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单元质量评估(三)
一、选择题(本大题共10小题,每小题5分,共50分。每小题只有一个选项正确)
1.如图所示,矩形闭合线圈与匀强磁场垂直,下列选项中一定能产生感应电流的是 ( )
A.垂直于纸面运动
B.平行于纸面向上运动
C.线圈形状逐渐变为圆形
D.沿与磁场垂直的方向平动
2.在探究电磁感应现象的实验中,用导线将螺线管与灵敏电流计相连,构成闭合电路,如图所示。在下列情况中,灵敏电流计指针不发生偏转的是 ( )
A.线圈不动,将磁铁向线圈中插入
B.线圈不动,将磁铁从线圈中抽出
C.磁铁放在线圈里不动
D.磁铁不动,将线圈上下移动
3.如图所示,在纸面内放有一个条形磁铁和一个圆形线圈
(位于磁铁正中央),下列情况中能使线圈中产生感应电流
的是 ( )
A.将磁铁在纸面内向上平移
B.将磁铁在纸面内向右平移
C.将磁铁绕垂直纸面的轴转动
D.将磁铁的N极转向纸外,S极转向纸内
4.利用变压器不可能做到的是 ( )
A.增大电流 B.升高电压
C.减小电压 D.增大功率
5.下列关于变压器的说法,正确的是 ( )
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
6.远距离输送交流电都采用高压输电,我国正在研究比330kV高得多的电压进行输电,采用高压输电的优点是 ( )
A.可以增大输电电流
B.可以减少输电线上的能量损失
C.可以根据需要调节交流电的频率
D.可以加快输电的速度
7.将输入电压为220V、输出电压为6V的变压器,改装成输出电压为30V的变压器,副线圈原来的匝数为30匝,原线圈的匝数不变,则副线圈应增加的匝数为
( )
A.150匝 B.144匝 C.130匝 D.120匝
8.如图所示为一台理想变压器,初、次级线圈的匝数分别为n1=400匝,n2=800匝,连接导线的电阻忽略不计,那么可以确定 ( )
A.这是一台降压变压器
B.次级线圈两端的电压是初级线圈两端电压的一半
C.通过次级线圈的电流是通过初级线圈电流的一半
D.变压器输出的电功率是输入的电功率的一半
9.如图所示,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=4∶1,当导体棒l在匀强磁场中向左做匀速直线运动切割磁感线时,电流表A1的示数是12mA,则电流表A2的示数为 ( )
A.30mA B.0
C.48mA D.与负载R的值有关
10.(2013·马鞍山高二检测)如图所示的电路中,L为电感线圈,电阻不计,A、B为两灯泡,则 ( )
A.合上S时,A先亮,B后亮
B.合上S时,B先亮,A后亮
C.合上S后,A变亮,B熄灭
D.断开S时,A、B同时熄灭
二、填空题(本大题共4小题,每小题6分,共24分)
11.如图是一个按正弦规律变化的交变电流的图像。根据图像可知该交变电流的电流有效值是 A,频率是 (选填“0.2”或“5”)Hz。
12.如图是某正弦式交流发电机产生的感应电动势e与时间t的关系图像。如果其他条件不变,仅使线圈的转速变为原来的二倍,则感应电动势的最大值和周期分别变为 、 。
13.一个100匝的线圈,在0.5s内穿过它的磁通量从0.01Wb增加到0.09Wb,磁通量的变化量为 Wb,线圈中的感应电动势为 (选填“0.16”或“16”)V。
14.(2013·昆明高二检测)用升压变压器可以实现高压输电,以减少远距离输电过程中的电能损失。为了达到升压的目的,升压变压器的原线圈匝数应
(选填“少于”或“多于”)副线圈匝数。
三、计算题(本大题共2小题,共26分。要有必要的文字说明和解题步骤,有数值计算的要注明单位)
15.(12分)有一个100匝的线圈,在4s内穿过它的磁通量从0.1Wb均匀增加到0.2Wb。求:
(1)线圈中的感应电动势;
(2)若线圈的总电阻是10Ω,通过线圈的电流是多大?
16.(14分)如图所示,理想变压器原线圈与一10V的交流电源相连,副线圈并联两个小灯泡LA和LB,小灯泡LA的额定功率为0.3W,正常发光时电阻为30Ω,已知两灯泡均正常发光,流过原线圈的电流为0.09A。求:
(1)原、副线圈的匝数比为多少?
(2)流过灯泡LB的电流为多少?
答案解析
1.【解析】选C。要使闭合线圈中产生感应电流,穿过线圈的磁通量必须发生变化,故A、B、D均错;线圈形状变为圆形时线圈面积变大,磁通量变大,故有感应电流产生,C正确。
2.【解析】选C。灵敏电流计指针不发生偏转表明回路中不产生感应电流,穿过线圈的磁通量不变化,只有C项操作不会引起磁通量变化,故C正确。
3.【解析】选D。磁铁在线圈所处位置产生的磁感线与线圈平面平行,穿过线圈的磁通量为零,将磁铁在纸面内向上平移、向右平移和将磁铁绕垂直纸面的轴转动,穿过线圈的磁通量始终都是零,没有发生变化,所以不会产生感应电流。将磁铁的N极转向纸外,S极转向纸内时,穿过线圈的磁通量由零开始逐渐变大,磁通量发生了变化,所以有感应电流产生,D正确,A、B、C错误,故选D。
4.【解析】选D。变压器可以升高或降低电压,增大或减小电流,但不能改变功率,故选D。
5.【解析】选D。高压线圈的匝数较低压线圈的匝数多,但两边的输入功率和输出功率相等,电压和匝数成正比,则高压线圈两端的电压高、匝数多、电流较小。由电阻定律R=ρ和欧姆定律I=知,通过导线的电流小,则导线的横截面积应较小,导线细。高压线圈匝数多、电流小、导线细;低压线圈匝数少、电流大、导线粗,所以D项正确。
6.【解析】选B。因为发电机功率P=UI,输电线能量的损失主要是热损P'=I2R,所以提高输电电压可降低输电电流,减小输电线上能量的损失,只有B正确。
7.【解析】选D。由变压器中电压与匝数之间的关系可得=,代入数据得=,=,联立两式解得n3=150,需增加的匝数为150-30=120匝,D项正确。
8.【解析】选C。因为==,所以只有C正确。
9.【解析】选B。导体棒做匀速运动,产生恒定的电动势,所以原线圈中电流大小不变,因此副线圈中不能产生感应电动势,故电流为零,即电流表A2的示数为零。
10.【解析】选C。合上S后,A变亮,B亮后慢慢熄灭,因为B被短路了;断开S后,A立即熄灭,B亮一下再熄灭,故选C。
11.【解析】正弦交流电电流的有效值和最大值之间的关系为I===5A≈7.07A。
由图像知其周期T=0.2s,
所以频率f==5Hz。
答案:7.07 5
12.【解析】由正弦式交变电流的图像可得原来交变电流电动势的最大值为220V、周期为0.02s,线圈的转速变为原来的二倍,由Em=NBSω可知,感应电动势的最大值变为原来的两倍,即440V,而周期变为原来的一半,即0.01s。
答案:440V 0.01s
13.【解析】磁通量的变化量
ΔΦ=Φ2-Φ1=0.09Wb-0.01Wb=0.08Wb。
线圈中的感应电动势E=n=100×V=16V。
答案:0.08 16
14.【解析】根据公式U1∶U2=n1∶n2可知为了达到升压的目的,升压变压器的原线圈匝数n1应少于副线圈匝数n2。
答案:少于
15.【解析】(1)线圈中的感应电动势
E=n=100×V=2.5V
(2)通过线圈的电流I==A=0.25A
答案:(1)2.5V (2)0.25A
16.【解析】(1)U1=10V,根据小灯泡正常发光,则
U2==3V,==。
(2)=,所以I2=I1=0.3A,
==0.1A,=I2-=0.2A。
答案:(1)10∶3 (2)0.2A
