高二物理人教版2019选择性必修二 第三章 交变电流 复习提升原创卷（有解析）
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| 名称 | 高二物理人教版2019选择性必修二 第三章 交变电流 复习提升原创卷（有解析） |  | |
| 格式 | docx | ||
| 文件大小 | 4.0MB | ||
| 资源类型 | 试卷 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-02-10 16:09:34 | ||
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文档简介
高二物理人教版2019选择性必修二
第三章 交变电流
复习提升原创卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2022春·江苏南通·高二南通市海门四甲中学期中）在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是（ ）
A．控制变量法
B．等效替代法
C．整体隔离法
2．（2023秋·陕西宝鸡·高二校考期末）如图甲所示为手摇发电机，发电机线圈内阻为3Ω，产生的电动势随时间变化的规律为。现将发电机与阻值为17Ω的灯泡组成闭合电路，如图乙所示，则电压表的示数为（ ）
A．42.5V B． C．50V D．
3．（2023·全国·高三专题练习）在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在a、b端输入电压为U0的正弦交流电，R1为定值电阻，调节电阻箱R2，当R2=8R1时，电压表、电流表的示数分别为U、I，则下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2022秋·山西朔州·高二应县一中校考期末）手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴、以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，如图乙所示，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．电压表V的示数为
B．通过灯泡的电荷量为
C．电灯中产生的焦耳热为
D．从线圈平行于磁场方向位置开始计时，通过线圈中感应电流的瞬时值表达式为i=sinωtA
5．（2022秋·湖北襄阳·高二校考阶段练习）如图所示，用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一个边长为L的方框，其中一边串接有一理想电流表，方框的右半部分位于匀强磁场区域中，磁场方向垂直纸面向里，当磁感应强度大小随时间的变化率＝k>0时，电流表示数为I1；当磁场的磁感应强度大小为B，线框绕虚线以角速度ω＝匀速转动时，电流表示数为I2，则I1：I2为（ ）
A．：1 B．2：1
C．1：1 D．：2
6．（2023·高二单元测试）风力发电将为2023年杭州亚运会供应绿色电能，其模型如图所示。风轮机叶片转速m转/秒，并形成半径为r的圆面，通过转速比的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，忽略线圈电阻，则（ ）
A．单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为
B．经升压变压器后，输出交变电流的频率高于
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．高压输电有利于减少能量损失，因此电网的输电电压越高越好
7．（2022·河南洛阳·新安县第一高级中学模拟预测）远距离输电的原理图如图所示，升压变压器的原、副线圈的匝数之比为a，降压变压器的原、副线圈的匝数之比为b，输电线的总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U。若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数增大了 U，则下列判断正确的是（ ）
A．电压表的V1示数增大 B．电流表A2的示数减小了
C．电流表A1的示数减小了 D．输电线损耗的功率减小了
二、多选题
8．（2022·高二课时练习）如图所示，不属于交流电的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2023秋·河北邯郸·高二校考期末）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表，R为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R0为定值电阻。当原线圈接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V2的示数为110V
