高三物理专题训练之 交变电流及理想变压器
2019届高三物理专题训练之交变电流及
理想变压器
典例1. (2019·全国III卷·16)一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。
该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。
则Q方: Q正等于( )
A.1:2
B.2:1
C. 1 : 2
D. 2 : 1
典例2. (2019·全国Ⅰ卷·16)一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。
当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。
该变压器原、副线圈匝数比为()
A. 2
B. 3
C. 4
D. 5
1．如图所示为小型旋转电枢式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。
磁场的磁感应强度B＝2×10－2T，线圈的面积S＝0.02 m2，匝数N＝400 匝，线圈总电阻r＝2 Ω，线圈的两端经集流环和电刷与电
阻R＝8 Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速n＝50
πr/s。
在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是()
A．交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e＝82sin 100t(V)
B．交流电压表的示数为8 V
C．从t＝0时刻开始线圈平面转过30°的过程中，通过电阻的电荷量约为5.7×10－3 C
D．电阻R上的热功率为6.4 W
2．如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为f、电压为U的交流电，副线圈接有光敏电阻R1（光照增强时，光敏电阻阻值减小）、用电器R2。
下列说法正确的是()
A．P位置不动，当光照增强时，变压器的输入功率减小
B．光照强度不变，当滑动触头P向上滑动时，用电器消耗的
功率增大
C．当f减小时，变压器的输入功率减小
D．P位置不动，光照强度不变，当U增大时，用电器消耗的功率增大
3. 如图所示为一自耦变压器，保持电阻R′和输入电压不变，以下说法正确的是()
A．滑片P向b方向移动，滑片Q下移，电流表示数减小
B．滑片P不动，滑片Q上移，电流表示数不变
C．滑片P向b方向移动、滑片Q不动，电压表示数增大
D．滑片P不动、滑片Q上移或下移，电压表示数始终不变
4．如图甲所示电路，已知电阻R1＝R2＝R，和R1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(电压为正值时，U AB>0)。
由此可知()
A．在A、B之间所加的交变电压的周期为2 s
B．在A、B之间所加交变电压瞬时值表达式为u＝202sin 50πt(V)
C．加在R1上电压的有效值为10 V
D．加在R2上电压的有效值为510 V
5. 用同样的交流电分别用甲、乙两个电路给同样的灯泡供电，
结果两个电路中的灯泡均能正常发光，乙图中理想变压器原、
副线圈的匝数比为5 : 3，则甲、乙两个电路中的电功率之比
为()
A. 1 : 1
B. 5 : 2
C. 5 : 3
D. 25 : 9
6．如图甲所示，一理想变压器的原副线圈匝
数之比为n 1 : n 2 =1 : 2，原线圈连接正弦式交流
电源，副线圈连接一个“220 V ，100 W”的白炽
灯泡，灯泡正常发光。
白炽灯泡的伏安特性曲
线如图乙所示。
若将副线圈接上述电源，灯泡
接原线圈，则灯泡的实际功率约为( )
A ．6.25 W B. 11.6 W C. 36.3 W D. 100 W
7. 如图所示，a 、b 两端接在正弦交流电源上，原副线圈回路中A 、B 电阻的阻值相同，原副线圈匝数比为n 1∶n 2，下列说法中正确的是( )
A ．A 、
B 电阻的电流之比为n 1∶n 2
B ．A 、B 电阻的电压之比为n 1∶n 2
C ．A 、B 电阻的功率之比为2221:n n
D ．A 电阻上的电压与原线圈输入电压之比为1 : 1
8．(多选)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为n 1∶n 2＝10∶1，b 是原线圈的中心抽头，S 为单刀双掷开关，定值电阻R 1、R 2均为10 Ω。
在原线圈c 、d 两端加上如图乙所示的交变电压，下列说法正确的是( )
A ．当S 与a 连接后，理想电流表示数为2.2 A
B ．当S 与a 连接后，理想电压表示数为11 V