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知能训练·速达标
一、选择题
1.第一个发现电磁感应现象的科学家是 ( )
A.奥斯特 B.牛顿
C.法拉第 D.安培
2.下列关于磁通量的说法中正确的是 ( )
A.磁通量是反映磁场强弱和方向的物理量
B.某一面积上的磁通量是表示穿过此面积的磁感线的总条数
C.在磁场中所取的面积越大,该面上磁通量越大
D.磁通量的单位是特斯拉
3.如图所示,将三个线圈放在匀强磁场中,面积S1A.Φ1=Φ2 B.Φ2=Φ3
C.Φ1>Φ2 D.Φ3>Φ2
4.如图所示,三角形线圈abc放在范围足够大的匀强磁场中并做下列运动,能产生感应电流的是 ( )
A.向上平移 B.向右平移
C.向左平移 D.以ab为轴转动
5.磁通量可以形象地理解为“穿过磁场中某一面积的磁感线条数”。在如图所示磁场中,S1、S2、S3为三个面积相同的相互平行的线圈,穿过S1、S2、S3的磁通量分别为Φ1、Φ2、Φ3且都不为0。下列判断正确的是 ( )
A.Φ1最大 B.Φ2最大
C.Φ3最大 D.Φ1、Φ2、Φ3相等
6.(2013·常德高二检测)下列图中能产生感应电流的是 ( )
二、填空题
7.1820年丹麦的物理学家 发现了电流能够产生磁场;之后,英国的科学家 经过十年不懈的努力终于在1831年发现了电磁感应现象,并发明了世界上第一台电磁感应发电机。
8.电路中产生感应电流的条件是有 和 发生变化。
三、简答与计算题
9.(2013·武威高二检测)如图所示,矩形线圈abcd左半边放在匀强磁场中,右半边在磁场外,在线圈以ab边为轴向纸外转过60°的过程中,线圈中是否会产生感应电流?为什么?
10.(2013·邵阳高二检测)面积为2.5×10-2m2的单匝矩形线圈放在磁感应强度为4.0×10-2T的匀强磁场中,当线圈平面与磁场方向垂直时,穿过线圈的磁通量是多大?
11.如图所示,导线框abcd与直导线在同一平面内,直导线中通有恒定电流I,当线框自左向右匀速通过直导线的过程中,穿过线框的磁通量是如何变化的?
答案解析
1.【解析】选C。奥斯特在1820年发现电流的磁效应,1822年法拉第设想“由磁产生电”,1831年法拉第发现了电磁感应现象。故C正确。
2.【解析】选B。磁通量Φ是磁感应强度B与垂直于磁场方向的面积S的乘积,即Φ=BS,亦表示穿过磁场中某面积S的磁感线的总条数,Φ只有大小,没有方向,是标量,由此可知选项A错误,B正确;磁通量Φ的大小由B、S共同决定,所以面积大,Φ不一定大,由此可知选项C错误;磁通量的单位是韦伯,故选项D错误。
3.【解析】选D。在匀强磁场中,线圈面积越大,穿过线圈的磁感线条数越多,磁通量就越大,所以Φ3>Φ2>Φ1,D对。
4.【解析】选D。本题考查感应电流产生的条件。只有穿过闭合电路的磁通量发生变化时,闭合电路中才会有感应电流产生。选项A、B、C中,线圈的移动均不会引起磁通量的变化,只有D选项中线圈转动时磁通量发生了改变,故正确选项为D。
5.【解析】选A。由题可知穿过线圈的磁感线条数越多,磁通量越大,A对。
6.【解析】选B。产生感应电流的条件是闭合回路中的磁通量发生变化,选项A中磁通量没有变化,选项C、D中穿过线框的磁通量都为零,没有变化,只有选项B中穿过线框的磁通量减少,符合条件的只有选项B。
7.【解析】奥斯特发现了电流的磁效应,法拉第经过10年的努力发现了电磁感应现象。
答案:奥斯特 法拉第
8.【解析】产生感应电流的条件为:一是闭合回路;二是磁通量发生变化。
答案:闭合回路 磁通量
9.【解析】在线圈以ab边为轴向纸外转过60°的过程中,线圈在垂直磁场方向上的面积投影一直保持不变,即线框面积的一半,所以此过程中穿过线圈的磁通量不发生变化,所以无感应电流产生。
答案:不会,穿过线圈的磁通量不变
10.【解析】Φ=BS=4. 0×10-2×2.5×10-2Wb=1.0×10-3Wb
答案:1.0×10-3Wb
11.【解析】磁场的分布情况如图所示:开始运动到A位置,向外的磁通量增加,当dc边进入直导线右侧,直到线框在正中间位置B时,向外的磁通量减少到0,接着运动到C,向里的磁通量增加,当ab边离开直导线后,向里的磁通量减少。开始位置→A磁通量增加;A→B磁通量减少(B位置时Φ=0);B→C磁通量增加;C以后磁通量减少。
答案:增加→减少→增加→减少
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知能训练·速达标
一、选择题
1.下列关于交变电流和直流电流的说法中正确的是 ( )
A.如果电流的大小随时间做周期性变化,则一定是交变电流
B.直流电流的大小和方向一定不变
C.交变电流一定是按正弦规律变化的
D.交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性的变化
2.有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”的字样,这“220V”是指 ( )
A.交流电电压的瞬时值
B.交流电电压的最大值
C.交流电电压的平均值
D.交流电电压的有效值
3.欲增大交流发电机的感应电动势而不改变频率,下面措施中不能采用的是
( )
A.增大转速
B.增大磁感应强度
C.增加线圈匝数
D.增大线圈的包围面积
4.线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图所示,下列说法中正确的是 ( )
A.交流电动势的有效值为1V
B.交流电动势的最大值为V
C.交流电的频率为0.2Hz
D.交流电的周期为0.2s
5.某交变电流的方向在1s内改变100次,则其周期T为 ( )
A.0.01s B.0.02s C.100s D.50s
6.标有“220V 0.5μF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用 ( )
A.220sin100πtV
B.220V的照明电路中
C.380sin100πtV
D.380V的动力电路中
7.(2013·娄底高二检测)一个电动机上标有“220V 1.5kW”,那么为了使它正常工作,所使用的正弦交流电应是 ( )
A.电压最大值为220V,电流最大值约为9.6A
B.电压最大值为311V,电流最大值约为6.8A
C.电压有效值为220V,电流有效值约为6.8A
D.电压有效值为311V,电流有效值约为9.6A
8.(2013·苏州高二检测)如图所示是我国民用交流电的电压的图像。根据图像可知,下列有关家庭用交变电压参数的说法中,错误的是 ( )
A.电压的最大值是311V
B.用电压表测出的值是220V
C.交流电的频率是50Hz
D.1s内电流方向改变50次
二、填空题
9.(2013·娄底高二检测)我国民用交流电的电压是 V,1个周期内电流方向改变 次。
10.(2013·湘西高二检测)照明用的正弦式电流的电压为220V,则它的有效值是
V,峰值是 V。
11.(2013·西城区高二检测)频率为50Hz的正弦交变电流,对人体安全电压的有效值不能超过36V,这个交流电压的周期是 s,峰值是 V。
12.如图所示是某正弦式电流的图像,则此正弦式电流的周期为 s,电流的峰值为 A。
三、计算题
13.将电阻为400Ω的用电器接在正弦式交流电的电源上,它消耗的电功率为121W,那么,用电器两端电压的有效值U和通过电流的有效值I分别是多少?
