高三物理【第十一章】交變電流

1、第十一章 交變電流 第一節(jié) 交變電流的產(chǎn)生及描述一、 考情分析 二、 考點(diǎn)知識(shí)梳理考點(diǎn) 1. 交變電流的產(chǎn)生過(guò)程以及規(guī)律應(yīng)用交變電流的產(chǎn)生過(guò)程以及規(guī)律應(yīng)用在高考題中往往以選擇題形式出現(xiàn),考的方面 還是比較多的,比如中性面、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)、感應(yīng)電流、磁通量、磁通量的變化率、 電流方向改變位置、時(shí)刻等。例題 1線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng),產(chǎn)生交變電流的圖象如圖 11-1-3所示,由圖 示可知( A .在 A 和 C 時(shí)刻線圈處于磁通量變化率最大位置 B .在 A 和 C 時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為最大 C.在 B 時(shí)刻到 D 時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 弧度D .若從 B 時(shí)刻到 D 時(shí)刻經(jīng)過(guò) 0.01s ,則在

2、 1s 內(nèi)交變電流的方向改變 100次 解析 :AB 選項(xiàng):在 A 和 C 時(shí)刻,電流最大屬于完全切割,線圈中電動(dòng)勢(shì)為最大, 磁通量變化率最大,磁通量為零。 A 選項(xiàng)對(duì), B 選項(xiàng)錯(cuò)。CD 選項(xiàng):在 B 時(shí)刻到 D 時(shí)刻,電流為零到電流為零且相鄰。線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為 弧度,則在 1s 內(nèi)交變電流的方向改變 100次 CD 選項(xiàng)對(duì)。 答案:ACD變式 1(07.寧夏理綜卷一正弦11-1-3 交流電的電壓隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖 11-1-9所示.由圖可知 A .該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為 u =100sin (25t V B .該交流電的頻率為 25 Hz C .該交流電的電壓的有效值為 D .若

3、將該交流電壓加在阻值 R =100 的電阻兩端,則電阻消耗的功率為 50 W 1. 考點(diǎn)分析 本題交流電的兩種表達(dá)方式 (函數(shù)表示法與圖象表示法 , 以及交流 電有效值的求解.解析: 由圖象可知正弦交流電的周期 04. 0=T s ,則251=T f , 502=f ,所以該交流電的電壓瞬時(shí)值的表達(dá)式為 u =100sin (50t V , A 不正確, B 正確;該交流電的電壓的有效值為22100=V ,則 C 不正確;若將該交流電壓加在阻值 R =100 的電阻兩端,則電阻消耗的功率為 50100 250(22=R U P W ,則D 正確,所以正確答案為 BD . 答案:BD考點(diǎn) 2.

4、交變電流峰值、瞬時(shí)值、平均值的計(jì)算(1求線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生的正弦交流電的電動(dòng)勢(shì)的最大值 E m 時(shí),可 用公式 E m =NBS求解,此時(shí)要注意別忘記線圈的匝數(shù) N. (2求線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中某段時(shí)間內(nèi)的平均電動(dòng)勢(shì)時(shí)應(yīng)用 t E =-來(lái)求解,但應(yīng)注意求 時(shí) 的正負(fù)及 與 t 的對(duì)應(yīng)關(guān)系。例題 2 (09年天津卷如圖 11-1-5所示,單匝矩形閉合導(dǎo) 線框 abcd 全部處于磁感應(yīng)強(qiáng)度為 B 的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中, 線框 面積為 S ,電阻為 R 。線框繞與 cd 邊重合的豎直固定轉(zhuǎn)軸以11-1-9 角 速 度 勻 速 轉(zhuǎn) 動(dòng) , 線 框 中 感 應(yīng) 電 流 的 有 效 值2的過(guò)程中,通過(guò)導(dǎo)線橫

5、截面的電荷量 q=解析:電動(dòng)勢(shì)的最大值 BS E =m ,電動(dòng)勢(shì)的有效值2mE E =,電流的有效值R BS RE I 22=; R BSR t t R t R t q =。答案: (1 R BS 22, R BS 【變式訓(xùn)練 2】 (09年福建卷一臺(tái)小型發(fā)電 機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象 如圖 11-1-6甲所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為 5.0,則外接一只電阻為 95.0的燈泡,如 圖乙所示,則( A. 電壓表 v 的示數(shù)為 220V B. 電路中的電流方向每秒鐘改變 50次 C. 燈泡實(shí)際消耗的功率為 484WD. 發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為 24.2J11-1-6解析 :