B．R温度升高时，变压器原线圈的输入功率不变
C．R温度降低时，电流表的示数变小，电压表V1的示数不变
D．原线圈输入电压瞬时值的表达式为
10．（2021春·河南·高二期末）如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压36Ⅴ的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3，已知=4，R的最大阻值为100。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数变大
B．电源的输出功率变小
C．当R=4时，电压表示数为108V
D．当R=36时，R获得的功率最大
三、实验题
11．（2023·全国·高三专题练习）某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。
（1）实验需要以下哪种电源___________；
A．低压直流电源 B．高压直流电源
C．低压交流电源 D．高压交流电源
（2）该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的___________值（填“有效”或“最大”）。其中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为___________；
（3）理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成___________（填“正比”或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损，导致原线圈与副线圈的电压之比一般___________（填“大于”“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。
（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为___________。（填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化
12．（2022·全国·高三专题练习）有一个教学用的可拆变压器，如图1所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以绕线。
（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图2中的a、b位置，由此可推断________（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多。
（2）该实验中输入端所接电源最适合的是________。
A．220V交流电源
B．12V以内低压直流电源
C．36V安全电压
D．12V以内低压交流电源
（3）如果把它看作理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源。请完成实验步骤的填空：
①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈。
②将________（选填“A”或“B”）线圈与低压交流电源相连接。
③用多用电表的________挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U。
④则A线圈的匝数为________。
四、解答题
13．（2021·高三课时练习）有些机床（图）为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1440匝，副线圈是多少匝？在某次实际工作时输入电压只有220V，则输出电压是多少？
14．（2022秋·天津河北·高二统考期末）如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈的总电阻为r2，外接电阻R8，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以角速度10rad/s匀速旋转时，求：
（1）线圈中产生的最大感应电动势。
（2）若从线圈处于中性面开始计时，写出电路中感应电流的瞬时值表达式；
（3）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？
（4）线圈转动一周，外接电阻R上产生的电热是多少？
15．（2023秋·河南周口·高二项城市第一高级中学校考期末）有条河流，流量，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，远距离输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足居民用电的需求，则：