C ．当S 由a 拨到b 后，副线圈输出电压的频率变为25 Hz
D ．当S 由a 拨到b 后，原线圈的输入功率变为原来的4倍
9．(多选)如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，其电动势为2202sin100πu t ，交流电源电阻为r =10 Ω，定值电阻R 0 =100 Ω与原线圈并联，滑动变阻器R 与副线圈串联，滑动变阻器的最大值为R m = 30 Ω，已知变压器的原副线圈的匝数之比为2 : 1，电流表和电压表均为理想交流电流表。
滑动变阻器的滑动触头由最上端下向下缓慢移动到某位置时，开
关S 分别接a 、b ，电源输出功率相等，下列说法正确的是( )
A ．开关接a 时，电流表的示数为2 A
B ．开关接b 时，电压表的示数为110 V
C ．电源的输出功率相等时，滑动变阻器的阻值可能为R = 25 Ω
D ．副线圈消耗的功率最大时，滑动变阻器的阻值为R = 10 Ω
典例1.【解析】根据题述，正弦交变电流的电压有效值为02，而方波交流电的有效值为u 0，根据焦耳定律和欧姆定律，22U Q I RT T R ==，可知在一个周期T 内产生的热量与电压有效值的二次方成正比，2
2
00::2:12Q Q u == ⎪⎝⎭方正，选项D 正确。
【答案】D
典例2. 【解析】开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比
I I 2＝n 2n 1，通过R 2的电流I 2＝In 1n 2，副线圈的输出电压U 2＝I 2(R 2＋R 3)＝5In 1n 2
，由U 1U 2＝n 1n 2
可得原线圈两端的电压U 1＝5I ⎝⎛⎭⎫n 1n 22，则U ＝U 1＋IR 1＝5I ⎝⎛⎭⎫n 1n 22＋3I ；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比4I I 2′＝n 2n 1
，通过R 2的电流I 2′＝4In 1n 2，副线圈的输出电压U 2′＝I 2′R 2＝4In 1n 2，由U 1′U 2′
＝n 1n 2
可得原线圈两端的电压U 1′＝4I ⎝⎛⎭⎫n 1n 22，则U ＝U 1′＋4IR 1＝4I ⎝⎛⎭⎫n 1n 22＋12I ，联立解得n 1n 2
＝3，选项B 正确。
【答案】B
1．【答案】C
【解析】磁场的磁感应强度B ＝2×10－2 T ，线圈面积S ＝0.02 m 2，匝数N ＝400，线圈总电阻r ＝2 Ω，线圈的转速n ＝50π
r/s ，故ω＝100 rad/s ，交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e ＝NBSωcos ωt ＝82cos 100t (V)，A 项错误；交流电压表显示出的是路端电压有效值，
故示数为E m R 2(R ＋r )
＝6.4 V ，B 项错误；从t ＝0时刻转过30°的过程中，通过电阻的电荷量为q ＝N ΔΦR ＋r ＝42×10－3 C≈5.7×10－3 C ，C 项正确；电阻R 上的热功率P ＝I 2R ＝⎝ ⎛⎭
⎪⎪⎫E m 2R ＋r 2·R ＝5.12 W ，D 项错误。
2．【答案】D
3.【答案】D
4．【答案】D
【解析】由图象可得交流电的周期T ＝0.02 s ，故A 错误；电压最大值为U m ＝20 2 V ，交变电压的瞬时值表达式为u ＝U m sin ωt ＝202sin 2πT
t ＝202sin 100πt (V)，故B 错误；因为是交流电所以应该分两种情况考虑：当A 点电位高于B 点电位时二极管导通即R 1被短路，R 2
电压为电源电压2022
V ＝20 V ；当B 点电位高于A 点电位时二极管截止，R 1、R 2串联分压，即对R 1有U 12R 1T ＝102R 1·T 2，解得U 1＝5 2 V ，对R 2有：U 22R 2T ＝202R 2·T 2＋102R 2·T 2
，解得U 2＝510 V ，故C 错误D 正确。
5.【答案】C
【解析】设灯泡的额定电流为I ，则甲图中电路的功率为P 1=UI ，根据变流比可知，乙图中原线圈中电流为
35I ，乙图中的功率为235
P IU =，因此甲、乙两个电路中的功率之比为5 : 3，C 项正确。
6．【答案】B
7.【答案】C
8．【答案】AD
9．【答案】AC
【解析】开关接a 时，电流表的示数为1102A U I R r ==+，A 正确；根据变压比可得2121n U U n =，
原线圈所在电路中，电源内阻要分压，原线圈输入电压小于220 V ，则U 2小于110 V ，B 错误；电源输出功率相等时，即R 等效至原线圈时阻值等于R 0或等于1 Ω，由2201
()n R R n =可得R = 25 Ω或0.25R =Ω，C 正确；副线圈消耗的功率最大，即电源输出功率最大，即212
