章末综合检测（三） 交变电流
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1.如图所示是一正弦式交变电流的电流随时间变化的图像。由图像可知，这个电流的（ ）
A.最大值为5 A，变化周期为0.02 s
B.最大值为5 A，变化周期为0.01 s
C.有效值为5 A，变化周期为0.02 s
D.有效值为5 A，变化周期为0.01 s
2.图甲为某一小型风力交流发电机的原理图，线圈的匝数为N＝100。线圈从中性面位置开始计时，该发电机的电动势随时间的变化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A.t＝0.02 s时线圈平面与中性面垂直
B.1 s内电流方向改变100次
C.0.01 s时线圈的磁通量变化率为3 Wb/s
D.交流电流表在0.02 s时刻的示数为0
3.如图甲所示，调光台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节灯的亮度的。现将某无级调光台灯接在220 V的正弦交变电流上，经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表的示数是（ ）
A.220 V B.110 V
C.110 V D.55 V
4.如图甲所示，变压器为理想变压器，其原线圈接到U1＝220 V的交流电源上，副线圈与阻值为R1的电阻连接成闭合电路；图乙中阻值为R2的电阻直接接到电压为U1＝220 V的交流电源上，结果发现R1与R2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为（ ）
A. B.
C. D.
5.一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝2∶1，原线圈中接有定值电阻R，副线圈中并联有两个阻值也为R的定值电阻，如图所示。原线圈电路接有电压为U的交流电源，则副线圈的输出电压为（ ）
A. B.
C. D.
6.如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝ T，单匝矩形线圈的面积S＝1 m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动。线圈通过电刷与理想变压器原线圈相连接，A为理想电流表。调整副线圈的触头P，当变压器原、副线圈的匝数比为2∶1时，副线圈电路中标有“6 V 6 W”的灯泡正常发光，以下判断正确的是（ ）
A.电流表的示数为1 A
B.矩形线圈产生电动势的有效值为18 V
C.从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为e＝12·sin 30πt（V）
D.若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移
7.如图所示的区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x轴和y＝2sinx（0≤x≤2 m）曲线围成，现有一边长为2 m的正方形单匝线框在水平拉力F的作用下，以水平速度v＝10 m/s匀速穿过该磁场区，磁场区的磁感应强度为0.4 T，线框电阻R＝0.5 Ω，不计一切摩擦阻力，则（ ）
A.拉力F的最大值为8 N
B.电流的有效值为8 A
C.拉力F要做25.6 J的功才能让线框通过此磁场区
D.拉力F要做12.8 J的功才能让线框通过此磁场区
二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分）
8.如图甲、乙所示，理想变压器原线圈的输入电压均为U，匝数均为100匝，副线圈上所连接的每个电阻的阻值均为R。图甲中两个副线圈的匝数分别为30匝、20匝，图乙中副线圈的匝数为50匝。下列说法正确的是（ ）
A.图甲、乙中两变压器的输入功率相等
B.图乙中每个电阻的功率为
C.通过图甲、乙中原线圈的电流之比为26∶25
D.图甲中上、下两个电阻的功率之比为4∶9
9.在如图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（ ）
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
10.如图所示，MN和PQ为两光滑且电阻不计的水平金属导轨，N、Q接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容器元件C，导轨上垂直放置一金属棒ab。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（IR、IC均为有效值）（ ）
A.若ab棒匀速运动，则IR≠0，IC＝0
B.若ab棒匀速运动，则IR＝0，IC＝0
