【模擬演練】

1.如圖所示的四種隨時(shí)間變化的電流圖象，其中屬于交變電流的是（）

2.如圖所示為?理想變壓器在兩種情況下工作的示意圖.

其中燈泡Lz、L3的功率均為P,且L、L2、L3為相同的燈泡，原、副線圈匝數(shù)比為m:山=4：1,

則圖甲中L.的功率和圖乙中L的功率分別為（）

W29

甲乙

A.P,PB.16P,-PC.-P,16PD.16P,4P

44

3.如圖所示，L和L?是輸電線，用電壓互感器和電流互感器測(cè)輸電功率.

L\

L?

若已知甲的兩線圈匝數(shù)比為50：1,乙的兩線圈匝數(shù)比為1:20,并且已

知加在電壓表兩端的電壓為220V,通過電流表的電流為5A,則以下說

法正確的是（）

A.甲是電壓互感器，乙是電流互感器

B.乙是電壓互感器，甲是電流互感器.

C.輸電線的輸送功率為1.21X107W

D.輸電線的輸送功率為1.1X106W

4.為探究理想變壓器原副線圈電壓、電流的關(guān)系，將原線圈接到電壓有效值

不變的正弦交流電源上，副線圈連接相同的燈泡L、U,電路中分別接了理

想交流電壓表修、和理想交流電流表A、Az,導(dǎo)線電阻不計(jì)，如圖所示，

當(dāng)開關(guān)S閉合后（）

A.Ai示數(shù)變大，Ai與九示數(shù)的比值不變

B.Ai示數(shù)變大，Ai與兒示數(shù)的比值變大

C.M示數(shù)變小，%與V2示數(shù)的比值變大

D.V?示數(shù)變小，%與%示數(shù)的比值不變

5.夏天由于用電器的增多，每年都會(huì)出現(xiàn)“川電荒”，只好拉閘限電.若某發(fā)電站在供電過程

中，用電高峰時(shí)輸電的功率是正常供電的2倍，輸電線電阻不變，下列說法正確的是（）

A.若輸送電壓不變，則用電高峰時(shí)輸電電流為正常供電時(shí)的2倍

B.若輸送電壓不變，則用電高峰時(shí)輸電線損失的功率為正常供電時(shí)的2倍

C.若用電高峰時(shí)的輸送電壓變?yōu)檎９╇姷?倍，則此時(shí)輸電電流為正常供電時(shí)的4倍

【）.若用電高峰時(shí)的輸送電壓變?yōu)檎９╇姷?倍，則此時(shí)輸電線損失的功率為正常供電時(shí)的4

倍

6.如圖所示,水平銅盤半徑為r,置于磁感應(yīng)強(qiáng)度為B,方向豎直向下的勻

強(qiáng)磁場(chǎng)中，銅盤繞通過圓盤中心的豎直軸以角速度3做勻速圓周運(yùn)動(dòng)，

銅盤的邊緣及中心處分別通過滑動(dòng)變阻器R與理想變壓器的原線圈相

連，該理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n：1,變壓器的副線圈與電阻為

七的負(fù)載相連，則（）

A.變壓器原線圈兩端的電壓為Br2<o/2

B.若R不變時(shí),通過負(fù)載比的電流強(qiáng)度為0

C.若R.不變時(shí)，變壓器的副線圈磁通量為0

D.若R變化時(shí),通過負(fù)載R的電流強(qiáng)度為通過R,電流的,

n

7.兩只相同的電阻,分別通入正弦交流電和方形波的交流電.兩種交變

電流的最大值相等,波形如圖所示,在正弦交流電的一個(gè)周期內(nèi)，正弦

交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳熱6與方形波交流電在電阻上產(chǎn)生的焦耳

熱Q,之比為（）

A.3：1B.1：2C.2：1D.4：3

8.如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k,輸出端接有一交

流電動(dòng)機(jī)，其線圈的電阻為R.將原線圈按在正弦交流電源兩端，變壓

器的輸入功率為R時(shí)，電動(dòng)機(jī)恰好能帶動(dòng)質(zhì)量為m的物體以速度v勻速

上升，此時(shí)理想電流表A的示數(shù)為I.若不計(jì)電動(dòng)機(jī)摩擦昔來的能量損

耗，重力加速度為g,則下列說法正確的是（）

A.電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率為Po

B.變壓器的輸出功率為mgv

kP

C.副線圈兩端電壓的有效值為3

I

I）.整個(gè)裝置的效率為吧

P。

9.如圖甲所示，變壓器原副線圈的匝數(shù)比為3：1,L、L?、L八L」為四只規(guī)格為“9V,6W”

