新高考物理二輪復習精選練習專題10恒定電流與交變電流（含解析）-試卷下載-教習網(wǎng)

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專題十、恒定電流與交變電流
第一部分織網(wǎng)點睛，綱舉目張
1．直流電路中的基本規(guī)律

2．直流電路中常見圖像
公式
圖像
特例
I＝

短路：R＝0，I＝
斷路：R＝∞，I＝0
U＝

短路：R＝0，U＝0， U內(nèi)＝E斷路：R＝∞，U＝E，U內(nèi)＝0
U＝E－Ir

短路：R＝0，I＝，U＝0
斷路：R＝∞，I＝0，U＝E
P出＝

短路：I＝，P出＝0
斷路：I＝0，P出＝0
當R＝r時，P出最大，Pm＝，電源效率η＝×100%＝50%
P出＝EI－I2r

短路：I＝，P出＝0
斷路：I＝0，P出＝0
當I＝時，P出最大，Pm＝，電源效率η＝×100%＝50%

3.純電阻電路和非純電阻電路的比較
純電阻電路
電功W＝UIt，電功率P＝UI，且電功全部轉(zhuǎn)化為電熱，有W＝Q＝UIt＝t＝I2Rt，P＝UI＝＝I2R
非純電阻電路
電功W＝UIt，電功率P＝UI，電熱Q＝I2Rt，電熱功率P熱＝I2R，電功大于電熱，即W>Q，故求電功、電功率只能用W＝UIt、P＝UI，求電熱、電熱功率只能用Q＝I2Rt、P熱＝I2R

4.交變電流的產(chǎn)生與描述

5.理想變壓器各物理量間的基本關系

6．遠距離輸電中的“三路、四計算”
(1)三個回路

回路1
發(fā)電機回路：該回路中，通過線圈1的電流I1等于發(fā)電機中的電流I機；線圈1兩端的電壓U1等于發(fā)電機的路端電壓U機；線圈1輸入的電功率P1等于發(fā)電機輸出的電功率P機
回路2
輸送回路：I2＝I3＝IR，U2＝U3＋UR，P2＝PR＋P3
回路3
輸出回路：I4＝I用，U4＝U用，P4＝P用

(2)輸電線路功率損失的計算方法
P損＝P1－P4
P1為輸送的功率，P4為用戶得到的功率
P損＝I線2R線
I線為輸電線路上的電流，R線為線路電阻
P損＝
ΔU為輸電線路上損失的電壓，不要與U2、U3相混
P損＝ΔU·I線
注意：ΔU不要錯代入U2或U3

第二部分實戰(zhàn)訓練，高考真題演練
1．（2022重慶高考）低壓鹵素燈在家庭電路中使用時需要變壓器降壓。若將“”的交流鹵素燈直接通過變壓器（視為理想變壓器）接入電壓為的交流電后能正常工作，則（）
A．鹵素燈兩端的電壓有效值為
B．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55∶3
C．流過鹵素燈的電流為
D．鹵素燈的電阻為
【參考答案】B
【名師解析】低壓鹵素燈銘牌所標數(shù)值為交流電壓有效值，即鹵素燈兩端的電壓有效值為12V，選項A錯誤；根據(jù)變壓器變壓公式，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1??n2=220??12=55∶3，選項B正確；流過鹵素燈的電流為I=P/U=25/6A=4.17A，選項C正確；由歐姆定律I=U/R可得鹵素燈正常工作時的電阻為R=U/I=2.9Ω，選項D錯誤。
2．（2022高考北京卷）某理想變壓器的原線圈接在的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為，輸出電流為。該變壓器（）
A．原、副線圈的匝數(shù)之比為100∶1
B．輸入電流為
C．輸入電流的最大值為
D．原、副線圈交流電的頻率之比為1∶100
【參考答案】B
【命題意圖】此題考查理想變壓器及其相關知識點。
【名師解析】根據(jù)變壓公式可知，原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶100，選項A錯誤；根據(jù)變流公式，可知輸入電流為30A，輸入電流的最大值為30A，選項B正確C錯誤；根據(jù)變壓器不改變交變電流頻率可知原、副線圈交流電的頻率之比為1∶1，選項D錯誤。

3．（2022高考北京卷）某同學利用壓力傳感器設計水庫水位預警系統(tǒng)。如圖所示，電路中的和，其中一個是定值電阻，另一個是壓力傳感器（可等效為可變電阻）。水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小。當a、b兩端的電壓大于時，控制開關自動開啟低水位預警；當a、b兩端的電壓小于（、為定值）時，控制開關自動開啟高水位預警。下列說法正確的是（）

A． B．為壓力傳感器
C．若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預警時的水位越低
D．若定值電阻的阻值越大，開啟低水位預警時的水位越高
【參考答案】C
【命題意圖】此題考查傳感器及其相關知識點。
【名師解析】根據(jù)題述，水位越高，對壓力傳感器的壓力越大，壓力傳感器的電阻值越小，可知＜，R1為壓力傳感器，選項AB錯誤；若定值電阻的阻值越大，開啟高水位預警時的水位越低，選項C正確D錯誤。
4.（2022高考河北）張家口市壩上地區(qū)的風力發(fā)電場是北京冬奧會綠色電能的主要供應地之一，其發(fā)電、輸電簡易模型如圖所示，已知風輪機葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)速比為的升速齒輪箱帶動發(fā)電機線圈高速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機線圈面積為S，匝數(shù)為N，勻強磁場的磁感應強度為B，時刻，線圈所在平面與磁場方向垂直，發(fā)電機產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓后。輸出電壓為U。忽略線圈電阻，下列說法正確的是（　?。?br />
A. 發(fā)電機輸出的電壓為
B. 發(fā)電機輸出交變電流的頻率為
C. 變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為
D. 發(fā)電機產(chǎn)生的瞬時電動勢
【參考答案】C
【命題意圖】本題考查正弦交流電及其相關知識點。
【名師解析】發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速為nz，輸出交變電流的頻率為，選項B錯誤；
線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的為正弦交流電，最大值為
輸出電壓的有效值為，選項A錯誤；
變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，選項C正確；
發(fā)電機產(chǎn)生的瞬時電動勢為，選項D錯誤。
5．（2022新高考海南卷）一個有N匝的矩形線框，面積為S，以角速度從如圖所示的位置開始，在勻強磁場B中勻速轉(zhuǎn)動，則產(chǎn)生的感應電動勢隨時間變化的圖像是（）

