高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專題十八 交變電流（加試）-人教版高三全冊物理試題

專題十八交變電流（加試）考綱解讀章內(nèi)容考試要求說明必考加試交變電流交變電流c1.不要求推導(dǎo)交流電動勢的瞬時值表達(dá)式2．不要求計算線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時的電動勢3．不要求證明正弦式交變電流有效值與峰值之間的關(guān)系4．不要求計算方波等其他交變電流的有效值5．不要求知道感抗、容抗的概念6．不要求分析、計算兩個及以上副線圈和有兩個磁路的變壓器問題7．不要求計算同時涉及升壓、降壓的輸電問題描述交變電流的物理量c電感和電容對交變電流的影響b變壓器c電能的輸送c一、交變電流1．定義大小和方向都隨時間做周期性變化的電流．2．常見類型：如圖1甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流．其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，簡稱正弦交流電，如圖甲所示．圖13．正弦交流電的產(chǎn)生和圖象(1)產(chǎn)生：如圖2所示，在勻強(qiáng)磁場中，線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，可產(chǎn)生正弦式交變電流．圖2(2)中性面及其特點(diǎn)：①定義：與磁場方向垂直的平面．②特點(diǎn)：a．線圈位于中性面時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零．b．線圈轉(zhuǎn)動一周，兩次經(jīng)過中性面，線圈每經(jīng)過中性面一次，電流的方向就改變一次．(3)圖象：用以描述交流電隨時間變化的規(guī)律，如果線圈從中性面位置開始計時，其圖象為正弦函數(shù)曲線，如圖3所示．圖3二、描述交變電流的物理量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．交變電流的瞬時值、峰值、有效值(1)瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù)．(2)峰值：交變電流(電流、電壓或電動勢)所能達(dá)到的最大的值，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．對正弦式交變電流，其有效值和峰值的關(guān)系為：E＝eq\f(1,\r(2))Em，U＝eq\f(1,\r(2))Um，I＝eq\f(1,\r(2))Im.三、電感和電容對交變電流的影響1．電感器對交變電流的阻礙作用(1)線圈的自感系數(shù)越大，交流的頻率越高，對交變電流的阻礙作用越大．(2)電感器的應(yīng)用類型區(qū)別低頻扼流圈高頻扼流圈自感系數(shù)較大較小阻礙作用較大較小應(yīng)用通直流、阻交流通低頻、阻高頻2.電容器對交變電流的阻礙作用(1)電容器的電容越大，交流的頻率越高，對交變電流的阻礙作用越?。?2)作用：“通交流，隔直流；通高頻，阻低頻”．四、理想變壓器1．構(gòu)造如圖4所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的．圖4(1)原線圈：與交流電源連接的線圈，也叫初級線圈．(2)副線圈：與負(fù)載連接的線圈，也叫次級線圈．2．原理電流的磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)．3．基本關(guān)系式及制約關(guān)系(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：只有一個副線圈時eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).五、電能的輸送1．輸電過程(如圖5所示)圖52．電壓損失(1)ΔU＝U－U′.(2)ΔU＝IR.3．功率損失(1)ΔP＝P－P′.(2)ΔP＝I2R＝eq\f(U－U′2,R).4．輸送電流(1)I＝eq\f(P,U).(2)I＝eq\f(U－U′,R).加試基礎(chǔ)練1．(多選)圖中閉合線圈都在勻強(qiáng)磁場中繞虛線所示的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦式交變電流的是()答案ABD解析選項C情況下，穿過線圈的磁通量始終為零，不能產(chǎn)生正弦式交變電流，而A、B、D情況均可產(chǎn)生．2．(多選)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動勢為e＝50sin100πt(V)．對此電動勢，下列表述正確的是()A．最大值是50eq\r(2)VB．頻率是100HzC．有效值是25eq\r(2)VD．