2025高考物理總復(fù)習(xí)第十三章交變電流電磁波傳感器課件練習(xí)題

第十三章交變電流電磁波傳感器考情分析試題情境生活實(shí)踐類發(fā)電機(jī)、變壓器、遠(yuǎn)距離輸電、無線充電、家用和工業(yè)電路、家用電器、雷達(dá)、射電望遠(yuǎn)鏡、X射線管、電子秤、煙霧報警器等學(xué)習(xí)探究類探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，探究家用小型發(fā)電機(jī)的原理，探究負(fù)載增加對供電系統(tǒng)的影響、電磁振蕩、利用傳感器制作簡單的自動控制裝置第1課時交變電流的產(chǎn)生和描述目標(biāo)要求1.理解正弦式交變電流的產(chǎn)生過程，能正確書寫交變電流的函數(shù)表達(dá)式。2.理解并掌握交變電流圖像的意義。3.理解描述交變電流的幾個物理量，會計算交變電流的有效值。4.知道交流電“四值”在具體情況下的應(yīng)用。內(nèi)容索引考點(diǎn)一

正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律考點(diǎn)二

交變電流的四值及應(yīng)用課時精練><考點(diǎn)一正弦式交變電流的產(chǎn)生及變化規(guī)律1.產(chǎn)生在勻強(qiáng)磁場中線圈繞

磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動。垂直于2.交流電產(chǎn)生過程中的兩個特殊位置圖示

概念中性面位置與中性面垂直的位置特點(diǎn)B⊥SB∥SΦ＝BS，磁通量最

，

＝___Φ＝0，磁通量最____e＝___e＝

＝

，電動勢最___感應(yīng)電流i＝0，方向_____感應(yīng)電流最

，方向_____一個周期內(nèi)電流方向改變

次，在

位置改變大0小0NBSωNΦmω大改變大不變兩中性面3.正弦式交變電流的圖像(線圈從中性面位置開始計時)物理量函數(shù)表達(dá)式圖像磁通量Φ＝Φmcosωt＝BScosωt

電動勢e＝

＝___________

EmsinωtNBSωsinωt物理量函數(shù)表達(dá)式圖像電流i＝________＝__________(外電路為純電阻電路)

電壓u＝_________＝__________(外電路為純電阻電路)

ImsinωtUmsinωt4.描述交變電流的物理量(1)最大值Em＝

，與轉(zhuǎn)軸位置

，與線圈形狀

(后兩個空均選填“有關(guān)”或“無關(guān)”)。(2)周期和頻率①周期(T)：交變電流完成

變化所需的時間。單位是秒(s)，公式T＝NBSω?zé)o關(guān)無關(guān)一次周期性②頻率(f)：交變電流在單位時間內(nèi)完成周期性變化的

。單位是赫茲(Hz)。③周期和頻率的關(guān)系：T＝____或f＝____。次數(shù)1.矩形線圈在勻強(qiáng)磁場中勻速轉(zhuǎn)動時，一定會產(chǎn)生正弦式交變電流。(

)2.線圈在磁場中轉(zhuǎn)動的過程中穿過線圈的磁通量最大時，產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢也最大。(

)3.線圈經(jīng)過中性面時，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流方向發(fā)生改變。(

)4.當(dāng)從線圈垂直中性面位置開始計時，產(chǎn)生的電動勢按正弦規(guī)律變化，即e＝Emsinωt。(

)××√×例1

(2023·遼寧卷·4)如圖，空間中存在水平向右的勻強(qiáng)磁場，一導(dǎo)體棒繞固定的豎直軸OP在磁場中勻速轉(zhuǎn)動，且始終平行于OP。導(dǎo)體棒兩端的電勢差u隨時間t變化的圖像可能正確的是√如圖所示，導(dǎo)體棒勻速轉(zhuǎn)動，設(shè)速度大小為v，設(shè)導(dǎo)體棒從A到B的過程中，棒轉(zhuǎn)過的角度為θ，則導(dǎo)體棒垂直磁感線方向的分速度為v⊥＝vcosθ，可知導(dǎo)體棒垂直磁感線的分速度為余弦變化，根據(jù)左手定則可知，導(dǎo)體棒經(jīng)過B點(diǎn)和B點(diǎn)關(guān)于P點(diǎn)的對稱點(diǎn)時，電流方向不同，根據(jù)u＝BLv⊥可知，導(dǎo)體棒兩端的電勢差u隨時間t變化的圖像為余弦圖像，故選C。例2

(2024·江蘇南通市期末)某興趣小組自制一小型發(fā)電機(jī)，使線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸轉(zhuǎn)動，穿過線圈的磁通量Φ隨時間t按正弦規(guī)律變化的圖像如圖所示，線圈轉(zhuǎn)動周期為T，線圈產(chǎn)生的電動勢的最大值為Em。則A.在t＝

時，線圈中產(chǎn)生的電流最大B.在t＝

時，線圈中的磁通量變化率最大C.線圈中感應(yīng)電動勢的瞬時值D.增大線圈轉(zhuǎn)速，線圈中感應(yīng)電動勢的有效值不變√線圈中感應(yīng)電動勢的最大值為Em＝nBSω，增大線圈轉(zhuǎn)速，線圈中感應(yīng)電動勢的最大值增大，即感應(yīng)電動勢的有效值增大，D項(xiàng)錯誤。例3

為研究交變電流產(chǎn)生的規(guī)律，某研究小組把長60m導(dǎo)線繞制成N＝100匝的矩形閉合線圈，如圖所示?，F(xiàn)把線圈放到磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B＝0.1T、方向水平向右的勻強(qiáng)磁場中，線圈可以繞其對稱軸OO′轉(zhuǎn)動?，F(xiàn)讓線圈從圖示位置開始(t＝0)以恒定的角速度ω＝10πrad/s轉(zhuǎn)動。下列說法正確的有A.t＝0時，線圈位于中性面位置B.t＝0.05s時，感應(yīng)電流達(dá)到最大值C.當(dāng)bc＝2ab時，感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝

2πsin10πt(V)D.當(dāng)ab＝ad時，感應(yīng)電動勢的有效值最大√感應(yīng)電動勢最大值為Em0＝NBS0ω，S0＝ab·bc，N(ab＋bc)×2＝60m,2ab＝bc，聯(lián)立可得Em0＝2πV，線圈從題圖位置(平行于磁場方向)開始轉(zhuǎn)動，因此感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式為e＝2πcos10πt(V)，故C錯誤；t＝0時，線圈位于與中性面垂直的位置，故A錯誤；線圈轉(zhuǎn)動的周期為T＝

＝0.2s，t＝0.05s時，線圈轉(zhuǎn)過90°，到達(dá)中性面位置，此時穿過線圈的磁通量最大，感應(yīng)電流為零，故B錯誤；當(dāng)ab＝ad時，邊長相等，此時線圈面積最大，又Em＝NBSω，則感應(yīng)電動勢最大，即感應(yīng)電動勢的有效值最大，故D正確。拓展在例3中(1)0～0.05s過程中，穿過線圈的磁通量變化率如何變化？答案0～0.05s過程中，穿過線圈的磁通量逐漸增大，磁通量變化率逐漸減小。(2)畫出從圖示位置開始計時的感應(yīng)電動勢隨時間變化的圖像(已知bc＝2ab)。答案(3)當(dāng)ab＝ad時，寫出線圈從中性面開始轉(zhuǎn)動的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式。答案1匝線圈周長為0.6m，ab＝ad時，邊長L＝0.15m，Em＝NBL2ω＝2.25πV，得e＝Emsinωt＝2.25πsin10πt(V)。書寫交變電流瞬時值表達(dá)式的技巧1.確定正弦式交變電流的峰值：根據(jù)已知圖像讀出或由公式Em＝NBSω求出相應(yīng)峰值。2.明確線圈的初始位置：(1)若從線圈位于中性面位置開始計時，則i－t圖像為正弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i＝Imsinωt。(2)若從線圈位于垂直中性面位置開始計時，則i－t圖像為余弦函數(shù)圖像，函數(shù)表達(dá)式為i＝Imcosωt。返回交變電流的四值及應(yīng)用><考點(diǎn)二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＝(外電路為純電阻電路)討論電容器的

