1、1 2020 届一轮复习人教版 交流电及远距离输电 学案 交变电流的基本概念和描述 交变电流 （1 ） 定义：大小和方向都随时间做周期性变化的电流。 （2 ） 图象：如图（ a） 、（ b） 、（ c） 、（ d） 所示都属于交变电流。其中按正弦规律变化的交变电流叫正 弦式交 变电流，如图（ a） 所示。 1. 周期和频率 （1 ） 周期（ T） ： 交变电流完成 1 次周期性变化（线圈转一周）所需要的时间，单位是秒（ s） ， 公式 2 T 。 （2 ） 频率（ f ）：交变电流在 1 s 内完成周期性变化的次数。单位是赫兹（ Hz） 。 1 1 （3 ） 周期和频率的关系： T f 或 f
2、 T。 2. 正弦式交变电流的函数表达式（线圈在中性面位置开始计时） （1 ） 电动势 e 随时间变化的规律： e Emsin t 。 （2 ）负载两端的电压 u 随时间变化的规律： u Umsin t 。 2 （3 ） 电流 i 随时间变化的规律： i I msin t 。其中 等于线圈转动的角速度， Em nBS。 3. 交变电流的瞬时值、峰值、有效值 （1 ） 瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。 （2 ） 峰值：交变电流（电流、电压或电动势）所能达到的最大的值，也叫最大值。 （3 ） 有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值。对正弦交流电，其有 效值和峰
3、值的关系为： E Em 2， U Um I m 2， I 2。 3 1. 正 弦 式 交 变 电 流 的 变 化 规 律 线圈在中性面位置时开始计时 物理量 函数表达式 图象 磁通量 mcos t BScos t 电动势 e Emsin t nBSsin t EmR 电压 uU msin t R r sin t Em 电流 i I msin t R r sin t 2. 两个特殊位置的特点 （1 ） 线圈平面与中性面重合时， S B， 最大， t 0， e 0， i 0 ， 电 流 方 向 将 发 生 改 变 。 4 （2 ） 线圈平面与中性面垂直时， SB， 0 ， t 最 大 ， e 最
4、大 ， i 最大，电流方向不改变。 1. 交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较 物理量 物理含义 重要关系 适用情况及说明 瞬时值 交变电流某一时刻的值 e=Emsin t i =I msin t 计算线圈某时刻的受力情 况 峰值 最大的瞬时值 Em=nBS Em m 讨论电容器的击穿电压 有效值 跟交变电流的热效应等 效的恒定电流的值 R r E Em 2 U Um 2 （ 1） 计算与电流的热效应有 关 的 量 （如 电 功 、 电 功 率 、 电热等） （2 ） 电 气 设 备 “铭 牌 ”上 所 标的一般是有效值 I 5 I Im 2 （3 ） 保险丝的熔断电流为 有效值 适用
5、于正（余）弦式交变电流 平均值 交变电流图象中图线与 时间轴所夹的面积与时 E BL v ； E n t 计算通过电路截面的电荷 E 量 间的比值 I R r 1图中属于交变电流的是 A B 6 C D 【答案】 C 【解析】 电流的方向在周期性变化的电流为交变电流；交变电流的方向在不断地变化， ABD选项中电流方向 不变，是直流电； C选项电流大小不变，方向变化，是交变电流。故选 C 。 2 交流发电机发 电示意图如图所示 , 线圈转动过程中 , 下列说法正确的是 7 A 转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大B 转 到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C 转到图 丙位置时，线圈中
6、产生的感应电流最大 D 转到图丁位置 时， AB 边感应电流方向为 A B 【答案】 D 【解析】 转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率最小为零，故 A 错误； 转到图乙位置时，线圈产生的感应电动势最大，故 B 错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时 感应电流最小，且感应电流方向改变，故 C 错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知 AB 边感应电流方向 为 A B， 故 D 正确；故选 D。 3. 一个匝数为 100 匝，电阻为 0.5 的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻 起穿 过线圈的磁通量按如图所示规律变化则线圈中产生交变电流的有