周期是0.02s答案CD解析從中性面開始計時，交變電動勢的表達(dá)式為e＝Emsinωt，因e＝50sin100πt(V)，所以最大值Em＝50V，A錯誤；由ω＝2πf＝100πrad/s得f＝50Hz，B錯誤；有效值E＝eq\f(Em,\r(2))＝25eq\r(2)V，C正確；T＝eq\f(1,f)＝0.02s，D正確．3．(多選)(2016·杭州市月考)如圖6所示的實(shí)驗(yàn)電路中，若交流電壓的有效值與直流電壓相等，S為雙刀雙擲開關(guān)，下列敘述中正確的是()圖6A．當(dāng)S擲向a、b時燈較亮，擲向c、d時燈較暗B．當(dāng)S擲向a、b時燈較暗，擲向c、d時燈較亮C．S擲向c、d，把電感線圈中的鐵芯抽出來時燈變亮D．S擲向c、d，電源電壓不變，而使頻率減小時燈變暗答案AC解析線圈對恒定電流幾乎無阻礙作用，對交變電流自感系數(shù)越大，頻率越高，阻礙作用越大．4．(多選)如圖7所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，電池和交變電源的電動勢都為6V，內(nèi)阻均不計．下列說法正確的是()圖7A．S與a接通的瞬間，R中無感應(yīng)電流B．S與a接通穩(wěn)定后，R中無感應(yīng)電流C．S與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3VD．S與b接通穩(wěn)定后，原、副線圈中電流的頻率之比為2∶1答案BC解析變壓器只能改變交流電的電壓，在開關(guān)S剛接通a時，R中有感應(yīng)電流，但電路穩(wěn)定后則無感應(yīng)電流，故A錯誤，B正確．當(dāng)開關(guān)S接通b穩(wěn)定后，R上的電壓U2＝eq\f(n2,n1)·U1＝3V，原、副線圈中電流的頻率相等，故D錯誤，C正確．5．輸電線的電阻共計為r，輸送的電功率為P，用電壓U送電，則用戶能得到的電功率為()A．P B．P－eq\f(P2,U2)rC．P－eq\f(U2,r) D.eq\f(P2,U2)r答案B解析輸電電流I＝eq\f(P,U)，輸電線上的損失功率P′＝I2r＝eq\f(P2,U2)r，用戶得到的功率P用＝P－P′＝P－eq\f(P2,U2)r，故本題只有B正確．交變電流的產(chǎn)生和描述1．交變電流的瞬時值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值從中性面開始計時e＝Emsinωti＝Imsinωt計算線圈某時刻的受力情況峰值最大的瞬時值Em＝nBSωIm＝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))(只適用于正弦式交變電流)①計算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)②電器設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是指有效值③保險絲的熔斷電流為有效值④交流電壓表和電流表的讀數(shù)為有效值平均值某段時間內(nèi)感應(yīng)電動勢或電流的平均值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)計算通過電路截面的電荷量

2.有效值的計算方法(1)正弦式交流電的有效值：I＝eq\f(Im,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，E＝eq\f(Em,\r(2)).(2)非正弦式交流電的有效值：根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計算．例1如圖8所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長l1＝20cm，ad邊長l2＝25cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T的勻強(qiáng)磁場中，外力使線圈繞垂直于磁感線的固定軸OO′以n＝3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動，線圈電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里．求：圖8(1)t＝0時感應(yīng)電流的方向；(2)感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式；(3)線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功．答案(1)感應(yīng)電流方向沿adcba(2)e＝314cos(100πt)V(3)98.6J解析(1)根據(jù)右手定則，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba.(2)線圈的角速度ω＝2πn＝100πrad/s圖示位置的感應(yīng)電動勢最大，其大小為Em＝NBl1l2ω代入數(shù)據(jù)得Em＝314V感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝Emcosωt＝314cos(100πt)V.