2019高考物理二輪復(fù)習(xí) 專題四 電路與電磁感應(yīng) 第1講 直流電路與交流電路學(xué)案.docx

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第1講　直流電路與交流電路 [做真題明考向]　　　　　　　　　　　　　　　　　　真題體驗(yàn)　透視命題規(guī)律 授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第54頁 [真題再做] 1．(2018高考全國(guó)卷Ⅲ，T16)一電阻接到方波交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q方；若該電阻接到正弦交流電源上，在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q正．該電阻上電壓的峰值均為u0，周期均為T，如圖所示．則Q方∶Q正等于(　　) A．1∶　　　　　　　 B.∶1 C．1∶2 D．2∶1 解析：由有效值概念知，一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生熱量Q方＝＋＝T，Q正＝T＝T＝T，故知Q方∶Q正＝2∶1. 答案：D 2.(2016高考全國(guó)卷Ⅰ，T16)一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3Ω、1Ω和4Ω，為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定．當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為(　　) A．2 B．3 C．4 D．5 解析：設(shè)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為n，開關(guān)斷開時(shí)，電路如圖甲所示，原、副線圈的電流比＝＝，通過R2的電流I2＝nI，根據(jù)變壓器的功率關(guān)系得，UI－I2R1＝(nI)2(R2＋R3)；開關(guān)閉合時(shí)，電路如圖乙所示，原、副線圈的電流比＝＝，通過R2的電流I2′＝4nI，根據(jù)功率關(guān)系有U4I－(4I)2R1＝(4nI)2R2，聯(lián)立以上兩式并代入數(shù)據(jù)解得n＝3，選項(xiàng)B正確． 答案：B 3．(2016高考全國(guó)卷Ⅱ，T17)阻值相等的四個(gè)電阻、電容器C及電池E(內(nèi)阻可忽略)連接成如圖所示電路．開關(guān)S斷開且電流穩(wěn)定時(shí)，C所帶的電荷量為Q1；閉合開關(guān)S，電流再次穩(wěn)定后，C所帶的電荷量為Q2.Q1與Q2的比值為(　　) A. B. C. D. 解析：S斷開時(shí)等效電路如圖甲所示． 　　 電容器兩端電壓為U1＝R＝E； S閉合時(shí)等效電路如圖乙所示． 電容器兩端電壓為U2＝R＝E， 故由Q＝CU得＝＝，故選項(xiàng)C正確． 答案：C 4.(多選)(2016高考全國(guó)卷Ⅲ，T21)如圖，M為半圓形導(dǎo)線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導(dǎo)線框，圓心為ON；兩導(dǎo)線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁場(chǎng)方向垂直于紙面．現(xiàn)使線框M、N在t＝0時(shí)從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時(shí)針勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則(　　) A．兩導(dǎo)線框中均會(huì)產(chǎn)生正弦交流電 B．兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的周期都等于T C．在t＝時(shí)，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等 D．兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，兩導(dǎo)線框中感應(yīng)電流的有效值也相等 解析：兩導(dǎo)線框勻速轉(zhuǎn)動(dòng)切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小不變，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；導(dǎo)線框的轉(zhuǎn)動(dòng)周期為T，則感應(yīng)電流的周期也為T，選項(xiàng)B正確；在t＝時(shí)，切割磁感線的有效長(zhǎng)度相同，兩導(dǎo)線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)相等，選項(xiàng)C正確；M導(dǎo)線框中一直有感應(yīng)電流，N導(dǎo)線框中只有一半時(shí)間內(nèi)有感應(yīng)電流，所以兩導(dǎo)線框的電阻相等時(shí)，感應(yīng)電流的有效值不相等，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：BC [考情分析] ■命題特點(diǎn)與趨勢(shì)——怎么考 1．從近幾年高考試題可以看出以下特點(diǎn)：應(yīng)用串、并聯(lián)電路規(guī)律，閉合電路歐姆定律及部分電路歐姆定律進(jìn)行電路動(dòng)態(tài)分析，穩(wěn)態(tài)、動(dòng)態(tài)含電容電路的分析，電路故障的判斷分析，交變電流的產(chǎn)生及“四值”，多以選擇題形式出現(xiàn)．變壓器的原理，電壓比、電流比及功率關(guān)系，變壓器的動(dòng)態(tài)分析是考查的重點(diǎn)，題型以選擇題為主． 2．2019年高考題會(huì)以部分電路歐姆定律與閉合電路歐姆定律的應(yīng)用為主線，重點(diǎn)考查電路的動(dòng)態(tài)分析與功率的計(jì)算；與日常生活、生產(chǎn)相聯(lián)系的交變電流規(guī)律、遠(yuǎn)距離輸電也可能會(huì)成為新命題點(diǎn)． ■解題要領(lǐng)——怎么做 1．理解串、并聯(lián)電路的特點(diǎn)，閉合電路歐姆定律的含義．理解交變電流的“四值”含義和變壓器、遠(yuǎn)距離輸電的原理． 2．掌握以下應(yīng)考技法 (1)程序法；(2)等效法；(3)分析推理法；(4)守恒法． [建體系記要點(diǎn)]　　　　　　　　　　　　　　　　　　知識(shí)串聯(lián)　熟記核心要點(diǎn) 授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第55頁 [網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建] [要點(diǎn)熟記] 1．閉合電路歐姆定律 (1)閉合電路的歐姆定律：I＝. (2)路端電壓與電流的關(guān)系：U＝E－Ir. (3)路端電壓與負(fù)載的關(guān)系： U＝IR＝E＝E，路端電壓隨外電阻的增大而增大，隨外電阻的減小而減?。? 2．正弦式交變電流的“四值” (1)最大值Em＝NBSω. (2)瞬時(shí)值e＝NBSωsin ωt.(從中性面開始計(jì)時(shí)) (3)有效值：正弦式交變電流的有效值E＝；非正弦式交變電流的有效值必須根據(jù)電流的熱效應(yīng)，用等效的思想來求解． (4)半個(gè)周期內(nèi)的平均值：＝，常用來計(jì)算通過電路的電荷量． 3．