1、1第 2 讲 交变电流考试标准知识内容 考试要求 说明交变电流 c描述交变电流的物理量 c电感和电容对交变电流的影响 b变压器 c电能的输送 c1.不要求知道交流发电机各部分的名称.2.不要求推导交流电动势的瞬时值表达式.3.不要求计算线圈在磁场中转动时的电动势.4.不要求证明正弦式交变电流有效值与峰值之间的关系.5.不要求计算方波等其他交变电流的有效值.6.不要求知道感抗、容抗的概念.7.不要求分析、计算两个及以上副线圈和有两个磁路的变压器问题.8.不要求计算同时涉及升压、降压的输电问题.一、交变电流1.产生：线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动.2.两个特殊位置的特点：(1)线圈平面与中性面重
2、合时， S B， 最大， 0， e0， i0，电流方向将发生改 t变.(2)线圈平面与中性面垂直时， S B， 0， 最大， e 最大， i 最大，电流方向不改变. t3.电流方向的改变：线圈通过中性面时，电流方向发生改变，一个周期内线圈两次通过中性面，因此电流的方向改变两次.自测 1 (多选)关于中性面，下列说法正确的是( )A.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零B.线圈在转动中经中性面位置时，穿过线圈的磁通量为零，磁通量的变化率最大2C.线圈每经过一次中性面，感应电流的方向就改变一次D.线圈每转动一周经过中性面一次，所以线圈每转动一周，感应电流的方向就改变
3、一次答案 AC二、正弦式交变电流的描述1.周期和频率(1)周期( T)：交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s)，公式T .2(2)频率( f)：交变电流在 1s 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹(Hz).(3)周期和频率的关系： T 或 f .1f 1T2.正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)(1)电动势 e 随时间变化的规律： e Emsint ，其中 为线圈转动的角速度， Em nBS .(2)负载两端的电压 u 随时间变化的规律： u Umsint .(3)电流 i 随时间变化的规律： i Imsint .3.交变电流的瞬时值、峰值和有效值
4、(1)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数.(2)峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值.(3)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值.对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为： E ， U ， I .Em2 Um2 Im2自测 2 (多选)如图 1 所示是某种正弦交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )图 1A.周期是 0.01sB.最大值是 311VC.有效值约是 220VD.表达式为 u220sin100 t(V)答案 BC三、电感和电容对交变电流的影响1.电感器对交变电流的阻碍作用(1)感抗：电感器对交变电流阻碍作用的大小.3(
5、2)影响因素：线圈的自感系数越大，交流的频率越高，感抗越大.(3)感抗的应用类型区别 低频扼流圈 高频扼流圈自感系数 较大 较小感抗大小 较大 较小作用 通直流、阻交流 通直流、通低频、阻高频2.电容器对交变电流的阻碍作用(1)容抗：电容器对交变电流阻碍作用的大小.(2)影响因素：电容器的电容越大，交流的频率越高，容抗越小.(3)作用：“通交流，隔直流；通高频，阻低频”.自测 3 如图 2 所示，电阻 R、电容 C 和电感 L 并联后，接入输出电压有效值、频率可调的交流电源.当电路中交流电的频率为 f 时，通过 R、 C 和 L 的电流有效值恰好相等.若将频率降低为 f，分别用 I1、 I2、
