高二下学期物理人教版（2019版）选择性必修二 第三章 交变电流 单元检测（A卷）（含解析）
文档属性
| 名称 | 高二下学期物理人教版（2019版）选择性必修二 第三章 交变电流 单元检测（A卷）（含解析） |  | |
| 格式 | zip | ||
| 文件大小 | 1.2MB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 人教版（2019） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2023-03-21 21:24:29 | ||
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文档简介
第三章 交变电流 单元检测（A卷）
一、单选题
1．如图1所示有人把自行车进行了改装，在后车轮上装上了一个小型发电机，想看电视时，就骑在自行车上不停地蹬车，可供电视、照明用电。该发电机原理如图2所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，放置一个有固定转轴的发电轮，发电轮平面与磁场方向垂直，发电轮半径为r，轮轴和轮缘为两个输出电极，该发电机先接一理想变压器，再给电视和照明系统供电，则下列说法正确的是（ ）
A．当人蹬车的速度增大时，变压器副线圈两端的电压降低
B．当人蹬车的速度增大时，变压器副线圈两端的电压不变
C．电视和照明系统的总功率与发电机的转速无关
D．电视和照明系统的总功率随发电机转速的增大而增大
2．如图所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是( )
A．这也是一种交流电
B．电流的变化周期是0.01 s
C．电流的有效值是1 A
D．电流通过100 Ω的电阻时，1 s内产生的热量为200 J
3．如题图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接，下列判断正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小
4．如图甲所示，矩形线圈的一部分处在有界匀强磁场中，并绕处于磁场边界的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化图线如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．时刻线圈处于与中性面垂直的位置
B．时刻线圈位于磁场内、外的面积比为3：2
C．每秒钟电流方向改变100次
D．该交流电的有效值为
5．实验室中有一台小型发电机，它的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴做匀速转动时，产生的交变电流的图像如图所示，根据图像判断下列说法正确的是（ ）
A．在A和C时刻线圈处于中性面位置
B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C．从A到D时刻线圈转过的角度为
D．若从0到D时刻历时，则在1s内交变电流的方向改变100次
6．2019年3月14日，中国家电及消费电子博览会在上海盛大开幕，家电展上有些国家家用电器的额定电压和我国是不同的，例如美国家用电器额定电压值为110V．已知某电源输出的交变电压的表达式为，下列说法正确的是
A．用电压表测该电源的电压，其示数为V
B．将该电压加在110Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为110W
C．交流电的频率为60Hz，电流方向每秒改变60次
D．当时电压表瞬间示数为0V
7．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流
B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比
D．用户得到的电流
8．一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）
A．线框交变电动势的最大值为nπBS
B．线框交变电动势的有效值为nπBS
C．从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBS
D．感应电动势瞬时值为e=nπBSsin2nπt
二、多选题
9．如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数比为9:1
B．原、副线圈匝数比为1:9
C．此时a和b的电功率之比为9:1
D．此时a和b的电功率之比为1:9
10．特高压输电技术已成为继高铁、核电之后中国在世界范围内的第三张高科技名片。如图为特高压远距离输电示意图，变压器为理想变压器，特高压输电电压U保持不变，输电线路的等效电阻为R0，用户电路为纯电阻电路，总电阻为R，当R变小时，不考虑其他因素的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈中的电流变小