理想變壓器的基本關(guān)系式 (1)功率關(guān)系：P入＝P出． (2)電壓關(guān)系：＝. (3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)，＝. [研考向提能力]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　考向研析　掌握應(yīng)試技能 授課提示：對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第55頁 考向一　直流電路的動(dòng)態(tài)分析 直流電路動(dòng)態(tài)分析的3種常用方法 (1)程序法 遵循“局部—整體—部分”的思路，按以下步驟分析： (2)結(jié)論法——“串反并同” ①“串反”：指某一電阻增大(減小)時(shí)，與它串聯(lián)或間接串聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將減小(增大)． ②“并同”：指某一電阻增大(減小)時(shí)，與它并聯(lián)或間接并聯(lián)的電阻中的電流、兩端電壓、電功率都將增大(減小)． (3)極限法 因變阻器滑片滑動(dòng)引起電路變化的問題，可將變阻器的滑片分別滑至兩個(gè)極端，使電阻最大或電阻為零去討論． 1．(多選)在如圖所示的電路中，電源內(nèi)阻不可忽略，閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端滑向b端的過程中，以下說法正確的是(　　) A．電源內(nèi)阻消耗的功率一定增大 B．電源內(nèi)阻消耗的功率一定減小 C．電源的輸出功率一定減小 D．電源的輸出功率可能減小 解析：閉合開關(guān)后，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端滑向b端的過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路中的電阻增大，所在支路的電阻增大，外電路電阻增大，電源輸出電流減小，電源內(nèi)阻消耗的功率Pr＝I2r一定減小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)電源輸出功率最大的條件可知，當(dāng)外電路電阻等于電源內(nèi)阻時(shí)，電源輸出功率最大．當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片P由a端滑向b端的過程中，電源的輸出功率可能減小，選項(xiàng)D正確，C錯(cuò)誤． 答案：BD 2．如圖所示，平行金屬板中帶電質(zhì)點(diǎn)P處于靜止?fàn)顟B(tài)，不考慮電流表和電壓表對(duì)電路的影響．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，則(　　) A．電壓表示數(shù)增大　 B.電流表示數(shù)減小 C．質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng) D．R1上消耗的功率逐漸減小 解析：由題圖可知，滑動(dòng)變阻器R2與R3并聯(lián)后與R1串聯(lián)，電容器與R3并聯(lián)．當(dāng)滑動(dòng)變阻器R2的滑片向b端移動(dòng)時(shí)，R2接入電路的阻值減小，則電路中總電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流增大，路端電壓減小，R1兩端的電壓增大，可知并聯(lián)部分的電壓減小，電壓表讀數(shù)減小，故A錯(cuò)誤；并聯(lián)部分電壓減小，流過R3的電流減小，而電路中總電流增大，故流過R2的電流增大，即電流表示數(shù)增大，故B錯(cuò)誤；因電容器兩端電壓減小，板間場(chǎng)強(qiáng)減小，質(zhì)點(diǎn)受到的向上電場(chǎng)力減小，故質(zhì)點(diǎn)P將向下運(yùn)動(dòng)，故C正確；因通過R1的電流增大，由P＝I2R可知，R1上消耗的功率增大，故D錯(cuò)誤． 答案：C 3．(多選)(2018百校聯(lián)盟四月聯(lián)考)在如圖所示的電路中，電源電動(dòng)勢(shì)為E，內(nèi)阻為r，D為理想二極管(具有單向?qū)ㄗ饔?，R1為定值電阻，C為電容器，電壓表和電流表均為理想電表，S1、S2均斷開，則下列說法正確的是(　　) A．僅閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，電壓表、電流表示數(shù)均變大 B．僅閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，電容器的帶電荷量不變 C．先閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，再閉合S2電容器有放電現(xiàn)象 D．同時(shí)閉合S1、S2，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，定值電阻R1兩端的電壓增大 解析：僅閉合S1，回路中只有R1與R2串聯(lián)，當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑片向右移時(shí)，R2的有效阻值減小，故總電阻減小，根據(jù)閉合電路的歐姆定律得，總電流增大，路端電壓減小，即電壓表示數(shù)減小，電流表示數(shù)增大，因電容器與二極管串聯(lián)，電容器不能放電，故電容器的帶電荷量不變，故A錯(cuò)誤，B正確；先閉合S1，將滑動(dòng)變阻器的滑片向右移，再閉合S2，電容器與R2形成閉合回路，電壓減小，故電容器所帶的電荷量減小，電容器對(duì)外放電，故C正確；同時(shí)閉合S1、S2，二極管與R1并聯(lián)，而二極管的正向?qū)щ姷碾娮铻榱悖蚀藭r(shí)R1被短接，故D錯(cuò)誤． 答案：BC 考向二　交變電流的產(chǎn)生和描述 [典例展示1]　如圖所示，N＝50匝的矩形線圈abcd，ab邊長(zhǎng)l1＝20cm，ad邊長(zhǎng)l2＝25cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.4T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，外力使線圈繞垂直于磁感線且通過線圈中線的OO′軸以n＝3000r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈電阻r＝1Ω，外電路電阻R＝9Ω，t＝0時(shí)線圈平面與磁感線平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里．則(　　) A．t＝0時(shí)感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→b→c→d→a B．從圖示時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝314sin100πt(V) C．線圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功為98.6J D．