C.若ab棒在某一中心位置两侧往复运动，则IR≠0，IC≠0
D.若ab棒匀加速运动，则IR≠0，IC＝0
三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11.（6分）如图所示为一个教学用的简易变压器，两线圈的匝数未知，某同学想用所学变压器的知识测定两线圈的匝数。
（1）为完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低压 （选填“直流”或“交流”）电源。
（2）该同学在变压器铁芯上绕10匝绝缘金属导线C，然后将A线圈接电源，用电压表分别测出线圈A、线圈B及线圈C两端的电压，记录在下面的表格中，则线圈A的匝数为 匝，线圈B的匝数为 匝。
A线圈电压 B线圈电压 C线圈电压
8.0 V 3.8 V 0.2 V
（3）为减小线圈匝数的测量误差，你认为绕制线圈C的匝数应该 （选填“多一些”或“少一些”）更好。
12.（8分）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，采用如图所示的可拆变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字表示倍率为“×100”的匝数。
（1）李辉同学正确组装变压器后，把12.0 V的学生交流电源接到原线圈“2”“8”接线柱，副线圈接线“0”“1”接线柱，如图所示，在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端的交流电压表的实际读数可能是 。
A.12 V B.5.8 V
C.2.0 V D.1.5 V
（2）实验时，小沈听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出如下猜想，正确的是 。
A.“嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的
B.“嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音
C.交变电流的磁场对铁芯有吸引、排斥作用，使铁芯振动发声
D.若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验
（3）该同学正确组装变压器后，用匝数Na＝400匝和Nb＝800匝的变压器实际测量数据如下表：
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是 （填“Na”或“Nb”）。
13.（10分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T。边长L＝10 cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO'匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω，求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；
（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时感应电动势；
（3）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
（4）交流电压表的示数；
（5）线圈转过60°角的过程中，通过电阻R某一横截面的电荷量。
14.（14分）光伏发电可以有效的解决偏远农村地区用电难的问题，相对于传统发电，光伏发电系统更为便捷，电池板只需安装在屋顶上，就可直接将太阳能转化为电能供应，完全不受供电通道的限制。如图，某户农家将输出电压U0＝220 V交流电的光伏发电系统接到变压器上，通过副线圈n2、n3分别向10只标称为“12 V 1.5 A”的灯泡和一台电动机供电，电动机线圈电阻r＝1.0 Ω，原线圈上所接灯泡L的额定电压UL＝40 V，副线圈n2的匝数为60匝。电路接通后，各用电器都正常工作，光伏发电系统的输出功率P0＝440 W，电压表的示数为36 V，变压器为理想变压器，求：
（1）原线圈上所接灯泡L消耗的功率PL；
（2）变压器原线圈的匝数n1；
（3）电动机输出的机械功率P机。
15.（16分）某发电机输电电路的简图如图所示，发电机的矩形线框ABCD处于磁感应强度大小为B＝ T的水平匀强磁场中，线框面积为S＝0.25 m2，匝数为100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的轴OO'以角速度ω＝100π rad/s匀速转动，并与升压变压器的原线圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶20 ，降压变压器的副线圈接入若干“220 V 100 W”的灯泡，两变压器间的输电线等效电阻R＝20 Ω，变压器均为理想变压器。当发电机输出功率为5×104 W时，灯泡正常发光。求：
