交变电流与变压器章末复习
3-2《交变电流、变压器》第一次月考复习总结
高二物理选修3-2《交变电流、变压器》单元复习【知识梳理】1．交变电流的产生：线圈在匀强磁场中绕_______于磁场的轴匀速转动，产生按_______规律变化的电流。
线圈转至中性面时，穿过线圈的磁通量______，而感应电动势________。
2．表征交变电流的物理量：周期T，频率f，关系_________；峰值：E m、I m、U m；有效值：E、I、U3．交变电流的变化规律：瞬时值表达：e=______________，i=______________，u=____________峰值：E m=__________；有效值与峰值的关系：E=__________，I=____________，U=_____________4．电感电容对交变电流的影响：电感作用：________________________；电容作用：________________________1 / 122 / 125．理想变压器：原理：______________；原副线圈输入输出功率的关系：__________；电压与匝数的关系：_________；电流与匝数的关系：只有一个副线圈时，___________；有多个副线圈时，________________6．远距离输电：导线上的功率损失=∆P _________________；导线上的电压损失=∆U ______________【考点透视】一、交变电流的四值交变电流的四值是指：瞬时值、峰值、有效值、平均值1、瞬时值：反映不同时刻交变电流的大小和方向，正弦交流瞬时值表达式为：t E e m ωsin =，t I i m ωsin =。
应当注意此式必须从中性面开始。
生活中用的市电电压为220V ，其峰值为______V ，频率为____H Z ，所以其电压瞬时值的表达式为u=__________V 。
【例1】有一正弦交流电源，电压有效值U=120V ，频率为f=50Hz向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压和熄灭电压均为U 0=602V ，试估算在一个小时内，霓虹灯发光时间有多长？针对练习1：交流发电机的线圈从平行磁场的位置开始匀速转动，与它并联的电压表的示数为14.1V，那么当线圈转过30°时交流电压的瞬时值为_________V。
高考物理电磁学知识点之交变电流知识点总复习附答案解析(5)
高考物理电磁学知识点之交变电流知识点总复习附答案解析(5)一、选择题1．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为12:10:1n n =，a 、b 两点间的电压为2202u = sin100V πt （），R 为可变电阻，P 为额定电流1A 、用铅锑合金制成的保险丝．为使保险丝中的电流不超过1A ，可变电阻R 连入电路的最小阻值是（ ）A ．2.2ΩB ．2.22ΩC ．22ΩD ．222Ω2．如图甲所示电路，已知电阻21R R R ==，和1R 并联的D 是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A 、B 之间加一个如图乙所示的交变电压（0AB U >时电压为正值）。
则R 2两端电压的有效值为（ ）A ．510VB ．10 VC ．55VD ．102V3．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路,已知定值电阻R 并联的是一个理想交流电压表,D 是理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大).在A 、B 间加一交流电压,瞬时值的表达式为u=20sin100xt （v ）,则交流电压表示数为( )A ．10VB ．20VC ．15VD ．14.1V4．如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。
此交流电流的有效值是（ ）A ．2AB ．3.5AC ．5AD ．2A5．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36VB．原、副线圈中电流之比为55：9C．变压器输入、输出功率之比为55：9D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz6．图甲是某燃气炉点火装置的原理图转换器能将电压恒为3V的直流电压转换转为如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n1、n2。
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3VB．电压表的示数等于10VC．实现点火的条件之一是121500nn<D．实现点火的条件是钢针和金属板紧密接触7．在匀强磁场中，一矩形金属线圈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象如图乙所示，则 ()A．t＝0.005s时线圈平面与磁场方向平行B．t＝0.010s时线圈的磁通量变化率最大C．线圈产生的交变电动势频率为100HzD．线圈产生的交变电动势有效值为311V8．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1n n=，原线圈接入电压2202u tVπ=的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（）t 时，电压表的示数为0A．副线圈中交变电流的频率为100Hz B．0C．电流表的示数先变小后变大D．电流表的示数先变大后变小9．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10 V,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图乙所示，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。
高考物理新电磁学知识点之交变电流知识点总复习含答案(2)