的相同燈泡，各電表均為理想交流電表，若燈泡L2正常發(fā)光.則以下說法中錯(cuò)誤的是（）

A.電流表的示數(shù)為2A

B.四只燈泡均能正常發(fā)光

C.電壓表的本數(shù)為36V

D.輸入端交變電壓u的圖象可能如圖乙所示

10.交流電源輸出的電壓U隨時(shí)間t變化的圖線如圖所示，則

下列說法正確的是（）

A.交變電流的頻率為50H?.

B.交變電流的周期為2s

C.交變電壓的最大值為220匹V

D.交變電壓的有效值為220匹V

11.處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abed,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80時(shí)刻，線圈平面與紙面重合（如圖所示），線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng),

若規(guī)定方向?yàn)閐-b—c—d-a的感應(yīng)電流方向?yàn)檎?，則能反映線圈中感應(yīng)電流I隨時(shí)間I變

12.如圖所示，電阻為r的矩形線圈面積為S,在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁

(3)線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率是多少？

(4)保持線圈勻速運(yùn)動(dòng)，1min內(nèi)外界對(duì)線圈做的功是多少？

【高考預(yù)測(cè)】

交變電流是高考的必考內(nèi)容，主要呈現(xiàn)以卜命題趨勢(shì)：

(1)借助圖象考查交流電的產(chǎn)生和描述.

(2)變壓器原理與電路分析相結(jié)合.

(3)將本專題知識(shí)與生產(chǎn)、生活聯(lián)系在一起，如遠(yuǎn)距離輸電問題.

命題預(yù)測(cè)如表：

考查知識(shí)及角度高考預(yù)測(cè)

交變電流的描述1、2

變壓器原理及應(yīng)用3、4、6、8

5、7

遠(yuǎn)距離輸電

1.如圖甲所示，為一種可調(diào)壓自耦變壓器的結(jié)構(gòu)示意圖，線圈均勻繞在圓環(huán)形鐵芯上，若AB

間輸入如圖乙所示的交變電壓，轉(zhuǎn)動(dòng)滑動(dòng)觸頭P到如圖甲中所示位置，在BC間接一個(gè)理想交

流電壓表(圖甲中未畫出)，則()

C

甲乙

A.AB間輸入的交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u=220V2sin(1007tt)V

B.該交流電的頻率為100Hz

—I。-?s時(shí)電壓表的讀數(shù)為零

D.BC間輸出的電功率為零

2.如圖甲所示，為一種調(diào)光臺(tái)燈電路示意圖，它通過雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)節(jié)亮

度.給該臺(tái)燈接最大值為220V的正弦交流電后加在燈管兩端的電壓如圖乙所示，則此時(shí)交流

電壓表的示數(shù)為()

.220110

A.220VB.110VVDr

0飛-V2

3.如圖所示的交流電路中，理想變壓器原線圈輸入電壓為Ui,輸

入功率為P，輸出功率為P2,各交流電表均為理想電表.當(dāng)滑動(dòng)變

阻器R的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)()

A.燈L變亮

B.各個(gè)電表讀數(shù)均變小

C.因?yàn)榭诓蛔?，所以B不變

DP變大,且始終有P產(chǎn)P2

4.在家用交流穩(wěn)壓器中，變壓器的原、副線圈都帶有滑動(dòng)頭8、也,

如圖所示.當(dāng)變壓器輸入電壓發(fā)生變化時(shí)，可以上下調(diào)節(jié)？I、巳的位

置，使輸出電壓穩(wěn)定在220V上.現(xiàn)發(fā)現(xiàn)輸出電壓低于220V,下列

措施正確的是()

A.Pi不動(dòng)，將巳向上移動(dòng)

B.Pz不變，將R向上移動(dòng)

C.將巴向下移動(dòng)，同時(shí)P2向上移動(dòng)

I).將P.向上移動(dòng)，同時(shí)P2向下移動(dòng)

5.水力發(fā)電具有防洪、防旱、減少污染多項(xiàng)功能，是功在當(dāng)代、利在千秋的大事，現(xiàn)在水力

發(fā)電已經(jīng)成為我國(guó)的重要能源之一.某小河水流量為40ni'/s,現(xiàn)欲在此河段安裝一臺(tái)發(fā)電功

率為1000T瓦的發(fā)電機(jī)發(fā)電.