（1）该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？
（2）能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？（取，水的密度）
16．（2021·全国·高二专题练习）交流电路和直流电路一样，也是由电源和各种用电器或称元件组成的。可以分为纯电阻电路、纯电感电路、纯电容电路。简单介绍这三种电路中电阻、感抗、容抗的特点。
试卷第2页，共7页
试卷第7页，共7页
参考答案：
1．A
【详解】本实验中通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法，故选A。
2．A
【详解】由题意可知，正弦交变电流的电动势峰值为
则其有效值为
由闭合电路欧姆定律，可得
解得电路中电流为
所以电压表的示数为
故选A。
3．B
【详解】根据原、副线圈电压、电流的关系有
在原线圈回路中，有
在原线圈回路中，有
联立解得
，
故选B。
4．C
【详解】A．当线圈平行于磁场方向时电动势最大，其峰值为
所以，电流有效值为
电压表示数
故A错误；
B．线圈转过90°的过程中通过灯泡的电荷量为
故B错误；
C．电动势的有效值为
电流的有效值为
电灯中产生的焦耳热为
故C正确；
D．流过线圈电流的最大值为
从线圈平行磁场方向位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为
故D错误。
故选C。
5．A
【详解】方框的电阻为
当磁感应强度的大小随时间的变化率为k时，由法拉第电磁感应定律知
即
当线框绕虚线以角速度ω＝匀速转动时，有
所以
I1：I2＝：1
故选A。
6．C
【详解】A．单位时间内冲击风轮机叶片气流的体积
气体质量
动能
故A错误；
B．发电机线圈转速为mn，则
频率
经升压变压器后，输出交变电流的频率仍为，故B错误；
C．变压器原线圈两端电压最大值
有效值
则变压器原、副线圈的匝数比为，故C正确；
D．考虑到高压输电的安全性和可靠性，电网的输电电压并非越高越好，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】A．由于发电厂输出的电压U不变，升压变压器的原、副线圈的匝数之比不变，所以电压表V1的示数不变，A错误；
C．设降压变压器原线圈的电压为U3，则
所以
所以降压变压器原线圈的电压增大了
根据闭合电路欧姆定律
因为不变，增大了，所以IA1R减小了，由欧姆定律可知，电流表A1的示数减小了
C正确；
B．根据变压器原副线圈的电流比等于匝数比的倒数可得，A2的示数减小了
B错误；
D．设输电线上原来的电流为I，则输电线损失的功率减小了
D错误。
故选C。
8．ABD
【详解】ABD．图中电流方向未发生变化，仅仅是电流的大小发生了周期性的变化，不属于交流电，故ABD正确；
C．图中电流的方向发生了周期性的变化，属于交流电，故C错误。
故选ABD。
9．ACD
【详解】A．由图乙可知原线圈的输入电压有效值为
根据理想变压器电压比等于匝数比，可知副线圈的输出电压有效值为
可知电压表V2的示数为110V，故A正确；
B．R温度升高时，热敏电阻阻值减小，副线圈的输出电压不变，根据欧姆定律可知，副线圈电流增大，副线圈的输出功率增大，则原线圈的输入功率增大，故B错误；
C．R温度降低时，热敏电阻阻值增大，副线圈的输出电压不变，根据欧姆定律可知，副线圈电流减小，电流表的示数变小，电压表V1的示数不变，故C正确；
D．根据图乙可知，周期为
则有
则原线圈输入电压瞬时值的表达式为
故D正确。
故选ACD。
10．AD
【详解】AB．由理想变压器的特点可知
又
I1：I2=3：1
可知
滑动变阻器R的滑片P向下滑动，R减小，所以I1变大，由
可得I2变大，电流表示数变大，由
P=U0I1
知电源的输出功率变大，原线两端电压
因为I1变大，所以U1减小，由
可得U2减小，电压表示数减小，故A正确，B错误；
C．原线圈与副线圈两端电压之比为
电流之比
联立可得
即R=4Ω时，I2=2.7A，电压表示数为
U2=I2R=10.8V
故C错；
D．R获得的功率
当时，R获得的功率最大，此时有
R=9R0=36Ω
故D正确。
故选AD。
11． C 有效 7.2V 正比 大于 D
【详解】（1）[1]探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，应选择低压交流电源。
故选C。
（2）[2][3]多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；多用电表选用的挡位是交流电压的10V挡位，所以应该在0～10V挡位读数，所以读数应该是7.2V。
（3）[4][5]根据可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。实验中由于变压器的铜损和铁损，变压器的铁芯损失一部分的磁通量，所以导致副线圈的电压的实际值一般略小于理论值，所以导致。