14.(2013·马鞍山高二检测)如图所示为正弦式交流电的电压随时间变化的图像,若将该交流电加在阻值R=100Ω的电阻两端,则电阻消耗的功率是多少?
答案解析
1.【解析】选D。直流电的特征是电流的方向不变,电流的大小可以改变;交变电流的特征是电流的方向随时间改变。交变电流有多种形式,正弦式交流电只是交变电流中最基本、最简单的一种。故选D。
2.【解析】选D。用电器铭牌上所标注的电压值无特别说明,均指有效值。D对。
3.【解析】选A。设线圈匝数为N,磁感应强度为B,线圈围成的面积为S,角速度为ω,转速为n(转/秒),由Em= NBSω=NBS·2πn,频率f===n,可知B、C、D项只改变Em的大小,没有改变频率,而A项改变了频率,故选A。
4.【解析】选D。由图像知,此交流电动势的最大值为Em=1V,有效值E==V,周期为T=0.2s,频率f==5Hz,故D正确。
5.【解析】选B。由于交变电流每周期内方向改变两次,所以T=0.02s,B项正确。
6.【解析】选A。电容器上标的电压为电容器的最大耐压值。A项中的最大值为220V,故符合要求,A项正确;B、C、D中的最大值均超过220V,将击穿电容器,故B、C、D均错。
7.【解析】选C。用电器铭牌上标注的是有效值,所以正弦交流电电压的有效值为220V,最大值为311V,A、D错;由公式P=UI得电流有效值为6.8A,最大值为9.6A,B错,C对。
8.【解析】选D。根据图像可得电压的最大值是311V,周期T=2×10-2s,则有效值Ue==220V,频率f==50Hz,A、B、C对;正弦式交流电一个周期内电流方向变化两次,1s内电流方向改变100次,D错。
9.【解析】我国民用交流电的电压是220V,1个周期内电流方向改变2次。
答案:220 2
10.【解析】正弦式电流的电压指的是有效值,峰值为最大值,大小为×220V≈311V。
答案:220 311
11.【解析】交流电压的周期T==2×10-2s,峰值为×36V≈50V。
答案:2×10-2 50
12.【解析】由交流电的变化图像可知,其电流的峰值为0.5A,周期为0.02s。
答案:0.02 0.5
13.【解析】该用电器为纯电阻用电器,故有P==I2R。
代入数据解得:U=220V,I=0.55A。
答案:220V 0.55A
14.【解析】根据图像可知电压的最大值为100V,有效值为V,则功率P==50W。
答案:50W
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知能训练·速达标
一、选择题
1.闭合电路中产生的感应电动势的大小取决于此回路的 ( )
A.磁通量
B.磁通量的变化量
C.磁通量变化的快慢
D.在磁场中运动的快慢
2.关于感应电动势的大小,下列说法中正确的是 ( )
A.磁通量越大,感应电动势一定越大
B.磁通量减小,感应电动势一定减小
C.磁通量变化越快,感应电动势一定越大
D.磁通量变化越大,感应电动势一定越大
3.一个100匝的线圈置于匀强磁场中,由磁场变化产生的感应电动势大小为10V,那么以下说法中正确的是 ( )
A.通过该线圈的磁通量变化了0.1Wb
B.通过该线圈的磁通量变化了10Wb
C.通过该线圈每一匝截面上的磁通量的变化率为0.1Wb/s
D.通过该线圈每一匝截面上的磁通量每秒变化10Wb
4.穿过一个单匝线圈的磁通量始终保持每秒钟均匀地减少2Wb,则 ( )
A.线圈中的感应电动势每秒增加2V
B.线圈中的感应电动势每秒减少2V
C.线圈中无感应电动势
D.线圈中的感应电动势大小不变
5.关于感应电动势的大小,下列说法中正确的是 ( )
A.磁通量的变化量越大,则感应电动势越大
B.磁通量是减小的,则感应电动势一定是减小的
C.磁通量是增加的,而感应电动势有可能减小
D.磁通量改变得越快,则感应电动势越小
6.当穿过线圈的磁通量发生变化时 ( )
A.线圈中一定有感应电流产生
B.线圈中感应电动势的大小与线圈的形状有关
C.线圈中感应电动势的大小与线圈的电阻有关
D.线圈中感应电动势的大小与线圈的形状和电阻均无关
7.一闭合线圈,放在随时间均匀变化的磁场中,线圈平面和磁场方向垂直,若想使线圈中的感应电动势增强一倍,下述哪些方法是不可行的 ( )
A.使线圈匝数增加一倍
B.使线圈面积增大一倍
C.使线圈匝数减少一半
D.使磁感应强度的变化率增大一倍
8.(2013·湘西高二检测)一个闭合线圈放在变化的磁场中,线圈产生的感应电动势为E。若仅将线圈匝数增加为原来的4倍,则线圈产生的感应电动势变为( )
A.4E B.2E
C. D.
二、填空题
9.一闭合线圈有50匝,总电阻R=20Ω,穿过它的磁通量在0.1s内由8×10-3Wb
增加到1.2×10-2Wb,则线圈中的感应电动势E= V,线圈中的电流
I= A。
10.穿过单匝闭合线圈的磁通量随时间变化的Φ-t图像如图所示,由图知0～5s线圈中感应电动势大小为 V,5～10s线圈中感应电动势大小为 V,
10～15s线圈中感应电动势大小为 V。
11.在0.02s内一个200匝的线圈中的磁通量的变化量为6×10-5Wb,线圈中磁通量的变化率为 (选填“6×10-5”或“3×10-3”)Wb/s,线圈中的感应电动势的大小E= (选填“6×103”或“0.6”)V。
12.(2013·三明高二检测)如图所示,一单匝线圈从左侧进入磁场。在此过程中,穿过线圈的磁通量将 (选填“变大”或“变小”),线圈中将产生 。若上述过程所经历的时间为0.1s,线圈中产生的感应电动势为0.2V,则线圈中的磁通量变化了 Wb。
三、计算题
13.穿过一个单匝线圈的磁通量在5s内均匀地减少了2Wb,则感应电动势为多少?