7、效值为（ ） A 5 A B A C 6 A D A 【答案】 B 【解析】 0 1 s 时间内，感应电动势为 E1 n1/ t 11 V，电流为 2 A ；1 1.2 s 内，感应电动势 E2 n2/ t 2 5 V ，感应电流为 10 A ，一个周期内发热量为 ， 得 I 2 A ，B 正确 4. 匝数为 N 的矩形线框 ABCD放在垂直纸面向里的磁场中，开始线框所在的平面与磁场方向垂直，如图所 8 示， 现以线框的 AB 边为轴使其在水平面内以恒定的加速度匀速转动， 经测量可知此时线框的转动周期为 To， 线框中所产生的感应电动势的最大值为 Em 下列选项中正确的是（ ） A线框中所产生
8、的感应电动势的有效值为 B线框在 转动一周的过程中穿过线框磁通量的最大值为 9 C. 线框转动过程穿过每匝线框的磁通量变化率的最大值为 D. 线框转动一周的过程中电流方向始终不变 【答案】 C 【解析】 A 项：线框中所产生的感应电动势的有效值为 ，故 A 错误； B 项：当线框平面与磁场垂直时磁通量最大即为 ，解得： ，故 B 错误； C 项：由公式 ，解得： ，故 C 正确； D 项：线框转动一周的过程中电流方向改变两次，故 D 错误。 故应选： C。 5. 如图所示，边长为 L、匝数为 N 的正方形闭合线 abcd 圈绕对称轴 OO匀速转动，角速度为 w， 空间中只 有 OO左侧存在垂直
9、于纸面向里的匀强磁场，磁感应强度为 B. 若闭合线圈的总电阻为 R， 则（） A. 线圈中感应电动势的有效值为 B. 线圈中感应电动势的最大值为 C 在 转 动 一 圈 的 过 程 中 ， 线 圈 中 有 一 半 时 间 没 有 电 流 D 当 线 圈 转 到 图 中 所 示 位 置 时 ， 穿 过 线 圈 的 磁 通 量 为 10 【答案】 B 【解析】 感应电动势的最大值 ，有效值 ，选项 A 错误，选项 B 正确；在转动 的过程中，线圈始终有一半在磁场中运动，故线圈中始终有电流通过，选项 C 错误；在图中所示位置时， 穿过线圈的磁通量为 , 选项 D 错误 . 6. 图甲为小型旋转电枢式
10、交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为 B 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 OO匀速转动， 线圈的两端经集流环和电刷与阻值 R=10 的电阻连接， 与电阻并联的交流电 11 压表为理想电压表示数是 10V. 图乙是矩形线圈中磁通量 随时间 t 变化的图像 . 下列说法正确的是（） A. 电阻 R上消耗的电功率为 20W B. t=0.02s 时 电 阻 R 两端的电压瞬时值为零 C. 电阻 R两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u=14.1cos100 t （V ） D. 通过电阻 R 的电流 i 随时间 t 变化的规律是 i=1.41cos50 t （A ） 【答案】 C
11、【解析】 根据公式 求出电阻 R 上的电功率， 由乙图可知， 0.02s 通过线圈的磁通量为零， 电动势最大， 根据有效值与最大值的关系求出最大值，写出 R 两端的电压 u 随时间 t 变化的规律，根据欧姆定律求出通 过 R 的电流 i 随时间 t 变化的规律。 A 项：根据公式 得： ，故 A 错误； B 项：由乙图可知， 0.02s 通过线圈的磁通量为零，电动势最大， R 两端的电压瞬时值为 ，故 B 错误； C 项：由乙图可知， T=0.02s ，电动势的最大值 ， ，又因为此交变电流是从垂 直于中性面开始计时的，所以 R两端的电压 u 随时间 t 变化的规律是 u=14.1cos100