電壓擊穿物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明平均值交變電流圖像中圖線與時間軸所圍的面積與時間的比值(外電路為純電阻電路)計算通過導(dǎo)線橫截面的_______電荷量物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值適用于正弦式交變電流(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的值(如額定電壓、額定電流等)(3)計算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱、保險絲的熔斷電流等)(4)沒有特別加以說明的1.交流電壓表和電流表測量的是交流電的峰值。(

)2.可以用平均值計算交變電流產(chǎn)生的熱量。(

)3.求通過導(dǎo)體橫截面的電荷量q＝It，其中的I指的是有效值。(

)4.最大值和有效值之間的

倍關(guān)系僅適用于正弦式交流電。(

)×××√例4如圖是某一線圈通過的交流電的電流—時間圖像(前半個周期為正弦波形的

)，則一個周期內(nèi)該電流的有效值為√有效值的計算例5

(2023·江蘇鎮(zhèn)江市三模)如圖所示，空間中分布著磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)有界磁場，EF是其左邊界，一面積為S的n匝圓形金屬線框垂直于磁場放置，圓形線框的圓心O在EF上，線框電阻為R，若線框以角速度ω繞EF勻速轉(zhuǎn)動，并從圖示位置開始計時，則√C.線框中產(chǎn)生的交變電動勢的最大值為nBSω例6

(2023·江蘇徐州市統(tǒng)考)如圖所示為某發(fā)電機(jī)的原理圖。發(fā)電機(jī)的矩形線圈abcd固定，磁體在葉片驅(qū)動下繞線圈對稱軸勻速轉(zhuǎn)動，圖示位置線圈平面恰與磁場垂直。已知磁體間的磁場為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，磁體轉(zhuǎn)動的角速度為ω，線圈匝數(shù)為N，矩形線圈abcd的面積為S，線圈總電阻為r，外接電阻R和理想二極管相連。求：(1)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值Em；答案NBSω

線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動勢的最大值為Em＝NBSω(2)磁體從圖示位置轉(zhuǎn)過60°過程中，通過電阻R的電荷量q；(3)磁體轉(zhuǎn)動一個周期，電阻R上產(chǎn)生的電熱Q。返回課時精練1.教學(xué)用交流發(fā)電機(jī)示意圖如圖所示。矩形線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場中繞其中心軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，某時刻線圈平面與磁感線垂直。下列說法正確的是A.此時產(chǎn)生的感應(yīng)電流最大B.此時線圈平面處在中性面上C.此時線圈磁通量變化率最大D.此時開始再轉(zhuǎn)半個周期，線圈磁通量變化量為零√1234567891011由題圖可知，此時線圈平面與磁場方向垂直，穿過線圈的磁通量最大，但此時的磁通量變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，感應(yīng)電流為零，線圈平面處在中性面上，B正確，A、C錯誤；假設(shè)此時穿過線圈的磁通量為Φ0＝BS，從此時開始再轉(zhuǎn)半個周期，線圈磁通量變化量為ΔΦ＝－BS－BS＝－2BS，即線圈磁通量變化量不為零，D錯誤。12345678910112.(2023·江蘇連云港市聯(lián)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)動軸勻速轉(zhuǎn)動，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖乙所示。則下列說法正確的是A.t＝0.01s時穿過線框的磁通量最小B.該交變電動勢的有效值為C.該交變電動勢的瞬時值表達(dá)式為

e＝D.電動勢瞬時值為22V時，線框平面與中性面的夾角為60°√12345678910111234567891011由題圖乙可知t＝0.01s時，感應(yīng)電動勢最小，此時線框位于中性面，穿過線框的磁通量最大，A項(xiàng)錯誤；電動勢瞬時值為22V時，代入瞬時值表達(dá)式可知，線框平面與中性面的夾角為45°，D項(xiàng)錯誤。3.一只低壓電源輸出的交變電壓為

π取3.14，以下說法正確的是A.這只電源可以使“10V

2W”的燈泡正常發(fā)光B.這只電源的交變電壓的周期是314sC.這只電源在t＝0.01s時輸出的電壓達(dá)到最大值D.擊穿電壓為10V的電容器可以直接接在這只電源上√1234567891011在t＝0.01s時，這只電源的輸出電壓為零，故C項(xiàng)錯誤；12345678910114.(2020·海南卷·3)圖甲、乙分別表示兩種電流的波形，其中圖乙所示電流按正弦規(guī)律變化，分別用I1和I2表示甲和乙兩電流的有效值，則A.I1∶I2＝2∶1 B.I1∶I2＝1∶2√1234567891011對題圖甲的交流電分析可知，一個周期內(nèi)交流電的電流方向變化，而大小不變，故題圖甲的電流有效值為I1＝I0；由題可知，題圖乙的交流電為正弦式交流電，故其有效值為5.(2022·江蘇省揚(yáng)州中學(xué)模擬)如圖甲所示，單匝矩形線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，繞與磁場垂直的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動。已知線框電阻為R，轉(zhuǎn)動周期為T，穿過線框的磁通量Φ與時間t的關(guān)系圖像如圖乙所示。則下列說法錯誤的是√1234567891011123456789101112345678910116.(2023·江蘇南通市三模)如圖所示，紙面內(nèi)有一“凹”字形單匝金屬線框組成閉合回路，置于垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場中，線框的總電阻為R，邊長如圖所示。線框繞ab軸做角速度為ω的勻速圓周運(yùn)動。則從圖示位置A.轉(zhuǎn)動90°時回路中電流方向發(fā)生改變B.轉(zhuǎn)動180°的過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量為零C.轉(zhuǎn)動90°時回路中感應(yīng)電動勢大小為3BL2ωD.轉(zhuǎn)動過程中電流的有效值為√12345678910111234567891011通過一次中性面(即磁場與線框平面垂直位置時)電流方向才會發(fā)生改變，故A錯誤；轉(zhuǎn)動90°時回路中感應(yīng)電動勢大小為Em＝3BL2ω，故C正確；7.某音響電路的簡化電路圖如圖所示，輸入信號既有高頻成分，也有低頻成分，則A.電感線圈L1的作用是通高頻B.電容器C2的作用是通高頻C.揚(yáng)聲器甲用于輸出高頻成分D.揚(yáng)聲器乙用于輸出低頻成分√12345678910111234567891011在交流電路中，電感線圈的作用是“通低頻、阻高頻”，電容器的作用是“通交流、隔直流”和“通高頻、阻低頻”，選項(xiàng)A錯誤，B正確；當(dāng)輸入端的信號既有高頻成分也有低頻成分時，低頻成分通過電感線圈L1，到達(dá)揚(yáng)聲器甲，高頻成分通過電容器C2，到達(dá)揚(yáng)聲器乙，選項(xiàng)C、D錯誤。8.(2023·江蘇南通市檢測)如圖為某種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理圖，發(fā)電機(jī)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(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，線圈的匝數(shù)為N、面積為S、電阻為r，磁體轉(zhuǎn)動的角速度為ω，外接電路的電流為I，則A.圖示位置，穿過線圈的磁通量為NBSB.圖示位置，線圈中的電流方向不發(fā)生改變C.從圖示位置開始計時，交流電的表達(dá)式為

e＝NBSωcosωtD.線圈的輸出功率為1234567891011√1234567891011圖示位置，穿過線圈的磁通量為Φ＝BS，選項(xiàng)A錯誤；圖示位置為中性面，線圈經(jīng)過該位置時電流方向會發(fā)生改變，選項(xiàng)B錯誤；從圖示位置開始計時，交流電的表達(dá)式為e＝NBSωsinωt，選項(xiàng)C錯誤；9.(2024·江蘇南京市第二十九中學(xué)檢測)矩形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B＝