高考物理新电磁学知识点之交变电流知识点总复习含答案(2)一、选择题1．如图所示，理想变压器的原线圈接入110002sin100(V)u t π=的交变电压，副线圈通过电阻r ＝6Ω的导线对“220V ,880W”的电器R L 供电，该电器正常工作．由此可知( )A ．原、副线圈的匝数比为50:1B ．交变电压的频率为100HzC ．副线圈中电流的有效值为4AD ．变压器的输入功率为880W2．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生的热量最大的是（ ）A ．B ．C ．D ．3．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示．产生的感应电动势如图乙所示，则（ ）A ．线框产生的交变电动势有效值为311VB ．线框产生的交变电动势频率为100HzC ．0.01s t =时线框平面与中性面重合t 时线框的磁通量变化率为零D．0.015s4．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路,已知定值电阻R并联的是一个理想交流电压表,D是理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大).在A、B间加一交流电压,瞬时值的表达式为u=20sin100xt（v）,则交流电压表示数为( )A．10V B．20VC．15V D．14.1V5．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高6．如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。
此交流电流的有效值是（）A．3.52A B．3.5A C．5A D．52A7．如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1：2；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V，额定功率为22W；原线圈电路中接有电压表和电流表．现闭合开关，灯泡正常发光．若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则A．U=110V，I=0.2A B．U=110V，I=0.05AC．2V，I=0.2A D．2V，2A8．如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u＝2sin（100πt）V，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的。
交变电流复习2 (1)
3．理想变压器原、副线圈基本量的关系 ①没有能量损失(铜损、铁损)； 理想变压器 ②没有磁通量损失． 功率 关系 电压 关系 原线圈的输入功率等于副线圈的输 出功率，即 P 入＝P 出 原、 副线圈的电压比等于匝数比， 即 U1 n1 ＝ ，与副线圈的个数无关 U2 n2
基 本 关 系
基 本 关 系
规律总结 理想变压器原、副线圈的制约关系 n1 当变压器原、副线圈的匝数比 一定时， n2 电压 输出电压 U2 由输入电压 U1 决定，即 U2＝ 制约 n2U1 ，可简述为“原制约副” n1 制约 n1 当变压器原、副线圈的匝数比 一定，且 关系 n2 电流 输入电压 U1 确定时，原线圈中的电流 I1 n2I2 制约 由副线圈中的输出电流 I2 决定， 即 I1＝ ， n1 可简述为“副制约原”
(2)基本电路图：如图所示．
知识整合 考点一 理想变压器动态分析问题 1.匝数比不变的情况 如图所示：
U1 n1 (1)U1 不变，根据 ＝ ，输入电压 U1 决定输出电压 U2， U2 n2 不论负载电阻 R 如何变化，U2 也不变． (2)当负载电阻发生变化时，I2 变化，输出电流 I2 决定输 入电流 I1，故 I1 发生变化． (3)I2 变化引起 P2 变化，由 P1＝P2，故 P1 发生变化．
方法探究 易错点一 不能正确地分析变压器的动态变化问题 例 1.如图，理想变压器原线圈输入电压 u＝Umsinωt，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( )
解析 变流电表测量的是交变电流的有效值，故选项 A、 B 错误； 根据理想变压器的制约关系， 输入电压决定输出电压， 输入电压 U1 不变， 输出电压 U2 也不变， 故当滑片 P 向下滑动 过程中，电阻变小，输出电流 I2 变大，又因为输出电流决定 输入电流，根据原、副线圈的电流关系，可知输入电流 I1 也 变大，故选项 C 正确，D 错误． 答案 C
交变电流复习提纲PDF.pdf
流的变化的情况，再根据电压不变，来分析其他的元件的电流和电压的变化的情况。
★针对练习 2★（多选）如图所示，（a）是远距离输电线路的示意图．（b）是用户得到的电压
随时间变化的图象·已知降压变压器的匝数比为 10：1．不考虑降压变压器与用户间导线的电
阻．则：
（
）
A．发电机输出交流电的频率是 50Hz B．升压变压器的输出电压为 2200 V C．辅电绕的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小
过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想
交流电表）。设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用 R0 表示，变阻器 R 相当于用户用电
器的总电阻。当用电器增加时，相当于 R 变小，则当用电进入高峰时：
（
）
A．电压表 V1、V2 的读数均不变，电流表 A1、A2 的读数均增大
功率和输出功率相等确定电流关系． （4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同． 2．制约关系 （1）电压：副线圈电压 U2 由原线圈电压 U1 和匝数比决定． （2）功率：原线圈的输入功率 P1 由副线圈的输出功率 P2 决定． （3）电流：原线圈电流 I1 由副线圈电流 I2 和匝数比决定． 3．两种特殊的变压器模型 （1）自耦变压器 高中物理中研究的变压器本身就是一种忽略了能量损失的理想模型，自耦变压器（又称调压器），
