（浙江選考）2023版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第九章電磁感應(yīng)交變電流第3講交變電流學(xué)案

PAGEPAGE1第3講交變電流[考試標(biāo)準(zhǔn)]知識(shí)內(nèi)容必考要求加試要求說(shuō)明交變電流c1.不要求知道交流發(fā)電機(jī)各局部的名稱．2.不要求推導(dǎo)交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式．3.不要求計(jì)算線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)．4.不要求證明正弦式交變電流有效值與峰值之間的關(guān)系．5.不要求計(jì)算方波等其他交變電流的有效值．6.不要求知道感抗、容抗的概念．7.不要求分析、計(jì)算兩個(gè)及以上副線圈和有兩個(gè)磁路的變壓器問(wèn)題．8.不要求計(jì)算同時(shí)涉及升壓、降壓的輸電問(wèn)題.描述交變電流的物理量c電感和電容對(duì)交變電流的影響b變壓器c電能的輸送c一、交變電流1．產(chǎn)生：線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．2．兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)：(1)線圈平面與中性面重合時(shí)，S⊥B，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變．(2)線圈平面與中性面垂直時(shí)，S∥B，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，電流方向不改變．3．電流方向的改變：線圈通過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過(guò)中性面，因此電流的方向改變兩次．自測(cè)1(多項(xiàng)選擇)關(guān)于中性面，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零B．線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大C．線圈每經(jīng)過(guò)一次中性面，感應(yīng)電流的方向就改變一次D．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周經(jīng)過(guò)中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向就改變一次答案AC二、正弦式交變電流的描述1．周期和頻率(1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間，單位是秒(s)，公式T＝eq\f(2π,ω).(2)頻率(f)：交變電流在1s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲(Hz)．(3)周期和頻率的關(guān)系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T).2．正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí))(1)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律：e＝Emsinωt，其中ω為線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，Em＝nBSω.(2)負(fù)載兩端的電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律：u＝Umsinωt.(3)電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律：i＝Imsinωt.3．交變電流的瞬時(shí)值、峰值和有效值(1)瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù)．(2)峰值：交變電流(電流、電壓或電動(dòng)勢(shì))所能到達(dá)的最大的值，也叫最大值．(3)有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值．對(duì)正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為：E＝eq\f(Em,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2)).自測(cè)2(多項(xiàng)選擇)如圖1所示是某種正弦交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的()圖1A．周期是0.01sB．最大值是311VC．有效值約220VD．表達(dá)式為u＝220sin100πt(V)答案BC三、電感和電容對(duì)交變電流的影響1．電感器對(duì)交變電流的阻礙作用(1)感抗：電感器對(duì)交變電流阻礙作用的大?。?2)影響因素：線圈的自感系數(shù)越大，交流的頻率越高，感抗越大．(3)感抗的應(yīng)用類型區(qū)別低頻扼流圈高頻扼流圈自感系數(shù)較大較小感抗大小較大較小作用通直流、阻交流通低頻、阻高頻2.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用(1)容抗：電容器對(duì)交變電流阻礙作用的大小．(2)影響因素：電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越小．(3)作用：“通交流，隔直流；通高頻，阻低頻〞．自測(cè)3(多項(xiàng)選擇)如圖2所示，當(dāng)交流電源的電壓(有效值)U＝220V，頻率f＝50Hz時(shí)，三只燈泡L1、L2、L3的亮度相同(L無(wú)直流電阻)，假設(shè)將交流電源的頻率變?yōu)?00Hz，那么()圖2A．L1燈比原來(lái)亮B．L2燈比原來(lái)亮C．L3燈和原來(lái)一樣亮D．L3燈比原來(lái)亮答案AC四、變壓器1．原理電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)．2．根本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入＝P出．(2)電壓關(guān)系：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,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).3．幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器——調(diào)壓變壓器．(2)互感器eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電壓互感器：用來(lái)把高電壓變成低電壓.,電流互感器：用來(lái)把大電流變成小電流.))