14.(2013·常德高二检测)一个200匝的线圈,穿过它的磁通量在0.1s内由
6×10-2Wb均匀地减小到3×10-2Wb。求线圈中感应电动势的大小。
答案解析
1.【解析】选C。因电路中感应电动势的大小跟穿过这一电路的磁通量的变化率成正比,故感应电动势取决于此回路的磁通量变化的快慢。
2.【解析】选C。由法拉第电磁感应定律知E=n,可见磁通量变化越快,感应电动势越大,C对。
3.【解析】选C。由法拉第电磁感应定律得E=n,
所以==Wb/s=0.1Wb/s,C对。
4.【解析】选D。由法拉第电磁感应定律得:
E=n=1×V=2V,D对。
5.【解析】选C。根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,磁通量的变化率一定,感应电动势一定,磁通量的变化率减小,感应电动势减小,反之增大,与磁通量的变化量无关,故C正确,A、B、D错误。
6.【解析】选D。磁通量发生变化时,闭合线圈中一定产生感应电动势。当电路闭合时才有感应电流产生,A错;由法拉第电磁感应定律E=n知感应电动势的大小和线圈的匝数及磁通量的变化率成正比,与线圈的形状及电阻无关,B、C均错,D正确。
7.【解析】选C。根据E=n=nS,若磁感应强度的变化率增大一倍,则E变为原来的2倍,选项D可行;同样选项A、B也可行;使线圈匝数减少一半,感应电动势也减小一半,选项C不可行。
8.【解析】选A。根据法拉第电磁感应定律可知,磁通量的变化率不变时,感应电动势的大小与线圈匝数成正比,故选A。
9.【解析】由法拉第电磁感应定律,线圈中的感应电动势E=n=50×V=2V,线圈中的电流I==A=0.1A。
答案:2 0.1
10.【解析】由法拉第电磁感应定律,E=n,
0～5s内感应电动势的大小
E1=n=V=1V;
5～10s内感应电动势的大小
E2=n=V=0;
10～15s内的感应电动势大小
E3=n=V=2V。
答案:1 0 2
11.【解析】磁通量的变化率
=Wb/s=3×10-3Wb/s。
线圈中的感应电动势
E=n=200×3×10-3V=0.6V。
答案:3×10-3 0.6
12.【解析】线圈从左侧进入磁场,磁感线穿过的线圈的面积增大,故穿过线圈的磁通量变大,由法拉第电磁感应定律得,磁通量增加了ΔΦ=E·Δt=0.2×0.1Wb=0.02Wb。
答案:变大 感应电流 0.02
13.【解析】由法拉第电磁感应定律得:
E=n=1×V=0.4V。
答案:0.4V
14.【解析】由法拉第电磁感应定律得:
E=n=200×V=60V
答案:60V
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知能训练·速达标
一、选择题
1.在远距离输电过程中,为减少输电线路上的电能损失,可采用的最佳方法是
( )
A.使输电线粗一些 B.减小输电线长度
C.减少通电时间 D.采用高压输电
2.远距离输送一定功率的交流电,若输送电压提高,则( )
A.输电线上的电压损失增大
B.输电线上的电能损失增大
C.输电线上的电压损失不变
D.输电线上的电能损失减少
3.在远距离输电中,当输电线的电阻和输送的电功率不变时,那么 ( )
A.输电线路上损失的电压与输送的电流成正比
B.输电的电压越高,输电线路上损失的电压越大
C.输电线路上损失的功率跟输送电压成反比
D.输电线路上损失的功率跟输电线上的电流成正比
4.(2011·湖南学业水平考试真题)下列说法正确的是 ( )
A.远距离输电要用高电压,是为了减少输电线上的电能损失
B.交流发电机发出的电流方向不变
C.升压变压器的原、副线圈匝数相同
D.电磁感应现象是牛顿发现的
5.如图所示为远距离高压输电的示意图,关于远距离输电,下列表述正确的是
( )
A.减小输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B.高压输电是通过减小输电电流来减小电路的功率损耗
C.在输送电压一定时,输送的电功率越大,输电过程中的电能损失越小
D.高压输电一定是电压越高越好
6.(2013·西城区高二检测)关于远距离输电,下列说法正确的是 ( )
A.为了减小输电过程中的能量损失,应无限提高输电电压
B.为了减小输电过程中的能量损失,输电线越细越好
C.利用电网供电可以使电能在导线上没有损失
D.利用电网供电可以减少发电设施的重复建设
7.远距离输电都采用高压输电,其优点是 ( )
A.可增大输电电流
B.可加快输电速度
C.可增大输电功率
D.可减少输电线上的能量损失
8.某发电站用11kV交变电压输电,输电线的电阻为R,现若用变压器将电压升高到220kV输电,输送功率不变,下面说法正确的是 ( )
A.因I=,所以输电线上的电流增为原来的20倍
B.因I=,所以输电线上的电流减为原来的
C.因P=,所以输电线上损失的功率为原来的400倍
D.若要使输电线上损失的功率不变,可将输电线的电阻减为原来的
二、填空题
9.(2013·娄底高二检测)输电功率不变的情况下,减少电能输送时的损失的两个途径是:降低输电线的 ;降低输电 。
10.从发电厂发出的交流电在送入电网之前要使电压 (选填“不变”“升高”或“降低”),在用户用电之前要使电压 (选填“不变”“升高”或“降低”)。
三、计算题
11.某变电站要输送10kW的电能,输电线的总电阻为0.4Ω,现用1 000V的高压输电,则输电损失的电功率是多少?
12.(2013·马鞍山高二检测)一台发电机的功率是40kW,用电阻为0.2Ω的导线输送到用户。求:
(1)若用220V的电压输电,输电线上损失的功率是多少?
(2)若用22kV的电压输电,输电线上损失的功率又是多少?