的勻強(qiáng)磁場中繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動，軸OO′與線圈平面共面且與磁場方向垂直，線圈兩端分別通過電刷與外電阻相連，電阻兩端并聯(lián)一理想交流電壓表。矩形線圈匝數(shù)為N＝100，面積為S＝

×10－2m2，其中ab邊長為L＝0.1m，線圈總電阻為r＝2Ω，外電路電阻為R＝6Ω，線圈的轉(zhuǎn)速為n＝4r/s。如圖所示，某時刻線圈平面剛好轉(zhuǎn)到與磁場方向垂直的位置。1234567891011(1)從此時刻開始計時，寫出線圈中感應(yīng)電流瞬時值的表達(dá)式；1234567891011線圈轉(zhuǎn)動過程中角速度ω＝2πn＝2π×4rad/s＝8πrad/s感應(yīng)電動勢的最大值為1234567891011線圈轉(zhuǎn)動過程中電流瞬時值表達(dá)式為(2)求電壓表示數(shù)；1234567891011答案12V(3)從此時刻開始計時，經(jīng)t＝

時，線圈ab邊所受安培力大小是多少？此過程中通過電阻R的電荷量是多少？(計算結(jié)果可以保留π和根號)12345678910111234567891011ab邊所受安培力123456789101110.(2023·江蘇南通市模擬)如圖所示，矩形線圈abcd匝數(shù)為N，總電阻為R，ab邊和ad邊長分別為L和3L，O、O′為線圈上兩點(diǎn)，OO′與cd邊平行且與cd邊的距離為L，OO′左側(cè)空間有垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B?，F(xiàn)使線圈繞OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動，求：(1)從圖示位置開始轉(zhuǎn)過60°過程中通過導(dǎo)線橫截面的電荷量q；12345678910111234567891011其中磁通量的變化量ΔΦ＝2BL2－2BL2cos60°＝BL2(2)線圈在轉(zhuǎn)動一周過程中產(chǎn)生的焦耳熱Q。12345678910111234567891011線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電動勢隨時間變化的規(guī)律如圖所示，設(shè)ab邊、cd邊在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生電動勢的最大值分別為E1m、E2m，有效值分別為E1、E2，則11.(2023·江蘇揚(yáng)州市檢測)如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半圓形區(qū)域，O為圓心，AOD為半圓的水平直徑，區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B、方向垂直于豎直平面向里的勻強(qiáng)磁場。在A、D兩點(diǎn)各固定一顆水平的光滑釘子，一個由線軟導(dǎo)線制成的閉合導(dǎo)線框ACDE掛在兩顆釘子上，在導(dǎo)線框的E處1234567891011有一個動滑輪，動滑輪下面掛重物，使導(dǎo)線處于繃緊狀態(tài)。設(shè)導(dǎo)線框的電阻為r，圓的半徑為R，從t＝0時刻開始，將導(dǎo)線上的C點(diǎn)繞圓心O以恒定角速度ω從A點(diǎn)沿圓弧移動到D點(diǎn)，導(dǎo)線始終繃緊。此過程導(dǎo)線中A.張力保持不變B.感應(yīng)電流的方向先順時針后逆時針1234567891011√對滑輪E分析可知，兩邊導(dǎo)線拉力總是相等的，則兩邊導(dǎo)線與豎直方向的夾角總相等，隨著C點(diǎn)沿圓弧從A點(diǎn)移到D點(diǎn)，AC段與CD段導(dǎo)線之和先增大后減小，則AE段與ED段導(dǎo)線之和先減小后增大，AE段導(dǎo)線與ED段導(dǎo)線的夾角2α先增大后減小，由2FTcosα＝mg可知導(dǎo)線的拉力先增大后減小，選項(xiàng)A錯誤；1234567891011設(shè)C點(diǎn)轉(zhuǎn)過的角度為θ＝ωt，根據(jù)幾何知識可得，線框上在磁場區(qū)域內(nèi)的三角形的面積為S＝

·2R·Rsinθ＝R2sinθ，穿過線框的磁通量為Φ＝BS＝BR2sinθ，因θ角從0到180°，則導(dǎo)線框中的磁通量先增大后減小，根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流先沿逆時針方向，后沿順時針方向，選項(xiàng)B錯誤；1234567891011根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E＝

可知，導(dǎo)線框中感應(yīng)電動勢隨時間t的變化關(guān)系為e＝ωBR2cosωt，感應(yīng)電流隨時間t的變化關(guān)系為i＝

故C錯誤；1234567891011返回第十三章交變電流電磁波傳感器第2課時變壓器遠(yuǎn)距離輸電實(shí)驗(yàn)十五：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系目標(biāo)要求1.會用實(shí)驗(yàn)探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系，體會控制變量法，了解實(shí)驗(yàn)誤差的產(chǎn)生原因。2.知道變壓器的工作原理，掌握變壓器的特點(diǎn)，并能分析、解決實(shí)際問題。3.掌握理想變壓器的動態(tài)分析方法。4.理解遠(yuǎn)距離輸電的原理并會計算線路損失的電壓和功率。內(nèi)容索引考點(diǎn)一

實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系考點(diǎn)二

理想變壓器及應(yīng)用考點(diǎn)三

理想變壓器的動態(tài)分析課時精練考點(diǎn)四

遠(yuǎn)距離輸電><考點(diǎn)一實(shí)驗(yàn)：探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)原理(1)實(shí)驗(yàn)電路圖(如圖所示)：(2)實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法①n1、U1一定，研究n2和U2的關(guān)系。②n2、U1一定，研究n1和U2的關(guān)系。2.實(shí)驗(yàn)器材學(xué)生電源(低壓交流電源，小于12V)1個、可拆變壓器1個、多用電表1個、導(dǎo)線若干。3.實(shí)驗(yàn)過程(1)保持原線圈的匝數(shù)n1和電壓U1不變，改變副線圈的匝數(shù)n2，研究n2對副線圈電壓U2的影響。①估計被測電壓的大致范圍，選擇多用電表交流電壓擋適當(dāng)量程，若不知道被測電壓的大致范圍，則應(yīng)選擇交流電壓擋的最大量程進(jìn)行測量。②組裝可拆變壓器：把兩個線圈穿在鐵芯上，閉合鐵芯，用交流電壓擋測量輸入、輸出電壓。(2)保持副線圈的匝數(shù)n2和原線圈兩端的電壓U1不變，研究原線圈的匝數(shù)對副線圈電壓的影響。重復(fù)(1)中步驟。4.數(shù)據(jù)處理由數(shù)據(jù)分析變壓器原、副線圈兩端電壓U1、U2之比與原、副線圈的匝數(shù)n1、n2之比的關(guān)系。5.注意事項(xiàng)(1)在改變學(xué)生電源電壓、線圈匝數(shù)前均要先斷開電源開關(guān)，再進(jìn)行操作。(2)為了人身安全，學(xué)生電源的電壓不能超過12V，通電時不能用手接觸裸露的導(dǎo)線和接線柱。(3)為了多用電表的安全，使用交流電壓擋測電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定被測電壓后再選用適當(dāng)?shù)膿跷贿M(jìn)行測量。例1