()10n R R n ==Ω等效，解得R = 2.5 Ω，D 错误。
高考物理电磁学知识点之交变电流基础测试题及解析
高考物理电磁学知识点之交变电流基础测试题及解析一、选择题1．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5 ：1，V 和R 1、R 2分别是电压表、定值电阻，且R 1＝5R 2．已知ab 两端电压u 按图乙所示正弦规律变化．下列说法正确的是A ．电压u 瞬时值的表达式2202sin10(V)u t π=B ．电压表示数为40VC ．R 1、R 2两端的电压之比为5 ：1D ．R 1、R 2消耗的功率之比为1 ：52．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 kVB ．110 kVC ．440 kVD ．880 kV3．一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U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2，在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中( )A ．U 2>U 1，U 2降低B ．U 2>U 1，U 2升高C ．U 2<U 1，U 2降低D ．U 2<U 1，U 2升高4．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50Hz5．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2202sin100u tV π=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（ ）A ．副线圈中交变电流的频率为100HzB ．0t =时，电压表的示数为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6．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R 、2R 和3R 的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压R 的有效值恒定当开关S 断开时，电流表的示数为I ；当S 闭合时，电流表的示数为4I 。
2020届高考物理冲刺专项训练24 交变电流、变压器 (解析版)
交变电流、变压器一、单选题1．（2020·全国高三专题练习）如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSω sinωtC．当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动D．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高【答案】B【解析】若发电机线圈某时刻处于图示位置，则此时线圈中产生的感应电动势最大，变压器原线圈的电流瞬时值为最大，选项A 错误；发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSωcosωt,选项B错误；当用电量增加时，导线上的电流增加，导线R0上的电压损失变大，为使用户电压保持不变，变压器次级输出电压应该变大，故滑动触头P应向上滑动，选项C正确；变压器原线圈两端的电压是由发电机的输出电压决定的，与滑动端P无关，选项D 错误．2．（2020·长春市第一一五中学高三月考）一台小型发电机与计算机相连接，计算机能将发电机产生的电动势随时间变化的图象记录下来，如图甲所示，让线圈在匀强磁场中以不同的转速匀速转动，计算机记录了两次不同转速所产生正弦交流电的图象如图乙所示.则关于发电机先后两次的转速之比n a∶n b，交流电b的最大值正确的是()A．3∶2V B．3∶2，20 3VC．2∶3V D．2∶3，20 3V【答案】B【解析】由图可知，a的周期为0.4s；b的周期为0.6s，则由n=1T可知，转速与周期成反比，故曲线a、b对应的线圈转速之比为3：2；曲线a表示的交变电动势最大值是10V，根据E m=nBSω得曲线b表示的交变电动势最大值是203V；故B正确，ACD错误．3．（2019·全国高三专题练习）如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e＝sin10πt(V)，则()A．该交变电流的频率为10 HzB．该电动势的有效值为VC．外接电阻R所消耗的电功率为10 WD．