五、電能的輸送1．輸電過(guò)程(如圖3所示)圖32．輸電導(dǎo)線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達(dá)式為Q＝I2Rt.3．電壓損失：(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR.4．功率損失：(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝(eq\f(P,U))2R.5．輸送電流：(1)I＝eq\f(P,U)；(2)I＝eq\f(U－U′,R).自測(cè)4(多項(xiàng)選擇)理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，原線圈兩端接交流電源，那么()A．原、副線圈中電流頻率之比f(wàn)1∶f2＝10∶1B．原、副線圈兩端電壓之比為U1∶U2＝10∶1C．原、副線圈內(nèi)交變電流之比I1∶I2＝1∶10D．變壓器輸入和輸出功率之比P1∶P2＝10∶1答案BC解析根據(jù)變壓器的電壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)和電流比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知選項(xiàng)B、C是正確的；對(duì)于理想變壓器，不改變頻率，輸入與輸出的功率相等，即P1＝P2，所以選項(xiàng)A、D是錯(cuò)誤的．命題點(diǎn)一交變電流的產(chǎn)生和描述正弦式交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值的比擬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＝Emsinωt，i＝Imsinωt計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大瞬時(shí)值Em＝nBSω，Em＝nΦmω，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)等效的恒定電流值對(duì)正(余)弦交流電有：E＝eq\f(Em,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2))(1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)有關(guān)的量(如功、功率、熱量等)(2)電氣設(shè)備“銘牌〞上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值(4)交流電壓表和電流表的讀數(shù)為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值eq\x\to(E)＝Bleq\x\to(v)，eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)，eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)計(jì)算通過(guò)電路橫截面的電荷量例1(多項(xiàng)選擇)圖4A．電壓表V的示數(shù)為220VB．電路中的電流方向每秒改變100次C．通過(guò)燈泡電流的最大值為2.2eq\r(2)AD．發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為48.4J答案BC解析由題圖知電壓峰值為220eq\r(2)V，周期為2×10－2s，所以有效值為220V，角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,2×10－2)rad/s＝100πrad/s.電壓表測(cè)的是路端電壓U＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(220,95＋5)×95V＝209V，故A錯(cuò)誤；因周期T＝2×10－2s，所以頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2×10－2)Hz＝50Hz，電流方向每秒鐘改變100次，故B正確；通過(guò)燈泡電流的最大值為Im＝eq\f(220\r(2),95＋5)A＝2.2eq\r(2)A，故C正確；發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝eq\f(E－U2,r)t＝eq\f(112,5)×1J＝24.2J，故D錯(cuò)誤．變式1圖5A．線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcdaB．線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcbaC．穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大D．線圈ad邊所受安培力的方向垂直紙面向里答案ACD解析當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；圖示位置穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，C正確；由左手定那么知線圈ad邊所受安培力的方向垂直紙面向里，選項(xiàng)D正確．變式2(多項(xiàng)選擇)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e＝50sin100πt(V)．對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，以下表述正確的有()A．最大值是50eq\r(2)V B．頻率是100HzC．有效值是25eq\r(2)V D．周期是0.02s答案CD解析交變電動(dòng)勢(shì)e＝Emsinωt＝50sin100πt(V)，故電動(dòng)勢(shì)最大值是50V，有效值是eq\f(50,\r(2))V＝25eq\r(2)V，又ω＝2πf＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，故頻率是50Hz，周期是0.02s，選項(xiàng)C、D正確．變式3(多項(xiàng)選擇)(2022·紹興市選考模擬)圖6甲為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型．在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連．在某一風(fēng)速時(shí)，電壓傳感器顯示如圖乙所示正弦規(guī)律變化，那么()圖6A．磁鐵的轉(zhuǎn)速為10r/sB．線圈兩端電壓的有效值為6eq\r(2)VC．交流電壓的表達(dá)式為u＝12sin5πtVD．