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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,专题,十二,交变电流,考点,1,交变电流的产生及描述,必备知识 新题精练,1 2022,北京丰台区模拟,交流发电机的示意图如图所示，当线圈,绕垂直于磁场方向的转轴,匀速转动时，电路中产生的最大电流为,，已知线圈转动的周期为,T,，下列说法正确的是,A.,图示位置穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最大,B.,图示位置电流最大,C.,从图示位置开始经过,，电流方向将发生改变,D.,从图示位置开始计时，线圈中电流,i,随时间,t,变化的关系式为,题组,1,交变电流的产生,答案,1.D,题图所示位置为中性面，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为,0,，此时电流为,0,，从图示位置每经过,，电流方向就改变一次，故,ABC,错误；从图示位置开始计时，线圈中电流,i,随时间,t,变化的关系式为,，故,D,正确,.,2 2022,江苏南京六校联考,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，如图,1,所示，产生的交变电压的图象如图,2,所示，则,A.,t=,0,.,005 s,时线框的磁通量变化率为零,B.,t=,0,.,01 s,时线框平面与中性面重合,C.,线框产生的交变电压有效值为,311 V,D.,线框产生的交变电压频率为,100 Hz,题组,1,交变电流的产生,答案,2.B,由题图,2,可知,T=,0,.,02 s,，,E,m,=,311 V,，根据正弦式交变电压有效值和峰值的关系可得，该交变电压的有效值为,E=,=,V220 V,，故,C,错误,.,根据周期和频率的关系可得，该交变电压的频率为,f=,=,Hz,=,50 Hz,，故,D,错误,.,由题图,2,可知,t=,0,.,01 s,时,e=,0,，所以此时线框平面与中性面重合，故,B,正确,.t=,0,.,005 s,时,e=,311 V,，由法拉第电磁感应定律可得，此时磁通量的变化率最大，不为零，故,A,错误,.,3 2022,福建龙岩一中考试,一边长为,10 cm,、阻值为,1 ,的正方形金属线框置于匀强磁场中，线框平面与磁场方向垂直,.,磁感应强度大小,B,随时间,t,的变化关系如图所示，则下列说法正确的是,A.13 s,内线框中产生的感应电动势大小为,310,-5,V,B.35 s,内线框中的感应电流大小为,210,-5,A,C.05 s,内线框中产生的焦耳热为,4.510,-9,J,D.05 s,内线框中感应电流的有效值为,10,-5,A,题组,2,描述交变电流的物理量,答案,3.D,由法拉第电磁感应定律可知，,1,3 s,内线框产生的感应电动势大小为,E,1,=n,=n,=,1,V,=,210,-,5,V,，此过程中的感应电流大小为,I,1,=,=,210,-,5,A,，故,A,错误；由法拉第电磁感应定律可知，,3,5 s,内线框产生的感应电动势大小为,E,2,=n,=n,=,1,V,=,3,10,-,5,V,，则感应电流大小为,I,2,=,=,310,-,5,A,，故,B,错误；,0,5 s,内线框中产生的焦耳热为,Q=,Rt,1,+,Rt,2,=(210,-5,),2,13 J+(310,-5,),2,12 J=3.010,-9,J,，故,C,错误；由题图乙可知，线框中产生的交流电的周期,T=,5 s,，则在,0,5 s,内，根据电流的热效应可得,I,2,RT=,R,T+,R,T,，代入数据解得线框中感应电流的有效值,I=,10,-,5,A,，故,D,正确,.,4 2022,湖南岳阳模拟,(,多选,),图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极,N,、,S,间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，电阻不计的矩形线圈,ABCD,绕垂直于磁场方向的水平轴,沿逆时针方向匀速转动，,t=,0,时刻线圈位于中性面，电压传感器显示其产生的电压如图乙所示，下列选项正确的是,A.,线圈的转速为,5 r/s,B.,交流电压的瞬时值表达式为,u=,12sin (5,t,)V,C.,线圈两端电压的有效值为,D.,该交变电流可以直接加在击穿电压为,的电容器上,题组,2,描述交变电流的物理量,答案,4.BC,由题图乙可以看出交流电的周期,T=,0,.,4 s,，则线圈转速,，故,A,错误；线圈的角速度,，根据题图乙可得交流电压的瞬时值表达式为,，故,B,正确；由题图乙可知电压最大值为,12 V,，正弦式交变电流电压的有效值为其最大值的,，所以其有效值为,，故,C,正确；电容器被击穿是因为两极板间电势差超出其最大承受电压,(,击穿电压,),，该交变电流电压的最大值为,12 V,，大于电容器的击穿电压,，所以不能加在其两端，故,D,错误,.,关键能力 强化提升,1 2022,陕西咸阳二模,(,多选,),如图所示，发电机内部线圈处于磁铁和圆柱形铁芯之间的径向磁场中，磁铁的,N,、,S,极间的过渡区域宽度很小，可忽略不计,.,线圈的匝数为,N,、面积为,S,，总电阻为,r,，线圈所在位置的磁感应强度大小为,B.,当线圈以角速度,匀速转动时，额定电压为,U,、电阻为,R,的小灯泡在电路中恰能正常发光，则,A.,发电机输出的电流为矩形波交流电,B.,灯泡两端电压,C.,线圈产生的感应电动势的有效值为,D.,转动过程中，穿过线圈的磁通量始终为零,答案,1.ACD,线圈在磁场中做切割磁感线的运动，线圈切割磁感线的有效速度大小和磁感应强度大小不变，故产生的感应电动势大小不变，方向做周期性变化，故发电机输出的电流为矩形波交流电，,A,正确；线圈以角速度,匀速转动时，根据法拉第电磁感应定律知，感应电动势的大小为,NBS,，所以发电机产生的感应电动势的有效值为,NBS,，根据闭合电路欧姆定律知，电源电动势大小为,，则灯泡两端电压为,，,B,错误，,C,正确；线圈所在平面与磁场方向始终平行，所以穿过线圈的磁通量始终为零，,D,正确,.,2 