6、A 選項(xiàng):電壓表示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值 , 由圖像知電動(dòng)勢(shì)的最大值 E m =2220V ,有效值 E=220V ,燈泡兩端電壓Vr R REU 209=+=, A 錯(cuò)B 選項(xiàng):由圖像知 T =0.02S,一個(gè)周期內(nèi)電流方向變化兩次,可知 1s 內(nèi)電流方向 變化 100次, B 錯(cuò) C選項(xiàng):燈泡的實(shí)際功率 459.8WW 95209R U P 22=,C錯(cuò)D 選項(xiàng):電流的有效值A(chǔ) r R EI 2. 2=+=,發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為J J rt I Q r 2. 24152. 222=, D對(duì)。 答案:D考點(diǎn) 3. 交變電流的有效值例題 3 通過(guò)某電阻的周期性交變電流的圖象如圖

7、 11-1-7的有效值 I 。解析:該交流周期為 T =0.3s,前 t 1=0.2s為恒定電流 I 1=3A,后 t 2=0.1s為恒定電流 I 2=-6A,因此這一個(gè)周期內(nèi)電流做的功可以 求出來(lái),根據(jù)有效值的定義,設(shè)有效值為 I ,根據(jù)定義有:2221212Rt I Rt I RT I += I=32A 7. 家用電子調(diào)光燈的調(diào)光原理是用電子線路將輸入的正弦交流電壓的波形截去一 部分來(lái)實(shí)現(xiàn)的 , 由截去部分的多少來(lái)調(diào)節(jié)電壓 , 從而實(shí)現(xiàn)燈光的可調(diào) , 比過(guò)去用變壓 器調(diào)壓方便且體積小 . 某電子調(diào)光燈經(jīng)調(diào)整后電壓波形如圖 11-1-15所示 , 則燈泡兩 端的電壓為 ( A . 22 U

8、m B . 42U m3O -6 11-1-7C . 21U m D . 41U m7. 解析:1個(gè)周期內(nèi)題中產(chǎn)生的焦耳熱 Q=R U m 22(·2T+0=R U m 42T, 由交流電有效值的定義:當(dāng)電壓為 U 的直流電通過(guò)此調(diào)光燈相同的時(shí)間產(chǎn)生的焦耳熱 Q =Q時(shí) , 有:R U 2T=R U m 42·T, 所以 U=21U m , 此交流電的有效值與 U 相等 , 即燈兩端電壓為 21U m ,C正確 . 答案:C第二節(jié) 變壓器和遠(yuǎn)距離輸電 三、 考情分析 三、考點(diǎn)知識(shí)解讀考點(diǎn) 1. 理想變壓器基本公式的應(yīng)用剖析:理想變壓器的兩個(gè)基本公式是: 1222U n U

9、n =,即對(duì)同一變壓器的任意兩個(gè)線圈,都有電壓和匝數(shù)成正比。 12PP =,即無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作,變壓器的 輸入功率總等于所有輸出功率之和。只有當(dāng)變壓器只有一個(gè)副線圈工作時(shí),才有12212211,n n I I I U I U =。 6例題 1 (09·江蘇物理·6 如圖 11-2-7所示,理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比 為 1:5 ,原線圈兩端的交變電壓為 100V u t = 氖泡在兩端電壓達(dá)到 100V 時(shí)開(kāi)始發(fā)光,下列說(shuō)法中正確的有 ( A .開(kāi)關(guān)接通后,氖泡的發(fā)光頻率為 100Hz B .開(kāi)關(guān)接通后,電壓表的示數(shù)為 100 V C .開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,電壓表的示數(shù)變大

10、 D .開(kāi)關(guān)斷開(kāi)后,變壓器的輸出功率不變解析 :本題主要考查變壓器的知識(shí),要能對(duì)變壓器的最大值、有效值、 瞬時(shí)值以及變壓器變壓原理、功率等問(wèn)題徹底理解。由交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式知,原線圈兩端電壓的有效值為22201=U V=20V,由 2121U U n n =得副線圈兩端的電壓為1002=U V ,電壓表的示數(shù)為交流電的有效值, B 項(xiàng)正確;交變電壓的頻率為502100=f Hz , 一個(gè)周期內(nèi)電壓兩次大于 100V , 即一個(gè)周期內(nèi)氖泡能兩次發(fā)光,所以其發(fā)光頻率為 100Hz , A 項(xiàng)正確;開(kāi)關(guān)斷開(kāi)前后,輸入電壓不變,變壓器的 變壓比不變,故輸出電壓不變, C 項(xiàng)錯(cuò)誤;斷開(kāi)后,電路消耗的