從圖示位置起到線圈轉(zhuǎn)過90的過程中通過電阻R的電荷量為0.01C [解析]　根據(jù)右手定則，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍→d→c→b→a，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；由轉(zhuǎn)速n＝3000r/min可知線圈的角速度ω＝100π rad/s，圖示位置的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，其大小為Em＝NBl1l2ω，代入數(shù)據(jù)得Em＝314V，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式e＝Emcosωt＝314cos100πt(V)，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T＝＝0.02s，線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，外力做功的大小等于電阻產(chǎn)生的熱量的大小，即W＝I2(R＋r)T＝，代入數(shù)據(jù)得W＝98.6J，選項(xiàng)C正確；從圖示時(shí)刻起到線圈轉(zhuǎn)過90的過程中，通過電阻R的電荷量q＝＝＝，代入數(shù)據(jù)得q＝0.1C，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． [答案]　C (1)有效值計(jì)算的三點(diǎn)注意 ①計(jì)算有效值時(shí)要根據(jù)串聯(lián)電路中，“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解． ②分段計(jì)算電熱，求和得出一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的總熱量． ③利用兩個(gè)公式Q＝I2Rt和Q＝t可分別求得電流有效值和電壓有效值． (2)交變電流“四值”應(yīng)用的三點(diǎn)提醒 ①在解答有關(guān)交變電流的問題時(shí)，要注意電路結(jié)構(gòu)． ②注意區(qū)分交變電流的最大值、瞬時(shí)值、有效值和平均值，其中最大值是瞬時(shí)值中的最大值，有效值是以電流的熱效應(yīng)等效來定義的． ③與電磁感應(yīng)問題一樣，求解與電能、電熱相關(guān)的問題時(shí)，要用有效值，如例題中C項(xiàng)，計(jì)算功，先用有效值計(jì)算熱量；而求解通過導(dǎo)體某橫截面的電荷量時(shí)，要用平均值，如例題中D項(xiàng)． (3)交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式書寫的基本思路(如例題中B選項(xiàng)) ①確定正弦式交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象或由公式Em＝NBSω求出相應(yīng)峰值，其中ω＝＝2πf＝2πn. ②明確線圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式． a．若線圈從中性面開始計(jì)時(shí)，則et圖象為正弦函數(shù)，e＝Emsinωt； b．若線圈從垂直中性面開始計(jì)時(shí)，則et圖象為余弦函數(shù)，e＝Emcosωt. 4．(2018湖北武漢高中畢業(yè)生調(diào)研)如圖所示，豎直長(zhǎng)導(dǎo)線通有恒定電流，一矩形線圈abcd可繞其豎直對(duì)稱軸O1O2轉(zhuǎn)動(dòng)．當(dāng)線圈繞軸以角速度ω沿逆時(shí)針(沿軸線從上往下看)方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．t＝0時(shí)，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B．0～時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda C．t＝時(shí)，線圈的磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)也為零 D．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變一次 解析：由右手定則可知，直導(dǎo)線右側(cè)的磁場(chǎng)方向垂直紙面向外，則t＝0時(shí)，線圈中的磁通量最大，磁通量的變化率最小，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；0～時(shí)間內(nèi)，線圈轉(zhuǎn)過90角，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流方向?yàn)閍bcda，選項(xiàng)B正確；t＝時(shí)，線圈的磁通量為零，由于線圈的ab和cd邊切割磁感線的速度方向與磁場(chǎng)方向不平行，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)不為零，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電流方向改變兩次，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 5．(2018湖南永州高三下學(xué)期第三次模擬)邊長(zhǎng)為a的N匝正方形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線且與線圈在同一平面內(nèi)的對(duì)稱軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，轉(zhuǎn)速為n，線圈所圍面積內(nèi)的磁通量Φ隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖所示，圖象中Φ0為已知．下列說法正確的是(　　) A．t1時(shí)刻線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 B．t2時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向發(fā)生變化 C．勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為 D．線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)表達(dá)式為e＝2nNπΦ0sin2πnt 解析：t1時(shí)刻通過線圈的磁通量最大，而磁通量的變化率等于零，故感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，故A錯(cuò)誤；t2時(shí)刻磁通量為零，線圈與磁場(chǎng)平行，磁通量變化率最大，線圈中感應(yīng)電流為最大值，電流不會(huì)改變方向，故B錯(cuò)誤；磁通量與線圈匝數(shù)無關(guān)，所以磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝，故C正確；線圈中瞬時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝2nNπΦ0cos2πnt，故D錯(cuò)誤． 答案：C 6．某小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖如圖所示，其矩形線圈abcd的面積S＝0.03m2，共有10匝，線圈總電阻r＝1Ω，線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，并可繞與磁場(chǎng)方向垂直的固定軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)通過滑環(huán)和電刷與電阻R＝9Ω的外電路相連．在外力作用下線圈以10πrad/s的角速度繞軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列說法中正確的是(　　) A．電阻R的發(fā)熱功率是3.6W B．交流電流表的示數(shù)是0.6A C．用該交流發(fā)電機(jī)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電時(shí)，打點(diǎn)的時(shí)間間隔一定為0.02s D．