（1）电压表的读数；
（2）输电线上损耗的功率；
（3）降压变压器原、副线圈的匝数之比。
章末综合检测（三） 交变电流
1.A 从题图可知该交流电的最大值为5 A，因为是正弦式交变电流，所以有效值为I＝＝ A，变化周期为0.02 s，故A正确。
2.C 由图乙可知，t＝0.02 s时，该发电机瞬时电动势为零，此时线圈与磁感线垂直，位于中性面位置，故A错误；由图乙可知，该发电机产生的交流电周期为T＝0.04 s，故该交流电的频率为25 Hz，1个周期电流方向改变2次，故1 s内电流方向改变50次，故B错误；0.01 s时，感应电动势最大，为300 V，而根据法拉第电磁感应定律E＝N，代入数据可得磁通量变化率为3 Wb/s，故C正确；交流电流表显示的为交流电流的有效值，不是瞬时值，因此不为零，故D错误。
3.B 电压表的示数为有效值，设加在灯管两端的电压变化的周期为T，灯管的电阻为R，根据有效值的定义可得T＝×T，解得U有＝110 V，故选B。
4.C 对题图甲，＝，P1＝，对题图乙，P2＝，根据题意有P1＝P2，联立以上各式解得＝ ，故C正确。
5.B 由闭合电路欧姆定律得，通过副线圈的电流I2＝，由＝得，U1＝2U2，由＝得，I1＝I2，对原线圈所在电路，有U＝I1R＋U1，由以上各式解得U2＝，选项B正确，A、C、D错误。
6.D 副线圈的电流I2＝＝ A＝1 A，由＝可得，电流表示数I1＝I2＝0.5 A，选项A错误；原线圈两端电压的有效值为U1＝U2＝12 V，矩形线圈产生电动势的有效值为12 V，选项B错误；矩形线圈产生电动势的最大值为Em＝BSω＝12 V，解得ω＝60π rad/s，从矩形线圈转到中性面开始计时，产生的电动势随时间的变化规律为e＝12sin 60πt（V），选项C错误；矩形线圈的转速增大，产生的感应电动势增大，P适当上移可以保持副线圈两端电压不变，灯泡仍能正常发光，选项D正确。
7.C 当线框的BC边或AD边到达磁场区中线位置时，回路中电流最大，拉力F最大，由E＝BLv，I＝，F安＝BIL可得，拉力F的最大值Fm＝F安＝＝12.8 N，选项A错误；由e＝Byv＝8sinvt（V）可知，线框中产生的是正弦交变电流，电动势的有效值为E'＝ V＝4 V，电流的有效值为I＝＝8 A，电流存在时间t＝＝0.4 s，故拉力F要做的总功为W＝t＝25.6 J，选项C正确，B、D错误。
8.BC 对图甲，由理想变压器的变压规律可得两个副线圈的电压分别U1＝U＝U，U2＝U＝U，根据输入功率等于输出功率可得P甲＝＋＝，对图乙，由理想变压器的变压规律可得副线圈的电压U3＝U＝U，乙中变压器的输入功率为P乙＝＝，可知图甲、乙中两变压器的输入功率不相等，故A错误；图乙中每个电阻的功率为PR＝＝，故B正确；根据P甲＝UI甲＝，P乙＝UI乙＝，可得I甲＝，I乙＝，通过图甲、乙中原线圈的电流之比为I甲∶I乙＝∶＝26∶25，故C正确；图甲中上、下两个电阻的功率之比为PR1∶PR2＝∶＝∶＝9∶4，故D错误。
9.CD 由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电压（设为U2）不变，A错误；在电能输出过程中有I＝，U线＝IR线，U3＝U2－U线，因P变大，I变大，U线变大，所以降压变压器原线圈两端电压U3变小，则降压变压器的输出电压变小，B错误；由P损＝（）2R线，因P变大，所以P损变大，C正确；根据＝＝，因P变大，所以的值变大，D正确。
10.BCD ab棒匀速切割磁感线时产生恒定电动势，原线圈两端电压不变，故副线圈中电流为零，A错误，B正确；若ab棒在某一中心位置两侧往复运动，原线圈两端有变化的电压，副线圈两端产生变化的电压，电容器进行充、放电，C正确；当ab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IC＝0，D正确。
11.（1）交流 （2）400 190 （3）多一些
解析：（1）变压器必须使用交流电源，直流电源不能让变压器正常工作，即还需要选用低压交流电源。
（2）设A、B、C的线圈匝数分别为n1、n2、n3，电压分别为U1、U2、U3，根据＝，＝，有n1＝n3＝×10匝＝400匝，n2＝n1＝×400匝＝190匝。
（3）为减小线圈匝数的测量误差，绕制线圈C的匝数应该多一些。
12.（1）D （2）C （3）Nb
解析：（1）把12.0 V的学生交流电源接到原线圈“2”“8”接线柱（相当于600匝），副线圈接线“0”“1”接线柱（相当于100匝），则有＝，若变压器为理想变压器，则副线圈电压为U2＝U1＝×12.0 V＝2.0 V，由于实际使用中，变压器有漏磁等现象，其读数应小于2 V，故选D。