12、 t （V ） ， 故 C正确； D 项： 根据 得， ：通过 R 的电流 i 随时间 t 变化的规律是 i=1.41cos100 t（A ） ，故 D错误。故应选： C。 7. 如图甲所示 , 一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴 O以恒定的角速度 转动 , 从线圈平面与 12 磁场方向平行时开始计时 , 线圈中产生的交变电流按照图乙所示的余弦规律变化 , 在 t =/ 2 时刻 （ ） A. 线圈中的电流最大 13 B. 穿过线圈的磁通量为零 C 线 圈 所 受 的 安 培 力 为 零 D 穿 过 线 圈 磁 通 量 的 变 化 率 最 大 【答案】 C 【解析】 试题分析：
13、时刻 ，线圈转过的角度为 ，此时线圈平面和磁感线垂直，磁通量最大， 磁 通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，此时的安培力为零，选项 C 正确。 考点：交流电的产生及变化规律。 8 有一种自行车，它有能向自行车车头灯 泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中 N， S 是 一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩 擦轮如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车 头灯泡 供电关于此装置，下列说法正确的是（ ） A 自 行 车 匀 速 行 驶 时 线 圈 中 产 生 的 是 直 流 电
14、 B 小 灯 泡 亮 度 与 自 行 车 的 行 驶 速 度 无 关 C 知 道 摩 擦 轮 与 后 轮 的 半 径 ， 就 可 以 知 道 后 轮 转 一 周 的 时 间 里 摩 擦 轮 转 动 的 圈 数 D 线 圈 匝 数 越 多 ， 穿 过 线 圈 的 磁 通 量 的 变 化 率 越 大 【答案】 C 【解析】 自行车匀速行驶时， 线圈中在磁场中旋转产生感应电动势， 如果从中性面开始计时， 则 e=Emsin t ， 所以产生的是交流电，故 A 错误；小灯泡亮度决定于电功率，电功率 P=EI， 而 ，所以灯泡 亮 度与自行车的行驶速度有关，故 B 错误；如果摩擦轮半径为 r ，后轮的半
15、径为 R， 则 ，则后轮 转一周的时间里摩擦轮转动的圈数为 N=R/r ，故 C 正确；磁通量的变化率为 ，与线圈匝数无关，故 D 错 误。故选 C。 理 想 变 压 器 一、 14 理想变压器 15 1. 构 造 ： 如 图 1 所示，变压器是由闭合铁芯和绕在铁芯上的两个线圈组成的。 或符号： 2. 原 理 ： 在 变 压 器 原 、 副 线 圈 中 由 于 有 交 变 电 流 而 发 生 互 相 感 应 的 现 象 ， 叫 互 感 现 象 ； 铁芯 的作用：使绝大部分磁感线集中在铁芯内部，提高变压器的效率。 3. 基本关系式 （1 ） 功率关系： P入 P 出 。 U1 U2 （2 ） 电
16、 压 关 系 ： n1 n2。 U1 U2 U3 有多个副线圈时 n1 n2 n3 。 I 1 n2 （3 ） 电流关系：只有一个副线圈时 I 2 n1 。 由 P 入 P 出 及 P UI 推出有多个副线圈时， U1I 1 U2I 2 U3I 3 UnI n。 4. 几种常用的变压器 （1 ） 自耦变压器调压变压器 （2 ） 互感器 16 电 压 互感器：用来把高电压变成低电压。电流互 感器：用来把大电流变成小电流。 二、远距离输电 1 输电过程（如图 2 所示） 2 输电导线上的能量损失：主要是由输电线的电阻发热产生的，表达式为 Q I 2Rt 。 图 2 3电压损失 （1 ） U U U
17、； （ 2） U IR 4. 功率损失 17 2 P 2 （1 ） P P P； （ 2） P I R U R 5. 输送电流 P （1 ） I U； （ 2） I U U R 。 一、互感器 电压互感器和电流互感器，比较如下： 电压互感器 电流互感器 原理图 原线圈的连接 并联在高压电路中 串联在待测高流电路中 副线圈的连接 连接电压表 连接电流表 互感器的作用 将高电压变为低电压 将大电流变成小电流 利用的公 式 18 U 1 n1 U 2 n2 I 1n1=I 2 n2 二、理想变压器的动态分析 1. 解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法 （1 ） 分 清 不 变 量 和 变