11、功率減小,輸出 功率決定輸入功率, D 項(xiàng)錯(cuò)誤。 答案: AB【變式訓(xùn)練 1】 (09·四川·17 如圖 11-2-8甲所 示,理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為 10:1, R 1=20 , R 2=30 , C 為電容器。已知通過(guò) R 1的 正 弦 交 流 電 如 圖 乙 所 示 , 則 ( 11-2-7A. 交流電的頻率為 0.02 HzB. 原線圈輸入電壓的最大值為 VC. 電阻 R 2的電功率約為 6.67 WD. 通過(guò) R 3的電流始終為零解析 :根據(jù)變壓器原理可知原副線圈中電流的周期、頻率相同,周期為 0.02s 、頻 率為 50赫茲, A 錯(cuò)。由圖乙可知通過(guò) R

12、 1的電流最大值為 I m =1A 、根據(jù)歐姆定律 可知其最大電壓為 U m =20V ,再根據(jù)原副線圈的電壓之比等于匝數(shù)之比可知原線 圈輸入電壓的最大值為 200 V、 B 錯(cuò);因?yàn)殡娙萜饔型ń涣鳌⒆柚绷鞯淖饔?則有 電流通過(guò) R 3和電容器, D 錯(cuò);根據(jù)正弦交流電的峰值和有效值關(guān)系并聯(lián)電路特點(diǎn)可知電阻 R 2的電流有效值為 I U =U m V ,電阻 R 2的電功率為 P 2=UI = 203W 、 C 對(duì)。答案:C考點(diǎn) 2. (變壓器動(dòng)態(tài)問(wèn)題制約思路剖析:.(1電壓制約:當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n 1/n 2一定時(shí),輸出電壓 U 2由 輸入電壓決定,即 U 2=n 2U 1/n

13、1,可簡(jiǎn)述為“原制約副” .(2電流制約:當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比(n 1/n 2一定,且輸入電壓 U 1確 定時(shí),原線圈中的電流 I 1由副線圈中的輸出電流 I 2決定,即 I 1=n 2I 2/n 1,可簡(jiǎn)述為 “副制約原” .(3負(fù)載制約:變壓器副線圈中的功率 P 2由用戶負(fù)載決定, P 2=P 負(fù) 1+P 負(fù) 2+; 變壓器副線圈中的電流 I 2由用戶負(fù)載及電壓 U 2確定, I 2=P 2/U 2; 總功率 P 總 =P線 + P 2.11-2-878例題 2 如圖 11-2-9所示為一理想變壓器, K 為單刀雙擲開(kāi)關(guān), P 為滑動(dòng)變阻器的 滑動(dòng)觸頭, U 1為加在原線圈兩端的電壓

14、, I 1為原線 圈中的電流強(qiáng)度,則( A .保持 U 1及 P 的位置不變, K 由 a 合到 b 時(shí), I 1將增大B .保持 P 的位置及 U 1不變, K 由 b 合到 a 時(shí), R 消耗的功率減小 C .保持 U 1不變, K 合在 a 處,使 P 上滑, I 1將增大D .保持 P 的位置不變, K 合在 a 處,若 U 1增大, I 1將增大 解析 :K 由 a 合到 b 時(shí), n 1減小,由 1122U n U n =, 可知, U 2增大, P 2=U22/R隨之增大·而 P 1=P2, P 1=I1U 1,從而 I 1增大, A 正確. K 由 b 合到 a 時(shí),

15、與上述情況相 反, P 2將減小, B 正確·P 上滑時(shí), R 增大, P 2=U22/R減小,又 P 1=P 2, P 1=I1U 1, 從而 I 1減小, C 錯(cuò)誤. U 1增大, 由 21U U =21n n , 可知 U 2增大, I 2=U2/R隨之增大, 由 1221I n I n =可知 I 1也增大, D 正確。說(shuō)明:處理這類問(wèn)題的關(guān)鍵是要分清變量和不變量,弄清理想變壓器中各量間的 聯(lián)系和制約關(guān)系.在理想變壓器中, U 2由 U 1和匝數(shù)比決定; I 2由 U 2和負(fù)載電阻 決定; I 1由 I 2和匝數(shù)比決定. 答案: ABD【變式訓(xùn)練 2】 (08四川·

