TOC \ "1-3" \h \u \l "_Tc21488" 題型一 交變電流的產(chǎn)生和描述 PAGEREF _Tc21488 \h 1
\l "_Tc26130" 類型1 正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律 PAGEREF _Tc26130 \h 1
\l "_Tc9481" 類型2 交變電流的有效值的求解 PAGEREF _Tc9481 \h 9
\l "_Tc31421" 類型3 交變電流“四值”的理解和計(jì)算 PAGEREF _Tc31421 \h 16
\l "_Tc10693" 題型二 變壓器及其應(yīng)用 PAGEREF _Tc10693 \h 24
\l "_Tc5234" 類型1 實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系 PAGEREF _Tc5234 \h 24
\l "_Tc5266" 類型2 變壓器基本物理量的分析與計(jì)算 PAGEREF _Tc5266 \h 31
\l "_Tc7532" 類型3 原線圈接入負(fù)載電阻的變壓器問(wèn)題分析 PAGEREF _Tc7532 \h 36
\l "_Tc18971" 類型4 兩種特殊的變壓器模型 PAGEREF _Tc18971 \h 46
\l "_Tc1418" 類型4 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析 PAGEREF _Tc1418 \h 52
\l "_Tc2362" 題型三 遠(yuǎn)距離輸電模型分析 PAGEREF _Tc2362 \h 64
題型一 交變電流的產(chǎn)生和描述
【解題指導(dǎo)】1．交變電流的產(chǎn)生往往與交變電流圖像結(jié)合出題，要能將交變電流的圖像與線圈的轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程一一對(duì)應(yīng)起來(lái)，分析電流、電動(dòng)勢(shì)、磁通量的變化規(guī)律.2.交流電氣設(shè)備上所標(biāo)的電壓值和電流值、交流電壓表和電流表的測(cè)量值都是交變電流的有效值，只有正弦式交變電流的峰值才是有效值的eq \r(2)倍．
類型1 正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律
1．交變電流的變化規(guī)律(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí))
2.書寫交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的步驟
(1)確定正弦交變電流的峰值，根據(jù)已知圖像讀出或由公式Em＝nωBS求出相應(yīng)峰值。
(2)明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式。
①線圈從中性面位置開始計(jì)時(shí)，則i－t圖像為正弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i＝Imsin ωt。
②線圈從垂直于中性面的位置開始計(jì)時(shí)，則i－t 圖像為余弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i＝Imcs ωt。
1．如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線框共有匝，總電阻，。繞垂直于磁場(chǎng)方向的對(duì)稱軸以的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，給的電阻供電。線框所在勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，其處于中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，則（ ）
A．電阻R兩端的最大電壓為40V
B．通過(guò)R的電流方向在內(nèi)改變1次
C．在內(nèi)外力至少對(duì)系統(tǒng)做功πJ
D．在內(nèi)通過(guò)線框?qū)Ь€橫截面的電荷量為
2．圖甲為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，磁場(chǎng)可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，線圈繞垂直于磁場(chǎng)的水平軸沿逆時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，電阻，線圈電阻，電流表內(nèi)阻不計(jì)。從圖示位置開始計(jì)時(shí)，P、Q間輸出的電壓u隨時(shí)間t變化的關(guān)系圖像如圖乙所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．電阻R中的電流方向每分鐘變化3000次
B．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為
C．圖示位置為感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大的位置
D．電流表示數(shù)為22A
3．如圖1所示，abcd為100匝的正方形閉合金屬線圈，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，線圈整體處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞著與磁場(chǎng)垂直且與線圈共面的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。圖2是在勻速轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)該線圈的磁通量隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化的圖像，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．線圈產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為
B．若線圈邊長(zhǎng)，則磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為
C．時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小
D．時(shí)線圈中的電流改變方向