(1)設(shè)發(fā)電機(jī)輸出電壓為5Q0V,在輸送途中允許的電阻為5Q,允許損耗總功率的5的則所

用升壓變壓器原、副裁圈匝數(shù)比應(yīng)是多少？

(2)若所用發(fā)電機(jī)總效率為50軋要使發(fā)電機(jī)能發(fā)揮它的最佳效能，則攔河壩至少要建多高？

(g取1()m/s2)

6.如圖所示的降壓變壓器的原線圈匝數(shù)與副線圈的匝數(shù)之比是3：1,原線圈的輸入電壓為660

V,副線圈.的電阻為0.2q，這臺(tái)變壓器供給100盞“22。V,60曠’的電燈用電，求：

(1)空載時(shí)副線圈的路端電壓和輸出功率.

(2)接通時(shí)副線圈的路端電壓.

(3)每盞燈的實(shí)際功率.

7.發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電導(dǎo)線和降壓變壓器把電能輸送到用戶，如果升壓變壓器和降

壓變壓器都可視為理想變壓器.

(1)若發(fā)電機(jī)的輸出功率是100k肌輸出電壓是250V,升壓變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為

1：25,求升壓變壓器的輸出電壓和輸電導(dǎo)線中的電流.

(2)若輸電導(dǎo)線中的電功率損失為輸入功率的4%,求輸電導(dǎo)線的總電阻和降壓變壓器原線圈

兩端的甩壓.

(3)計(jì)算降壓變壓器的輸出功率.

8.一個(gè)理想變壓器原線圈輸入功率為Po=l200W,原副線圈匝數(shù)比為母=士，其副線圈兩端

n21

接一內(nèi)阻為r=4Q的電動(dòng)機(jī)，此電動(dòng)機(jī)正以速度v=0.8m/s勻速向上提升質(zhì)量為m=100kg的

重物，己知重力加速度g=10m/s二則變壓器原線圈兩端的電壓為多大？

答案解析

【模擬演練】

1?【解析】選C、D.交變電流是大小方向都隨時(shí)間變化的電流，所以C、D正確，A、B僅是電

流的大小發(fā)生變化而方向不變，故不屬于交變電流.

IT2IT2

2.【解析】選B.對(duì)甲圖，由m：n?=4：1知U1=4U2,由P二——得二--=16P,對(duì)乙圖：

RR

mlik+rhL,2n2I2二mli,I,=^^-I2=-12,由P=[R得P；=I；R=>P,故B項(xiàng)正確.

n1~2~一4

3.【解析】選A、D.電壓互感器并聯(lián)在電路中，電流互感器串聯(lián)在電路中，故甲是電壓互感器，

乙是電流互感器，A對(duì)，B錯(cuò)；由U,：U2=n.：山得U】=220X50V=l.1X10」；由L=立_得1尸1.0

12ni

X102A.故輸送功率P=LU1=1.1X106W,D對(duì).

4.【解析】選A.由于是理想變壓器，開關(guān)閉合前后理想電壓表的讀數(shù)、比值均不變；由于并

聯(lián)負(fù)載個(gè)數(shù)增多，電阻減小，故兒、A2均增大，但比值不變，與變壓器匝數(shù)成反比.故A正確.

5.【解析】選A.高壓輸電時(shí)PRLI是輸送電路上的電流.用電高峰時(shí)，若輸送電壓不變，則

I為正常時(shí)的2倍，A正確；高壓線上的熱耗功率AP=I?R線，則熱耗功率變?yōu)檎r(shí)的1倍，

B錯(cuò)誤；用電高峰時(shí)，若輸送電壓也加倍，則I不變，與正常時(shí)相同，C錯(cuò)誤；由△P=fR我，

則熱耗功率也不變，D錯(cuò)誤.

