1 交变电流
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，下列说法中不正确的是( )21世纪教育网
A．在中性面时，通过线圈的磁通量最大21世纪教育网
B．在中性面时，感应电动势为零
C．穿过线圈的磁通量为零时，感应电动势也为零
D．线圈每通过中性面一次，电流方向改变一次
2.线圈在匀强磁场中转动产生电动势，则下列说法正确的是( )
A．时，线圈平面位于中性面
B．时，穿过线圈的磁通量最大
C．时，导线切割磁感线的有效速率最大
D．时，有最大值
3.(2011年雅安高二检测)一矩形线圈，绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴转动．线圈中的感应电动势随时间的变化如图1所示．下面说法中正确的是( )
图1
A．时刻通过线圈的磁通量为零
B．时刻通过线圈的磁通量的绝对值最大
C．时刻通过线圈的磁通量变化率的绝对值最大
D．每当变换方向时，通过线圈的磁通量绝对值都为最大
4.闭合线圈在匀强磁场中匀速转动时，产生的正弦式交变电流.若保持其他条件不变，使线圈的匝数和转速各增加1倍，则电流的变化规律为( )
A． B．
C． D．
5.如图2所示是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动所产生的感应电动势的图象，根据图象可知( )
图2
A．此感应电动势的瞬时表达式为
B．此感应电动势的瞬时表达式为
C．时，穿过线圈的磁通量为零
D．时，穿过线圈的磁通量的变化率最大
6.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图象如图3所示．则下列说法中正确的是( )
图3
A．时刻，线圈平面与中性面垂直
B．时刻，的变化率最大
C．时刻，感应电动势达到最大
D．该线圈转动的角速度为
7.(2011年包头高二检测)如图4所示，单匝矩形线圈的一半放在具有理想边界的匀强磁场中，线圈轴线与磁场边界重合，线圈按图示方向匀速转动(向纸外，向纸内)．若从图所示位置开始计时，并规定电流方向沿为正方向，则线圈内感应电流随时间变化的图象是图5中的( )
图4
图5
8.如图6所示，矩形线圈在匀强磁场中可以分别绕垂直于磁场方向的轴和以相同的角速度匀速转动，当线圈平面转到与磁场方向平行时( )
图6
A．线圈绕转动时的电流等于绕转动时的电流
B．线圈绕转动时的电动势小于绕转动时的电动势
C．线圈绕和转动时电流的方向相同，都是
D．线圈绕转动时边受到的安培力大于绕转动时边受到的安培力
9.如图7甲所示，为两个并排放置的共轴线圈，中通有如图乙所示的交变电流，则下列判断错误的是( )
图7
A．在到时间内，相吸
B．在到时间内，相斥
C．时刻两线圈间作用力为零
D．时刻两线圈间吸引力最大
10.矩形线圈的匝数为50匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁通量随时间的变化规律如图8所示．下列结论正确的是( )
图8
A．在和时，电动势最大
B．在和时，电动势改变方向
C．电动势的最大值是
D．在时，磁通量变化率最大，其值为
二、填空题（本题共1小题，每空3分，共6分.请将正确的答案填到横线上）
11.一矩形线圈在匀强磁场中以角速度匀速转动，产生的交变电动势的图象如图9所示．当时，线圈平面与磁感线________，当时，为______.
图9
三、计算题（本题共3小题，共54分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
12.（18分）发电机的转子是匝数为100，边长为的正方形线圈，将它置于磁感应强度的匀强磁场中，绕着垂直于磁场方向的轴以的角速度转动，当线圈平面跟磁场方向垂直时开始计时．线圈和外电路的总电阻.线圈从计时开始，到转过过程中通过线圈某一截面的电荷量为多少？
13.（18分）如图10所示，匀强磁场，矩形线圈的匝数，边长，，以角速度绕轴匀速转动．当线圈通过中性面时开始计时，试求：线圈中感应电动势的表达式． 图10
14.（18分）如图11所示，线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速旋转时，求：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式．
（2）线圈转了时电动势的瞬时值多大？
（3）电路中流过电阻的电流的
峰值是多少？ 图11
1 交变电流
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
[来源:21世纪教育网]
二、填空题
11.
三、计算题
12.
13.
14.
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1 交变电流 参考答案
一、选择题
1.C 解析：由中性面的特点可知，应选C.
