　) (2)線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，經(jīng)過中性面時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大．(　　) (3)交流電壓表及交流電流表的讀數(shù)均為瞬

2、時值．(　　) (4)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．　(　　) (5)理想變壓器的基本關(guān)系式中，電壓和電流可以均為有效值．(　　) (6)在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸送過程中損失的功率越?。?　　) 提示：(1)√　(2)×　(3)×　(4)×　(5)√　(6)× 做一做 (1)如圖所示為一交變電流隨時間變化的圖象，此交流電的有效值是(　　) A．5 A　　　　　　 B．5 A C．3.5 A D．3.5 A (2)某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶10，當(dāng)輸入電壓增加20 V時，輸出電壓(　　) A．降低2 V B．增加2 V

3、 C．降低200 V D．增加200 V 提示：(1)選B.選擇一個周期(0.02 s)的時間，根據(jù)交流電有效值的定義和焦耳定律，有：I2R×0.02 s＝(4 A)2R×0.01 s＋(3 A)2R×0.01 s，解得：I＝5 A，即B項正確． (2)選D.假設(shè)理想變壓器原線圈的輸入電壓為U1，則由變壓器的工作原理可知＝，變壓器副線圈的輸出電壓為U2＝10U1；當(dāng)輸入電壓增加20 V時，即輸入電壓為(U1＋20) V，則變壓器的輸出電壓為U′2＝10(U1＋20) V，則輸出電壓的變化量為ΔU＝U′2－U2＝(10U1＋200－10U1) V＝200 V，即輸出電壓增加200 V，A、

4、B、C錯誤，D正確． 　交變電流的產(chǎn)生和描述 【題組過關(guān)】 1．(2020·湖州質(zhì)檢)一單匝閉合線框在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動．在轉(zhuǎn)動過程中，線框中的最大磁通量為Φm，最大感應(yīng)電動勢為Em，下列說法中正確的是(　　) A．當(dāng)磁通量為零時，感應(yīng)電動勢也為零 B．當(dāng)磁通量減小時，感應(yīng)電動勢也減小 C．當(dāng)磁通量等于0.5Φm時，感應(yīng)電動勢等于0.5Em D．角速度ω等于 解析：選D.根據(jù)正弦式交變電流的產(chǎn)生及其變化規(guī)律，當(dāng)磁通量最大時，感應(yīng)電動勢為零；當(dāng)磁通量減小時，感應(yīng)電動勢在增大，磁通量減為零時，感應(yīng)電動勢最大，由此可知A、B項錯誤；設(shè)從線框位于中性面開始計時

5、，則有e＝Emsin ωt，式中Em＝BSω，因Φm＝BS，故角速度ω＝，D項正確；設(shè)e＝0.5Em，則解出ωt＝，此時Φ＝B·Scos＝BS＝Φm，所以C項錯誤． 2．(2020·舟山模擬)如圖甲所示，矩形線圈abcd在勻強磁場中逆時針勻速轉(zhuǎn)動時，線圈中產(chǎn)生的交變電流如圖乙所示，設(shè)沿abcda方向為電流正方向，則(　　) A．乙圖中Oa時間段對應(yīng)甲圖中A至B圖的過程 B．乙圖中c時刻對應(yīng)甲圖中的C圖 C．若乙圖中d等于0.02 s，則1 s內(nèi)電流的方向改變了50次 D．若乙圖中b等于0.02 s，則交流電的頻率為50 Hz 解析：選A.由交變電流的產(chǎn)生原理可知，甲圖中的A、C

6、兩圖中線圈所在的平面為中性面，線圈在中性面時電流為零，再經(jīng)過個周期電流達到最大值，再由楞次定律判斷出電流的方向，因此甲圖中A至B圖的過程電流為正，且從零逐漸增大到最大值，A正確；甲圖中的C圖對應(yīng)的電流為零，B錯誤；每經(jīng)過中性面一次線圈中的電流方向就要改變一次，所以一個周期內(nèi)電流方向要改變兩次，所以在乙圖中對應(yīng)Od段等于交變電流的一個周期，若已知d等于0.02 s，則頻率為50 Hz，1 s內(nèi)電流的方向?qū)⒏淖?00次，C錯誤；若乙圖中b等于0.02 s，則交流電的頻率應(yīng)該為25 Hz，D錯誤． 3．一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖甲所示，

