新教材2021-2022學(xué)年高中物理人教版選擇性必修第二冊(cè)課后鞏固提升：第三章 交變電流

第三章交變電流

1.交變電流

課后篇素養(yǎng)形成

A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練

1.如圖所示，線圈中不能產(chǎn)生交變電流的是（）

ABCD

解析|B、C、D中線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電流方向均發(fā)生變化,故能產(chǎn)生交變電流,A中不產(chǎn)生交變

電流。

gg]A

2.（多選）線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)e=10sin（20w）V,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.f=O時(shí),線圈平面位于中性面

B/=0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大

C/=0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速率最大

D./=0.4s時(shí),e有最大值10V

曖畫由電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可知從線圈位于中性面時(shí)開始計(jì)時(shí)，所以f=0時(shí),線圈平面位于

中性面，磁通量為最大,但此時(shí)導(dǎo)線速度方向與磁感線平行，切割磁感線的有效速率為零,A、B

正確,C錯(cuò)誤。當(dāng)f=0.4s時(shí),e=10sin20m（V）=10xsin（2（kx0.4）V=0,D錯(cuò)誤。

答案|AB

3.處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈"4,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/=0時(shí)刻,線圈平面與紙面重合（如圖所示），線圈的4邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng)，若規(guī)定

由4-Jc—d-4方向的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?，則能反映線圈中感應(yīng)電流/隨時(shí)間，變化的圖像

是下圖中的（）

物分析交變電流的圖像問(wèn)題應(yīng)注意圖線上某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)線圈在磁場(chǎng)中的位置，將圖線描述

的變化過(guò)程對(duì)應(yīng)到線圈所處的具體位置是分析本題的關(guān)鍵，線圈在圖示位置時(shí)磁通量為零，但

感應(yīng)電流為最大值;再由楞次定律可判斷線圈在轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，感應(yīng)電流方向?yàn)檎?，故選

項(xiàng)C正確。

4.線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生交變電流的圖像如圖所示，由圖可知（）

A.在A、C時(shí)刻線圈處于中性面位置

B.在B、。時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為零

C.從A時(shí)刻到D時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)的角度為71

D.若從O時(shí)刻到D時(shí)刻經(jīng)過(guò)0.02s,則在1s內(nèi)交變電流的方向改變100次

解析|4、C時(shí)刻感應(yīng)電流最大，線圈位置與中性面垂直,8、。時(shí)刻感應(yīng)電流為零，線圈在中性

面，此時(shí)磁通量最大。從A時(shí)刻到。時(shí)刻線圈轉(zhuǎn)過(guò)角度為。若從O時(shí)刻到。時(shí)刻經(jīng)過(guò)0.02s,

即線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周用時(shí)0.02s,且在這個(gè)時(shí)間內(nèi)電流方向改變2次，則在1s內(nèi)交變電流的方向改

變x2=100次，故D正確。

答案D

5.（多選）一個(gè)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)

間的變化圖像如圖所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A./=0時(shí)，線圈平面與中性面平行

BJ=0.01s時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量的變化率最大

C.f=0.02s時(shí)，線圈中有最大感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)

D.f=0.025s時(shí)，線圈中有最大感應(yīng)電流

|解析|當(dāng)0=0mSinor時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e=EmCOS函,當(dāng)r=0時(shí),0=0,線圈平面與中性面垂直，線圈

中有最大的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流，此類時(shí)刻還有0.01s、0.02s、0.03s,而感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大時(shí),

磁通量的變化率也最大。f=0.025s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,故選項(xiàng)B、C正確。

答案|BC

6.一臺(tái)發(fā)電機(jī)的結(jié)構(gòu)示意圖如圖甲所示，其中N、S是永久磁鐵的兩個(gè)磁極，它們的表面呈半圓

柱面形狀是圓柱形鐵芯，鐵芯外套有一矩形線圈，線圈繞鐵芯M中心的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。

磁極與鐵芯之間的縫隙中形成方向沿半徑的輻向磁場(chǎng)。若從圖甲所示位置開始計(jì)時(shí)，此時(shí)電

動(dòng)勢(shì)為正值，下列圖中能正確反映線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間t的變化規(guī)律

的是（）

甲

由于磁場(chǎng)為沿半徑的輻向磁場(chǎng)，可以認(rèn)為磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小不變，線圈始終垂直切割磁

感線，所以產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，由于每個(gè)周期磁場(chǎng)方向要改變兩次，所以產(chǎn)生的感應(yīng)

電動(dòng)勢(shì)的方向也要改變兩次，選項(xiàng)D正確。

答案|D

7.

如圖所示，勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=T,邊長(zhǎng)乙=10cm的正方形線圈浦cd共100匝，線圈總電

阻r=lQ,線圈繞垂直于磁感線的軸。。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度3=2nrad/s,外電路電阻R=4Q。

(1)求轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值。

(2)從圖示位置(線圈平面與磁感線平行)開始計(jì)時(shí)，求線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式。

(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°角時(shí)，求電路中電流的瞬時(shí)值。

22

解析卜)設(shè)轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em,則Em=NBLco=100xx0.1x27tV=2

V,

(2)從圖示位置開始計(jì)時(shí)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=EmCosco/=2cos2m(V)。

(3)由圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)30°南時(shí)，線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值e'=2cos30°(V)=V,則電路

中電流的瞬時(shí)值為z=Ao

|答案|(1)2V⑵e=2cos2m(V)(3)A

B級(jí)關(guān)鍵能力提升練

如圖甲所示,單匝矩形線圈的一半放在具有理想邊界的勻強(qiáng)磁場(chǎng)也線圈軸線OO與磁場(chǎng)邊界

重合。線圈按圖示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，并規(guī)定電流方向沿。-6一。一3一4

為正方向，則線圈內(nèi)感應(yīng)電流隨時(shí)間變化的圖像是圖乙中的()

ABCD

乙

解析|若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，只有時(shí)邊切割磁感線,相當(dāng)于向右切

割,故感應(yīng)電流的方向?yàn)閍—d-bTa,為負(fù)方向，大小相當(dāng)于半個(gè)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，但還