B．变压器输出端的电压变小
C．用户获得的功率一定变大
D．输电线损耗的功率与用户获得的功率的比值变大
11．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则下列正确的是（ ）
A．t＝0时刻线圈平面与中性面重合
B．每秒钟内电流方向改变100次
C．灯泡两端的电压为20V
D．0～0.01s时间内通过灯泡的电量为
12．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器，和降压变压器向用户供电.已知输电线的总电阻为R，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路.若将变压器均视为理想变压器，则下列说法中正确的是（）
A．通过R0的电流的有效值为20A
B．降压变压器了原、副线圈两端电压之比为4：1
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
三、实验题
13．有个教学用的可拆变压器，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈A和B，线圈外部还可以绕线。
（1）某同学用多用电表的欧姆挡测量了A、B线圈的电阻值，发现B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍，则可推断________线圈的匝数多。（选填“A”或“B”）
（2）如果把它看作理想变压器，现要测量A、B线圈的匝数，提供的器材有；一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和一只低压交流电源（输出电压的有效值不变）。现采用如下方法进行测量。请补充实验步骤，完成A、B线圈匝数的测量（需要测量的物理量请用字母表示，并说明其含义）。
①将绝缘导线一端与A线圈上方接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n匝线圈；
②将绝缘导线的另一端和A线圈下方接线柱分别与低压交流电源两端相连接；
③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压和B线圈的输出电压U；
④_____________________；
⑤拆除电路并整理器材。
A、B线圈的匝数和的表达式为________，________。
四、解答题
14．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1∶4，降压变压器原、副线圈匝数比为4∶1，输电线的总电阻为4 Ω。全校共有22个班，每班有“220 V 40 W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则
（1）发电机的输出功率多大？
（2）发电机的电动势多大？
（3）输电效率为多少？
15．如图甲所示，发电机的输出电压为220V，输出功率为44kW，每条输电线电阻为，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果如图乙所示，发电机先用变压比为的升压变压器将电压升高，经同样的输电线且经变压比为的降压变压器降压后再供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？
16．小型水力发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。求：
(1)输电线上的电流。
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比。
17．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线总电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
(2)用户得到的电功率是多少．
参考答案：
1．D
【详解】转轮发电机的电动势为
蹬车的速度增大时，角速度增大，电动势增大，变压器原线圈两端的电压、副线圈两端的电压增大，电视和照明系统的总功率增大，
故选D。
2．C
【详解】交流电的特点是电流方向变化；因而图中电路不是交流电，A错误
根据图像可得电流的变化周期是0.02s，B错误
根据有效值的定义得：，带入数据解得： I=1A，电流通过100Ω的电阻时，1s内产生热量为100J.，C正确D错误
3．C
【详解】AB．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，则感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，选项AB错误；