(3)電動勢的有效值E＝eq\f(Em,\r(2))線圈勻速轉(zhuǎn)動的周期T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s線圈勻速轉(zhuǎn)動一圈，外力做功大小等于電功的大小，即W＝I2(R＋r)T＝eq\f(E2,R＋r)·T代入數(shù)據(jù)得W≈98.6J.書寫交變電流瞬時值表達(dá)式的基本思路(1)確定正弦式交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式Em＝nBSω求出相應(yīng)峰值．(2)明確線圈的初始位置，找出對應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式．①若線圈從中性面位置開始計時，則i－t圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imsinωt.②若線圈從垂直中性面位置開始計時，則i－t圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為i＝Imcosωt.變式題組1．(2016·東陽市聯(lián)考)如圖9所示，為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個實(shí)驗(yàn)，正確的說法是()圖9A．線圈每轉(zhuǎn)動一周，指針左右擺動兩次B．圖示位置為中性面，線圈中無感應(yīng)電流C．圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→bD．線圈平面與磁場方向平行時，磁通量變化率為零答案C解析線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流，線圈經(jīng)過中性面時電流改變方向，線圈每轉(zhuǎn)動一周，有兩次通過中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動一次，故A錯；線圈處于圖示位置時，ab邊向右運(yùn)動，由右手定則，ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍→b，故C對；線圈平面與磁場方向平行時，ab、cd邊垂直切割磁感線，線圈產(chǎn)生的電動勢最大，也可以這樣認(rèn)為，線圈平面與磁場方向平行時，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，B、D錯誤．2．小型手搖發(fā)電機(jī)線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強(qiáng)磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖10所示．矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓()圖10A．峰值是e0 B．峰值是2e0C．有效值是eq\f(\r(2),2)Ne0 D．有效值是eq\r(2)Ne0答案D解析矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，所以發(fā)電機(jī)的電動勢峰值為2Ne0，A、B錯誤；由于不計線圈的電阻，所以發(fā)電機(jī)的輸出電壓峰值為2Ne0，有效值為eq\f(2Ne0,\r(2))＝eq\r(2)Ne0，故D正確．3．一交流電壓為u＝100eq\r(2)sin(100πt)V，由此表達(dá)式可知()A．用電壓表測該電壓其示數(shù)為50VB．該交流電壓的周期為0.02sC．將該電壓加在“100V100W”的燈泡兩端，燈泡的實(shí)際功率小于100WD．t＝eq\f(1,400)s時，該交流電壓的瞬時值為50V答案B解析電壓有效值為100V，故用電壓表測該電壓其示數(shù)為100V，A項錯誤；ω＝100πrad/s，則周期T＝eq\f(2π,ω)＝0.02s，B項正確；該電壓加在“100V100W”的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，C項錯；t＝eq\f(1,400)s代入瞬時值表達(dá)式得電壓的瞬時值為100V，D項錯．4．(2016·麗水一模)交流發(fā)電機(jī)線圈電阻r＝1Ω，用電器電阻R＝9Ω，電壓表示數(shù)為9V，如圖11所示，那么該交流發(fā)電機(jī)()圖11A．電動勢的峰值為10VB．電動勢的有效值為9VC．交流發(fā)電機(jī)線圈通過中性面時電動勢的瞬時值為10eq\r(2)VD．