答案解析
1.【解析】选D。从造成电能损失的原因分析,要减少电能损失,需要减小电阻、减小输电电流,减小电阻已达到目前技术的极限,因此,应当采用高压输电,减小输电电流。
2.【解析】选D。由P=UI知,输电线的电流I=,当输电电压U提高时,电流减小,由ΔU=IR得,输电线上的电压损失减少,再由P线=I2R线,可知输电线上的电能损失减少,D选项正确。
3.【解析】选A。输电线路上损失的电压ΔU=IR,在R一定时,ΔU和I成正比。U越高,根据I=可知,I越小,那么ΔU越小。输电线路上损失的功率ΔP=I2R,当P一定时,I=,所以ΔP=()2R,即ΔP和U的平方成反比,跟I的平方成正比。故选A。
4.【解析】选A。交流电的方向发生变化;变压器原、副线圈的匝数和电压的关系为=;电磁感应现象是英国科学家法拉第发现的。
5.【解析】选B。依据输电原理,电路中的功率损耗ΔP=I2R线,而R线=ρ,减小输电线的横截面积,输电线的电阻会增大,则会增大输电线上的功率损失,A错;由P=UI可知,P一定的情况下,输送电压U越大,I越小,ΔP越小,B对;若输送电压一定,输送功率越大,则电流I越大,ΔP越大,C错;输送电压并不一定是越高越好,因为电压越高,对于安全和技术的要求越高,D错。
6.【解析】选D。减小输电过程中的能量损失,可以提高输电电压,但不能无限提高,A错误;输电线越细,输电过程中的能量损失越大,B错误;电网可以保证发电和供电系统的安全与可靠,调整不同地区电力供需的平衡,保障供电的质量。使用电网,可以根据火电、水电、核电的特点,合理地调度电力。这样,可以使得电气化社会的主要能源——电力的供应更加可靠、质量更高,但电网中导线上也有电能损失,C错误,D正确。
7.【解析】选D。采用高压输电是为了减小输电电流,由P=I2R知输电线上的能量损失减小,D对。
8.【解析】选B。电压提高了20倍,由公式I=可知,电流将是原来的,选项A错误,选项B正确;再由P损=()2·R,输电导线不变时,损失的功率减为原来的,选项C错误;在功率损失不变的情况下,输送电压的平方与导线电阻成反比,从而得出电阻增为原来的400倍,选项D错误。
9.【解析】根据输电线上损失的热功率P=I2R知,可以降低输电线的电阻和降低输电电流。
答案:电阻 电流
10.【解析】交流电送入电网时必须升高电压,到达用户时应先降低电压。
答案:升高 降低
11.【解析】输送电流I==10A。损失的功率ΔP=I2R=102×0.4W=40W。
答案:40W
12.【解析】(1)当输电电压U1=220V时,输电电流I1==A
所以输电线上损失的功率P1=R线=()2A×0.2Ω=6611.6W
(2)当输电电压U2=22kV时,输电电流
I2==A
所以输电线上损失的功率P2=R线=0.66W
答案:(1)6 611.6W (2)0.66W
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知能训练·速达标
一、选择题
1.以下关于电感对交变电流的影响的说法中,正确的是 ( )
A.电感对交变电流没有阻碍作用
B.电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗
C.电感对交变电流的阻碍作用跟交变电流的频率无关
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小
2.一个灯泡通过一个粗导线的线圈与一交流电源相连接,如图所示,一块铁插进线圈之后,该灯将 ( )
A.变亮 B.变暗
C.没有影响 D.无法判断
3.如图所示是由交流电源供电的线路,如果交变电流的频率增大,则 ( )
A.线圈L的自感系数增大
B.线圈L的感抗增大
C.电路中的电流增大
D.灯泡变亮
4.(2013·南通高二检测)在如图所示的电路中,两个灵敏电流表G1和G2的零点都在刻度盘中央,当电流从“+”接线柱流入时,指针向右摆;电流从“-”接线柱流入时,指针向左摆。在电路接通后再断开的瞬间,下列说法中符合实际的情况是
( )
A.G1表指针向左摆,G2表指针向右摆
B.G1表指针向右摆,G2表指针向左摆
C.G1、G2表的指针都向左摆
D.G1、G2表的指针都向右摆
5.如图所示,当交流电源电压恒为220V,频率恒为50Hz时,三只灯泡LA、LB、LC的亮度相同,若将交流电的频率改为100Hz,则 ( )
A.LA灯最暗
B.LB灯最暗
C.LC灯最暗
D.三只灯泡的亮度依然相同
6.关于电感对交变电流的影响,下列说法中正确的是( )
A.电感不能通直流电流,只能通交变电流
B.电感对各种不同频率的交变电流的阻碍作用相同
C.同一只电感线圈对低频率的交变电流的阻碍作用较大
D.同一只电感线圈对高频率的交变电流的阻碍作用较大
7.关于涡流,下列说法正确的是 ( )
①涡流是直流电源通过导体放电形成的电流
②涡流是电容器通过导体放电形成的电流
③涡流是因磁通量发生变化而在导体中形成的电流
④金属探测器和电磁炉都是利用涡流工作的
A.①② B.②④ C.②③ D.③④
8.如图所示的电路中,正弦交流电源电压的有效值为220V,则关于交流电压表的示数,以下说法中正确的是 ( )
A.等于220V
B.大于220V
C.小于220V
D.等于零
二、填空题
9.交流电路中有一段长直导线,电路中的电流为I,当把这段导线绕成线圈接入原电路后,通过该导线的电流为I',则I (选填“>”“<”或“=”)I'。
10.在制造精密电阻时,为了消除在使用过程中由于电路中电流变化而引起的
现象,常采用双线绕法,这是由于? 。
11.如图所示是一演示实验的电路图。图中L是一带铁芯的线圈,A是一灯泡。起初,开关处于闭合状态,电路是接通的。现将开关断开,则在开关断开的瞬间,通过灯泡A的电流方向是从 端经灯泡到 端。这个实验是用来演示 现象的。
12.有一个名为“千人震”的趣味物理小实验,实验是用一节电动势为1.5V的新干电池、几根导线、开关和一个用于日光灯上的镇流器来完成的。几位做实验的同学手拉手成一串,和电池、镇流器、开关、导线连成如图所示的实验电路,闭合开关,经过一段时间再断开开关,此过程中同学们会有触电的感觉。人有触电感觉发生在开关 (选填“接通瞬间”“断开瞬间”或“一直接通”)时,其原因是 。
三、简答题
13.电感线圈对交变电流的阻碍作用为什么随线圈的自感系数、交变电流的频率的增大而增大呢?
14.如图所示,从ab输入的信号中,有直流电流和交变电流,现要求信号到达输出端只有直流而没有交流成分,需在A、B间接一个什么元件?该元件的作用是什么?
答案解析
1.【解析】选B。电感对交流电有影响,其阻碍作用的大小和线圈的自感系数L、交流电的频率f有关,L越大,f越高,阻碍作用越大,故选项A、C、D均错误;电感对交变电流阻碍作用的大小叫感抗,B项正确。
2.【解析】选B。在线圈内由于磁场变化而产生的感应电动势总是反抗电流变化。正是这种反抗变化的特性使线圈产生了感抗。加入铁芯改变了电感的自感系数,自感系数增大,感抗增大,降落的电压增大,灯泡上的电压减小,所以灯变暗,故答案为B。
3.【解析】选B。本题考查感抗对交变电流的阻碍作用。解答本题的关键是理解感抗与哪些因素有关。自感系数由线圈本身决定,与交变电流的频率无关,A项错误;当交变电流频率增大时,线圈L的感抗增大,B项正确;感抗增大,对交变电流的阻碍作用增大,使电路中电流减小,灯泡变暗,C、D项错误。
4.【解析】选B。电路断开时,两个支路构成一个闭合回路,线圈产生的感应电流的方向与原来电流的方向相同,电流从G1的“+”接线柱流入,而流过G2的电流从“-”接线柱流入,故选B。
5.【解析】选A。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,所以LA灯变暗,LB灯变亮,LC灯亮度不变,故A正确。
6.【解析】选D。电感线圈“通直流、阻交流”,故A选项错误;电感线圈“通低频、阻高频”,即对频率高的交变电流的阻碍作用大,对频率低的交变电流的阻碍作用小,故D选项正确,B、C选项错误。
7.【解析】选D。涡流是由导体中磁通量变化引起的感应电流,③对。在金属探测器以及电磁炉中都利用了涡流,④对。故选D。