（2）听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，其原因是交变电流的磁场对铁芯有吸引、排斥作用，使铁芯振动发声，故A、B错误，C正确；若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，变压器中没有磁路，就不能完成“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验，故D错误。
（3）由表中数据可知＞，考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在功率损失，使得原、副线圈的电压之比大于匝数之比，所以原线圈的匝数为Nb，副线圈的匝数为Na。
13.（1）π V （2） V （3） V （4）π V （5） C
解析：（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值为
Em＝nBωS＝π V。
（2）线圈转过60°角时的瞬时感应电动势为
e＝Emcos 60°＝π×0.5 V＝V。
（3）线圈转过60°角的过程中产生的平均感应电动势为
＝n＝＝ V。
（4）电压表示数为外电路电压的有效值
U＝·R＝×4 V＝π V。
（5）线圈转过60°角的过程中，通过电阻R某一横截面的电荷量为q＝·＝·＝·＝＝ C。
14.（1）80 W （2）900 （3）155 W
解析：（1）根据题意，设原线圈上的电流为I1，则有
P0＝U0I1，PL＝I1UL，解得PL＝80 W。
（2）根据题意，设变压器原线圈匝数为n1，
则有＝，解得n1＝900匝。
（3）根据题意，设副线圈n3上的电流为I3，则有P0＝PL＋P2＋I3U3，P机＝I3U3－r，又P2＝10U2I2＝180 W，U3＝36 V，联立解得P机＝155 W。
15.（1）250 V （2）2 000 W （3）240∶11
解析：（1）闭合矩形线框ABCD在匀强磁场中转动时，产生的感应电动势的最大值为
Em＝NBSω＝100××0.25×100π V＝250 V，
电压表读数为电压的有效值
U＝＝ V＝250 V。
（2）发电机的输出电压为U1＝U＝250 V，
升压变压器的输出电压
U2＝＝ V＝5 000 V
当发电机输出功率为5×104 W时，
I2＝＝ A＝10 A
则输电线上损耗的功率为
ΔP＝R＝102×20 W＝2 000 W。
（3）降压变压器原线圈两端的电压为
U3＝U2－ΔU＝U2－I2R＝5 000 V－10×20 V＝4 800 V，
又由题意知，灯泡正常发光，所以U4＝220 V
所以降压变压器原、副线圈的匝数之比为
n3∶n4＝U3∶U4＝240∶11。
5 / 5(共48张PPT)
章末综合检测（三） 交变电流
一、单项选择题（本题共7小题，每小题4分，共28分。在每小题给出
的四个选项中，只有一项符合题目要求）
1. 如图所示是一正弦式交变电流的电流随时间变化的图像。由图像可
知，这个电流的（ ）
A. 最大值为5 A，变化周期为0.02 s
B. 最大值为5 A，变化周期为0.01 s
C. 有效值为5 A，变化周期为0.02 s
D. 有效值为5 A，变化周期为0.01 s
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解析： 从题图可知该交流电的最大值为5 A，因为是正弦式
交变电流，所以有效值为I＝＝ A，变化周期为0.02 s，故
A正确。
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2. 图甲为某一小型风力交流发电机的原理图，线圈的匝数为N＝
100。线圈从中性面位置开始计时，该发电机的电动势随时间的变
化规律如图乙所示，下列说法正确的是（ ）
A. t＝0.02 s时线圈平面与中性面垂直
B. 1 s内电流方向改变100次
C. 0.01 s时线圈的磁通量变化率为3 Wb/s
D. 交流电流表在0.02 s时刻的示数为0
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解析： 由图乙可知，t＝0.02 s时，该发电机瞬时电动势为零，
此时线圈与磁感线垂直，位于中性面位置，故A错误；由图乙可
知，该发电机产生的交流电周期为T＝0.04 s，故该交流电的频率
为25 Hz，1个周期电流方向改变2次，故1 s内电流方向改变50次，
故B错误；0.01 s时，感应电动势最大，为300 V，而根据法拉第电
磁感应定律E＝N，代入数据可得磁通量变化率为3 Wb/s，故C正
确；交流电流表显示的为交流电流的有效值，不是瞬时值，因此不
为零，故D错误。
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3. 如图甲所示，调光台灯是通过双向可控硅电子器件来实现无级调节
灯的亮度的。现将某无级调光台灯接在220 V的正弦交变电流上，