交流發(fā)電機(jī)線圈自中性面轉(zhuǎn)過90°的過程中的平均感應(yīng)電動勢為eq\f(20\r(2),π)V答案D解析電壓表示數(shù)等于路端電壓，電路中的電流為I＝eq\f(U,R)＝eq\f(9,9)A＝1A，所以電動勢的有效值為：E＝I(R＋r)＝1×(9＋1)V＝10V，所以電動勢的最大值為Em＝eq\r(2)E＝10eq\r(2)V，故選項A、B錯；線圈通過中性面時Φ最大，但eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，故e＝0，選項C錯；線圈從中性面轉(zhuǎn)過90°的過程中，ΔΦ＝BS，Δt＝eq\f(T,4)＝eq\f(π,2ω)，所以eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)＝eq\f(2nBSω,π)，由于Em＝nBSω，所以eq\x\to(E)＝eq\f(2Em,π)＝eq\f(20\r(2),π)V，選項D對．變壓器和電能的輸送1．基本關(guān)系式中物理量之間的決定關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定，即U2＝eq\f(n2,n1)U1(原制約副)功率副線圈中的功率P2由用戶負(fù)載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1＝P2(副制約原)電流原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數(shù)比決定，即I1＝eq\f(n2,n1)I2(副制約原)2.理想變壓器的動態(tài)分析常見的理想變壓器的動態(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12甲所示)①U1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，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化．③I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發(fā)生變化．圖12(2)負(fù)載電阻不變的情況(如圖乙所示)①U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化，故U2變化．②R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化．③根據(jù)P2＝eq\f(U22,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．3．遠(yuǎn)距離輸電問題(1)遠(yuǎn)距離輸電示意圖(如圖13所示)圖13(2)減少輸電電能損失的兩種方法①理論依據(jù)：P損＝I線2R線．②減小輸電線的電阻：根據(jù)電阻定律R＝ρeq\f(l,S)，要減小輸電線的電阻R，在保證輸電距離的情況下，可采用減小材料的電阻率、增大導(dǎo)線的橫截面積等方法．③減小輸電導(dǎo)線中的電流：在輸電功率一定的情況下，根據(jù)P＝UI，要減小電流，必須提高電壓．(3)輸電線路功率損失的計算方法①P損＝P－P′，P為輸送的功率，P′為用戶所得功率．②P損＝I線2R線，I線為輸電線路上的電流，R線為線路電阻．③P損＝eq\f(ΔU2,R線)，ΔU為在輸電線路上損失的電壓，R線為線路電阻．④P損＝ΔUI線，ΔU為在輸電線路上損失的電壓，I線為輸電線路上的電流．例2(多選)(2015·浙江9月選考樣題)理想變壓器原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時間t變化的規(guī)律如圖14所示，原、副線圈匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝100，副線圈只接入一個R＝10Ω的電阻，則()圖14A．與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11VB．流過電阻R的電流最大值為0.311AC．變壓器的輸入功率為0.484WD．一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為9.68×10－3J答案BCD解析由題圖可知原線圈兩端電壓的最大值為311V，則有效值U1＝eq\f(311,\r(2))V≈220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，解得U2＝2.2V，而電壓表示數(shù)為有效值，故選項A錯誤；流過電阻R的最大電流為eq\f(\r(2)U2,R)≈0.311A，故選項B正確；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出＝U2I2＝0.484W，故選項C正確；一個周期內(nèi)，R上產(chǎn)生的熱量Q＝I22RT＝(eq\f(U2,R))2RT＝(eq\f(2.2,10))2×10×2.0×10－2J＝9.68×10－3J，故選項D正確．關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說明1．變壓器不能改變直流電壓．2．