（4）[6]原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别；变压器铁芯漏磁，也会导致电压比与匝数比有差别；原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比。
故选D。
12． A D A 交流电压 n
【详解】（1）[1]根据电阻定律，电阻率和横截面积相同时，导线越长，电阻越大，A线圈电阻比B的大，故A线圈匝数较多。
（2）[2]为保证学生安全，应用12V以内低压交流电源，故选D。
（3）②[3]要测量A线圈的匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接。
③[4]变压器输入输出都是交流电，所以要用交流电压挡测输入和输出电压。
④[5]根据变压器电压比等于匝数比，有
解得
13．136匝；21V
【详解】根据变压器的电压与匝数成正比，可知
解得副线圈的匝数为
当输入电压只有220V，输出电压为
14．（1）50V；（2）（3）；；（4）20J
【详解】（1）感应电动势最大值为
Em=NBSω
所以
（2）从线圈处于中性面开始计时，则瞬时值表达式为
e=Emsinωt=50sin10πt(V)
则
（3）电流表的示数为有效值，根据上面分析可知
电压表示数为电阻R电压
（4）线圈转动一周，外接电阻R上产生的电热
15．（1）6:25，235:11；（2）470盏
【详解】（1）电源输出功率为
输出电压，输送电路如图所示
为满足输电要求，据
有
则送电电压为
所以升压变压器的变压比为
输电线电压损失
用户端
据题意可知，居民用电的电压
所以降压变压器的匝数比为
（2）因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为
16．三者都表示对电流的阻碍效果：电阻是无论直流和交流一样阻碍，感抗是导体对电流变化的阻碍，电流不变没有感抗，电流变化越快感抗就越大，容抗是电容器对变化电流的阻碍，电流变化越快容抗越小。三者转化电能效果不同：电阻是将电能转化为焦耳热，感抗是转化为磁场能，容抗是转化为两极板间的电场能。
【详解】电阻就是电流在电路运行过程中遇到的阻力，亦或是说物体对电流的阻碍。一般情况下，电流遇到的电阻越大，电流就会越小。电路中电阻可以通过与其它用电器不同的接法达到限流、分流、分压的作用，电流通过纯电阻时，会把电能全部转化为内能。
感抗是反应电感对电流的阻碍作用的物理量，感抗越大对电流阻碍越大。由感抗产生的原因知：电感线圈对直流电流没有阻碍作用，即“通直流，阻交流”；由感抗的表达式XL= 2πfL知：自感系数大的电感线圈，对频率小的交变电流就会有明显的感抗，这种电感线圈叫低频扼流圈“通直流，阻交流” ；自感系数小的电感线圈叫高频扼流圈，“通低频，阻高频”。
容抗指电容器极板上所带电荷对定向移动的电荷的阻碍作用，容抗越大阻碍越大，与电容器极板属性有关。容抗XC=1/(2πfC)，电容具有“阻直流，通交流”的特性，电容大的电容器还有“通高频、阻低频”的特点。电流通过电容器时，电能会有一部分转化为两极板间的电场能；
答案第10页，共10页
答案第1页，共10页
第三章 交变电流
复习提升原创卷
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题
1．（2022春·江苏南通·高二南通市海门四甲中学期中）在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是（ ）
A．控制变量法
B．等效替代法
C．整体隔离法
2．（2023秋·陕西宝鸡·高二校考期末）如图甲所示为手摇发电机，发电机线圈内阻为3Ω，产生的电动势随时间变化的规律为。现将发电机与阻值为17Ω的灯泡组成闭合电路，如图乙所示，则电压表的示数为（ ）
A．42.5V B． C．50V D．
3．（2023·全国·高三专题练习）在如图所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在a、b端输入电压为U0的正弦交流电，R1为定值电阻，调节电阻箱R2，当R2=8R1时，电压表、电流表的示数分别为U、I，则下列说法正确的是（ ）
A． B． C． D．
4．（2022秋·山西朔州·高二应县一中校考期末）手摇式发电机是我们教学中常用的演示工具，如图甲所示，可以简化为图乙。一个小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈面积为S，匝数为n，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中以矩形线圈中轴线为轴、以角速度ω匀速转动，产生的交流电通过M、N与外电路连接，如图乙所示，外电路电灯电阻为R，电压表为理想交流电表。在线圈由平行于磁场方向位置转过90°的过程中，下面说法正确的是（ ）
A．电压表V的示数为
B．通过灯泡的电荷量为
C．电灯中产生的焦耳热为