16、16 如 圖 11-2-10,一理想變壓器原線圈 接入一交流電源,副線圈電路中 R 1、 R 2、 R 3和 R 4均為固定電阻,開(kāi)關(guān) S U 1 11-2-99理想電流表,讀數(shù)分別為 I 1、 I 2和 I 3?，F(xiàn)斷開(kāi) S , U 1數(shù)值不變,下列推斷中正確的 是 ( A . U 2變小、 I 3變小 B . U 2不變、 I 3變大 C . I 1變小、 I 2變小 D . I 1變大、 I 2變大解析:因?yàn)樽儔浩鞯脑褦?shù)與 U 1不變,所以 U 2與兩電壓表的示數(shù)均不變.當(dāng) S 斷 開(kāi)時(shí),因?yàn)樨?fù)載電阻增大,故次級(jí)線圈中的電流 I 2減小,由于輸入功率等于輸出 功率,所以 I 1也將減小,

17、C 正確;因?yàn)?R 1的電壓減小,故 R 2、 R 3兩端的電壓將增 大, I 3變大, B 正確. 答案:BC考點(diǎn) 3. 多個(gè)副線圈的變壓器 剖析:當(dāng)副線圈中有二個(gè)以上線圈同時(shí)工作時(shí), U 1 U 2 U 3=n1 n 2 n 3,但電流不可21I I =12n n ,此情況必須用原副線圈功率相等來(lái)求電流.例題 3 如圖 11-2-11所示,接于理想變壓器的四個(gè) 燈泡規(guī)格相同, 且全部正常發(fā)光, 則這三個(gè)線圈的匝 數(shù)比應(yīng)為( A . 1 2 3; B . 2 3 1 C . 3 2 1; D . 2 1 3解析 :由于所有燈泡規(guī)格相同.且都正常發(fā)光,則32U U =32n n =U U 2=

18、12式中, U 為燈泡11-2-1110的額定電壓,設(shè) I 為燈炮的額定電流,由理想變壓器的功率關(guān)系 p l = p2+p 3 U l I =U 2I +U 3I =2UI +UI =3UI 所以 U 1=3U則 21n n =21U U =U U 23=23 由此得 n 1 n 2 n 3=3 2 1答案:C【變式訓(xùn)練 3】 甲、乙兩個(gè)完全相同的理想變壓器接 在電壓恒定的交流電路中,如圖 11-2-12所示。已知兩 變壓器負(fù)載電阻的阻值之比為 R 甲 :R 乙 =2:1,設(shè)甲變 壓器原線圈兩端的電壓為 U 甲 ,副線圈上通過(guò)的電流為I /甲;乙變壓器原線圈兩端的電壓為 U 乙 ,副線圈上通過(guò)

19、的電流為 I /乙 。則以下說(shuō)法正確的是:( A . U 甲 =U乙 , I /甲 =I/乙 ; B . U 甲 =2U乙 , I /甲 =2I/乙 ; C . U 甲 =U乙 , I /甲 =½I /乙 ; D . U 甲 =2U乙 , I /甲 =I/乙 ?！窘馕觥?:由于兩變壓器的原線圈串聯(lián)接在同一回路中,電荷守恒定律知,無(wú)論是 直流電路還是交流電路,串聯(lián)電路中電流必定相等,所以通過(guò)兩原線圈的電流相 同,即:I 甲 =I乙 。又因兩變壓器的匝比相同,根據(jù)變壓器的電流變比公式,可推得 它們副線圈上的電流也相同,即:I /甲 =I/乙 。對(duì)兩變壓器的輸出端,由歐姆定律,可 得到兩副

20、線圈上的電壓分別為:U 甲 /=I甲 /R 甲 、 U 乙 /=I乙 /R 乙 , 解得:U 甲 /:U 乙 /=2:1, 最后再根據(jù)變壓器的電壓變比公式可求得兩原線圈上的電壓關(guān)系為:U 甲 =2U乙 。 答案:D 。考點(diǎn) 4. 遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題11. (08上海物理·20 B 某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是 20kW ,輸電線路總電阻11-2-12是 6。(1若采用 380 V輸電,求輸電線路損耗的功率。(2若改用 5000 V高壓輸電,用戶端利用 n 1:n 2=22:1的變壓器降壓,求用 戶得到的電壓。10考點(diǎn)分析 考查變壓器電壓比和電流比的應(yīng)用及動(dòng)態(tài)分析.解析:由變壓器的電流比可知