6、 I3表示此时通过 R、 C 和 L 的电流有效值，则( )12图 2A.I1 I2 I3 B.I1I2I3C.I3I1I2 D.I1I2 I3答案 C四、变压器1.原理电流磁效应、电磁感应.2.基本关系式(1)功率关系： P 入 P 出.(2)电压关系： .U1n1 U2n24(3)电流关系：只有一个副线圈时 .I1I2 n2n13.几种常用的变压器(1)自耦变压器调压变压器.(2)互感器Error!五、电能的输送1.输电过程(如图 3 所示)图 32.输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为 Q I2Rt.3.电压损失：(1) U U U；(2) U IR.4.功率损
7、失：(1) P P P；(2) P I2R( )2R.PU5.输送电流：(1) I ；(2) I .PU U UR自测 4 要减少电能输送时的损失，下列说法中正确的是( )A.降低输电电压B.把输电导线埋于地下C.提高输电电压D.增大输电导线中的电流答案 C命题点一 交变电流的产生和描述正弦式交变电流的瞬时值、峰值、有效值、平均值的比较物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明瞬时值交变电流某一时刻的值e Emsint ， i Imsint计算线圈某时刻的受力情况峰值 最大瞬时值Em nBS ， Em n m ，ImEmR r 讨论电容器的击穿电压5有效值跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值对
8、正(余)弦交流电有：E ， U ， IEm2 Um2 Im2 (1)计算与电流热效应有关的量(如功、功率、热量等) (2)电气设备“铭牌”上所标的一般是有效值(3)保险丝的熔断电流为有效值(4)交流电压表和电流表的读数为有效值平均值交变电流图象中图线与时间轴所围的面积与时间的比值 Bl ， n ， E v E t IER r 计算通过电路横截面的电荷量例 1 如图 4 甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其单匝矩形线圈在磁感应强度为B 的匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与R10 的电阻连接，与电阻 R 并联的交流电压表为理想电压表，示数是 10V.
9、图乙是矩形线圈中磁通量 随时间 t 变化的图象，则( )图 4A.电阻 R 的电功率为 20WB.t0.02s 时， R 两端的电压瞬时值为零C.R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u14.1cos100 tVD.通过 R 的电流 i 随时间 t 变化的规律是 i14.1cos50 tA答案 C解析 电阻 R 的电功率为 P 10W，选项 A 错误；由题图乙知 t0.02s 时磁通量变化率U2R最大， R 两端的电压瞬时值最大，选项 B 错误； R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是u14.1cos100 tV，选项 C 正确；通过 R 的电流 i 随时间 t 变化的规律是i
10、1.41cos100 tA，选项 D 错误.uR变式 1 (多选)交变电动势瞬时值表达式 e10 sin4 tV，下列说法正确的是( )2A.此交变电流的频率是 4Hz6B.此交变电流的周期是 0.5sC.当 t0 时，产生此交变电流的线圈与中性面重合D.当 t0.5s 时，此交变电动势有最大值答案 BC解析 由表达式可知 4rad/s2 f， f2Hz，故选项 A 错误；由 T 0.5s，可知1f选项 B 正确；当 t0 时，由 e10 sin4 tV0 可知此时线圈与中性面重合，故选项 C2正确；当 t0.5s 时，由 e10 sin4 tV0 可知交变电动势最小，故选项 D 错误.2变式
11、 2 (多选)如图 5 所示，闭合的矩形导体线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁感线的对称轴 OO匀速转动.沿着 OO方向观察，线圈顺时针方向转动.则当线圈转至图示位置时( )图 5A.线圈中感应电流的方向为 abcdaB.线圈中感应电流的方向为 adcbaC.穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大D.线圈 ad 边所受安培力的方向垂直纸面向里答案 ACD解析 当线圈转至题图所示位置时，由楞次定律可知，线圈中感应电流的方向为 abcda，选项 A 正确，B 错误；题图所示位置穿过线圈的磁通量随时间的变化率最大，感应电动势最大，选项 C 正确；由左手定则知线圈 ad 边所受安培力的方向垂直纸面向里