變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率．3．理想變壓器本身不消耗能量．4．理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值．變式題組5．(多選)如圖15所示，理想變壓器的原線圈接交流電源，副線圈接阻值為R的負(fù)載電阻．若與原線圈連接的電壓表V1的示數(shù)為U1，與副線圈連接的電壓表V2的示數(shù)為U2，且U2<U1，則以下判斷中正確的是()圖15A．該變壓器輸入電流與輸出電流之比為U1∶U2B．該變壓器輸入功率與輸出功率之比為U2∶U1C．通過負(fù)載電阻R的電流I2＝eq\f(U2,R)D．通過原線圈的電流I1＝eq\f(U22,U1R)答案CD解析據(jù)P1＝P2，可得I1U1＝I2U2，eq\f(I1,I2)＝eq\f(U2,U1)，故A、B均錯誤．通過R的電流I2＝eq\f(U2,R)，而I1＝eq\f(U2,U1)·I2＝eq\f(U22,U1R)，故C、D均正確．6．(2014·浙江理綜·15)如圖16所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡化電路圖．發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流是I2.則()圖16A．用戶端的電壓為eq\f(I1U1,I2)B．輸電線上的電壓降為UC．理想變壓器的輸入功率為I12rD．輸電線路上損失的電功率為I1U答案A解析根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1＝I2U2，所以用戶端的電壓U2＝eq\f(I1U1,I2)，選項A正確；輸電線上的電壓降U′＝I1r＝U－U1，選項B錯誤；變壓器的輸入功率P1＝I1U－I12r＝I1U1，選項C錯誤；輸電線路上損失的功率P′＝I12r＝I1(U－U1)，選項D錯誤．7．圖17甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比n1∶n2＝4∶1，電阻R＝20Ω，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開關(guān)．原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時間t的變化關(guān)系如圖乙所示．現(xiàn)將S1接1，S2閉合，此時L2正常發(fā)光．下列說法正確的是()圖17A．只斷開S2后，小燈泡L1正常發(fā)光B．只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大C．若S1換接到2后，流經(jīng)R的電流瞬時值表達(dá)式i＝eq\f(\r(2),4)cos50πt(A)D．若S1換接到2后，R消耗的電功率為1.25W答案D解析L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，只斷開S2后，總電阻增加，L1、L2串聯(lián)，小燈泡L1不能正常發(fā)光，原線圈的輸入功率減小，故A、B錯誤；若S1換接到2后，輸出電壓的有效值U2＝eq\f(n2,n1)·eq\f(Um,\r(2))＝5V，則R消耗的電功率為1.25W，由題意可求ω＝100πrad/s，選項C錯誤，選項D正確．

1．(2016·寧波市調(diào)研)如圖所示，面積均為S的單匝線圈繞其對稱軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場B中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，能產(chǎn)生正弦交變電動勢e＝BSωsinωt的圖是()答案A解析線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的軸(軸在線圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的正弦交變電動勢為e＝BSωsinωt，由這一原理可判斷，A圖正確．2．一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，線圈平面位于如圖1甲所示的勻強(qiáng)磁場中．通過線圈內(nèi)的磁通量Φ隨時間的變化規(guī)律如圖乙所示．下列說法正確的是()圖1A．t1、t3時刻通過線圈的磁通量變化率最大B．t2、t4時刻線圈中感應(yīng)電流方向改變C．t1、t3時刻線圈中感應(yīng)電流方向改變D．t2、t4時刻線圈中感應(yīng)電動勢最小答案C解析t1、t3時刻磁通量最大，磁通量的變化率為零，這兩個時刻感應(yīng)電流方向改變，t2、t4時刻感應(yīng)電動勢最大，選項A、B、D錯誤，C正確．3．小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢與時間成正弦函數(shù)關(guān)系，如圖2所示．