8.【解析】选C。电感器对交变电流有阻碍作用,将起到分压的作用,故灯泡的电压即电压表的示数小于220V,C项正确。
9.【解析】直导线时无电感,对交变电流无感抗,当把导线绕成线圈时,在交流电路中它就会起作用了,有电感,对交变电流有感抗,对交变电流有阻碍作用,因此电流比先前要小。
答案:>
10.【解析】由于电路中电流的变化,精密电阻由于自感,会产生感应电流,所以常采用双线绕法,这样两条环绕线产生的磁场方向相反,大小相等,磁场抵消。
答案:自感 平行导线上电流反向,因而磁场相互抵消
11.【解析】断开开关的瞬间,电路中的电流减小到零,所以线圈中会产生感应电流,阻碍原电流的减小,方向与原电流方向相同,则流过灯泡A的电流方向从b到a,这个实验是用来演示自感现象的。
答案:b a 自感
12.【解析】当开关闭合后,镇流器与同学们并联,由于电源为1.5V的新干电池,所以电流很小。当开关断开时,镇流器电流变小,从而产生很高的瞬间电压,同学们身体会有触电的感觉。
答案:断开瞬间 开关断开瞬间镇流器产生瞬间高压
13.【解析】电感线圈的阻碍作用是由交变电流通过线圈时产生的自感电动势引起的,自感系数越大,产生的自感电动势也越大;交变电流的频率越高,电流的变化率也越大,感应电动势也就越大,所以阻碍作用就越大,感抗也就越大。
答案:见解析
14.【解析】因为输出端不需要交流电,只需要直流电,根据电感器有“通直流,阻交流”的特点,应该在A、B之间接入一个电感器,该电感器阻碍交流,通过直流。
答案:电感器 阻碍交流,通过直流
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知能训练·速达标
一、选择题
1.一个正常工作的理想变压器的原、副线圈中,下列哪个物理量一定相等( )
A.交变电流的电压
B.交变电流的电流
C.输入和输出的电功率
D.没有物理量相等
2.如图,可以将电压升高后供给家用电灯的变压器是( )
A.甲 B.乙 C.丙 D.丁
3.如图所示,原、副线圈匝数比为2∶1的理想变压器正常工作时 ( )
A.原、副线圈磁通量之比为1∶2
B.原、副线圈电流之比为1∶2
C.输入功率和输出功率之比为1∶2
D.原、副线圈电压之比为1∶2
4.关于理想变压器在使用中的判断,其中正确的是 ( )
A.当副线圈提供电能的用电器有一部分停止工作时,原线圈两端的电压减小
B.当副线圈提供电能的电路中并联更多的用电器时,原线圈输入的电流随之增大
C.当副线圈与用电电路断开时,副线圈两端无电压
D.当副线圈与用电电路断开时,原线圈两端无电压
5.(2013·三明高二检测)一台理想变压器,原、副线圈的匝数比n1:n2=2∶1,原线圈接入220V交流电电压,则副线圈输出的电压是 ( )
A.440V B.220V C.110V D.55V
6.法拉第的磁生电这一划时代的伟大发现,推动了电磁技术的发展,引领人类进入了电气时代。如今,生产和生活中大量电器设备都应用了电磁感应原理。下列电器设备中,没有应用电磁感应的是 ( )
A.蓄电池组 B.发电机 C.录音机 D.变压器
7.(2013·西城区高二检测)一台理想变压器,原线圈与副线圈的匝数分别为1 100和180。现将变压器原线圈接在交流电源上,设输入电压为U1,输出电压为U2,那么( )
A.若U1=220V,则U2=36V
B.若U1=220V,则U2=20V
C.若U1=110V,则U2=36V
D.若U1=110V,则U2=20V
8.(2013·岳阳高二检测)如图为一台理想变压器,当原线圈接到220V交流电源上时,副线圈两端的电压为36V,则此变压器( )
A.输入功率稍大于输出功率
B.原线圈的匝数小于副线圈的匝数
C.根据电磁感应的原理制成
D.原线圈中的电流大于副线圈中的电流
二、填空题
9.(2012·湖南学业水平考试真题)照明用的交流电电压瞬时值表达式为u=220sin100πt(V),则该交流电电压的有效值为 V;如果用该照明用的交流电给手机电池充电(充电电压约为4V),则手机充电器中的变压器是
(选填“升压”或“降压”)变压器。
10.一输入电压为220V,输出电压为36V的变压器副线圈烧坏了,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,如图所示,然后将原线圈接到220V交流电源上,测得新绕线圈的端电压为1V,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 、
。
三、简答与计算题
11.变压器的原、副线圈连在一起吗?是原线圈中的电流跑到副线圈中去了吗?
12.(2013·西城区高二检测)一台理想变压器的原线圈有1 320匝,副线圈有36匝。原线圈与220V的交变电压相接,计算副线圈两端输出的电压。
答案解析
1.【解析】选C。变压器可以改变原、副线圈中的电压和电流,因此原、副线圈中的电压和电流一般是不相同的,所以A、B错;由于理想变压器不消耗能量,故原线圈输入功率等于副线圈输出功率,C对、D错。
2.【解析】选C。升压变压器的副线圈的匝数大于原线圈的匝数,且变压器只改变交流电的电压,C对。
3.【解析】选B。理想变压器原、副线圈的磁通量总相等,A错;电流之比等于原、副线圈匝数的反比=,B对;输入功率总等于输出功率,C错;电压与匝数满足=,D错。
4.【解析】选B。A中,原线圈两端电压由电源维持,副线圈两端电压U2=U1,由原、副线圈匝数比和原线圈两端电压共同决定,副线圈上所接负载的多少不影响原线圈的电压。B中,原线圈输入的功率等于副线圈输出功率,由I1U1=P出可知,当输出功率增大时,原线圈输入电流I1是增大的。C中,当副线圈与用电电路断开时,副线圈中虽无电流,但副线圈两端的感应电动势由于磁通量的变化仍存在。D中,原线圈两端的电压由电源提供,与副线圈是否向用电电路供电无关。故正确选项为B。
5.【解析】选C。由公式U1∶U2=n1∶n2,可解得U2=110V,选C。
6.【解析】选A。发电机、录音机和变压器都应用了电磁感应,蓄电池组是其他能转化为电能的装置,没有应用电磁感应,故选A。
7.【解析】选A。正弦式交变电流满足U1∶U2=n1∶n2,则U2=U1=U1,满足条件的只有选项A。
8.【解析】选C。对理想变压器,输入功率等于输出功率,U1I1=U2I2,由于U1>U2,所以I19.【解析】本题考查交变电流的有效值和变压器的变压关系。正弦交流电的有效值是最大值的,故该交流电电压的有效值是V=220V,将220V的电压变为4V的电压,电压降低了,故变压器是降压变压器。
答案:220 降压
10.【解析】对新绕线圈的理想变压器,根据变压比公式得n1===1 100,变压器烧坏前,
同理n2===180。
答案:1 100 180
11.【解析】变压器的原、副线圈虽然都套在同一个铁芯上,但两线圈是彼此绝缘的,是利用了互感现象在副线圈上感应出电流的,并不是原线圈中的电流直接跑到副线圈中去。
答案:见解析
12.【解析】由U1∶U2=n1∶n2得,U2=U1=×220V=6V。
答案:6V
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课件13张PPT。第三章 电磁感应
一 电磁感应现象一、电磁感应现象
1.定义:闭合回路的一部分导体在磁场中做___________运动
时,导体中产生电流的现象。
2.感应电流:由_________产生的电流。切割磁感线电磁感应【名师点睛】“电生磁”和“磁生电”的发现
(1)“电生磁”的发现。1820年,丹麦物理学家奥斯特发现了电流的磁效应。
(2)“磁生电”的发现。1831年,英国物理学家法拉第发现了电磁感应现象。二、感应电流产生的条件
1.磁通量:用穿过闭合电路的磁感线的多少来表示穿过闭合
电路的_______的大小。
2.产生感应电流的条件:只要穿过闭合电路的_______发生
变化,闭合电路中就有_________产生。磁通量磁通量感应电流【名师点睛】对磁通量的进一步理解
(1)磁通量是指穿过线圈面积的磁感线的“净条数”,当有不同方向的磁场同时穿过同一面积时,此时的磁通量为各磁场穿过该面磁通量的代数和。
(2)磁通量是针对某个面来说的,与给定的线圈的匝数多少无关。热点1 磁通量的理解?