12、，选项 D 正确.变式 3 (多选)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图 6 所示，已知发电机线圈内阻为 5.0，现外接一只电阻为 95.0 的灯泡，则( )图 6A.电压表 V 的示数为 220VB.电路中的电流方向每秒改变 100 次C.通过灯泡电流的最大值为 2.2 A2D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 48.4J7答案 BC解析 由题图知电动势峰值为 220 V，周期为 2102 s，所以电动势有效值为 220V，角速2度 rad/s100 rad/s.电压表测的是路端电压，2T 2210 2U R 95V209V，故 A 错误；因周期 T210 2 s，所以频
13、率 f ER r 22095 5 1THz50Hz，电流方向每秒钟改变 100 次，故 B 正确；通过灯泡电流的最大值为1210 2Im A2.2 A，故 C 正确；发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为220295 5 2Q t 1J24.2J，故 D 错误.E U2r 1125拓展点 交流电有效值的求解计算交变电流有效值的方法(1)计算有效值时要根据电流的热效应，抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解.(2)分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量.(3)利用两个公式 Q I2Rt 和 Q t 可分别求得电流有效值和电压有效值.U2R(4)若图象部分是正弦(或余弦
14、)式交变电流，其中的 周期(必须是从零至最大值或从最大值14至零)和 周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系 I 、 U 求解.12 Im2 Um2例 2 电压 u 随时间 t 的变化情况如图 7 所示，皆为正弦函数图象的一部分，求电压的有效值.图 7答案 55 V10解析 由有效值的定义式得： T，解得 U55 V.(11022 )2R T2(22022 )2R T2 U2R 10命题点二 变压器和电能的输送考向 1 理想变压器原理和基本关系81.变压器的工作原理2.理想变压器的制约关系：电压 副线圈电压 U2由原线圈电压 U1和匝数比决定 U2 U1n2n1功率 原线圈的输
15、入功率 P 入 由副线圈的输出功率 P 出 决定 P 入 P 出制约关系电流 原线圈电流 I1由副线圈电流 I2和匝数比决定 I1 I2 (只有一个副线圈)n2n1例 3 (多选)如图 8 所示，将额定电压为 60V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交流电源上.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 220V 和 2.2A.以下判断正确的是( )图 8A.变压器输入功率为 484WB.通过原线圈的电流的有效值为 0.6AC.通过副线圈的电流的最大值为 2.2AD.变压器原、副线圈匝数比 n1 n2113答案 BD解析 根据功率公式可以求出用电器消
16、耗的功率为 602.2W132W，此即变压器输出功率，再根据理想变压器输入功率等于输出功率，选项 A 错误；根据变压器的变压公式可知，变压器原、副线圈的匝数比为 n1 n2113，再由 ，可求得通过原线圈的电流的有效值I1I2 n2n1为 0.6A，选项 B、D 正确；由于电流表显示的是有效值，因此通过副线圈的电流的最大值为2.2 A，选项 C 错误.2变式 4 (多选)如图 9 所示为一种变压器的实物图，根据其铭牌上所提供的信息，以下判9断正确的是( )图 9A.这是一个升压变压器B.原线圈的匝数比副线圈的匝数多C.当原线圈输入交流电压 220V 时，副线圈输出直流电压 12VD.当原线圈输
