交变电流专题复习
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交变电流及变压器专题
【高考真题】
07、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是：
A．输出电压的最大值为36 V
B．原、副线圈中电流之比为55∶9
C．变压器输入、输出功率之比为55∶9
D．交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz
08.图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是：
A.图1表示交流电，图2表示直流电
B.两种电压的有效值相等
C.图1电压的瞬时值表达式为u=311sin100 V
D.图1电压经匝数比为10:1变压器变压后，频率变为原来
09．【2010实例】某小型水电站的电能 ( http: / / www.21cnjy.com )输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1∶n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V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
10．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。 K^S*5U.C#O%下21·世纪*教育网
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
11．为保证用户电压稳定在220V，变电所 ( http: / / www.21cnjy.com )需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是
A．u2=190sin(50πt)V
B．u2=190sin(100πt)V
C．为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移
D．为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移
12．图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、。V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是
A．电压表的示数等于5V B．电压表的示数等于 （ ）
C．实现点火的条件是
D．实现点火的条件是
13-17.图甲是小型交流发电机的示意图， ( http: / / www.21cnjy.com )两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是
A．电流表的示数为10A
B.线圈转动的角速度为50rad/s
C.0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左
参考答案：D\C\AD\AD\BD\BC\AC
【课堂学案】
一、交变电流的规律
例1、变电流如图14所示， ( http: / / www.21cnjy.com )边长L＝0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数n＝10，总电阻r＝2 Ω，外电路的电阻R＝8 Ω，ab边的中点和cd边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B＝1 T，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω＝2 rad/s绕OO′轴匀速转动．则以下判断中正确的是AD
A．在t＝π/4 s时刻，感应电动势最大
B．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式为E＝0.8sin 2t
C．从t＝0时到t＝π/4 s时刻，通过电阻R的电荷量q＝0.02 C
D．从t＝0时到t＝π/4 s时刻，电阻R上产生的热量为Q＝3.2π×10－4 J
例2、如图9－4甲所示，一矩形线框在匀 ( http: / / www.21cnjy.com )强磁场中绕轴OO′匀速转动，产生的交变电流输出电压的变化规律如图9－4乙所示，对此下列说法正确的是( AB )．
A．该交变电流的方向每秒改变200次
B．该交变电流的变化规律为u＝5 sin(200 πt)V
C．在0.01 s的时刻，穿过线框的磁通量为0
D．若某一氖泡的两端电压达到 V时便可发光，把图示的交变电流接在该氖泡的两端，氖泡便可一直发光,。
二、动态电路分析
例3、图11中B为理想变压器，接在 ( http: / / www.21cnjy.com )交变电压有效值保持不变的电源上，L为指示灯，灯泡L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变)，R是一个定值电阻，电压表、电流表都是理想电表．开始时开关S是闭合的，当S断开后，下列说法正确的是 (C )
A．电流表A2的示数变大
B．电压表的示数变大
C．电流表A1的示数变小
D．灯泡L1的亮度变暗
例4、如图理想变压器，输入端接入交变电流．开始时，电键处于2位置，两灯发光．则( C )
A．电键由2拨向1，两灯都变亮
B．电键由2拨向1，原线圈中电流变大
C．若B灯突然烧毁，则A灯变亮
D．若B灯突然烧毁，则电阻R分压变大
三、变压器规律
例5、自耦变压器铁芯上只绕有一个线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图9－15所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( B )．
A．380 V和5.3 A
B．380 V和9.1 A
C．240 V和5.3 A
D．240 V和9.1 A
例6如图4所示，电路中的变压器为理想变压器， ( http: / / www.21cnjy.com )S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I0、I1分别为原线圈和副线圈中的电流，下列说法正确的是( BC )．
A．保持P的位置及U不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小
B．保持P的位置及U不变，S由a切换到b，则I1减小
C．保持P的位置及U不变，S由b切换到a，则I1增大
D．保持U不变，S接b端，将P向上滑动，则I1减小
四、远距离输电
例7、如图9－13所示为某 ( http: / / www.21cnjy.com )小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3，输入电压为U3.A、B均为理想变压器，输电电流为I，输电线的总电阻为r，则下列关系正确的是( BD )．
A．U2＝U3
B．U2＝U3＋Ir
C．P1>P2
D．P2＝P3
例8、通过一理想变压器， ( http: / / www.21cnjy.com )经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为( D )．
A.， B.R， C.， D.R，
【跟踪练习】
1、(2012·福建理综，14)如图9－5所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是( C )．
A．I1和I2表示电流的瞬时值
B．U1和U2表示电压的最大值
C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大
D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小
2、如图13所示，理想变压器的原、副线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，原线圈接正弦交变电流，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升．若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为 A
A．4IR＋ B.