2022,浙江宁波十校联考,(,多选,),如图所示，水平放置的边长为,L,的正方形金属框开始以恒定角速度,绕水平轴,转动，仅在,轴的右侧存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为,B,，金属框外部连有阻值为,R,的电阻，其他电阻不计,.,则金属框转动一周的过程中,A.,电阻,R,上通过的电流方向不变,B.,产生的感应电动势的有效值为,C.,电阻,R,上通过的电荷量为,D.,电阻,R,上产生的焦耳热为,答案,2.CD,金属框经过中性面时，电流方向变化，金属框转动一周的时间内，经过两次中性面，所以电流方向会发生变化，故,A,错误；金属框产生的感应电动势的最大值为,，所以有效值为,，故,B,错误；由题图位置开始，金属框每转过四分之一圆周，电阻,R,上通过的电荷量,，则一个周期内，电阻,R,上通过的电荷量,，故,C,正确；电阻,R,上产生的焦耳热,，其中周期,，则,，故,D,正确,.,3 2022,吉林长春十一高考试,在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，如图甲所示，线框产生的感应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.,该交变电动势的瞬时值表达式为,e=,22,sin (100,t,)V,C.,电动势瞬时值为,22 V,时，线圈平面与磁场方向的夹角为,45,D.,从,0,时刻开始线框转过,90,过程产生的平均电动势为,22 V,答案,3.C,由题图乙知，,t=,0,.,01 s,时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，故,A,错误；由题图乙知，该交变电动势的最大值为,，周期为,T=,0,.,02 s,，则,，该交变电动势的瞬时值表达式为,，故,B,错误；由以上分析可知，当,e=,22 V,时，有,，则可知线圈平面与磁场方向的夹角为,45,，故,C,正确；从,0,时刻开始线框转过,90,过程产生的平均电动势为,，联立解得,，故,D,错误,.,高频易错 高效快攻,4 2022,湖北黄冈中学考试,(,多选,),如图甲所示，阻值为,r=,5 ,的,n,匝矩形导线框放在水平向右的匀强磁场中，一电阻箱通过电刷与线框相连接，,t=,0,时刻线框由图示位置沿水平轴线,OO,以恒定的角速度转动，当电阻箱的阻值为,R=,10 ,时，理想电压表的读数为,10 V,.,已知穿过线框的磁通量随时间的变化规律如图乙所示,.,则线框转动过程中,A.,所产生的交流电的频率为,50 Hz,B.,穿过矩形线框的磁通量的最大值为,Wb,C.,当电阻箱的阻值为,R=,10 ,时，电阻箱两端的电压随时间变化的规律为,u=,10,sin 100,t,(V),D.,电阻箱消耗的最大电功率为,11.25 W,易错点,不理解,交流电,“,四值,”,的意义,易错点,不理解交变电流,“,四值,”,的意义,答案,4.AD,由题图乙可知，线框转动过程中所产生的交流电的周期,T=,0,.,02 s,，则所产生的交流电的频率为,f=,=,Hz=50 Hz,，选项,A,正确；线框转动过程中所产生的电动势有效值为,E=,(,R+r,)=15 V,，电动势最大值,E,m,=,E=,15,V,，又,=,=,100 rad/s,，根据,E,m,=nBS=n,m,，可得,m,=,=,Wb,=,Wb,，选项,B,错误；因,t=,0,时穿过线框的磁通量为零，此时感应电动势最大，则当电阻箱的阻值为,R=,10 ,时，电阻箱两端的电压,u,随时间,t,变化的规律是,u=E,m,cos,t=,10,cos 100,t,(V),，,选项,C,错误；当电阻箱的阻值,R=r,时，电阻箱消耗的功率最大，则其消耗的最大电功率为,P,m,=,=,W,=,11,.,25 W,，选项,D,正确,.,考点,2,变压器,电能的输送,必备知识 新题精练,1 2022,豫北名校联考,(,多选,),如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为,10,1,，两灯泡的电阻分别为,R,L1,=100 ,，,R,L2,=10 ,，,a,、,b,两端电压的瞬时值表达式为,u,=220,sin 100,t,(V),，电流表为理想电表,.,下列说法正确的是,A.,灯泡,L,2,两端的电压为,22 V,B.,电流表示数为,2 A,C.,灯泡,L,1,消耗的功率为,4 W,D.,灯泡,L,2,消耗的功率为,44 W,题组,1,理想变压器基本关系的应用,答案,1.BC,由,u,=220,sin 100,t,(V),可知，,a,、,b,两端的电压有效值为,U,=220 V,，设原线圈中的电流为,I,1,，副线圈中的电流为,I,2,，则原线圈中输入端的电压,U,1,=U-I,1,R,L1,，副线圈中输出端的电压为,U,2,=I,2,R,L2,，结合理想变压器的变压规律,=,，变流规律,=,，解得,I,1,=,0,.,2 A,，,I,2,=,2 A,，,B,项正确；,U,2,=I,2,R,L2,=,20 V,，,A,项错；灯泡,L,1,消耗的功率,P,L1,=,R,L1,=,4 W,，,C,项正确；灯泡,L,2,消耗的功率,P,L2,=,R,L2,=,40 W,，,D,项错,.,2 