(2023·江蘇連云港市統(tǒng)考)某興趣小組用如圖所示的可拆變壓器進(jìn)行“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。(1)下列說法正確的是____。A.變壓器工作時，通過鐵芯導(dǎo)電把電能

由原線圈輸送到副線圈B.變壓器工作時在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化為

磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化為電能C.理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，沒有能量損失D.變壓器副線圈上不接負(fù)載時，原線圈兩端電壓為零BC為磁場能，在副線圈上將磁場能轉(zhuǎn)化為電能，B項(xiàng)正確；理想變壓器忽略能量損失，原線圈輸入功率等于副線圈輸出功率，C項(xiàng)正確；變壓器的原線圈兩端電壓由發(fā)電機(jī)提供，則副線圈上不接負(fù)載時，原線圈兩端電壓不變，不為零，D項(xiàng)錯誤。變壓器是通過互感工作，而不是通過鐵芯導(dǎo)電把電能由原線圈輸送到副線圈，A項(xiàng)錯誤；變壓器工作時在原線圈上將電能轉(zhuǎn)化(2)如圖所示，實(shí)驗(yàn)時，原線圈接“0”“8”接線柱，副線圈接“0”“1”接線柱，原線圈兩端連接低壓交流電源10V擋，用交流電壓表測得副線圈兩端的電壓為0.4V，這與其他小組的正確實(shí)驗(yàn)結(jié)論明顯不一致。對于這個小組實(shí)驗(yàn)結(jié)論出現(xiàn)明顯偏差的原因，最有可能的是____。A.原線圈匝數(shù)太多，電阻過大B.鐵芯沒有閉合，漏磁過多C.副線圈匝數(shù)太少，增加實(shí)驗(yàn)誤差D.副線圈的電阻太小B實(shí)驗(yàn)結(jié)論與理論結(jié)論出現(xiàn)明顯的偏差，最有可能的是：鐵芯沒有閉合，漏磁過多，使得通過副線圈的磁通量明顯小于通過原線圈的磁通量，使得副線圈兩端的電壓很小。B正確。根據(jù)變壓器的工作原理可知，若通過原、副線圈的磁通量相同，則原、副線圈的電壓表示數(shù)之比等于匝數(shù)比，則有(3)實(shí)際操作中將電源接在原線圈的“0”和“8”兩個接線柱之間，測得副線圈的“0”和“4”兩個接線柱之間的電壓為3.0V，則可推斷原線圈的輸入電壓可能為_____。A.3V B.5.3VC.6.0V D.6.2VD線柱，副線圈接“0”和“4”兩個接線柱時，可知原、副線圈匝數(shù)比為2∶1，副線圈電壓為3V，則原線圈電壓應(yīng)該為6V；實(shí)際操作中，不是理想變壓器，需要考慮損失部分，則原線圈所接電壓大于6V。故選D。若是理想變壓器，則變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系為

當(dāng)變壓器的原線圈接“0”和“8”兩個接(4)為了實(shí)驗(yàn)過程中的安全，下列做法正確的是_____。A.為了人身安全，只能使用低壓直流

電源，所用電壓不要超過12VB.連接好電路后，應(yīng)先檢查電路連接

是否正確，再接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)C.因?yàn)槭褂秒妷狠^低，通電時可用手直接接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱D.為了測量電表的安全，測量電壓時，先選用最大量程試測BD路后，應(yīng)先檢查電路連接是否正確，再接通電源進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，B項(xiàng)正確；即使使用電壓較低，為了確保實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的可靠精確性，通電時也不能用手直接接觸裸露的導(dǎo)線、接線柱，C項(xiàng)錯誤；在實(shí)驗(yàn)中為了確保人身安全，需要使用低壓交流電源，且電壓不要超過12V，A錯誤；為了確保安全，實(shí)驗(yàn)時，連接好電為了測量電表的安全，測量電壓時，先選用最大量程試測，再選用小一點(diǎn)的量程，確保精確度，D項(xiàng)正確。返回理想變壓器及應(yīng)用><考點(diǎn)二1.構(gòu)造和原理(1)構(gòu)造：如圖所示，變壓器是由

和繞在鐵芯上的

組成的。(2)原理：電磁感應(yīng)的互感現(xiàn)象。閉合鐵芯兩個線圈功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，P入＝P出，且輸出功率P出決定輸入功率P入電壓關(guān)系原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，

與副線圈的個數(shù)無關(guān)，且U1決定U22.基本關(guān)系式電流關(guān)系②有多個副線圈時，由P入＝P出得U1I1＝U2I2＋U3I3＋…＋UnIn或I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋…＋I(xiàn)nnn，輸出決定輸入頻率關(guān)系f1＝f2，變壓器不改變交變電流的頻率3.幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器——調(diào)壓變壓器，如圖甲(降壓作用)、乙(升壓作用)所示。(2)互感器①電壓互感器(n1＞n2)：把高電壓變成

，如圖丙所示。②電流互感器(n1＜n2)：把大電流變成

，如圖丁所示。低電壓小電流1.理想變壓器的基本關(guān)系式中電壓和電流均為有效值。(

)2.變壓器只對交變電流起作用，對恒定電流不起作用。(

)3.變壓器不僅能改變交變電流的電壓，還能改變交變電流的頻率。(

)4.在任何情況下，理想變壓器均滿足

P入＝P出。(

)√√××例2

(2022·山東卷·4)如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V，可輸出12V、18V、30V電壓，匝數(shù)為n1的原線圈中電壓隨時間變化為u＝Umcos(100πt)。單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為0.1V。將阻值為12Ω的電阻R接在BC兩端時，功率為12W。下列說法正確的是A.n1為1100匝，Um為220VB.BC間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為1.4AC.若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V，頻率為100HzD.若將R接在AC兩端，流過R的電流為2.5A，周期為0.02s√例3

在如圖所示的電路中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為k＝在a、b端輸入電壓為U0的正弦交流電，R1為定值電阻，調(diào)節(jié)電阻箱R2，當(dāng)R2＝8R1時，理想電壓表、理想電流表的示數(shù)分別為U、I，則下列說法正確的是√在原線圈回路中，有U0＝I1R1＋U1，在副線圈回路中，有U＝IR2，R2＝8R1，原線圈回路含有用電器的電路分析圖甲中當(dāng)R2變化時判斷理想變壓器原線圈中I1的變化情況及R1、R2的功率變化情況，可以把圖甲等效畫成圖乙。返回理想變壓器的動態(tài)分析><考點(diǎn)三1.理想變壓器的制約關(guān)系制約關(guān)系電壓(1)輸入電壓U1由電源決定(2)U2＝

?輸出電壓U2由輸入電壓U1和匝數(shù)比共同決定功率P入＝P出?輸入功率P入由輸出功率P出決定電流I1＝

?輸入電流I1由輸出電流I2和匝數(shù)比共同決定2.兩類理想變壓器的動態(tài)分析問題(1)匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)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，而P1＝P2，故P1發(fā)生變化。(2)負(fù)載電阻不變的情況(如圖所示)②R不變，U2變化時，I2發(fā)生變化。1.變壓器副線圈并聯(lián)更多的用電器時，原線圈輸入的電流隨之減小。(