4．圖甲是交流發(fā)電機(jī)的示意圖，兩磁極之間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，金屬線圈ABCD繞轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，A為電流傳感器（與計(jì)算機(jī)相連），為定值電阻，線圈電阻為，其余電阻不計(jì)。圖乙為計(jì)算機(jī)上顯示的電流數(shù)據(jù)隨時(shí)間變化的圖像。下列說(shuō)法中正確的是（ ）
A．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為0，對(duì)應(yīng)圖乙中或時(shí)刻
B．金屬線圈恰好處于圖甲所示的位置時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，對(duì)應(yīng)圖乙中或時(shí)刻
C．、時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最小，磁通量的變化率最大
D．、時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量的絕對(duì)值最小，磁通量的變化率最大
5．風(fēng)能是一種清潔無(wú)公害的可再生能源，我國(guó)風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，截至2023年6月底，中國(guó)風(fēng)電裝機(jī)容量約3.9億千瓦。某種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，發(fā)電機(jī)線圈固定，磁體在葉片的驅(qū)動(dòng)下繞線圈對(duì)稱軸轉(zhuǎn)動(dòng)。兩磁體間的磁場(chǎng)可視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，圖示時(shí)刻磁場(chǎng)和線圈平行。圖示時(shí)刻（ ）
A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大
C．電流方向由指向D．電流方向由指向
6．如圖是一手搖發(fā)電機(jī)，其原理可簡(jiǎn)化為矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的中心軸OO'勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生隨時(shí)間變化的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。已知矩形線圈abcd的匝數(shù)為N，邊長(zhǎng)，。線圈所在處磁感應(yīng)強(qiáng)度為B。線圈的角速度為。當(dāng)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到如圖所示位置時(shí)，其平面與磁場(chǎng)方向平行。
(1)求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)到如圖位置時(shí)ab邊切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小并判斷ab兩端電勢(shì)的高低；
(2)從線圈處于如圖位置開始計(jì)時(shí)，t時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)至截面圖中虛線所示位置，推導(dǎo)t時(shí)刻線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為；
類型2 交變電流的有效值的求解
1．正弦交變電流的有效值的計(jì)算
I＝eq \f(Im,\r(2))，U＝eq \f(Um,\r(2))，E＝eq \f(Em,\r(2))。
2．非正弦交變電流的有效值的計(jì)算
(1)根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”，利用公式Q＝I2Rt和Q＝eq \f(U2,R)t可分別求得一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量，即得電流和電壓的有效值。
(2)若圖像部分是正弦(或余弦)式交變電流，其中的eq \f(1,4)周期(必須是從零至最大值或從最大值至零)和eq \f(1,2)周期部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系I＝eq \f(Im,\r(2))、U＝eq \f(Um,\r(2))求解。
1．如圖為一交變電流的圖像，圖中曲線是正弦曲線的一部分，該交變電流電動(dòng)勢(shì)的有效值為（ ）
A．B．C．D．
2．如圖所示，磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)與紙面垂直，虛線表示勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界，一半徑為r、圓心角為的扇形單匝線框圓心O在邊界線上。當(dāng)線框圍繞圓心O在紙面內(nèi)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，線框中產(chǎn)生交變電動(dòng)勢(shì)的有效值為（ ）
A．B．C．D．
3．如圖是某交變電流的圖像，這一交變電流的電流有效值為（ ）
A．B．3AC．D．
4．如圖甲所示，兩個(gè)完全相同的正方形線圈，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的同一根軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)軸位于磁場(chǎng)邊界處。線圈P以一條邊為轉(zhuǎn)軸，線圈Q以中心線為轉(zhuǎn)軸，分別產(chǎn)生的電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙、丙所示，則兩線圈中電流的有效值之比為（ ）
A．B．C．D．
5．如圖為某交流電電流隨時(shí)間變化的圖像，其有效值為（ ）
A．B．C．D．
6.如圖，虛線MN左側(cè)空間存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?。與MN共面的單匝金屬線框abcd以MN為軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度大小為ω。已知正方形線框邊長(zhǎng)為L(zhǎng)，回路阻值為R， ad邊與MN之間的距離為,，則線框回路中電流的有效值為（ ）