C．4IR D.IR＋
3、据泰国《世界日报》报道，由于受洪水 ( http: / / www.21cnjy.com )影响，2011年10月27日至31日泰国全国放“水灾特别假”．泰国政府在受灾区建起临时供电系统，它由发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图9－6所示，电动机内阻、输电线的电阻和变压器内阻均可忽略不计．滑动触头P置于a处时，用电器恰好正常工作．下列正确的是( BD )．
A．当发电机输出的电压发生波动，使V1示数小于正常值时，应使滑动触头P向下滑动
B．当发电机、用电器正常工作时，触头位置不变，如果突然增加用电器，则A1的读数变大，A2的读数变大
C．当用电器增加时，为保证正常工作，滑动触头P应向上滑动
D．当发电机、用电器正常工作时，触头位置不变，如果突然增加用电器，则V1、V2的读数都不变,
4、如图1所示，导体棒ab两个端点 ( http: / / www.21cnjy.com )分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为l(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则( D ).
A．滑动变阻器上消耗的功率为P＝10I2R
B．变压器原线圈两端的电压U1＝10IR
C．取ab在环最低端t＝0，则ab中感应电流表达式i＝Isin ωt
D．ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝BIl
5、如图2所示，水平铜盘半径为r，置于磁 ( http: / / www.21cnjy.com )感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器R1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n∶1，变压器的副线圈与电阻为R2的负载相连，则( B )．
A．变压器原线圈两端的电压为
B．若R1不变时，通过负载R2的电流强度为0
C．若R1不变时，变压器的副线圈磁通量为0
D．若R1变化时，通过负载R2的电流强度为通过R1电流的
6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10︰1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，除滑动变阻器的电阻外，其余电阻均不计．在原线圈、两端加上交变电压，其瞬时值表达式为(V)．下列说法正确的是B
A．该交流电的频率为
B．当单刀双掷开关与连接时，电压表的示数为22 V
C．单刀双掷开关与连接，滑动变阻器触头向上滑动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
D．当单刀双掷开关由扳向时，电压表和电流表的示数均变大
7、如图6所示，T为理想变压器，A1 ( http: / / www.21cnjy.com )、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻(光照增强，电阻减小)，原线圈两端接恒压正弦交流电源，当光照增强时( B )．
A．电压表V1示数变小
B．电压表V2示数变大
C．电流表A1示数变大
D．电流表A2示数变大
－
0
1
2
t/10－2 s
U/V
n1
n2
n4
n3
用电器
r
发电机
升压变压器
降压变压器
t/10-2s
U/V
1
2
O
310
-310
图甲
图乙
R
P
图2
【高考真题】
07、某变压器原、副线圈匝数比为55∶9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载。下列判断正确的是：
A．输出电压的最大值为36 V
B．原、副线圈中电流之比为55∶9
C．变压器输入、输出功率之比为55∶9
D．交流电源有效值为220 V，频率为50 Hz
08.图1、图2分别表示两种电压的波形，其中图1所示电压按正弦规律变化。下列说法正确的是：
A.图1表示交流电，图2表示直流电
B.两种电压的有效值相等
C.图1电压的瞬时值表达式为u=311sin100 V
D.图1电压经匝数比为10:1变压器变压后，频率变为原来
09．【2010实例】某小型水电站的电能 ( http: / / www.21cnjy.com )输送示意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1∶n2。降压变压器原副线匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220V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
10．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P为滑动变阻器的触头。 K^S*5U.C#O%下21·世纪*教育网
A．副线圈输出电压的频率为50Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
11．为保证用户电压稳定在220V，变电所 ( http: / / www.21cnjy.com )需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示。以下正确的是
A．u2=190sin(50πt)V
B．u2=190sin(100πt)V
C．为使用户电压稳定在220V，应将P适当下移
D．为使用户电压稳定在220V，应将P适当上移