17、入交流电压 220V、副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大答案 BD解析 根据铭牌上所提供的信息可知：变压器的输入电压为 220V，输出电压为 12V，该变压器为降压变压器，故选项 A 错误，B 正确；变压器的工作原理是电磁感应，故变压器的原、副线圈上的电压都为交流电压，选项 C 错误；由理想变压器的输入功率等于输出功率，且原线圈的电压大于副线圈的电压，知副线圈接负载时，副线圈中电流比原线圈中电流大，选项D 正确.考向 2 理想变压器的动态分析常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况：(1)匝数比不变的情况(如图 10 所示) U1不变，根据 ，输入电压 U1决
18、定输出电压 U2，不论负载电阻 R 如何变化， U2不变.U1U2 n1n2当负载电阻发生变化时， I2变化，输出电流 I2决定输入电流 I1，故 I1发生变化. I2变化引起 P2变化， P1 P2，故 P1发生变化.图 10图 1110(2)负载电阻不变的情况(如图 11 所示) U1不变， 发生变化，故 U2变化.n1n2 R 不变， U2变化，故 I2发生变化.根据 P2 ， P2发生变化，再根据 P1 P2，故 P1变化， P1 U1I1， U1不变，故 I1发生变U22R化.例 4 (多选)(2018嘉兴市期末)如图 12 是一个理想变压器，K 为单刀双掷开关， P 是滑动变阻器的
19、滑动触头， U1为加在原线圈两端的电压， I1为通过原线圈的电流，则( )图 12A.K 合在 b 处，保持 U1不变，使 P 上滑， I1将增大B.K 合在 b 处，保持 P 的位置不变，减小 U1， I1将减小C.保持 U1及 P 的位置不变，K 由 b 合向 a 后， I1将增大 D.保持 U1及 P 的位置不变，K 由 b合向 a 后， R 消耗的功率将减小答案 BD解析 K 合在 b 处，保持 U1不变，故 U2不变， P 上滑， R 增大， I2减小， I1也减小，故 A 错误；K 合在 b 处， U1减小， U2减小， P 不动， R 不变，故 I2减小， I1也减小，故 B 正
20、确； U1不变，K 由 b 合到 a，则 n1增大， U2 U1减小， P2 减小，又 P2 P1 U1I1，故 I1减小，n2n1 U22R故 C 错误，D 正确.变式 5 (多选)(2018牌头中学期中改编)如图 13 所示为一理想变压器工作电路图，今欲使变压器的输入功率增大到原来的 2 倍，在其他条件不变的情况下，可行的办法是( )图 13A.原线圈的匝数 n1增加到原来的 2 倍B.副线圈的匝数 n2增加到原来的 2 倍11C.负载电阻的阻值 R 变为原来的12D.n2和 R 都变为原来的 2 倍答案 CD解析 原线圈匝数增加使得副线圈电压减小，输出功率减小，输入功率也减小，故 A 错
21、误；副线圈匝数增加到原来的 2 倍，副线圈电压增大到原来的 2 倍，根据 P ，故输出功率增U2R加到原来的 4 倍，故 B 错误；负载电阻的阻值变为原来的 ，而电压不变，所以输出功率和12输入功率增加为原来的 2 倍，故 C 正确；副线圈匝数和负载电阻都增加到原来的 2 倍，副线圈电压增大到原来的 2 倍，根据 P ，故输出功率增加到原来的 2 倍，故 D 正确.U2R考向 3 电能的输送远距离输电的三个易错点：(1)计算输电线上损失的功率 P ， U 应为输电线上损耗的电压，而不是输电电压；U2R线(2)当输送功率一定时，输电电压增大到原来的 n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的；1n
22、2(3)电网送电遵循“用多少送多少”的原则，而不是“送多少用多少” ，说明原线圈电流由副线圈电流决定.例 5 (2018宁波市十校联考)某水电站，用总电阻为 2.5 的输电线输电给 500km 外的用户，其输出电功率是 3106kW，现用 500kV 电压输电，则下列说法正确的是( )A.输电线上输送的电流大小为 2.0105AB.输电线上由电阻造成的损失电压为 15kVC.若改用 5kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9108kWD.输电线上损失的功率为 P ， U 为输电电压， r 为输电线的电阻U2r答案 B解析 由 P IU 得输电线上输送的电流为： I A610 3A，由PU 3