可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用．
（2）互感器
分为：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
考点一 理想变压器原、副线圈基本关系的应用 1．基本关系 （1）P 入＝P 出；
高考物理电磁学知识点之交变电流知识点总复习有答案解析(6)
高考物理电磁学知识点之交变电流知识点总复习有答案解析(6)一、选择题1．如图所示，理想变压器的原线圈接在122sin100Vu tπ=（）的交流电源上，副线圈接有10ΩR=的负载电阻，原、副线圈的匝数之比为31∶。
电流表、电压表均为理想电表。
则（）A．电压表的示数为12V B．电流表的示数为0.4AC．变压器输出交流电的周期为50s D．变压器的输入功率为1.6W2．采用220 kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为（）A．55 kV B．110 kV C．440 kV D．880 kV3．在匀强磁场中，一矩形金属线圈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象如图乙所示，则 ()A．t＝0.005s时线圈平面与磁场方向平行B．t＝0.010s时线圈的磁通量变化率最大C．线圈产生的交变电动势频率为100HzD．线圈产生的交变电动势有效值为311V4．如图所示，左右两个电路中，当a、b两端和e、f两端分别接220V的交变电压时，测得c、d两端和g、h两端的电压均为110V．若分别在c、d两端和g、h两端加上110V交变电压，则a、b两端和e、f两端测得的电压将分别是( )A．220V，220V B．220V，110VC．110V，110V D．220V， 0V5．在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器．如下所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是（）A．B．C．D．6．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表为理想电表，R0为定值电阻，在a、b端输入正弦交流电，开关S闭合后，灯泡能正常发光，则下列说法正确的是（）A．闭合开关S，电压表的示数变小B．闭合开关S，电流表的示数变小C．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，灯泡变亮D．闭合开关S后，将滑动变阻器的滑片P向下移，电流表的示数变小7．电风扇的挡位变换器电路如图所示，把它视为一个可调压的理想变压器，总匝数为2400匝的原线圈输入电压u=2202sin100πt(V)，挡位1、2、3、4对应的线圈匝数分别为240匝、600匝、1200匝、2400匝。
高考物理电磁学知识点之交变电流知识点总复习附答案(4)
高考物理电磁学知识点之交变电流知识点总复习附答案(4)一、选择题1．一理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶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R的滑动片。
下列说法正确的是（）A．副线圈输出电压的频率为100HzB．副线圈输出电压的有效值为62VC．P向下移动时，变压器的输出功率增加D．P向下移动时，原、副线圈的电流都减小2．某研究小组成员设计了一个如图所示的电路,已知定值电阻R并联的是一个理想交流电压表,D是理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大).在A、B间加一交流电压,瞬时值的表达式为u=20sin100xt（v）,则交流电压表示数为( )A．10V B．20VC．15V D．14.1V3．采用220 kV高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为（）A．55 kV B．110 kV C．440 kV D．880 kV4．如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。
此交流电流的有效值是（）A．2A B．3.5A C．5A D．2A5．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。
利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。
若发电机线圈的转速变为原来的12，则（）A ．R 消耗的功率变为12P B ．电压表V 的读数变为12U C ．电流表A 的读数变为2I D ．通过R 的交变电流频率不变6．如图所示，两种情况下变压器灯泡L 2、L 3的功率均为P ，且L 1、L 2、L 3为相同的灯泡，匝数比为，则图（a ）中L 1的功率和图（b ）中L 1的功率分别为( )A ．P 、PB ．9P 、C ．、9PD ．、9P7．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10 V ,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图乙所示，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。
交变电流复习课
n3／n4 =U 3／U4 =190 ／11
8Ω
U1=1000V U2
U3
U4 =220V
.
34
U1 ／n1 = U2 ／n2= U3 ／n3 =…=k 理想变压器原副线圈的端电压跟匝数成正比.
当n2＞n1时，U2＞U1，变压器使电压升 高， 这种变压器叫做升压变压器．
当n2＜n1时，U2＜U1，变压器使电压降低， 这种变压器叫做降压变压器．
.
22
思考题：理想变压器原、副线圈的匝数比为 1∶10，当原线圈接在6V的蓄电池两端以后，则 副线圈的输出电压为 【 D 】
.