经过可控硅调节后加在灯管两端的电压如图乙所示，则此时电压表
的示数是（ ）
A. 220 V
B. 110 V
C. 110 V
D. 55 V
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解析： 电压表的示数为有效值，设加在灯管两端的电压变化的
周期为T，灯管的电阻为R，根据有效值的定义可得T＝
×T，解得U有＝110 V，故选B。
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4. 如图甲所示，变压器为理想变压器，其原线圈接到U1＝220 V的交
流电源上，副线圈与阻值为R1的电阻连接成闭合电路；图乙中阻值
为R2的电阻直接接到电压为U1＝220 V的交流电源上，结果发现R1
与R2消耗的电功率恰好相等，则变压器原、副线圈的匝数之比为
（ ）
A. B.
C. D.
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解析： 对题图甲，＝，P1＝，对题图乙，P2＝，根据
题意有P1＝P2，联立以上各式解得＝ ，故C正确。
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5. 一理想变压器原、副线圈匝数比为n1∶n2＝2∶1，原线圈中接有定
值电阻R，副线圈中并联有两个阻值也为R的定值电阻，如图所
示。原线圈电路接有电压为U的交流电源，则副线圈的输出电压为
（ ）
A. B.
C. D.
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解析： 由闭合电路欧姆定律得，通过副线圈的电流I2＝
，由＝得，U1＝2U2，由＝得，I1＝I2，对原线圈所
在电路，有U＝I1R＋U1，由以上各式解得U2＝，选项B正确，
A、C、D错误。
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6. 如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝ T，单匝矩形线圈的面积S
＝1 m2，电阻不计，绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动。线圈通过电
刷与理想变压器原线圈相连接，A为理想电流表。调整副线圈的触
头P，当变压器原、副线圈的匝数比为2∶1时，副线圈电路中标有
“6 V 6 W”的灯泡正常发光，以下判断正确的是（ ）
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A. 电流表的示数为1 A
B. 矩形线圈产生电动势的有效值为18 V
C. 从矩形线圈转到中性面开始计时，矩形线圈产生的
电动势随时间的变化规律为e＝12·sin 30πt（V）
D. 若矩形线圈的转速增大，为使灯泡仍能正常发光，应将P适当上移
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解析： 副线圈的电流I2＝＝ A＝1 A，由＝可得，电流表
示数I1＝I2＝0.5 A，选项A错误；原线圈两端电压的有效值为U1
＝U2＝12 V，矩形线圈产生电动势的有效值为12 V，选项B错
误；矩形线圈产生电动势的最大值为Em＝BSω＝12 V，解得ω＝
60π rad/s，从矩形线圈转到中性面开始计时，产生的电动势随时间
的变化规律为e＝12sin 60πt（V），选项C错误；矩形线圈的转
速增大，产生的感应电动势增大，P适当上移可以保持副线圈两端
电压不变，灯泡仍能正常发光，选项D正确。
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7. 如图所示的区域内存在匀强磁场，磁场的边界由x轴和y＝2sinx
（0≤x≤2 m）曲线围成，现有一边长为2 m的正方形单匝线框在水
平拉力F的作用下，以水平速度v＝10 m/s匀速穿过该磁场区，磁场
区的磁感应强度为0.4 T，线框电阻R＝0.5 Ω，不计一切摩擦阻
力，则（ ）
A. 拉力F的最大值为8 N
B. 电流的有效值为8 A
C. 拉力F要做25.6 J的功才能让线框通过此磁场区
D. 拉力F要做12.8 J的功才能让线框通过此磁场区
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解析： 当线框的BC边或AD边到达磁场区中线位置时，回路中
电流最大，拉力F最大，由E＝BLv，I＝，F安＝BIL可得，拉力F
的最大值Fm＝F安＝＝12.8 N，选项A错误；由e＝Byv＝8sinvt
（V）可知，线框中产生的是正弦交变电流，电动势的有效值为E'
＝ V＝4 V，电流的有效值为I＝＝8 A，电流存在时间t＝