2.AB 解析：由电动势的瞬时值表达式，计时从线圈位于中性面时开始，所以时，线圈平面位于中性面，磁通量为最大，但此时导线速度方向与磁感线平行，切割磁感线的有效速率为零，A、B正确，C错误．当时，，D错误．
3.D 解析： 时刻感应电动势为零，线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A、C错误；时刻感应电动势最大，线圈位于中性面的垂面位置，穿过线圈的磁通量为零，B错误；由于线圈每过一次中性面时，穿过线圈的磁通量的绝对值最大，变换方向，所以D正确．
4.D 解析：由电动势的最大值知，最大电动势与角速度成正比，与匝数成正比，所以电动势最大值为，匝数加倍后，其电阻也应该加倍，此时线圈的电阻为，根据欧姆定律可得电流的最大值为，因此，电流的变化规律为.
5.B
6.BD 解析：由图象可知时刻线圈平面在中性面位置，最大.故.时刻线圈平面与磁感线平行，最小，最大，故最大，从图象可知，交变电流变化的周期，则.所以B和D正确．
7.A 解析：由题意知线圈总有一半在磁场中做切割磁感线的匀速转动，所以产生的仍然是正弦交变电流，只是最大值为全部线圈在磁场中匀速转动情况下产生的感应电动势最大值的一半，所以选项B、C错误．再由右手螺旋定则可以判断出A选项符合题意．
8.A 解析：如图12所示，设，，，.线圈绕轴转动时，产生的感应电动势.线圈绕轴转动时，产生的感应电动势，即，所以，故选项A对B错．由右手螺旋定则可知，线圈绕和转动时电流的方向相同，均是方向，故选项C错，再根据安培力公式可知，即安培力相同，D错． 图12
9.D 解析： 到时间内，中电流减小，中的磁场穿过且减小，因此中产生与同向的磁场，故相吸，A选项正确．同理B选项正确．时刻中电流最大，但变化率为零，中无感应电流，故两线圈的作用力为零，故C选项正确，时刻中电流为零，但此时电流的变化率最大，中的感应电流最大，但相互作用力为零，故D选项错误．因此，错误的应是D.
10.CD 解析：在和时，矩形线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为0，电动势为0，此时电动势改变方向，故A、B错误．由图象可知，周期为0.4 s，故角速度，而最大电动势为，C正确．在时，磁通量为0，磁通量变化率最大，其值为，故D正确．
二、填空题
11.垂直 0
解析：由图象知时，，线圈位于中性面位置，线圈平面和磁感线垂直；当时，，
.
三、计算题
12.
解析： 又 且，.
所以，通过线圈某一截面的电荷量
从中性面计时，转过，如图13所示
图13
13.
解析：法一：线圈经过时间转过的角度，这时和边不切割磁感线，和边切割磁感线产生感应电动势
其中
所以
.
法二：感应电动势的瞬时值，由题可知：
所以.
14.（1） （2） （3）
解析：（1）角速度
感应电动势的瞬时值.
（2）当时，
（3）电流峰值.
2 描述交变电流的物理量
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.一个照明电灯标有“”字样，现在把它接入最大值为的正弦式交流电路中，则( )
A．灯的实际功率大小为
B．灯丝将烧断
C．只能暗淡发光
D．能正常发光
2.下列说法中正确的是( )
A．交变电流在一个周期内电流方向改变两次
B．交变电流的有效值总是最大值的
C．因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
D．若正弦交变电流的最大值是，则它的最小值是
3.交流电源电压，电路中电阻.则如图1电路中电流表和电压表的读数分别为( )
图1
A． B．
C． D．
4.(2011年通州高二检测)如图2所示是一交变电流的图象，则该交变电流的有效值为( )
图2
A． B．
C. D.
5.两个完全相同的电热器分别通过如图3甲和乙所示的电流最大值相等的方波交变电流和正弦式电流，则这两个电热器功率之比为( )
A．1∶1 B．2∶1
C．1∶2 D．4∶1
图3
6.在图4所示电路中，是熔断电流的保险丝，是可变电阻，是交流电源．交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是．为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于( )
A．
B．
C．
D． 图4
7.(2011年包头高二检测)把一只电热器接在的直流电源上，在时间内产生的热量为，若将它分别接到和的交流电源上，仍要产生的热量，则所需时间分别是( )
A． B．
C． D．
8.一电热器接在的直流电源上，产生的热功率为.把它改接到另一正弦交变电路中，要使产生的热功率为原来的一半，如果忽略电阻值随温度的变化，则该交变电流电压的最大(峰)值应等于( )
A． B．
C． D．
9.好多同学家里都有调光电灯和调速风扇，过去是用变压器来实现的．缺点是成本高、体积大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇的转速，现在的调光灯和调速电风扇是用可控硅电子元件来实现的．如图5所示为经一双向可控硅调节后加在电灯上的电压，即在正弦式交变电流的每个二分之一周期内，前周期被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去的多少，从而改变电灯两端的电压，那么现在电灯两端的电压为( )
图5
A． B．
C． D.