是正弦的形式，這一部分A、B的表示都是正確的;在線圈轉(zhuǎn)動(dòng)90°到180°的過(guò)程中，只有cd

邊切割磁感線，相當(dāng)于向左切割,故感應(yīng)電流的方向?yàn)閍—dTCTbia,為負(fù)方向，大小相當(dāng)于

半個(gè)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，但還是正弦的形式，這一部分B項(xiàng)表示的方向是不正確的;再按同樣

的方法繼續(xù)分析可以得到A項(xiàng)是正確的。

奉A(yù)

9.（多選）如圖甲所示為一個(gè)矩形線圈浦cd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。線

圈內(nèi)磁通量隨時(shí)間，變化如圖乙所示，則下列說(shuō)法中正確的是（）

A.時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大

B./2時(shí)刻ab的運(yùn)動(dòng)方向與磁場(chǎng)方向垂直

C.t3時(shí)刻線圈平面與中性面重合

上工4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流的方向相同

解析】時(shí)刻通過(guò)線圈的。最大，磁通量變化率最小，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零,A錯(cuò);在打、■時(shí)刻,

線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為Em,此時(shí),力、C”的運(yùn)動(dòng)方向垂直于磁場(chǎng)方向,B正確;白、打、右時(shí)刻，0

最大,=0,此時(shí)線圈平面垂直于磁場(chǎng)方向，與中性面重合,C正確;右時(shí)刻，線圈中的感應(yīng)電流為

零,D錯(cuò)。

答案|BC

10.（多選）如圖甲所示,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)圖像如圖乙中曲線4、b所示，則（）

A.兩次片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；3

C.曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25Hz

D.曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)最大值為10V

解析卜=0時(shí)刻，兩次產(chǎn)生的交變電流的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值均為零，因此線圈平面均與中性面重合,A

正確;圖中a、〃對(duì)應(yīng)的周期之比為2；3,因此線圈轉(zhuǎn)速之比na；"〃==3；2,B錯(cuò)誤;a線表示的

交變電動(dòng)勢(shì)的頻率為人=Hz=25Hz,C正確;a線對(duì)應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值Eam=NBS-,

由圖像知瓦m=15V,6線對(duì)應(yīng)線圈相應(yīng)的電動(dòng)勢(shì)的最大值&m=NBS?，因此，瓦m=10V,D正確。

|答案|ACD

H.交流發(fā)電機(jī)在工作時(shí)電動(dòng)勢(shì)為e=&sin函,若將發(fā)電機(jī)的角速度變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，同時(shí)將線

圈所圍面積變?yōu)樵瓉?lái)的,其他條件不變，則其電動(dòng)勢(shì)變?yōu)椋ǎ?/p>

A.e'=EmsinB.e-2Emsin

C.e-Emsin2cotD.e-sin2cot

|解析|交變電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式e=Emsin而Ee=NBSs,當(dāng)co變?yōu)樵瓉?lái)的2倍而S變?yōu)樵瓉?lái)

的時(shí),Em不變，故C正確。

12.(多選)矩形線圈的匝數(shù)為50匝，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，穿過(guò)線圈的

磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖所示，下列結(jié)論正確的是(兀取3.14)()

A.在t=0.\s和f=0.3s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大

B.在1=0.2s和1=0.4s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)改變方向

C.電動(dòng)勢(shì)的最大值是157V

D.在f=0.4s時(shí)，磁通量變化率達(dá)最大,其值為3.14Wb/s

解析|由St圖像可知0max=8S=O.2Wb,T=0.4s,又因?yàn)镹=50,所以EM=NBS3=N=157

V,C正確;f=0.1s和0.3s時(shí),①最大,e=0,方向改變;f=0.2s和0.4s時(shí),0=O,e=Emax,方向不變，

故A、B錯(cuò)誤，根據(jù)線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)知，當(dāng)/=0.4$時(shí),最大,=3.14

Wb/s,D正確。

|ggCD

13.

O

如圖所示,矩形線圈匝數(shù)N=100,兒=30cm,U=20cm,勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.8T,繞軸00,

從圖示位置(線圈平面與磁感線平行)開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度3=100兀rad/s,求：

(1)穿過(guò)線圈的磁通量的最大值0m。

(2)線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em。

(3)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間［變化的表達(dá)式。(從圖示位置開始計(jì)時(shí))

(4)從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)60°時(shí),線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)。

曖畫⑴當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至與磁感線垂直時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量有最大值,0m=35=0.8x0.3x0.2

Wb=0.048Wbo

(2)線圈平面與磁感線平行時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有最大值,Em=NB5cu=480兀V。

(3)從題圖所示位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e=EmCOS加=480兀cos

1007tr(V)o

(4)從圖示位置開始勻速轉(zhuǎn)動(dòng)60°,即初=60°,則此時(shí)線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)

值e-480n:cos60°V=240TUV。

修案|(1)0.048Wb⑵480兀V

(3)e=480兀cos100MV)(4)240JIV

第三章交變電流

2.交變電流的描述

課后篇素養(yǎng)形成

A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練

1.下列提到的電壓或電流，不是指有效值的是（）

A.交流電壓表的讀數(shù)

B.保險(xiǎn)絲熔斷電流

C.電容器擊穿電壓

D.220V交流電壓

畫電容器擊穿電壓指電容器兩端允許加的電壓的最大值。

ggc

2.下列關(guān)于交變電流的說(shuō)法正確的是（）

A.若交變電流的峰值為5A,則它的最小值為-5A

B.用交流電流表測(cè)交變電流時(shí)，指針來(lái)回?cái)[動(dòng)

C.我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流頻率為50Hz,故電流方向每秒改變100次

D.正弦式交變電流i=20sin10TU（A）的峰值為20A,頻率為100Hz

隆麗電流的負(fù)值表示電流方向與規(guī)定正方向相反，不表示大小,A項(xiàng)錯(cuò)誤;交流電流表測(cè)交變

電流時(shí)，指針不會(huì)來(lái)回?cái)[動(dòng),B項(xiàng)錯(cuò)誤;我國(guó)工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和生活用的交變電流周期為0.02s,交變