A． B．
C． D．
【參考答案】A
【名師解析】N匝的矩形線框，面積為S，以角速度在勻強磁場B中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應電動勢為NBSω，圖中位置為穿過線框磁通量為零的位置。以角速度從如圖所示的位置開始，在勻強磁場B中勻速轉(zhuǎn)動，則產(chǎn)生的感應電動勢隨時間變化的圖像是A。
6. （2022高考湖北物理）近年來，基于變壓器原理的無線充電技術得到了廣泛應用，其簡化的充電原理圖如圖所示。發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)為50匝。若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其它損耗，下列說法正確的是（　?。?br />

A. 接收線圈的輸出電壓約為8 V
B. 接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22:1
C. 發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同
D. 穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同
【參考答案】AC
【命題意圖】本題考查變壓器及其相關知識點。
【解題思路】由于穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，可知穿過接收線圈的磁通量變化率約為發(fā)射線圈的80%，即=×80%，選項D錯誤；由U1=n1，U2=n2，=×80%，聯(lián)立解得U2=8V，即接收線圈的輸出電壓為8V，A正確；根據(jù)變壓器原副線圈中交變電流的頻率相同，可知C正確；根據(jù)題述，忽略其他損耗，可得U1 I1= U2 I2，解得===,,選項B錯誤。

7. （2022山東物理）如圖所示的變壓器，輸入電壓為，可輸出、、電壓，匝數(shù)為的原線圈中電隨時間變化為．單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為。將阻值為的電阻R接在兩端時，功率為。下列說法正確的是（　?。?br />
A. n1為1100匝，為
B. 間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為
C. 若將R接在兩端，R兩端的電壓為，頻率為
D. 若將R接在兩端，流過R的電流為，周期為
【參考答案】D
【命題意圖】本題考查變壓器、電功率及其相關知識點。
【名師解析】
變壓器的輸入電壓為220V，原線圈的交流電的電壓與時間成余弦函數(shù)關系，故輸入交流電壓的最大值為，根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為
解得原線圈為2200匝，A錯誤；根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，BC間的電壓應該為12V，故BC間的線圈匝數(shù)關系有
BC間的線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為，B錯誤；
若將R接在AB端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AB間的電壓應該為18V。根據(jù)交流電原線圈電壓的表達式可知，交流電的角速度為，故交流電的頻率為，C錯誤；
若將R接在AC端，根據(jù)圖像可知，當原線圈輸入220V時，AC間的電壓應該為30V，根據(jù)歐姆定律可知，流過電阻R的電流為，交流電的周期為，D正確。
8．（2022·高考廣東物理）圖3是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機原理圖。定子是僅匝數(shù)n不同的兩線圈，，二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子是中心在O點的條形磁鐵，繞O點在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）

A．兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等
B．兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等
C．兩線圈產(chǎn)生的電動勢同時達到最大值
D．兩電阻消耗的電功率相等
【參考答案】B
【命題意圖】本題考查法拉第電磁感應定律，交變電流的有效值和電功率。
【解題思路】
由于兩定子線圈匝數(shù)不同，根據(jù)法拉第電磁感應定律，轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，在兩線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值不相等，有效值不相等，A項錯誤；由于轉(zhuǎn)子勻速轉(zhuǎn)動，所以兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等，B項正確；由于兩線圈二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，所以兩線圈產(chǎn)生的感應電動勢不能同時達到最大值, C項錯誤；由于在兩線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值不相等，有效值不相等，根據(jù)P=E2/R，可知所以兩電阻消耗的電功率不相等, D項錯誤。
9．（2022年6月浙江選考）下列說法正確的是
A．恒定磁場對靜置于其中的電荷有力的作用
B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向
C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流最大
D．升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率

【參考答案】B
【命題意圖】本題考查電磁學相關知識點。
【解題思路】恒定磁場對靜置于其中的電荷沒有力的作用，A錯誤；小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向，B正確；正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，磁通量變化率為零，電流為零，C錯誤；升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率等于原線圈的磁通量變化率，D錯誤。
10. （2022年1月浙江選考）如圖所示，甲圖是一種手搖發(fā)電機及用細短鐵絲顯示的磁場分布情況，搖動手柄可使對稱固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈轉(zhuǎn)動；乙圖是另一種手搖發(fā)電機及磁場分布情況，皮帶輪帶動固定在轉(zhuǎn)軸兩側(cè)的兩個線圈轉(zhuǎn)動。下列說法正確的是（　?。?br />

A. 甲圖中線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強磁場
B. 乙圖中線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強磁場
C. 甲圖中線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流是正弦交流電
D. 乙圖線圈勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流是正弦交流電
【參考答案】A
【名師解析】．甲圖中細短鐵絲顯示的磁場分布均勻，則線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強磁場，故A正確；乙圖中細短鐵絲顯示的磁場分布不均勻，則線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場不能看成勻強磁場，故B錯誤；根據(jù)發(fā)電機原理可知甲圖中線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時才能產(chǎn)生正弦交流電，故C錯誤；乙圖中是非勻強磁場，則線圈勻速轉(zhuǎn)動時不能產(chǎn)生正弦交流電，故D錯誤；故選A。

11．（2022新高考江蘇卷）如圖所示，電路中燈泡均正常發(fā)光，阻值分別為，，，，電源電動勢，內(nèi)阻不計，四個燈泡中消耗功率最大的是（　?。?br />
A. B.
C. D.
【參考答案】A
【命題意圖】本題考查電路功率、閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路規(guī)律及其相關知識點。
【解題思路】
由電路圖可知R3與R4串聯(lián)后與R2并聯(lián)，再與R1串聯(lián)。并聯(lián)電路部分的等效電阻為

由閉合電路歐姆定律可知，干路電流即經(jīng)過R1的電流為
根據(jù)并聯(lián)電路規(guī)律，并聯(lián)部分各支路電流大小與電阻成反比，則R2中電流

R3、R4串聯(lián)支路中電流
四個燈泡的實際功率分別為，，，
所以四個燈泡中功率最大的是R1，選項A正確。
12.．（2021高考江蘇物理卷）有研究發(fā)現(xiàn)，某神經(jīng)細胞傳遞信號時，離子從細胞膜一側(cè)流到另一側(cè)形成跨膜電流，若將該細胞膜視為的電容器，在內(nèi)細胞膜兩側(cè)的電勢差從變?yōu)?，則該過程中跨膜電流的平均值為（）
A． B． C． D．
【參考答案】D
【命題意圖】本題考查電容、電流定義及其相關知識點。
【解題思路】電勢差從-70mV變?yōu)?0mV，即△U=100mV，由電容定義C=Q/U可知，C=△Q/△U，△Q=C△U=1×10-8×0.1C=1×10-9C，電流I=△Q/t=5×10-7A，選項D正確。
13．（2021高考新課程II卷海南卷）如圖，理想變壓器原線圈接在的交流電源上，副線圈匝數(shù)可通過滑片P來調(diào)節(jié)．當滑片P處于圖示位置時，原、副線圈的匝數(shù)比，為了使圖中“，”的燈泡能夠正常發(fā)光，下列操作可行的是（）