10.电阻与交流电源按照图6方式连接，.合上开关后，通过电阻的正弦式交变电流随时间变化的情况如图7所示．则( )
图6
图7
A．通过的电流有效值是
B．两端的电压有效值是
C．通过的电流最大值是
D．两端的电压最大值是
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.如图8所示，正弦交变电流的电压最大值为，负载电阻，若不考虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表的读数为 ，交流电流表的读数为 .
图8
12.如图9所示的交变电流，有效值为 .
图9
三、计算题（本题共4小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（12分）如图10所示，线圈的面积是，共100匝，线圈电阻为，外接电阻，匀强磁场的磁感应强度为，当线圈以的转速匀速转动时，求：
图10
（1）转动中感应电动势的最大值和有效值．
（2）电路中交流电压表和电流表的示数．
（3）线圈从图示位置转过的过程中通过电阻的电荷量．
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14.（12分）如图11所示，一交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动，线圈匝数，线圈电阻，，磁感应强度，电阻，当线圈以的转速匀速转动时．求：
图11
（1）感应电动势的最大值；
（2）时线圈在图示位置，写出此交变电流电动势瞬时值表达式；
（3）此电压表的示数是多少．
15.（12分）如图12所示，矩形线圈面积为，匝数为，内阻为，在磁感应强度为的匀强磁场中绕轴以角速度做匀速转动．当它从图中位置转过的过程中，求：
图12
（1）通过电阻的电荷量是多少？
（2）外力做的功是多大？
16.（12分）有一交流电压的变化规律为，若将辉光电压为的氖管接上此交流电压，则内氖管的发光时间为多少？(提示：电压时，氖管才发光)
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2 描述交变电流的物理量
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11. 12.
三、计算题
13.
14.
15.
16.
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2 描述交变电流的物理量 参考答案
一、选择题
1.AD
2.A 解析：线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周期内线圈平面有两次经过中性面．对于正弦式交变电流有效值是最大值的，而对于其他的交变电流不一定有这样的关系．交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，与平均值不同．交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦交变电流的最小值为零．
3.A 解析：电流表和电压表测量的是交变电流的有效值，由知，故，电流表的读数，故A正确．
4.D 解析：设该交变电流的有效值为，由有效值的定义得.而，代入数据解得：，故D正确．
5.B 解析：本题的关键是要理解有效值与最大值的关系式仅对正(余)弦式电流成立，对于方波交变电流是不成立的．图甲中交变电流的有效值就是，故；图乙中交变电流的有效值，故，所以.
6.B 解析：， .
7.B 解析：由得，接直流电时，接时，所以，同理，所以选B.
8.D 解析：以和分别表示直流电的电压和交流电压的有效值，以表示电热器的电阻值，则依题意在两种情况下的电功率分别为，
由以上两式有：.
9.A 解析：每个二分之一周期被截去周期，原电流为正弦交流电，一个周期可以看成只剩半个周期的电压，利用有效值的定义，得，所以，故A正确．
10.B 解析：从图象可以看出，交变电流中电流最大值为，电流有效值为：，两端电压有效值为，两端电压最大值为，综上所述，正确选项为B.因此交变电流电压的最大值为.
二、填空题
11.
解析：交流电压表、电流表测量的数值都为有效值，，.
12.
解析：根据有效值的定义可得：，其中，，，，代入上式可得.
三、计算题
13．（1） （2） （3）
解析：（1）
（2）电流表示数
电压表示数：
（3）从图示位置转过的过程中，，
又因为，所以，
解得：.
14.（1） （2） （3）
解析：（1）电动势的最大值为：.
（2）电动势瞬时值的表达式：.
（3）.
15.（1） （2）
解析：（1）线圈从图中位置转过过程中，通过的电流是逐渐增大的，计算通过电阻的电荷量，应该用电流的平均值．
所以.
（2）外力所做的功等于电路中电流所做的功，而计算电功应该用交变电流的有效值．由于，所以有效值对于纯电阻电路，而，
所以.
16.