CD．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零最小，此时磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，线圈中的感应电流最大，选项C正确，D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．分析图乙可知，t=0时刻，感应电动势为零，此时线圈处于中性面位置，故A错误；
B．分析交变电流的产生条件，结合图乙可知，t=1s时，感应电动势数值出现跳跃，最大值由5V变为10V，根据法拉第电磁感应定律可知，最大值Em=NBSω，则t=0时刻，线圈位于磁场内、外的面积之比为2：1，故B错误。
C．分析图乙可知，周期T=0.04s，一个周期内电流方向改变两次，则每秒种电流方向改变50次，故C错误。
D．根据电流的热效应可知
解得电压有效值
故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．在A、C时刻电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零，A错误；
B．在B和D时刻电流为零，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，B错误；
C．从A到D时刻，线圈旋转周，转过的角度为，C错误；
D．如果从0到D时刻历时，恰好为一个周期，则1s内线圈运动50个周期，100次经过中性面，电流方向改变100次，D正确。
故选D。
6．B
【详解】A.由于正弦交变电压的最大值为110V，所以有效值为110V，电压表显示的是有效值为110V，选项A错误；
B.将该电压加在110Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为：，选项B正确；
C.由，得，矩形线圈在匀强磁场中每转一圈，电流方向改变两次，故电流方向每秒改变120次，选项C错误；
D.当时，，但电压表示数为有效值110V，选项D错误．
7．C
【详解】A．根据电功率公式
发电机输出电流
A错误；
B．输电线上损失功率，由
可得
故B错误；
C．降压变压器原副线圈得到的功率为
P4=P-P线=95kW
根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得
C正确；
D．用户得到的功率为，用户得到的电流
D错误。
故选C。
8．B
【详解】AD．线框交变电动势的最大值为
Em=BSω=2nπBS
产生的感应电动势瞬时值为
e=2nπBSsin 2nπt
故A、D错误；
B．该线框交变电动势的有效值为
E=nπBS
故B正确；
C．线框中的平均感应电动势为
E==4nBS
故C错误。
故选B。
9．AD
【分析】考查了理想变压器，电功率的计算
【详解】AB．设灯泡的额定电压为,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为，副线圈两端电压为，故，根据，A正确B错误；
CD．根据公式可得，由于由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式可得两者的电功率之比为1:9，C错误D正确；
10．BD
【详解】A．用户电路为纯电阻电路，总电阻为R，当R变小时，副线圈电流变大，根据电流与匝数成反比可知，变压器原线圈中的电流变大，故A错误；
B．变压器原线圈中的电流变大，R0分压变大，特高压输电电压U保持不变，则变压器输出端的电压变小，故B正确；
C．因为不确定两电阻关系，无法判断用户获得的功率变化，故C错误；
D．输电线损耗的功率与用户获得的功率的比值
故比值变大，故D正确。
故选BD。
11．AB
【详解】A. 由图象乙可知t=0时感应电动势为零，处于中性面上，故A项与题意相符；
B. 由题图乙可知周期T=0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故B项与题意相符；
C. 由题图乙可知交流电电动势的最大值是，有效值为：
根据闭合电路的分压特点得灯泡两端的电压为
故C项与题意不相符；
D. 0～0.01s时间磁通量的变化量为2BS；根据
得：0～0.01s时间内通过灯泡的电量为
联立解得：
故D项与题意不相符．
12．ABD
【分析】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小．
【详解】A项：降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11Ω，所以通过R0电流的有效值是20A，故A正确；
B项：降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为4：1，故B正确；
C项：升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上的电压，故C错误；
D项：升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率，故D正确．
故应选：ABD．