3
一、交变电流的产生
1、产生：闭合矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直
于磁感线的轴线做匀角速转动时，闭合线圈中就
有交流电产生
线圈平面
L2 L1
与磁感线
垂直位置
L2
开始计时
e=Emsinωt
Em=NBωS
i=Imsinωt
.
u=Umsinω4 t
2、中性面：与磁场方向垂直的平面
特点：
①线圈通过中性面时，穿过线圈的磁通 量最大，但磁通量的变化率为零，感应 电动势为零；
若有两个及以上副线圈时,必须由输入的电 功率 等于输出的电功率计算.
变压器的高压线圈匝数多而通过的电流小，可用较细的导线绕制 低压线圈匝数少而通过的.电流大，应用较粗的导线绕制24
例１.如图所示，有一理想变压器，原线圈 匝数为n1，两个副线圈的匝数分别为n2和n3， 原副线圈的电压分别为U1、U2、U3，电流分别 为I1、I2、I3，两个副线圈负载电阻的阻值未知， 下列结论中，正确的是：( A C D )
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A．电压表的示数为220 V B．电路中的电流方向每秒钟改变50次 C．灯泡实际消耗的功率为484 W D．发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24．2 J
三、变压器问题 一类是变压器工作原理问题；一类是远距离输电问题．对变压
器问题的处理要注意电流、电压与匝数关系并借助能量守恒．
如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b 是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电 表．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬 时值表达式为u＝220sin 100πt(V)．下列说法正确的是 ( D ) A．当单刀双掷开关与a连接时， 电压表的示数为22 V B．当单刀双掷开关与b连接时， 电压表的示数为22 V C．当单刀双掷开关与a连接，滑 动变阻器触头P向上移动的过程中，电压 表的示数不变，电流表的示数变大 D．当单刀双掷开关由a扳向b时(滑动变 阻器触头P不动)，电压表和电流表环，环B与两
根平行光滑导轨相连，导轨上垂直搁置一根导体棒，
导轨部分处于垂直纸面向外的匀强磁场中，当在环A 中通以e＝Emsinωt的交变电流后，棒MN将做何运动？ (导轨电阻不计)
(2009· 福建卷· 16)一台小型发电机产生的电动势随时间变化的 正弦规律图象如图4甲所示．已知发电机线圈内阻为5．0 Ω， 则外接一只电阻为95．0 Ω的灯泡，如图乙所示，则( )D
交变电流与变压器
章末整合
一、交流电的“四值问题” 1．交流电的“四值”是指交变电流的峰值、瞬时值、有效值和
平均值． 2．“四值”的使用 (1)在考虑电容器的耐压值时，应根据交流电的峰值． (2)在研究某一时刻通有交流电的导体受到的安培力时应采用瞬时 值．瞬时值应根据瞬时值表达式计算． (3)求电功、电功率以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用 有效值计算．正弦交流电的有效值为
[答案] 2400
二、交变电流的图象问题
一类是给出图象，求解相关的物理量，另一类是通过计算，
将结果用图象表示出来．
若已知图象应从图象中弄清变化的周期，最大值和t＝0时的 取值等，写出该物理量的数学表达式． 若已知数学表达式，则应确定周期、最大值，t＝0时的取值， 画出该物理量随时间变化的图象．
•
其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算． (4)求一段时间内通过导体横截面的电量时要用平均值
C
有一个正弦交流电源，电压有效值U＝120V，频率f＝50Hz.
向一个霓虹灯供电，若霓虹灯的激光电压和熄灭电压均为U0＝ 试估算在1h内，霓虹灯发光时间为多长？为什么 人眼不能感到这种忽明忽暗的现象？
如图10所示是某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变 压器T1和降压变压器T2向用户供电，已知输电线的总电阻为R，降 压变压器T2的原、副线圈匝数之比为4∶1，降压变压器副线圈两端 交变电压u＝220 根2sin100πt V，降压变压器的副线圈与阻值R0 ＝11 Ω的用电器组成闭合电路，若将变压器视为理想变压器，则下 AC 列说法中正确的是( ) A．降压变压器T2原、副线圈的电压比为4∶1 B．升压变压器T1的输出电压等于降压变压器 T2的输入电压 C．通过R0的电流有效值是20 A D．当R0增大时，输电线损耗的功率也随着增大