解析：由，．
当时，代入，得
，，，
故在一个周期内氖管发光的时间段为
，
即有一半的时间发光，故内的发光时间为
．
3 电感和电容对交变电流的影响
建议用时
实际用时
满分
实际得分
90分钟
100分[来源:21世纪教育网]
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.关于电阻、电感、电容对电流作用的说法正确的是( )
A．电阻对直流电和交流电的阻碍作用相同
B．电感对直流电和交流电均有阻碍作用
C．电容器两极板间是绝缘的，故电容支路上没有电流通过
D．交变电流的频率增加时，电阻、电感、电容的变化情况相同
2.对电容器能通交变电流的原因，下列说法正确的是( )
A．当电容器接到交流电源上时，因为有自由电荷通过电容器，电路中才有交变电流
B．当电容器接到交流电源上时，电容器交替进行充电和放电，电路中才有交变电流
C．在有电容器的交流电路中，没有电荷定向移动
D．在有电容器的交流电路中，没有电荷通过电容器
3.关于电感对交变电流的影响，以下说法中正确的是( )
A．电感对交变电流有阻碍作用
B．电感对交变电流阻碍作用越大，感抗就越小
C．电感具有“通交流、阻直流，通高频、阻低频”的性质
D．线圈的自感系数越大，交变电流的频率越高，电感对交变电流的阻碍作用就越大
4.如图1所示的电路中，正弦交流电源电压的有效值为220 V，则关于交流电压表的示数，以下说法中正确的是( )
图1
A．等于220 V
B．大于220 V
C．小于220 V
D．等于零
5.(2011年聊城高二检测)如图2甲、乙两图是电子技术中的常用电路，是各部分电路的输入端，其中输入的交流高频成分用“”表示，交流低频成分用“～”表示，直流成分用“－”表示．关于两图中负载电阻上得到的电流特征是( )
图2
A．图甲中得到的是交流成分
B．图甲中得到的是直流成分
C．图乙中得到的是低频成分
D．图乙中得到的是高频成分
6.如图3所示，图甲、乙中电源为交流电源，图丙中电源为直流电源，各电路中线圈自感系数相同且直流电阻不计，各电压表示数都相同，下列说法正确的是( )21世纪教育网
图3
A．灯比灯亮
B．灯比灯亮
C．灯与一样亮
D．灯与灯一样亮
7.如图4所示，交流电源的电压有效值跟直流的电压相等，当将双刀双掷开关接到直流电源上时，灯泡的实际功率为，而将双刀双掷开关接到交流电源上时，灯泡的实际功率为，则( )
图4
A． B．
C． D．不能比较
8.在图5所示电路中，是有效值为220 V的交流电源，是电容器，是电阻，关于交流电压表的示数，下列说法正确的是( )
图5
A．等于220 V B．大于220 V
C．小于220 V D．等于零
9.(2011年哈师大附中高二检测)如图6所示，在电路两端加上正弦交流电，保持电压有效值不变，使频率增大，发现各灯的亮暗情况是：灯1变亮，灯2变暗，灯3不变，则M、N、L中所接元件可能是( )
图6
A．M为电阻，N为电容器，L为电感线圈
B．M为电感线圈，N为电容器，L为电阻
C．M为电容器，N为电感线圈，L为电阻
D．M为电阻，N为电感线圈，L为电容器
10.“二分频”音箱内有两个不同口径的扬声器，它们的固有频率分别处于高音、低音频段，分别称为高音扬声器和低音扬声器．音箱要将扩音机送来的含有不同频率的混合音频电流按高、低频段分离出来，送往相应的扬声器，以便使电流所携带的音频信息按原比例还原成高、低频的机械振动．图7为音箱的电路图，高、低频混合电流由端输入，和是线圈，和是电容器，则( )
图7
A．甲扬声器是高音扬声器
B．的作用是阻碍低频电流通过乙扬声器
C．的作用是阻碍低频电流通过甲扬声器
D．的作用是减弱乙扬声器的低频电流
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.在收音机线路中，经天线接收下来的电信号既有高频成分又有低频成分，经放大后送给下一级，需要把低频成分和高频成分分开，只让低频成分输入给下一级，我们采用了如图8装置电路，其中代号应选择的元件是________、________.
图8
12.如图9所示电路，一电感线圈和一个“220 V 40 W”的灯泡串联，电路两端接在220 V的交变电路中，如果将电感线圈的铁芯抽去，则灯泡的发光情况是________.如右图所示的电路中，一个电容器和一个灯泡串联，接在交变电路中，灯泡恰能正常发光，若将电容器两板间距离增大些，则灯泡的发光情况是________.
图9
三、计算题（本题共3小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（16分）如图10所示，是一个判定之间电源性质的仪器，自感系数和电容都较大．若接通电源后只有绿灯亮，则之间是什么电源？若只有红灯亮或黄灯亮，之间电源又如何？
图10
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14.（16分）如图11所示是常用电器中电源部分的滤波装置，当输入端输入含有直流成分、交流高频成分和交流低频成分的电流后，能在输出端得到稳定的直流电，试分析其工作原理及各电容和电感的作用.
图11
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15.（16分）如图12所示的电路，电源电压，设二极管正向电阻为零，反向电阻为无限大，负载，若其中一个二极管断路，求中消耗的功率.
图12
[来源:21世纪教育网]
3 电感和电容对交变电流的影响
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11. 12.
三、计算题
13.
14.
15.