A．B．C．D．
7．如圖所示，兩條相同的半圓弧形光滑金屬導(dǎo)軌固定在絕緣水平桌面上，半圓弧的直徑為d，間距為L(zhǎng)，兩半圓弧面豎直且平行，導(dǎo)軌最高點(diǎn)到水平桌面的距離等于半徑，最低點(diǎn)O、的連線與導(dǎo)軌所在豎直面垂直，整個(gè)空間存在著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向豎直向上的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，導(dǎo)軌左端連接一阻值為R的電阻。現(xiàn)使一電阻為r的金屬棒從導(dǎo)軌左端最高點(diǎn)，以恒定的速率沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng)到右端最高點(diǎn)，運(yùn)動(dòng)過(guò)程中金屬棒始終與平行且與兩導(dǎo)軌接觸良好，則在金屬棒從左端最高點(diǎn)運(yùn)動(dòng)到右端最高點(diǎn)的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．金屬棒中電流方向始終由N到M
B．金屬棒中電流大小始終不變
C．金屬棒所受安培力始終做負(fù)功
D．回路中產(chǎn)生的焦耳熱為
類型3 交變電流“四值”的理解和計(jì)算
交變電流“四值”的比較
1.交流發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示（為了方便觀察，只畫了其中一匝線圈，線圈電阻不計(jì)）。圖甲中兩磁極之間產(chǎn)生的磁場(chǎng)可近似為勻強(qiáng)磁場(chǎng)。矩形線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈ABCD通過(guò)金屬滑環(huán)及兩個(gè)導(dǎo)體電刷與外電路連接。從某時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流隨時(shí)間變化的圖像如圖乙所示。下列判斷正確的是（ ）

A．時(shí)刻，線圈處于中性面位置
B．線圈中產(chǎn)生交變電流的有效值為
C．線圈中交變電流的方向在1 s內(nèi)改變100次
D．線圈從圖甲所示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，流經(jīng)電阻R的電荷量為
2.如圖所示，矩形線圈面積為S、匝數(shù)為N，線圈電阻為r，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞OO′軸以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，外電路電阻為R，在線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是( )
A．圖示位置為中性面
B．電壓表的示數(shù)NωBS
C．電流表的示數(shù)為eq \f(NωBS,R)
D．通過(guò)電阻R的電荷量為q＝eq \f(NBS,R＋r)
3.圖（a）為一交流發(fā)電機(jī)示意圖，線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞固定軸OO'沿順時(shí)針?lè)较騽蛩俎D(zhuǎn)動(dòng)，圖（b）是該發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)已隨時(shí)間t按余弦規(guī)律變化的圖像。已知線圈電阻為2.5Ω，定值電阻R=10Ω，電表均為理想交流電表。由此可以判定（ ）
A．電流表讀數(shù)為0.8A
B．電壓表讀數(shù)為10V
C．t=0.1s時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量最大
D．0~0.05s內(nèi)，通過(guò)電阻R的電荷量為0.04C
4.圖甲是一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示。發(fā)電機(jī)線圈的電阻r＝1Ω，外接燈泡的電阻為5Ω。則（ ）
A．圖甲中線圈所處位置的電動(dòng)勢(shì)最大
B．理想電壓表的示數(shù)為6V
C．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為50rad/s
D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式（V）
5.如圖1所示為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型，在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與桿固定連接的永久磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連。在兩種不同風(fēng)速下，傳感器顯示的電壓隨時(shí)間變化的圖像分別如圖2中的圖線、所示，下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．、兩圖線對(duì)應(yīng)的磁鐵轉(zhuǎn)速之比為
B．產(chǎn)生交流電的電壓最大值為
C．產(chǎn)生交流電的電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為
D．產(chǎn)生交流電可以直接加在擊穿電壓為的電容器上
題型二 變壓器及其應(yīng)用
【解題指導(dǎo)】1.變壓器聯(lián)系著兩個(gè)電路：原線圈電路、副線圈電路．原線圈在原線圈電路中相當(dāng)于一用電器，副線圈在副線圈電路中相當(dāng)于電源.
2.變壓器的輸入電壓決定輸出電壓，但輸入電流、功率卻由輸出電流、功率決定.
類型1 實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系
1．某學(xué)習(xí)小組在探究變壓器原、副線圈電壓和匝數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，采用了可拆式變壓器，鐵芯B安裝在鐵芯A上形成閉合鐵芯，將原、副線圈套在鐵芯A的兩臂上，如圖所示：
(1)下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．為保證實(shí)驗(yàn)安全，原線圈應(yīng)接低壓直流電源
B．變壓器中鐵芯是整塊硅鋼
C．保持原線圈電壓及匝數(shù)不變，可改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈的匝數(shù)對(duì)輸出電壓的影響