電流方向一個(gè)周期改變兩次，所以每秒改變100次,C項(xiàng)正確;由3=2寸得正弦式交變電流

z=20sin（107cr）A的頻率為5Hz,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

ggc

3.（2020海南卷）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

用人和/2表示圖甲和圖乙表示的兩電流的有效值，則（）

A./i：h=2：1

B./i：12=\

C./i?/2=1；

D./i；/2=；1

函圖甲所示的電流在一個(gè)周期內(nèi)方向變化，大小不變，故圖甲的電流有效值為/產(chǎn)/0；圖乙所

三絲流為正弦式交變電流，其有效值為/2=，故/1；/2二；1,選項(xiàng)口正確。

答案D

4.如圖所示,兩只阻值相同的電阻分別通以正弦波和方波電流，電流的最大值相等，則兩只電阻

產(chǎn)生的熱功率的比是（）

z/A

...?ii

z/A?ii

1-I:~1

A.l：4B.l：2C.l/1D.2/1

解析|正弦波電流通過(guò)電阻在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Qu=RT,則尸正=R=R(W)。方波電流

通過(guò)電阻在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為。方=(1A)2.R7,則P方==(1A)2.R=R(W)。,B選項(xiàng)正確。

5.如圖是一個(gè)正弦式交變電流的圖像，下列說(shuō)法正確的是()

B.周期是0.15s,電流的峰值是10A

C.頻率是5Hz,電流的有效值是10A

D.頻率是0.2Hz,電流的有效值是7.07A

暖麗由圖像可知T=0.2s,/m=10A,故頻率/==5Hz,有效值/==5A=7.07A,故A正確,B、C、

D錯(cuò)誤。

量A

6.一電阻接一直流電源，通過(guò)4A的電流時(shí)熱功率為尸，若換接一正弦式交流電源，它的熱功率

變?yōu)?，則該交變電流的最大值為()

A.4AB.6A

C.2AD.4A

解明由「二/2/?,/^,接交流電源時(shí)=〃?凡故/'=A,/,n=/'=A=4Ao

IgA

7.一臺(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)律圖像如圖甲所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)

阻為5.0Q，若外接一只電阻為95.0Q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改變50次

C.燈泡實(shí)際消耗的功率為484W

D.發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為24.2J

阿耐電壓表的示數(shù)為燈泡兩端電壓的有效值，由圖像可知電動(dòng)勢(shì)的峰值品=220V,則其有效

值E=220V,燈泡兩端電壓U=/R=R=209V,故A選項(xiàng)錯(cuò)誤;由圖像可知T=0.02s,一個(gè)周期內(nèi)

電流方向改變2次，可知1s內(nèi)電流方向改變100次，故B選項(xiàng)錯(cuò)誤;燈泡的實(shí)際功率尸==459.8

W,C選項(xiàng)錯(cuò)誤;電流的有效值/==2.2A,發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒產(chǎn)生的焦耳熱為Q=/2"=24.2J,

故D選項(xiàng)正確。

答案|D

8.

在如圖所示電路中人是熔斷電流/o=2A的保險(xiǎn)絲,R是可變電阻,S是交流電源。交流電源的

內(nèi)電阻不計(jì)，其電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的規(guī)律是e=220sin314f（V）。為了不使保險(xiǎn)絲熔斷，可變電阻

的阻值應(yīng)該大于（）

A.110Q

B.110Q

C.220C

D.220Q

解析|。=220V,/?mi?=Q=110Q。

答案|B

B級(jí)關(guān)鍵能力提升練

9.（多選）有一個(gè)電子元器件，當(dāng)其兩端電壓高于100V時(shí)導(dǎo)電，等于或低于100V時(shí)不導(dǎo)電，若

把這個(gè)電子元器件接到100V、50Hz的正弦交變電壓上，這個(gè)電子元器件將（）

A.不導(dǎo)電

B.每秒導(dǎo)電50次

C.每秒導(dǎo)電100次

D.每秒電流方向改變100次

隆麗電源電壓100V為有效值，則電源電壓的最大值為100V,在每個(gè)周期的0~內(nèi)，有一段時(shí)間

加在電子元器件上的電壓大于100V,電子元件導(dǎo)電，在每個(gè)周期的~7內(nèi)，有一段時(shí)間加在電

子元器件上的電壓大于100V,電子元件導(dǎo)電，即一個(gè)周期電子元件導(dǎo)電兩次，而每秒有50個(gè)

周期，故每秒導(dǎo)電100次,A、B錯(cuò)誤,C正確。每秒有50個(gè)周期，每個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩

次,故每秒電流方向改變100次,D正確。

|答案匕D

10.如圖甲所示，調(diào)光臺(tái)燈是通過(guò)雙向可控硅電子器件來(lái)實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)節(jié)燈的亮度的?，F(xiàn)將某無(wú)

級(jí)調(diào)光臺(tái)燈接在220V的正弦交變電流上,經(jīng)過(guò)可控硅調(diào)節(jié)后加在燈管兩端的電壓如圖乙所

A.220VB.156V

C.110VD.78V

解析|雖然圖示電流不是正弦式交變電流，根據(jù)正弦式交變電流的圖像對(duì)稱性可知，只要有T的

些壁I滿足最大值是有效值的倍，根據(jù)電流有效值定義有T=，解得U=110V=156V,故B對(duì)。

SMIB

11.

如圖所示，出心/為一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N的正方形閉合線圈，繞對(duì)稱軸0。，勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度為

。?？臻g中只有00'左側(cè)存在垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度為瓦若閉合線圈的總電

阻為R,則（）

A.線圈中電動(dòng)勢(shì)的有效值為NBG（o

B.線圈中電流方向每秒鐘改變次數(shù)為次

C.在轉(zhuǎn)動(dòng)一圈的過(guò)程中，線圈中有一半時(shí)間沒(méi)有電流

D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖中所處的位置時(shí),穿過(guò)線圈的磁通量為NBZ?