18、量 ， 弄 清 理 想 变 压 器 中 电 压 、 电 流 、 功 率 之 间 的 联 系 和 相 互 制 约 关 系 ， 利 用 闭 合 电路欧 姆定律，串、并联电路特点进行分析判定； （2 ） 分析该类问题的一般思维流程是： 2. 常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。 （1 ） 匝数比不变的情况 U 1 U1 不变，根据 U 2 n1 ，输入电压 U1 决定输出电压 U2，不论负载电阻 R如何变化， U2 也不变； n2 19 2 当负载电阻发生变化时， I 2 变化，输出电流 I 2 决定输入电流 I 1， 故 I 1 发生变化； I 2 变化
19、引起 P2 变化，由 P1=P2 知 P1 发生变化。 （2 ） 负载电阻不变的情况 n1 U1 不 变 ， 发 生 变 化 ， U2 变化； n2 R不 变 ， U2 变 化 ， I 2 发生变化； 根据 P2 U 2 和 P1=P2，可以判断 P2 变化时， P1 发生变化， U1 不变时， I 1 发生变化。 R 三、远距离输电相关的细节 1. 理清三个回路 20 图 13 2. 抓住两个联系 （1 ） 理想的升压变压器联系着回路 1 和回路 2， 由变压器原理可得：线圈 1（ 匝数为 n1） 和线圈 2（ 匝数为 U1 n1 I 1 n2 n2）中各个量间的关系是 U2 n2， I 2
20、 n1 ， P1P 2。 （2 ） 理想的降压变压器联系着回路 2 和回路 3， 由变压器原理可得：线圈 3（ 匝数为 n3） 和线圈 4（ 匝数为 U3 n3 I 3 n4 n4）中各个量间的关系是 3. 掌握一个守恒 U4 n4， I 4 n3 ， P3P 4。 能量守恒关系式 P1 P 损 P3 1 如图所示，一个匝数为 N=100 匝，电阻不计的线框以固定转速 50r/s 在匀强磁场中旋转，其产生的交流 电通 过一匝数比为 n1：n 2=10： 1 的理想变压器给阻值 R=20 的电阻供电，已知电压表的示数为 20 V， 从图 21 示位置开始计时，则下列说法正确的是 A. t =0
21、时刻线框内的电流最大 B. 变压器原线圈中电流的有效值为 10 A C 穿过线框平面的最大磁通量为 Wb D 理想变压器的输入功率为 10 W 【答案】 C 【解析】 A、 t =0 时刻为中性面位置，故感应电动势为零，故感应电流为零，流过线圈的电流为零，故 A 错误； B、副线圈中的电流 ，根据电流与匝数成反比， ，原线圈中电流的有效值 ，故 B 错误； C、根据电压与匝数成正比，原线圈两端的电压 U1 200V，角速度 =2n=100 rad/s ，线圈产生最大感 应 电动势 ，而 Em=NB，则最大磁通量 , 故 C 正确； D、理想变压器输出功率 ，输入功率等于输出功率，所以变压器的输
22、入功率为 20W， 故 D 错误； 故选 C. 2 矩形线框与理想电流表、理想变压器、灯泡连接电路如图甲所示灯泡标有“ 36 V 40 W”的字样且阻 值可以视作不变， 变压器原、 副线圈的匝数之比为 21， 线框产生的电动势随时间变化的规律如图乙所示 则 下列说法正确的是（ ） 22 A 图乙电动势的瞬时值表达式为 e 36 sin （t ）V 23 B 变压器副线圈中的电流方向每秒改变 50 次 C 灯 泡 L 恰 好 正 常 发 光D 理想变压器 输入功率为 20 W 【答案】 D 【解析】 根据交流电的图像确定交流电瞬时值表达式；交流电的方向一周改变 2 次；根据变压器匝数比求 解次级
23、电压从而判断灯泡的发光情况；变压器的输入功率等于输出功率 . A. 由乙图可知，周期为 0.02s ，交流电的圆频率： ，故原线圈输入电压的瞬时值表达式 为 =72 sin100 t （V ） ， 故 A 错误； B. 交流电的频率为 50Hz， 在一个周期内电流方向改变 2 次，可知变压器副线圈中的电流方向每秒改变 100 次，选项 B 错误； C. 变压器初级电压有效值为 ，由原副线圈的匝数比为 2:1 可知，次级电压为 18 V， 则灯 泡 L 不能正常发光，选项 C 错误； D. 灯泡电阻为 ，次级功率： ，则理想变压器输入功率为 20W，选项 D 正确； 故选 D. 3 如图所 示，
24、理想变压器的原线圈接在一个交流电源上，交流电压瞬时值随时间变化的规律 为 u=220 sin100 t （V ） ， 副 线 圈 所 在 电 路 中 接 有 灯 泡 、 电 动 机 、 理 想 交 流 电 压 表 和 理 想 交 流 电 流 表 。 已 知 理想变压器原、副线圈匝数比为 10： 1， 灯泡的电阻为 22，电动机内阻为 1，电流表示数为 3A， 各用 电器均正常工作。则 24 A. 通过副线圈的电流方向每秒钟改变 50 次 B. 电压表示数为 22 V C. 变压器原线圈的输入功率为 66 W D 电动机的输出功率为 40W 【答案】 D 【解析】 每个周期内电流方向改变两次；电