A．僅將滑片P向上滑動
B．僅將滑片P向下滑動
C．僅在副線圈電路中并聯(lián)一個阻值為的電阻
D．僅在副線圈電路中串聯(lián)一個阻值為的電阻
【參考答案】BD
【名師解析】理想變壓器原線圈接在的交流電源上，原線圈輸入電壓U1=220V，若原、副線圈的匝數(shù)比，則副線圈輸出電壓為110V，大于燈泡額定電壓100V，為了使圖中“，”的燈泡能夠正常發(fā)光，可以僅將滑片P向下滑動，降低輸出電壓，也可僅在副線圈電路中串聯(lián)一個阻值為的電阻，選項BD正確。
14. (2021新高考福建)某住宅小區(qū)變壓器給住戶供電的電路示意圖如圖所示，圖中R為輸電線的總電阻.若變壓器視為理想變壓器，所有電表視為理想電表，不考慮變壓器的輸入電壓隨負載變化，則當住戶使用的用電器增加時，圖中各電表的示數(shù)變化情況是

A.增大，不變，增大
B.增大，減小，增大
C.增大，增大，減小
D.增大，不變，減小
【參考答案】C
【解題思路】
當住戶使用的用電器增加時，變壓器副線圈輸出電流增大，增大，不變，減小，根據(jù)變壓器輸入電功率等于輸出電功率可知，增大，選項D正確。
15．（2021高考新課程I卷山東卷）輸電能耗演示電路如圖所示。左側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶3，輸入電壓為的正弦交流電。連接兩理想變壓器的導線總電阻為r，負載R的阻值為。開關S接1時，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為；接2時，匝數(shù)比為1∶2，R上的功率為P。以下判斷正確的是（）

A． B． C． D．
【參考答案】．BD
【名師解析】開關S接1時，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，R上的功率為，根據(jù)P=U42/R，解得U4=10V，對右側(cè)變壓器，由變壓公式可知，右側(cè)變壓器輸入電壓為U3=20V，由理想變壓器功率關系可得輸電線中電流I=0.5A。對左側(cè)變壓器，由變壓公式可得左側(cè)變壓器輸出電壓為U2=22.5V，由U2=Ir+ U3，解得r=5Ω，選項B正確A錯誤；開關S接2時，右側(cè)變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2，由P=U2/R可得輸出電壓為，根據(jù)變壓器變壓公式，右側(cè)變壓器原線圈輸入電壓U3’=，由P=I2R可得輸出電流根據(jù)變壓器變流公式，可得輸電線中電流I=2。由U2=Ir+ U3’，即U2=2r+ ，解得，選項D正確C錯誤。
16．（2021年高考廣東學業(yè)水平選擇性測試）某同學設計了一個充電裝置，如圖5所示．假設永磁鐵的往復運動在螺線管中產(chǎn)生近似正弦式交流電，周期為0.2s，電壓最大值為0.05V．理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數(shù)比為1：60．下列說法正確的是
　　
A. 交流電的頻率為10Hz
B. 副線圈兩端電壓最大值為3V
C. 變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關
D. 充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率
【參考答案】B
【名師解析】根據(jù)周期與頻率成反比可知交流電的頻率為f=1/T=5Hz，原線圈電壓最大值為0.05V．根據(jù)變壓器變壓公式可知副線圈兩端電壓最大值為3V，選項B正確；變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱有關，選項C錯誤；對于理想變壓器，充電電路的輸入功率等于變壓器的輸入功率，選項D錯誤。

17、（2021高考新課程湖北卷）如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動變阻器和阻值為R的定值電阻。在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中

A.電流表A1示數(shù)減小
B.電流表A2示數(shù)增大
C.原線圈輸入功率先增大后減小
D.定值電阻R消耗的功率先減小后增大
【參考答案】A
【解題思路】在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，副線圈電路中的等效電阻一直增大，由歐姆定律可知，電流表A2示數(shù)減小，根據(jù)變壓器變流公式可知，電流表A1示數(shù)減小，原線圈輸入功率一直減小，選項A正確BC錯誤。由于定值電阻R中電流一直減小，由熱功率公式，可知定值電阻R消耗的功率一直減小，選項D錯誤。
18. （2021新高考湖南卷）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，輸入端、接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡、的阻值始終與定值電阻的阻值相同。在滑動變阻器的滑片從端滑動到端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）

A. 先變暗后變亮，一直變亮
B. 先變亮后變暗，一直變亮
C. 先變暗后變亮，先變亮后變暗
D. 先變亮后變暗，先變亮后變暗
【參考答案】A
【命題意圖】本題考查變壓器動態(tài)變化及其相關知識點。
【解題思路】在滑動變阻器R的滑片從a滑動到b的過程中，在滑動R的中點時，變壓器負載電阻最大，輸出電流和輸出電功率最小，燈泡L2一直變亮，燈泡L1先變暗后變亮，選項A正確BCD錯誤。
【名師點評】兩個電阻并聯(lián)，若兩個電阻之和為定值，當兩個電阻阻值相等時，并聯(lián)等效電阻最大。
19. （2021新高考遼寧卷）如圖所示，N匝正方形閉合金屬線圈abcd邊長為L，線圈處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸OO’一角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，ab邊距軸L/4，線圈中感應電動勢的有效值為

A． NBL2ω
B． NBL2ω
C． NBL2ω
D． NBL2ω
【參考答案】B
【解題思路】面積為L2繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸OO’以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動的線圈，產(chǎn)生的感應電動勢最大值為Em=NBL2ω，有效值為E=Em= NBL2ω，選項B正確ACD錯誤。
【易錯警示】繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸OO’以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動的線圈，產(chǎn)生的感應電動勢最大值只與線圈面積和轉(zhuǎn)動的角速度有關，與轉(zhuǎn)軸位置無關。
20．（2021新高考北京卷）一正弦式交變電流的i - t圖像如圖所示。下列說法正確的是
A．在t0.4 s時電流改變方向
B．該交變電流的周期為0.5 s
C．該交變電流的表達式為
D．該交變電流的有效值為
【參考答案】C
【解題思路】根據(jù)正弦式交變電流的i - t圖像可知，在t0.1s、t0.3s時電流改變方向，該交變電流的周期為0.4 s，該交變電流的表達式為，選項AB錯誤C正確；該交變電流的最大值為2A，有效值為A，選項D錯誤。
21. （2021年6月浙江選考物理）如圖所示，虛線是正弦交流電的圖像，實線是另一交流電的圖像，它們的周期T和最大值相同，則實線所對應的交流電的有效值U滿足（　?。?br />
A. B. C. D.
【參考答案】D
【名師解析】
因虛線是正弦交流電的圖像，則該交流電的有效值為，由圖可知，在任意時刻，實線所代表的交流電的瞬時值都不大于虛線表示的正弦交流電的瞬時值，則實線所代表的交流電的有效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則，選項D正確。
【名師點評】本題以三角形波的交變電流圖像切入，考查對交變電流有效值的理解。
22．（2021高考河北物理）如圖，發(fā)電機的矩形線圈長為、寬為L，匝數(shù)為N，放置在磁感應強度大小為B的勻強磁場中．理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為、和，兩個副線圈分別接有電阻和。當發(fā)電機線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，理想電流表讀數(shù)為I。不計線圈電阻，下列說法正確的是（）