隆麗線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中，除線圈平行磁場(chǎng)方向時(shí)始終有N條邊在切割磁感線，因此線圈中始終

有電流，故C錯(cuò)。由于始終只有N條邊在切割磁感線，因此線圈中電動(dòng)勢(shì)表達(dá)式為e=NBL2"sin

W,電動(dòng)勢(shì)有效值表達(dá)式為E=NBL2a）,故A錯(cuò)。由3=2株則戶，由此可知,線圖中電流方向每秒

鐘改變次，因此B正確。磁通量與平面相對(duì)應(yīng)，與線圈匝數(shù)無(wú)關(guān)，因此D錯(cuò)。

SSIB

|解析|從圖中即可看出電壓的最大值Um=10V,完成一次周期性變化所需的時(shí)間為7=0.16So

然而，由于該變化電壓不是正弦式交流電壓，所以有效值要由定義來(lái)計(jì)算,即找到與其熱效應(yīng)

等效的恒定電流電壓值。根據(jù)焦耳定律，在一個(gè)周期T內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為

。1=（八+/4）+（，2+工3）。

式中力、h、f3、f4分別為圖中一個(gè)周期內(nèi)電壓U1、。2對(duì)應(yīng)的通電時(shí)間。

對(duì)于直流電路，通過(guò)電阻R的發(fā)熱量為。2=，＞

由交流電壓有效值的定義，知Qi=Q。

解得U=,

u=v=7.91Vo

此即電壓的有效值。

答案|10V0.16s7.91V

13.

如圖所示的電表均為理想的交流電表,保險(xiǎn)絲P的熔斷電流為2A,電容器的擊穿電壓為300

V,若在a、b間加正弦交流電壓,并適當(dāng)?shù)卣{(diào)節(jié)R,使P恰好不被熔斷C恰好不被擊穿，則電流

表的讀數(shù)為多少?電壓表的讀數(shù)為多少？

帔助電流表測(cè)的是通過(guò)P的電流，保險(xiǎn)絲恰好不熔斷，所以電流表讀數(shù)為2A。而電容器與電

阻R并聯(lián)，因而其路端電壓和電阻R兩端電壓相同，也和電壓表兩端電壓相同，由電容器耐?壓值

Um=300V,得U==212V。

答案12A212V

14.如圖所示，交流發(fā)電機(jī)的矩形線圈abed中/“>=Zcd=50cm,鼠=/?d=30cm,匝數(shù)a=100,線圈電

阻r=0.2。，外電阻R=4.8。，線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度8=0.05T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的轉(zhuǎn)軸

00'勻速轉(zhuǎn)動(dòng),角速度cu=1007trad/s?

(1)求線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值。

(2)若從圖示位置開始計(jì)時(shí)，寫出感應(yīng)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式。

(3)求交流電壓表和交流電流表的示數(shù)。

(4)求此發(fā)電機(jī)的功率。

(5)從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為多大?通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為多

少？

(6)從圖示位置起轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中,外力做的功為多少?線圈上產(chǎn)生的焦耳熱為多少？

解析|(1)設(shè)ab=/i,cb=b則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em-nBl\l2(o-23>5.5V。

(2)根據(jù)閉合電路歐姆定律得感應(yīng)電流的最大值為/m==47.1A,在圖示位置時(shí)，電流有最

大值，則感應(yīng)電流的瞬時(shí)值表達(dá)式為i=/mcos代入數(shù)值得i=47.1cos10(hrr(A)o

(3)感應(yīng)電流的有效值為/==33.3A。

則路端電壓的有效值為［/=//?=159.84V?

故交流電壓表的示數(shù)為159.84V,交流電流表的示數(shù)為33.3A?

(4)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E==166.5V。

所以發(fā)電機(jī)的功率為P=/E=5544.5Wo

(5)平均電動(dòng)勢(shì)為=〃=〃=2〃<y=150V。通過(guò)導(dǎo)線橫截面的電荷量為q=Zf==0.15C。

(6)外力通過(guò)克服安培力做功,將其他形式的能轉(zhuǎn)化為電能,所以有

W=W『/EAf=/4=27.7J。

線圈上產(chǎn)生的焦耳熱為Q=arAf=/V=l.llJ?

|答案|(1)235.5V(2)i=47.1cos10(MA)

(3)159.84V33.3A(4)5544.5W(5)150V0.15C(6)27.7J1.11J

第三章交變電流

3.變壓器

課后篇素養(yǎng)形成

A級(jí),_________必備知識(shí)基礎(chǔ)練

甲乙

1.鉗形電流表的外形和結(jié)構(gòu)如圖甲所示。圖甲中電流表的讀數(shù)為1.2A,圖乙中用同一電纜線

繞了3匝，則（）

A.這種電流表能測(cè)直流電流,圖乙的讀數(shù)為2.4A

B.這種電流表能測(cè)交變電流，圖乙的讀數(shù)為0.4A

C.這種電流表能測(cè)交變電流，圖乙的讀數(shù)為3.6A

D.這種電流表既能測(cè)直流電流，又能測(cè)交變電流,圖乙的讀數(shù)為3.6A

麗|鉗形電流表的工作原理是電磁感應(yīng)，所以它只能測(cè)交變電流，根據(jù)變壓器的原理/=/o"o,

其中為指鉗形電流表內(nèi)部線圈的匝數(shù),如指待測(cè)電流導(dǎo)線的匝數(shù)/指外接電流。當(dāng)在圖乙中

用同一電纜線繞了/io,=3匝,則滿足癡尸加方,解得/2=3/產(chǎn)3.6A。

ggc

2.（多選）理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10.T,以下說(shuō)法中正確的是（）

A.穿過(guò)原、副線圈每一匝磁通量之比是10；1

B.穿過(guò)原、副線圈每一匝磁通量的變化率相等

C.原、副線圈每一匝產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值之比為10/1

D.正常工作時(shí)原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1

隆麗對(duì)于理想變壓器，穿過(guò)兩個(gè)線圈的磁通量相同，磁通量變化率相同，每匝線圈產(chǎn)生的感應(yīng)

電動(dòng)勢(shì)相等，輸入功率等于輸出功率。

答案|BD

3.如圖所示，可以將電壓升高供給電燈的變壓器是圖（）

CD

壓器應(yīng)該接在交流電路中,升壓變壓器副線圈的匝數(shù)應(yīng)大于原線圈的匝數(shù)。

ggc

4.在變電站里，經(jīng)常要用交流電表去監(jiān)測(cè)電網(wǎng)上的強(qiáng)電流,所用的器材叫電流互感器。如圖所

示的四個(gè)圖中，能正確反映其工作原理的是（）

ABCD

凰5]電流互感器應(yīng)是測(cè)電流的，應(yīng)串聯(lián)在火線上,故選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤;同時(shí)，由/g=/2〃2知，要使