7、則下列說法正確的是(　　) A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直 B．t＝0.01 s時刻，Φ的變化率最大 C．t＝0.02 s時刻，交流電動勢達到最大 D．該線圈產(chǎn)生的交流電動勢的圖象如圖乙所示 解析：選B.由Φ－t圖知，t＝0時，Φ最大，即線圈處于中性面位置，此時e＝0，故A、D兩項錯誤；由圖知T＝0.04 s，在t＝0.01 s時，Φ＝0，最大，e最大，則B項正確；在t＝0.02 s時，Φ最大，＝0，e＝0，則C項錯誤． 1．兩個特殊位置及其特點 (1)線圈平面與中性面重合時，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變． (2)線圈平面與中性面垂直時

8、，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變． 2．正弦式交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計時) 函數(shù) 圖象 磁通量 Φ＝Φmcos ωt ＝BScos ωt 電動勢 　e＝Emsin ωt　　 ＝nBSωsin ωt 電壓 u＝Umsin ωt　 ＝sin ωt 電流 i＝Imsin ωt　 ＝sin ωt 3.書寫交變電流瞬時值表達式的基本思路 (1)確定正弦式交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em＝nBSω求出相應(yīng)峰值． (2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式 ①若線圈從中性面位

9、置開始轉(zhuǎn)動，則i－t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imsin ωt. ②若線圈從垂直中性面位置開始轉(zhuǎn)動，則i－t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imcos ωt.　 　交變電流“四值”的應(yīng)用 【題組過關(guān)】 1．小型手搖發(fā)電機線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示．矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機輸出電壓(　　) A．峰值是e0　 B．峰值是2e0 C．有效值是Ne0 D．有效值是Ne0 解析：選D.因每匝矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的電動勢的最大

10、值都是e0，每匝中ab和cd串聯(lián)，故每匝線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為2e0.N匝線圈串聯(lián)，整個線圈中感應(yīng)電動勢的最大值為2Ne0，因線圈中產(chǎn)生的是正弦交流電，則發(fā)電機輸出電壓的有效值E＝Ne0，故選項D正確． 2．(2020·寧波調(diào)研)小型交流發(fā)電機中，矩形金屬線圈在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間呈正弦函數(shù)關(guān)系，如圖所示．此線圈與一個R＝10 Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是(　　) A．交變電流的周期為0.125 s B．交變電流的頻率為8 Hz C．交變電流的有效值為 A D．交變電流的最大值為4 A 解析：選C.由圖象可知交變電流的周期T＝0.

11、250 s，頻率f＝＝4 Hz，故選項A、B錯誤；交變電流的有效值I＝＝ A＝ A，故選項C正確；交變電流的最大值Im＝＝ A＝2 A，故選項D錯誤． 3．(2020·湖州聯(lián)考)一臺小型發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖象如圖甲所示．電路組成如圖乙所示，已知發(fā)電機線圈內(nèi)阻為5.0 Ω，外接燈泡阻值為95.0 Ω，燈泡正常發(fā)光，則(　　) A．電壓表 V的示數(shù)為220 V B．電路中的電流方向每秒鐘改變50次 C．燈泡消耗的功率為509 W D．發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為24.2 J 解析：選D.電壓表V的示數(shù)應(yīng)為有效值，U＝·＝209 V，A項錯誤；電路中的電流方

12、向每秒鐘改變100次，B項錯誤；P燈＝＝459.8 W，C項錯誤；發(fā)電機線圈內(nèi)阻的發(fā)熱功率為P′＝I2r＝()2r＝24.2 W，每秒生熱24.2 J，D項正確． 交變電流的瞬時值、峰值、有效值、平均值的比較 物理量 物理含義 重要關(guān)系 適用情況及說明 瞬時值 交變電流某 一時刻的值 e＝Emsin ωt i＝Imsin ωt 計算線圈某時刻的受力情況 峰值 最大的 瞬時值 Em＝nBSω Im＝ 討論電容器的擊穿電壓 有效值 跟交變電流 的熱效應(yīng)等 效的恒定電 流值、電壓值 對正弦式 交變電流有： E＝ U＝ I＝ (1)計算與

13、電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如功、功率、熱量等) (2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值 (3)保險絲的熔斷電流為有效值 平均值 交變電流圖 象中圖線與 時間軸所夾 的面積與時 間的比值 E＝n I＝ 計算通過電路截面的電荷量 　 　變壓器的分析與計算 【題組過關(guān)】 1．如圖，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220 V，額定功率為22 W；原線圈電路中接有電壓表和電流表．現(xiàn)閉合開關(guān)，燈泡正常發(fā)光．若用U和I分別表示此時電壓表和電流表的讀數(shù)，則(　　) A．U＝110 V，I＝0.2 A B．U＝110 V，I＝0.