3 电感和电容对交变电流的影响 参考答案
一、选择题
1.A 解析：电阻的阻值对直流电和交流电相同，A正确；电感对直流电没有阻碍作用，对交流电有阻碍作用，B错误；由于电容器不断地充放电，电路中存在充电电流和放电电流，C错误；电阻的阻值与交流电的频率无关，感抗随交流电频率的增大而增大，容抗随交流电频率的增大而减小，D错误．
2.BD 解析：电容器实质上是通过反复充、放电来实现通电的，并无电荷流过电容器．
3.AD 解析：电感对交流电有阻碍作用，阻碍作用越大，感抗越大，感抗与自感系数、交流电频率成正比，本题选项A、D正确．
4.C 解析：电感对交变电流有阻碍作用，线圈与灯泡串联，其电压之和等于电源电压，即，故交流电压表的示数小于220 V，C正确．
5.AC 解析：当交变电流加在电容器上时，有“通交流、隔直流，通高频、阻低频”的特性，甲图中电容器隔直流，得到的是交流成分．A正确、B错误；乙图中电容器通过交流高频成分，阻碍交流低频成分，得到的是低频成分，C正确、D错误．
6.BC 解析：图甲中电源电压，线圈对交流有阻碍作用，，灯泡两端电压；图乙中线圈与灯泡并联，灯泡电压；图丙中，线圈对直流电没有阻碍作用，灯泡电压，故.即与一样亮且都比亮，B、C正确，A、D错误．
7.B 解析：接在直流电源上，线圈对直流没有阻碍作用，电压全部降落在小灯泡两端．而当双刀双掷开关接在交流电源上时，线圈对电流有阻碍作用，因此小灯泡两端的电压小于电源电压，由知：，故B对．
8.C 解析：虽然交变电流能通过电容器，但对交流有阻碍作用，电容器与电阻串联，根据串联分压原理可知电阻的两端电压应小于电源电压，而电压表测的是电阻两端的电压，故选项C正确．
9.C 解析：当交变电流的频率增大时，线圈的感抗变大，电容器的容抗变小，由灯1变亮，灯2变暗可知M为电容器，N为电感线圈，而电阻与交变电流的频率无关，故L为电阻，C正确．
10.BD 解析：由于会“阻高、通低”，又“通高、阻低”，因此低频成分通过甲扬声器，故A错，的作用是“通高、阻低”，故B对，的作用是“通低、阻高”，故C错而D对．
二、填空题
11.电容较小的电容器 高频扼流线圈
解析：电容器具有通高频、阻低频作用，这样的电容器电容应较小，故处放电容较小的电容器．电感线圈在该电路中要求“通低频、阻高频”，所以处应接一个高频扼流线圈．
12.变亮、变暗
三、计算题
13.绿灯亮AB间接交流；红灯亮AB间接直流且A端为正极，黄灯亮AB间接直流且B端为正极．
解析：由于电容器C具有隔直流的特性，故只有绿灯亮时AB之间必是交流电源，至于此时为什么红灯和黄灯不亮，则是由于线圈L具有阻交流的作用．当AB之间接入直流电时，绿灯不亮是显见的，此时红灯亮还是黄灯亮，则必须考虑二极管和的单向导电性．故AB间接交变电流时，绿灯亮；AB间接直流电且A端是正极时红灯亮；AB间接直流电且B端是正极时黄灯亮．
14.当含有多种成分的电流输入到两端时，由于通交流、隔直流的功能，电流中的交流成分被衰减，而L有通直流、阻交流的功能，就只有直流成分的电流通过L，到两端时，进一步滤除电流中的残余交流成分，这样输出端得到的就是稳定的直流电.
15.