21、,121I nI n=, 故InnI121=, 由題意知原線圈的電壓不變,由 P 2=22UR 和 P 1=P 2可知, R 減小時(shí),則 P 1=P 2均增大.11. 解析:(1輸電線上的電流強(qiáng)度為 I =32010380PU=A =52.63A輸電線路損耗的功率為 P 損 =I 2R =52.632×6W 16620W =16.62kW(2改用高壓輸電后,輸電線上的電流強(qiáng)度變?yōu)?I =320105000PU='A =4A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓 U 1=U -I R =(5000-4×6 V =4976V根據(jù)11 22 U n U n =用戶得到的電壓為 U

22、 2=211nUn =122×4976V =226.18V2. (07. 天津理綜卷 將阻值為 5的 電 阻1112接到內(nèi)阻不計(jì)的交流電源上, 電源電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖 11-1-10所示. 下 列說(shuō)法正確的是 ( A .電路中交變電流的頻率為 0.25 Hz B C .電阻消耗的電功率為 2.5 WD .用交流電壓表測(cè)得電阻兩端的電壓是 5 V3. (2008全國(guó)第四次大聯(lián)考 一只矩形線圈在勻強(qiáng)磁 場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng) , 穿過(guò)線圈的磁通 量隨時(shí)間變化的圖象如圖 11-1-11所示 , 則下列說(shuō)法 中正確的是 ( A . t=0時(shí)刻 , 線圈平面與中性面垂直 B .

23、 t=0.01 s時(shí)刻 , 的變化率最大 C . t=0.02 s時(shí)刻 , 交流電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D .該線圈相應(yīng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示4.處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形 線 圈abcd ,以恒定的角速度繞 ab 邊轉(zhuǎn) 動(dòng), 磁場(chǎng)方向平行于紙面并 與 ab 垂 直 . 在 t=0時(shí)刻,線圈平面 與紙面 重合 (如圖 11-1-12 , 線圈 的 cd 邊 離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng) . 若規(guī)定 由 a b c d a 方向的感應(yīng)電流為正,11-1-10 11-1-1113則能反映線圈中感應(yīng)電流 I 隨時(shí)間 t 變化的圖線是 ( 5.如圖 11-1-13所示 , 把電阻、電感線圈、電容器并聯(lián)接到某一交流電源上

24、 , 三個(gè)電 流表的示數(shù)相同 . 若保持電源電壓不變 , 而將頻率加大 , 則三個(gè)電流表的示數(shù) I 1、 I 2、 I 3的大小關(guān)系是 ( AI 1=I2=I3 B . I 1>I2>I3 C . I 2>I1>I3 D . I 3>I1>I26.一交流電壓的圖象如圖 11-1-14所示 , 將該交流電壓加在一阻值為 22 的電阻 兩端 , 下列說(shuō)法中正確的是 ( A .該電阻消耗的功率為 550 WB .該交流電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為 u=1102sin100t V C .并聯(lián)在該電阻兩端的交流電壓表的示數(shù)為 1102 V D .流過(guò)電阻的電流方向每秒改變 5

25、0次11-1-1211-1-1311-1-14 148. (08·北京·18一理想變 壓器原、 副線圈匝數(shù)比 n 1:n 2=11:5。原 線 圈 與 正弦交變電源連接, 輸入電壓 u 如 圖 11-1-16所示。副線圈僅接入一 個(gè) 10的電阻。則 ( A .流過(guò)電阻的電流是 20 AB .與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是 1002V C .經(jīng)過(guò) 1分鐘電阻發(fā)出的熱量是 6×103 J D .變壓器的輸入功率是 1×103W2. 考點(diǎn)分析 本題考查了交變電流的圖像與交流電的有效值.解析: 從圖中可以看出,電流的周期為 s ,所以頻率為 25Hz .電壓的峰值為