23、106103500103 U Ir 得输电线路上的电压损失为： U610 32.5V1.510 4V，故 A 错误，B 正确；若改用 5kV 电压输电，输电线上损失的功率为： P 22.5W910 8kW3106kW，故 C 错误； P 中， U 为输电线上的电压(31065 ) U2r降，而不是输电电压，故 D 错误.考向 4 交变电流和变压器的综合问题12例 6 (多选)手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡 L 供电，其电路如图 14 所示，当线圈以角速度 匀速转动时，电压表示数为 U，灯泡正常发光.已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为 R，其他电阻可忽略，变压器原线圈与副
24、线圈的匝数比为 k，变压器可视为理想变压器.则( )图 14A.灯泡的额定电压为UkB.灯泡的额定功率为k2U2RC.发电机的线圈中产生的电动势最大值为 U2R rRD.从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为 u Usint2答案 AD解析 电压表测量的是原线圈两端电压的有效值，因为此时灯泡正常发光，则灯泡的额定电压等于此时副线圈的电压，则由 k 得灯泡的额定电压 UL ，A 正确；灯泡的额定功率UUL UkPL ，B 错误；副线圈的电流 IL ，因原、副线圈的电流之比 ，故原UL2R U2k2R ULR UkR I1IL 1k线圈的电流 I1 ，因此发电机的线圈中产生的电动势的有效
25、值 E U I1r，最大值 EmUk2RE U(1 )，C 错误；原线圈输入电压最大值为 U，则从中性面开始计时，原线圈2 2rk2R 2输入电压的瞬时值表达式为 u Usint ，D 正确.21.(多选)下面关于交变电流的说法中正确的是( )A.交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的峰值13B.用交流电流表和电压表测定的数值是交变电流的瞬时值C.给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值D.和交变电流有相同热效应的直流电流的数值是交变电流的有效值答案 CD2.一个照明电灯，其两端允许的最大电压为 311V.当它接入 220V 的照明电路时，这盏灯( )A.将不亮 B.灯丝
26、将烧断C.只能暗淡发光 D.能正常发光答案 D解析 220V 的照明电路其有效值为 220V，最大值为 311V，正好适合.3.(多选)如图 1 所示，在水平向右的匀强磁场中，一线框绕垂直于磁感线的轴匀速转动，线框通过电刷、圆环、导线等与定值电阻组成闭合回路. t1、 t2时刻线框分别转到图甲(线框水平)、图乙(线框与磁感线垂直)所示的位置，下列说法正确的是( )图 1A.t1时刻穿过线框的磁通量最大B.t1时刻电阻中的电流最大，方向从右向左C.t2时刻穿过线框的磁通量变化率为 0D.t2时刻电阻中的电流最大，方向从右向左答案 BC解析 t1时刻，穿过线框的磁通量为零，线框产生的感应电动势最大
27、，电阻中的电流最大，根据楞次定律，通过电阻的电流方向从右向左，A 错误，B 正确； t2时刻，穿过线框的磁通量最大，而磁通量的变化率为零，线框产生的感应电动势为零，电阻中的电流为零，C 正确，D 错误.4.(多选)一只闭合的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间的变化图象如图 2 所示，则下列说法正确的是( )14图 2A.t0 时刻线圈平面与中性面重合B.t0.1s 时刻，穿过线圈平面的磁通量的变化率最大C.t0.2s 时刻，线圈中有最大感应电动势D.若转动周期减小一半，则电动势也减小一半答案 AB解析 矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，若以线圈
28、通过中性面时为计时起点，感应电动势瞬时值表达式为 e Emsint ，由题图可知 mcost ，当 最大时，0，即 e0，线圈平面与中性面重合；当 0 时， 为最大，即 e Em，所以 t tA、B 正确，C 错误；由 Em nBS 可知，周期减半时角速度增大一倍，则电动势就增大一倍，故 D 错误.5.处在匀强磁场中的矩形线圈 abcd，以恒定的角速度绕 ab 边转动，磁场方向平行于纸面并与 ab 边垂直.在 t0 时刻，线圈平面与纸面重合(如图 3 所示)，线圈的 cd 边离开纸面向外运动.若规定 a b c d a 方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流 i 随时间 t 变化的图线是(