D．从线圈平行于磁场方向位置开始计时，通过线圈中感应电流的瞬时值表达式为i=sinωtA
5．（2022秋·湖北襄阳·高二校考阶段练习）如图所示，用电阻率为ρ、横截面积为S的硬导线做成一个边长为L的方框，其中一边串接有一理想电流表，方框的右半部分位于匀强磁场区域中，磁场方向垂直纸面向里，当磁感应强度大小随时间的变化率＝k>0时，电流表示数为I1；当磁场的磁感应强度大小为B，线框绕虚线以角速度ω＝匀速转动时，电流表示数为I2，则I1：I2为（ ）
A．：1 B．2：1
C．1：1 D．：2
6．（2023·高二单元测试）风力发电将为2023年杭州亚运会供应绿色电能，其模型如图所示。风轮机叶片转速m转/秒，并形成半径为r的圆面，通过转速比的升速齿轮箱带动面积为S、匝数为N的发电机线圈高速转动，产生的交变电流经过理想变压器升压后，输出电压为U。已知空气密度为，风速为v，匀强磁场的磁感应强度为B，忽略线圈电阻，则（ ）
A．单位时间内冲击风轮机叶片气流的动能为
B．经升压变压器后，输出交变电流的频率高于
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．高压输电有利于减少能量损失，因此电网的输电电压越高越好
7．（2022·河南洛阳·新安县第一高级中学模拟预测）远距离输电的原理图如图所示，升压变压器的原、副线圈的匝数之比为a，降压变压器的原、副线圈的匝数之比为b，输电线的总电阻为R，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U。若由于用户的负载变化，使电压表V2的示数增大了 U，则下列判断正确的是（ ）
A．电压表的V1示数增大 B．电流表A2的示数减小了
C．电流表A1的示数减小了 D．输电线损耗的功率减小了
二、多选题
8．（2022·高二课时练习）如图所示，不属于交流电的是（ ）
A． B．
C． D．
9．（2023秋·河北邯郸·高二校考期末）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，电压表和电流表均为理想电表，R为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R0为定值电阻。当原线圈接如图乙所示的正弦交流电时，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V2的示数为110V
B．R温度升高时，变压器原线圈的输入功率不变
C．R温度降低时，电流表的示数变小，电压表V1的示数不变
D．原线圈输入电压瞬时值的表达式为
10．（2021春·河南·高二期末）如图，理想变压器原线圈与定值电阻串联后接在电压36Ⅴ的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，原、副线圈匝数比为1：3，已知=4，R的最大阻值为100。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变小，电流表示数变大
B．电源的输出功率变小
C．当R=4时，电压表示数为108V
D．当R=36时，R获得的功率最大
三、实验题
11．（2023·全国·高三专题练习）某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验。他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。
（1）实验需要以下哪种电源___________；
A．低压直流电源 B．高压直流电源
C．低压交流电源 D．高压交流电源
（2）该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的___________值（填“有效”或“最大”）。其中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为___________；
（3）理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成___________（填“正比”或“反比”），实验中由于变压器的铜损和铁损，导致原线圈与副线圈的电压之比一般___________（填“大于”“小于”或“等于”）原线圈与副线圈的匝数之比。
（4）实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能为___________。（填字母代号）
A．原、副线圈上通过的电流发热 B．铁芯在交变磁场作用下发热
C．变压器铁芯漏磁 D．原线圈输入电压发生变化
12．（2022·全国·高三专题练习）有一个教学用的可拆变压器，如图1所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以绕线。