电路中理想交流电流表A的示数为1.0 A【答案】D【解析】交流电的频率，故A错误；该电动势的最大值为102V，故B错误；电压有效值为10V，电路中电流为10119I A A==+，外接电阻R所消耗的电功率为29P I R W==，故C错误，D正确．4．（2020·福建省永春美岭中学高三开学考试）现用电压为380V的正弦式交流电给额定电压为220V的电灯供电，以下电路中不可能使电灯正常发光的有（）A．B．C．D．【答案】D【解析】A、电源电压为380V，由于灯泡与滑动变阻器的部分电阻并联再跟部分电阻串联，则灯泡的电压可能为220V，则灯泡可能正常发光．故A正确．B、同理，灯泡与滑动变阻器的部分电阻并联再跟部分电阻串联，则灯泡的电压可能为220V，则灯泡可能正常发光．故B正确．C、因为原线圈的匝数大于副线圈的匝数，则输出电压小于输入电压，可能小于220V，灯泡可能正常发光．故C正确．D、原线圈的匝数小于副线圈的匝数，则输出电压大于输入电压，则灯泡的电压大于380V，则灯泡被烧坏．故D错误．本题选择不可能正常发光的，故选D．5．（2020·四川省泸县五中高三月考）如图为模拟远距离输电的部分测试电路，a、b端接电压稳定的正弦交变电源，定值电阻阻值分别为R1、R2，且R1<R2，理想变压器的原、副线圈匝数比为k且k<1，电流表、电压表均为理想表，其示数分别用I和U表示。
高考物理二轮复习热点训练解析—交变电流和理想变压器
高考物理二轮复习热点训练解析—交变电流和理想变压器1.(2021·广西桂林市秀峰区第一次联合调研)某交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动时，磁通量Φ随时间t 变化的关系如图1所示，则下列说法正确的是()图1A.t ＝0时刻，线圈平面与中性面平行B.1s 内线圈中感应电流方向改变50次C.t ＝0.015s 时刻，线圈中的感应电流最大D.t ＝0.01s 时刻，图像的切线斜率为40πWb/s 答案D解析t ＝0时刻，磁通量为0，则线圈平面与中性面垂直，所以A 错误；由图像可得周期为0.02s ，一个周期内感应电流方向改变2次，则1s 内线圈中感应电流方向改变100次，所以B 错误；t ＝0.015s 时刻，线圈中的磁通量最大，感应电流为0，所以C 错误；t ＝0.01s 时刻，感应电动势最大，图像的切线斜率为感应电动势的大小，有E m ＝ΔΦΔt ，E m ＝BSω＝Φm ω，ω＝2πT ，代入数据解得k ＝Φm ·2πT＝40πWb/s ，所以D 正确。
2.(2021·广西梧州市3月联考)两个相同的电阻，分别通以如图2甲、乙所示的两种交变电流，其中图乙的电流前半周期是直流电，后半周期是正弦式电流，则在一个周期内，甲、乙两种电流在电阻上产生的焦耳热之比等于()图2A.2∶1B.3∶2C.4∶3D.5∶4答案C解析由电流热效应知，在一个周期内，Q 甲＝i 20RT ，Q 乙＝i 20R ×T 2＋R ×T 2＝3i 20RT 4，则Q 甲Q 乙＝43，故选项C 正确。
3.(2021·安徽阜阳市教学质量统测)在图3甲电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1，电压表为理想电表，定值电阻R 1＝0.8Ω、R 2＝2Ω、R 3＝3Ω，变压器原线圈两端a 、b 接正弦交流电源后，通过R 2的电流i 2随时间t 的变化规律如图乙所示。
下列说法正确的是()图3A.通过电阻R 1的电流方向每秒钟改变50次B.变压器的输入电流为2.5AC.电压表的示数为6VD.变压器的输入功率为25W 答案B解析电流的频率f ＝10.02Hz ＝50Hz ，故电流方向每秒钟改变100次，选项A 错误；通过R 2的电流I 2＝322A ＝3A ，R 2两端的电压U 2＝I 2R 2＝6V ，通过R 3的电流I 3＝U 2R 3＝2A ，通过副线圈的电流I ＝I 2＋I 3＝5A ，故通过原线圈的电流I 0＝I2＝2.5A ，选项B 正确；电压表的示数U ＝U 2＋IR 1＝10V ，选项C 错误；变压器的输入功率P 1＝P 2＝UI ＝50W ，选项D 错误。
统考版2021届高考物理二轮复习提升指导与精练19交变电流及理想变压器含解析
交变电流及理想变压器1．对于本知识点，高考中主要是以选择题的形式考查交变电流的形成、交变电流的特征量及变压器的工作原理。
2．注意要点：变压器联系着两个电路——原线圈电路、副线圈电路。
原线圈在原线圈电路中相当于一用电器，副线圈在副线圈电路中相当于电源。
例1．(2018·全国III 卷·19)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。
我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。
假设从A 处采用550 kV 的超高压向B 处输电，输电线上损耗的电功率为∆P ，到达B 处时电压下降了∆U 。