D．變壓器正常工作后，電能由原線圈通過(guò)鐵芯導(dǎo)電輸送到副線圈
(2)實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，變壓器的原、副線圈選擇不同的匝數(shù)，利用多用電表測(cè)量相應(yīng)電壓，記錄如下，由數(shù)據(jù)可知n1一定是 （填“原”或“副”）線圈的匝數(shù)。根據(jù)表格中的數(shù)據(jù)，在實(shí)驗(yàn)誤差允許的范圍內(nèi)，可得出原、副線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系 。
(3)學(xué)習(xí)小組觀察實(shí)驗(yàn)室中一降壓變壓器的兩個(gè)線圈的導(dǎo)線，發(fā)現(xiàn)導(dǎo)線粗細(xì)不同，結(jié)合以上實(shí)驗(yàn)結(jié)論，應(yīng)將較細(xì)的線圈作為 （填“原”或“副”）線圈。
2．在“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中，兩個(gè)學(xué)習(xí)小組采用了如圖甲所示的可拆式變壓器進(jìn)行研究，原、副線圈的電壓由電壓傳感器獲得。
（1）下列說(shuō)法正確的是 。
A．變壓器工作時(shí)，通過(guò)鐵芯導(dǎo)電把電能由原線圈輸送到副線圈
B．變壓器工作時(shí)在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)能，在副線圈上將磁場(chǎng)能轉(zhuǎn)化為電能
C．理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，沒(méi)有能量損失
D．變壓器副線圈上不接負(fù)載時(shí)，原線圈兩端電壓為零
（2）第一組同學(xué)將變壓器正確組裝好，如圖乙所示。連接到圖乙中的電源，閉合電源開關(guān)，發(fā)現(xiàn)原線圈兩端電壓傳感器有示數(shù)，但無(wú)論如何調(diào)節(jié)電源的電壓旋鈕，副線圈兩端電壓傳感器均無(wú)示數(shù)，經(jīng)檢查導(dǎo)線和各連接處均無(wú)斷路，則最可能的原因是 。
A．接入的電源電壓不夠大
B．連接了電源ab間的直流電
C．副線圈匝數(shù)太少
（3）第二組同學(xué)正確組裝變壓器后，記錄數(shù)據(jù)如下：
（4）第二組同學(xué)繼續(xù)探究實(shí)驗(yàn)，把2.0V的學(xué)生電源cd接到原線圈“0”“100”接線柱，副線圈接到“200”“800”接線柱，則接在副線圈兩端的傳感器示數(shù)最有可能是 。
A．1.0V B．2.0V C．11.5V D．15.8V
3．某學(xué)習(xí)小組在探究變壓器原、副線圈電壓和匝數(shù)關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，采用了可拆式變壓器，鐵芯B安裝在鐵芯A上形成閉合鐵芯，將原、副線圈套在鐵芯A的兩臂上，如圖所示。
(1)除圖中的器材外，下列器材中還需要的是______（填儀器前的字母）；
A．干電池B．磁鐵C．低壓交流電源
D．多用電表E．直流電壓表F．直流電流表
(2)下列說(shuō)法正確的是______。
A．為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)
B．變壓器中的鐵芯都是由柱狀硅鋼塊制成
C．變壓器正常工作后，電能由原線圈通過(guò)鐵芯導(dǎo)電輸送到副線圈
D．保持原線圈電壓及匝數(shù)不變，可改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈的匝數(shù)對(duì)輸出電壓的影響
(3)實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)原、副線圈匝數(shù)的比值與電壓之比有微小差別，出現(xiàn)這種情況的原因是 。
4．有一個(gè)教學(xué)用的可拆變壓器，如圖甲所示，它有兩個(gè)外觀基本相同的線圈、（內(nèi)部導(dǎo)線電阻率、橫截面積相同），線圈外部還可以繞線。
(1)某同學(xué)用一多用電表的同一倍率歐姆擋先后測(cè)量了、線圈的電阻值，指針?lè)謩e對(duì)應(yīng)圖乙中的、位置，由此可推斷 （選填“”或“”）線圈的匝數(shù)較多。
(2)該實(shí)驗(yàn)中輸入端所接電源最適合的是_____。
A．220V交流電源B．220V直流電源
C．12V以內(nèi)低壓直流電源D．12V以內(nèi)低壓交流電源
(3)如果把它看作理想變壓器，現(xiàn)要測(cè)量線圈的匝數(shù)，提供的器材有：一根足夠長(zhǎng)的絕緣導(dǎo)線、一只多用電表和低壓交流電源。請(qǐng)完成實(shí)驗(yàn)步驟的填空：
a．用絕緣導(dǎo)線在線圈的外部或變壓器的鐵芯上繞制匝線圈；
b．將線圈與低壓交流電源相連接；
c．用多用電表的 擋分別測(cè)量線圈的輸入電壓和繞制線圈的輸出電壓；
d．則線圈的匝數(shù)為 （用題目中的物理符號(hào)表示）。
類型2 變壓器基本物理量的分析與計(jì)算
1．基本關(guān)系式
(1)功率關(guān)系：P入＝P出．
(2)電壓關(guān)系：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2).
(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1).
(4)頻率關(guān)系：f出＝f入．
2．理想變壓器的制約關(guān)系
3.含有多個(gè)副線圈的變壓器
計(jì)算具有兩個(gè)或兩個(gè)以上副線圈的變壓器問(wèn)題時(shí)，需注意三個(gè)關(guān)系：
電壓關(guān)系：eq \f(U1,n1)＝eq \f(U2,n2)＝eq \f(U3,n3)＝…＝eq \f(Un,nn)
功率關(guān)系：P1＝P2＋P3＋P4＋…＋Pn
電流關(guān)系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋n4I4＋…＋nnIn