2022,重庆调研,如图所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为,n,a,、,n,b,，电源电压,u,=,U,sin,t,，定值电阻,R,1,、,R,2,(,阻值未知,),两端电压分别为,U,1,、,U,2,，理想交流电压表,V,的示数为,U,b,，,R,1,、,R,2,、,L,消耗的功率分别为,P,1,、,P,2,、,P,L,.,关于电路中电压及电功率的关系，下列说法正确的是,A,.U,b,=,U,B,.U=U,1,+U,b,C,.,=,D,.P,1,=P,2,+P,L,题组,1,理想变压器基本关系的应用,答案,2.C,由电路图可知，变压器原线圈两端的电压为,U,a,=U-U,1,，由变压器的变压规律可知,=,，解得,U,b,=,，,AB,错误；由于变压器为理想变压器，则变压器原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即,P,a,=P,2,+P,L,，,D,错误；由变压器的变流规律有,=,，又,P,1,=U,1,I,a,、,P,2,=U,2,I,b,，整理得,=,，,C,正确,.,3 2022,福建福州检测,图甲是一款手机无线充电接收器，其工作原理如图乙所示，其中送电线圈和受电线圈匝数比,n,1,n,2,=,5,1,，两个线圈中所接电阻的阻值均为,R.,当,a,、,b,间接上,220 V,的正弦交变电源后，受电线圈中产生电流给手机充电，充电时，受电线圈中电流的有效值为,2 A,.,若把装置线圈视为理想变压器，手机充电时，下列说法正确的是,A,.c,、,d,间电压为,U,2,=,44 V,B.,送电线圈中电流的有效值为,I,1,=,0,.,4 A,C.,送电线圈和受电线圈线路上所接电阻,R,两端的电压之比为,5,1,D.,送电线圈和受电线圈线路上所接电阻,R,消耗的电功率之比为,25,1,题组,1,理想变压器基本关系的应用,答案,3.B,由理想变压器的变流规律,=,得送电线圈中电流的有效值为,I,1,=,0,.,4 A,，,B,正确；变压器原线圈两端的电压为,U,1,=,(220,-,0,.,4,R,)V,，由变压规律,=,得,c,、,d,间的电压为,U,2,=,V,，,A,错误；由于原、副线圈的电流比为,15,，则送电线圈和受电线圈线路上所接电阻,R,两端的电压之比为,15,，,C,错误；由公式,P=I,2,R,可知，送电线圈和受电线圈线路上所接电阻,R,消耗的电功率之比为,125,，,D,错误,.,4 2022,山东济南检测,如图所示，理想变压器原线圈与副线圈的匝数比为,2,1,，,a,、,b,端接交流电源，此时电路消耗的总功率为,P,.,若将电阻,R,0,与电阻,R,互换位置，电路消耗的总功率为,2,P,，则,R,0,与,R,之比为,A.2,7B.7,2C.1,4D.4,1,题组,1,理想变压器基本关系的应用,答案,4.A,设电源电压为,U,，原线圈两端电压为,U,1,、电流为,I,1,，副线圈两端电压为,U,2,、电流为,I,2,.,在原线圈电路中有,U=I,1,R,0,+U,1,，在副线圈电路中有,U,2,=I,2,R,，由变压规律有,=,=,2,，由变流规律有,=,=,，联立各式得,U=I,1,R,0,+,4,I,1,R,；电阻,R,0,与电阻,R,互换后，同理可得,U=I,1,R+,4,I,1,R,0,，则,I,1,R+,4,I,1,R,0,=I,1,R,0,+,4,I,1,R.,电路变化前后消耗总功率分别为,P=UI,1,、,2,P=UI,1,，所以,I,1,I,1,=,12,，联立可得,2,R+,8,R,0,=R,0,+,4,R,，解得,R,0,R=,27,，,A,项正确,.,5 2022,湖南三湘名校联考,一种可调压变压器原理如图所示，,ab,为交变电压输入端，,T,1,为自耦调压器，,P,为调压滑头，,T,2,为升压变压器，,cd,为,T,2,的输出端,.R,为定值电阻，忽略其他电阻与感抗等因素的影响，调压器,T,1,与变压器,T,2,均视为理想变压器,.,在,ab,端输入电压不变的情况下，将滑头,P,向下移动，则,A.,理想电流表,A,1,示数变小,B.,理想电流表,A,2,示数变大,C.,cd,端的电压变大,D.,cd,端的功率不变,题组,2,自耦变压器、互感器,答案,5.A,当,P,向下移动时，调压器,T,1,的输出电压变小，,cd,端的电压变小，则整个电路的总功率变小，总电流变小，即电流表,A,1,、,A,2,示数均变小，,A,正确，,BC,错误；因为调压器,T,1,与变压器,T,2,均为理想变压器，,ab,端输入电压不变，输入电流变小，则输入功率变小，故,cd,端的功率变小，,D,错误,.,6 2022,四川成都诊断,(,多选,),如图，,和,是输电线，甲、乙两个互感器,(,可视为理想变压器,),的原、副线圈匝数关系分别为,n,1,n,2,=,200,1,，,n,3,n,4,=,1,100,，电流表和电压表均为理想交流电表,.,下列说法正确的是,A.,甲是电流互感器，乙是电压互感器,B.,甲是电压互感器，乙是电流互感器,C.,若电压表示数为,，则输电线两端的电压最大值为,D.,若电流表示数为,，则通过输电线的电流有效值为,题组,2,自耦变压器、互感器,答案,6.BD,甲互感器的原线圈两端分别接两根输电线，所以是电压互感器，乙互感器的原线圈串联接入一根输电线，所以是电流互感器，故,A,错误，,B,正确；电压表测电压的有效值，已知,n,1,n,2,=,2001,，若电压表示数为,，则输电线两端的电压有效值为,，故,C,错误；电流表测电流的有效值，已知,n,3,n,4,=,1100,，若电流表示数为,，则通过输电线的电流有效值为,，故,D,正确,.,7 