在保持A 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100 kV 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为∆P ′，到达B 处时电压下降了∆U ′。
不考虑其他因素的影响，则( )A ．∆P ′＝14∆PB ．∆P ′＝12∆PC ．∆U ′＝14∆UD ．∆U ′＝12∆U【答案】AD【解析】输电线上损失的功率ΔP ＝(PU)2·r ，损失的电压ΔU ＝P U·r ，当输送电压变为原来的2倍，损失的功率变为原来的14 ，即ΔP ′＝14ΔP ，损失的电压变为原来的12，即ΔU ′＝12ΔU ，故选AD 。
例2．(2020·全国III 卷·20)在图（a ）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V ，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，R 1、R 2、R 3均为固定电阻，R 2＝10 Ω，R 3＝20 Ω，各电表均为理想电表。
已知电阻R 2中电流i 2随时间t 变化的正弦曲线如图（b ）所示。
下列说法正确的是( )A ．所用交流电的频率为500 HzB ．电压表的示数为100 VC ．电流表的示数为1.0 AD ．变压器传输的电功率为15.0 W 【答案】AD【解析】交流电的周期T ＝0.02 s ，则频率f ＝50 Hz ，A 正确；通过R 2电流的有效值为I ＝Im2＝1 A ，R 2两端即副线圈两端的电压，根据欧姆定律可知U 2＝IR 2＝10 V ，根据理想变压器的电压规律U 1U 2＝n 1n 2可知原线圈的电压U 1＝100 V ，电阻R 1两端分压即为电压表示数，即U V ＝U 0－U 1＝120 V ，B 错误；电流表的示数为2A 30.5A U I R ==，C 错误；副线圈中流过的总电流I 2＝I +I A ＝1.5 A ，变压器原副线圈传输的功率P ＝I 2U 2＝15 W ，D 正确。
高考物理专练题交变电流(试题部分)
高考物理专练题交变电流考点一交变电流的产生及描述1.甲图是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为理想交流电流表。
线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。
已知发电机线圈电阻为10Ω,外接一只阻值为90Ω的电阻,不计电路的其他电阻,则()A.电流表的示数为0.31AB.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.在线圈转动一周过程中,外电阻发热约为0.087J答案D2.(2018东北三校联考,9)(多选)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。
线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e=NBSωsinωtB.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ω次πC.线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为NBS2(R+r)D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关答案ABC3.(2020届吉林长春质量监测,6)(多选)如图甲所示为风力发电的简易模型。
在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的磁铁转动,转速与风速成正比。
若某一风速时,线圈中产生的正弦式电流如图乙所示。
下列说法正确的是()A.电流的表达式为i=0.6sin10πt(A)B.磁铁的转速为10r/sC.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为3√2A5答案AD考点二变压器、电能的输送1.(2019广西南宁、玉林、贵港等高三毕业班摸底,16)如图所示,为一变压器的实物图,若将其视为理想变压器,根据其铭牌所提供的信息,以下判断正确的是()A.副线圈的匝数比原线圈多B.当原线圈输入交流电压110V时,副线圈中输出交流电压6VC.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12VD.当变压器输出为12V和3A时,原线圈电流为9√2A55答案B2.