)2.原線圈所加電壓恒定，當(dāng)原線圈的匝數(shù)增加時，副線圈兩端電壓增大。(

)××例4

(2023·江蘇宿遷市統(tǒng)考)某同學(xué)設(shè)計了如圖所示的控制溫度的報警裝置。理想變壓器原線圈一側(cè)接在輸出電壓有效值恒定的正弦交流電源上，當(dāng)原線圈回路中的理想靈敏電流計示數(shù)超過某一值時，就會觸發(fā)警報。RT為阻值隨溫度的升高而減小的熱敏電阻，R為滑動變阻器，則下列說法正確的是A.如果僅將RT處溫度升高，電流計示數(shù)將減小B.如果僅將RT處溫度升高，電源的輸出功率將減小C.如果僅將滑動變阻器的阻值調(diào)大，電流計的示數(shù)

將增大D.如果希望提高報警溫度，可以將滑動變阻器的阻值調(diào)大√RT處溫度升高，RT阻值減小，由于副線圈電壓U2不變，因此副線圈電流I2增大，根據(jù)理想變壓器原、副線圈電流關(guān)系可知原線圈電流I1也增大，故電流計示數(shù)將增大，A項(xiàng)錯誤；RT處溫度升高，副線圈電壓U2不變，電流I2增大，因此變壓器輸出功率增大，而理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，因此電源的輸出功率將增加，B項(xiàng)錯誤；如果將滑動變阻器的阻值調(diào)大，由于副線圈電壓U2不變，因此副線圈電流I2減小，根據(jù)理想變壓器原、副線圈電流關(guān)系可知原線圈電流I1也減小，故電流計示數(shù)將減小，C項(xiàng)錯誤；由A中分析可知，當(dāng)溫度升高后，熱敏電阻RT阻值減小，副線圈負(fù)載總阻值減小，副線圈電流增大，原線圈電流也增大，當(dāng)原線圈電流增大到規(guī)定值后報警，因此要提高報警溫度，需增大副線圈負(fù)載電阻，故可將滑動變阻器的阻值調(diào)大，D項(xiàng)正確。例5

(2023·江蘇南通市模擬)如圖所示，理想變壓器原線圈接在u＝

的交流電源上，電表為理想交流電表，此時原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，則A.電容器C可看成斷路B.電壓表的示數(shù)為C.向上滑動滑片P，電壓表示數(shù)變小D.增大R的阻值，電源的輸出功率減小√變壓器輸出的是交流電，因此電容器不是斷路而是通路，故A錯誤；增大R的阻值，輸出電壓不變，變壓器輸出功率減小，變壓器輸入功率也減小，則電源的輸出功率減小，故D正確。返回遠(yuǎn)距離輸電><考點(diǎn)四1.降低輸電損耗的兩個途徑(1)減小輸電線的電阻R。由R＝

知，可加大導(dǎo)線的

、采用_________的材料做導(dǎo)線。(2)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

。橫截面積電阻率小提高輸電電壓2.遠(yuǎn)距離高壓輸電的分析(1)理清輸電電路圖的三個回路(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(3)區(qū)別三種電壓和三種電功率三種電壓計算公式三種電功率計算公式輸電電壓U輸輸電功率P送P送＝I線U輸輸電線上損失的電壓ΔUΔU＝I線·R線輸電線上損失的電功率P損P損＝I線2R線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P用＝I用U用(4)掌握一個守恒觀念1.增大輸電導(dǎo)線的橫截面積有利于減少輸電過程中的電能損失。(

)2.高壓輸電是通過減小輸電電流來減少電路的熱損耗。(

)3.若發(fā)電站輸出功率為P，輸電電壓為U，輸電線總電阻為R，如圖所示，則輸電線上損失的功率為P損＝

(

)√√×例6

(2023·江蘇鎮(zhèn)江市?？?如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖。發(fā)電機(jī)輸出功率恒定，升、降壓變壓器均為理想變壓器。在輸電線路的起始端接入A、B兩個理想互感器，互感器原、副線圈的匝數(shù)比分別為100∶1和1∶10，電壓表的示數(shù)為220V，電流表的示數(shù)為5A，線路總電阻r＝10Ω，則下列說法正確的是A.發(fā)電機(jī)輸出的電功率為1100kWB.線路上損耗的功率為2500WC.互感器A是電流互感器，互感器B是電壓互感器D.用戶使用的用電設(shè)備變多，降壓變壓器輸出電壓U4大小不會改變√互感器A并聯(lián)接入電路是電壓互感器，互感器B串聯(lián)接入電路是電流互感器，C項(xiàng)錯誤；用戶使用的用電設(shè)備越多，用戶電流增大，輸電電流增大，輸電線損失電壓增大，降壓變壓器輸入電壓減小，降壓變壓器輸出電壓減小，D項(xiàng)錯誤。返回課時精練訓(xùn)練1變壓器訓(xùn)練2理想變壓器的動態(tài)分析及遠(yuǎn)距離輸電1.(2020·江蘇卷·2)電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端接在電流表上。則電流互感器A.是一種降壓變壓器B.能測量直流電路的電流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√1234567891011電流互感器原線圈匝數(shù)少，副線圈匝數(shù)多，是一種升壓變壓器，故A錯誤；變壓器的原理是電磁感應(yīng)，只能夠在交流電路中才能正常工作，故它不能測量直流電路的電流，故B錯誤；變壓器不改變交變電流的頻率，故C錯誤；變壓器的電流與匝數(shù)成反比，因此副線圈的電流小于原線圈的電流，故D正確。123456789101112345678910112.(2022·北京卷·4)某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為22000V，輸出電流為300mA。該變壓器A.原、副線圈的匝數(shù)之比為100∶1B.輸入電流為30AC.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√1234567891011變壓器不會改變交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1∶1，故D錯誤。3.(2023·江蘇南通市期末)如圖所示為簡化的充電原理圖。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%，忽略其他損耗，下列說法正確的是A.接收線圈中的電流與電壓成正比B.接收線圈的輸出功率與發(fā)射線圈的輸

出功率相等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√12345678910111234567891011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%，若發(fā)射線圈功率恒定為P，則有P·0.8＝U2I2，可知接收線圈中的電流與電壓成反比，故A錯誤；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%，由于漏磁，所以接收線圈的輸出功率小于發(fā)射線圈的輸出功率，故B錯誤；發(fā)射線圈與接收線圈中磁通量變化的頻率相同，原、副線圈在電磁感應(yīng)中是同頻率變化，所以發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同，故C正確；1234567891011穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，由磁通量的變化率為

則穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的變化率不相同，故D錯誤。4.如圖甲所示的黑光燈利用紫色光引誘害蟲飛近高壓電網(wǎng)罩來擊殺害蟲。圖乙是黑光燈高壓電網(wǎng)罩的工作電路，理想變壓器將有效值為220V的交變電壓變成高壓，當(dāng)高壓電網(wǎng)罩的電壓峰值達(dá)到3110V時，可擊殺害蟲，則變壓器的匝數(shù)比n1∶n2為A.1∶10 B.1∶20C.22∶311 D.311∶22√12345678910115.鉗形電流表是電機(jī)運(yùn)行和維修工作中最常用的測量儀表之一，其工作部分主要由電流表和電流互感器組成。電流互感器鐵芯制成活動開口，且呈鉗形，用手柄來控制開合，圖甲、乙分別為鉗形電流表的實(shí)物圖和內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖，已知副線圈匝數(shù)n＝200，某次測量時電流表示數(shù)為5mA，電流互感器可看成理想變壓器，電流表為理想電流表。則下列說法正確的是A.鉗形電流表既可以測量交變電流，又可以