2022,广东六校联盟,(,多选,)“,华龙一号,”,是中国自主研发的第三代核电技术，跻身世界前列,.,某远距离输电线路简化如图，变压器为理想变压器，升压变压器原、副线圈匝数分别为,n,1,、,n,2,，电压分别为,U,1,、,U,2,，电流分别为,I,1,、,I,2,，降压变压器原、副线圈匝数分别为,n,3,、,n,4,，电压分别为,U,3,、,U,4,，电流分别为,I,3,、,I,4,，输电线的电阻为,R,，下列说法正确的是,A.,电厂发出的电是直流电,B.,I,2,=,C.,若,U,1,=U,4,，则升压变压器与降压变压器的匝数比满足,=,D.,夜晚用户增多，输电线上损失的功率增大，用户两端的电压减小,题组,3,远距离输电,答案,7.BD,通过变压器进行远距离输电，需要输入交流电，故电厂发出的电是交流电，,A,错；由部分电路欧姆定律可知,B,对；若满足,C,选项的条件，则要求输电线上不能有电压损失，与事实不符，,C,错；当用户增多时，线路中的电流,(,即,I,4,),增大，输电线的电阻,R,上的电流增大、电压增大，则,U,3,减小，用户得到的电压减小，,D,对,.,8 2022,河北石家庄质检,(,多选,),垃圾焚烧发电厂向远处输电时，采用高压输电，图中升压变压器的原、副线圈匝数分别为,n,1,、,n,2,，原线圈接发电厂的电压为,U,1,，电功率为,P,，升压变压器副线圈两端的电压为,U,2,，输电导线的总电阻为,r,，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，下列说法正确的是,A.,输电线上的电流大小,I,2,=,B.,输电线上损失的电压,U,损,=,C.,输电线上损失的功率,P,损,=,(,),2,r,D.,用户得到的功率,P,用,=P-,(,),2,r,题组,3,远距离输电,答案,8.AC,升压变压器原线圈中电流,I,1,=,，由理想变压器变流规律有,I,2,n,2,=I,1,n,1,，解两式得,I,2,=,，,A,项正确；输电线上损失的电压,U,损,=I,2,r=,，,B,项错；输电线上损失的功率,P,损,=,(,),2,r,，,C,项正确；由能量守恒定律可知，用户得到的功率,P,用,=P-,(,),2,r,，,D,项错,.,9 2022,山东济南模拟,如图所示，交流电源与理想变压器相连进行远距离输电，交流电源电压的瞬时值,u=,110,sin 100,t,(V),，降压变压器的原、副线圈匝数之比为,50,11,，两变压器间输电线路的总电阻为,25 ,.,降压变压器副线圈接入一台额定电压为,220 V,、额定功率为,1 000 W,的电动机，电动机恰好正常工作,.,图中电表均为理想电表，下列说法正确的是,A.,电压表的示数为,156 V,B.,电流表的示数为,20 A,C.,两变压器间输电线电阻消耗的功率为,25 W,D.,升压变压器原、副线圈的匝数比为,1,14,题组,3,远距离输电,答案,9.C,电压表的示数为交流电源电压的有效值，为,110 V,，,A,错误,.,根据变压器的变压规律可知,=,，代入数据可得,U,3,=,1 000 V,，由于电动机正常工作，故降压变压器的输入功率,P=,1 000 W,，又,P=U,3,I,3,，代入数据可得,I,3,=,1 A,，电流表示数为,1 A,，,B,错误,.,由,P,损,=,r,得输电线上损失的功率为,P,损,=,25 W,，,C,正确,.,升压变压器副线圈两端的电压为,U,2,=U,3,+I,3,r=,1 025 V,，由,=,得升压变压器原、副线圈的匝数比为,=,，,D,错误,.,关键能力 强化提升,1 2022,武汉武昌区检测,(,多选,),如图甲所示，所有电表均为理想交流电表，交流电源电压的有效值为,220 V,，理想变压器原、副线圈的匝数比,n,1,n,2,=,10,1,，,R,1,、,R,2,、,R,3,均为定值电阻，且,R,2,=R,3,=,10 ,.,已知电阻,R,2,中的电流,i,2,随时间,t,变化的图象如图乙所示,.,下列说法正确的是,A.,所用交流电源的频率为,100 Hz,B.,R,1,的阻值为,50 ,C.,电流表,A,1,的示数为,0,.,4 A,D.,交流电源输出的总电功率为,80 W,答案,1.BC,由交变电流的图象可知，交流电的周期,T=,0,.,02 s,，所以频率,f=,50 Hz,，,A,项错；由交变电流的图象可知，通过电阻,R,2,的电流有效值为,2 A,，由并联分流规律可知，通过,R,3,的电流有效值也是,2 A,，所以通过副线圈的电流有效值为,4 A,，由理想变压器的变流规律,=,可知，通过原线圈的电流有效值为,0,.,4 A,，,C,项正确；由欧姆定律可知，副线圈两端电压,U,2,=I,R,2,R,2,=,20 V,，由理想变压器的变压规律,=,可知，原线圈两端电压为,200 V,，所以电阻,R,1,两端电压为,20 V,，又通过,R,1,的电流为,0,.,4 A,，所以,R,1,的阻值为,50 ,，,B,项正确；交流电源的输出功率,P=,220 V0,.,4 A,=,88 W,，,D,项错,.,2 2022,名师原创,如图所示，电路中四个灯泡的规格完全相同，设灯泡的额定电压为,U,0,，变压器为理想变压器,.,现给变压器的左端接入电压有效值为,U,的正弦交变电流,.,若四个灯泡均能正常发光且不考虑灯泡电阻变化，则下列说法正确的是,A.,若灯泡的额定功率为,P,，则变压器的输入功率为,4,P,B.,交流电压有效值与灯泡额定电压的关系为,U=,4,U,0,C.,该变压器的原、副线圈匝数之比为,1,3,D.,若,L,4,突然熄灭，,L,1,仍然能正常发光,答案,2.B,根据题中电路结构可知，若灯泡的额定功率为,P,，因四个灯泡均能正常发光，则变压器的输入功率为,3,P,，电源的输出功率为,4,P,，选项,A,错误；设每个灯泡的额定电流为,I,0,，副线圈所在电路中的三个灯泡并联，则通过副线圈的电流,I,2,=,3,I,0,，副线圈电功率为,P,2,=U,2,I,2,=,3,U,0,I,0,，因为理想变压器输入功率等于输出功率，则有,P,1,=P,2,=,3,U,0,I,0,，由于,L,1,串联在原线圈所在电路中，且,L,1,能正常发光，则有,I,1,=I,0,，,L,1,两端电压为,U,0,，由此可得,U,1,=,3,U,0,，,U=,4,U,0,，又,=,，即,=,，选项,B,正确，,C,错误；,L,4,突然熄灭后，假设,L,1,仍然能正常发光，由原、副线圈电压关系和电流关系可知，此时,L,2,、,L,3,两端电压均为,U,0,，,L,2,、,L,3,中的电流均为,I,0,，由于灯泡电阻不变，则假设错误，选项,D,错误,.,3 