如果將電阻R換成標(biāo)有“6V　3W”字樣的小燈泡，小燈泡能正常工作 解析：線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)過程中切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝nBSω＝100.0310πV＝6V，則電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝＝6V，根據(jù)閉合電路歐姆定律得電路中的電流I＝＝A＝0.6A，電阻的發(fā)熱功率P＝I2R＝3.24W，A錯(cuò)誤，B正確；交流電的周期T＝＝s＝0.2s，所以用該交流發(fā)電機(jī)給電磁打點(diǎn)計(jì)時(shí)器供電時(shí)，打點(diǎn)的時(shí)間間隔為0.2s，C錯(cuò)誤；如果將電阻換成小燈泡，根據(jù)題意可知小燈泡的電阻RL＝＝12Ω，則電路中的電流I′＝＝A＝0.46A，小燈泡兩端的電壓UL＝I′RL＝5.52V，小燈泡不能正常發(fā)光，D錯(cuò)誤． 答案：B 考向三　變壓器與遠(yuǎn)距離輸電 [典例展示2]　(多選)如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，其中T1、T2為理想變壓器，輸電線電阻可等效為電阻r，燈L1、L2相同且阻值不變．現(xiàn)保持變壓器T1的輸入電壓不變，滑片P位置不變，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，燈L1正常發(fā)光．則下列說法正確的是(　　) A．僅閉合開關(guān)S，燈L1會(huì)變亮 B．僅閉合開關(guān)S，r消耗的功率會(huì)變大 C．僅將滑片P下移，r消耗的功率會(huì)變小 D．僅將滑片P上移，電流表示數(shù)會(huì)變小 [解析]　閉合S，負(fù)載電阻減小，變壓器T2副線圈電流增大，根據(jù)交變電流規(guī)律知，T2原線圈電流增大，即輸電線上電流增大，導(dǎo)線上損耗的電壓U＝Ir增大，損耗的功率P＝I2r增大，T2的輸入電壓U3＝U2－Ir減小，所以U4減小，即燈L1電壓減小，變暗，故A錯(cuò)誤，B正確；僅將滑片P下移，變壓器T1副線圈匝數(shù)增加(n2增加)，根據(jù)＝可知U2變大，由I2U2＝Ir＋I(xiàn)R，I2n3＝I3n4得U2＝I2(r＋R)，因U2變大，r及R不變，則I2變大，即輸電線上電流變大，r消耗的功率會(huì)變大，故C錯(cuò)誤；僅將滑片P上移，同理可得輸電線電流減小，電流表示數(shù)會(huì)變小，所以D正確． [答案]　BD 抓住“兩不變、兩損耗”巧解變壓器與遠(yuǎn)距離輸電問題 (1)“兩不變”的動(dòng)態(tài)分析 ①負(fù)載電阻不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨匝數(shù)比的變化情況，如例題C、D選項(xiàng)中僅移動(dòng)滑片P的位置，用來改變?cè)褦?shù)比． ②匝數(shù)比不變，討論變壓器原、副線圈兩端的電壓、電流、電功率等隨負(fù)載電阻的變化情況，如例題中滑片P位置不變，保證了T1的匝數(shù)比不變，選項(xiàng)A、B中僅閉合開關(guān)S，改變負(fù)載． 不論哪種情況，要注意兩點(diǎn)：一、根據(jù)題意分清變量和不變量；二、弄清“誰決定誰”的制約關(guān)系．對(duì)電壓而言，輸入決定輸出；對(duì)電流、電功(率)而言，輸出決定輸入． (2)“兩損耗”的輸電分析 ①電壓損耗：輸電線上的電阻導(dǎo)致的電壓損耗，UR＝U2－U3＝IRR，如例題中電流變化引起r上電壓變化． ②功率損耗：輸電線上的電阻發(fā)熱導(dǎo)致的功率損耗，PR＝P2－P3＝IR.輸電線上的能量損耗是熱損耗，計(jì)算功率損耗時(shí)用公式PR＝IR或PR＝. 7.如圖所示為原、副線圈匝數(shù)比為n1∶n2＝10∶1的理想變壓器，b是原線圈的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上u1＝220sin100πtV的交變電壓，則下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，電壓表的示數(shù)為22V B．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小 C．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈的輸入功率變小 D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到適當(dāng)位置，有可能實(shí)現(xiàn)調(diào)節(jié)開關(guān)前、后原線圈輸入功率相等 解析：當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，原線圈匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為10∶1，原線圈兩端的輸入電壓的有效值為220V，根據(jù)變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系，可知副線圈輸出電壓的有效值為22V，電壓表示數(shù)為22V，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，在滑動(dòng)變阻器的滑片P向上移動(dòng)的過程中，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻增大，因?yàn)殡妷罕淼氖緮?shù)不變，故電流表的示數(shù)變小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈匝數(shù)減小為原來的一半，原線圈匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為5∶1，根據(jù)變壓器原、副線圈的電壓關(guān)系，可知副線圈輸出電壓的有效值為44V，輸出電流增大，輸出功率增大，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率，可知原線圈的輸入功率增大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，雖然副線圈輸出電壓的有效值為44V，但若調(diào)節(jié)滑動(dòng)變阻器的滑片到適當(dāng)位置，使副線圈中的電流變?yōu)樵瓉淼模瑒t調(diào)節(jié)開關(guān)前、后副線圈的輸出功率不變，因此實(shí)現(xiàn)了調(diào)節(jié)開關(guān)前、后原線圈輸入功率相等，選項(xiàng)D正確． 答案：D 8．(2018江西贛州中學(xué)高三模擬)在如圖所示的電路中，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1，五個(gè)完全相同燈泡的額定電壓均為U，交流電源的電壓恒定不變．當(dāng)閉合K3、K4而斷開K5時(shí)，燈泡L3和L4恰能正常工作，則以下判斷正確的是(　　) A．當(dāng)閉合K3、K4而斷開K5時(shí)，L1和L2都能正常工作 B．當(dāng)K3、K4、K5都閉合時(shí)，L1和L2都能正常工作 C．當(dāng)閉合K3、K4而斷開K5時(shí)，交流電源的電壓為2U D．