須使故選項(xiàng)A正確，選項(xiàng)C錯(cuò)誤。

gg]A

5.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為20原線圈接正弦交流電源，副線圈接入

“220V60W”燈泡一只，旦燈泡正常發(fā)光，則（）

I—ffi-L,J------1

A.電流表的示數(shù)為A

B.電流表的示數(shù)為A

C.電源輸出功率為1200W

D.原線圈端電壓為11V

暖麗由題意知流經(jīng)副線圈的電流/2=A=A,則電流表的示數(shù)為/產(chǎn)A,選項(xiàng)A正確、B錯(cuò)誤；

因?yàn)槭抢硐胱儔浩?，故電源輸出的功率等于燈泡消耗的功率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;由Ui=x220V=4

400V知，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。

ggA

6.如圖所示,一輸入電壓為220V、輸出電壓為36V的變壓器副線圈燒壞。為獲知此變壓器

原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5匝線圈，然后將原線

圈接到220V交流電源上，測(cè)得新繞線圈兩端的電壓為1V,按理想變壓器分析,該變壓器燒壞

前的原、副線圈匝數(shù)分別為（）

A.1100,360B,1100,180

C.2200,180D.2200,360

解析|由U\/Ui:5=3：m；〃3,可得〃1=〃3=1lOO/zfhtlgOB選項(xiàng)正確。

量B

7.現(xiàn)用電壓為380V的正弦式交變電流給額定電壓為220V的電燈供電,以下電路中不可能使

電燈正常發(fā)光的是（）

國(guó)麗由圖可知,A、B中均有電阻分壓，可以使電燈正常發(fā)光;C為降壓變壓器，通過(guò)變壓器降壓

也可以使電燈正常發(fā)光;D為升壓變壓器，電燈兩端的電壓不會(huì)小于380V,不可行。

答案D

8.當(dāng)變壓器一個(gè)線圈的匝數(shù)已知時(shí)，可以用下面的方法測(cè)量其他線圈的匝數(shù):把被測(cè)線圈作為

原線圈，用匝數(shù)已知的線圈作為副線圈,通入交變電流，測(cè)出兩線圈的電壓，就可以求出被測(cè)線

圈的匝數(shù)。已知副線圈有400匝,把原線圈接到220V的線路中，測(cè)得副線圈的電壓是55V,

求原線圈的匝數(shù)。

理想變壓器原副線圈的電壓與匝數(shù)成正比,

由得〃產(chǎn)”2=1600o

答案600

B級(jí)關(guān)鍵能力提升練

9.（多選）如圖所示,乙、L2是高壓輸電線，圖中兩電表示數(shù)分別是220V和10A,已知甲圖中原、

副線圈匝數(shù)比為100；1,乙圖中原、副線圈匝數(shù)比為1：10,則（）

甲

A.甲圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000V

B.甲圖是電流互感器，輸電電流是100A

C.乙圖中的電表是電壓表，輸電電壓為22000V

D.乙圖是電流互感器，輸電電流是100A

暖麗題圖甲是電壓互感器，題圖甲中的電表是電壓表，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知輸電電壓

為22000V,A對(duì),B錯(cuò);題圖乙是電流互感器，題圖乙中的電表是電流表，根據(jù)電流與匝數(shù)成反

比可得輸電電流是100A,C錯(cuò),D對(duì)。

gg]AD

10.如圖甲、乙所示的電路中，當(dāng)A、8接有效值為10V的交流電壓時(shí),C、。間電壓的有效值

為4V;當(dāng)M、N接10V直流電壓時(shí),P、Q間的電壓也為4V?，F(xiàn)把C、。接有效值為4V交

流電壓，尸、。接4V直流電壓，下列表示4、8間和例、N間電壓的是（）

A

B

A.10VJ0V

B.10V,4V

C.4V,10V

D.10V,0

畫題圖甲是一個(gè)自耦變壓器，當(dāng)A、8作為輸入端,C、。作為輸出端時(shí),是一個(gè)降壓變壓器,

兩邊的電壓之比等于兩邊線圈的匝數(shù)之比。當(dāng)C、。作為輸入端,4、8作為輸出端時(shí)，是一個(gè)

升壓變壓器,電壓比也等于匝數(shù)比，所以C、。接有效值為4V交流電壓時(shí)小、8間將得到有

效值為10V交流電壓。題圖乙是一個(gè)分壓電路，當(dāng)M、N作為輸入端時(shí)，上下兩個(gè)電阻上的電

壓跟它們電阻的大小成正比。但是當(dāng)把電壓加在P、Q兩端時(shí)，電流只經(jīng)過(guò)下面那個(gè)電阻，上

面的電阻中沒(méi)有電流通過(guò),M、P兩端也就沒(méi)有電勢(shì)差，即M、P兩點(diǎn)的電勢(shì)相等。所以當(dāng)P、

。接4V直流電壓時(shí),M、N兩端的電壓也是4V。如果M、N或.P、Q換成接交流電壓，上述

關(guān)系仍然成立，因?yàn)榻蛔冸娏髟诩冸娮桦娐分袣W姆定律仍然適用。

11.（多選）如圖所示為一理想變壓器，出為原線圈，接一正弦交流電,〃2=〃3,在〃2、〃3兩個(gè)線圈上

分別獲得35V電壓。要想得到70V電壓,c、d、e、/連接方式為（）

/

A.d、e連在一起,c、『為輸出端

B.c、/連在一起,e、d為輸出端

C.e、c連在一起/、”為輸出端

D/、d連在一起,e、c為輸出端

個(gè)線圈串聯(lián)后，要注意使電動(dòng)勢(shì)的方向相同，如果接反了，輸出電壓就變?yōu)榱恪?/p>

|答案（D

12.將輸入電壓為220V,輸出電壓為6V的理想變壓器改繞成輸出電壓為30V的變壓器，副線

圈原來(lái)是30匝，原線圈匝數(shù)不變，則副線圈新增匝數(shù)為（）

A.120B.150C.180D.220

曖畫由變壓比，得，所以“1=1100,當(dāng)S'=30V時(shí),，所以〃2'=150,故公〃2'=〃2"2=120。所以A正

確。

ggA

13.一自耦變壓器如圖所示,環(huán)形鐵芯上只繞有一個(gè)線圈，將其接在以匕間作為原線圈。通過(guò)