此線圈與一個R＝10Ω的電阻構(gòu)成閉合電路，不計電路的其他電阻，下列說法正確的是()圖2A．交變電流的周期為0.125sB．交變電流的頻率為8HzC．交變電流的有效值為eq\r(2)AD．交變電流的最大值為4A答案C解析由圖象可知周期T＝0.250s，頻率f＝eq\f(1,T)＝4Hz，故選項A、B均錯誤．交變電流的有效值I＝eq\f(U,R)＝eq\f(Em,\r(2)R)＝eq\f(20,\r(2)×10)A＝eq\r(2)A，最大值Im＝eq\f(Em,R)＝2A，故選項D錯誤，C正確．4．一個矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖象如圖3甲所示，則下列說法中正確的是()圖3A．t＝0時刻，線圈平面與中性面垂直B．t＝0.01s時刻，Φ的變化率最大C．t＝0.02s時刻，感應(yīng)電動勢達(dá)到最大D．該線圈產(chǎn)生的相應(yīng)感應(yīng)電動勢的圖象如圖乙所示答案B5．(多選)(2016·杭州市月考)在勻強(qiáng)磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖4甲所示，產(chǎn)生的交變電動勢的圖象如圖乙所示，則()圖4A．t＝0.005s時線框的磁通量變化率為零B．t＝0.01s時線框平面與中性面重合C．線框產(chǎn)生的交變電動勢有效值為311VD．線框產(chǎn)生的交變電動勢頻率為50Hz答案BD解析由題圖乙可知該正弦交變電動勢的電壓最大值為311V，周期等于0.02s，因此，根據(jù)正弦交變電動勢的最大值與有效值之間的關(guān)系式U＝eq\f(Um,\r(2))得知選項C錯誤；又f＝eq\f(1,T)，則頻率f＝50Hz，選項D正確；當(dāng)t＝0.005s時，e＝311V，取得最大值，穿過線圈的磁通量變化率最大，選項A錯誤；當(dāng)t＝0.01s時，交變電壓及電流方向發(fā)生改變，電壓值最小等于零，線框平面與中性面重合，選項B正確．6.如圖5所示，電路由交流電源供電，最大電壓保持不變，如果交變電流的頻率升高，則下列說法中正確的是()圖5A．電容器上的電荷量最大值增大B．電容器的阻礙作用增大C．電路中燈泡的亮度變亮D．電路中燈泡的亮度變暗答案C解析當(dāng)交變電流的頻率升高時，電容器的阻礙作用減小，燈泡的亮度變亮，燈泡兩端的電壓變大，故選項C正確，選項B、D錯誤；由Q＝CU可知，選項A錯誤．7．(多選)(2016·諸暨市期末)松下負(fù)離子電吹風(fēng)機(jī)在日本國內(nèi)使用時，電壓為110V，電流為10A．現(xiàn)在把這只電吹風(fēng)機(jī)帶到我國來使用，因我國電壓為220V，需要購買如圖6所示的電源變壓器，將220V電壓轉(zhuǎn)換成110V電壓，變壓器常用VA或kVA作單位來量度它的功率．假設(shè)該變壓器為理想變壓器，則以下說法正確的是()圖6A．電源變壓器為升壓變壓器B．電源變壓器的匝數(shù)比為2∶1C．此時電源變壓器的輸入電流為20AD．此時電源變壓器的輸出功率為1.1kVA答案BD8．(多選)僅采取下列中的某一個措施，能使如圖7所示的理想變壓器輸出功率增加的是()圖7A．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(U22,R)知U2一定時，R減小，P出增大，A錯誤，B正確；又U2＝U1eq\f(n2,n1)知U1、R一定時，n1減少或n2增加，均引起U2增加，P出增加，C、D正確．9．如圖8所示是一臺理想自耦變壓器，在a、b之間接正弦交變電流，、分別為理想交流電流表和交流電壓表．若將調(diào)壓端的滑動觸頭P向上移動，則()圖8A．電壓表V的示數(shù)變大B．變壓器的輸出功率變大C．電流表A的示數(shù)變小D．電流表A的示數(shù)變大答案C解析a、b間為原線圈，當(dāng)P向上移動時，原線圈匝數(shù)增多，原、副線圈匝數(shù)比變大．由變壓規(guī)律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，U1不變，則U2變小，電壓表V的示數(shù)變小，R不變，由P＝eq\f(U2,R)可知，變壓器的輸出功率變小，選項A、B錯；P2＝U2I2，U2變小，R不變，I2變小，P2變小，由P1＝P2＝U1I1可以知道，I1變小，選項C對，D錯．