25、压表测量的是副线圈的电压有效值，根据原线圈交流电压随时 25 M 2 间变化的规律求出原线圈电压的有效值，再利用求出电压表的示数；变压器的输入功率等于副线圈的输出功率， 计算副线圈总的输出功率就能得出变压器的输入功率；电动机的输出功率等于电动机的输入功率减去发热功率， 分别计算即可； A. 交流电的频率 f=100 /2 =50Hz， 每个周期内电流方向改变两次，所以通过副线圈的电流方向每秒钟改 变 100 次，故 A 错误； B. 已 知 交 变 电 压 瞬 时 值 随 时 间 变 化 的 规 律 为 u=220 sin100 t （ V） ， 则 原 线 圈 电 压 的 有 效 值 为 U
26、1=220 / V=220V， U1： U2=n1： n2， 解 得 U2=22V， 故 电 压 表 示 数 为 22V， 故 B 错误； C. 副线圈的输出功率 P2=U2I 2=223W=66W，变压器输入功率等于输出功率，也是 66W，故 C 错误； D. 通过电灯泡的电流 I 3=U2/R灯 =22/22A=1A，故通过电动机的电流 I M=I - I 3=3- 1=2A， 则电动机的输入功率 P= I U =222=44W，电动机的发热功率 P =I 2 R =4W，故电动机的输出功率为 P- P =44- 4=40W，故 D 正确； 故 选 ： D 4利用如图装置给小 灯泡供电，下
27、列说法正确的是 A 图 示 位 置 穿 过 线 框 的 磁 通 量 的 变 化 率 最 大 B 在 图 示 位 置 线 框 电 流 改 变 方 向 C 用 变 压 器 的 目 的 是 为 了 提 高 输 出 功 率 D 若 灯 泡 亮 度 偏 暗 ， 可 通 过 增 加 原 线 圈 匝 数 来 提 高 灯 泡 亮 度 【答案】 B 【解析】 线框与磁场垂直时，位于中性面，感应电动势为零， 热 内 热 26 根据电压与匝数成正比，电流与匝数成反比， 变压器的输入功率和输出功率相等，逐项分析即可得出结论； AB、 由图可知， 此时线圈和磁场垂直， 线框的磁通量最大， 感应电动势为 0， 线框电流改
28、变方向， 故 B 正确， A 错误； C、变压器只是改变电压和电流，不改变功率和频率，故 C 错误； D、根据 ，要使输出电压变大，可通过减少原线圈匝数，所以若灯泡亮度偏暗，可通过减小原线圈匝 数来 提高灯泡亮度，故 D 错误； 故选 B。 27 5 如下图所示， ab 间接入 u=200 sin100 tV 的交流电源，理想变压器的原副线圈匝数比为 2 1， Rt 为 热敏电阻，且在此时的环境温度下 Rt =2（温度升高时其电阻减小） ，忽略保险丝 L 的电阻，电路中电表均 为 理想电表，电路正常工作，则 A 电压表的示数为 100 V B 保险丝的熔断电流不小于 25A C 原副线圈交流电
29、压的频率之比为 2 1 D若环境温度升高，电压表示数减小，电流表示数减小，输入功率不变 【答案】 B 【解析】 根据变压器初次级的匝数比求解次级电压有效值即为电压表读数；熔断电流是指有效值；变压器 不改变 交流电的频率；环境温度升高，则热敏电阻阻值减小，根据次级电压不变进行动态分析 . ab 端输入电压的有效值为 200V， 由于理想变压器的原副线圈匝数比为 2 1， 可知次级电压有效值为 100V， 即电压表的示数为 100V，选项 A 错误；次级电流有效值为 ，则初级电流有效值 ，则保险丝的熔断电流不小于 25A， 选项 B 正确；变压器不改变交流电压的频率，原副线圈 的交流电压的频率之比
30、为 1 1， 选项 C 错误；若环境温度升高， Rt 电阻减小，但是由于次级电压不变，则 电 压表示数不变，电流表示数变大，次级功率变大，则变压器的输入功率变大，选项 D错误；故选 B. 6 如图，理想变压器原副线圈匝数比为 2:1 ， 原线圈接交流电 u=20 sin100 t（ V） ， 保险丝的电阻为 1 ， 熔断电流为 2 A ，电表均为理想电表则 28 A. 电压表 V 的示数为 14.1V B. 电流表 A1、 A2 的示数之比为 2:1 C. 为了安全，滑动变阻器接入电路的最小阻值为 4 D. 将滑动变阻器滑片向上移动，电流表 A1 的示数增大 29 【答案】 C 【解析】 A、