解析：图示电路中其中一个二极管断路相当于半波整流，在导电的半周期的功率为
而在截止的半周期内的功率
故一个周期内，电阻上消耗的功率为：
4 变压器
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.对理想变压器可作出的判断是( )
A．高压线圈匝数多、电流大、导线粗
B．低压线圈匝数少、电流小、导线细
C．高压线圈匝数多、电流大、导线细
D．低压线圈匝数少、电流大、导线粗
2.一台理想变压器的副线圈有100 匝，输出电压为10 V，则铁芯中磁通量的变化率的最大值为( )
A．10 Wb/s B．14.1 Wb/s
C．0.14 Wb/s D．28.2 Wb/s
3.(2010年高考重庆卷)一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏．为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈．如图1所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( )
图1
A．1100,360 B．1100,180
C．2200,180 D．2200,360
4.如图2所示，和为两光滑的电阻不计的水平金属导轨，接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件、电容元件，导轨上垂直放置一金属棒.今在水平导轨部分加一竖直向上的匀强磁场，则下列说法中正确的是(均为有效值)( )
图2
A．若棒匀速运动，则，
B．若棒匀速运动，则，
C．若棒在某一中心位置两侧做往复运动，则，
D．若棒做匀加速运动，则，
5.(2011年湛江市模拟)如图3所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦式交流电源，副线圈接入“220 V,60 W”灯泡一只，且灯泡正常发光．则( )
A．电流表的示数为 A
B．电源输出功率为1200 W
C．电流表的示数为 A
D．原线圈两端电压为11 V 图3
6.(2011年湛江高二检测)有一理想变压器的原线圈连接一只交流电流表，副线圈接入电路的匝数可以通过滑动触头Q调节，如图4所示，在副线圈两输出端连接了定值电阻和滑动变阻器R，在原线圈上加一电压为U的交流电，则( )
图4
A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变大
B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表的读数变小
C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变大
D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表的读数变小
7.(2011年芜湖高二检测)如图5所示，电路中有四个完全相同的灯泡，额定电压均为U，变压器为理想变压器，现在四个灯泡都正常发光，则变压器的匝数比和电源电压分别为( )
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图5
A．1∶2 2U B．1∶2 4U
C．2∶1 4U D．2∶1 2U
8.如图6甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是( )
图6
A．线圈匝数，
B．线圈匝数，
C．甲图中的电表是电压表，输出端不可以短路
D．乙图中的电表是电流表，输出端不可以断路
9.(2009年四川高考)如图7甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，，，为电容器．已知通过的正弦式交流电如图乙所示，则( )
图7
A．交流电的频率为0.02 Hz
B．原线圈输入电压的最大值为 V
C．电阻的电功率约为6.67 W
D．通过的电流始终为零
10.如图8所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡和，输电线的等效电阻为R.开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中正确的是( )
图8
A．副线圈两端M、N的输出电压减小
B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大
C．通过灯泡的电流减小
D．原线圈中的电流增大
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.如图9所示，自耦变压器输入端A、B接交流电源，其电压有效值，，当滑动片处于线圈中点位置时，C、D两端电压的有效值为________V，通过电阻的电流有效值为________A.
图9 图10
12．如图10所示的理想变压器,它的初级线圈接在交流电源上,次级线圈接一个标有“12 V 100 W”的灯泡,已知变压器初、次级线圈的匝数比为,那么小灯泡正常工作时,图中的电压表的读数为__________ V,电流表的读数为__________ A．
三、计算题（本题共3小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13.（16分）如图11所示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220 V的市电上，向额定电压为的霓虹灯供电，使它正常发光，为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12 mA时，熔丝就熔断．
图11
(1)熔丝的熔断电流是多大？[来源:21世纪教育网]
(2)当副线圈电路中电流为10 mA时，变压器的输入功率是多大？
14．（16分）黑光灯是利用物理方法灭蛾杀虫的一种环保型设备，它发出的紫外线能够引诱害虫飞近黑光灯，然后被黑光灯周围的交流高压电网“击毙”．21世纪教育网
图12
如图12是高压电网的工作电路，高压电网是利用变压器将有效值为220 V的交流电压变成高压，高压电网相邻两极间距离为0.5 cm，已知空气在常温常压下的击穿电压为6220 V/cm，为防止空气被击穿而造成短路，变压器的次、初级线圈匝数比不得超过多少？
15.（16分）如图13所示理想变压器输入的交流电压，有两组副线圈，其中匝，标有“6 V 9 W”、“12 V 12 W”的电灯分别接在两副线圈上均正常发光，求：
图13
(1)原线圈的匝数和另一副线圈的匝数；
(2)原线圈中电流.
[来源:21世纪教育网]
4 变压器
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11. 12.
三、计算题
13.
14.
15.
4 变压器 参考答案
一、选择题
1.D 解析：由变压规律知高压线圈匝数多，由变流规律，匝数多的电流小，导线细；匝数少的电流大，导线粗，故选D.
2.C 解析：由知.