【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．
13． B 用多用电表的交流电压挡测量A线圈两端的电压
【详解】（1）[1]根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍，即B的电阻比A的大，所以B线圈匝数多。
（2）[2]由实验步骤知④应为用多用电表的交流电压挡测量A线圈两端的电压。
[3][4]根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比，有
，
联立解得A线圈的匝数
B的匝数
14．（1）5 424 W；（2）250 V；（3）97.3%
【详解】（1）降压变压器的输出功率为
P=40×22×6 W=5 280 W
降压变压器副线圈的电流
I4=×6×22 A=24 A
降压变压器原线圈的电流
I3=I4=×24 A=6 A
输电线损失的功率
ΔP=I32R=144 W
所以输入功率
P=5 280 W＋144 W=5 424 W
（2）降压变压器原线圈电压为
U3=U4=4×220 V=880 V
输电线上损失的电压为
ΔU=I3R=24 V
升压变压器的输出电压为
U2=880 V＋24 V=904 V
所以发电机原线圈电压
U1=U2=×904 V=226 V
发电机原线圈中电流为
I1=I2=4×6 A=24 A
发电机内阻分压
Ur=24×1 V=24 V
电动势为
E=226 V＋24 V=250 V
（3）用户获得的实际功率
P用=22×40×6 W=5 280 W
则输电效率
η=×100%=97.3%
15．140V；28kW；；
【详解】采用220V低压直接供电时，回路总电流
线路上的电压损失
线路上损失的功率
则用户获得的电压
用户获得的功率
若采用题图乙所示高压供电由升压变压器规律
得
升压后的输电电流
则线路上的电压损失
线路上的功率损失
则降压变压器原线圈上电压为
则由
得
则有
16．(1)17.5A；(2)
【详解】(1)根据输电线上的损耗功率得
解得
(2)发电机输出的电流为
根据变压器的电流规律得
解得
17．(1)1:20 ，240:11 (2) 96kW
【分析】画出输电线路图，由输电线损耗功率求出输电电流I2，再由发电机输出功率与输出电压求得升压变压器的原线圈的电流I1，由是I1，I2得升压变压器的匝数比；
求出升压变压器的匝数比后可求出降压变压器的原线圈的电压，再与用户电压结合求出降压变压器的原副线圈的匝数比；
【详解】（1）根据题意，可知等效电路图为：
输电线损耗功率，又
输电线电流
原线圈中输入电流
所以升压变压器匝数比为：
这样，
所以降压变压器匝数比为：
（2）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为：
．
【点睛】解决本题的关键是知道原副线圈的电压比等于匝数比，电流比等于匝数之反比，以及知道升压变压器的输出电压、降压变压器的输入电压和电压损失的关系，以及功率的关系．
一、单选题
1．如图1所示有人把自行车进行了改装，在后车轮上装上了一个小型发电机，想看电视时，就骑在自行车上不停地蹬车，可供电视、照明用电。该发电机原理如图2所示，在磁感应强度为B的匀强磁场中，放置一个有固定转轴的发电轮，发电轮平面与磁场方向垂直，发电轮半径为r，轮轴和轮缘为两个输出电极，该发电机先接一理想变压器，再给电视和照明系统供电，则下列说法正确的是（ ）
A．当人蹬车的速度增大时，变压器副线圈两端的电压降低
B．当人蹬车的速度增大时，变压器副线圈两端的电压不变
C．电视和照明系统的总功率与发电机的转速无关
D．电视和照明系统的总功率随发电机转速的增大而增大
2．如图所示，为一正弦交流电通过一电子元件后的波形图，则下列说法正确的是( )
A．这也是一种交流电
B．电流的变化周期是0.01 s
C．电流的有效值是1 A
D．电流通过100 Ω的电阻时，1 s内产生的热量为200 J
3．如题图所示为交流发电机示意图，线圈的AB边连在金属滑环K上，CD边连在滑环L上，用导体做的两个电刷E、F分别压在两个滑环上，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路的连接，下列判断正确的是（ ）
A．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
B．当线圈平面转到中性面的瞬间，线圈中的感应电流最大
C．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量最小
D．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，线圈中的感应电流最小
4．如图甲所示，矩形线圈的一部分处在有界匀强磁场中，并绕处于磁场边界的轴匀速转动，产生的感应电动势随时间的变化图线如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A．时刻线圈处于与中性面垂直的位置