當(dāng)K3、K4、K5都閉合時(shí)，L1和L2的功率會(huì)減小 解析：當(dāng)閉合K3、K4而斷開K5，副線圈中的L3、L4能正常工作，則此時(shí)副線圈兩端的電壓為U，則副線圈流過的電流為I2＝，根據(jù)＝，得流過原線圈的電流為I1＝I2＝，L1、L2串聯(lián)，則此時(shí)L1、L2兩端的電壓為UL1＝UL2＝I1RL＝U，即L1、L2能正常工作，根據(jù)＝，得原線圈兩端的電壓為U1＝U2＝2U，則交流電源的電壓為UL1＋UL2＋U1＝4U，故A正確，C錯(cuò)誤；當(dāng)K3、K4、K5都閉合時(shí)，設(shè)此時(shí)副線圈兩端的電壓為U′，則副線圈流過的電流為I2′＝，根據(jù)＝得流過原線圈的電流為I1′＝I2′＝，L1、L2串聯(lián)，則此時(shí)L1、L2兩端的電壓為UL1′＝UL2′＝I1′RL＝，根據(jù)＝得原線圈兩端的電壓為U1′＝U2′＝2U′，則交流電源的電壓4U＝2U′＋3U′，則U′＝U，UL1′＝UL2′＝U，I1′＝，故L1、L2不能正常工作，它們的功率會(huì)增大，故B、D錯(cuò)誤． 答案：A 9．(多選)如圖甲所示的遠(yuǎn)距離輸電示意圖中，變壓器均為理想變壓器．升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶100，其輸入電壓如圖乙所示，遠(yuǎn)距離輸電線的總電阻為100Ω.降壓變壓器右側(cè)部分為一火警報(bào)警系統(tǒng)原理圖，其中R1為一定值電阻，R2為用半導(dǎo)體熱敏材料制成的傳感器，當(dāng)溫度升高時(shí)其阻值變小．電壓表V顯示加在報(bào)警器上的電壓(報(bào)警器未畫出)．未出現(xiàn)火情時(shí)，升壓變壓器的輸入功率為750kW.下列說法正確的是(　　) A．降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為50Hz B．輸電線中的電流為60A C．輸電線路損耗功率為90kW D．當(dāng)傳感器R2所在處出現(xiàn)火情時(shí)，電壓表V的示數(shù)變大 解析：由圖乙知交變電流的周期T＝0.02s，所以降壓變壓器副線圈輸出的交變電流頻率為f＝50Hz，選項(xiàng)A正確；由圖乙知升壓變壓器輸入端電壓有效值為250V，根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比知，副線圈電壓為25000V，所以輸電線中的電流為I＝＝30A，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線損失的電壓為ΔU＝IR＝30100V＝3000V，輸電線路損耗功率為ΔP＝ΔUI＝90kW，選項(xiàng)C正確；當(dāng)出現(xiàn)火情時(shí)，傳感器R2阻值減小，升壓變壓器副線圈兩端電壓U2不變，由I2U2＝IR＋I(xiàn)(R1＋R2)，I2n3＝I3n4，得U2＝I2[R＋(R1＋R2)]，因?yàn)镽2減小，U2不變，則I2增大，輸電線上電壓損失增大，降壓變壓器原、副線圈兩端電壓都減小，且定值電阻的分壓增大，所以電壓表V的示數(shù)變小，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AC 考向四　交變電流的綜合問題 [典例展示3]　(多選)如圖所示為某住宅區(qū)的應(yīng)急供電系統(tǒng)，由交流發(fā)電機(jī)和副線圈匝數(shù)可調(diào)的理想降壓變壓器組成．發(fā)電機(jī)中矩形線圈所圍的面積為S，匝數(shù)為N，電阻不計(jì)，它可繞水平軸OO′在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．矩形線圈通過滑環(huán)連接降壓變壓器，滑動(dòng)觸頭P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓，R0表示輸電線的電阻．以線圈平面與磁場(chǎng)平行時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，下列判斷正確的是(　　) A．若發(fā)電機(jī)線圈某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到圖示位置，變壓器原線圈的電流瞬時(shí)值為零 B．發(fā)電機(jī)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωsin(ωt＋) C．當(dāng)用戶增加時(shí)，為使用戶電壓保持不變，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑動(dòng) D．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí)，變壓器原線圈兩端的電壓將升高 [解析]　若發(fā)電機(jī)線圈某時(shí)刻運(yùn)動(dòng)到圖示位置，線圈的邊C′D′和CD垂直切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流最大，變壓器原線圈的電流瞬時(shí)值最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤．以線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)為計(jì)時(shí)起點(diǎn)，發(fā)電機(jī)線圈感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBSωsin(ωt＋)，選項(xiàng)B正確．當(dāng)用戶增加時(shí)，輸電線中電流增大，輸電線上損失電壓增大，為使用戶電壓保持不變，副線圈輸出電壓應(yīng)該增大，副線圈匝數(shù)應(yīng)該增多，滑動(dòng)觸頭P應(yīng)向上滑動(dòng)，選項(xiàng)C正確．當(dāng)滑動(dòng)觸頭P向下移動(dòng)時(shí)，變壓器副線圈輸出電壓降低，原線圈兩端的電壓不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． [答案]　BC 交變電流綜合問題一般會(huì)與變壓器問題相結(jié)合，常涉及交流電路最大值、有效值、平均值、瞬時(shí)值的計(jì)算，交變電流的圖象及與電磁感應(yīng)、安培力、閉合電路歐姆定律的綜合應(yīng)用等．解答時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)： (1)分清交流電路中“四值”的不同計(jì)算方法和物理意義． (2)學(xué)會(huì)將直流電路、閉合電路歐姆定律及變壓器分析的知識(shí)應(yīng)用在交流電路中． 10．(多選)(2018河南洛陽一模)在如圖所示的含有理想變壓器的電路中，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為20∶1，圖中電表均為理想交流電表，R為光敏電阻(其阻值隨光強(qiáng)增大而減小)，L1和L2是兩個(gè)完全相同的燈泡．原線圈接入如圖乙所示的正弦交流電壓u，下列說法正確的是(　　) A．交流電的頻率為50Hz B．電壓表的示數(shù)為22V C．當(dāng)照射R的光強(qiáng)增大時(shí)，電流表的示數(shù)變大 D．若L1的燈絲燒斷后，電壓表的示數(shù)會(huì)變大 解析：根據(jù)題圖乙所示的正弦交流電壓u隨時(shí)間t變化的圖象可知，交流電的周期為T＝0.02s，頻率為f＝＝50Hz，選項(xiàng)A正確；由正弦交流電壓u隨時(shí)間t變化的圖象可知，電壓最大值為220V，變壓器輸入電壓U1＝220V，根據(jù)變壓器變壓公式可得副線圈輸出電壓，即電壓表讀數(shù)為11V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；當(dāng)照射R的光強(qiáng)增大時(shí)，光敏電阻R的電阻值減小，變壓器輸出電流增大，輸出功率增大，根據(jù)變壓器輸入功率等于輸出功率可知輸入功率增大，電流表的示數(shù)變大，選項(xiàng)C正確；根據(jù)變壓器輸入電壓決定輸出電壓，輸入電壓不變，若L1的燈絲燒斷后，變壓器輸出電壓不變，電壓表的示數(shù)不變，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：AC 11．