該交流電可以直接加在擊穿電壓為9V的電容器上答案BC解析電流的周期為T＝0.4s，故磁鐵的轉(zhuǎn)速為n＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.4)r/s＝2.5r/s，故A錯(cuò)誤；通過(guò)題圖乙可知電壓的最大值為12V，故有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(12,\r(2))V＝6eq\r(2)V，故B正確；周期T＝0.4s，故ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,0.4)rad/s＝5πrad/s，故交流電壓的表達(dá)式為u＝12sin5πtV，故C正確；該交流電的最大值大于電容器的擊穿電壓，故不能直接加在擊穿電壓為9V的電容器上，故D錯(cuò)誤．命題點(diǎn)二變壓器和電能的輸送考向1理想變壓器原理和根本關(guān)系1．變壓器的工作原理2．理想變壓器的制約關(guān)系：制約關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定U2＝U1eq\f(n2,n1)功率原線圈的輸入功率P入由副線圈的輸出功率P出決定P入＝P出電流原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定I1＝I2eq\f(n2,n1)例2(多項(xiàng)選擇)如圖7所示，將額定電壓為60V的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交變電源上．閉合開(kāi)關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A．以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖7A．變壓器輸入功率為484WB．通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6AC．通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2AD．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3答案BD解析根據(jù)功率公式可以求出用電器消耗的功率為60×2.2W＝132W，此即變壓器輸出功率，再根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤；再根據(jù)變壓器變壓公式和變流公式可知，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)和eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，聯(lián)立可求得通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6A，所以選項(xiàng)B正確；由于電流表顯示的是有效值，因此通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2eq\r(2)A，應(yīng)選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的變壓公式可知，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝11∶3，所以D選項(xiàng)正確．變式4(多項(xiàng)選擇)如圖8所示為一種變壓器的實(shí)物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖8A．這是一個(gè)升壓變壓器B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12VD．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流大答案BD解析根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220V，輸出電壓為12V，該變壓器為降壓變壓器，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，知副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項(xiàng)D正確．變式5(多項(xiàng)選擇)如圖9所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈的匝數(shù)為n2，原線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220V，負(fù)載電阻R＝44Ω，電流表A1的示數(shù)為0.2A．以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖9A．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2∶1B．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5∶1C．電流表A2的示數(shù)為1AD．電流表A2的示數(shù)為0.4A答案BC解析由電壓表V的示數(shù)和電流表A1的示數(shù)可得原線圈中的功率P1＝U1I1，P1＝P2＝I22R，所以電流表A2的示數(shù)為I2＝eq\r(\f(U1I1,R))＝eq\r(\f(220×0.2,44))A＝1A，C正確，D錯(cuò)誤；原線圈和副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(5,1)，A錯(cuò)誤，B正確．考向2理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況：1．匝數(shù)比不變的情況(如圖10所示)(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，不管負(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．圖10圖112．負(fù)載電阻不變的情況(如圖11所示)(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(U\o\al(,22),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．例3(多項(xiàng)選擇)如圖12所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心接頭，電壓表V和電流表A均為理想電表，除滑動(dòng)變阻器電阻R、定值電阻R0以外的其余電阻不計(jì)，從某時(shí)刻開(kāi)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＝220eq\r(2)sin100πt(V)．以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()圖12A．t＝eq\f(1,600)s時(shí)刻，c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值為110eq\r(2)VB．