A．通過電阻的電流為
B．電阻兩端的電壓為
C．與的比值為
D．發(fā)電機的功率為
【參考答案】BC
【名師解析】當發(fā)電機線圈以角速度勻速轉(zhuǎn)動時，產(chǎn)生的感應電動勢最大值為Em=NB·2L2ω，有效值為E=Em/=NBL2ω，理想變壓器原線圈輸入電壓為U0=E=NBL2ω，匝數(shù)為n1的副線圈輸出電壓U1=IR1，由變壓器變壓公式=，可知，與的比值為= ，選項C正確；由變壓器變壓公式=，解得電阻兩端的電壓為U2=選項B正確；通過電阻的電流為I2= U2/R2=，選項A錯誤；發(fā)電機的功率為P= U1I+ U2I2= I2R1+×,選項D錯誤。
【名師點評】本題將交流發(fā)電機和變壓器有機結(jié)合，考查相關知識點，屬于綜合性考查。
23. （2021年1月浙江選考）發(fā)電機的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO’軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其它電阻不計，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動一周
A.框內(nèi)電流方向不變 B.電動勢的最大值為Um
C.流過電阻的電荷 D.電阻產(chǎn)生的焦耳熱

【參考答案】BCD
【名師解析】，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應強度為B的勻強磁場中以恒定角速度繞OO’軸轉(zhuǎn)動，金屬框中產(chǎn)生正弦式交變電流，金屬框中電流方向周期性變化，電動勢的最大值為Um，選項A錯誤B正確；金屬框轉(zhuǎn)動一周，金屬框內(nèi)的磁通量變化量△Ф=2BS=2BL2，流過電阻的電荷q=△Ф/R=選項C正確；由圖乙可知，產(chǎn)生電壓有效值為U=Um/，由Um=BSω=BL2解得T=，電阻產(chǎn)生的焦耳熱Q-T= =，選項D正確。

24．（2021新高考天津卷）如圖所示，閉合開關后，的電阻兩端的交流電壓為，電壓表和電流表均為理想交流電表，則（）

A．該交流電周期為 B．電壓表的讀數(shù)為
C．電流表的讀數(shù)為 D．電阻的電功率為
【參考答案】C
【解題思路】由的電阻兩端的交流電壓為可知，ω=10π，該交流電周期為T=2π/ω=0.2s，選項A錯誤；電壓表讀數(shù)為有效值，50V，選項B錯誤；由歐姆定律，電流表的讀數(shù)為I=U/R=10A，選項C正確；電阻的電功率P=UI=50×10W=500W，選項D錯誤。
25. （2021重慶高考）某電動牙刷的充電裝置含有變壓器，用正弦交流電給此電動牙刷充電時，原線圈兩端的電壓為220V，副線圈兩端的電壓為4.4V，副線圈的電流為1.0A，若將該變壓器視為理想變壓器，則
A. 原、副線圈匝數(shù)之比為25??1
B. 原線圈的電流為0.02A
C. 副線圈兩端的電壓最大值為5V
D. 原、副線圈的功率之比為50??1
【參考答案】B
【名師解析】由理想變壓器的變壓公式，可知原副線圈匝數(shù)之比為===，選項A錯誤；由理想變壓器的變流公式，==，解得原線圈電流I1=×1.0A=0.02A，選項B正確；根據(jù)有效值與最大值的關系可知，副線圈兩端的電壓最大值U2m=×U2=×4.4V=6.16V，選項C錯誤；根據(jù)理想變壓器輸出功率大于輸入功率可知，原副線圈的功率之比為1??1，選項D錯誤。

26．（8分）（2021高考江蘇物理卷）貫徹新發(fā)展理念，我國風力發(fā)電發(fā)展迅猛，2020年我國風力發(fā)電量高達4000億千瓦時．某種風力發(fā)電機的原理如圖所示，發(fā)電機的線圈固定，磁體在葉片驅(qū)動下繞線圈對稱軸轉(zhuǎn)動，已知磁體間的磁場為勻強磁場，磁感應強度的大小為，線圈的匝數(shù)為100、面積為，電阻為，若磁體轉(zhuǎn)動的角速度為，線圈中產(chǎn)生的感應電流為．求：

（1）線圈中感應電動勢的有效值E；
（2）線圈的輸出功率P．
【命題意圖】本題考查交變電流、電功率及其相關知識點。
【解題思路】
（1）線圈中產(chǎn)生的感應電動勢最大值Em=NBSω=100×0.20×0.5×90V=900V
線圈中感應電動勢的有效值E=Em/=450V=6.4×102V。
（2）線圈輸出電壓U=E-Ir=450V-50×0.6V=600V，
線圈輸出電功率P=UI=600×50W=3.1×104W
【解法二】（1）電動勢的最大值
有效值
解得
帶入數(shù)據(jù)得
（2）輸出電壓
輸出功率
解得
代入數(shù)據(jù)得
評分建議：本題共8分，每問4分

27[多選](2020·全國卷Ⅲ)在圖(a)所示的交流電路中，電源電壓的有效值為220 V，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，R1、R2、R3均為固定電阻，R2＝10 Ω，R3＝20 Ω，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時間t變化的正弦曲線如圖(b)所示。下列說法正確的是(　　)

A．所用交流電的頻率為50 Hz
B．電壓表的示數(shù)為100 V
C．電流表的示數(shù)為1.0 A
D．變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿?5.0 W
【參考答案】AD
【名師解析】　由于變壓器不會使交流電的周期改變，且由題圖(b)可知所用交流電的周期為2×10－2s，可求得所用交流電的頻率為50 Hz，選項A正確；由題圖(b)可知通過R2的電流的有效值為1 A，由串并聯(lián)電路特點可知通過R3的電流(即通過電流表的電流)為0.5 A，故副線圈的電流為I2＝1.5 A，由歐姆定律可得副線圈兩端的電壓U2＝1×10 V＝10 V，由變壓器原、副線圈兩端電壓比與原、副線圈匝數(shù)比的關系可得，原線圈兩端的電壓U1＝n1＝100 V，再根據(jù)原線圈電路的串聯(lián)關系可得R1兩端的電壓為UV＝220 V－100 V＝120 V, 選項B、C均錯誤；根據(jù)變壓器原理可得變壓器傳輸?shù)碾姽β蕿镻＝U2I2＝10×1.5 W＝15.0 W，選項D正確。
28．(2020·山東等級考)圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝22∶3，輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15 Ω，額定電壓為24 V。定值電阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω，滑動變阻器R的最大阻值為10 Ω。為使燈泡正常工作，滑動變阻器接入電路的電阻應調(diào)節(jié)為(　　)