【例1】如图所示,竖直长直导线通过恒定电流I,闭合线圈abcd与直导线在同一平面内,导致线圈内磁通量发生变化的线圈运动是 ( )A.水平向右平移
B.竖直向下平移
C.竖直向上平移
D.以竖直长直导线为轴转动
【解析】选A。当线圈水平向右平移时,穿过线圈的磁通量减小,当线圈竖直向下或向上平移,以及以竖直长直导线为轴转动时,穿过线圈的磁通量均不变。【方法技巧】判断磁通量变化的三种情况
(1)磁感应强度B发生变化。
(2)线圈的面积S发生变化。
(3)磁感应强度B和线圈的面积S的夹角发生变化。热点2 产生感应电流的条件?
【例2】如图所示,匀强磁场中有一个固定的金属框,在框上放
一根金属棒AB,金属框与金属棒构成闭合电路ABEF。当AB不动
时,电路中__________(选填“有”或“无”)感应电流;当AB
向右移动时,电路中_______(选填“有”或“无”)感应电流。【解析】感应电流产生的条件是闭合电路中磁通量发生变化。
答案:无 有【方法技巧】判定感应电流是否产生的方法
(1)首先判定回路是否闭合。
(2)再判定回路中的磁通量是否发生变化。
①若磁场不变(匀强),判定线圈面积是否发生变化。
②若线圈面积不变,判定磁场是否发生变化。课件15张PPT。三 交变电流一、交流发电机
1.工作原理:线圈在磁场中转动,线圈中的磁通量发生变化,
产生感应电动势,如果线圈的两端连有用电器,形成闭合电
路,电路中就产生了电流。
2.电流分类:
(1)交变电流:大小、方向随时间做___________的电流。
(2)直流:只沿一个方向流动的电流。周期性变化【名师点睛】交变电流的方向
(1)交变电流的方向周期性变化。
(2)线圈转一周,感应电流方向改变两次。二、交流的变化规律
1.交流电的描述:
(1)定义:电流、电压随时间按_________的规律变化,叫正弦
交流电。
(2)表达式:i=Imsinωt,
u=Umsinωt。
(3)峰值:交流电的电流和电压的_______,如以上公式中的
Im、Um。正弦函数最大值(4)周期:交流电完成一次___________所用的时间。
符号:__,单位:秒。
(5)频率:交流电在1s内发生___________的次数。
符号:__,单位:赫兹。
(6)周期和频率的关系:_____或 。 周期性变化T周期性变化f2.有效值与最大值:
(1)有效值的规定:把交流电和直流电分别通过相同的电阻，
如果在相等的时间里它们产生的热量_____，我们就把这个
直流电压、电流的数值称作交流电压、电流的有效值。
(2)有效值和最大值的关系:按正弦规律变化的交流电，它
的有效值和最大值之间的关系是(Ue、Ie分别表示交流电压、
电流的有效值)Ue=____≈0.707 Um，Ie=____≈0.707 Im。相等【名师点睛】对交变电流有效值的理解
(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应来定义的。
(2)恒定电流和交变电流的“三同原则”(即相同时间、相同
阻值电阻和产生相同热量)。
(3)没有特别说明都指有效值,如交变电流的电压、电流以及
用电器上标出的额定电压、额定电流,都是指其有效值。热点1 交流电的判断
【例1】如图为电流i随时间t变化的图像,则其中属于交变电
流的是 ( )【解析】选A。只有A项中的电流方向发生了变化,其他各项
中电流的方向没有变化,故只有A属于交流电。【方法技巧】直流电与交流电的区分
(1)直流电的方向不变,交流电的方向周期性变化。
(2)在i-t图像中,i的正负表示电流的方向。热点2 正弦式交变电流的图像?
【例2】如图是一个按正弦规律变化的交变电流的图像。根
据图像可知该交变电流的电压有效值是_____V,频率是_____
(选填“0.2”或“5”)Hz。【解析】正弦交流电有效值和最大值之间的关系为
由图像知其周期T=0.2 s，
所以频率f= =5 Hz。
答案:70.7 5【方法技巧】分析正弦式交流电U-t图像的思路
(1)观察t轴，明确周期，可利用公式 求出交流电的频率。
(2)分析纵轴，明确最大值，利用公式
求出正弦交流电的有效值。课件13张PPT。二 法拉第电磁感应定律一、感应电动势
1.定义:_________现象中产生的电动势。
2.产生感应电动势的那部分导体相当于_____。
3.磁通量的变化率 表示磁通量变化的_____。
4.磁通量的变化率越大,___________越大。电磁感应电源快慢感应电动势【名师点睛】对感应电动势的理解
(1)在电磁感应现象中,切割磁感线的导体或磁通量发生变化的回路将产生感应电动势。若回路闭合,则产生感应电流。若回路不闭合,则不能产生感应电流,但有感应电动势。
(2)感应电动势比感应电流更能反映电磁感应现象的本质。二、法拉第电磁感应定律
1.内容:闭合电路中感应电动势的大小,跟穿过这一电路的磁
通量的_______成正比。
2.公式:E=____。若闭合导体回路是一个匝数为n的线圈,
则E=______。变化率【名师点睛】有关感应电动势的问题
(1)感应电动势的有无,取决于磁通量是否变化(ΔΦ≠0);感
应电动势的大小取决于磁通量变化的快慢,即磁通量的变化
率( )。
(2)法拉第电磁感应定律表达式中的ΔΦ和 都取绝对值,
它只反映感应电动势的大小,不涉及方向。
(3)由表达式E= 所得到的感应电动势是在Δt时间间隔内
的平均感应电动势。热点1 法拉第电磁感应定律的理解?
【例1】(2012·湖南学业水平考试真题)由法拉第电磁感应定
律公式E= 可知 ( )
A.穿过线圈的磁通量Φ越大,感应电动势E一定越大
B.穿过线圈的磁通量的改变量ΔΦ越大,感应电动势E一定越大
C.穿过线圈的磁通量的变化率 越大,感应电动势E一定越大
D.穿过线圈的磁通量发生变化的时间Δt越小,感应电动势E一
定越大【解析】选C。根据法拉第电磁感应定律可知,感应电动势的大小与磁通量的变化率成正比,C对;磁通量大或者磁通量的变化量大,磁通量的变化率都不一定大,故A、B错;当磁通量的变化量一定时,时间越短,磁通量的变化率才越大,故D错。【误区警示】感应电动势E的大小取决于 ,而与Φ及ΔΦ
无关,Φ大,ΔΦ及 不一定大; 大,Φ及ΔΦ也不一定大。热点2 感应电动势大小的计算?