滑動(dòng)觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在a、方間輸入電壓為口的交變電流

時(shí),c、d間的輸出電壓為在將滑動(dòng)觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中（）

A.U2>Ul,l/2降低

B.U2>U,S升高

C.U2<U],S降低

D.S<U,U2升高

曖畫由變壓器的變壓公式可知，由于原線圈匝數(shù)小大于副線圈匝數(shù)"2,因此有U\>U2,當(dāng)滑動(dòng)

觸頭從M點(diǎn)順時(shí)針旋轉(zhuǎn)到N點(diǎn)的過(guò)程中,“2減小，因此U1降低,C項(xiàng)正確。

ggc

14.（2020山東卷）圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比??；m=22；3,輸入端a、〃所接電壓

“隨時(shí)間，的變化關(guān)系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15Q,額定電壓為24V。定值電阻R=10

Q、R2=5Q,滑動(dòng)變阻器R的最大阻值為10Q。為使燈泡正常工作，滑動(dòng)變阻器接入電路的

電阻應(yīng)調(diào)節(jié)為（）

甲

乙

A.lQB.5QC.6QD.8Q

曖畫由理想變壓器原、副線圈電壓關(guān)系得，求出U2=30V。小燈泡正常工作,/=A=L6A,并聯(lián)

出單阻值R#=，根據(jù)并聯(lián)關(guān)系有,代入數(shù)據(jù)得出R=1Q,選項(xiàng)B、C、D錯(cuò)誤，選項(xiàng)A正確。

第三章交變電流

4.電能的輸送

課后篇素養(yǎng)形成

A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練

1.在電能輸送過(guò)程中，若輸送的電功率一定、輸電線電阻一定,則在輸電線上損耗的電功率

（）

A.和輸電電壓的二次方成正比

B.和輸送電流的二次方成反比

C.和輸送電線上損失的電壓的二次方成正比

D.和輸送電流成正比

解析愉電線上的功率損失電壓損失△U=U-U'=I次R戊,輸電電流/『，所以△尸=R次,

可見(jiàn)在輸送功率尸一定、輸電線電阻一定時(shí),與成正比,AP與At/2成正比,與U2成反比。

gijc

2.發(fā)電廠發(fā)電機(jī)的輸出電壓為J,發(fā)電廠至學(xué)校的輸電導(dǎo)線的總電阻為凡通過(guò)導(dǎo)線的電流為

/,學(xué)校得到的電壓為S,則輸電線上損耗的電壓可表示為（）

A.U\B.Ui-IRC.IRD.S

暖麗輸電線的電壓損失MJ=ULU2=IR,故B錯(cuò)誤,C正確;Ui為輸出電壓,S為用戶得到的電

壓,A、D錯(cuò)誤。

3.如圖，利用理想變壓器進(jìn)行遠(yuǎn)距離輸電，發(fā)電廠的輸出電壓恒定,輸電線路的電阻不變，當(dāng)用

電高峰到來(lái)時(shí)（）

A.輸電線上損耗的功率減小

B.電壓表V.的示數(shù)減小,電流表Ai增大

C.電壓表V2的示數(shù)增大,電流表A2減小

D.用戶端功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小

麗當(dāng)用電高峰到來(lái)時(shí),用戶消耗的功率變大，則電流表A2讀數(shù)變大,輸電線上的電流變大，輸

電線上損耗的功率變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤;電流表Ai增大,因?yàn)榘l(fā)電廠的輸出電壓恒定，則升壓變壓

器的次級(jí)電壓不變，即電壓表Vi的示數(shù)不變，選項(xiàng)B錯(cuò)誤;輸電線上的電壓損失變大，故降壓變

壓器的初級(jí)電壓減小，次級(jí)電壓也減小，即電壓表V2的示數(shù)減小，選項(xiàng)C錯(cuò)誤;用戶消耗的功率

占發(fā)電廠輸出功率的比例=1-=1因?yàn)檩旊娋€上的電流增大，故電壓損失增大M不變，所以用

左*的功率與發(fā)電廠輸出功率的比值減小，故D正確。故選D。

答案D

4.照明供電線路的路端電壓基本上是保持不變的，可是我們?cè)谕砩掀甙它c(diǎn)鐘用電高峰時(shí)開燈，

電燈比深夜時(shí)要顯得暗些，這是因?yàn)榇藭r(shí)（）

A.總電阻比深夜時(shí)大，干路電流小，每盞燈分到的電壓就小

B.總電阻比深夜時(shí)大，干路電流小，每一支路的電流就小

C.總電阻比深夜時(shí)小，干路電流大，輸電線上損失的電壓大

D.干路電流一定，支路比深夜時(shí)多，分去了一部分電壓

畫此時(shí)用電器多,電阻?。ㄒ?yàn)橛秒娖鞫际遣⒙?lián)的），干路電流大，輸電線上損失電壓大，導(dǎo)致

電燈兩端電壓減小,故比深夜時(shí)暗，故C正確。

ggc

5.“西電東送”工程中，為了減少輸電損耗，必須提高輸電電壓。從西部某電站向華東某地區(qū)輸

送的電功率為106kW,輸電電壓為1000kV,輸電線電阻為100Q。若改用超導(dǎo)材料作為輸電

線,則可減少輸電損耗的功率為（）

A.105kWB.104kWC.106kWD.IO3kW

解析I輸電電流/=，輸電線路損失的電功率P母=尸/?=（）2R=1X105kW；當(dāng)改用超導(dǎo)輸電時(shí)，就不

損失電能，因此減少輸電損耗的功率就等于P摭,A正確。

奉A(yù)

6.（多選）為了減少輸電線路中的電力損失,發(fā)電廠發(fā)出的電通常是經(jīng)過(guò)變電站升壓后進(jìn)行遠(yuǎn)