＝0.4 s，故拉力F要做的总功为W＝t＝25.6 J，选项C正确，
B、D错误。
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二、多项选择题（本题共3小题，每小题6分，共18分。在每小题给出
的四个选项中，有多项符合题目要求。全部选对的得6分，选对但不
全的得3分，有选错的得0分）
8. 如图甲、乙所示，理想变压器原线圈的输入电压均为U，匝数均为
100匝，副线圈上所连接的每个电阻的阻值均为R。图甲中两个副
线圈的匝数分别为30匝、20匝，图乙中副线圈的匝数为50匝。下列
说法正确的是（ ）
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A. 图甲、乙中两变压器的输入功率相等
B. 图乙中每个电阻的功率为
C. 通过图甲、乙中原线圈的电流之比为26∶25
D. 图甲中上、下两个电阻的功率之比为4∶9
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解析： 对图甲，由理想变压器的变压规律可得两个副线圈的
电压分别U1＝U＝U，U2＝U＝U，根据输入功率等于输出
功率可得P甲＝＋＝，对图乙，由理想变压器的变压规律
可得副线圈的电压U3＝U＝U，乙中变压器的输入功率为P乙＝
＝，可知图甲、乙中两变压器的输入功率不相等，故A错误；
图乙中每个电阻的功率为PR＝＝，故B正确；
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根据P甲＝UI甲＝，P乙＝UI乙＝，可得I甲＝，I乙＝，通过
图甲、乙中原线圈的电流之比为I甲∶I乙＝∶＝26∶25，故C正
确；图甲中上、下两个电阻的功率之比为PR1∶PR2＝∶＝
∶＝9∶4，故D错误。
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9. 在如图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（ ）
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
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解析： 由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电压
（设为U2）不变，A错误；在电能输出过程中有I＝，U线＝IR线，
U3＝U2－U线，因P变大，I变大，U线变大，所以降压变压器原线圈
两端电压U3变小，则降压变压器的输出电压变小，B错误；由P损＝
（）2R线，因P变大，所以P损变大，C正确；根据＝＝
，因P变大，所以的值变大，D正确。
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10. 如图所示，MN和PQ为两光滑且电阻不计的水平金属导轨，N、Q
接理想变压器，理想变压器的输出端接电阻元件R、电容器元件
C，导轨上垂直放置一金属棒ab。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（IR、IC均为有效值）（ ）
A. 若ab棒匀速运动，则IR≠0，IC＝0
B. 若ab棒匀速运动，则IR＝0，IC＝0
C. 若ab棒在某一中心位置两侧往复运动，则IR≠0，IC≠0
D. 若ab棒匀加速运动，则IR≠0，IC＝0
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解析： ab棒匀速切割磁感线时产生恒定电动势，原线圈两
端电压不变，故副线圈中电流为零，A错误，B正确；若ab棒在某
一中心位置两侧往复运动，原线圈两端有变化的电压，副线圈两
端产生变化的电压，电容器进行充、放电，C正确；当ab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IC＝0，D正确。
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三、非选择题（本题共5小题，共54分）
11. （6分）如图所示为一个教学用的简易变压器，两线圈的匝数未
知，某同学想用所学变压器的知识测定两线圈的匝数。
（1）为完成该实验，除了选用电压表、导线外，还需要选用低
压 （选填“直流”或“交流”）电源。
解析：变压器必须使用交流电源，直
流电源不能让变压器正常工作，即还需要选用低压交流电源。
交流
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（2）该同学在变压器铁芯上绕10匝绝缘金属导线C，然后将A线
圈接电源，用电压表分别测出线圈A、线圈B及线圈C两端
的电压，记录在下面的表格中，则线圈A的匝数为 匝，