12．图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为、。V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是
A．电压表的示数等于5V B．电压表的示数等于 （ ）
C．实现点火的条件是
D．实现点火的条件是
13-17.图甲是小型交流发电机的示意图， ( http: / / www.21cnjy.com )两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是
A．电流表的示数为10A
B.线圈转动的角速度为50rad/s
C.0.01s时线圈平面与磁场方向平行
D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左
参考答案：D\C\AD\AD\BD\BC\AC
【课堂学案】
一、交变电流的规律
例1、变电流如图14所示， ( http: / / www.21cnjy.com )边长L＝0.2 m的正方形线圈abcd，其匝数n＝10，总电阻r＝2 Ω，外电路的电阻R＝8 Ω，ab边的中点和cd边的中点的连线OO′恰好位于匀强磁场的边界线上，磁场的磁感应强度B＝1 T，若线圈从图示位置开始计时，以角速度ω＝2 rad/s绕OO′轴匀速转动．则以下判断中正确的是AD
A．在t＝π/4 s时刻，感应电动势最大
B．闭合电路中感应电动势的瞬时表达式为E＝0.8sin 2t
C．从t＝0时到t＝π/4 s时刻，通过电阻R的电荷量q＝0.02 C
D．从t＝0时到t＝π/4 s时刻，电阻R上产生的热量为Q＝3.2π×10－4 J
例2、如图9－4甲所示，一矩形线框在匀 ( http: / / www.21cnjy.com )强磁场中绕轴OO′匀速转动，产生的交变电流输出电压的变化规律如图9－4乙所示，对此下列说法正确的是( AB )．
A．该交变电流的方向每秒改变200次
B．该交变电流的变化规律为u＝5 sin(200 πt)V
C．在0.01 s的时刻，穿过线框的磁通量为0
D．若某一氖泡的两端电压达到 V时便可发光，把图示的交变电流接在该氖泡的两端，氖泡便可一直发光,。
二、动态电路分析
例3、图11中B为理想变压器，接在 ( http: / / www.21cnjy.com )交变电压有效值保持不变的电源上，L为指示灯，灯泡L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变)，R是一个定值电阻，电压表、电流表都是理想电表．开始时开关S是闭合的，当S断开后，下列说法正确的是 (C )
A．电流表A2的示数变大
B．电压表的示数变大
C．电流表A1的示数变小
D．灯泡L1的亮度变暗
例4、如图理想变压器，输入端接入交变电流．开始时，电键处于2位置，两灯发光．则( C )
A．电键由2拨向1，两灯都变亮
B．电键由2拨向1，原线圈中电流变大
C．若B灯突然烧毁，则A灯变亮
D．若B灯突然烧毁，则电阻R分压变大
三、变压器规律
例5、自耦变压器铁芯上只绕有一个线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压器的电路如图9－15所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为( B )．
A．380 V和5.3 A
B．380 V和9.1 A
C．240 V和5.3 A
D．240 V和9.1 A
例6如图4所示，电路中的变压器为理想变压器， ( http: / / www.21cnjy.com )S为单刀双掷开关，P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I0、I1分别为原线圈和副线圈中的电流，下列说法正确的是( BC )．
A．保持P的位置及U不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小
B．保持P的位置及U不变，S由a切换到b，则I1减小
C．保持P的位置及U不变，S由b切换到a，则I1增大
D．保持U不变，S接b端，将P向上滑动，则I1减小
四、远距离输电
例7、如图9－13所示为某 ( http: / / www.21cnjy.com )小型水电站的电能输送示意图，A为升压变压器，其输入功率为P1，输出功率为P2，输出电压为U2；B为降压变压器，其输入功率为P3，输入电压为U3.A、B均为理想变压器，输电电流为I，输电线的总电阻为r，则下列关系正确的是( BD )．
A．U2＝U3
B．U2＝U3＋Ir
C．P1>P2
D．P2＝P3
例8、通过一理想变压器， ( http: / / www.21cnjy.com )经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1和分别为( D )．
A.， B.R， C.， D.R，
【跟踪练习】
1、(2012·福建理综，14)如图9－5所示，理想变压器原线圈输入电压u＝Umsin ωt，副线圈电路中R0为定值电阻，R是滑动变阻器.和是理想交流电压表，示数分别用U1和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用I1和I2表示．下列说法正确的是( C )．
A．I1和I2表示电流的瞬时值
B．U1和U2表示电压的最大值
C．滑片P向下滑动过程中，U2不变、I1变大
D．滑片P向下滑动过程中，U2变小、I1变小
2、如图13所示，理想变压器的原、副线 ( http: / / www.21cnjy.com )圈的匝数比n1∶n2＝2∶1，原线圈接正弦交变电流，副线圈接电动机，电动机线圈电阻为R.当输入端接通电源后，电流表读数为I，电动机带动一质量为m的重物以速度v匀速上升．若电动机因摩擦造成的能量损失不计，则图中电压表的读数为 A
A．4IR＋ B.