距離輸送，再經(jīng)變電站將高壓變?yōu)榈蛪?。某變電站把電壓?11OOOsin100MV）的交變電流降

為220V供居民小區(qū)用電，則變電站變壓器（）

A.原、副線圈匝數(shù)比為50.T

B.副線圈中電流的頻率是50Hz

C.原線圈的導(dǎo)線比副線圈的要粗

D.輸入原線圈的電流等于居民小區(qū)各用電器電流的總和

廨研由斯=11OOOsin100MV）得電壓的有效值為11000V,則原、副線圈之間的匝數(shù)之比等于

兩線圈的電壓之比，即50.T,A正確;由。=100兀rad/s可得頻率為50Hz,變壓器不改變電流的

頻率,因此，副線圈的頻率也是50Hz,B正確;電流與匝數(shù)成反比,即原線圈的電流比副線圈電

流要小，因此，副線圈的導(dǎo)線要比原線圈導(dǎo)線粗,C錯(cuò)誤;居民小區(qū)各個(gè)用電器都是并聯(lián)的，它們

的電流總和等于副線圈中的電流，故D錯(cuò)誤。

gljAB

7.發(fā)電機(jī)兩端的電壓為220V,輸出功率為44kW,輸電導(dǎo)線的總電阻為0.2Q,如果用原、副線

圈匝數(shù)比為1；10的升壓變壓器升壓，經(jīng)輸電線后，再用原、副線圈匝數(shù)比為10.T的降壓變

壓器降壓供給用戶，兩個(gè)變壓器均為理想變壓器。

（1）畫出全過(guò)程的線路示意圖。

（2）求用戶得到的電壓和功率。

（3）若不經(jīng)過(guò)變壓而直接送給用戶,求用戶得到的電壓和功率。

(1)線路示意圖如圖所示:

個(gè)

人

r

j

O-發(fā)

—

\?用

電?

J?戶

機(jī)i/1S

(2)由圖可知,升壓變壓器副線圈兩端的輸出電壓U2=UI=2200V。根據(jù)理想變壓器P

=P*,則升壓變壓器副線圈的輸出電流/2=A=20A,輸電線上的功率損耗和電壓損失分別為

戶次=RK=202X0.2W=80W

U損=AR找=20x0.2V=4V

所以降壓變壓器原線圈的輸入電壓和電流分別為

U3=U2-UW=2200V-4V=2196V

h=h=20A

降壓變壓器副線圈的輸出電壓和電流分別為

=5二x2196V=219.6V

/4=/3=10x20A=200A

4

用戶得到的功率為P4=t/4/4=219.6x200W=4.392xl0Wo

vR奴

發(fā)電機(jī)Ui=220V%'用戶

U__________D

(3)若直接給用戶供電,線路示意圖如圖所示

則輸電電流/'=A=200A

輸電線路上的電壓損失AU'=/'R=200x0.2V=40V

所以用戶得到的電壓U2'=t/rAt/^220V-40V=180V

用戶得到的功率為P'=U27'=180x200W=3.6xl04W。

傍氨1)見(jiàn)解析圖(2)219.6V4.392xlO4W

(3)180V3.6xl04W

關(guān)鍵能力提升練

8.遠(yuǎn)距離輸電線路的示意圖如圖所示，若發(fā)電機(jī)的輸出電壓不變，則下列敘述中正確的是

()

—輸電線[]-

發(fā)電機(jī)升壓變壓器降壓變壓器用戶

A.升壓變壓器的原線圈中的電流與用戶用電設(shè)備消耗的功率無(wú)關(guān)

B.輸電線中的電流只由升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比決定

C.當(dāng)用戶用電器的總電阻減小時(shí)，輸電線上損失的功率增大

D.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓

腕洞變壓器的輸入功率、輸入電流的大小是由次級(jí)線圈所接的負(fù)載消耗的功率大小決定

的,A、B錯(cuò)誤;用戶用電器總電阻減小，據(jù)尸=，消耗功率增大,輸電線中電流增大,線路損失功率

增大,C正確;升壓變壓器的輸出電壓等于輸電線路電阻上損失的電壓加上降壓變壓器的輸入

電壓,D錯(cuò)誤。

9.（多選）有人設(shè)計(jì)了這樣的除冰思路:利用電流的熱效應(yīng)除冰。若在正常供電時(shí),輸電線上送電

電壓為U,電流為/,熱耗功率為AP;除冰時(shí)，輸電線上的熱耗功率需變?yōu)?△尸，則除冰時(shí)（認(rèn)為輸

電功率和輸電線電阻不變）（）

A.輸電電流為3/B.輸電電流為9/

C.輸電電壓為3。D.輸電電壓為U

解析|輸電線上的熱耗功率”,若熱耗功率變?yōu)?AP,則9△尸氏,聯(lián)立得/'=3/,A正確;

輸送功率不變，即P=UI=U'i；得U'=U,所以D正確。

SUAD

10.（多選）一臺(tái)發(fā)電機(jī)最大輸出功率為4000kW、輸出電壓為4000V,經(jīng)變壓器不升壓后向

遠(yuǎn)方輸電。輸電線路總電阻R=1kQ。到目的地經(jīng)變壓器乙降壓，負(fù)載為多個(gè)正常發(fā)光的燈

泡（220V60W）。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\和Ti的

損耗可忽略，發(fā)電機(jī)處于滿負(fù)荷工作狀態(tài)，則（）

A.Ti原、副線圈電流分別為1000A和20A

B.n原、副線圈電壓分別為1.8x105v和220V

C.Ti和72的變壓比分別為1：50和40/1

D.有6x1。盞燈泡（220V60W）正常發(fā)光

隆麗遠(yuǎn)距離輸電的電路如圖所示，在升壓變壓器原線圈中有故得原線圈中電流為1

000A,在遠(yuǎn)距離輸電線路中由AP=RK得Ti副線圈中電流為20A,故選項(xiàng)A正確;在遠(yuǎn)距離輸

電線路中由P=U2/2和/娛=/2得02=2x105V,由可得72原線圈電壓為

1.8X105V,由于燈泡能正常發(fā)光，故小副線圈電壓為220V,故選項(xiàng)B正確;由變壓器變壓特點(diǎn)

知變壓比與匝數(shù)成正比,故可得力變壓比為1；50,而乙的變壓比為9000；11,故選項(xiàng)C錯(cuò)誤;

正常發(fā)光時(shí)每盞燈的功率為60W,由90%尸=橋",可得M^xlO4,故選項(xiàng)D正確。

答案|ABD

11.（多選）某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示，發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200V,輸電線總電

阻為r,升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為由、〃2,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為〃3、〃4（變

壓器均為理想變壓器）。要使額定電壓為220V的用電器正常工作，則（）

A.