(多選)(2018寧夏石嘴山高三適應(yīng)性測(cè)試)如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N、電阻不計(jì)的正方形線圈abcd在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞軸OO′轉(zhuǎn)動(dòng)，軸OO′垂直于磁感線，線圈通過兩電刷與含有理想變壓器的電路相連，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1和n2.當(dāng)線圈以恒定的角速度ω轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，下列判斷正確的是(　　) A．當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)變大 B．線圈位于圖示位置時(shí)磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大 C．電壓表V1的示數(shù)等于NBωL2 D．變壓器的輸入與輸出功率之比為1∶1 解析：輸出電壓由輸入電壓及匝數(shù)之比決定，外電阻的變化不會(huì)影響電壓的大小，即當(dāng)可變電阻R的滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電壓表V2的示數(shù)不變，故A錯(cuò)誤；線圈位于圖示位置時(shí)，磁場(chǎng)方向與線圈平面平行，磁通量為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，故B正確；電壓表V1的示數(shù)為有效值，示數(shù)為U1＝＝，故C錯(cuò)誤；理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，故D正確． 答案：BD 12．如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)、匝數(shù)為N、電阻不計(jì)的正方形線圈abcd，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的轉(zhuǎn)軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，制成一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，它與理想變壓器的原線圈連接，變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1∶2，二極管的正向電阻為零，反向電阻無窮大，從正方形線圈處于圖示位置開始計(jì)時(shí)．下列判斷正確的是(　　) A．交流發(fā)電機(jī)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBωL2sinωt B．變壓器的輸入功率與輸出功率之比為2∶1 C．電壓表V示數(shù)為NBωL2 D．若將滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，電流表和電壓表示數(shù)均減小 解析：圖示線圈位置是與中性面垂直的位置，從圖示位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為e＝NBωL2cosωt，A錯(cuò)．理想變壓器的輸入功率與輸出功率相等，B錯(cuò)．原線圈電壓的有效值U1＝NBωL2，由＝得U2＝NBωL2，由于二極管的單向?qū)щ娦?，副線圈中只有半個(gè)周期內(nèi)有電流，設(shè)電壓表示數(shù)為U，根據(jù)有效值的定義得＝T，所以電壓表的示數(shù)U＝NBωL2，C對(duì)．若滑動(dòng)變阻器的滑片向下滑動(dòng)，副線圈的總阻值增大，原線圈電壓不變，副線圈電壓也不變，電壓表示數(shù)不變，由歐姆定律得副線圈的電流變小，原線圈中的電流也變小，電流表示數(shù)變小，D錯(cuò)． 答案：C [限訓(xùn)練通高考]　　　　　　　　　　　　　　　　　　　科學(xué)設(shè)題　拿下高考高分 單獨(dú)成冊(cè)　對(duì)應(yīng)學(xué)生用書第143頁 (45分鐘) 一、單項(xiàng)選擇題 1．如圖所示為一種變壓器的實(shí)物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是(　　) A．這是一個(gè)升壓變壓器 B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多 C．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12V D．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流小 解析：根據(jù)銘牌信息，輸入電壓為220V，輸出電壓為12V，這是一個(gè)降壓變壓器，原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多，選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V時(shí)，副線圈輸出交流電壓12V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負(fù)載時(shí)，根據(jù)變壓器功率關(guān)系，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 2.在如圖所示的電路中，閉合開關(guān)S，將滑動(dòng)變阻器的滑片P緩慢向右移動(dòng)，則下列說法正確的是(　　) A．燈泡L變暗 B．電源內(nèi)部消耗的功率先變大后變小 C．電容器C上的電荷量增加 D．流過R1的電流方向由左向右 解析：滑片P右移，滑動(dòng)變阻器接入電路的電阻減小，由閉合電路歐姆定律可知，電路中總電流增大，故燈泡L變亮，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；電源內(nèi)部消耗的電功率P內(nèi)＝I2r，隨電流的增大，電源內(nèi)部消耗功率一直變大，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由U＝IR可知，燈泡兩端電壓和電源內(nèi)電壓均增大，所以滑動(dòng)變阻器兩端電壓減小，故與滑動(dòng)變阻器并聯(lián)的電容器C兩端電壓減小，由Q＝CU可知，電容器C上的電荷量減少，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；電容器C帶電荷量減少，故電容器C處于放電狀態(tài)，流過R1的電流方向由左向右，D項(xiàng)正確． 答案：D 3.某交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的關(guān)系如圖所示，下列說法正確的是(　　) A．t＝0時(shí)刻發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)線圈位于中性面 B．在1s內(nèi)發(fā)電機(jī)的線圈繞軸轉(zhuǎn)動(dòng)50圈 C．將此交流電接到匝數(shù)比是1∶10的升壓變壓器上，副線圈的電壓有效值為2200V D．