B．时刻线圈位于磁场内、外的面积比为3：2
C．每秒钟电流方向改变100次
D．该交流电的有效值为
5．实验室中有一台小型发电机，它的线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴做匀速转动时，产生的交变电流的图像如图所示，根据图像判断下列说法正确的是（ ）
A．在A和C时刻线圈处于中性面位置
B．在B和D时刻穿过线圈的磁通量为零
C．从A到D时刻线圈转过的角度为
D．若从0到D时刻历时，则在1s内交变电流的方向改变100次
6．2019年3月14日，中国家电及消费电子博览会在上海盛大开幕，家电展上有些国家家用电器的额定电压和我国是不同的，例如美国家用电器额定电压值为110V．已知某电源输出的交变电压的表达式为，下列说法正确的是
A．用电压表测该电源的电压，其示数为V
B．将该电压加在110Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为110W
C．交流电的频率为60Hz，电流方向每秒改变60次
D．当时电压表瞬间示数为0V
7．如图所示，某小型水电站发电机的输出功率，发电机的电压，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻，在用户端用降压变压器把电压降为。已知输电线上损失的功率，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（ ）
A．发电机输出的电流
B．输电线上的电流
C．降压变压器的匝数比
D．用户得到的电流
8．一个单匝矩形线框的面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，从线圈平面与磁场垂直的位置开始计时，转速为n转/秒，则（ ）
A．线框交变电动势的最大值为nπBS
B．线框交变电动势的有效值为nπBS
C．从开始转动经过周期，线框中的平均感应电动势为2nBS
D．感应电动势瞬时值为e=nπBSsin2nπt
二、多选题
9．如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b，当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光，下列说法正确的是（ ）
A．原、副线圈匝数比为9:1
B．原、副线圈匝数比为1:9
C．此时a和b的电功率之比为9:1
D．此时a和b的电功率之比为1:9
10．特高压输电技术已成为继高铁、核电之后中国在世界范围内的第三张高科技名片。如图为特高压远距离输电示意图，变压器为理想变压器，特高压输电电压U保持不变，输电线路的等效电阻为R0，用户电路为纯电阻电路，总电阻为R，当R变小时，不考虑其他因素的影响，则下列说法正确的是（ ）
A．变压器原线圈中的电流变小
B．变压器输出端的电压变小
C．用户获得的功率一定变大
D．输电线损耗的功率与用户获得的功率的比值变大
11．图甲是小型交流发电机的示意图，在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁场方向垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．发电机线圈内阻为10Ω，外接一只电阻为90Ω的灯泡，不计电路的其他电阻，则下列正确的是（ ）
A．t＝0时刻线圈平面与中性面重合
B．每秒钟内电流方向改变100次
C．灯泡两端的电压为20V
D．0～0.01s时间内通过灯泡的电量为
12．某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机通过升压变压器，和降压变压器向用户供电.已知输电线的总电阻为R，降压变压器的原、副线圈匝数之比为4：1，降压变压器副线圈两端交变电压，降压变压器的副线圈与阻值的电阻组成闭合电路.若将变压器均视为理想变压器，则下列说法中正确的是（）
A．通过R0的电流的有效值为20A
B．降压变压器了原、副线圈两端电压之比为4：1
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
三、实验题
13．有个教学用的可拆变压器，如图所示，它有两个外观基本相同的线圈A和B，线圈外部还可以绕线。
（1）某同学用多用电表的欧姆挡测量了A、B线圈的电阻值，发现B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍，则可推断________线圈的匝数多。（选填“A”或“B”）
（2）如果把它看作理想变压器，现要测量A、B线圈的匝数，提供的器材有；一根足够长的绝缘导线、一只多用电表和一只低压交流电源（输出电压的有效值不变）。现采用如下方法进行测量。请补充实验步骤，完成A、B线圈匝数的测量（需要测量的物理量请用字母表示，并说明其含义）。
①将绝缘导线一端与A线圈上方接线柱相连，顺着原来的绕制方向在变压器的铁芯上再绕制n匝线圈；
②将绝缘导线的另一端和A线圈下方接线柱分别与低压交流电源两端相连接；