（1）某同学用一多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图2中的a、b位置，由此可推断________（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多。
（2）该实验中输入端所接电源最适合的是________。
A．220V交流电源
B．12V以内低压直流电源
C．36V安全电压
D．12V以内低压交流电源
（3）如果把它看作理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源。请完成实验步骤的填空：
①用绝缘导线在线圈的外部或变压器的铁芯上绕制n匝线圈。
②将________（选填“A”或“B”）线圈与低压交流电源相连接。
③用多用电表的________挡分别测量A线圈的输入电压UA和绕制线圈的输出电压U。
④则A线圈的匝数为________。
四、解答题
13．（2021·高三课时练习）有些机床（图）为了安全，照明电灯用的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的。如果变压器的原线圈是1440匝，副线圈是多少匝？在某次实际工作时输入电压只有220V，则输出电压是多少？
14．（2022秋·天津河北·高二统考期末）如图所示，线圈abcd的面积是0.05m2，共100匝，线圈的总电阻为r2，外接电阻R8，匀强磁场的磁感应强度，当线圈以角速度10rad/s匀速旋转时，求：
（1）线圈中产生的最大感应电动势。
（2）若从线圈处于中性面开始计时，写出电路中感应电流的瞬时值表达式；
（3）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？
（4）线圈转动一周，外接电阻R上产生的电热是多少？
15．（2023秋·河南周口·高二项城市第一高级中学校考期末）有条河流，流量，落差h=5m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，远距离输电线总电阻R=30Ω，允许损失功率为输出功率的6%，为满足居民用电的需求，则：
（1）该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？
（2）能使多少盏“220V，100W”的电灯正常发光？（取，水的密度）
16．（2021·全国·高二专题练习）交流电路和直流电路一样，也是由电源和各种用电器或称元件组成的。可以分为纯电阻电路、纯电感电路、纯电容电路。简单介绍这三种电路中电阻、感抗、容抗的特点。
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参考答案：
1．A
【详解】本实验中通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法，故选A。
2．A
【详解】由题意可知，正弦交变电流的电动势峰值为
则其有效值为
由闭合电路欧姆定律，可得
解得电路中电流为
所以电压表的示数为
故选A。
3．B
【详解】根据原、副线圈电压、电流的关系有
在原线圈回路中，有
在原线圈回路中，有
联立解得
，
故选B。
4．C
【详解】A．当线圈平行于磁场方向时电动势最大，其峰值为
所以，电流有效值为
电压表示数
故A错误；
B．线圈转过90°的过程中通过灯泡的电荷量为
故B错误；
C．电动势的有效值为
电流的有效值为
电灯中产生的焦耳热为
故C正确；
D．流过线圈电流的最大值为
从线圈平行磁场方向位置开始计时，感应电流的瞬时值表达式为
故D错误。
故选C。
5．A
【详解】方框的电阻为
当磁感应强度的大小随时间的变化率为k时，由法拉第电磁感应定律知
即
当线框绕虚线以角速度ω＝匀速转动时，有
所以
I1：I2＝：1
故选A。
6．C
【详解】A．单位时间内冲击风轮机叶片气流的体积
气体质量
动能
故A错误；
B．发电机线圈转速为mn，则
频率
经升压变压器后，输出交变电流的频率仍为，故B错误；
C．变压器原线圈两端电压最大值
有效值
则变压器原、副线圈的匝数比为，故C正确；
D．考虑到高压输电的安全性和可靠性，电网的输电电压并非越高越好，故D错误。
故选C。
7．C
【详解】A．由于发电厂输出的电压U不变，升压变压器的原、副线圈的匝数之比不变，所以电压表V1的示数不变，A错误；
C．设降压变压器原线圈的电压为U3，则
所以
所以降压变压器原线圈的电压增大了
根据闭合电路欧姆定律
因为不变，增大了，所以IA1R减小了，由欧姆定律可知，电流表A1的示数减小了
C正确；
B．根据变压器原副线圈的电流比等于匝数比的倒数可得，A2的示数减小了
B错误；
D．设输电线上原来的电流为I，则输电线损失的功率减小了
D错误。
故选C。
8．ABD
【详解】ABD．图中电流方向未发生变化，仅仅是电流的大小发生了周期性的变化，不属于交流电，故ABD正确；
C．图中电流的方向发生了周期性的变化，属于交流电，故C错误。
故选ABD。
9．ACD
【详解】A．由图乙可知原线圈的输入电压有效值为
根据理想变压器电压比等于匝数比，可知副线圈的输出电压有效值为