將此交流電與耐壓值是220V的電容器相連，電容器不會(huì)被擊穿 解析：由題圖知t＝0時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，線圈位于與中性面垂直的平面，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的周期是0.02s，一個(gè)周期內(nèi)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)1圈，1s內(nèi)有50個(gè)周期，所以線圈轉(zhuǎn)動(dòng)50圈，選項(xiàng)B正確；原線圈電壓的有效值U1＝＝220V，由＝可得，副線圈電壓的有效值為2200V，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；此交流電電壓的最大值為220V，大于220V，所以耐壓值為220V的電容器會(huì)被擊穿，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 4.如圖所示，電阻不計(jì)的單匝矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝100cos100πt(V)．下列說法正確的是(　　) A．當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，磁通量變化率最大 B．該交流電壓的頻率為100Hz C．穿過線圈的磁通量最大值是Wb D．用理想電壓表測(cè)量該電壓，其示數(shù)約為141V 解析：當(dāng)線圈平面與磁感線平行時(shí)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)磁通量變化率最大，A項(xiàng)正確；頻率f＝Hz＝50Hz，B項(xiàng)錯(cuò)誤；感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝100V，根據(jù)Em＝NBSω可知，BS＝＝Wb＝Wb，C項(xiàng)錯(cuò)誤；電壓表測(cè)量的是有效值，則E＝＝100V，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 答案：A 5．(2018高考天津卷)教學(xué)用發(fā)電機(jī)能夠產(chǎn)生正弦式交變電流．利用該發(fā)電機(jī)(內(nèi)阻可忽略)通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P.若發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則(　　) A．R消耗的功率變?yōu)镻 B．電壓表V的讀數(shù)變?yōu)閁 C．電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I D．通過R的交變電流頻率不變 解析：由正弦交流電的產(chǎn)生原理可知，其電動(dòng)勢(shì)的最大值Em＝NBSω，而ω＝2πn，有效值E＝Em，線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則U1＝E變?yōu)樵瓉淼?由＝知U2變?yōu)樵瓉淼?，電壓表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼?，選項(xiàng)B正確；R消耗的功率P＝，故R消耗的功率變?yōu)樵瓉淼模x項(xiàng)A錯(cuò)誤；由P入＝P出得，U1I1＝，故I1變?yōu)樵瓉淼?，即電流表讀數(shù)變?yōu)樵瓉淼模x項(xiàng)C錯(cuò)誤；變壓器不改變交變電流的頻率，故通過R的交變電流頻率變?yōu)樵瓉淼模x項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：B 6.(2015高考全國(guó)卷Ⅰ)一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3∶1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示．設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則(　　) A．U＝66V，k＝　　　　 B.U＝22V，k＝ C．U＝66V，k＝ D．U＝22V，k＝ 解析：設(shè)原線圈中電流為I，由＝知，副線圈中的電流I2＝3I，由題意知副線圈中電阻兩端的電壓U＝3IR，則原線圈回路中R兩端的電壓U′＝IR＝，原線圈兩端的電壓U1＝3U，由閉合電路中電壓關(guān)系可知U1＋U′＝220V，即3U＋＝220V，U＝66V，原線圈回路中電阻消耗的功率P1＝I2R，副線圈回路中電阻消耗的功率P2＝(3I)2R，＝k＝＝，選項(xiàng)A正確． 答案：A 7．(2018四川雅安高三第三次診斷)如圖甲所示，矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，輸出交變電流的電壓隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，經(jīng)原、副線圈匝數(shù)比為1∶10的理想變壓器給一燈泡供電如圖丙所示，燈泡的額定功率為22W．閉合開關(guān)后，燈泡正常發(fā)光，下列說法正確的是(　　) A．t＝0.01s時(shí)穿過線框的磁通量為零 B．變壓器原線圈中電流表示數(shù)為1A C．交流發(fā)電機(jī)的轉(zhuǎn)速為100r/s D．燈泡的額定電壓為220V 解析：由題圖乙可知，當(dāng)t＝0.01s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，則此時(shí)穿過線框回路的磁通量最大，故A錯(cuò)誤；原線圈輸入電壓為有效值為22V，則副線圈的電壓為220V，由P＝UI可知，副線圈電流I2＝＝A＝0.1A，則由＝，求得I1＝1A，故B正確；由題圖乙可知，交流電的周期為0.02s，則轉(zhuǎn)速為n＝＝50r/s，故C錯(cuò)誤；燈泡正常發(fā)光，故額定電壓為220V，故D錯(cuò)誤． 答案：B 二、多項(xiàng)選擇題 8．(2018貴州普通高等學(xué)校招生適應(yīng)性考試)如圖所示，L1、L2、L3為三只完全相同的小燈泡，其中L1接在理想變壓器的原線圈上，L2、L3并聯(lián)在副線圈兩端，三只燈泡均正常發(fā)光．已知輸入端電壓為U，則(　　) A．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1∶2 B．理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2∶1 C．小燈泡額定電壓為 D．小燈泡額定電壓為 解析：設(shè)每只小燈泡的額定電流為I，因并聯(lián)在副線圈兩端的兩只小燈泡均正常發(fā)光，所以副線圈中的總電流為2I，原、副線圈電流之比為1∶2，所以原、副線圈的匝數(shù)之比為2∶1，則有原、副線圈兩端的電壓之比為2∶1，故B正確，A錯(cuò)誤；設(shè)小燈泡的額定電壓為U1，則有副線圈電壓為U1，所以原線圈電壓為2U1，又因?yàn)樵€圈與燈泡串聯(lián)，所以U＝2U1＋U1，解得U1＝，故D正確，C錯(cuò)誤． 答案：BD 9．某溫度檢測(cè)、光電控制加熱裝置原理圖如圖所示．圖中RT為熱敏電阻(隨溫度升高，阻值減小)，用來探測(cè)加熱電阻絲R的溫度，RG為光敏電阻(隨光照強(qiáng)度增大，阻值減小)，接收小燈泡L的光照，除RT、RG外，其他電阻均為定值電阻．當(dāng)R處溫度升高時(shí)(　　) A．L變亮 B．流過R3的電流減小 C．E2的路端電壓增大 D．R的功率減小 解析：當(dāng)R處溫度升高時(shí)，RT阻值變小，左側(cè)回路中的電流變大，L消耗的功率變大，所以L變亮，L的光照強(qiáng)度增大，RG阻值變小，通過R2的電流變大，E2的路端電壓變小，R兩端電壓變小，通過R的電流也變小，所以R消耗的電功率變小，通過R3的電流變大，選項(xiàng)A、D正確． 