31、 由 ， 得 U1=20V， 所以电压示数 U2=10 V， A 错误。B 、 由变压器的电流规律 ， 得 ，故 B 错误。 C、当即将达到熔断电流时，副线圈总电阻 ， ，得 ，故 C 正确； D、滑片上移，变阻器接入阻值增大，副线圈电流增大，由 可知，电流表示数 I 1 也增大， D 错误。故选 C。本题主要是考查了变压器的知识；解答本题的关键是知道变压器的电压之比 等 于匝 数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比；知道理想变压器的输出功率决定输 入功率且相等。 7 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1: n 2： n3=3:1:1 ，三个灯泡的规格均相同，此时 L
32、1 的功 率 为 P 假定灯泡的电阻不随电压变化而改变，则下列说注下确的是 A 、L 2 的功率为 B L2 的功率为 C I 1： I 2 3： 1 D I 1： I 2 1： 3 【答案】 B 【解析】A B、 根据变压器电压与匝数的关系可以知道 L2、 L3 两端的电压等于 L1 两端电压的 1/3 ， 根据 知 30 L2、 L3 上的功率为 ，故 A 错，B 对； CD、由于负载不是单个负载，所以电流和匝数不是反比关系，故 CD错误 故选 B 8 矩形图 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，线圈 abcd 的阻值为 ，外接电阻 R的阻值 为 。图甲中理想交流电压表的示
33、数为 18V； 若外电路接一理想变压器，图乙中理想交流电压表的示数 为 10V， 则该理想变压器原、副线圈的距数比为（ ） 31 A B C 3:1 D 9:1 【答案】 B 【解析】 交流发电机的矩形线圈 abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时产生的感应电动 势为 ， 当按图乙接法时 , 电压表示数 , 原线圈的电流强度为 , 则原线圈的输出功率为： ， 设副线圈两端电压为 , 则 , 解得 ， 根据变压器原理可得： ，故 B 正确、 ACD 错误； 故选： B 。 32 9 如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为 21， 原线圈一侧接一输出电压恒为 U1 的正弦交流电源，电阻
34、R1、 R2、 R3、 R4 的阻值相等。下列说法正确的是（ ） A. S 断开时，图中电压 U1U2=21 B. S 断开时， R1 消耗的电功率等于 R2 的 2 倍 C. S 闭 合 后 ， R1、 R3、 R4 消耗的电功率相同 D. S 闭合后， R1 两端电压比 S 闭合前的更小 【答案】 C 33 2 【解析】 A、S 断开时，设原线圈的电流为 I1 ，根据变压器知识课知 I 2 2I1 ，而 ， U 2 I 2 2R ， 可 得 I 1 U1 ， ，故 A 错误。 B、由 P I R 可知 ，故 B 错误。 9R D、 S 闭合后， ， U I 3R U ，联立可知 I I ，
35、 故 D 错 误 。 C、 因 I 2I ，而并 2 2 1 1 2 1 2 7 R 联电路分流可知 ，可得 R1、R 3、 R4 三个电阻流过的电流相同，可知三电阻的功率相同， C 正确。故选 C。 10 小型发电站为某村寨 110 户家庭供电，输电原理如图所示，图中的变压器均为理想变压器，其中降压 变压器的匝数比 n3： n45 0： 1， 输电线的总电阻 R 10。某时段全村平均每户用电的功率为 200W， 该时 段降压变压器的输出电压为 220V。则此时段（ ） A 发电机的输出功率为 22kW B 降压变压器的输入电压为 11kV C 输 电线的电流为 1100A D 输电线上损失的
36、功率约为 8.26W 34 【答案】 B 【解析】 用户总功率为 ，加上输电线上消耗的电功率，所以发电机的输出功率 应大于 22kW， A 错误；降压变压器的输出电压为 220V， 即 ，所以根据 可得降压变压器的输 入电压 ，B 正确；用户端总电流为 ，根据 所以输电 线中的电流为 ，输电线上损失的功率约为 ，C D错误 11 某发电厂的发电机组输出的电压恒为 400 V， 将其通过升压变压器升压后加在输电线上向距离较远的用户端变电 站供电，输电线总电阻为 5， 当输送的电功率恒为 200 kW 时，发电厂提供的电能与用户端消耗 的 电能不相等，二者在一个小时内相差 50 度电，则下列说法正