3.B 解析：对新绕线圈的理想变压器，根据变压比公式得，同理，变压器烧坏前，，B正确．
4.BCD 解析： 匀速切割时产生恒定电动势，原线圈中有稳恒电流，副线圈不产生电磁感应现象，故副线圈电流为零，A错，B正确；若棒在某一中心位置两侧做往复运动，原线圈中产生周期性变化的电流，副线圈产生电磁感应现象，副线圈电流不为零，电容器进行充放电，故C正确；当匀加速运动时，产生的电动势均匀增加，原线圈中电流均匀增加，产生的磁场均匀增强，副线圈中产生稳定的感应电动势，副线圈两端电压不变，因而电容器不会充放电．故D选项也正确．
5.C 解析：副线圈电压，电流，则原线圈两端电压，电流，所以电流表示数为，选项A、D错误，C正确．电源输出功率为60 W，选项B错误．
6.BC 解析：保持Q的位置不动，副线圈匝数不变，由知不变，当P向上滑动时，由知减小，故电流表的读数变小，B正确，A错误；保持P的位置不动，将Q向上滑动时，副线圈的匝数增多，由知，增大，由知增大，故增大，C正确，D错误．
7.C 解析：设灯泡正常发光时的电流为，则，.由得.由得.故，C正确．
8.BCD 解析：甲图中原线圈并联在电路中，应为电压互感器，为降压变压器，，甲图中的电表为电压表；乙图中原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，，乙图中电表为电流表，故选项B、C、D正确．
9.C 解析：由图象可知该交流电的周期为0.02 s，所以频率为50 Hz，A错误；因为变压器输出电压最大值为，所以变压器原线圈电压的最大值为，B错误；的功率，C正确；因为电容器可以通过交流电，所以电阻中的电流不是始终为零，D错误．
10.BCD 解析：由于输入电压不变，所以当S接通时，理想变压器副线圈M、N两端输出电压不变．并联灯泡，总电阻变小，由欧姆定律知，流过的电流增大，电阻上的电压增大．副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率得，增大，原线圈输入电流也增大．不变，变大，所以变小，流过灯泡的电流减小．
二、填空题
11.200 5
解析：当滑片处于线圈中点时由变压比公式得，，通过的电流.
12.216 0.46
三、计算题[来源:21世纪教育网]
13.（1） （2）
解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有，当时，即为熔断电流，代入数据得.
（2）设副线圈中的电流为时，变压器的输入功率为，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有，代入数据，得.
14.
解析：电网两极间电场可看做匀强电场
由题意，空气被击穿时
由理想变压器电压关系
由峰值与有效值关系
由以上各式：得.
所以次、初级线圈匝数比不得超过.
15.（1）1320匝 72匝 （2）0.095 A
解析：(1)由于两灯泡均正常发光，
所以有，
根据原、副线圈电压与匝数的关系，
由，得
(匝)，
(匝)．
（2）由于，，所以，
即，则
.
5 电能的输送
建议用时
实际用时
满分
实际得分
45分钟
100分
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一、选择题（本题包括10小题，每小题给出的四个选项中，有的只有一个选项正确，有的有多个选项正确，全部选对的得4分，选对但不全的得2分，有选错或不选的得0分，共40分）
1.发电厂发电机的输出电压为，发电厂至用户的输电导线的总电阻为，通过输电导线的电流为，输电线末端的电压为，下面选项表示输电导线上损耗的功率的是( )
A. B.
C． D．
2.水电站向小山村输电，输送电功率为50 kW，若以1100 V送电，则线路损失为10 kW，若以3300 V送电，则线路损失可降为( )
A．3.3 kW B．1.1 kW
C．30 kW D． 11 kW
3.(2010年江苏高考)在如图1所示的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( )
图1
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
4.输电导线的电阻为，输送电功率为.现分别用和两种电压来输电，则两次输电线上损失的功率之比为( )
A． B．
C． D．
5.(2009年山东高考)某小型水电站的电能输送示意图如图2所示，发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为，升压变压器原副线圈匝数分别为、，降压变压器原副线圈匝数分别为(变压器均为理想变压器)．要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( )
A.
B.
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
图2
6.为消除高压输电线上的凌冰，有人设计了这样的熔冰思路：利用电流的热效应除冰．若在正常供电时，高压线上送电电压为，电流为，热耗功率为；除冰时，输电线上的热耗功率需变为，则除冰时(认为输电功率和输电线电阻不变)( )
A．输电电流为 B．输电电流为
C．输电电压为 D．输电电压为
7.在远距离输电时，输送的电功率为，输电电压为，所用导线电阻率为，横截面积为，总长度为，输电线损失的电功率为，用户得到的电功率为，则的关系式正确的是( )
A． B．
C． D．
8.远距离输送一定功率的交变电流，若输送电压升高为原来的倍，关于输电线上由电阻造成的电压损失和功率损失的说法中，正确的是( )
A．输电线上的电功率损失是原来的；
B．输电线上的电功率损失是原来的；
C．输电线上的电压损失是原来的；
D．输电线上的电压损失是原来的倍
9.(2009年海南高考)一台发电机最大输出功率为，电压为，经变压器升压后向远方输电．输电线路总电阻.到目的地经变压器降压，负载为多个正常发光的灯泡 ( )．若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的，变压器和的损耗可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则( )
A．原、副线圈电流分别为和
B．原、副线圈电压分别为和
C．和的变压比分别为和
D．有盏灯泡()正常发光
10.远距离输电，原来用电压输电，在输电线上损失的电功率为，现在要使输电线上损失的电功率减少到原来的，则输电电压应为( )
A． B.