14、05 A C．U＝110 V，I＝0.2 A D．U＝110 V，I＝0.2 A 解析：選A.直接求出副線圈中的電壓、電流分別為：220 V、0.1 A．故原線圈中的電壓、電流分別為110 V、0.2 A. 2.(2020·金華質(zhì)檢)原、副線圈的匝數(shù)均可調(diào)節(jié)，原線圈兩端接一正弦交變電流，為了使變壓器輸入功率增大，可以采取的措施有(　　) A．只增加原線圈的匝數(shù)n1 B．只減少副線圈的匝數(shù)n2 C．只減少負載電阻R的阻值 D．只增大負載電阻R的阻值 解析：選C.由＝知，當(dāng)n1增大時，U2減小，當(dāng)減小n2時，U2也減小，又根據(jù)P入＝P出＝知，A、B、D均錯誤，C正確． 3．(2

15、020·1月浙江選考)如圖所示，甲乙兩圖中的理想變壓器以不同的方式接在高壓電路中．甲圖中變壓器原副線圈的匝數(shù)比為k1，電壓表讀數(shù)為U，乙圖中變壓器原副線圈的匝數(shù)比為k2，電流表讀數(shù)為I.則甲圖中高壓線電壓和乙圖中高壓線電流分別為(　　) A．k1U，k2I B．k1U， C.，k2I D.， 答案：B 理想變壓器中的相互作用關(guān)系 (1)變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值． (2)利用＝時，U1必須是原線圈兩端的電壓，它不一定等于電源電壓(當(dāng)原線圈回路里串聯(lián)電阻或燈泡時，U1小于電源電壓)；U2是副線圈兩端的電壓，它是副線圈與用電器構(gòu)成的回路的總電壓，

16、等于回路各部分電壓之和． (3)對理想變壓器，P入＝P出，P出為副線圈回路中消耗的總的電功率，變壓器可以改變交變電壓、電流，但不能改變功率，也不能改變交流電的頻率．　 　遠距離輸電 【題組過關(guān)】 1．在如圖所示的遠距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變．隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的有(　　) A．升壓變壓器的輸出電壓增大 B．降壓變壓器的輸出電壓增大 C．輸電線上損耗的功率減小 D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大 答案：D 2．(多選)(2020·舟山質(zhì)檢)在遠距離輸電時，輸送的電功率為P，輸電

17、電壓為U，所用導(dǎo)線電阻率為ρ，橫截面積為S，總長度為l，輸電線損失的電功率為P′，用戶得到的電功率為P用，則下列關(guān)系式中正確的是(　　) A．P′＝　　　　　　　 B．P′＝ C．P用＝P－ D．P用＝P(1－) 解析：選BD.輸電線電阻R＝ρ，輸電電流I＝，故輸電線上損失的電功率為P′＝I2R＝ρ＝，用戶得到的電功率為P用＝P－P′＝P. 遠距離高壓輸電的幾個基本關(guān)系(以圖示為例) (1)功率關(guān)系：P1＝P2，P3＝P4，P2＝P損＋P3. (2)電壓、電流關(guān)系：＝＝，＝＝ U2＝ΔU＋U3，I2＝I3＝I線． (3)輸電電流：I線＝＝＝. (4)輸電線上損

18、耗的電功率： P損＝I線ΔU＝IR線＝R線． 當(dāng)輸送的電功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的.　 　實驗：探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系 【題組過關(guān)】 1．(2017·4月浙江選考)(1)為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗，必須要選用的是________(多選)． A．有閉合鐵芯的原、副線圈　 B．無鐵芯的原、副線圈 C．交流電源 D．直流電源 E．多用電表(交流電壓擋) F．多用電表(交流電流擋) 用匝數(shù)na＝60和nb＝120的變壓器，實驗測量數(shù)據(jù)如下表， Ua/V 1.80 2.80 3.80

19、4.90 Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98 根據(jù)測量數(shù)據(jù)可判斷連接電源的線圈是________(選填“na”或“nb”)． (2)用如圖所示的裝置做“探究感應(yīng)電流方向的規(guī)律”實驗，磁體從靠近線圈的上方靜止下落．當(dāng)磁體運動到如圖所示的位置時，流過線圈的感應(yīng)電流方向從________(選填“a到b”或“b到a”)．在磁體穿過整個線圈的過程中，傳感器顯示的電流i隨時間t的圖象應(yīng)該是________． 答案：(1)ACE　nb　(2)b到a　A 2．(2016·10月浙江選考)如圖所示，在用可拆變壓器“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實驗中，下列說法正