答案：AD 10．(2018河北衡水一中測(cè)試)如圖所示，理想變壓器原線圈接入正弦交流電，副線圈的匝數(shù)可以通過滑動(dòng)觸頭P調(diào)節(jié)．RT為熱敏電阻，當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值變?。铝姓f法正確的有(　　) A．P向下滑動(dòng)時(shí)，電壓表讀數(shù)變大 B．P向下滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小 C．若環(huán)境溫度升高，變壓器的輸入功率變大 D．若環(huán)境溫度升高，燈泡消耗的功率變小 解析：根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當(dāng)P向下滑動(dòng)時(shí)，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，電壓表讀數(shù)變小，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比可知，當(dāng)P向下滑動(dòng)時(shí)，副線圈的匝數(shù)變小，變壓器的輸出電壓變小，副線圈電流減小，輸出功率變小，根據(jù)輸入功率等于輸出功率可知，原線圈電流也減小，所以電流表讀數(shù)變小，選項(xiàng)B正確；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值會(huì)變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會(huì)變大，變壓器的輸出功率變大，變壓器的輸入功率也變大，選項(xiàng)C正確；當(dāng)環(huán)境溫度升高時(shí)，RT的阻值會(huì)變小，在電壓不變的情況下，副線圈的電流就會(huì)變大，根據(jù)P＝I2R可知燈泡消耗的功率變大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 答案：BC 11．(2018湖南張家界高三第三次模擬)如圖甲所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝200匝，副線圈匝數(shù)n2＝100匝，交流電壓表和交流電流表均為理想電表，兩個(gè)電阻R的阻值均為125Ω，圖乙為原線圈兩端的輸入電壓與時(shí)間的關(guān)系圖象，下列說法正確的是(　　) A．通過電阻的交流電頻率為50Hz B．電壓表的示數(shù)為250V C．電流表的示數(shù)為0.25A D．每個(gè)電阻R兩端電壓最大值為125V 解析：由題圖乙知T＝0.02s，則f＝＝50Hz，變壓器不改變交流電的頻率，所以輸出交流電的頻率仍為50Hz，A正確；由＝可知，電壓表的示數(shù)U2＝U1＝125V，B錯(cuò)誤；根據(jù)歐姆定律可得副線圈中的電流I2＝＝0.5A，又＝，則電流表的示數(shù)I1＝I2＝0.25A，C正確；因?yàn)楦本€圈兩端電壓有效值為125V，故副線圈兩端最大電壓為125V，故副線圈中每個(gè)電阻R兩端電壓最大值為V，D錯(cuò)誤． 答案：AC 12．如圖所示，n匝矩形閉合導(dǎo)線框ABCD處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的水平勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框面積為S，電阻不計(jì)．線框繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，并與理想變壓器的原線圈相連，變壓器副線圈接入一只額定電壓為U的燈泡，燈泡正常發(fā)光．從線圈通過中性面開始計(jì)時(shí)，下列說法正確的是(　　) A．圖示位置穿過線框的磁通量變化率最大 B．燈泡中的電流方向每秒改變次 C．線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝nBSωsinωt D．變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為 解析：圖示位置線框位于中性面，穿過線框的磁通量最大，但是磁通量的變化率為零，A錯(cuò)誤；交流電的周期為T＝，一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，則燈泡中的電流方向每秒改變次，B錯(cuò)誤；交流電的電動(dòng)勢(shì)最大值Emax＝nBSω，則線框中產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為e＝nBSωsinωt，C正確；交流電的有效值為U1＝，則＝＝，D正確． 答案：CD 13.如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T1的原、副線圈匝數(shù)之比為n1∶n2＝1∶10，在T1的原線圈兩端接入一正弦交流電，輸電線的總電阻為2r＝2Ω，降壓變壓器T2的原、副線圈匝數(shù)之比為n3∶n4＝10∶1.若T2的用電設(shè)備兩端的電壓為U4＝200V，用電設(shè)備消耗的電功率為10kW，不考慮其他因素的影響，則(　　) A．T1的副線圈兩端電壓的最大值為2010V B．T2的原線圈兩端的電壓為2000V C．輸電線上損失的電功率為50W D．T1的原線圈輸入的電功率為10.1kW 解析：因?yàn)橛秒娫O(shè)備消耗的電功率為10kW，T2副線圈兩端的電壓為U4＝200V，則流過T2副線圈的電流為I4＝＝＝50A，由變壓器原、副線圈的電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系＝，可得I3＝5A，由＝，可知T2原線圈兩端的電壓為U3＝2000V，B正確；輸電線的電阻分得的電壓為U線＝I32r＝52V＝10V，所以T1副線圈兩端的電壓為U2＝U3＋U線＝(2000＋10)V＝2010V，其最大值為U2m＝2010V，A正確；輸電線上損失的電功率為P損＝I2r＝50W，C正確；由能量守恒定律可知T1副線圈的輸出功率為P出＝(10000＋50)W＝10050W，因此T1原線圈的輸入功率為10050W，D錯(cuò)誤． 答案：ABC 14．如圖所示，電阻不計(jì)的金屬導(dǎo)軌PQ、MN水平平行放置，間距為L(zhǎng)，導(dǎo)軌的P、M端接到匝數(shù)比為n1∶n2＝1∶2的理想變壓器的原線圈兩端，變壓器的副線圈接有阻值為R的電阻．在兩導(dǎo)軌間x≥0區(qū)域有垂直導(dǎo)軌平面的磁場(chǎng)，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝B0sin2kπx(T)，一阻值不計(jì)的導(dǎo)體棒ab垂直導(dǎo)軌放置且與導(dǎo)軌接觸良好．開始時(shí)導(dǎo)體棒處于x＝0處，從t＝0時(shí)刻起，導(dǎo)體棒ab在沿x正方向的力F作用下做速度為v的勻速運(yùn)動(dòng)，則(　　) A．導(dǎo)體棒ab中產(chǎn)生的交變電流的頻率為kv B．交流電壓表的示數(shù)為2B0Lv C．交流電流表的示數(shù)為 D．在t時(shí)間內(nèi)力F做的功為 解析：導(dǎo)體棒ab切割磁感線，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)E＝BLv＝B0Lvsin2kπvt(V)，則產(chǎn)生的交變電流的頻率為kv，A正確；由E＝B0Lvsin2kπvt(V)可知，原線圈所加交變電壓的有效值為U1＝，由＝得U2＝B0Lv，B錯(cuò)誤；因U2＝B0Lv，I2＝，由＝得I1＝，C錯(cuò)誤；依據(jù)能量守恒定律，得WF＝QR＝IRt＝，D正確． 答案：AD