A．1 Ω B．5 Ω
C．6 Ω D．8 Ω
【參考答案】A
【名師解析】　由題圖乙可知理想變壓器輸入電壓U1＝220 V，應用理想變壓器變壓公式＝＝，可得副線圈輸出電壓U2＝30 V。燈泡正常工作時，燈泡兩端電壓為UL＝24 V，電流IL＝＝1.6 A。設R1兩端電壓為U，由U2＝UL＋U，可得U＝6 V。由＋＝I L，解得R＝1 Ω，選項A正確。
29.[多選](2020·江蘇高考)某汽車的電源與啟動電機、車燈連接的簡化電路如圖所示。當汽車啟動時，開關S閉合，電機工作，車燈突然變暗，此時(　　)
A．車燈的電流變小
B．路端電壓變小
C．電路的總電流變小
D．電源的總功率變大
【參考答案】ABD
【名師解析】　開關S閉合，電機工作，外電路的總電阻減小，由閉合電路的歐姆定律可知總電流增大，電源的內(nèi)阻分壓增大，路端電壓減小，則車燈兩端的電壓減小，流過車燈的電流減小，A、B正確，C錯誤；由P＝EI可知，由于電路的總電流增大，則電源的總功率增大，D正確。
30．[多選](2020·全國卷Ⅱ)特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國已成功掌握并實際應用了特高壓輸電技術。假設從A處采用550 kV的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為ΔP，到達B處時電壓下降了ΔU。在保持A處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1 100 kV特高壓輸電，輸電線上損耗的電功率變?yōu)棣′，到達B處時電壓下降了ΔU′。不考慮其他因素的影響，則(　　)
A．ΔP′＝ΔP B．ΔP′＝ΔP
C．ΔU′＝ΔU D．ΔU′＝ΔU
【參考答案】AD
【名師解析】若采用550 kV的超高壓輸電，輸電線上的功率損耗ΔP＝2·r，輸電線路損失的電壓ΔU＝·r，若改用1 100 kV的特高壓輸電，同理有ΔP′＝2·r，ΔU′＝·r，可得ΔP′＝，ΔU′＝，故B、C項錯誤，A、D項正確。
31．(2020·浙江7月選考)如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率P＝100 kW，發(fā)電機的電壓U1＝250 V，經(jīng)變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻R線＝8 Ω，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為U4＝220 V。已知輸電線上損失的功率P線＝5 kW，假設兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是(　　)

A．發(fā)電機輸出的電流I1＝40 A
B．輸電線上的電流I線＝625 A
C．降壓變壓器的匝數(shù)比n3∶n4＝190∶11
D．用戶得到的電流I4＝455 A
【參考答案】C
【名師解析】發(fā)電機輸出的電流I1＝＝ A＝400 A，選項A錯誤。輸電線上的電流I線＝＝ A＝25 A，選項B錯誤。升壓變壓器的副線圈輸出電壓U2＝＝ V＝4×103 V，輸電線損耗電壓ΔU＝I線R線＝25×8 V＝200 V，降壓變壓器的原線圈電壓U3＝U2－ΔU＝3 800 V，故降壓變壓器的匝數(shù)比＝＝＝，選項C正確。降壓變壓器的副線圈的輸出功率P4＝P3＝P－P線＝95 kW，故用戶得到的電流I4＝＝ A≈431.8 A，選項D錯誤。
第三部分思路歸納，內(nèi)化方法
1.動態(tài)電路問題的處理方法
(1)電路動態(tài)分析

(2)程序法分析動態(tài)電路

(3)含容電路的分析
　　
2. 對電源輸出功率極值問題的兩點說明
(1)對于求電源輸出功率極值的問題，可以采用數(shù)學中求極值的方法，也可以采用電源的輸出功率隨外電路電阻阻值的變化規(guī)律來求解。
(2)如果待求的最大功率對應的電阻值不能等于等效電源的內(nèi)阻，那么當外電路電阻阻值最接近等效電源的內(nèi)阻時，電源的輸出功率最大?！　?
3. 注意電源I-U圖線與電阻I-U圖線的交點
電源I-U圖線與電阻I-U圖線的交點表示電源的路端電壓與用電器兩端的電壓相等，通過電源的電流與通過用電器的電流相等，即該交點表示該電源單獨對該用電器供電時的電壓和電流?！　?
4. 非純電阻電路
(1)非純電阻電路中，計算電功用公式W＝UIt，計算電熱用公式Q＝I2Rt，計算電功率用公式P＝UI，計算電熱功率用公式P＝I2R。
(2)非純電阻電路中，電功部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能，另一部分不可避免地轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，W＞Q，即IUt＞I2Rt，I＜，歐姆定律不再成立；純電阻電路中，電功全部轉(zhuǎn)化為電熱，即W＝Q＝UIt＝I2Rt＝t。　　
5. 交變電流的產(chǎn)生和描述
(1)結(jié)合圖像分析交變電流的產(chǎn)生原因，值得注意的是：①磁場視為勻強磁場；②線框轉(zhuǎn)動的特點是勻速轉(zhuǎn)動；③切割邊的特點是轉(zhuǎn)動時ad邊和bc邊不切割，只有ab邊和cd邊切割，且切割速度在變化，所以n匝線框從中性面開始轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢為e＝n×2Blabvsin ωt＝2nBlab×ωladsin t＝nBSsin t。

(2)在線框轉(zhuǎn)動時穿過線框的磁通量發(fā)生變化，若從中性面開始計時，有Φ＝BScos t，根據(jù)法拉第電磁感應定律有e＝n＝nBSsin t。　　
6. 非正弦交變電流有效值的計算
(1)求出交變電流在一個周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q交；
(2)設交變電流的有效值為I或電壓的有效值為U(也可設為直流電相應的物理量)，寫出同樣時間內(nèi)產(chǎn)生的焦耳熱Q＝I2RT或Q＝T；
(3)根據(jù)Q交＝Q列等式，計算I或U?！　?