測量直流電流B.通電導(dǎo)線中的被測電流為1AC.鉗口是否閉合緊密對電流的測量值不會有影響D.若被測通電導(dǎo)線在鉗形口繞2圈，電流表示數(shù)變?yōu)?.5mA√12345678910111234567891011鉗形電流表是根據(jù)電磁感應(yīng)原理制成的，故只能用來測量交變電流，A項(xiàng)錯誤；根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系可知，導(dǎo)線中的被測電流I1＝

＝1A，B項(xiàng)正確；若鉗口閉合不緊密，則會出現(xiàn)漏磁，造成測量值偏小，C項(xiàng)錯誤；6.(2024·江蘇徐州市統(tǒng)考)如圖為某人設(shè)計的電吹風(fēng)電路圖，a、b、c、d為四個固定觸點(diǎn)?？蓜拥纳刃谓饘儆|片P可同時接觸兩個觸點(diǎn)。觸片P處于不同位置時，電吹風(fēng)可處于停機(jī)、吹熱風(fēng)和吹冷風(fēng)三種工作狀態(tài)，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別記為n1和n2。下列說法正確的是

1234567891011熱風(fēng)時輸入功率60W冷風(fēng)時輸入功率60W小風(fēng)扇額定電壓60V正常工作時小風(fēng)扇輸出功率52WA.觸片P位于ab時，電吹風(fēng)屬于吹

冷風(fēng)狀態(tài)B.觸片P位于cd時，電吹風(fēng)屬于吹

冷風(fēng)狀態(tài)C.理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)

比n1∶n2＝3∶11D.小風(fēng)扇的內(nèi)阻為8Ω√1234567891011熱風(fēng)時輸入功率60W冷風(fēng)時輸入功率60W小風(fēng)扇額定電壓60V正常工作時小風(fēng)扇輸出功率52W只有小風(fēng)扇接入電熱絲不接入時才能吹冷風(fēng)，觸片P位于ab時，電熱絲與小風(fēng)扇都接入電路，吹熱風(fēng)，觸片P位于cd時，電熱絲與小風(fēng)扇都未接入電路，電吹風(fēng)處于停機(jī)，A、B錯誤；123456789101112345678910117.某興趣小組用如圖所示的可拆變壓器進(jìn)行“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)。(1)該實(shí)驗(yàn)中變壓器原線圈接線柱接入學(xué)生電源應(yīng)該選擇哪種接法____(選填“A”或“B”)；1234567891011B由題圖可知，A接直流電源，B接交流電源，而要探究變壓器則必須使用交變電壓，故選B。(2)實(shí)驗(yàn)開始前，小藝同學(xué)沒有使用鐵芯組裝變壓器，而是直接將一個線圈接入電源，另外一個線圈接電壓表，保持電源輸入電壓、兩個線圈接入的匝數(shù)不變，逐漸將兩個線圈相互靠近的過程中，觀察到電壓表的讀數(shù)______(選填“變大”“變小”或“不變”)；1234567891011變大(3)在正確組裝變壓器后，甲、乙、丙三位同學(xué)分別利用控制變量法探究副線圈的電壓U2與原線圈電壓U1、原線圈的匝數(shù)n1、副線圈的匝數(shù)n2的關(guān)系，將實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)繪制成甲、乙、丙三幅圖像，哪個同學(xué)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤_____(選填“甲”“乙”或“丙”)；1234567891011乙1234567891011根據(jù)變壓器原、副線圈匝數(shù)與電壓的關(guān)系

則可知，在原、副線圈匝數(shù)比一定的情況下，副線圈中的電壓與原線圈中的電壓成正比，圖像為過原點(diǎn)的傾斜直線；而當(dāng)原線圈的匝數(shù)以及原線圈中的電壓一定時，副線圈中的電壓與副線圈的匝數(shù)成正比，圖像為過原點(diǎn)的一條傾斜直線；若原線圈中的電壓與副線圈的匝數(shù)一定時，副線圈中的電壓與原線圈的匝數(shù)成反比，即副線圈中的電壓與原線圈匝數(shù)倒數(shù)的圖像為一條過原點(diǎn)的傾斜直線，因此實(shí)驗(yàn)結(jié)果有誤的為乙。(4)小琳同學(xué)在某次實(shí)驗(yàn)中選擇廠家標(biāo)注匝數(shù)nA＝200匝的線圈A作為原線圈，廠家標(biāo)注匝數(shù)nB＝100匝的線圈B作為副線圈，分別接入不同輸入電壓U1，測得對應(yīng)的輸出電壓U2得到實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)如表所示；分析下列可能的原因，你認(rèn)為正確的有_____。A.原、副線圈電壓的頻率不相等B.變壓器線圈中有電流通過時會

發(fā)熱C.鐵芯在交變磁場的作用下會發(fā)熱D.穿過副線圈的磁通量大于原線圈的磁通量1234567891011BC實(shí)驗(yàn)次數(shù)nA/匝nB/匝U1/VU2/V12001008.24.022001006.12.932001004.01.91234567891011變壓器不會改變電壓的頻率，故A錯誤；根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知，當(dāng)有電流通過線圈時，線圈會發(fā)熱，從而造成電能的損失，故B正確；鐵芯在交變磁場中會產(chǎn)生渦流，而根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知鐵芯會發(fā)熱，從而造成電能的損失，故C正確；因?yàn)殍F芯對磁場的約束不嚴(yán)密，因此，穿過副線圈的磁通量一定小于原線圈的磁通量，即磁通量有損失，故D錯誤。8.(2023·江蘇省模擬)如圖為一理想變壓器，ab為原線圈，ce為副線圈，d為副線圈引出的一個接頭。已知ce和de間線圈的匝數(shù)比為nce∶nde＝3∶1，原線圈輸入正弦式交變電流。當(dāng)只在ce間接一個R1＝45Ω的電阻，或只在cd間接一個電阻R2時，兩種情況下電阻消耗的熱功率相等，則電阻R2的阻值為A.15Ω

B.20Ω

C.25Ω

D.30Ω√123456789101112345678910119.(2023·江蘇南京市中華中學(xué)階段練習(xí))如圖甲和乙，是某手動發(fā)電的電筒的發(fā)電機(jī)的兩個截面示意圖。推動手柄使線圈a沿軸線往復(fù)運(yùn)動，線圈a中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢隨時間按正弦規(guī)律變化，如圖丙所示。線圈a連接一原、副線圈匝數(shù)比為2∶1的理想變壓器，其輸出端給兩個額定電流均為0.5A的燈泡供電，兩燈泡恰好正常發(fā)光，線圈a及導(dǎo)線電阻不計，則

A.線圈a中電流的有效值為0.5AB.燈泡的電阻為2ΩC.發(fā)電機(jī)輸出功率為D.變壓器輸出電流的頻率為1.25Hz√123456789101112345678910111234567891011123456789101110.一交流電源的輸出電壓如圖甲所示，通過理想變壓器對電路供電，電路如圖乙所示。已知原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，照明燈的額定功率為55W，排氣扇電機(jī)線圈的電阻為1Ω，電流表的示數(shù)為3A，用電器均正常工作，電表均為理想交流電表，則A.交流電源電壓瞬時值的表達(dá)式為u＝