③用多用电表的交流电压挡先后测量低压交流电源两端的电压和B线圈的输出电压U；
④_____________________；
⑤拆除电路并整理器材。
A、B线圈的匝数和的表达式为________，________。
四、解答题
14．有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一学校照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为1∶4，降压变压器原、副线圈匝数比为4∶1，输电线的总电阻为4 Ω。全校共有22个班，每班有“220 V 40 W”灯6盏，若保证全部电灯正常发光，则
（1）发电机的输出功率多大？
（2）发电机的电动势多大？
（3）输电效率为多少？
15．如图甲所示，发电机的输出电压为220V，输出功率为44kW，每条输电线电阻为，求用户得到的电压和电功率各是多少？如果如图乙所示，发电机先用变压比为的升压变压器将电压升高，经同样的输电线且经变压比为的降压变压器降压后再供给用户，则用户得到的电压和电功率各是多少？
16．小型水力发电站的发电机输出功率为24.5 kW，输出电压为350 V，输电线总电阻为4 Ω，为了使输电线损耗功率为发电机输出功率的5%，需在发电机处设升压变压器，用户所需电压为220 V，所以在用户处需安装降压变压器。求：
(1)输电线上的电流。
(2)升压变压器的原、副线圈的匝数之比。
17．风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示，风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线总电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：
(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；
(2)用户得到的电功率是多少．
参考答案：
1．D
【详解】转轮发电机的电动势为
蹬车的速度增大时，角速度增大，电动势增大，变压器原线圈两端的电压、副线圈两端的电压增大，电视和照明系统的总功率增大，
故选D。
2．C
【详解】交流电的特点是电流方向变化；因而图中电路不是交流电，A错误
根据图像可得电流的变化周期是0.02s，B错误
根据有效值的定义得：，带入数据解得： I=1A，电流通过100Ω的电阻时，1s内产生热量为100J.，C正确D错误
3．C
【详解】AB．当线圈平面转到中性面的瞬间，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，则感应电动势为零，线圈中的感应电流为零，选项AB错误；
CD．当线圈平面转到跟中性面垂直的瞬间，穿过线圈的磁通量为零最小，此时磁通量的变化率最大，即感应电动势最大，线圈中的感应电流最大，选项C正确，D错误。
故选C。
4．D
【详解】A．分析图乙可知，t=0时刻，感应电动势为零，此时线圈处于中性面位置，故A错误；
B．分析交变电流的产生条件，结合图乙可知，t=1s时，感应电动势数值出现跳跃，最大值由5V变为10V，根据法拉第电磁感应定律可知，最大值Em=NBSω，则t=0时刻，线圈位于磁场内、外的面积之比为2：1，故B错误。
C．分析图乙可知，周期T=0.04s，一个周期内电流方向改变两次，则每秒种电流方向改变50次，故C错误。
D．根据电流的热效应可知
解得电压有效值
故D正确。
故选D。
5．D
【详解】A．在A、C时刻电流最大，线圈处于和中性面垂直的位置，此时磁通量为零，A错误；
B．在B和D时刻电流为零，线圈处于中性面，穿过线圈的磁通量最大，B错误；
C．从A到D时刻，线圈旋转周，转过的角度为，C错误；
D．如果从0到D时刻历时，恰好为一个周期，则1s内线圈运动50个周期，100次经过中性面，电流方向改变100次，D正确。
故选D。
6．B
【详解】A.由于正弦交变电压的最大值为110V，所以有效值为110V，电压表显示的是有效值为110V，选项A错误；
B.将该电压加在110Ω的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为：，选项B正确；
C.由，得，矩形线圈在匀强磁场中每转一圈，电流方向改变两次，故电流方向每秒改变120次，选项C错误；
D.当时，，但电压表示数为有效值110V，选项D错误．
7．C
【详解】A．根据电功率公式
发电机输出电流
A错误；
B．输电线上损失功率，由
可得
故B错误；
C．降压变压器原副线圈得到的功率为
P4=P-P线=95kW
根据理想变压器电流与线圈匝数成反比关系，可得
C正确；
D．用户得到的功率为，用户得到的电流
D错误。
故选C。
8．B
【详解】AD．线框交变电动势的最大值为
Em=BSω=2nπBS
产生的感应电动势瞬时值为
e=2nπBSsin 2nπt
故A、D错误；
B．该线框交变电动势的有效值为
E=nπBS
故B正确；
C．线框中的平均感应电动势为
E==4nBS
故C错误。
故选B。
9．AD