7.計算有效值的注意事項
(1)計算有效值時，要根據(jù)電路中“相同時間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解。
(2)分段計算電熱并求和得出一個周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量?！　?br /> 8. 理想變壓器原線圈串聯(lián)或并聯(lián)負載時分析思路
(1)變壓器原、副線圈間的電壓關系、電流關系與匝數(shù)關系仍然滿足變壓器原理，原線圈的輸入功率仍然等于副線圈的輸出功率。
(2)原線圈端串聯(lián)分壓電阻時，輸入端前端電壓等于分壓電阻電壓和變壓器輸入電壓之和，分壓電阻上電壓通過電流比建立聯(lián)系。若并聯(lián)分流電阻與原線圈并聯(lián)，輸入端前端電流等于分流電阻電流與原線圈電流之和。　　
9. 電能輸送中三種電壓和三種電功率的區(qū)別
三種
電壓
計算公式

三種電功率
計算公式
輸電電壓
若輸電功率為P，輸電線中電流為I線，則輸電電壓U＝

輸電功率P輸送
輸電電壓與輸電電流的乘積　
輸電線上損失的電壓
若輸電線中電流為I線，輸電線電阻為R，則輸電線上損失的電壓為ΔU＝I線R

輸電線上損失的電功率P損
若輸電線中電流為I線，輸電線電阻為R，則輸電線上損失的電功率為P損＝I線2R
用戶得到的電壓
降壓變壓器的輸出電壓

用戶得到的電功率P用　
用戶電壓與電流的乘積

第四部分最新模擬集萃，提升應試能力
1．（2022年9月河北示范性高中調(diào)研）如圖所示，在磁感應強度為0.4T的勻強磁場中，有一個10匝矩形金屬線框，繞垂直磁場的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動，線框電阻為200Ω，面積為，線框通過滑環(huán)與一理想變壓器的原線圈相連，副線圈接有兩只額定電壓為2V的燈泡和，開關S斷開時燈泡正常發(fā)光，理想電流表示數(shù)為0.01A，則（）

A．若從圖示位置開始計時，線框中感應電動勢的瞬時值表達式為
B．燈泡的額定功率為0.98W
C．若開關S閉合，燈泡將更亮
D．原副線圈的匝數(shù)比為
【參考答案】．BD
【名師解析】：變壓器的輸入電壓的最大值為
從垂直中性面位置開始計時，故線框中感應電動勢的瞬時值為

故A錯誤；
線框旋轉(zhuǎn)感應電動勢的有效值為

開關斷開時正常發(fā)光，且電流表示數(shù)為，線圈電阻r＝200Ω，此時變壓器原線圈端電壓為
根據(jù)
燈泡的額定功率等于此時變壓器的輸入功率，為
故B正確；
若開關S閉合，并聯(lián)電阻變小，回路電流變大，線圈內(nèi)阻分壓變大，變壓器匝數(shù)不變，則燈泡兩端電壓變小，故燈泡亮度變暗，故C錯誤；
開關斷開時，變壓器輸入端，輸出端，由
解得，故D正確。
2. （2023陜西師大附中期初檢測）如圖甲所示，原、副線圈匝數(shù)比為5∶1的理想變壓器，其原線圈中的輸入電壓按照圖乙所示的圖像變化，副線圈電路中的R0為定值電阻，R是用半導體材料制作的光敏電阻（光照強度增大，阻值減小）。V1和V2是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；A1和A2是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示。下列說法正確的是（　?。?br />
A. 原線圈中輸入電壓u＝Umsin t
B. U1＝Um，U2＝Um
C. 光照強度增大，U2變小，I1變小，I2變大
D. 光照強度增大，U2不變，I1變大，I2變大
【參考答案】D
【名師解析】
由圖乙可知，原線圈中的輸入電壓，A錯誤；
理想交流電流表、理想交流電壓表的示數(shù)都是有效值，則
根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律，可得，，B錯誤；
光照強度增大，光敏電阻的阻值減小，因輸出電壓的有效值不變，則U2不變，I2變大，輸出功率增大；根據(jù)變壓器的輸出功率決定輸入功率可知，輸入功率增大，因輸入電壓的有效值不變，則輸入電流增大，即I1變大， C錯誤D正確。
3．（2023江西紅色十校第一次聯(lián)考）如圖，電源兩端輸出電壓有效值為240V的正弦交流電，與原線圈串聯(lián)的電阻，負載R的阻值為9Ω。通過移動滑動觸頭P的位置來改變理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比，則電阻R消耗的最大功率為（）

A．3600W B．3400W
C．3000W D．2800W
【參考答案】A
【名師解析】設理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為k時，電阻R消耗的功率最大，此時通過R的電流為I，由得原線圈中的電流，變壓器副線圈兩端的電壓為IR，原線圈兩端的電壓由得，由，聯(lián)立得，由數(shù)學知識得當時，即時電阻R消耗的功率最大，電流的最大值為，由，得，A項正確。
4.（2023河南安陽第一次調(diào)研）逆變器是一種能夠把蓄電池提供的直流電轉(zhuǎn)變成交流電的工具，如圖所示，就是一種逆變器電路，核心的控制電路稱為“逆變模塊”，它的功能就是把直流轉(zhuǎn)換成交流電，共有5個接線端子，In1~In3為輸入端，與兩塊相同的蓄電池連接，兩塊相同的蓄電池同時工作；Out1~Out2為輸出端，與理想變壓器原線圈相連。已知蓄電池的電動勢為E，內(nèi)阻不計，負載電阻阻值為R，電流表讀數(shù)為I、電壓表讀數(shù)為U，逆變模塊自身消耗的電功率忽略不計，則理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為
A. B. C. D.

【參考答案】A
【名師解析】兩個蓄電池輸入逆變模塊的電功率為P=2EI/2=EI，設理想變壓器輸出電壓為U2，由能量守恒定律，可得P=U22/R，根據(jù)理想變壓器變壓公式，U/ U2=k，聯(lián)立解得k=，選項A正確。
5. （2023湖北新高考協(xié)作體高三起點考試）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2：1，原線圈與定值電阻R1=4Ω串聯(lián)后，接入u=8sin20πt（v）的理想交流電源。副線圈電路中負載電阻R2為可變電阻。下列說法中正確的是（　?。?br />
A. 電源輸出電壓為8V，頻率為20Hz
B. 當R2=1Ω時，電源輸出功率為8W
C. 當R2=1Ω時，變壓器輸出功率為8W
D. 當R2=1Ω時，變壓器輸出功率最大
【參考答案】BD
【名師解析】
由題給表達式可知
則電源頻率，選項A錯誤；
由題給表達式可知交流電源輸出電壓有效值
根據(jù)理想變壓器的電壓及電流關系有，
又，
聯(lián)立解得，，，
所以電源輸出功率
變壓器輸出功率，選項B正確，C錯誤；
由電路中電壓關系可得
整理得
變壓器輸出功率
當滿足，此時變壓器輸出功率最大，解得
即當R2=1Ω時，變壓器輸出功率最大，選項D正確。
6. （2023河南鄭州四中第一次調(diào)研）圖示電路中，變壓器為理想變壓器，在變壓器的原線圈接一交變電流，交變電流的電壓有效值恒定不變。副線圈接有燈泡L1和L2（設燈泡的電阻保持不變）和滑動變阻器R。下列說法正確的是（　?。?br />