220

sinπt(V)B.電壓表的示數(shù)為55VC.通過保險絲的電流為12AD.排氣扇電機(jī)的發(fā)熱功率為4W√12345678910111234567891011123456789101111.(2023·江蘇淮安市模擬)如圖所示，一理想變壓器由一個原線圈和兩個副線圈組成，匝數(shù)比n1∶n2∶n3＝3∶2∶1，a、b端接正弦交流電，電路中電阻R1＝R2＝R3，其余電阻均不計。若R3消耗的功率為P，則R1消耗的功率為1234567891011√12345678910111.在如圖所示的某地遠(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，如果發(fā)電廠的輸出功率增大為原來的2倍，輸電線上損耗的功率將增大為原來的A.1倍 B.2倍

C.4倍 D.8倍√123456789101112345678910112.(2023·浙江6月選考·7)我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設(shè)備再將直流變換成交流。下列說法正確的是A.送電端先升壓再整流B.用戶端先降壓再變交流C.1100kV是指交流電的最大值D.輸電功率由送電端電壓決定√1234567891011升壓和降壓都需要在交流的時候才能進(jìn)行，故送電端應(yīng)該先升壓再整流，用戶端應(yīng)該先變交流再降壓，故A正確，B錯誤；1100kV指的是直流電的電壓，也是交流電壓的有效值，故C錯誤；輸電功率是由用戶端負(fù)載的總功率來決定的，故D錯誤。12345678910113.(2023·江蘇南通市模擬)如圖所示，理想變壓器原線圈接在正弦交流電源上，電源的輸出電壓不變，副線圈回路中接有電阻R和燈泡?，F(xiàn)增加并入電路燈泡的個數(shù)，則A.原線圈中的電流減小B.副線圈中的電流減小C.變壓器的輸出功率增大D.燈泡消耗的總功率增大√1234567891011增加并入電路的燈泡的個數(shù)，副線圈回路的總電阻減小，而副線圈的輸出電壓U2不變，則副線圈中的電流增大，根據(jù)理想變1234567891011壓器兩端的電流比等于匝數(shù)的反比，可知原線圈的電流增大，A、B錯誤；由于變壓器的輸入功率和輸出功率相等，則輸出功率變大，C項(xiàng)正確；12345678910114.如圖所示為某小型電站高壓輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器，發(fā)電機(jī)輸出功率恒為20kW。在輸電線路上接入一個電流互感器，其原、副線圈的匝數(shù)比為1∶10，電流表的示數(shù)為1A，輸電線的總電阻用R線表示，大小為10Ω。下列說法正確的是A.電流互感器是一種降壓變壓器B.將滑動觸頭P下移，用戶獲得的電壓

將增大C.升壓變壓器的輸出電壓U2＝1000VD.用戶獲得的功率為19kW√12345678910111234567891011根據(jù)線圈匝數(shù)關(guān)系可知電流互感器是一種升壓變壓器，故A錯誤；將滑動觸頭P下移，相當(dāng)于增大了n3，降壓變壓器用戶獲得的電壓U4＝可知n3增大時，U4減小，故B錯誤；1234567891011輸電線上的損失功率ΔP＝I22R線＝1000W，用戶獲得的功率P4＝P3＝P－ΔP＝20kW－1kW＝19kW，故D正確。5.(2023·天津卷·6)如圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器T1和降壓變壓器T2都認(rèn)為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R，下列說法正確的有A.T1輸出電壓與T2輸入電壓相等B.T1輸出功率大于T2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T2輸出功率降低√1234567891011由于輸電過程中電阻R要產(chǎn)生熱量，會損耗功率，故T1輸出功率大于T2輸入功率，T1輸出電壓大于T2輸入電壓，故A錯誤，B正確；由于輸入電壓不變，所以變壓器T1的輸出電壓不變，隨著用戶接入的用電器增多，導(dǎo)致用戶端的等效電阻變小，則用戶端電流變大，輸電電路電流也相應(yīng)變大，根據(jù)P損＝I2R可知R功率增大，故C錯誤；用戶接入的用電器增多，用電器消耗功率增大，即T2輸出功率增大，故D錯誤。12345678910116.(2023·江蘇泰州市校考)如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10∶1，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表。從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1＝220sin(100πt)V，則A.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，電壓表的示數(shù)為22VB.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，t＝

時，電壓表的

示數(shù)為22VC.單刀雙擲開關(guān)與a連接，在滑動變阻器滑片P向上移

動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變小√1234567891011原線圈中的有效電壓值為220V，當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，所以根據(jù)

所以副線圈中電壓表的示數(shù)為22V，A項(xiàng)錯誤；1234567891011無論在什么時間，電壓表的示數(shù)一直為交變電壓的有效值，故仍為22V，B項(xiàng)正確；開關(guān)與a連接，在滑片P向上移動的過程中，原、副線圈的匝數(shù)比不發(fā)生變化，所以電壓表的示數(shù)不變化，接入電路中滑動變阻器的阻值變大，電流表示數(shù)變小，C項(xiàng)錯誤；12345678910117.(2023·江蘇鹽城市三模)如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝5∶1，原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，R為阻值隨光強(qiáng)增大而減小的光敏電阻，L1和L2是兩個完全相同的燈泡，電表均為理想交流電表。則A.通過光敏電阻的交變電流頻率

為10HzB.若L2的燈絲燒斷，則電壓表的示數(shù)仍為5VC.當(dāng)照射R的光強(qiáng)增大時，電流表的示數(shù)變小D.圖像上對應(yīng)的0.01s時刻，發(fā)電機(jī)中的線圈平面與中性面垂直√12345678910111234567891011由題圖乙可知，原線圈交流電的周期為T＝0.02s，頻率f＝

＝50Hz，變壓器副線圈交流電的頻率與原線圈相同，通過光敏電阻的交變電流頻率為

50Hz，A項(xiàng)錯誤；1234567891011圖像上對應(yīng)的0.01s時刻，電壓瞬時值為零，發(fā)電機(jī)中的線圈平面與中性面重合，D項(xiàng)錯誤。8.(2022·江蘇南通市階段練習(xí))如圖所示為理想自耦變壓器與負(fù)載連接的電路，原線圈輸入交流電的電壓恒定不變?，F(xiàn)閉合開關(guān)S，電動機(jī)M開始工作，則A.閉合S后，副線圈輸出電壓增大B.閉合S后，電阻R兩端的電壓減小C.閉合S后，原線圈輸入功率減小D.滑動觸頭P向下移動，燈L可能恢復(fù)到原來的亮度√1234567891011閉合S后，副線圈電流變大，電阻R兩端的電壓變大，副線圈消耗的功率變大，則原線圈輸入功率變大，選項(xiàng)B、C錯誤；閉合S后，電阻R兩端的電壓變大，則燈L兩端電壓減小，亮度變暗；若滑動觸頭P向下移動，則原線圈匝數(shù)減小，根據(jù)