6.【解析】選B.水平銅盤做勻速圓周運(yùn)動(dòng),半徑切割磁感線產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相當(dāng)于電源.

當(dāng)R不變時(shí)，變壓器原線圈所加的是恒定電壓,副線圈中的磁通量一定，磁通量的變化量為零，

則副線圈電壓為零,可知A、C錯(cuò)誤,B正確；當(dāng)R變化時(shí)，原線圈所加的電壓也發(fā)牛.變化，但由于

原線圈所加的不是交流電壓,其原、副線圈的電流關(guān)系不確定，故D錯(cuò)誤.

7.【解析】選B.題圖甲為正弦交流電,其有效值為IMlA.題圖乙為方波交流電，由

于電流的熱效應(yīng)與電流的方向無關(guān)，所以其有效值為L(zhǎng)=L=1A,因此旦=畢［=］，故B正

Q2I；RT2

確.

8.【解析】選D.變壓器輸出功率P出二%,由于電動(dòng)機(jī)內(nèi)阻產(chǎn)生內(nèi)熱，電動(dòng)機(jī)輸出功率小于

故A、B均錯(cuò).副線圈兩端電壓U?=與，C錯(cuò).裝置效率等于有用值與總值的比，所以

mgv

n=,D正確.

P°

9.【解析】選C.若L2正常發(fā)光，則L3、L也正常發(fā)光，口流表示數(shù)I=3X9A=2A,A正確.

9

T1二

由-^二上可知，原線圈電流L=±x2A=4A,等于L的額定電流，即L正常發(fā)光，B正確,

I,n.33

2

由P.\=P陽(yáng)知：U.x-=3x6^U：lh=27V,C錯(cuò).輸入端電壓有效值上=(9+27)V=36V,故輸

3

入端交變電壓u的圖象可能是圖象乙，D正確.

【方法技巧】分析理想變壓器綜合問題的必備法寶

(D三個(gè)等式:

①功率：P入二P出

②電壓:2上

n

③電流：n1】=n2l2+nj3+…

(2)四，個(gè)決定:

①原線圈電壓U(由提供原線圈電壓的電源決定.

②副線圈電壓也由原線圈且壓及匝數(shù)比決定，與副線圈所接負(fù)載無關(guān).

③副線圈電流L由副線圈且壓和副線圈所接負(fù)載決定.

④原線圈電流L由副線圈由的電流決定.

10?【解析】選A、C.由圖象可知，交流電的周期為T=2X1()2S,則頻率f='=50Hz,交變

電壓最大值為220夜V,有效值為N20V,故選項(xiàng)A、C正確.

11?【解析】選C.分析交變電流的圖象問題應(yīng)注意圖線上某一時(shí)刻對(duì)應(yīng)的線圈在磁場(chǎng)中的位置,

將圖線描述的變化過程對(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90°的過程中，感應(yīng)電流

方向?yàn)檎?，故選項(xiàng)C正確.

12?【解析】選D.滑片P下滑時(shí)，外電阻增大，電壓表的讀數(shù)變大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；圖示位置穿

過線圈的磁通量最大，感應(yīng)電.動(dòng)勢(shì)為零，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過180°的過程中，

流過電阻R的電荷量為注，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；一個(gè)周期內(nèi)兩次通過中性面，電流方向改變兩次,

交流電的頻率為9，1s內(nèi)流過R的電流方向改變色次，選項(xiàng)D正確.

2兀71

13?【解析】選D.0?1,s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為

Q=(12X1XO.4+22XlX0.6)J

=2.8J,故選D.

14.【解析】(1)P=1X1O5V,t=365X6h

E=Pt=2.19X10skW?h或E=7.884X10"J

(2)依題意作出如圖輸電示意圖.

S5

PIxIO，

升壓變壓器原線圈的電流為1,=—=---------A=400A當(dāng)輸電線上損失的電功率為輸送電

1U,250

功率的5%時(shí)，輸電線中的電流為I”貝l」I：R玲=5%xP

5

門一…)5%xP/().05xlxl0A-

明以I,=------=J------------A=25A

VR線Y8

升壓變壓器的匝數(shù)比為：-^-=^=—=1:16

n2I,400

答案：(1)2.19X10$kW?h或7.884X10“J(2)1：16

【方法技巧】遠(yuǎn)距離輸電三種類型的分析方法

(D第一類是由發(fā)電機(jī)一升壓變壓器-輸電線一降壓變壓器一用電器的順序分析.