37、确的是 A. 输电线上损失的功率为 50 W 35 B. 供电端升压变压器的匝数比为 1： 5 C 输电线上损失的电压为 50 V D 若输电功率增大，则输电线上损失的功率将会减小 【答案】 B 【解析】 输电线上损失的功率 ，选项 A 错误； ，解得 U=2000V， 升压变 压器的匝数比为： 40:2000=1:5 ，选项 B 正确；根据 ，解得 ?U=500V， 选项 C 错误；输电电压不变， 若 输电功率变大，则输电电流变大，输电线上损失的功率 变大，选项 D 错误；故选 B. 12 如图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器 T 的原、副线圈匝数分别为 n1、 n2，
38、 在 T 的原线圈两端接入一电压 的交流电源 ，若输送电功率为 P， 输电线的总电阻 为 2r ，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电压为： A B C D 【答案】 C 【解析】 原线圈中有效电压为 ，则其电流为 ，根据理想变压器中线圈中电流之比等于匝数比的倒数， 可知输电线中电流为 ，则输电线损失的电压为 故 C 正确； 故选 C 13 学校外输电线路故障导致全校停电，学校启用校内发电机供电。该发电机的输出电压 ， 通过匝数比为 4 1 的理想变压器给教学楼内若干盏 （2 20V， 40W） 日光灯供电，如图所示，输电线总电阻 r =10，为保证日光灯正常发光，接入电路的日光灯数量为
39、36 （ ） A 66 B 132 C 264 D 330 37 【答案】 C 【解析】 发电机输出的电压的有效值为 ，为了保证日光灯正常发光，应使得副线圈两 端的电压为 220V，根据电压正比匝数公式可知 ，代入数据得 ，解得 ，根据电流反 比匝数公式可得 ，解得 ，设接入电路的日光灯数量为 n， 故 ，解得 ，C 正 确 14 在匀强磁场中，一矩形金属框（电阻不计）绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交 变电动势的图像如图乙所示，将此金属框产生的交流电输入图丙中理想变压器的原线圈上，变压器的原、 副线圈 匝数比为 2 1， 则 A. 通过电阻 R 的电流方向每秒改变 50 次
40、B. t=0.015s 时金属框位于中性面处 C. t=0.01s 时电压表示数为零 D. 通过金属框的最大磁通量为 Wb 【答案】 D 38 【解析】 A、由乙图可知，该交流电的周期为 0.02s ，频率为 50Hz， 而变压器变压的过程中，并不改变交流电频率 的 大 小，故通过电阻 R 的交变电流频率也为 50Hz，该电流方向每秒改变 100 次， A 错误； B、 t=0.015s 时，瞬时感应电动势最大， 故此时金属框两条边正垂直切割磁感线， 其所在平面和中性面垂直， B 错误； C、电压表的示数是副线圈电压的有效值 ，故电压表示数不为零，且保持不变， C错误； D、由题意可知， ，本
41、题中 N=1 匝， ，故 ， D 正确。 故本题选 D。 15 家庭电路中的保险丝烧断了，下列做法中正确的是（ ） 39 A用钢丝代换 B为了保险， 选择尽量粗的保险丝代换 C 选 择 额 定 电 流 稍 小 于 电 路 中 最 大 正 常 工 作 电 流 的 保 险 丝 代 换 D 选 择 额 定 电 流 等 于 或 稍 大 于 电 路 中 最 大 正 常 工 作 电 流 的 保 险 丝 代 换 【答案】 D 【解析】 选择保险丝的原则：保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工作时的最大电流注意：千万不要用 钢丝代替保险丝，钢丝的熔点比较高，电路中电流过大时，产生的较多的热量，不能达到钢丝的
42、熔点，在电流过 大时不能自动切断电源，不能起到保险的作用 千万不要用钢丝代替保险丝，不安全，故 A 错误。选择保险丝时，如果选择太细的保险丝，相同条件下， 保 险丝越细，电阻越大，产生的电热越多，很快达到细保险丝的熔点，电路将无法正常工作；如果选择太 粗的保险丝，在电路中电流过大时，相同条件下保险丝越粗，电阻越小，产生的热量越小，不能达到粗保 险丝的熔点，不能熔断，不能起到保险是作用，故 B 错误；保险丝的额定电流等于或稍大于电路中正常工 作 时的最大电流。故选项 C 错误，选项 D 正确。故选 D。 162018 年 4 月 15 日，中国国际小家电展览会在广州拉开帷幕，家电展上有些国家家用