1.某燃?xì)庠铧c(diǎn)火裝置的原理圖如圖甲所示。轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交流電壓，并加在理想變壓器的原線圈上。變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k，電壓表為理想交流電壓表。當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5000V時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間弓發(fā)火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w。下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．副線圈輸出電壓一個(gè)周期內(nèi)鋼針只能點(diǎn)火一次
B．時(shí)，交流電壓表示數(shù)為零
C．當(dāng)k小于時(shí)，點(diǎn)火裝置才能點(diǎn)火
D．轉(zhuǎn)換器輸出的交流電壓頻率為100Hz
2.如圖所示為一含有理想變壓器的交流電路，，理想電流表的示數(shù)為1A，兩個(gè)標(biāo)有“5V，10W”的燈泡正常發(fā)光，則下列說(shuō)法正確的是（ ）

A．流過(guò)電阻R的電流為2AB．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:4
C．原線圈兩端的電壓峰值為D．原線圈的輸入功率為60W
3.如圖所示，理想變壓器輸入端、所接電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系，燈泡上標(biāo)有“”的字樣。定值電阻，。閉合開關(guān)后，燈泡正常發(fā)光，則理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為（ ）

A．B．C．D．
4.電動(dòng)汽車充電站變壓器如圖所示，輸入電壓為10kV，輸出電壓為220V，每個(gè)充電樁輸入電流16A，設(shè)原副線圈匝數(shù)分別為、，輸入正弦交流的頻率為50Hz，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．交流電的周期為50s
B．原副線圈匝數(shù)比
C．輸出的最大電壓為220V
D．若10臺(tái)充電樁同時(shí)使用，輸入功率為160kW
類型3 原線圈接入負(fù)載電阻的變壓器問(wèn)題分析
1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，原線圈一側(cè)接入的交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為，定值電阻，電阻箱初始阻值為，燈泡阻值恒為。不計(jì)電流表內(nèi)阻，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．電流表的示數(shù)為
B．逐漸增大的阻值，兩端電壓變大
C．當(dāng)時(shí)，變壓器的輸出功率最大
D．若將換為理想二極管，則燈泡兩端電壓的有效值為
2.如圖所示的理想變壓器電路中，電流表、電壓表均為理想交流電表，在a、b兩端輸入正弦交流電壓，三個(gè)定值電阻、、的阻值相等，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3：2，則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．電流表A1與A2的示數(shù)之比為2：3
B．電壓表V1與V2的示數(shù)之比為4：3
C．電阻與消耗的功率之比為16：9
D．a(chǎn)、b端的輸入功率與副線圈的輸出功率之比為3：2
3．理想變壓器原、副線圈所接的電路如圖甲所示，原、副線圈的匝數(shù)比為，其中定值電阻，兩電表為理想交流電表，原線圈兩端接有如圖乙所示的交流電。當(dāng)時(shí)，原線圈的瞬時(shí)電壓為。斷開，電源消耗的電功率為；閉合，電源消耗的電功率為。則下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．閉合、斷開，電壓表的示數(shù)為55V
B．閉合，電流表的示數(shù)為4.0A
C．?dāng)嚅_，電流表的示數(shù)為0.04A
D．
4.如圖所示為某變壓器的工作示意圖，額定電壓為的燈泡正常發(fā)光，電阻R的阻值跟燈泡正常發(fā)光時(shí)的阻值一樣，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為，則輸入電壓U為（ ）

A．B．C．D．
5.理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為，原線圈上有一電阻，副線圈上電阻箱的阻值調(diào)整范圍是，使原線圈接在一交流電源上，若使的功率最大，則的阻值應(yīng)調(diào)節(jié)為（ ）

A．0.5RB．RC．1.5RD．2R
6.4個(gè)阻值相同的電阻R1、R2、R3和R4及理想變壓器按如圖所示連接，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶2，則以下說(shuō)法正確的是（ ）
A．R1和R2消耗的電功率之比為9∶4B．R1和R3消耗的電功率之比為4∶1
C．R2和R3消耗的電功率之比為1∶1D．R2和R4消耗的電功率之比為1∶4
類型4 兩種特殊的變壓器模型
1．自耦變壓器：它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓。
2．互感器
1.如圖為可調(diào)壓式自耦變壓器，在電壓保持不變的情況下，滑片P順時(shí)針轉(zhuǎn)過(guò)適當(dāng)角度，滑片向上移動(dòng)適當(dāng)距離，則（ ）

A．將增大
B．將不變
C．定值電阻的熱功率減小
D．流經(jīng)定值電阻的電流不變
2.互感器又稱為儀用變壓器，是電流互感器和電壓互感器的統(tǒng)稱，用于測(cè)量或保護(hù)系統(tǒng)。如圖，P1、P2是測(cè)量交流高壓輸電參數(shù)的互感器（均視為理想變壓器），則P1、P2分別為（ ）

A．電壓互感器，電流互感器
B．電流互感器，電壓互感器
C．電流互感器，電流互感器
D．電壓互感器，電壓互感器
3.如圖所示，電流互感器是一種測(cè)量大電流的儀器，將待測(cè)通電導(dǎo)線繞過(guò)鐵芯作為原線圈，副線圈兩端接在電流表上，則該電流互感器（ ）
A．電流表示數(shù)為電流的瞬時(shí)值B．能測(cè)量直流輸電電路的電流
C．原、副線圈電流的頻率不同D．副線圈的電流小于原線圈的電流
4.如圖所示，一理想自耦變壓器線圈AB繞在一個(gè)圓環(huán)形閉合鐵芯上，左端輸入正弦交流電壓，、 為相同的燈泡，其電阻均為且恒定不變，定值電阻的阻值為燈泡阻值的。當(dāng)滑片P處于如圖所示位置時(shí)，AB端與PB端匝數(shù)比為，、閉合時(shí)，兩燈泡均正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．燈泡正常發(fā)光的電流為