10．(多選)在如圖9所示的電路中，T為一降壓式自耦調(diào)壓變壓器，開始時燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)在電源電壓U略降低，為使燈L仍能正常發(fā)光，可采取的措施是()圖9A．將自耦調(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)上滑B．將自耦調(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)下滑C．適當(dāng)增大滑動變阻器R2的阻值D．適當(dāng)減小滑動變阻器R2的阻值答案AC解析根據(jù)eq\f(U,U2)＝eq\f(n1,n2)可得U2＝eq\f(n2,n1)·U，所以應(yīng)增加n2，故A正確；匝數(shù)比不變，應(yīng)使R1兩端電壓減小，則總電流減小，所以使R2阻值增加，故C正確．11．(多選)在如圖10所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說法中正確的是()圖10A．升壓變壓器的輸出電壓增大B．降壓變壓器的輸出電壓增大C．輸電線上損耗的功率增大D．輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大答案CD解析發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器輸出的電壓U2應(yīng)不變，A錯誤；輸電線電流I＝eq\f(P,U2)會隨著P的增大而增大，輸電線電壓損失U損＝IR也增大，所以降壓變壓器的輸入電壓U3＝U2－U損減小，則降壓變壓器的輸出電壓減小，B錯誤；輸電線功率損失P損＝I2R＝eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,U2)))2R，因P變大，所以P損變大，C正確；eq\f(P損,P)＝eq\f(\f(P,U2)2R,P)＝eq\f(PR,U22)，因P變大，所以比值變大，D正確．12．(2015·福建理綜·15)圖11為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線圈兩端接入一電壓u＝Umsinωt的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為()圖11A．(eq\f(n1,n2))eq\f(Um2,4r) B．(eq\f(n2,n1))eq\f(Um2,4r)C．4(eq\f(n1,n2))2(eq\f(P,Um))2r D．4(eq\f(n2,n1))2(eq\f(P,Um))2r答案C解析原線圈電壓的有效值：U1＝eq\f(Um,\r(2))，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得U2＝eq\f(n2Um,\r(2)n1)，又因?yàn)槭抢硐胱儔浩?，所以T的副線圈的輸出功率等于原線圈的輸入功率P，所以輸電線上的電流I＝eq\f(P,U2)，輸電線上損失的電功率為P′＝I2·2r＝4req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,Um)))2，所以C正確，A、B、D錯誤．13．(2016·寧波模擬)如圖12所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，電阻R＝55.0Ω，原線圈兩端接一正弦式交變電流，電壓u隨時間t變化的規(guī)律為u＝110eq\r(2)sin20πt(V)，時間t的單位是s.那么，通過電阻R的電流有效值和頻率分別為()圖12A．1.0A、20Hz B.eq\r(2)A、20HzC.eq\r(2)A、10Hz D．1.0A、10Hz答案D解析理想變壓器原、副線圈的頻率是相同的，所以ω＝eq\f(2π,T)＝2πf＝20πrad/s，所以頻率f＝10Hz.根據(jù)電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系得eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，所以副線圈兩端電壓的有效值U2＝eq\f(n2,n1)U1＝55V，通過電阻R的電流有效值I2＝eq\f(U2,R)＝eq\f(55,55.0)A＝1.0A，D正確．14．如圖13，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝2∶1，和均為理想電表，燈泡電阻RL＝6Ω，AB端電壓u1＝12eq\r(2)sin100πt(V)．下列說法正確的是()圖13A．電流頻率為100Hz B.的讀數(shù)為24VC.的讀數(shù)為0.5A D．變壓器輸入功率為6W答案D解析根據(jù)交變電流的表達(dá)式可得ω＝100πrad/s＝2πf，解得f＝50Hz，選項A錯誤；原線圈電壓的有效值U1＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(12\r(2),\r(2))V＝12V，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，可得副線圈電壓的有效值U2＝6V，即電壓表的讀數(shù)為6V，選項B錯誤；電流表的讀數(shù)為I2＝eq\f(U2,RL)＝1A，選項C錯誤；變壓器輸入功率等于輸出功率P＝U2I2＝6W，選項D正確．15．(多選)(2016·9月金華十校模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在物理老師的指導(dǎo)下自制了一臺交流發(fā)電機(jī)，并用自制的變壓器(可視為理想變壓器)對標(biāo)有“3.6V,0.5A