(2018江西上饶六校一联)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=220sin100πt(V),通过一个理想电流表,接在一个理想变压器两端,变压器起到降压作用,开关S闭合前后,A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是()A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时,电流表示数变小D.R=√2r答案D方法理想变压器的动态分析1.(多选)如图所示,理想变压器的副线圈接有规格为“44V44W”的灯泡和线圈电阻为r=1Ω的电动机,原线圈上接有u=220√2sin100πt(V)的正弦交流电压,此时灯泡和电动机都正常工作,且原线圈中的理想交流电流表示数为1A,不考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化,则下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1B.电动机的输出功率为176WC.电动机的热功率为16WD.若电动机被卡住,灯泡仍正常发光,则电流表示数将变为9A,此时应立即切断电源答案CD2.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=11∶1,原线圈接u=220√2sin100πt(V)的交流电,电阻R1=2R2=10Ω,D1、D2均为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则副线圈电路中理想交流电流表的读数为()A.3AB.2√5AC.√10AD.√3A答案A3.如图所示为一理想变压器,原线圈接在一输出电压为u=U0sinωt的交流电源两端。
高三物理理想变压器试题答案及解析
高三物理理想变压器试题答案及解析1.有一台内阻为1 Ω的发电机，供给一个学校照明用电，如图所示，升压变压器匝数比为1∶4，降压变压器匝数比为4∶1，输电线的总电阻R="4" Ω，全校共有22个班，每班有“220 V 40 W的电灯6盏，若保证电灯全部正常发光，则不正确的有（）A．发电机输出功率为5280WB．发电机电动势250VC．输电效率是97%D．若想提高输电效率，则可以提高升压变压器匝数比，且同时降低降压变压器匝数比【答案】A【解析】所有电灯正常发光时消耗的功率为P=40×22×6W=5280W=P4，由于灯正常发光时，降压变压器副线圈两端电压U4=220V，用电器总电流为，根据变压器电流与匝数成反比，所以输电线上的电流，导线上损失的电功率：144W，变压器的输入电功率为：，故选项A 错误；降压变压器的次级电压为：，升压变压器初级电压为：226V，升压变压器初级电流：，发电机的电动势：250V，选项B正确；输电效率为：×100％=70％，选项C正确。
若想提高输电效率，则要减少导线上的功率损失，也就是必须要减小输电线上的电流，则可以提高升压变压器匝数比，且同时降低降压变压器匝数比，选项D 正确。
【考点】变压器的计算问题.2.如图所示，一理想变压器原线圈匝数n1＝1000匝，副线圈匝数n2＝200匝，原线圈中接一交变电源，交变电源电压u＝220sin 100πt(V)．副线圈中接一电动机，电阻为11Ω，电流表2示数为1A.电表对电路的影响忽略不计，则()A．此交流电的频率为100HzB．电压表示数为220VC．电流表1示数为5AD．此电动机输出功率为33W【答案】D【解析】原线圈中接一交变电源，交变电源电压，故最大值为，有效值为220V，角频率为100πrad/s，故频率为；变压器不改变频率，此交流电的频率为50Hz，故A错误；电压表测量电压的有效值，为220V，故B错误；根据变流比公式，有：故,解得：，故C错误；根据变压比公式，有：,解得：,电动机的输出功率为：；故D正确；【考点】考查了理想变压器3.图甲所示的变压器原、副线圈匝数比为3:1，图乙是该变压器cd输入端交变电压u的图像，L1、L 2、L3、L4为四只规格均为“9 V，6 W”的相同灯泡，各电表均为理想交流电表, 下说法正确的是A．ab输入端电压的瞬时值表达式为(V)B．电流表的示数为2A，且四只灯泡均能正常发光C．流过灯L2的电流每秒钟方向改变50次D．ab输人端输入功率Pab="18" W【答案】B【解析】由题知，cd的电压瞬时值表达式为，有效值为U1=27V，由得副线圈U2=9V，则L2L3L4均能正常发光，每只灯泡的电流，副线圈电流I2=3×=2A，由得原线圈的电流I1=A，L1也能正常发光，ab输入电压的表达式为,A错，B对；由图象知交流电的周期为0.02s，交流电的频率为50Hz，流过灯L 2的电流每秒钟方向改变100次，C错；ab输人端输入功率Pab=36×=24W，D错，所以本题选择B。
新教材高中物理第3章交变电流与远距离输电习题课交变电流“四值”与理想变压器的动态分析课件鲁科版选择性
第3章