B．燈泡正常發(fā)光的電功率為
C．、均閉合時(shí)，將P沿順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)，一定變暗
D．?dāng)嚅_，閉合，將P沿逆時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)（燈泡一直沒(méi)有損壞），定值電阻消耗的電功率一定變大
5.如圖所示，L1和L2是高壓輸電線，甲、乙是兩只互感器，若已知n1∶n2＝1000∶1，n3∶n4＝1∶100，圖中電壓表示數(shù)為220V，電流表示數(shù)為10A，則高壓輸電線的送電功率為（ ）
A．2.2×103WB．2.2×10-2WC．2.2×108WD．2.2×104W
6.如圖所示的自耦變壓器為理想變壓器，R為定值電阻，在ab兩端輸入正弦交流電，將滑片P向下移動(dòng)，使原線圈的匝數(shù)減少為原來(lái)的80%，則變壓器副線圈輸出電壓將會(huì)是原來(lái)的（ ）
A．1.2倍B．1.25倍C．0.8倍D．0.75倍
類型4 理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析
1．匝數(shù)比不變、負(fù)載變化的情況(如圖)
(1)U1不變，根據(jù)eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變。
(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化。
(3)I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發(fā)生變化。
2．負(fù)載電阻不變、匝數(shù)比變化的情況(如圖11)
(1)U1不變，eq \f(n1,n2)發(fā)生變化，故U2變化。
(2)R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化。
(3)根據(jù)P2＝eq \f(Ueq \\al(2,2),R)，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化。
1.如圖甲的理想變壓器原線圈接在一正弦交流電源上，電源電壓如圖乙所示，副線圈匝數(shù)可通過(guò)滑片P來(lái)調(diào)節(jié)。當(dāng)滑片P處于圖示位置時(shí)，原、副線圈的匝數(shù)比，此時(shí)一額定功率為44W，額定電壓為220V的燈泡，發(fā)現(xiàn)其亮度低于正常亮度。燈泡電阻恒定，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．該交流電源的頻率為100Hz
B．此時(shí)通過(guò)燈泡電流的有效值為0.2A
C．燈泡兩端電壓表達(dá)式為
D．將滑片P向下滑動(dòng)，燈泡變亮
2．如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻R，電表均為理想交流電表，a、b接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開關(guān)S后（ ）
A．R的發(fā)熱功率不變
B．電壓表的示數(shù)變大
C．電流表A1的示數(shù)變大
D．電流表A2的示數(shù)變小
3．如圖所示，理想變壓器原線圈與定值阻值。 串聯(lián)后接在輸出電壓恒定的正弦交流電源a、b兩副線圈電路中接有電阻箱R和定值電阻，電流表、和電壓表、均為理想電表，增大電阻箱R的阻值，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．的示數(shù)增加B．的示數(shù)增加
C．的示數(shù)增加D．的示數(shù)不變
4.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，，的最大值為2R，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1=220sin100πt（V），則（ ）

A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為110 V
B．單刀雙擲開關(guān)與a連接，當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P在正中間時(shí)，消耗的功率最大
C．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器觸頭P從正中間向下移動(dòng)的過(guò)程中，消耗的功率增大
D．單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動(dòng)變阻器觸頭P向上移動(dòng)的過(guò)程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小
5.如圖所示，理想變壓器原線圈接的交流電，原、副線圈匝數(shù)比，已知定值電阻，，R是滑動(dòng)變阻器，電壓表和電流表均為理想交流電表，以下說(shuō)法正確的是（ ）
A．時(shí)，理想變壓器的輸出功率最大
B．理想變壓器的最大輸出功率為
C．理想變壓器的輸出功率最大時(shí)，電流表的示數(shù)為
D．時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大
6．如圖甲所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，圖中電表均為理想電表，R、L和D分別是光敏電阻（其阻值隨光強(qiáng)增大而減?。?、電感線圈和燈泡．原線圈接入如圖乙所示的正弦式交流電，電壓為，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．交流電的頻率為50Hz
B．電壓表的示數(shù)為31V
C．有光照射R時(shí)，電流表的示數(shù)變大
D．抽出L中的鐵芯，燈泡D變亮
題型三 遠(yuǎn)距離輸電模型分析
1．理清輸電電路圖的三個(gè)回路(如圖)
(1)在電源回路中，P發(fā)電機(jī)＝U1I1＝P1.
(2)在輸送回路中，I2＝I線＝I3，U2＝ΔU＋U3，ΔU＝I2R線，ΔP＝I22R線．
(3)在用戶回路中，P4＝U4I4＝P用戶．
2．抓住兩組關(guān)聯(lián)式
(1)理想的升壓變壓器聯(lián)系著電源回路和輸送回路，由理想變壓器原理可得：eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)，eq \f(I1,I2)＝eq \f(n2,n1)，P1＝P2.