20、確的是________(填字母)． A．用可拆變壓器，能方便地從不同接線柱上選取不同匝數(shù)的線圈 B．測量原、副線圈的電壓，可用“測定電池的電動勢和內(nèi)阻”實驗中的直流電壓表 C．原線圈接0、8接線柱，副線圈接0、4接線柱，副線圈電壓大于原線圈電壓 D．為便于探究，先保持原線圈匝數(shù)和電壓不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究其對副線圈電壓的影響 答案：AD 3．在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實驗中，電源輸出端與變壓器線圈連接方式正確的是圖中的________(選填“甲”或“乙”)．變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為120匝和60匝，測得的電壓分別為8.2 V和3.6 V，據(jù)此可知電壓比與匝

21、數(shù)比不相等，主要原因是______________________． 解析：變壓器是在交流電的條件下工作的，所以需要接交流電，故應(yīng)選圖乙；變壓器工作時會漏磁，所以電壓比與匝數(shù)比不等，同時鐵芯和導(dǎo)線發(fā)熱也會造成變壓器的能量損耗． 答案：乙　漏磁、鐵芯發(fā)熱、導(dǎo)線發(fā)熱 1．變壓器的工作原理：變壓器工作的原理是互感，由于原、副線圈使用同一個鐵芯，因而穿過原、副線圈(每匝)的磁通量相同，在原、副線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與它們的匝數(shù)成正比． 2．變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系：根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)原理產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與線圈匝數(shù)成正比．只要副線圈的匝數(shù)多電壓就大，匝數(shù)少電壓就?。儔浩髟本€圈的端

22、電壓之比等于這兩個線圈的匝數(shù)之比：公式＝. 3．變壓器線圈兩端電流與匝數(shù)的關(guān)系：原副線圈中的電流跟匝數(shù)成反比(僅限一個副線圈)，即n1I1＝n2I2. [隨堂檢測] 1．(2020·湖州調(diào)研)一個正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，下列的物理量不一定相等的是(　　) A．交變電流的頻率　 　 B．電流的有效值 C．電功率 D．磁通量的變化率 解析：選B.變壓器原、副線圈中一定相等的物理量是頻率、磁通量的變化率、電功率，故選B. 2．(2020·嘉興檢測)理想變壓器原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u 隨時間t 變化的規(guī)律如圖所示，原、副線圈匝數(shù)比 ＝100，副線圈只接入一個

23、R＝10 Ω的電阻，則下列說法錯誤的是(　　) A．與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11 V B．流過電阻R的電流最大值為0.311 A C．變壓器的輸入功率為0.484 W D．一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為9.68×10－3 J 解析：選A.由題中圖線得，原線圈兩端的電壓為U1≈220 V，由變壓器原、副線圈電壓比＝得，副線圈上的電壓為U2＝2.2 V，選項A錯誤；流過電阻R的電流最大值Im＝≈0.311 A，選項B正確；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即有P入＝＝0.484 W，選項C正確；一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量Q＝P入T＝9.68×10－3 J，選項D正確．

24、3．通過某電流表的電流按如圖所示的規(guī)律變化，則該電流表的讀數(shù)為(　　) A．4 A B．4 A C．5 A D．5 A 解析：選C.根據(jù)交變電流有效值的定義取一個周期T.有I2RT＝R·＋(3)2R·，得I＝5 A. 4．(2020·紹興檢測)如圖甲為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其單匝矩形線圈在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與R＝10 Ω的電阻連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)是10 V．圖乙是矩形線圈中磁通量Φ隨時間t變化的圖象，則(　　) A．電阻R上的電功率為20 W B．t＝0.02 s時

25、，R兩端的電壓瞬時值為零 C．R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝14.1·cos 100πt V　 D．通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i＝14.1·cos 50πt A　 解析：選C.電阻R上的電功率為P＝＝10 W，選項A錯誤；由題圖乙知t＝0.02 s時磁通量變化率最大，R兩端的電壓瞬時值最大，選項B錯誤；R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u＝14.1cos 100πt V，選項C正確；通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i＝＝1.41cos 100πt A，選項D錯誤． 5．如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖．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