2022,湖北武汉调研,(,多选,),如图所示，手摇发电机产生的正弦交流电经理想变压器给灯泡,L,供电，当线圈以角速度,匀速转动时，灯泡,L,正常发光，电压表示数为,U.,已知理想变压器原线圈与副线圈的匝数之比为,k,，发电机线圈的电阻为,r,，灯泡,L,正常发光时的电阻为,R,，其他电阻忽略不计，电压表为理想交流电表，则,A.,灯泡,L,的额定功率为,B.,通过灯泡,L,电流的频率为,C.,若减小转速，则灯泡,L,不能正常发光,D.,若在灯泡,L,两端并联一个相同的灯泡，则灯泡,L,的亮度不变,答案,3.AC,电压表的读数是交流电的有效值，同时也是原线圈两端的输入电压，设副线圈两端的电压为,U,1,，原、副线圈匝数分别为,n,、,n,1,，则,n=kn,1,，根据理想变压器的电压关系,=,可得副线圈两端的电压,U,1,=,=,，因此灯泡,L,的额定功率为,P,L,=,=,，故选项,A,正确；理想变压器不改变交流电的频率，故通过灯泡,L,电流的频率为,，故选项,B,错误；若线圈的转速减小，则线圈转动的角速度,减小，根据感应电动势的瞬时值表达式,e=NBS,sin,t,可知，感应电动势的最大值减小，其有效值减小，灯泡两端的电压减小，因此灯泡不能正常发光，故选项,C,正确；若在灯泡,L,两端并联一个相同的灯泡，副线圈所在电路的总阻值减小，电流变大，故原线圈中的电流变大，则发电机线圈分得的电压变大，因此原线圈两端的电压将减小，则副线圈的输出电压也将减小，灯泡的亮度变暗，故选项,D,错误,.,高频易错 高效快攻,4 2022,山西名校质检,如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压,U,1,一定，通过理想升压变压器,T,1,和理想降压变压器,T,2,向远处用户供电，输电线的总电阻为,R.T,1,的输入电压和输入功率分别为,U,1,和,P,1,，它的输出电压和输出功率分别为,U,2,和,P,2,，,T,1,的原、副线圈的匝数分别为,n,1,、,n,2,;,T,2,的输入电压和输入功率分别为,U,3,和,P,3,，它的输出电压和输出功率分别为,U,4,和,P,4,，,T,2,的原、副线圈的匝数分别为,n,3,、,n,4,.,下列说法正确的是,A.,当用户的用电器增多时，,U,2,减小，,U,4,减小,B.,当用户的用电器增多时，,P,1,增大，,P,3,减小,C.,输电线上损失的功率为,P=,D.,要减小输电线路上损耗的功率，可以减小,的值，同时增大,的值,易错点,不会计算输电线上损失的功率,易错点,不会计算输电线上损失的功率,答案,4.D,交流发电机的输出电压,U,1,一定，理想升压变压器,T,1,的原、副线圈匝数不变，根据,=,，知,U,2,不变，为定值，且与用户的用电器多少无关，选项,A,错误；当用户的用电器增多时，用户消耗的电功率变大，则,T,2,的输入功率增大，即,P,3,变大，选项,B,错误；输电线上的电流,I,线,=,，则输电线上损失的功率为,P=,R=,(,),2,R,，选项,C,错误；由,P=,(,),2,R,知，输电线上的输送功率一定时，要减小输电线路上损耗的功率，应增大,U,2,，又,U,1,一定，根据,=,知，应减小,的值，,U,3,=U,2,-I,线,R,，,U=I,线,R,，,U,2,增大，,I,线,减小，所以,U,3,增大，又用户电压,U,4,不变，根据,=,知，应增大,的值，选项,D,正确,.,专项,变压器问题,模型,1,电路动态分析,1 2022,浙江十校联考,如图所示为模拟远距离输电的部分测试电路,.a,、,b,端接电压稳定的正弦交流电源，理想变压器的原、副线圈匝数比为,k,且,k,1,，定值电阻,R,1,R,2,，电流表、电压表均为理想电表，其示数分别用,I,和,U,表示,.,当向上调节滑动变阻器,R,3,的滑片,P,时，电流表、电压表示数变化量分别用,I,和,U,表示,.,则以下说法正确的是,A.,R,2,=,B.,R,1,=,|,|,C.,电阻,R,2,消耗的功率,P,2,=UI,D.,电源的输出功率一定增大,答案,1.D,根据变压器的原理可得,=,=k,，,=,=k,，则有,U,1,=kU,2,，,I,1,=,，在原线圈电路中有,U,0,=I,1,R,1,+U,1,，即,U,0,=,R,1,+kU,2,，整理可得,U,2,=,U,0,-,I,2,，则有,|,|=,，选项,A,、,B,错误；副线圈消耗的功率为,UI,，选项,C,错误；当向上调节滑动变阻器,R,3,的滑片,P,时，副线圈的总电阻减小，所以回路中的电流增大，原线圈的电流增大，电源的电压不变，所以电源的输出功率一定增大，选项,D,正确,.,模型,1,电路动态分析,2 2022,河北联考,(,多选,),如图所示，可调理想变压器原、副线圈分别与定值电阻,R,1,、滑动变阻器,R,2,连接,.,现通过移动滑片,P,改变电阻,R,2,的阻值，通过移动滑片,P,来改变原线圈的匝数，使原线圈和副线圈接入电路的匝数分别为,n,1,、,n,2,(,1),，已知交流电源电压瞬时值表达式为,u=,220,sin 100,t,(V),，电压表为理想电表，下列说法正确的是,A,.,通过电阻,R,2,的交变电流的频率为,100 