26、 5V , 所以通過(guò)電阻的電流的峰值為 1A ,用交流電表測(cè)量的是電壓和電流的有效值.正 弦交流電的有效值是峰值的22倍,所以 D 錯(cuò)誤.根據(jù)電功率的計(jì)算公式有5. 222225=UI P W ,所以C 正確.答案:C3. 解析:明確中性面和中性面的垂面的特點(diǎn) , 線圈處在中性面時(shí):最大 , t (的 變化率最小為 0,e=nt =0,i=0;線圈平面與中性面垂直時(shí) , =0,t 最大 ,e=nt 最大 ,i 最大 . 由此可知:唯一正確的選項(xiàng)為 B. 答案:B11-1-16154. 解析:圖示時(shí)刻 ,ab 邊和 cd 邊同時(shí)垂直切割磁感線 , 產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 , 此時(shí) 感應(yīng)電流最大 ,

27、 由右手定則 , 可判定電流方向?yàn)?a b c d a 為正方向 , 綜上所述 , 正確選項(xiàng)為 C. 答案:C5. 解析:保持電源的電壓不變 , 對(duì) R 兩端的電壓不變 , 電流不變 ; 對(duì) L 頻率增大 , 感抗 增大 , 所以電流減小 ; 對(duì) C 頻率增大 , 容抗減小 , 故充放電電流增大 . 答案:D6. 解析:由圖知:電壓有效值 U=2mU =110 V, 則電流有效值 I=R U=5 A,即 P=UI=550 W或 P=R U 2=550 W,A 正確 . 電壓瞬時(shí)值 U=Um sin t, 由圖知:T=0.02 s, =T2=100,U m =1102. 則 B 正確 . 交流電

28、壓表示數(shù)應(yīng)為有效值 U=110 V,C 錯(cuò) . 電流方向每個(gè)周 期改變 2次 , 則 1 s內(nèi)改變 100次 ,D 錯(cuò) . 答案:AB8. 解析 原線圈中電壓的有效值是 220V , 由變壓比知副線圈中電壓為 100V , 流過(guò) 電阻的電流是 10A ;與電阻并聯(lián)的電壓表的示數(shù)是 100V ;經(jīng)過(guò) 1分鐘電阻發(fā)出的 熱量是 6×1034J 。 答案:D1. 如圖 11-2-14所示,理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為 201,原線圈接正弦 交流電,副線圈接入“220V,60W”燈泡一只,且燈泡正常發(fā)光.則 ( A 220 B .電源輸出功率為 1200W C.電流表的示數(shù)為 220 D

29、.原線圈端電壓為 11V 2. 如圖 11-2-15所示電路中的變壓器為理想變 壓器, S 為單刀雙擲開(kāi)關(guān). P 是滑動(dòng)變阻器 R 的 滑動(dòng)觸頭, U 1 為加在原線圈兩端的交變電壓,I 1、 I 2 分別為原線圈和副線圈中的電流. 下列說(shuō)法正確的是 ( A .保持 P 的位置及 U 1不變, S 由 b 切換到 a ,則 R 上消耗的功率減小 B .保持 P 的位置及 U 1不變, S 由 a 切換到 b ,則 I 2減小 C .保持 P 的位置及 U 1 不變, S 由 b 切換到 a ,則 I 1增大 D .保持 U 1不變, S 接在 b 端,將 P 向上滑動(dòng),則 I 1減小 3. 如

30、圖 11-2-16所示理想變壓器原副線圈匝數(shù)比 n 1 n 2=4 1, 當(dāng)導(dǎo)體棒 ab 向右勻速 切割磁感線時(shí)電流表 A 1的讀數(shù)是 12 mA, 則副線圈中電流表 A 2的讀數(shù)為 ( A.3 mA B.48 mA C. 與 R 阻值無(wú)關(guān) D.0Ra11-2-1511-2-164. 如圖 11-2-17所示為四種亮度可調(diào)的臺(tái)燈的電路示意圖 , 它們所用的白熾燈燈泡 相同 , 且都是“ 220 V 40 W” . 當(dāng)燈泡所消耗的功率都調(diào)至 20 W時(shí) , 哪種臺(tái)燈消耗 的功率最小( 5. 如圖 11-2-18所示 , 兩只相同的燈泡 , 分別接在理想變壓器的原、副線圈上 ,(燈泡電 阻不隨溫度

31、變化 已知原、 副線圈的匝數(shù)比 n 1 n 2=2 1, 電源電壓為 U, 則 ( A. 通過(guò) A 、 B 燈的電流之比 I A I B =2 1 B. 燈泡 A 、 B 兩端的電壓之比 U A U B =1 2 C. 燈泡 A 、 B 兩端的電壓分別是 U A =51U,U B =52U D. 燈泡 A 、 B 消耗的功率之比 P A P B =1 111-2-1711-2-186、 (2009年海南物理 9. 一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為 4000kW, 電壓為 4000V ,經(jīng) 變壓器 T 1升壓后向遠(yuǎn)方輸電。輸電線路總電阻 R=1k。到目的地經(jīng)變壓器 T 2降壓,負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈泡(