C．4IR D.IR＋
3、据泰国《世界日报》报道，由于受洪水 ( http: / / www.21cnjy.com )影响，2011年10月27日至31日泰国全国放“水灾特别假”．泰国政府在受灾区建起临时供电系统，它由发电机和副线圈匝数可调的变压器组成，如图9－6所示，电动机内阻、输电线的电阻和变压器内阻均可忽略不计．滑动触头P置于a处时，用电器恰好正常工作．下列正确的是( BD )．
A．当发电机输出的电压发生波动，使V1示数小于正常值时，应使滑动触头P向下滑动
B．当发电机、用电器正常工作时，触头位置不变，如果突然增加用电器，则A1的读数变大，A2的读数变大
C．当用电器增加时，为保证正常工作，滑动触头P应向上滑动
D．当发电机、用电器正常工作时，触头位置不变，如果突然增加用电器，则V1、V2的读数都不变,
4、如图1所示，导体棒ab两个端点 ( http: / / www.21cnjy.com )分别搭接在两个竖直放置、电阻不计、半径相等的金属圆环上，圆环通过电刷与导线c、d相接．c、d两个端点接在匝数比n1∶n2＝10∶1的变压器原线圈两端，变压器副线圈接一滑动变阻器R0.匀强磁场的磁感应强度为B，方向竖直向下，导体棒ab长为l(电阻不计)，绕与ab平行的水平轴(也是两圆环的中心轴)OO′以角速度ω匀速转动．如果滑动变阻器的阻值为R时，通过电流表的电流为I，则( D ).
A．滑动变阻器上消耗的功率为P＝10I2R
B．变压器原线圈两端的电压U1＝10IR
C．取ab在环最低端t＝0，则ab中感应电流表达式i＝Isin ωt
D．ab沿环转动过程中受到的最大安培力F＝BIl
5、如图2所示，水平铜盘半径为r，置于磁 ( http: / / www.21cnjy.com )感应强度为B，方向竖直向下的匀强磁场中，铜盘绕通过圆盘中心的竖直轴以角速度ω做匀速圆周运动，铜盘的边缘及中心处分别通过滑动变阻器R1与理想变压器的原线圈相连，该理想变压器原、副线圈的匝数比为n∶1，变压器的副线圈与电阻为R2的负载相连，则( B )．
A．变压器原线圈两端的电压为
B．若R1不变时，通过负载R2的电流强度为0
C．若R1不变时，变压器的副线圈磁通量为0
D．若R1变化时，通过负载R2的电流强度为通过R1电流的
6．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10︰1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想交流电表，除滑动变阻器的电阻外，其余电阻均不计．在原线圈、两端加上交变电压，其瞬时值表达式为(V)．下列说法正确的是B
A．该交流电的频率为
B．当单刀双掷开关与连接时，电压表的示数为22 V
C．单刀双掷开关与连接，滑动变阻器触头向上滑动的过程中，电压表和电流表的示数均变小
D．当单刀双掷开关由扳向时，电压表和电流表的示数均变大
7、如图6所示，T为理想变压器，A1 ( http: / / www.21cnjy.com )、A2为理想交流电流表，V1、V2为理想交流电压表，R1、R2为定值电阻，R3为光敏电阻(光照增强，电阻减小)，原线圈两端接恒压正弦交流电源，当光照增强时( B )．
A．电压表V1示数变小
B．电压表V2示数变大
C．电流表A1示数变大
D．电流表A2示数变大
－
0
1
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t/10－2 s
U/V
n1
n2
n4
n3
用电器
r
发电机
升压变压器
降压变压器
t/10-2s
U/V
1
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O
310
-310
图甲
图乙
R
P
图2
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