Hz,B.,保持滑片,P,不动，使,P,向下移动时，电压表的示数一定变大,C.,当,R,1,=R,2,时，保持滑片,P,不动，使,P,向下移动时，电压表的示数一定变大,D.,当,R,1,=R,2,时，保持滑片,P,不动，使,P,向下移动时，电压表的示数一定变小,模型,1,电路动态分析,答案,2.BD,因为变压器不能改变交流电的频率，所以通过电阻,R,2,的交变电流的频率为,f=,Hz,=,50 Hz,，选项,A,错误；保持滑片,P,不动，使,P,向下移动时，,R,2,阻值变大，则副线圈中的电流减小，因原、副线圈的匝数不变，可知原线圈中的电流减小，,R,1,两端的电压减小，变压器原线圈两端电压变大，则副线圈两端电压变大，电压表的示数变大，选项,B,正确；当滑片,P,向下移动时原线圈的匝数减少，设,=k,，,R,1,=R,2,=R,，则此时原线圈两端电压为,U,1,=U-I,1,R,，则根据匝数比可知，副线圈两端电压为,U,2,=,=I,2,R,，,=k,，解得,U,2,=,，当,k=,1,时，,k+,最小，由题意,k,1,知，当,P,向下移动时，,k,减小，,k+,变大，则,U,2,减小，选项,C,错误，,D,正确,.,模型,1,电路动态分析,3 2022,湖北十一校联考,如图所示，理想变压器的,a,、,b,端所接的交变电压,u,=16,sin 100,t,(V),，,L,1,、,L,2,是规格均为,“4 V,3 W”,的灯泡,.,现调节电阻箱,R,为某一值时恰好能使两个灯泡均正常发光,.,电压表,V,1,、,V,2,均为理想交流电压表，电阻箱,R,调节过程中所有元件均可安全工作,.,则,A.,a,、,b,端所接交流电压有效值为,16 V,，频率为,100 Hz,B.,变压器原、副线圈匝数比为,4,1,C.,调小电阻箱,R,的阻值，电压表,V,1,的示数不变,D.,调小电阻箱,R,的阻值，电压表,V,2,的示数减小,模型,1,电路动态分析,答案,3.D,由交变电压表达式,u=,16,sin 100,t,(V),可知，,a,、,b,端所接交流电电压的最大值,U,m,=,16,V,，所以其有效值,U=,=,16 V,，频率,f=,=,50 Hz,，,A,项错,.,两灯泡均正常发光，故原线圈两端电压,U,1,=,16 V,-,4 V,=,12 V,，副线圈两端电压为,U,2,=,4 V,，所以原、副线圈匝数比,=,=,，,B,项错,.,由变压器的变压规律可知,=,，而,U,1,=U-,，,U,2,=I,2,R,副总,，由变压器的变流规律可知,=,，又,I,1,=,，联立得,U=,(,+,1),，调小电阻箱,R,的阻值，则,R,副总,减小，又,U,不变，故,增大，则,U,1,减小，,U,2,减小，所以,V,1,示数、,V,2,示数均减小，,C,项错，,D,项正确,.,【一题多解】,分析,C,、,D,项时，可将理想变压器以及副线圈所在电路等效为一个负载，把电源电压等效为电源的电动势，灯泡的电阻等效为电源内阻，结合闭合电路欧姆定律可知，外电路电阻减小，干路电流增大，电源内阻分压增大，从而得出原、副线圈两端电压减小的结论，,C,项错，,D,项正确,.,模型,2,含容电路的分析,4 2022,重庆调研,理想变压器原线圈匝数,n,1,=,270,，输入如图甲所示的正弦交变电压,.P,是副线圈上的滑动触头，当,P,处于图乙所示位置时，副线圈连入电路的匝数,n,2,=,135,，灯泡恰能正常发光，电容器,C,刚好不被击穿，,R,是滑动变阻器,.,下列说法正确的是,A.,电容器的击穿电压为,11 V,B.,若,R,的滑片不动，向下移动,P,，则电容器的电容变小,C.,若,R,的滑片不动，向下移动,P,，则原线圈的输入功率变大,D.,若,P,不动，向上移动,R,的滑片，则灯泡变暗,答案,4.D,由题图甲可知交变电压的最大值为,22,V,，由理想变压器变压规律可知，变压器输出电压的峰值,U,2max,=,U,1max,=,11,V,，故电容器的击穿电压为,11,V,，,A,项错；电容器的电容由其本身结构决定，故,B,项错；若,R,的滑片不动，向下移动,P,，即,n,2,减小，变压器的输出电压减小，根据,P=,知，变压器的输出功率减小，故输入功率减小，,C,项错；,P,不动，则变压器的输出电压不变，向上移动,R,的滑片，副线圈回路的电阻增大，电流减小，小灯泡变暗，,D,项正确,.,模型,2,含容电路的分析,5 2022,四川遂宁诊断,(,多选,),图,(a),所示的理想变压器输入端接正弦交流电源，其输入电压,u,随时间,t,变化的关系图象如图,(b),所示,.,已知原线圈与副线圈的匝数比为,n,1,n,2,=,10,1,，定值电阻的阻值,R=,10 ,，电容器的电容,，,A,是理想交流电流表，,S,是单刀双掷开关,.,下列说法正确的是,A.S,接,a,时，电容器每秒钟完成,100,次放电,B.S,接,a,时，电容器所带电荷量的最大值为,2,.,2,10,-,3,C,C.S,接,b,时，电流表,A,的示数为,D.S,接,b,时，变压器的输入功率为,48,.,4 W,模型,2,含容电路的分析,答案,5.BD,由题图,(b),可知，交流电的周期为,0,.,02 s,，则频率为,50 Hz,，变压器不改变交流电的频率，,S,接,a,时，电容器每个周期放电,1,次，故每秒钟完成,50,次放电，,A,错误；变压器原、副线圈电压之比等于匝数之比，可知副线圈两端电压的最大值为,，,S,接,a,时，电容器两端的电压与副线圈两端的电压相等，电容器所带电荷量的最大值为,，,B,正确；,S,接,b,时，副线圈中电流的有效值为,，由,，可知电流表,A,的示数为,，,C,错误；,S,接,b,时，变压器的输入功率等于输出功率，为,，,D,正确,.,模型,3,含二极管电路的分析,6 2022,山东济南十一校联考,理想变压器的原线圈接,220 