29、 )图 3答案 C解析 线圈在磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，可以产生按正弦规律变化的交流电.对于题图所示起始时刻，线圈的 cd 边离开纸面向外运动，速度方向和磁场方向垂直，产生的感应电流的瞬时值最大；用右手定则判断出电流方向为逆时针方向，与规定的正方向相同，所以 C 对.156.标有“220V 100W”的一灯泡接在 u311sin314 tV 的正弦交变电流上，则( )A.产生该交变电流的发电机转速为每分钟 50 转B.与该灯泡串联的理想电流表读数为 0.64AC.与该灯泡并联的理想电压表读数为 311VD.通过该灯泡的电流 i0.64sin314 tA答案 D解析 灯泡接在 u31
30、1sin314 tV 的正弦交变电流上， 314rad/s，由 2 n 知产生该交变电流的发电机转速为每秒 50 转，故 A 错误；由交变电流 u311sin314 tV 可知，电压的最大值 Um311V，有效值 U Um220V，可以使“220V 100W”的灯泡正常发光，电流表22的示数 I 0.45A，故 B 错误；与灯泡并联的理想电压表读数为 220V，故 C 错误；灯泡的PU最大电流为 Im I0.64A，因此通过该灯泡的电流 i0.64sin314 tA，故 D 正确.27.在匀强磁场中一矩形金属线框绕与磁感线垂直的轴匀速转动，如图 4 甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则
31、( )图 4A.t0.005s 时通过线框的磁通量变化率为零B.t0.01s 时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为 311VD.线框产生的交变电动势频率为 100Hz答案 B解析 由图象知，该交变电流电动势峰值为 311V，交变电动势频率为 f50Hz，C、D 错；t0.005s 时， e311V，磁通量变化最快， t0.01s 时， e0，磁通量最大，线框处于中性面位置，A 错，B 对.8.(多选)如图 5 所示，550kV 句章变电站的投产大大填补了余姚、慈溪及杭州湾新区的用电缺口，缓解了用电紧张局面.相比原来的 275 千伏输电，下列说法正确的是( )16图 5A.输电
32、线上的频率减小一半B.输电线上的电流减小一半C.输电线上损失的电功率减小一半D.输电线上损失的电功率减小为原来的14答案 BD9.(多选)如图 6 所示，在远距离输电过程中，若保持原线圈的输入功率不变，下列说法正确的是( )图 6A.升高 U1会减小输电电流 I2B.升高 U1会增大线路的功率损耗C.升高 U1会增大线路的电压损耗D.升高 U1会提高电能的利用率答案 AD解析 输送功率不变，升高 U1，则升压变压器的输出电压变大，根据 P UI 知，输电线上的电流 I2减小，故 A 正确；升高 U1，输电线上的电流减小，根据 P 损 I2R 知，输电线上的功率损耗减小，根据 U IR 知，输电
33、线上的电压损失减小，故 B、C 错误；电能的利用率为 ，因为升高 U1，输电线上的电流减小，则电能的利用率提高，故 D 正确.P I2RP10.(多选)(2018温州市十五校联合体期末)如图 7 所示，理想变压器原、副线圈匝数之比17为 101，原线圈接正弦交流电源，电压 u311sin100 t(V)，副线圈接入“22V 100W”的灯泡一只，则( )图 7A.灯泡正常发光B.电源输出功率为 1000WC.电流表的示数为 0.45AD.电流表的示数为 4.5A答案 AC11.(多选)远距离送电，已知升压变压器输出电压为 U1，功率为 P，降压变压器的输入电压为 U2，输电线的电阻为 R，输电
34、线上电压降为 U 线 ，则线路损耗的热功率 P 损 可用下面哪几种方法计算( )A.P 损 B.P 损 U12R U线 2RC.P 损 D.P 损 U22R P2RU12答案 BD解析 根据 P U1I 得，输电线上的电流 I ，则输电线上损耗的功率 P 损 I2R .又PU1 P2RU12输电线上电压降 U 线 U1 U2，则输电线上损耗的功率 P 损 ，故 B、D 正确，U线 2R U1 U22RA、C 错误.12.(多选)(2019 届余姚中学模拟)如图 8 甲所示，在直铁棒上有两个线圈，线圈 n120 匝，n2400 匝，原线圈输入电压 u1随时间变化的图象如图乙所示，则( )图 8A