可知，副線圈電壓變大，則燈泡兩端電壓會變大，即燈L可能恢復(fù)到原來的亮度，選項(xiàng)D正確。12345678910119.(2023·江蘇南京市檢測)如圖，理想變壓器原線圈接有效值保持不變的正弦交流電壓，電壓表和電流表均為理想交流電表，RT為熱敏電阻(溫度升高，電阻減小)，R0、R1為定值電阻，C為電容器，通電后隨著RT溫度升高，下列說法正確的是A.V1的示數(shù)和V2的示數(shù)都不變B.理想變壓器的輸入功率減小C.通過R1的電流始終為零，R1不消耗電能D.A1和A2的示數(shù)都減小√12345678910111234567891011理想變壓器原線圈接有效值保持不變的正弦交流電壓，則V1和V2的示數(shù)都不變，故A正確；隨著RT溫度升高，電阻減小，輸出電流變大，輸入電流也變大，即A1、A2的示數(shù)都變大，根據(jù)P＝UI可知理想變壓器的輸入功率和輸出功率均增大，故B、D錯誤；根據(jù)電容器“通交流隔直流”的特點(diǎn)可知，有電流通過R1，R1消耗電能，故C錯誤。10.(2023·江蘇徐州市一模)隨著經(jīng)濟(jì)發(fā)展，加之寒冬來臨，用電需求增加，當(dāng)火力發(fā)電供應(yīng)緊張時，通過遠(yuǎn)距離調(diào)度方式，會及時將其他地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電、太陽能發(fā)電并入電網(wǎng)保障電力供應(yīng)。如圖是遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，假設(shè)發(fā)電廠輸出電壓恒定不變，兩個變壓器均為理想變壓器。當(dāng)用戶用電器增加(假設(shè)所有用電器均可視為純電阻)，電網(wǎng)中數(shù)據(jù)發(fā)生變化，下列說法正確的是A.降壓變壓器的輸出電流I4減小B.輸電線上損失的功率減小C.升壓變壓器的輸出電壓U2增大D.發(fā)電廠輸出的總功率增大√123456789101112345678910111234567891011123456789101111.(2023·江蘇鎮(zhèn)江市聯(lián)考)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電的原理圖，降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比為n。電表均為理想交流電表，變壓器均為理想變壓器，則：1234567891011(1)若發(fā)電機(jī)輸出電功率P不變，升壓變壓器的輸出電壓為U，輸電線的總電阻為R線，則輸電線上的電流為多少？12345678910111234567891011(2)若發(fā)電機(jī)輸出電壓不變，R變發(fā)生變化，電壓表V的示數(shù)變化為ΔU，電流表A的示數(shù)變化為ΔI，

＝k，則兩變壓器間輸電線的總電阻R總等于多少？答案n2k

設(shè)升壓變壓器輸出電壓為U，降壓變壓器原、副線圈兩端電壓分別為U1、U2，降壓變壓器原、副線圈中的電流分別為I1、I2，則有U1＝nU2，I2＝nI1則有ΔU1＝nΔU2＝nΔU，ΔI＝ΔI2＝nΔI1在兩個變壓器中間的電路有U＝U線＋U1則有|ΔU線|＝|ΔU1|12345678910111234567891011(3)若發(fā)電機(jī)輸出電壓不變，輸電線的總電阻為R，當(dāng)R變?yōu)槎嗌贂r，R變的功率最大？1234567891011返回第十三章交變電流電磁波傳感器第3課時電磁振蕩與電磁波目標(biāo)要求1.了解LC振蕩電路中振蕩電流的產(chǎn)生過程及電磁振蕩過程中能量轉(zhuǎn)化情況。2.掌握電磁振蕩的周期公式和頻率公式。3.理解麥克斯韋電磁場理論，了解電磁波的產(chǎn)生、發(fā)射、傳播和接收過程。內(nèi)容索引考點(diǎn)一

電磁振蕩考點(diǎn)二

電磁波的特點(diǎn)及應(yīng)用課時精練><考點(diǎn)一電磁振蕩1.振蕩電路：產(chǎn)生大小和方向都做

迅速變化的電流(即

)的電路。由電感線圈L和電容C組成最簡單的振蕩電路，稱為LC振蕩電路。2.電磁振蕩：在LC振蕩電路中，電容器不斷地充電和放電，就會使電容器極板上的電荷量q、電路中的

、電容器內(nèi)的電場強(qiáng)度E、線圈內(nèi)的

發(fā)生周期性的變化，這種現(xiàn)象就是電磁振蕩。周期性振蕩電流電流i磁感應(yīng)強(qiáng)度B3.電磁振蕩中的能量變化(1)放電過程中電容器儲存的

能逐漸轉(zhuǎn)化為線圈的

能。(2)充電過程中線圈中的

能逐漸轉(zhuǎn)化為電容器的

能。(3)在電磁振蕩過程中，電場能和磁場能會發(fā)生

的轉(zhuǎn)化。電場磁場磁場電場周期性4.電磁振蕩的周期和頻率(1)周期T＝_______。(2)頻率f＝________。思考如圖甲、乙、丙、丁、戊五個圖代表LC振蕩電路中的五個狀態(tài)。(1)甲圖qC最大，i＝

；乙圖i最大，qC＝

；丙圖qC最大，i＝

；丁圖i最大，qC＝

；戊圖qC最大，i＝

。00000(2)從甲→乙的過程中，i

，qC

；從乙→丙的過程中，i

，qC

；從丙→丁的過程中，i

，qC

；從丁→戊的過程中，i

，qC

。增大減小減小增大增大減小減小增大(3)畫出從甲開始計時一個周期內(nèi)i－t、qC－t圖像。答案1.LC振蕩電路中，電容器放電完畢時，回路中電流最小。(

)2.LC振蕩電路中，回路中的電流最大時回路中的磁場能最大。(

)3.電磁振蕩的固有周期與電流的變化快慢有關(guān)。(

)××√例1

(2023·江蘇南通市金沙中學(xué)?？?如圖所示，某瞬間回路中電流方向如箭頭所示，且此時電容器的極板A帶正電荷，則該瞬間A.電流i正在增大，線圈L中的磁場能也正在增大B.電容器兩極板間的電壓正在增大C.電容器帶電荷量正在減小D.線圈中電流產(chǎn)生的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在增強(qiáng)

√根據(jù)圖示電路知，該LC振蕩電路正在充電，電流在減小，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，磁場能減小，A項(xiàng)錯誤；由于電容器在充電，所以電容器的帶電荷量在增大，根據(jù)U＝

知電容器兩極板間的電壓正在增大，C項(xiàng)錯誤，B項(xiàng)正確；充電的過程，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，所以線圈中電流產(chǎn)生的磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度正在減小，D項(xiàng)錯誤。例2

(2023·江蘇南京市六校調(diào)研)在LC振蕩電路中，某時刻電路中的電流方向如圖所示，且電流正在減小，則該時刻A.電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電B.電容器兩極板間電壓正在減小C.電場能正在向磁場能轉(zhuǎn)化D.電流的變化率減小√根據(jù)電流正在減小可以判斷，此時電容器在充電，結(jié)合電流方向知電容器上極板帶負(fù)電，下極板帶正電，在振蕩電路中，當(dāng)電容器充電時，電流減小但電流變化得越來越快，即電流變化率增大；電容器上的電荷量增大，此時，磁場能轉(zhuǎn)化為電場能，故A正確，C、D錯誤；由Q＝CU可得，電容器電荷量增大，兩極板間的電壓也增大，故B錯誤。LC振蕩電路充、放電過程的判斷方法根據(jù)電流流向判斷當(dāng)電流流向帶正電的極板時，電容器的電荷量增加，磁場能向電場能轉(zhuǎn)化，處于充電過程；反之，當(dāng)電流流出帶正電的極板時，電荷量減少，電場能向磁場能轉(zhuǎn)化，處于放電過程根據(jù)物理量的變