26、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.則下列說法正確的是(　　) A．用戶端的電壓為 B．輸電線上的電壓降為U C．理想變壓器的輸入功率為Ir D．輸電線路上損失的電功率為I1U 解析：選A.根據(jù)變壓器的工作原理、歐姆定律和電功率公式解決問題．根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1＝I2U2，所以用戶端的電壓U2＝，選項A正確；輸電線上的電壓降U′＝I1r＝U－U1，選項B錯誤；變壓器的輸入功率P1＝I1U－Ir＝I1U1，選項C錯誤；輸電線路上損失的功率P′＝Ir＝I1(U－U1)，選項D錯誤． [課后達標(biāo)] 一、

27、選擇題 1．有一不動的矩形線圈abcd，處于范圍足夠大的可轉(zhuǎn)動的勻強磁場中，如圖所示．該勻強磁場是由一對磁極N、S產(chǎn)生，磁極以O(shè)O′為軸勻速轉(zhuǎn)動．在t＝0時刻，磁場的方向與線圈平行，磁極N開始離開紙面向外轉(zhuǎn)動，規(guī)定由a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時間t變化的圖線是(　　) 答案：C 2.(2020·湖州檢測)一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示為穿過線圈的磁通量Ф隨時間變化的圖線，則下列說法正確的是(　　) A．t＝0時，線圈平面與中性面垂直 B．t＝時刻，磁通量的變化率最大 C．t＝時刻，交流電動勢達到最小 D．t＝

28、T時刻，交流電動勢為零 答案：A 3．將阻值為100 Ω的用電器接到按i＝1.414sin 100πt(A)的規(guī)律變化的交流電路中，則(　　) A．該交流的周期為0.02 s B．用電器兩端的電壓為141.4 V C．通過用電器的電流為1.414 A D．用電器消耗的功率為141.4 W 答案：A 4．(2020·舟山高二期中)如圖所示，T為理想變壓器，A1、A2為理想交流電流表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，原線圈兩端接恒壓交流電源，當(dāng)滑動變阻器的滑動觸頭向下滑動時(　　) A．A1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變大 B．A1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變小 C．A1的

29、讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變大 D．A1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變小 解析：選A.當(dāng)滑動觸頭下移時，R3變小，R總變小，I＝，U不變，I變大，U并＝U－UR1，U并變小，通過R2的電流IR2變小，IA2＝I－IR2，IA2變大，A2的示數(shù)變大，由原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，可知A1的示數(shù)變大． 5．(2020·嘉興測試)圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形，其中圖1所示電壓按正弦規(guī)律變化．下列說法正確的是(　　) A．圖1表示交流電壓，圖2表示直流電壓 B．兩種電壓的有效值相等 C．圖1所示電壓的瞬時值表達式為u＝311sin 100πt(V) D．圖1所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為10∶1的變壓器

30、變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼? 解析：選C.圖2表示的電壓方向在變，也是交流電壓，A錯；圖2表示的電壓是非正弦交流電壓，有效值與最大值之間并不滿足E＝，B錯；變壓器不能改變交變電流的頻率，選項D錯． 6．理想變壓器上接有三個完全相同的燈泡，其中一個與該變壓器的原線圈串聯(lián)后接入交流電源，另外兩個并聯(lián)后接在副線圈兩端．已知三個燈泡均正常發(fā)光．該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為(　　) A．1∶2　 B．2∶l C．2∶3 D．3∶2 解析：選B.三燈都正常工作，則電流相等，由此可知變壓器的原、副線圈的電流比＝，對于理想變壓器，由于功率相等，P1＝P2，得＝得＝，選項B正確． 7．(2020·寧波調(diào)

31、研)對于理想變壓器，下列說法中不正確的是(　　) A．原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大而增大 B．原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸出電流增大而增大 C．原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變化 D．當(dāng)副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零 答案：D 8．(2020·杭州質(zhì)檢)如圖所示，在某一輸電線路的起始端接入兩個互感器，原、副線圈的匝數(shù)比分別為100∶1和1∶100，圖中a、b表示電壓表或電流表，已知電壓表的示數(shù)為22 V，電流表的示數(shù)為1 A，則(　　) A．a(chǎn)為電流表，b為電壓表 B．a(chǎn)為電壓表，b為電流表 C．線路輸送電功率是2 200 kW D．輸電線

32、路總電阻為22 Ω 解析：選B.由題圖可知a表是電壓表，b表是電流表．而連接電壓表的互感器原線圈的匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為100∶1，連接電流表的互感器原線圈的匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為1∶100，由電壓表的示數(shù)為22 V，得原線圈的電壓為2 200 V，由電流表的示數(shù)為1 A，得原線圈的電流為100 A．所以電線輸送功率是2.2×105 W，由已知條件無法求輸電線電阻． 9.某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示．發(fā)電機的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)．要使額定電壓為220 V的用