35、.电压表读数为 200 V2B.电压表读数为 200V18C.副线圈交流电的周期为 0.02sD.滑动变阻器滑片向下滑动，则电路输入功率变大答案 BCD解析 原线圈电压的有效值 U1 V10V，根据 ，得1022 U1U2 n1n2U2 U1 10V200V，故 A 错误，B 正确；根据题图乙知原线圈交流电的周期n2n1 40020T0.02s，则副线圈交流电的周期也为 0.02s，故 C 正确；滑动变阻器滑片向下滑动，变阻器接入电路的电阻变小，根据 P2 ，输出功率变大，输入功率等于输出功率，则电路输U22R入功率变大，故 D 正确.13.(多选)如图 9 所示的电路中，理想变压器的输入电压
36、 u 不变， R1为定值电阻，若要使电压表示数增大，可采用的办法是( )图 9A.保持其他不变，将滑动接头 P 向上移B.保持其他不变，将滑动接头 P 向下移C.保持其他不变，增大 R2D.保持其他不变，减小 R2答案 AC解析 保持其他不变，将滑动接头 P 向上移，则原、副线圈的匝数比减小，所以副线圈的电压增大，则电压表的示数 UV R2将增大，故 A 正确；保持其他不变，将滑动接头 PU2R1 R2向下移，则原、副线圈的匝数比增大，所以副线圈的电压减小，则电压表的示数 UVR2将减小，故 B 错误；保持其他不变，增大 R2，则电压表的示数 UV U2 R1将U2R1 R2 U2R1 R2增
37、大，故 C 正确；保持其他不变，减小 R2，则电压表的示数 UV U2 R1将减小，故 DU2R1 R2错误.14.如图 10 所示，理想变压器的原线圈接在 u220 sin100 t(V)的交流电源上，副线圈2接有 R55 的负载电阻，原、副线圈匝数比为 21，电流表、电压表均为理想电表.下列说法正确的是( )19图 10A.原线圈的输入功率为 220 W2B.电流表的读数为 1AC.电压表的读数为 110 V2D.副线圈输出交流电的周期为 50s答案 B解析 由 u220 sin100 t(V)可知，原线圈电压最大值为 220 V，故原线圈电压的有效2 2值为 U1220V，根据 可知，
38、U2 U1110V，故电压表的读数为 110V，故 C 错误；副U1U2 n1n2 n2n1线圈电流有效值为 I2 2A，根据 P UI 可知，输出功率为 220W，则原线圈的输入功率U2R为 220W，故 A 错误；原线圈中的电流 I1 1A，故 B 正确；因为PU1 100rad/s，所以 T0.02s，故 D 错误.2T15.(多选)(2018书生中学月考改编)如图 11 所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为101，电压表和电流表均为理想交流电表， R 为副线圈的负载电阻.现在原线圈 a、 b 两端加上交变电压 u，其随时间变化的规律 u220 sin100 tV，则( )2图 11A.
39、副线圈中产生的交变电流频率为 50HzB.电压表的示数为 22 V2C.若电流表示数为 0.1A，则原线圈中的电流为 1AD.若电流表示数为 0.1A，则 1min 内电阻 R 上产生的焦耳热为 132J答案 AD20解析 交变电流的周期为 T s0.02s，频率为 50Hz，变压器不改变交流电的频2 2100率，故 A 正确.由题意知原线圈的电压最大值为 220 V，则有效值为 V220V，故副222022线圈的电压有效值为 22V，电压表的示数为 22V，故 B 错误.若副线圈的电流是 I0.1A，则原线圈的电流是 0.01A，故 C 错误.若副线圈的电流是 I0.1A，则 1min 内电
40、阻 R 上产生的焦耳热为 Q UIt220.160J132J，故 D 正确.16.(多选)(2018新高考联盟联考)图 12 甲是交流发电机的示意图，发出的电直接输出到理想变压器的原线圈， 为理想交流电压表.变压器的副线圈接有三个支路，每个支路接有相同规格的小灯泡 L1、L 2和 L3，且 L2串有理想电感 L、L 3串有电容器 C.发电机两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场.线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图乙所示.以下判断正确的是( )图 12A.图甲线圈位置叫中性面，此时所产生的感应电动势最大，由图乙可得，此时电压表示数为10VB.线圈转动的角速度为 100rad/s,0.02s 时线圈内电流的流向是 D C B AC.如果灯泡 L1恰好正常发光，那么 L2、L 3两小灯泡都能发光但比 L1要暗D.增大线圈的转动速度，L 1、L 2、L 3三个小灯泡的亮度均不会变化答案 BC21