A. 只將變阻器R的滑動觸頭上移，理想電流表的示數(shù)變小
B. 只將變阻器R的滑動觸頭上移，燈L2變亮
C. 只將S2從4撥向3時，理想電流表示數(shù)變大
D. 只將S1從2撥向1時，理想電流表示數(shù)變小
【參考答案】AB
【名師解析】
只將變阻器R的滑動觸頭上移，滑動變阻器接入電路電阻增大，副線圈電路中電阻增大，電流變小，變壓器線圈匝數(shù)比不變，理想電流表的示數(shù)變小，故A正確；
只將變阻器R的滑動觸頭上移，滑動變阻器接入電路電阻增大，與L2并聯(lián)后的總電阻R并變大，由串聯(lián)電路分壓原理可知，L2兩端電壓升高，燈L2變亮，故B正確；
只將S2從4撥向3時，原、副線圈匝數(shù)比變小，副線圈兩端電壓變小，副線圈功率變小，原線圈功率變小，理想電流表示數(shù)變小，故C錯誤；
只將S1從2撥向1時，原、副線圈匝數(shù)比變大，副線圈兩端電壓變大，副線圈功率變大，原線圈功率變大，理想電流表示數(shù)變大，故D錯誤。
7. （2023湖南三湘創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)考）如圖所示，電阻不計的矩形線圈abcd處于磁感應強度大小B=2T的勻強磁場中，線圈面積，匝數(shù)n=10。線圈繞中心軸勻速轉(zhuǎn)動，轉(zhuǎn)動角速度。線圈的輸出端與理想變壓器原線圈相連，變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比，副線圈通過電流表與定值電阻R1和滑動變阻器R2相連，R1的電阻為80Ω，R2的最大電阻為120Ω。電流表與電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）

A. 當線圈平面與磁場方向垂直時，線圈中的感應電動勢最大
B. 電阻R1中電流方向每秒變化100次
C. 改變滑動變阻器R2接入電路的阻值，滑動變阻器R2兩端電壓最大瞬時值為24V
D. 改變滑動變阻器R2接入電路的阻值，滑動變阻器R2中消耗的最大電功率為5W
【參考答案】D
【名師解析】
．當線圈平面與磁場方向垂直時，線圈處于中性面位置，感應電動勢為0，故A錯誤；
線圈轉(zhuǎn)動的頻率為

則電阻R1中電流方向每秒變化次，故B錯誤；
線圈產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為

根據(jù)理想變壓器的規(guī)律知

解得

R2兩端的電壓為

則知當R2最大時，其兩端電壓最大，最大瞬時值為

故C錯誤；
副線圈電壓的有效值為

R2的功率為

則當R1=R2=80Ω時，R2消耗的功率最大，帶入數(shù)據(jù)解得最大值為

故D正確。
8. （2023四川內(nèi)江一中入學考試）如圖所示，一理想變壓器原線圈匝數(shù)=1000匝，副線圈匝數(shù)=100匝，將原線圈接在u=100sin100πt(V)的交流電壓上，副線圈接有阻值R=5Ω的定值電阻、理想電流表和理想電壓表.現(xiàn)在A、B兩點間接入不同的電子元件，下列說法正確的是（）

A. 穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為1Wb/s
B. 若在A、B兩點間接入一阻值R′=15 Ω的定值電阻，則電壓表示數(shù)為2.5 V
C. 若在A、B兩點間接入一內(nèi)阻r=5 Ω的電動機(正常工作) ，則電流表的示數(shù)為1A
D. 若在A、B兩點間接入一只電容器，則降低交流電的頻率時，電壓表的示數(shù)減小
【參考答案】BD
【名師解析】
根據(jù)法拉第電磁感應定律，代入數(shù)據(jù)：，解得，即穿過鐵芯的磁通量的最大變化率為，故A錯誤；原線圈電壓的有效值，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比，得副線圈兩端的電壓，A、B兩點間接入一阻值R'=15Ω的定值電阻，副線圈電流，電壓表示數(shù)等于電阻R兩端的電壓，U＝IR＝×5V＝2.5V，故B正確；在A、B兩點間接入一內(nèi)阻r=5Ω的電動機（正常工作），歐姆定律不適用，電流表示數(shù)，即電流表示數(shù)不等于1A，故C錯誤；在A、B間接入一只電容器，降低交流電的頻率，容抗增大，副線圈電流減小，電阻R兩端的電壓減小，所以電壓表的示數(shù)減小，故D正確；故選BD．
【點睛】本題關鍵是明確變壓器的輸入和輸出電壓成正比，然后轉(zhuǎn)化為恒定電路的動態(tài)分析問題，注意電容器的容抗與頻率成反比，電感器的感抗與頻率成正比．

9.（2023河北全過程評價卷1）LED燈大家并不陌生，但和同屬第四代光源的“無極燈”卻鮮為人知，下圖是“無極燈”的示意圖?！盁o極燈”利用電磁感應原理將封存在玻璃管內(nèi)的低壓汞和惰性氣體的混合蒸汽通過高頻電壓耦合振蕩放電，輻射出紫外線，并照射到三基色熒光粉上轉(zhuǎn)化為可見光。以下關于“無極燈”的認識，正確的是
A. 繞組中的電壓頻率高于玻璃管中的電壓頻率
B. 繞組中的電流方向與玻璃管中的電流方向轉(zhuǎn)向可能相反
C. 當繞組中的瞬時電流為零時，玻璃管中的電流也為零
D. 玻璃管中的惰性氣體蒸汽不能起到傳導電流的作用

【參考答案】B
【名師解析】本題中的玻璃管可以看作變壓器的副線圈，繞組可以看作變壓器原線圈，原副線圈的電壓頻率相等，所以繞組中的電壓頻率等于玻璃管中的電壓頻率，選項A錯誤；當原線圈中電流增加時，副線圈中電流方向與原線圈中電流方向相同；當原線圈中電流減少時，副線圈中電流方向與原線圈中電流方向相反，選項B正確；當繞組中的瞬時電流為零時，磁通量變化率不為零，玻璃管中的電流不為零，選項C錯誤；玻璃管中的惰性氣體變成蒸汽被電離，成為帶電粒子，能起到傳導電流的作用，選項D錯誤。