B.

C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓

D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率

朝由于輸電線上有電阻，所以要考慮電壓損失,則有升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓

器的輸入電壓，根據(jù)變壓器的電壓與匝數(shù)之比的關(guān)系，可知，故A項(xiàng)正確,B、C項(xiàng)錯(cuò)誤;考慮到

輸電線上也有電功率的損失，可知D項(xiàng)正確。

gg]AD

12.某小型實(shí)驗(yàn)水電站輸出功率是20kW,輸電線總電阻是6Q。（結(jié)果保留四位有效數(shù)字）

（1）若采用380V的電壓輸電，求輸電線損耗的功率。

(2)若改用5000V高壓輸電，用戶利用也.“2=22/I的變壓器降壓，求用戶得到的電壓。

廨析|⑴輸電線上的電流為

1=A=52.63A

輸電線路損耗的功率為尸域=/7?=52.632x6W=16.62kW。

(2)改用高壓輸電后,輸電線上的電流變?yōu)?/p>

/，=A=4A

用戶在變壓器降壓前獲得的電壓

Ui=U'-I'R=(5000-4x6)V=4976V

根據(jù)，用戶得到的電壓為

S=U=x4976V=226.2V。

悟案|(1)16.62kW(2)226.2V

13.以下是一段關(guān)于輸電線損失功率的推導(dǎo)。將電能從發(fā)電站送到用戶,在輸電線上會(huì)損失一

部分功率。設(shè)輸電電壓為。，則功率損失為尸物=。/①

而U=Ir②

將狗代入?yún)^(qū)或，得到％=③

由&成可知，要減小功率損失尸外就應(yīng)當(dāng)用低壓送電和增大輸電線的電阻入這段推導(dǎo)錯(cuò)在哪

里？

解析凡/和。=〃都是錯(cuò)誤的,U是輸電電壓,而非輸電線上損失的電壓。正確的推導(dǎo)應(yīng)該

是:設(shè)輸電電壓為。，輸送的電功率為報(bào)=/V,/=,則「掘=八由此式可知，要減小功率損失，就應(yīng)

當(dāng)用高壓送電和減小輸電線的電阻廠。

■見(jiàn)解析

第三章交變電流

習(xí)題課:變壓器與電能的輸送

課后篇素養(yǎng)形成

A級(jí)必備知識(shí)基礎(chǔ)練

1.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比〃?；〃2=10輸出端電阻R=50Q,把原線圈

接入“220V50Hz”的正弦式交變電流時(shí)(電表為理想電表)()

A.當(dāng)X為電流表時(shí),若電阻R增大，則原線圈中的電流將增大

B.當(dāng)X為電流表時(shí),電壓表V的示數(shù)為22V

C.當(dāng)X為電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為0.44A

D.當(dāng)X為二極管時(shí),電壓表V的示數(shù)為11V

薊當(dāng)X為電流表時(shí),若電阻R增大，則副線圈中的電流變小,原線圈中的電流也變小,A項(xiàng)錯(cuò)

誤;當(dāng)X為電流表時(shí)，根據(jù)公式，解得S=22V,電壓表測(cè)量的電壓為有效值，所以電壓表V的示

數(shù)為22V,B項(xiàng)正確;當(dāng)X為電流表時(shí)，電流表的示數(shù)為4=A=0.44A,C項(xiàng)錯(cuò)誤;當(dāng)X為二極管

曳連一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)周期的時(shí)間有電流通過(guò)，此時(shí)由7=,解得U=llV,D項(xiàng)錯(cuò)誤。

2.（多選）如圖所示，一理想變壓器原線圈與頻率為50Hz的正弦交流電源相連，兩個(gè)阻值均為

20Q的電阻串聯(lián)后接在副線圈的兩端，圖中的電流表、電壓表均為理想交流電表，原、副線圈

匝數(shù)分別為200匝和100匝，電壓表的示數(shù)為5Vo貝女）

A.電流表的示數(shù)為0.5A

B.流過(guò)電阻的交變電流的頻率為100Hz

C.交流電源的輸出電壓的最大值為20V

D.交流電源的輸出功率為2.5W

隆畫根據(jù)歐姆定律可得副線圈中的電流/2==}據(jù)理想變壓器原、副線圈中的電流與匝數(shù)的關(guān)

系,可解得/i=0.125A,A錯(cuò)誤;理想變壓器原、副線圈中的交變電流的頻率相同，都為50Hz,B

錯(cuò)誤;副線SI輸出電壓的有效值為10V,根據(jù)正弦交變電流的最大值和有效值的關(guān)系可得其

最大值應(yīng)為U2m=10V,原、副線圈電壓比為,可得交流電源輸出電壓的最大值為U|m=20V,C

正確;對(duì)于理想變壓器，交流電源的輸出功率等于變壓器副線圈負(fù)載消耗的功率尸=2xW=2.5

W,故D正確。

ggCD

3.如圖所示電路中，變壓器為理想變壓器,八力接在電壓有效值不變的交流電源兩端,Ro為定值

電阻,R為滑動(dòng)變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個(gè)位置滑動(dòng)到另一位置,觀察到電流表A,的示

數(shù)增大了0.2A,電流表A2的示數(shù)增大了0.8A,則下列說(shuō)法正確的是（）

A.電壓表Vi示數(shù)增大

B.電壓表V2、V3示數(shù)均增大

C.該變壓器起升壓作用

D.變阻器滑片是沿crd的方向滑動(dòng)

曖畫由于〃、。接在電壓有效值不變的交流電源兩端，故電壓