线圈B的匝数为 匝。
A线圈电压 B线圈电压 C线圈电压
8.0 V 3.8 V 0.2 V
400
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解析：设A、B、C的线圈匝数分别为n1、n2、n3，电压分别为U1、U2、U3，根据＝，＝，有n1＝n3＝×10匝＝400匝，n2＝n1＝×400匝＝190匝。
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（3）为减小线圈匝数的测量误差，你认为绕制线圈C的匝数应
该 （选填“多一些”或“少一些”）更好。
解析：为减小线圈匝数的测量误差，
绕制线圈C的匝数应该多一些。
多一些
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12. （8分）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，
采用如图所示的可拆变压器进行研究，图中各接线柱对应的数字
表示倍率为“×100”的匝数。
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（1）李辉同学正确组装变压器后，把12.0 V的学生交流电源接到
原线圈“2”“8”接线柱，副线圈接线“0”“1”接线柱，
如图所示，在确认电路连接无误的情况下，接在副线圈两端
的交流电压表的实际读数可能是 。
D
A. 12 V B. 5.8 V
C. 2.0 V D. 1.5 V
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解析：把12.0 V的学生交流电源接到原线圈“2”“8”接线柱（相当于600匝），副线圈接线“0”“1”接线柱（相当于100匝），则有＝，若变压器为理想变压器，则副线圈电压为U2＝U1＝×12.0 V＝2.0 V，由于实际使用中，变压器有漏磁等现象，其读数应小于2 V，故选D。
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（2）实验时，小沈听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，他做出
如下猜想，正确的是 ；
A. “嗡嗡”声来自交变电流在线圈中产生变化磁场时发出的
B. “嗡嗡”声来自副线圈中电流流动的声音
C. 交变电流的磁场对铁芯有吸引、排斥作用，使铁芯振动发声
D. 若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，也能完成“探究变压器原、
副线圈两端的电压与匝数的关系”实验
C
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解析：听到变压器内部有轻微的“嗡嗡”声，其原因是交变电流的磁场对铁芯有吸引、排斥作用，使铁芯振动发声，故A、B错误，C正确；若去掉铁芯，“嗡嗡”声马上消失，变压器中没有磁路，就不能完成“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系”实验，故D错误。
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（3）该同学正确组装变压器后，用匝数Na＝400匝和Nb＝800匝的
变压器实际测量数据如下表：
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
根据测量数据可判断连接交流电源的原线圈是 （填
“Na”或“Nb”）。
Nb
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解析：由表中数据可知＞，考虑到实验中所用变压器并非理想变压器，即存在功率损失，使得原、副线圈的电压之比大于匝数之比，所以原线圈的匝数为Nb，副线圈的匝数为Na。
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13. （10分）如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T。边长L＝10
cm的正方形线圈abcd共100匝，线圈电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于
磁感线的对称轴OO'匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R
＝4 Ω，求：
（1）线圈转动过程中感应电动势的最大值；
答案：π V
解析：线圈转动过程中感应电动势的最大值为Em＝nBωS＝π V。
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（2）由图示位置（线圈平面与磁感线平行）转过60°角时的瞬时