V,家用交流电，副线圈接一个理想二极管,(,正向电阻可看成零，反向电阻可看成无穷大,),和一额定电压为,5 V,的灯泡,.,灯泡正常发光，下列说法正确的是,A.,原线圈和副线圈的匝数比为,44,1,B.,原线圈和副线圈的匝数比为,22,1,C.,副线圈两端电压的最大值为,10 V,D.,副线圈两端电压的最大值为,10,V,答案,6.C,原线圈接,220 V,家用交流电，副线圈两端因二极管的作用，在一个周期内有一半时间电压为,0,，则有,(,),2,R,=,(,),2,RT,，解得副线圈两端电压的最大值,U,1,=,10 V,，故选项,C,正确，选项,D,错误；副线圈两端电压的有效值,U,0,=,=,5,V,，则原、副线圈的匝数比为,=,=,22,1,，故选项,A,、,B,均错误,.,模型,3,含二极管电路的分析,7 2022,浙江联考,如图所示，理想变压器的输入端接入有效值为,220 V,的正弦交流电，开关,S,接,1,，当滑动变阻器接入电路的阻值为,10 ,时，,1 min,内滑动变阻器产生的热量为,300 J.,若变压器损耗功率不计，二极管为理想二极管，所有电表内阻影响不计，,=1.4,，则下列判断正确的是,A.,此时电压表的读数为,5 V,B.,此时原、副线圈的匝数之比为,22,1,C.,若只将,S,从,1,拨到,2,，电流表示数增大,D.,若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，则电流表示数减小，电压表示数增大,模型,3,含二极管电路的分析,答案,7.B,开关接,1,，当滑动变阻器接入电路的阻值为,10 ,时，,1 min,内滑动变阻器产生的热量为,300 J,，由,Q=,t,，可得,U=,5,V,，因电压表测量的是有效值，故电压表的读数为,7 V,，选项,A,错误；由于二极管的单向导电性，经过变压器后的交变电流有一半波形无法经过二极管，设变压器副线圈两端电压的有效值为,U,2,，由电流的热效应可得,=,T,，解得,U,2,=,10 V,，由变压器电压与匝数关系式,=,，可得原、副线圈的匝数之比为,22,1,，选项,B,正确；若只将,S,从,1,拨到,2,，原线圈匝数,n,1,增大，可知,U,2,减小，负载不变的情况下，,I,2,减小，电流表示数,I,1,减小，选项,C,错误；若只将滑动变阻器的滑片向下滑动，负载电阻增大，副线圈电流,I,2,减小，则电流表示数,I,1,减小，电压表示数取决于变压器的输入电压及原、副线圈的匝数比，故保持不变，选项,D,错误,.,模型,4,多个副线圈电路的分析,8 2022,山东潍坊一模,(,多选,),如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数分别为,n,0,=,800,、,n,1,=,100,和,n,2,=,400,，原线圈串联一个电阻,R,0,=,8 ,，并接入内阻不计的正弦交流电源，其电动势的有效值为,E,，两个副线圈分别接电阻,R,1,=,1 ,和,R,2,=,16 ,.,开关,S,断开时，理想电流表读数为,I,1,=,4 A;,开关,S,闭合时，理想电流表读数为,I,1,.,不计线圈和导线电阻，则,A.,E=,32 VB.,E=,36 VC.,I,1,=,3,.,2 AD.,I,1,=,3,.,6 A,答案,8.BD,开关,S,断开时，电流表读数为,，且,、,，故,，得,，由,，可得,，故,，,A,错误，,B,正确；开关,S,闭合时，由输出功率等于输入功率，可知,，得,，即,，由,，得,，故,，,C,错误，,D,正确,.,模型,4,多个副线圈电路的分析,9 2022,湖北重点中学联考,(,多选,),如图为一理想变压器，其中所接的,4,盏灯泡规格均为,“10 V,，,5 W”,.,当接入电压,u=U,0,sin 100,t,(V),的交流电源时，,4,盏灯泡均正常发光,.,下列说法正确的是,A.,原、副线圈的匝数比,n,1,n,2,n,3,=,3,1,2,B.,电流在,1 s,内改变,50,次方向,C.,U,0,=,40 V,D.,电源的输出功率为,20 W,答案,9.AD,根据题中条件可知，交变电流的周期,T=,=,0,.,02 s,，一个周期电流方向改变,2,次，所以电流在,1 s,内方向要改变,100,次，选项,B,错误；,4,盏灯泡规格相同且均正常发光，所以加在灯泡两端的电压均为,U,，理想变压器的输入功率等于输出功率，则有,IU,1,=IU+,2,IU,(,I,、,U,分别为灯泡的额定电流和额定电压,),，得,U,1,=,3,U,，根据,=,=,=,=,，则有原、副线圈的匝数比,n,1,n,2,n,3,=31,2,，选项,A,正确；电源电压的有效值为,U+U,1,=,40 V,，则,U,0,=,40,V,，选项,C,错误；电源输出功率等于各用电器功率之和，为,20 W,，选项,D,正确,.,疑难点专练,疑难点,理想变压器中的复杂电路问题,1 2022,山东潍坊考试,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，副线圈接有理想交流电压表和电流表、开关,S,、可变电阻,R,以及两个阻值均为,R,0,的定值电阻,R,1,、,R,2,.,从某时刻开始，在原线圈,c,、,d,两端加上正弦交变电压,.,则下列说法正确的是,A.,当单刀双掷开关置于,a,，开关,S,断开时，将可变电阻,R,的阻值调大，则电流表示数变小，电压表示数变小,B.,当单刀双掷开关置于,a,时，保持可变电阻,R,不变，闭合开关,S,，电流表示数变大，电压表示数不变,C.,当单刀双掷开关由,a,拨向,b,时，副线圈电流的频率变小,D.,当单刀双掷开关由,a,拨向,b,时，原线圈的输入功率变小,疑难点,理想变压器中的复杂电路问题,答案,1.B,当单刀双掷开关置于,a,，开关,S,断开时，将可变电阻,R,的阻值调大