(2)理想的降壓變壓器聯(lián)系著輸送回路和用戶回路，由理想變壓器原理可得：eq \f(U3,U4)＝eq \f(n3,n4)，eq \f(I3,I4)＝eq \f(n4,n3)，P3＝P4.
3．掌握一個(gè)守恒觀念
功率關(guān)系：P2＝ΔP＋P3，其中ΔP＝ΔU·I線＝I線2R線＝eq \f(?ΔU?2,R線).
1．我國(guó)的特高壓輸電技術(shù)居世界第一，如圖所示，發(fā)電站輸出穩(wěn)定的電壓，經(jīng)升壓變壓器升至特高壓進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸送，再經(jīng)過(guò)降壓變壓器降壓后供用戶端使用，用戶端電阻可分為持續(xù)用電用戶電阻（設(shè)為定值電阻）和靈活用電用戶電阻（設(shè)為可變電阻），輸電線電阻不可忽略，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．用電高峰期時(shí)，相當(dāng)于變大
B．用電高峰期時(shí)，兩端電壓變大
C．在不改變輸送電能總功率的前提下，對(duì)比普通的高壓輸電，使用特高壓輸電可以使兩端電壓更大
D．在不改變輸送電能總功率的前提下，對(duì)比普通的高壓輸電，使用特高壓輸電會(huì)使輸電線上電能損耗升高
2．我國(guó)在電力輸送領(lǐng)域是世界上首屈一指的科技霸主，目前已研制成功了全套關(guān)鍵設(shè)備，建成了世界電壓等級(jí)最高、輸電能力最強(qiáng)的交直流輸電網(wǎng)絡(luò)。如圖為遠(yuǎn)距離輸電系統(tǒng)簡(jiǎn)化情景圖，已知發(fā)電廠輸出的交流電壓為，理想升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為，理想降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為，高壓輸電線的總阻值為。設(shè)用戶(負(fù)載)是純電阻，且阻值為，則輸電效率為（ ）
A．B．C．D．
3．如圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器和降壓變壓器都認(rèn)為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說(shuō)法正確的有（ ）
A．輸出電壓與輸入電壓相等
B．輸出功率大于輸入功率
C．若用戶接入的用電器增多，則R功率降低
D．若用戶接入的用電器增多，則輸出電壓降低
4．如圖為高鐵供電流程的簡(jiǎn)化圖，牽引變電所的理想變壓器將電壓為U1的高壓電進(jìn)行降壓；動(dòng)力車廂內(nèi)的理想變壓器再把電壓降至U4，為動(dòng)力系統(tǒng)供電，此時(shí)動(dòng)力系統(tǒng)的電流為I4，發(fā)電廠的輸出電流為I1；若變壓器的匝數(shù)n2=n3，則下列關(guān)系式正確的是（ ）
A．B．
C．D．
5．如圖所示，用一小型交流發(fā)電機(jī)向遠(yuǎn)處用戶供電，已知發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)匝，面積，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度，輸電時(shí)先用升壓變壓器將電壓升高，經(jīng)高壓輸電，到達(dá)用戶區(qū)再用降壓變壓器將電壓降下來(lái)后供用戶使用，兩根輸電導(dǎo)線的總電阻，變壓器可視為理想變壓器。已知升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比。若用戶區(qū)標(biāo)有“，”的電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．流過(guò)電阻的電流為B．電阻上損耗的電功率為
C．發(fā)電機(jī)的輸出電壓為D．交流發(fā)電機(jī)線圈的熱功率為
6．泉州地處山區(qū)，水力資源豐富，現(xiàn)利用市內(nèi)某條流量m3/s、落差m的河流發(fā)電并進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電。如圖所示，若發(fā)電機(jī)輸出功率為W，輸出電壓恒為240V，輸電線路總電阻Ω，允許損失功率為輸出功率的6%，要滿足居民220V的用電需求。重力加速度m/s2，水的密度kg/m3，則（ ）
A．發(fā)電機(jī)的效率為45%
B．該輸電線路所使用的理想升壓變壓器的匝數(shù)比是3∶50
C．該輸電線路所使用的理想降壓變壓器的匝數(shù)比是180∶11
D．若用戶區(qū)消耗的功率增大，則用戶區(qū)獲得的電壓將變小
7.圖甲為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，發(fā)電站發(fā)出的電通過(guò)升壓變壓器升壓，經(jīng)過(guò)電線遠(yuǎn)距離傳輸后，再通過(guò)降壓變壓器降壓后輸入用戶。已知升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，升壓變壓器原線圈輸入電壓如圖乙所示，用戶端連接的電燈額定功率均為，電阻均為，變壓器均為理想變壓器，當(dāng)用戶接入1100盞電燈時(shí)電燈均正常發(fā)光，則（ ）
A．發(fā)電機(jī)的輸出功率為
B．遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為