习题课:交变电流“四值”
与理想变压器的动态分析
课堂篇 探究学习
问题一
交变电流“四值”
【情境探究】
如图所示,矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表A组成闭合电路。线
圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,转动的角速度
ω=100π rad/s。线圈的匝数N=100,边长ab=0.2 m、ad=0.4 m,电阻不计。
1 2
则副线圈的电流I2变大,根据 = 可知原线圈的电流变大,即电流表示数
2 1
变大,故D正确。
答案 D
3.小型交流发电机的矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动,产生的感应电
动势与时间的关系是正弦函数。将发电机与一个标有“6 V,6 W”的小灯泡
连接形成闭合回路,不计电路的其他电阻。当线圈的转速为n=5 r/s时,小灯
动,产生的感应电流的最大值为Im,设灯泡的电阻为R,其他电阻不计。从如
图所示位置开始计时,则(
A.电路中电流的最大值
)
2
Im=
B.电路中电流的瞬时表达式为 i=Imsin ωt
m
C.电流表的读数为 2
m 2
D.灯泡的电功率为 2 R
解析 感应电动势的最大值 Em=BL2ω,则电流的最大值
答案 D
解析 变压器的输入电压U1不变,匝数比不变,根据
1 1
= 可知,变压器的输
2 2
出电压U2不变,而电压表测量的就是变压器的输出电压U2,故电压表的示数
不变,故C错误。开关闭合前后,灯泡L1的电压一直等于U2,故灯泡L1的电压
不变,则亮度不变,A、B错误。S闭合后,副线圈的总电阻减小,而电压不变,
rad/s,故电路中电流的瞬时值表达式为i=1.41sin 10πt A,选项C正确。
高考物理一轮复习专题30交变电流与变压器(原卷版+解析)
专题30 交变电流与变压器目录题型一交变电流的产生和描述 (1)类型1 正弦式交变电流的产生及变化规律 (1)类型2 交变电流的有效值的求解 (5)类型3 交变电流“四值”的理解和计算 (7)题型二变压器及其应用 (10)类型1实验：探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系 (10)类型2 变压器基本物理量的分析与计算 (12)类型3 原线圈接入负载电阻的变压器问题分析 (15)类型4 两种特殊的变压器模型 (16)类型4 理想变压器的动态分析 (17)题型三远距离输电模型分析 (20)题型一交变电流的产生和描述【解题指导】1．交变电流的产生往往与交变电流图像结合出题，要能将交变电流的图像与线圈的转动过程一一对应起来，分析电流、电动势、磁通量的变化规律.2.交流电气设备上所标的电压值和电流值、交流电压表和电流表的测量值都是交变电流的有效值，只有正弦式交变电流的峰值才是有效值的2倍．类型1 正弦式交变电流的产生及变化规律1．交变电流的变化规律(线圈在中性面位置开始计时)(1)确定正弦交变电流的峰值，根据已知图像读出或由公式E m＝nωBS求出相应峰值。
(2)明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。
①线圈从中性面位置开始计时，则i－t图像为正弦函数图像，函数表达式为i＝I m sin ωt。
①线圈从垂直于中性面的位置开始计时，则i－t图像为余弦函数图像，函数表达式为i＝I m cos ωt。
【例1】(2022·辽宁丹东市一模)图甲为一台小型发电机的示意图，单匝线圈绕OO′轴转动，若从某位置开始计时，产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示，已知发电机线圈内阻为r，外接灯泡的电阻为9r，下列说法正确的是()A．线圈是从垂直中性面位置开始计时的B．电动势表达式为e＝62sin(50πt) VC．电流方向每秒改变50次D．理想电压表示数为5.4 V【例2】(多选)如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦式交变电流的图像，当调整线圈转速后，其在同一磁场中匀速转动过程所产生正弦式交变电流的图像如图线b所示．下列关于这两个正弦式交变电流的说法中正确的是()A ．在图中t ＝0时刻穿过线圈的磁通量均为零B ．线圈先后两次转速之比为3①2C ．交变电流a 的电动势瞬时值表达式为e ＝10sin (5πt ) VD ．交变电流b 的电动势最大值为203V 【例3】(2022·广东省选择考模拟)风速测速仪的简易装置如图甲所示，某段时间内线圈中感应电流的波形如图乙所示，下列说法正确的是( )A ．若风速变大，图乙中感应电流的周期变大B ．若风速变大，图乙中感应电流的峰值变大C ．图乙中感应电流最大时，风速最大D ．图乙中感应电流随时间变化的原因是风速在变【例3】(2022·北京西城区统测)如图为交流发电机的示意图，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动，发电机的电动势随时间的变化规律为e ＝20sin(100πt ) V 。