32、220V 、 60W 。若在輸電線路上消耗的功率 為發(fā)電機(jī)輸出功率的 10%,變壓器 T 1和 T 2的耗損可忽略,發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工 作狀態(tài),則 A . T 1原、副線圈電流分別為 103A 和 20A B . T 2原、副線圈電壓分別為 1.8×105V 和 220V C . T 1和 T 2的變壓比分別為 1:50和 40:1D .有 6×104盞燈泡(220V 、 60W 正常發(fā)光7. (08·海南·7 如圖 11-2-19,理想變壓器原副線圈匝數(shù)之比為 4 1.原線圈接入一電壓為 u =U 0sin t 的交流電源, 副線圈接一個(gè) R =27.

33、5 的負(fù)載電阻. 若 U 0=V , =100 Hz的是 ( A .副線圈中電壓表的讀數(shù)為 55 V B .副線圈中輸出交流電的周期為1s100C .原線圈中電流表的讀數(shù)為 0.5 A D .原線圈中的輸入功率為8. (08·天津·17 一理想變壓器的原線圈上接有正弦交變電壓,其最大值保持 不變,副線圈接有可調(diào)電阻 R 設(shè)原線圈的電流為 I 1,輸入功率為 P 1,副線圈的 電流為 I 2,輸出功率為 P 2。當(dāng) R 增大時(shí) ( A . I 1減小, P 1增大 B . I 1減小, P 1減小 C . I 2增大, P 2減小 D . I 2增大,11-2-19P 2增大

34、 9. (07.上海物理卷如圖 11-2-20所示,自耦變壓 器輸入端 A 、 B 接交流穩(wěn)壓電源,其電壓有效值 U AB =100V , R 0=40 ,當(dāng)滑動(dòng)片處于線圈中點(diǎn)位置時(shí), C 、 D 兩端電壓的有效值 U CD 為 _V,通過(guò)電阻 R 0的電流有效值為 _A. 10. (06.上海物理卷 如圖 11-2-21所示,一 理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為 n l 和 n 2, 當(dāng) 負(fù)載電阻 R 中流過(guò)的電流為 I 時(shí), 原線圈中流過(guò) 的電流為 ;現(xiàn)減小負(fù)載電阻 R 的阻值,則變壓器的輸入功率將 (填“增大”、“減小”或“不變” .1. 考點(diǎn)分析 本題考查了理想變壓器的電流關(guān)系、電壓關(guān)系

35、和功率關(guān)系等知識(shí).11-2-2011-2-21解析: 燈泡正常發(fā)光,則副線圈的電流為 I 1=UP =3A/11,根據(jù)變壓器的電流關(guān)系可得:101n n I I ,原線圈中的電流 I 0=011n I n =3A/220,即電流表的示數(shù)為3220A ,原線圈中電壓為:U 0=110n U n =4400V ,電源的輸出功率P =UI =4400×3220=60W .答案:C2. 考點(diǎn)分析 本題考查了變壓器電路的動(dòng)態(tài)分析.解析: S 由 b 切換 a 時(shí),副線圈匝數(shù)增多,則輸出電壓 U 2增大, R 1消耗的功率 增大,由變壓器功率關(guān)系可知,其輸入功率也增大,故 I 1增大,所以 A 錯(cuò) C 對(duì); S 由 a 切換 b 時(shí),副線圈匝數(shù)減少,則輸出電壓 U 2減小, I 2減小, B 對(duì); P 向上滑 動(dòng)時(shí), R 減小, I 2增大,由電流與匝數(shù)的關(guān)系可知, I 1增大, D 錯(cuò). 答案:BC3. 解析:常見(jiàn)錯(cuò)誤是套用交流比公式 I 1I 2=n2n 1得 I 2=48 mA,而選 B, 原因是導(dǎo)體棒勻 速向右切割磁感線運(yùn)動(dòng)時(shí) , 變壓器輸出恒定電流 , 因此原線圈產(chǎn)生不了電磁感應(yīng)現(xiàn) 象 , 所以變壓器輸出電