33、電器正常工作，則(　　) A.> B.< C．升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓 D．升壓變壓器的輸出功率小于降壓變壓器的輸入功率 解析：選A.根據(jù)變壓器工作原理可知＝，＝，由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，有U2>U3，所以>，A正確，B、C錯誤；升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率，D錯誤． 10.如圖所示，在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動的矩形線圈的周期為T，轉(zhuǎn)軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2 Ω.從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉(zhuǎn)過60°時的感應(yīng)電流為1 A．那么(　　) A．線圈消耗的電功率為

34、2 W B．線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A C．任意時刻線圈中的感應(yīng)電動勢為e＝4cosV D．任意時刻穿過線圈的磁通量為Φ＝sin 解析：選C.從線圈平面平行于磁感線開始計時，正弦交變電流的感應(yīng)電動勢的一般表達式為e＝Emcos θ，且該式的成立與轉(zhuǎn)軸的位置無關(guān)(轉(zhuǎn)軸平行于磁感線的情況除外)，則感應(yīng)電流i＝＝cos θ，由題給條件有1＝×，解得Em＝4 V，則Im＝2 A，I有效＝ A，電功率P＝IR＝4 W，所以A、B錯誤．e＝4cos ωt＝4cos V，故C正確．由Em＝BSω＝Φm·得Φm＝，故Φ＝·sin，故D錯誤． 二、非選擇題 11．(2020·杭州調(diào)研)某小型實驗

35、水電站輸出功率是20 kW，輸電線總電阻為6 Ω. (1)若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率； (2)若改用5 000 V高壓輸電，用戶端利用n1∶n2＝22∶1的變壓器降壓，求用戶得到的電壓． 解析：(1)輸電線上的電流為I＝＝ A≈52.63 A 輸電線路損耗的功率為 P損＝I2R＝52.632×6 W≈16 620 W＝16.62 kW. (2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流為 I′＝＝ A＝4 A 用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓 U1＝U′－I′R＝(5 000－4×6) V＝4 976 V 根據(jù)＝，用戶得到的電壓為 U2＝U1＝×4 976 V≈226.

36、18 V. 答案：(1)16.62 kW　(2)226.18 V 12．(2020·麗水質(zhì)檢)如圖所示是家庭用的“漏電保護器”的關(guān)鍵部分的原理圖，其中P是一個變壓器鐵芯，入戶的兩根電線(火線和零線)采用雙線繞法，繞在鐵芯的一側(cè)作為原線圈，然后再接戶內(nèi)的用電器．Q是一個脫扣開關(guān)的控制部分(脫扣開關(guān)本身沒有畫出，它是串聯(lián)在本圖左邊的火線上，開關(guān)斷開時，用戶的供電被切斷)，Q接在鐵芯另一側(cè)副線圈的a、b兩端之間，當(dāng)a、b間沒有電壓時，Q使得脫扣開關(guān)閉合，當(dāng)a、b間有電壓時脫扣開關(guān)立即斷開，使用戶斷電． (1)用戶正常用電時，a、b之間有沒有電壓？為什么？ (2)如果某人站在地面上，手誤觸

37、火線而觸電，脫扣開關(guān)是否會斷開？為什么？ (3)已知原線圈的雙線各在鐵芯上繞了N1匝，加在另一側(cè)的副線圈繞了N2匝．已知正常用電時通過火線和零線的電流都是I，某人站在地面上，手誤觸火線而觸電時通過人體的電流為I′.把這個變壓器視為理想變壓器，在人觸電的這段時間內(nèi)，已知a、b兩端的電壓是2 V，求火線線圈兩端的電壓和通過Q的電流各多大？ 解析：(1)由題文中提取的有用信息是：“火線和零線采用雙線”，在鐵芯中沒有交變磁通產(chǎn)生．因此，在Q中不會產(chǎn)生電磁感應(yīng)，a、b間沒有電壓． (2)手誤觸火線時，相當(dāng)于把入戶線短接，通過人體的電流不通過原線圈，在Q中會產(chǎn)生電磁感應(yīng)，a、b間有電壓，Q會斷開． (3)根據(jù)變壓器規(guī)律＝，＝，可得火線線圈兩端的電壓為U1＝ V通過Q的電流為Iab＝. 答案：見解析 18