【例2】如图为穿过某线圈的磁通量随时间变化的Φ-t图像,
已知线圈匝数为10匝,则0～2s线圈中产生的感应电动势大小
为_______V,2～6s线圈中产生的感应电动势大小为______V,
6～8s线圈中产生的感应电动势大小为________V。【解析】0～2 s，ΔΦ1=2 Wb，
2～6 s，ΔΦ2=0，E2=0；6～8 s，
ΔΦ3=-2 Wb-2 Wb=-4 Wb，
答案:10 0 20【方法技巧】计算感应电动势大小的步骤
(1)明确磁通量的变化量及所用的时间。
(2)运用法拉第电磁感应定律求解。 课件9张PPT。五 高压输电一、减少电能输送损失的途径
根据输电线上损失的热功率ΔP=___,减小输电损失的途径有:
1.减小输电线的电阻,可以采用导电性能好的材料做导线或
使导线粗一些。
2.减小输送的电流,根据电功率公式P=UI,在输送一定功率的
电能时,要减小输送的电流,就必须提高输送的电压,即采用
高压输电。I2R【名师点睛】输送电能的基本要求
(1)可靠:保证供电线路可靠地工作,少有故障。
(2)保质:保证电能的质量——电压和频率稳定。
(3)经济:输电线路建造和运行的费用低,电能损耗少。二、电网
1.定义:将多个电厂发的电通过_______、变电站连接起来,
形成全国性或地区性输电网络。
2.作用:电网可以保证发电和供电系统的安全与可靠,调整不
同地区电力供需的平衡,保障供电的质量。使用电网,可以根
据火电、水电、核电的特点,合理地调度电力。这样,可以使
得电气化社会的主要能源——电力的供应更加可靠、质量更高。输电线热点 远距离输电?
【例】中央电视台《焦点访谈》多次报道某些边远落后农村电价过高,农民负担过重,其中的客观原因是电网陈旧老化。近来进行农村电网改造,为减少远距离输电的损耗而降低电费价格,可采取的措施有 ( )
A.提高输送功率
B.减小输电导线的长度
C.提高输电的电压
D.减小输电导线的横截面积【解析】选C。为减少远距离输电的损耗,可以提高输电的电
压,故C项正确;提高输送功率不能减少远距离输电的损耗,减
小输电导线的长度的方法不可取,减小输电导线的横截面积
反而会增大损耗,故A、B、D均错误。 【方法技巧】减少电能损失的方法课件12张PPT。六 自感现象 涡流一、自感现象
1.自感现象:当线圈中的电流发生变化时,会引起自身磁通量
的变化而产生___________。
2.自感电动势:在自感现象中产生的___________。
3.电感器:在许多电路中都有线圈,它们叫作电感器。电感器
的性能用_________来描述,简称自感。
4.线圈越大,匝数越多,它的自感系数就_____,线圈有铁芯时
的自感系数比没有铁芯时的_______。
5.电感器的作用:对交流有_____作用。感应电动势感应电动势自感系数越大大得多阻碍【名师点睛】电感线圈在电路中的应用
“通直流、阻交流”:这是对两种不同类型的电流而言,因为恒定电流不变化,不能引起自感现象,所以对恒定电流
没有阻碍作用;交变电流时刻改变,必有自感电动势产生以阻碍电流的变化,所以对交变电流有阻碍作用。二、涡流
1.定义:空间有变化的_______,其中的导体产生的感应电流。
2.应用:可以利用涡流产生热量,如_______;涡流有时也有害,
需减少涡流,如变压器的铁芯。磁通量电磁炉【名师点睛】减小涡流影响的两条途径
(1)增大铁芯材料的电阻率,常用的铁芯材料是硅钢,它的电
阻率比较大;
(2)用互相绝缘的硅钢片叠成的铁芯来代替整块硅钢铁芯。热点 自感现象?
【例】如图所示的电路中，L 为电感线圈，R为灯泡，电
流表内阻为零，电压表内阻无限大，交流电源的电压
u＝220 sin100πt V，若保持电压的有效值不变，只
将电源的频率改为100 Hz，下列说法正确的是( )A.电流表示数增大
B.电压表示数减小
C.灯泡变暗
D.灯泡变亮
【解析】选C。由u＝220 sin100πt V可得电源原来的频率
f= Hz=50 Hz。当电源频率由原来的50 Hz 增为100 Hz
时，线圈的感抗增大；线圈两端电压的有效值增大，电压表
示数增大，故选项B错误；在总电压的有效值不变的情况下，
电路中的电流减小，选项A错误；灯泡的电阻R是一定的，电
流减小时，实际消耗的电功率减小，灯泡变暗，选项C正确，
选项D错误。 【方法技巧】线圈的自感系数与电流频率的关系
线圈的自感系数越大,交变电流的频率越高,电感器对交变电
流的阻碍作用就越大,感抗也越大。电感器的作用是“通直
流、阻交流,通低频、阻高频”。课件12张PPT。四 变 压 器一、变压器的结构
变压器由_______、_______和_________组成。
二、变压器的作用
1.变压器的原理:在变压器原线圈上加交变电压U1后,原线圈
中就有交变电流通过,在闭合铁芯中产生交变的磁通量,这个
交变磁通量穿过副线圈,在副线圈上产生感应电动势。原线圈副线圈闭合铁芯2.变压器的电压、电流与线圈匝数的关系:
(1)变压器原、副线圈两端电压U1、U2与原、副线圈的匝数
n1、n2的关系为________。
(2)变压器原、副线圈两端通过的电流I1、I2与原、副线圈
的匝数n1、n2的关系为__________。【名师点睛】对变压器的三点说明
(1)变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用。
(2)变压器的两个线圈之间通过磁场联系在一起，两个线圈
间是绝缘的。
(3)变压器不能改变交变电流的频率。热点1 变压器的作用?
【例1】变压器是一件重要的电器设备,对变压器的认识正确
的是 ( )
A.变压器既能改变交流电压,又能改变稳恒电压
B.变压器既可用于提升电压,又可用于降低电压
C.变压器工作时,副线圈中的电流总是大于原线圈中的电流
D.变压器工作时,副线圈中的电流总是小于原线圈中的电流【解析】选B。变压器只能改变交流电的电压,A错;变压器可
以提升电压,也可以降低电压,B对;变压器原、副线圈的功率
相等,当提升电压时,副线圈中的电流小于原线圈中的电流;
当降低电压时,副线圈中的电流大于原线圈中的电流,C、D错。【方法技巧】变压器的作用
(1)变压器既可以提升电压,也可以降低电压。
(2)在同一个铁芯上,哪个线圈的匝数多,哪个线圈两端的电
压就高。热点2 有关变压器的计算?
【例2】(2013·东城区高二检测)如图所示,一理想变压器原
线圈两端所加的电压U1=1 100V时,副线圈两端的电压U2=220V。若此变压器副线圈的匝数n2=200,则原线圈的匝数n1为( )
A.2000 B.1000 C.200 D.100【解析】选B。由公式U1:U2=n1:n2,可解得n1=1 000,故选B。 【方法技巧】变压器工作时的制约关系
(1)电压制约:当变压器原、副线圈的匝数比 一定时，输
入电压U1决定输出电压U2，即 。
(2)功率制约:P出决定P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入
减小，P出为0，P入为0。
(3)电流制约:当变压器原、副线圈的匝数比 一定，且输
入电压U1确定时，副线圈中的输出电流I2决定原线圈中的
电流I1，即 。