43、电器的额定电压和 我 国 是 不 同 的 ， 例 如 美 国 家 用 电 器 不 能 直 接 接 到 220V 的 照 明 电 路 上 ， 可 以 接 到 交 变 电 压 是 u=110 sin120 t （V ） 的 电 源 上 使 用 ， 交 变 电 压 是 由 矩 形 线 圈 在 匀 强 磁 场 中 匀 速 转 动 产 生 的 ， 下 列 说 法 正 确的是 A. 用电压表测该电压其示数为 110 V B. 电流方向每秒改变 60 次 C. 交流电的频率为 60Hz，当 t=0.1s 时 u=110 V D. 将该电压加在 110 的电阻两端，则该电阻消耗的电功率为 110W 【答案】
44、D 【解析】 解：由表达式可知，该交流电的频率为 f=60Hz ，电压 最大值为 40 A、电压表读有效值为 ，故 A 错误； B、一个周期内电流改变 2 次，故 1s 内改变的次数为 602=120 次，故 B 错误； C、电压表测量的是有效值，任何时刻读数均为 110V， C错误； D、消耗的功率为 ，故 D 正确； 17 如图所示，变频交变电源的频率可在 20Hz 到 20 kHz 之间调节，在某一频率时， A1、A 2 两只灯泡的炽热 41 程度相同则下列说法中正确的是 A如果将电源频率增大， A1 炽热程度加强、 A2 炽热程度加强 B如果将电源频率增大， A1 炽热程度加强、 A2
45、 炽热程度减弱 C如果将电源频率减小， A1 炽热程度减弱、 A2 炽热程度减弱 D如果将电源频率减小， A1 炽热程度加强、 A2 炽热程度减弱 【答案】 B 【解析】 二个支路电压相同，当交流电频率变大时，电感的感抗增大，电容的容抗减小，所以流过 A1 灯 泡 所在支路的电流变大， 流过灯泡 A2 所在支路的电流变小。 故灯泡 A1 变亮，灯泡 A2 变暗， 即 A1 炽热程度加强、A 2 炽 热程度减弱，故 A 错误， B 正确；当交流电频率变小时，电感的感抗减小，电容的容抗增大，所以流过 A1 泡 所 在 支 路 的 电 流 变 小 ， 流 过 灯 泡 A2 所 在 支 路 的 电 流
46、 变 大 。 故 灯 泡 A1 变 暗 ， 灯 泡 A2 变 亮 ， 即 A1 炽 热 程 度 减 弱 、 A2 炽 热 程 度 加 强 ； 故 CD错 误 。 故 选 B。 18 如 图 所 示 ， A， B，C 为 三 个 相 同 的 灯 泡 ， a、 b、 c 为与之串联的三个元件， 为直流电源， 为交流电源 . 当 开 关 S 接 “ 1”时 ， A、 B 两灯均正常发光， C 灯 不 亮 ； 当 开 关 S 接 “ 2”时 ， A 灯 仍 正 常 发 光 ， B 灯 变 暗 ， C 灯 正 常 发 光 . 由 此 可 以 判 断 a、 b、 c 可能分别为（ ） A. a 组件是电阻
47、， b 组件是电感器， c 组件是电容器 42 B. a 组件是电感器， b 组件是电阻， c 组件是电容器 C. a 组件是电容器， b 组件是电感器， c 组件是电阻 D. a 组件是电阻， b 组件是电容器， c 组件是电感器 【答案】 A 【 解 析 】 根 据 题 意 , 当 开 关 S 接 “ 1”直 流 电 源 时 ,A 、 B 两 灯 均 正 常 发 光 ,C 灯 不 亮 ; 当接“ 2”交流电源时 ,A 灯仍正常发光 , 说明 a 对交流电和直流电的影响相同 , 则 a 为电阻 ,c 为电容器 ; B 灯变暗 , 说明对 交流电的阻碍作用比直流电阻碍作用大 , 则 b 为电感
48、器 ; 由以上的分析可以知道 ,A 正确,BCD 错误 43 故选 A。 1. 某水电站，用总电阻为 2.5 的输电线输电给 500km 外的用户，其输出电功率是 310 6 kW。 现 用 500kV 电压输电，则下列说法正确的是： A 输电线 上输送的电流大小为 210 5A B 输电线上由电阻造成的损失电压为 15kV C 若改用 5kV 电压输电，则输电线上损失的功率为 9108kW D输 电线上损失的功率为 ?P=U2/r ，U 为输电电压， r 为输电线的电阻 【答案】 B 【解析】 试题分析：已知输送的电功率和输电电压，根据 求出输电线上的电流；根据 求出输电 线上损失的电功率 由 P=IU 得输电线上输送的电流 ，由 U=Ir 得输电线路上的电压损失 ，输电线上损失的功率为 ，输电