(2)第二類是由用電器到發(fā)電機(jī)的順序逆向分析.

(3)第三類中間突破，即由諭電線上的功率損失求出輸電線上的電流，也就是流過升壓變壓器

副線圈和降壓變壓器原線圈的電流，再由理想變壓器的工作原理去推斷發(fā)電和用電的問題.

15.【解題指南】解答該題應(yīng)把握以卜三點(diǎn)：

(1)電動(dòng)勢(shì)或電流的最大值表達(dá)式.

(2)計(jì)算電熱或功率用有效值.

⑶外界做功等于電熱.

【解析】(D由i-1圖可知通過線圈導(dǎo)線的任一個(gè)橫截面的電流的最大值1產(chǎn)

2.0A.

(2)矩形線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T=4.0X103S.

TT2

(3)由有效值I二一盧，線圈電阻上產(chǎn)生的電熱功率為P=I2R=^R=4W.

V22

⑷外界對(duì)線圈做的功轉(zhuǎn)化成電能再轉(zhuǎn)化成電熱，1min內(nèi)外界府線圈做的功W=Pt=240J.

答案：(1)2.0A(2)4.0X10-3$(3)4W(4)240J

【高考預(yù)測(cè)】

1?【解析】選A、D.由乙圖可讀出交流電的最大值為Um=22O^V,周期T=2X10%,

①二或二100兀rad/s.則交流電的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u=UmSincot=22O0sin(lOOKt)V,A

正確.由f='=50Hz,知B錯(cuò).因.電壓表測(cè)交流電電壓時(shí)，讀數(shù)為交流電的有效值，不能讀

T

出瞬時(shí)值，所以讀數(shù)為22CV,則C錯(cuò).由于BC間接理想也壓表，R、無窮大，則P=^=0,D

正確.

（220）2

1歷）Tn2

2.【解析】選B.設(shè)電壓的有效俏為U,根據(jù)有效值的定義有要——=—T,解得IM10V,

R2R

則B正確.

3.【解析】選【）.當(dāng)R的滑動(dòng)觸頭向下移動(dòng)時(shí)，負(fù)載電阻變小，總電阻變小，電流變大，R。兩

端電壓變大.V的示數(shù)減小，L變暗.A的示數(shù)變大，故A、B錯(cuò).總電流變大，功率變大，C錯(cuò).

理想變壓器P尸P2,D正確

4.【解析】選A、C.理想變壓器的原副線圈電壓之比等于匝數(shù)之比，輸入電壓不變，減少原線

圈匝數(shù)和增加副線圈匝數(shù)都可以增大副線圈的輸出電壓，A、C正確.

5.【解析】（1）設(shè)送電電流為I,損耗的功率為P耗，導(dǎo)線電阻為R統(tǒng),由

IR找得：

［二匡Ji000x1底叵A=l。。A

VR線v5

設(shè)送電電壓為UM由P=IU送得：

P1()0()X103

TuT淫=-=----------V=lxl04V

送I100

則升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比:

n族__500_1

兀一耳一亞―IOOODF

（2）發(fā)電時(shí)水的重力勢(shì)能轉(zhuǎn)化為電能，故:

50%mgh=Pt

34

其中：—=pX=ix10x40kg/s=4xl()kg/s

tt

Pt1000x1()3

所以h=m=5m.

mgx0.54X104X10X0.5

答案：（1）1：20（2）5m

6.【解析】（1）將變壓器視為理想變壓器，設(shè)空載時(shí)副線圈的路端電壓為心

由區(qū)二U1,得到U2=^U1=220V

ni%n.

因?yàn)榭蛰d,副線圈的負(fù)載電阻,七一8,副線圈中的電流為零,即h=0,所以IF2U2R.

(2)接通電路后，100盞燈并聯(lián)的總電阻為

RP就

R外=-^=-^8.07

外100KX)。

副線圈中的電流

——5——才26.6A

R外+R線

副線圈的路端，電壓

U'2=r水外%214.66V.

(3)每盞燈的實(shí)際功率為

P,=^