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，副線圈電壓的有效值為22eq\r(2)VC．單刀雙擲開(kāi)關(guān)與a連接時(shí)，在滑動(dòng)變阻器滑片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D．當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變大答案AD解析．變式6(多項(xiàng)選擇)如圖13所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭Q來(lái)調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，那么()圖13A．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小答案BC解析Q位置不動(dòng)，副線圈電壓U2不變，當(dāng)P上滑時(shí)，R增大，由P＝eq\f(U\o\al(,22),R＋R0)可知總功率減小，原線圈電壓U1不變，由P＝U1I1可知原線圈電流I1減小，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)P位置不動(dòng)，Q上滑時(shí)，由eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)知U2增大，同理可知原線圈電流I1增大，故C正確，D錯(cuò)誤．考向3電能的輸送遠(yuǎn)距離輸電的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)：1．計(jì)算輸電線上損失的功率ΔP＝eq\f(U2,R線)，U應(yīng)為輸電線上損耗的電壓，而不是輸電電壓；2．當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來(lái)的eq\f(1,n2)；3．電網(wǎng)送電遵循“用多少送多少〞的原那么，而不是“送多少用多少〞，說(shuō)明原線圈電流由副線圈電流決定．例4(多項(xiàng)選擇)(2022·臺(tái)州市六校聯(lián)考)電能是我們社會(huì)生活的重要資源，由于地理環(huán)境的限制，發(fā)電站一般離用電的場(chǎng)所都很遠(yuǎn)．現(xiàn)假設(shè)將三門核電站發(fā)出來(lái)的電輸送到椒江使用，在遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中，一定要考慮輸送效率問(wèn)題，以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減小電路的發(fā)熱損耗B．減小輸電線的電阻有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失C．增大輸電線的電阻有利于減小輸電過(guò)程中的電能損失D．在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過(guò)程中的電能損失越小答案AB解析根據(jù)輸電上損失的電熱功率P＝I2R知，減小電流和減小電阻都可以減小電能損失，選項(xiàng)A、B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)P＝UI知，電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，電流越大，所以輸電線上的電能損失越大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．考向4交變電流和變壓器的綜合問(wèn)題例5(多項(xiàng)選擇)手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)變壓器給燈泡L供電，其電路如圖14所示，當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)為U，燈泡正常發(fā)光．發(fā)電機(jī)線圈的電阻為r，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R，其他電阻可忽略，變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為k，變壓器可視為理想變壓器．那么()圖14A．燈泡的額定電壓為eq\f(U,k)B．燈泡的額定功率為eq\f(k2U2,R)C．發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為eq\f(\r(2)R＋r,R)UD．從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝eq\r(2)Usinωt答案AD解析電壓表測(cè)量的是原線圈的電壓有效值，因?yàn)榇藭r(shí)燈泡正常發(fā)光，那么燈泡的額定電壓等于此時(shí)副線圈的電壓，那么由eq\f(U,UL)＝k得燈泡的額定電壓UL＝eq\f(U,k)，A正確；燈泡的額定功率PL＝eq\f(U\o\al(,L2),R)＝eq\f(U2,k2R)，B錯(cuò)誤；副線圈的電流IL＝eq\f(UL,R)＝eq\f(U,kR)，因原、副線圈的電流之比eq\f(I1,IL)＝eq\f(1,k)，故原線圈的電流I1＝eq\f(U,k2R)，因此發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝U＋I(xiàn)1r，最大值Em＝eq\r(2)E＝eq\r(2)U(1＋eq\f(r,k2R))，C錯(cuò)誤；原線圈輸入電壓最大值為eq\r(2)U，那么從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝eq\r(2)Usinωt，D正確．1．(多項(xiàng)選擇)關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流，以下說(shuō)法中正確的選項(xiàng)是()A．線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向不變B．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次C．線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次D．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次答案BC解析當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流時(shí)，線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向均改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次，B、C正確，A、D錯(cuò)誤．2．