可知电压表V2的示数为110V，故A正确；
B．R温度升高时，热敏电阻阻值减小，副线圈的输出电压不变，根据欧姆定律可知，副线圈电流增大，副线圈的输出功率增大，则原线圈的输入功率增大，故B错误；
C．R温度降低时，热敏电阻阻值增大，副线圈的输出电压不变，根据欧姆定律可知，副线圈电流减小，电流表的示数变小，电压表V1的示数不变，故C正确；
D．根据图乙可知，周期为
则有
则原线圈输入电压瞬时值的表达式为
故D正确。
故选ACD。
10．AD
【详解】AB．由理想变压器的特点可知
又
I1：I2=3：1
可知
滑动变阻器R的滑片P向下滑动，R减小，所以I1变大，由
可得I2变大，电流表示数变大，由
P=U0I1
知电源的输出功率变大，原线两端电压
因为I1变大，所以U1减小，由
可得U2减小，电压表示数减小，故A正确，B错误；
C．原线圈与副线圈两端电压之比为
电流之比
联立可得
即R=4Ω时，I2=2.7A，电压表示数为
U2=I2R=10.8V
故C错；
D．R获得的功率
当时，R获得的功率最大，此时有
R=9R0=36Ω
故D正确。
故选AD。
11． C 有效 7.2V 正比 大于 D
【详解】（1）[1]探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，应选择低压交流电源。
故选C。
（2）[2][3]多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；多用电表选用的挡位是交流电压的10V挡位，所以应该在0～10V挡位读数，所以读数应该是7.2V。
（3）[4][5]根据可知，理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成正比。实验中由于变压器的铜损和铁损，变压器的铁芯损失一部分的磁通量，所以导致副线圈的电压的实际值一般略小于理论值，所以导致。
（4）[6]原、副线圈上通过的电流发热，铁芯在交变磁场作用下发热，都会使变压器输出功率发生变化，从而导致电压比与匝数比有差别；变压器铁芯漏磁，也会导致电压比与匝数比有差别；原线圈输入电压发生变化，不会影响电压比和匝数比。
故选D。
12． A D A 交流电压 n
【详解】（1）[1]根据电阻定律，电阻率和横截面积相同时，导线越长，电阻越大，A线圈电阻比B的大，故A线圈匝数较多。
（2）[2]为保证学生安全，应用12V以内低压交流电源，故选D。
（3）②[3]要测量A线圈的匝数，所以要把A线圈与低压交流电源相连接。
③[4]变压器输入输出都是交流电，所以要用交流电压挡测输入和输出电压。
④[5]根据变压器电压比等于匝数比，有
解得
13．136匝；21V
【详解】根据变压器的电压与匝数成正比，可知
解得副线圈的匝数为
当输入电压只有220V，输出电压为
14．（1）50V；（2）（3）；；（4）20J
【详解】（1）感应电动势最大值为
Em=NBSω
所以
（2）从线圈处于中性面开始计时，则瞬时值表达式为
e=Emsinωt=50sin10πt(V)
则
（3）电流表的示数为有效值，根据上面分析可知
电压表示数为电阻R电压
（4）线圈转动一周，外接电阻R上产生的电热
15．（1）6:25，235:11；（2）470盏
【详解】（1）电源输出功率为
输出电压，输送电路如图所示
为满足输电要求，据
有
则送电电压为
所以升压变压器的变压比为
输电线电压损失
用户端
据题意可知，居民用电的电压
所以降压变压器的匝数比为
（2）因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为
16．三者都表示对电流的阻碍效果：电阻是无论直流和交流一样阻碍，感抗是导体对电流变化的阻碍，电流不变没有感抗，电流变化越快感抗就越大，容抗是电容器对变化电流的阻碍，电流变化越快容抗越小。三者转化电能效果不同：电阻是将电能转化为焦耳热，感抗是转化为磁场能，容抗是转化为两极板间的电场能。
【详解】电阻就是电流在电路运行过程中遇到的阻力，亦或是说物体对电流的阻碍。一般情况下，电流遇到的电阻越大，电流就会越小。电路中电阻可以通过与其它用电器不同的接法达到限流、分流、分压的作用，电流通过纯电阻时，会把电能全部转化为内能。
感抗是反应电感对电流的阻碍作用的物理量，感抗越大对电流阻碍越大。由感抗产生的原因知：电感线圈对直流电流没有阻碍作用，即“通直流，阻交流”；由感抗的表达式XL= 2πfL知：自感系数大的电感线圈，对频率小的交变电流就会有明显的感抗，这种电感线圈叫低频扼流圈“通直流，阻交流” ；自感系数小的电感线圈叫高频扼流圈，“通低频，阻高频”。
容抗指电容器极板上所带电荷对定向移动的电荷的阻碍作用，容抗越大阻碍越大，与电容器极板属性有关。容抗XC=1/(2πfC)，电容具有“阻直流，通交流”的特性，电容大的电容器还有“通高频、阻低频”的特点。电流通过电容器时，电能会有一部分转化为两极板间的电场能；
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