高考物理最新电磁学知识点之交变电流技巧及练习题含答案
高考物理最新电磁学知识点之交变电流技巧及练习题含答案一、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．如图所示，面积为S、匝数为N的矩形线框在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴OO′匀速转动，通过滑环向理想变压器供电，灯泡L1、L2、L3均正常发光．已知L1、L2、L3的额定功率均为P，额定电流均为I，线框及导线电阻不计，则（）A．理想变压器原副线圈的匝数比为1：2B．图示位置时穿过线框的磁通量变化率为零C．若灯L1烧断，灯泡L3将变暗D．线框转动的角速度为2P NBSI3．如图所示，单匝闭合金属线框abcd在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为Φm，线框中产生的最大感应电动势为E m，从线框平面与磁场平行时刻（图示位置）开始计时，下面说法正确的是A．线框转动的角速度为mmE Φ B ．线框中的电流方向在图示位置发生变化C ．当穿过线框的磁通量为Φm 的时刻，线框中的感应电动势为E mD ．若转动周期减小一半，线框中的感应电动势也减小一半4．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n 1、n 2。
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121500n n < D ．实现点火的条件是钢针和金属板紧密接触5．如图是交流发电机的示意图，匀强磁场方向水平向右，磁感应强度为B ，线圈ABCD 从图示位置（中性面）开始计时，绕垂直于磁场方向的轴OO ′逆时针匀速转动。
专题10 交变电流和变压器(教师版)2022年新高考物理模拟题分类汇编(第6套)
专题10 交变电流和变压器1．（2021·湖南衡阳市高三二模）图甲为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电加在理想变压器的原线圈上，设变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，当两点火针间电压大于5000V就会产生电火花进而点燃燃气，闭合S，下列说法正确的是（）A．电压表的示数为50VB．在正常点燃燃气的情况下，两点火针间电压的有效值一定大于5000VC．当21200nn=时，点火针每个周期的放电时间大于0.01sD．当21100nn>时，才能点燃燃气【答案】CD【解析】A．由图乙知原线圈电压的最大值为50V，故电压表的示数为有效值即252V，故A错误；B．两点火针间最大电压U2＞5000V25002V2=，故B错误；C．当匝数比为200时，则副线圈电压为50002V，最大值为10000V，根据三角函数关系可知其每个周期放电时间为23T，即0.04s0.01s3>，故C正确；D．根据变压器的变压比得：1122U nU n=，当22 115000100 50n Un U=>=，才能点燃燃气，故D正确。
故选CD。
2．（2021·安徽合肥市高三二模）在图甲所示的电路中，电源电压的最大值为2202V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R1、R2和R3均为定值电阻，R2=R3=20 Ω，各电表均为理想电表。
图乙中正弦曲线为R1两端的电压u1随时间t变化关系的图像。
则下列说法正确的是（）A ．交流电的频率为50 HzB ．电压表的示数为：2C ．电流表的示数为1.0AD ．R 1的阻值为200 Ω【答案】AC 【解析】A ．分析图乙可知，交流电的周期为T =0.02s ，则频率为0z 15H f T=A 正确；B ．电阻R 1两端电压的有效值1120V 2mR U ==，故电压表的示数为20V ，B 错误；C ．电源电压的有效值为1220V 2mR U ==，故变压器原线圈两端的电压为11220V 20V 200V R U U U =-=-=，根据1122n U n U =，解得220V U =，故流过电流表的示数为231.0A U I R ==，C 正确；D ．根据串并联电路特点可知流过副线圈中的电流22 2.0A I I ==，根据1221I n I n =，解得10.2A I =，故111100ΩR U R I ==，D 错误。