感应电动势；
答案： V
解析：线圈转过60°角时的瞬时感应电动势为e＝Emcos 60°＝π×0.5 V＝V。
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（3）由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
答案： V
解析：线圈转过60°角的过程中产生的平均感应电动势为＝n＝＝ V。
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（4）交流电压表的示数；
答案：π V
解析：电压表示数为外电路电压的有效值U＝·R＝
×4 V＝π V。
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（5）线圈转过60°角的过程中，通过电阻R某一横截面的电荷量。
答案： C
解析：线圈转过60°角的过程中，通过电阻R某一横
截面的电荷量为q＝·＝·＝·＝
＝ C。
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14. （14分）光伏发电可以有效的解决偏远农村地区用电难的问题，
相对于传统发电，光伏发电系统更为便捷，电池板只需安装在屋
顶上，就可直接将太阳能转化为电能供应，完全不受供电通道的
限制。如图，某户农家将输出电压U0＝220 V交流电的光伏发电系
统接到变压器上，通过副线圈n2、n3分别向10只标称为“12 V 1.5
A”的灯泡和一台电动机供电，电动机线圈电阻r＝1.0 Ω，原线
圈上所接灯泡L的额定电压UL＝40 V，副线圈n2的匝数为60匝。电
路接通后，各用电器都正常工作，光伏发电系统的输出功率P0＝
440 W，电压表的示数为36 V，变压器为理想变压器，求：
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（1）原线圈上所接灯泡L消耗的功率PL；
答案：80 W
解析：根据题意，设原线圈上的电流为I1，则有P0＝
U0I1，PL＝I1UL，解得PL＝80 W。
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（2）变压器原线圈的匝数n1；
答案：900
解析：根据题意，设变压器原线圈匝数为n1，则有
＝，解得n1＝900匝。
（3）电动机输出的机械功率P机。
答案：155 W
解析：根据题意，设副线圈n3上的电流为I3，则有P0＝PL
＋P2＋I3U3，P机＝I3U3－r，又P2＝10U2I2＝180 W，U3＝
36 V，联立解得P机＝155 W。
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15. （16分）某发电机输电电路的简图如图所示，发电机的矩形线框
ABCD处于磁感应强度大小为B＝ T的水平匀强磁场中，线框面
积为S＝0.25 m2，匝数为100匝，电阻不计。线框绕垂直于磁场的
轴OO'以角速度ω＝100π rad/s匀速转动，并与升压变压器的原线
圈相连，升压变压器原、副线圈的匝数之比为1∶20 ，降压变压
器的副线圈接入若干“220 V 100 W”的灯泡，两变压器间的输
电线等效电阻R＝20 Ω，
变压器均为理想变压器。
当发电机输出功率为5×
104 W时，灯泡正常发光。
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（1）电压表的读数；
答案：250 V
解析：闭合矩形线框ABCD在匀强磁场中转动时，产
生的感应电动势的最大值为
Em＝NBSω＝100××0.25×100π V＝250 V，
电压表读数为电压的有效值
U＝＝ V＝250 V。
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（2）输电线上损耗的功率；
答案：2 000 W
解析： 发电机的输出电压为U1＝U＝250 V，
升压变压器的输出电压
U2＝＝ V＝5 000 V
当发电机输出功率为5×104 W时，
I2＝＝ A＝10 A
则输电线上损耗的功率为
ΔP＝R＝102×20 W＝2 000 W。
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（3）降压变压器原、副线圈的匝数之比。
答案：240∶11
解析：降压变压器原线圈两端的电压为
U3＝U2－ΔU＝U2－I2R＝5 000 V－10×20 V＝4 800 V，
又由题意知，灯泡正常发光，所以U4＝220 V
所以降压变压器原、副线圈的匝数之比为
n3∶n4＝U3∶U4＝240∶11。
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谢谢观看!