C． D．
二、填空题（本题共2小题，每小题6分，共12分.请将正确的答案填到横线上）
11.有一座小型水电站，输出的电功率是，输出电压为．若输电导线的总电阻为，求输电线上损失的电功率和用户得到的功率分别是________，________.
12.水电站给远处山村送电的输出功率，用 的电压输电，线路上损失的功率是 ，如果用的高压输电，线路上损失的功率为________.
三、计算题（本题共3小题，共48分.解答时应写出必要的文字说明、方程式和重要的演算步骤，只写出最后答案的不能得分.有数值计算的题，答案中必须明确写出数值和单位）
13．（16分）有一理想变压器原、副线圈的匝数比为，原线圈上所加电压为，副线圈通过总电阻为的供电导线向用户供电，用户用电器得到的电压是，求供电导线上损耗的功率．
14.（16分）(2011年开封高二检测)一座小型发电站的输出功率是，输电线路总电阻是.
(1)若输电电压是，输电线路损耗的功率是多少？
(2)若改用高压输电，用户端利用的变压器降压，用户得到的电压是多少？
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15.（16分）小型水利发电站的发电机输出功率为，输出电压为，输电线总电阻为，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为，所以在用户处需安装降压变压器．输电电路图如图3所示，求：
图3
(1)输电线上的电流．
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比．
(3)降压变压器的原、副线圈的匝数之比．
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5 电能的输送
得分：
一、选择题
题号
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10
答案
二、填空题
11. 12.
三、计算题
13.
14.
15.
5 电能的输送 参考答案
一、选择题
1.BCD 解析：输电线上损耗的功率，而，故B、C、D正确．
2.B 解析：由，可得：，所以当输送电压增大为原来3倍时，线路损失变为原来的，即
.
3.CD 解析：对升压(或降压)变压器而言，由变压器电压比知，输入电压不变，匝数不变，输出电压不变，故A选项不正确；由知，不变，增大，故增大，使得输电线上的电压损耗增大，功率损耗增大，所以降压变压器上的输入电压减小，输出电压减小，所以B不正确，C正确；因为输电线上损耗的功率占总功率的比例为，所以随发电厂输出功率变大，该值变大，D正确．
4.C 解析：由得输电线中的电流，输电线上损失的功率.即在输送功率和输电线电阻不变的情况下，损失的功率与输电电压的平方成反比，所以.
5.AD 解析：由于输电线上的功率损耗，故升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率．，故D正确.，，因为，，故，选项A正确．
6.AD 解析：输电线上的热耗功率，热耗功率由变为，则电流变为，选项A正确．输电功率不变，由，电流变为，输电电压为，选项D正确．
7.BD 解析：输电线电阻
输电电流
故输电线上损失的电功率为
用户得到的电功率为．
8.BC 解析：由知，当输送的功率一定时，电压升高为原来的倍时，输电电流.又，所以输电线上的功率损失，即B正确，A错误．输电线上的电压损失，C正确，D错误．
9.ABD 解析： 原线圈的电流为，输电线上损失的功率为，
所以，选项A对；的变压比为；上副线圈的电压为，上原线圈的电压为，选项B对；上原、副线圈的变压比为，选项C错；能正常发光的灯泡的盏数为：(盏)，选项D对．
10.B 解析：设线路电阻为，损失功率为，线路电流为
解得
则
当为原来的时，
选项B正确．
二、填空题
11.
解析：由，可求出输电线中的电流为，输电线上损失的功率为，用户得到的功率为，即输电线上损失的功率约为，用户得到的电功率约为
12.250
解析：线路上损失的功率，又
所以，代入数据，解得，当用的高压输电时，.
三、计算题
13.
解析：设原线圈上所加电压为，匝数为，副线圈上两端电压为，匝数为，有 ①
副线圈两端通过导线向用户供电，设用户电压为，导线上的电压为，有 ②[来源:21世纪教育网]
导线上损失功率为 ③
由①②③式得.
14.(1) (2)
解析：(1)输电线上的电流为，
输电线路损耗的功率为.
(2)改用高压输电后，输电线上的电流变为，
用户端在变压器降压前获得的电压，
根据可知，用户得到的电压为.
15.(1) (2) (3)
解析：(1)输电线上功率损失：，
又因为，所以，输电线上的电流为：.
(2)升压变压器原线圈上的电流，
升压变压器原、副线圈的匝数之比为.
(3)输电线上电压损失：，
降压变压器输入电压：.
降压变压器原、副线圈的匝数之比为.