C．隨著用戶數(shù)量的增加，電燈的亮度會(huì)變暗
D．隨著用電量的增加，損耗的電能與電站輸出的總電能之比越來(lái)越小
8.如圖所示是發(fā)電廠通過(guò)升壓變壓器進(jìn)行高壓輸電，接近用戶端時(shí)再通過(guò)降壓變壓器降壓給用戶供電的示意圖（圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表）。設(shè)發(fā)電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用表示，變阻器R相當(dāng)于用戶用電器的總電阻。當(dāng)用電器增加時(shí)，相當(dāng)于R變小，則當(dāng)用電進(jìn)入高峰時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．電壓表、的讀數(shù)均不變，電流的讀數(shù)增大，電流表的讀數(shù)增大
B．電壓表、的讀數(shù)均減小，電流的讀數(shù)增大，電流表的讀數(shù)減小
C．電壓表、的讀數(shù)之差與電流表的讀數(shù)的比值不變
D．線路損耗功率不變
9.為全面推進(jìn)鄉(xiāng)村振興，某地興建的小型水電站如圖所示。該水電站交流發(fā)電機(jī)的輸出功率為，發(fā)電機(jī)的輸出電壓，經(jīng)變壓器升壓后向遠(yuǎn)處輸電，輸電線總電阻為，在用戶處的降壓變壓器輸出電壓。在輸電過(guò)程中，要求輸電線上損耗的功率為發(fā)電機(jī)輸出功率的4%。假設(shè)升壓變壓器、降壓變壓器均為理想變壓器，下列說(shuō)法正確的是（ ）
A．發(fā)電機(jī)輸出的電流
B．輸電線上的電流
C．降壓變壓器的匝數(shù)比
D．用戶得到的電流
規(guī)律
物理量
函數(shù)表達(dá)式
圖像
磁通量
Φ＝Φmcs ωt＝BScs ωt
電動(dòng)勢(shì)
e＝Emsin ωt＝nωBSsin ωt
電壓
u＝Umsin ωt＝eq \f(REm,R＋r)sin ωt
電流
i＝Imsin ωt＝eq \f(Em,R＋r)sin ωt
物理量
物理含義
重要關(guān)系
適用情況及說(shuō)明
瞬時(shí)值
交變電流某一時(shí)刻的值
e＝Emsin ωt
i＝Imsin ωt
計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況
峰值
最大的瞬時(shí)值
Em＝nωBS
Im＝eq \f(Em,R＋r)
討論電容器的擊穿電壓
有效值
跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值
E＝eq \f(Em,\r(2))
U＝eq \f(Um,\r(2))
I＝eq \f(Im,\r(2))
適用于正(余) 弦式交變電流
(1)交流電流表和電壓表的讀數(shù)
(2)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)
(3)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的值
(4)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值
平均值
交變電流圖像中圖線與時(shí)間軸所圍的面積與時(shí)間的比值
eq \(E,\s\up6(－))＝BLeq \(v,\s\up6(－))
eq \(E,\s\up6(－))＝neq \f(ΔΦ,Δt)
eq \(I,\s\up6(－))＝eq \f(\(E,\s\up6(－)),R＋r)
計(jì)算通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量
裝置圖
實(shí)驗(yàn)說(shuō)明
低壓交流電源，所用電壓不要超過(guò)12 V
①原理：采用控制變量法。n1、U1一定，研究n2和U2的關(guān)系；n2、U1一定，研究n1和U2的關(guān)系。
②誤差：漏磁，原、副線圈中的焦耳熱損耗，鐵芯中有磁損耗，產(chǎn)生渦流。
③安全：使用交流電壓擋測(cè)電壓時(shí)，先用最大量程擋測(cè)試，大致確定電壓后再選擇適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測(cè)量
n1/匝
100
100
200
200
n2/匝
200
400
400
800
U1/V
2.1
1.95
5.22
2.35
U2/V
4.28
8.00
10.60
9.64
原線圈（匝）
100
100
400
400
副線圈（匝）
200
800
200
800
原線圈電壓（伏）
1.96
1.50
4.06
2.80
副線圈電壓（伏）
3.90
11.8
2.00
5.48
電壓
原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定副線圈電壓U2，U2＝eq \f(n2,n1)U1
功率
副線圈的輸出功率P出決定原線圈的輸入功率P入，P入＝P出
電流
副線圈電流I2和匝數(shù)比決定原線圈電流I1，I1＝eq \f(n2,n1)I2
電壓互感器
電流互感器
原理圖
原線圈的連接
并聯(lián)在高壓電路中
串聯(lián)在交流電路中
副線圈的連接
連接電壓表
連接電流表
互感器的作用
將高電壓變?yōu)榈碗妷?br>將大電流變?yōu)樾‰娏?br>利用的公式
eq \f(U1,U2)＝eq \f(n1,n2)
I1n1＝I2n2

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