【分析】考查了理想变压器，电功率的计算
【详解】AB．设灯泡的额定电压为,两灯均能正常发光,所以原线圈输出端电压为，副线圈两端电压为，故，根据，A正确B错误；
CD．根据公式可得，由于由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式可得两者的电功率之比为1:9，C错误D正确；
10．BD
【详解】A．用户电路为纯电阻电路，总电阻为R，当R变小时，副线圈电流变大，根据电流与匝数成反比可知，变压器原线圈中的电流变大，故A错误；
B．变压器原线圈中的电流变大，R0分压变大，特高压输电电压U保持不变，则变压器输出端的电压变小，故B正确；
C．因为不确定两电阻关系，无法判断用户获得的功率变化，故C错误；
D．输电线损耗的功率与用户获得的功率的比值
故比值变大，故D正确。
故选BD。
11．AB
【详解】A. 由图象乙可知t=0时感应电动势为零，处于中性面上，故A项与题意相符；
B. 由题图乙可知周期T=0.02s，线框每转一周，电流方向改变两次，每秒电流方向改变100次，故B项与题意相符；
C. 由题图乙可知交流电电动势的最大值是，有效值为：
根据闭合电路的分压特点得灯泡两端的电压为
故C项与题意不相符；
D. 0～0.01s时间磁通量的变化量为2BS；根据
得：0～0.01s时间内通过灯泡的电量为
联立解得：
故D项与题意不相符．
12．ABD
【分析】根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比，可以求得降压变压器的电流和输电线上的电流的大小，从而可以求得输电线和用电器消耗的功率的大小．
【详解】A项：降压变压器副线圈两端交变电压有效值为220 V，负载电阻为11Ω，所以通过R0电流的有效值是20A，故A正确；
B项：降压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4：1，所以降压变压器T2原、副线圈的电压比为4：1，故B正确；
C项：升压变压器T1的输出电压等于降压变压器T2的输入电压加上输电线上的电压，故C错误；
D项：升压变压器T1的输出功率等于降压变压器T2的输入功率加上输电线上的功率，故D正确．
故应选：ABD．
【点睛】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题．
13． B 用多用电表的交流电压挡测量A线圈两端的电压
【详解】（1）[1]根据电阻定律，导线越长，电阻越大，因为B线圈电阻约为A线圈电阻的3倍，即B的电阻比A的大，所以B线圈匝数多。
（2）[2]由实验步骤知④应为用多用电表的交流电压挡测量A线圈两端的电压。
[3][4]根据变压器原、副线圈电压比等于匝数比，有
，
联立解得A线圈的匝数
B的匝数
14．（1）5 424 W；（2）250 V；（3）97.3%
【详解】（1）降压变压器的输出功率为
P=40×22×6 W=5 280 W
降压变压器副线圈的电流
I4=×6×22 A=24 A
降压变压器原线圈的电流
I3=I4=×24 A=6 A
输电线损失的功率
ΔP=I32R=144 W
所以输入功率
P=5 280 W＋144 W=5 424 W
（2）降压变压器原线圈电压为
U3=U4=4×220 V=880 V
输电线上损失的电压为
ΔU=I3R=24 V
升压变压器的输出电压为
U2=880 V＋24 V=904 V
所以发电机原线圈电压
U1=U2=×904 V=226 V
发电机原线圈中电流为
I1=I2=4×6 A=24 A
发电机内阻分压
Ur=24×1 V=24 V
电动势为
E=226 V＋24 V=250 V
（3）用户获得的实际功率
P用=22×40×6 W=5 280 W
则输电效率
η=×100%=97.3%
15．140V；28kW；；
【详解】采用220V低压直接供电时，回路总电流
线路上的电压损失
线路上损失的功率
则用户获得的电压
用户获得的功率
若采用题图乙所示高压供电由升压变压器规律
得
升压后的输电电流
则线路上的电压损失
线路上的功率损失
则降压变压器原线圈上电压为
则由
得
则有
16．(1)17.5A；(2)
【详解】(1)根据输电线上的损耗功率得
解得
(2)发电机输出的电流为
根据变压器的电流规律得
解得
17．(1)1:20 ，240:11 (2) 96kW
【分析】画出输电线路图，由输电线损耗功率求出输电电流I2，再由发电机输出功率与输出电压求得升压变压器的原线圈的电流I1，由是I1，I2得升压变压器的匝数比；
求出升压变压器的匝数比后可求出降压变压器的原线圈的电压，再与用户电压结合求出降压变压器的原副线圈的匝数比；
【详解】（1）根据题意，可知等效电路图为：
输电线损耗功率，又
输电线电流
原线圈中输入电流
所以升压变压器匝数比为：
这样，
所以降压变压器匝数比为：
（2）用户得到的电功率即降压变压器的输出功率为：
．
【点睛】解决本题的关键是知道原副线圈的电压比等于匝数比，电流比等于匝数之反比，以及知道升压变压器的输出电压、降压变压器的输入电压和电压损失的关系，以及功率的关系．