(多項(xiàng)選擇)線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)為e＝10eq\r(2)sin20πtV，那么以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．t＝0時(shí)，線圈平面位于中性面B．t＝0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大C．t＝0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最大D．t＝0.4s時(shí)，e到達(dá)峰值10eq\r(2)V答案AB3．(2022·舟山市聯(lián)考)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邊垂直．在t＝0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合(如圖1所示)，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)．假設(shè)規(guī)定a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，那么能反映線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線是()圖1答案C解析線圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電．對(duì)于題圖所示起始時(shí)刻，線圈的cd邊離開(kāi)紙面向外運(yùn)動(dòng)，速度方向和磁場(chǎng)方向垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的瞬時(shí)值最大；用右手定那么判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，與規(guī)定的正方向相同，所以C對(duì)．4．(多項(xiàng)選擇)(2022·浙江市局部重點(diǎn)中學(xué)高二上期末)如圖2甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙中曲線a、b所示，那么()圖2A．兩次t＝0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合B．曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3C．曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25HzD．曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10V答案AC解析線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)不切割磁感線，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，選項(xiàng)A正確；由題圖乙可知曲線a、b的周期之比為2∶3，那么對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3∶2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；曲線a的周期Ta＝4×10－2s，其頻率fa＝eq\f(1,Ta)＝25Hz，選項(xiàng)C正確；曲線a、b表示的交變電動(dòng)勢(shì)的峰值之比eq\f(Ema,Emb)＝eq\f(ωa,ωb)＝eq\f(3,2)，又Ema＝15V，得Emb＝10V，Ub＝eq\f(\r(2),2)Emb＝5eq\r(2)V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤．5．(多項(xiàng)選擇)如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路中，假設(shè)交流電壓的有效值與直流電壓相等，S為雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，以下表達(dá)中正確的選項(xiàng)是()圖3A．當(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較亮，擲向c、d時(shí)燈較暗B．當(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較暗，擲向c、d時(shí)燈較亮C．S擲向c、d，把電感線圈中的鐵芯抽出來(lái)時(shí)燈變亮D．S擲向c、d，電源電壓不變，而使頻率減小時(shí)燈變暗答案AC解析線圈對(duì)恒定電流幾乎無(wú)阻礙作用，對(duì)交變電流，有鐵芯、匝數(shù)越多，那么自感系數(shù)越大，阻礙作用越大．6．(多項(xiàng)選擇)如圖4所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，原線圈接入正弦式交變電流，電流表A、電壓表V均為理想電表，R是光敏電阻(其阻值隨光的強(qiáng)度增大而減小)、L是理想線圈、D是燈泡．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖4A．假設(shè)電壓表V的示數(shù)為6V，那么輸入電壓的峰值為60VB．有光照射R時(shí)，電流表A的示數(shù)變大C．假設(shè)抽出L中的鐵芯，燈D變亮D．假設(shè)輸入電壓的峰值保持不變，頻率變大，那么燈D變亮答案BC解析根據(jù)公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可以得到輸入端電壓為U1＝60V，那么峰值Um＝60eq\r(2)V，應(yīng)選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)題意，有光照射R時(shí)，R阻值減小，那么副線圈電流增大，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，原線圈電流增大，故電流表A示數(shù)增大，應(yīng)選項(xiàng)B正確；抽出L中的鐵芯，理想線圈自感系數(shù)減小，對(duì)電流的阻礙減小，所以燈D變亮，應(yīng)選項(xiàng)C正確；假設(shè)輸入電壓的峰值保持不變，那么有效值不變，匝數(shù)不變，那么副線圈電壓不變，頻率變大，L的阻礙作用變大，故燈D變暗，應(yīng)選項(xiàng)D錯(cuò)誤．7.(多項(xiàng)選擇)僅采取以下中的某一個(gè)措施，能使如圖5所示的理想變壓器輸出功率增加的是()圖5A．增加負(fù)載電阻R的阻值B．減小負(fù)載電阻R的阻值C．增加副線圈的匝數(shù)n2D．減少原線圈的匝數(shù)n1答案BCD解析由P出＝eq\f(U\o\al(,22),R)知U2一定時(shí)，R減小，P出增大，A錯(cuò)誤，B正確；又U2＝U1eq\f(n2,n1)知U1、R一定時(shí)，n1減少或n2增加，均引起U2增加，P出增加，C、D正確．