，由于是理想变压器，故电压表示数不变，由欧姆定律可知变压器副线圈干路电流减小，电流表示数变小，选项,A,错误；同理，当单刀双掷开关置于,a,时，保持可变电阻,R,不变，闭合开关,S,，电压表示数不变，电路中总电阻减小，由欧姆定律可知变压器副线圈干路电流增大，电流表示数变大，选项,B,正确；根据变压器不改变交变电流的频率可知，当单刀双掷开关由,a,拨向,b,时，副线圈电流的频率不变，选项,C,错误；单刀双掷开关由,a,拨向,b,时，原线圈接入电路的匝数减小，由理想变压器变压公式可知，变压器的输出电压增大，输出功率增大，故原线圈的输入功率变大，选项,D,错误,.,【关键点拨】对于理想变压器的匝数变化问题，可以由,=,进行分析，当,U,1,、,n,2,不变时，,n,1,增大,(,或减小,),，,U,2,会减小,(,或增大,),；,U,1,、,n,1,不变时，,n,2,增大,(,或减小,),，,U,2,会增大,(,或减小,),.,疑难点,理想变压器中的复杂电路问题,2 2022,黑龙江大庆质检,如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为,n,1,n,2,，输入端,C,、,D,接入电压有效值恒定的正弦式交变电源，灯泡,L,1,、,L,2,的阻值始终与定值电阻,R,0,的阻值相同,.,在滑动变阻器,R,的滑片从,a,端滑动到,b,端的过程中，两个灯泡始终发光且工作电压小于额定电压，下列说法正确的是,A.,原、副线圈中电流的频率之比为,n,1,n,2,B.,原、副线圈中电流的大小之比为,n,1,n,2,C.,灯泡,L,1,先变暗后变亮,D.,原线圈输入功率一直在变大,疑难点,理想变压器中的复杂电路问题,答案,2.C,理想变压器不能改变交变电流的频率，即原、副线圈中电流的频率之比为,11,，选项,A,错误；由理想变压器原、副线圈匝数与电流的关系可知，原、副线圈中电流之比为,I,1,I,2,=n,2,n,1,，选项,B,错误；由串、并联电路的特点可知，当滑动变阻器的滑片处于中间位置时，即并联的两支路电阻阻值相等时，并联的总电阻最大，此时副线圈的总电阻最大，滑片从,a,端滑动到,b,端的过程中，副线圈所在电路的电阻先增大后减小，所以副线圈所在电路的总电流先减小后增大，故灯泡,L,1,先变暗再变亮，选项,C,正确；滑动变阻器,R,的滑片从,a,端滑动到,b,端的过程中，副线圈电路中的总电流先减小后增大，因为副线圈两端的电压保持恒定，所以副线圈的功率先减小后增大，而理想变压器中输入功率等于输出功率，故原线圈输入功率先减小后增大，选项,D,错误,.,疑难点,理想变压器中的复杂电路问题,3 2022,T8,联考,如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为,11,1,，电表均为理想交流电表，,、,、,为定值电阻，原线圈的输入电压,，初始时开关,S,闭合，下列说法正确的是,A.,断开开关,S,后，电压表,V,1,的读数为,20,sin (100,t,)V,，电压表,V,2,的读数增大,B.,断开开关,S,后，原、副线圈的电流都增大，且电流之比不变,C.,断开开关,S,后，电阻,消耗的功率减小，电阻,消耗的功率增大，原线圈的输入功率变小,D.,若将电流表,A,换成与,阻值相同的定值电阻，断开开关,S,后，整个副线圈回路消耗的功率增大,疑难点,理想变压器中的复杂电路问题,答案,3.C,交流电压表读数为有效值，由理想变压器变压规律,，得电压表,读数为,，断开开关,S,后，副线圈总电阻变大，总电流减小，,R,1,两端电压减小，而副线圈两端电压不变，所以,R,2,两端电压增大，电压表,读数变大，选项,A,错误；由以上分析可知，断开开关,S,后，原线圈的电流,I,1,也减小，由理想变压器的变流规律知，原、副线圈的电流之比不变，选项,B,错误；断开开关,S,后，原、副线圈的电流都减小，原线圈的输入功率,减小，电阻,消耗的功率,减小，电阻,两端的电压增大，功率,增大，选项,C,正确；若将电流表,A,换成与,阻值相同的定值电阻，运用,“,等效电阻法,”,，将原线圈中的负载看作电源内阻，设副线圈的总电阻为,R,，把原线圈和副线圈回路整体等效为外电阻为,，由,，得,，断开开关,S,后，副线圈的总电阻增大，则,R,增大，由电源输出功率与外电阻的关系可知，,R,消耗的功率减小，则副线圈回路消耗的功率减小，选项,D,错误,.,疑难点,理想变压器中的复杂电路问题,4 2022,辽宁沈阳监测,(,多选,),如图所示为某型号电吹风电路图，,a,、,b,、,c,、,d,为四个固定触点,.,可动的扇形金属触片,P,可同时接触两个触点,.,触片,P,处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态,.,该电吹风吹热风时输入功率为,500 W,，吹冷风时输入功率为,60 W,.,小风扇额定电压为,60 V,，正常工作时小风扇输出功率为,50 W,.n,1,和,n,2,分别是理想变压器原、副线圈的匝数,.,则,A.,吹冷风时触片,P,位于,a,、,b,之间,B.,变压器原、副线圈的匝数比,=,C.,小风扇的内阻是,72 ,D.,吹热风时通过电热丝的电流为,2 A,疑难点,理想变压器中的复杂电路问题,答案,4.BD,由电路图可知，触片,P,若同时接触,a,和,b,，小风扇和电热丝同时接入电路，则电热丝和小风扇同时工作，电吹风处于吹热风的工作状态，故,A,错误；小风扇与电热丝同时工作时吹热风，只有小风扇工作时吹冷风，小风扇的输入功率就是冷风时的输入功率，故,P,风扇,=P,冷风,=,60 W,，小风扇的输出功率,P,风扇输出,=,50 W,，小风扇的热功率，即小风扇内阻消耗的功率,P,风
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