11．(2020·長春三校聯(lián)考)如圖所示，為了浴室用電安全，某同學用理想變壓器給浴室降壓供電，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為5∶1，原線圈輸入交變電壓u＝311sin(100πt)V。已知照明燈額定功率為44 W，排氣扇電動機內(nèi)阻為1 Ω，電流表示數(shù)為2 A，各用電器均正常工作，電表均為理想表。則(　　)

A．電壓表示數(shù)為62 V
B．變壓器的輸入功率為186 W
C．排氣扇輸出功率為43 W
D．保險絲熔斷電流不得低于2 A
【參考答案】C
【名師解析】
　原線圈輸入電壓最大值為Um＝311 V，原線圈輸入電壓為U1＝220 V，根據(jù)變壓器變壓公式，U1∶U2＝5∶1，可知副線圈輸出電壓U2＝44 V，選項A錯誤；變壓器的輸出功率為P出＝U2I2＝44×2 W＝88 W，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率，可知變壓器輸入功率為P入＝88 W，選項B錯誤；由P出＝P燈＋P＝44 W＋P＝88 W可得，P＝44 W，照明燈中電流I燈＝＝1 A，排氣扇中電流I＝I2－I燈＝1 A，排氣扇內(nèi)阻發(fā)熱功率為P內(nèi)＝I2r＝1 W，由P＝P內(nèi)＋P出′可得排氣扇輸出功率為P出′＝43 W，選項C正確；由P入＝U1I1，解得保險絲中電流I1＝0.4 A，即保險絲熔斷電流不得低于0.4 A，選項D錯誤。
12．(2020·通州期末)如圖甲所示為一臺小型發(fā)電機構(gòu)造的示意圖，線圈逆時針轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機線圈內(nèi)電阻為1.0 Ω，外接燈泡的電阻為9.0 Ω，則(　　)

A．在t＝0.01 s的時刻，穿過線圈磁通量為零
B．瞬時電動勢的表達式為e＝6sin 100πt V
C．電壓表的示數(shù)為6 V
D．燈泡的電功率為72 W
【參考答案】B
【名師解析】
　由題圖乙可知，在t＝0.01 s的時刻，電動勢為0，則線圈處在中性面位置，穿過線圈的磁通量最大，故A錯誤；由題圖乙可知電動勢的最大值為Em＝6 V，周期為0.02 s，則瞬時電動勢的表達式為：e＝EmsinV＝6sin 100πt V，故B正確；因為電動勢最大值為Em＝6 V，所以有效值：E＝＝ V＝6 V，電壓表的示數(shù)為外阻分壓：U＝E×＝6× V＝5.4 V，故C錯誤；燈泡的電功率為：P＝＝ W＝3.24 W，故D錯誤。
13．(2020·昆明模擬)如圖所示的電路中，R1為定值電阻，R2為滑動變阻器，各電表均為理想電表。在a、b兩點間接入一個內(nèi)阻不可忽略的電源后，調(diào)節(jié)R2。關于電壓表V1、V2的示數(shù)隨電流表A示數(shù)變化的圖像，下列說法正確的是(　　)

A．只有圖①是合理的　　 B．只有圖②是合理的
C．只有圖③是合理的 D．圖①、③是合理的
【參考答案】C
【名師解析】
　設理想電源電動勢為E，內(nèi)阻為r，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理得：E＝Ir1＋I(R1＋R2)＝I(r＋R1)＋V2，整理得V2＝－(R1＋r)I＋E，V1＝R1I，根據(jù)U-I圖像得k1＝R1，k2＝－(R1＋r)，可得電壓表V2的U-I圖像的斜率大于V1的U-I圖像的斜率，故A、B、D錯誤，C正確。
14. (2020·北京朝陽區(qū)模擬)如圖是磁電式轉(zhuǎn)速傳感器的結(jié)構(gòu)簡圖。該裝置主要由測量齒輪、T形軟鐵、永久磁鐵、線圈等元件組成。測量齒輪為磁性材料，N個齒等距離地安裝在被測旋轉(zhuǎn)體的一個圓周上(圓心在旋轉(zhuǎn)體的軸線上)，齒輪轉(zhuǎn)動過程中，當齒靠近T形軟鐵時，由于磁化作用，軟鐵中的磁場增強，相反，遠離時磁場減弱?，F(xiàn)測得線圈中感應電流的變化頻率為f，旋轉(zhuǎn)體角速度為ω。則(　　)

A．f＝
B．當齒距離T形軟鐵最近的時候，線圈中電流最大
C．線圈中的感應電流方向不變，只是大小發(fā)生周期性變化
D．隨著旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速的增加，線圈中的電流的有效值也隨之增大
【參考答案】D
【名師解析】
　旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)一圈，測量齒輪靠近和遠離線圈N次，線圈中的感應電流變化N次，旋轉(zhuǎn)體的角速度為ω，故轉(zhuǎn)速為，故線圈中感應電流的變化頻率為f＝nN＝，故A錯誤；當齒距離T形軟鐵最近的時候，通過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，線圈中電流最小，故B錯誤；測量齒輪靠近和遠離線圈時，線圈中磁通量的變化相反，產(chǎn)生的感應電流方向相反，故C錯誤；旋轉(zhuǎn)體轉(zhuǎn)速越高，測量齒輪靠近和遠離線圈越快，線圈中磁通量的變化越快，線圈中感應電動勢越大，線圈中的感應電流越強，線圈中的電流的有效值也隨之增大，故D正確。
15 （2023四川內(nèi)江一中入學考試）某貧困山區(qū)利用當?shù)刎S富的水利資源修建了小型水力發(fā)電站，為當?shù)孛撠毠园l(fā)揮了巨大作用。已知水電站發(fā)電機的輸出功率為，發(fā)電機的電壓為。通過升壓變壓器升壓后向遠處輸電，兩根輸電線的總電阻為，在用戶端用降壓變壓器把電壓降低為。要求在輸電線上損失的功率控制在。輸電線路如圖所示，請你設計兩個理想變壓器的匝數(shù)比。為此，請你計算：
（1）降壓變壓器輸出的電流I為多少（結(jié)果用分數(shù)表示）？輸電線上通過的電流是多少？
（2）輸電線損失的電壓為多少？升壓變壓器輸出的電壓是多少？
（3）兩個變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比和各應等于多少？

【參考答案】（1）；20A（2）100V；5000V（3）1:20；245：11
【名師解析】
（1）用戶得到的功率為
P=P1-?P=98kW
用戶得到的電壓為U=220V，降壓變壓器輸出的電流

輸電線上通過的電流

（2）輸電線損失的電壓

升壓變壓器輸出的電壓

（3）兩個變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比

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