8．(多項(xiàng)選擇)(2022·湖州市高二上期末)發(fā)生冰凍災(zāi)害時(shí)，高壓電線上會(huì)凝結(jié)成冰層，非常容易造成高壓輸電線壓斷或鐵塔傾覆．為去除高壓輸電線上的冰層，可利用電流的熱效應(yīng)．假設(shè)在正常供電時(shí)，高壓線上輸電電壓為U，輸電電流為I，熱損耗功率為P；除冰時(shí)，輸電線上的熱損耗功率需變?yōu)?P，那么除冰時(shí)(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)()A．輸電電流為3I B．輸電電流為9IC．輸電電壓為3U D．輸電電壓為eq\f(U,3)答案AD解析輸電線的電阻不變，根據(jù)P損＝I2R知，輸電線上的熱損耗功率要變?yōu)?P，那么輸電電流變?yōu)?I，故A正確，B錯(cuò)誤．輸電功率不變，輸電電流變?yōu)?I，根據(jù)P＝UI知，輸電電壓為eq\f(U,3)，故C錯(cuò)誤，D正確．9．(多項(xiàng)選擇)(2022·湖州市高二上期末)如圖6所示，一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1＝1400匝、n2＝700匝，并接有一負(fù)載電阻R(阻值可變)．變壓器的輸入功率為P1、輸入電壓為U1、輸入電流為I1，輸出功率為P2、輸出電壓為U2、輸出電流為I2，下面說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖6A．P1∶P2＝2∶1B．U1∶U2＝2∶1C．I1∶I2＝2∶1D．假設(shè)R減小，輸入功率P1增大答案BD解析由于輸出功率等于輸入功率，因此變壓器功率關(guān)系為P1∶P2＝1∶1，故A錯(cuò)誤；電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，故U1∶U2＝1400∶700＝2∶1，故B正確；電流之比等于線圈匝數(shù)的反比，故I1∶I2＝1∶2，故C錯(cuò)誤；假設(shè)R減小，那么輸出電流變大，由P＝UI可知，輸出功率變大，那么輸入功率一定變大，故D正確．10．(多項(xiàng)選擇)(2022·杭州市四校期中考試)某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55∶9，原線圈所接電源電壓按圖7所示規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載．以下判斷正確的選項(xiàng)是()圖7A．輸出電壓的有效值為36VB．原、副線圈中電流之比為55∶9C．變壓器輸入、輸出功率之比為55∶9D．交流電源電壓有效值為220V，頻率為50Hz答案AD解析由題圖知，輸入電壓的有效值U1＝220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得，輸出電壓的有效值U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(9,55)×220V＝36V，選項(xiàng)A正確；原、副線圈中的電流之比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(9,55)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器輸入功率等于輸出功率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；交流電源的頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2×10－2s)＝50Hz，選項(xiàng)D正確．11．(多項(xiàng)選擇)如圖8所示，理想變壓器的原線圈接入u＝11000eq\r(2)sin100πt(V)的交變電壓，副線圈通過(guò)電阻r＝6Ω的導(dǎo)線對(duì)“220V880W〞的電器RL供電，該電器正常工作．由此可知()圖8A．原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1B．交變電壓的頻率為50HzC．副線圈中電流的有效值為4AD．變壓器的輸入功率為880W答案BC解析RL正常工作時(shí)的電流為I＝eq\f(P,U)＝4A，電阻r兩端電壓Ur＝Ir＝24V，副線圈兩端電壓U2＝220V＋24V＝244V，原、副線圈匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(11000,244)＝eq\f(2750,61)；由輸入電壓表達(dá)式可知交變電壓的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz；副線圈中電流即為電器正常工作時(shí)的電流I＝4A，此時(shí)副線圈的總功率P＝I2r＋P0＝96W＋880W＝976W，原線圈輸入功率與其等值．12．(多項(xiàng)選擇)某發(fā)電站用交變電壓遠(yuǎn)距離輸電，在輸送功率不變的前提下，假設(shè)輸電電壓降低為原來(lái)的0.9倍，那么下面說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()A．因I＝eq\f(U,R)，所以輸電線上的電流減為原來(lái)的0.9倍B．因I＝eq\f(P,U)，所以輸電線上的電流增為原來(lái)的eq\f(1,0.9)倍C．因P＝eq\f(U2,R)，所以輸電線上損失的功率為原來(lái)的0.92倍D．假設(shè)要使輸電線上損失的功率不變，可將輸電線的電阻減為原來(lái)的0.92倍答案BD解析輸送的功率一定，根據(jù)P＝UI知，假設(shè)輸送電壓降低為原來(lái)的0.9倍，那么電流增大到原來(lái)的eq\f(1,0.9)倍，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)P損＝I2R，可知，輸電線上損失的功率為原來(lái)的eq\f(1,0.92)倍，故C錯(cuò)誤；假設(shè)要使輸電線上損失的功率不變，根據(jù)P損＝I2R知，可將輸電線的電阻減為原來(lái)的0.92倍，故D正確．13．(多項(xiàng)選擇)如圖9所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．以下說(shuō)法正確的選項(xiàng)是()圖9A．I1和I2表示電流的有效值B．U1和U2表示電壓的最大值C．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2不變、I1變大D．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2變小、I1變小答案AC解析交流電表的示數(shù)為有效值，故A正確，B錯(cuò)誤；P向下滑動(dòng)過(guò)程中，R變小，由于交流電源、原副線圈匝數(shù)比不變，故U1、U2均不變，所以I2＝eq\f(U2,R0＋R)變大，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，得I1＝eq\f(n2,n1)I2