2019届高三物理专题训练之--交变电流及理想变压器
1 / 1 2019届高三物理专题训练之 交变电流及理想变压器 典例1. (2018·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. (2016·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＝2×10－2 T，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＝50π
r/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( ) 1 / 1
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，UAB>0)。由此可知( )
A．在A、B之间所加的交变电压的周期为2 s 1 / 1
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n1 : n2 =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n1∶n2，下列说法中正确的是( ) 1 / 1
A．A、B电阻的电流之比为n1∶n2 B．A、B电阻的电压之比为n1∶n2
C．A、B电阻的功率之比为2221:nn 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n1∶n2＝10∶1，b是原线圈的中心抽头，S为单刀双掷开关，定值电阻R1、R2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2202sin100πut，交流电源电阻为r =10 Ω，定值电阻R0 =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Rm = 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 1 / 1
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
u
，而方波交流电的有效值为
u0，根据焦耳定律和欧姆定律，22UQIRTTR，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，2200::2:12uQQu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II2＝n2n1，通过R2的电流I2＝In1n2，副线圈的输出电压U2＝I2(R2＋R3)＝
5In1n2，由U1U2＝n1n2可得原线圈两端的电压U1＝5In1n22，则U＝U1＋IR1
＝5In1n22＋3I；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比4II2′＝n2n1，通过R2的电流I2′＝4In1n2，副线圈的输出电压U2′＝I2′R2＝
4In1n2，由U1′U2′＝n1n2可得原线圈两端的电压U1′＝4In1n22，则U＝U1′＋
4IR1＝4In1n22＋12I，联立解得n1n2＝3，选项B正确。 【答案】B
1．【答案】C 1 / 1
【解析】磁场的磁感应强度B＝2×10－2 T，线圈面积S＝0.02 m2，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EmR2R＋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＝NΔΦR＋r＝42×10－3
C≈5.7×10－3 C，C项正确；电阻R上的热功率P＝I2R＝Em2R＋r2·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Um＝202 V，交变电压的瞬时值表达式为u＝Umsin ωt＝202sin2πTt＝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R1被短路，R2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，R1、R2串联分压，即对R1有U12R1
T＝102R1·T2，解得U1＝52 V，对R2有：U22R2T＝202R2·T2＋102R2·T2，解得U2＝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P1=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235PIU，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 1 / 1
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1102AUIRr，A正确；根据变压比可得2121
nUUn
，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U2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R0或等于1 Ω，由
22
01
()nRRn
可得R = 25 Ω或
0.25R，C正确；副线圈消耗的功率最大，即电源输出功率最大，即
21
2()10nRRn
等效
，解得R = 2.5 Ω，D错误。
专题29 交变电流(第07期)-2019年高考物理二模、三模试题分类汇编(解析版)
【参考答案】ACD
【名师解析】根据 求解转速；根据交流电的有效值求解热量；根据Um=NBSω判断若发电机线圈的转速提高一倍时输出电压的有效值；由公式 求解变压器副线圈电压有效值.
由 可知，选项A正确；由公式 ，选项B错误；根据Um=NBSω可知，当发电机线圈的转速提高一倍，即ω增大一倍时，Um=200V，则 ，选项C正确；由公式 可得， ，选项D正确；故选ACD.
A.电压表 的示数始终为1000V
B.仅接入灯泡增多，电流表 的示数增大
C.仅可调电阻r增大，电压表 的示数增大
D.仅可调电阻r增大，电流表 的示数减小
【参考答案】BD
【名师解析】发电机的输出电压 ，则发动机输出电压有效值 ，电压表的示数 ，故A错误；
B、仅接入灯泡增多，总电阻减小，总电流增大，则电流表的示数增大，故B正确；
3.（2019湖南岳阳二模）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cd间接定值电阻R．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点顺时针旋转到N点的过程中（ ）
A. ， 降低B. ， 升高
A．电表B为电压表，电ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱC为电流表
B．接线端4的电势低于接线端2的电势
C．若增大R1，则电压表示数增大
D．若增大R2，则电压表示数减小
【参考答案】D
【名师解析】由右手定则，左端电磁铁在霍尔元件处形成竖直向上的磁场，再根据左手定则，可以判断“载流子”带正电偏转聚集在4端，显正电，对应2端缺少”载流子”显负电，当聚集的“载流子”形成的电场对后来的“载流子”的电场力等于洛伦兹力时，达到平衡，4、2端之间电势差稳定，即qE＝qvB， ，U42＝Bdv。
高中物理-----理想变压器专题训练
理想变压器 ★变压器的工作原理是互感现象．因此变压器只对变化的电流起作用，对恒定电流不起作用． ★只有一个副线圈：U 1U 2＝n 1n 2.有多个副线圈：U 1n 1＝U 2n 2＝U 3n 3＝….★变压器不能(填“能”或“不能”)改变交变电流的频率．★理想变压器功率关系：P 入＝P 出★电流关系：若只有一个副线圈时，有I 1U 1＝I 2U 2，即I 1I 2＝n 2n 1；当有多个副线圈时，有I 1U 1＝I 2U 2＋I 3U 3＋…，★变压器工作时的制约关系(1)电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n 1n 2)一定时，输入电压U 1决定输出电压U 2，即U 2＝n 2U 1n 1 (2)功率制约：P 出决定P 入(3)电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比(n 1n 2)一定，且输入电压U 1确定时，副线圈中的输出电流I 2决定原线圈中的电流I 1，即I 1＝n 2I 2n 1例1.理想变压器连接电路如图4甲所示，已知原、副线圈匝数比为10∶1，当输入电压波形如图乙时，电流表读数为2 A ，则( )A ．电压表读数为282 VB ．电压表读数为28.2 VC ．输入功率为56.4 WD ．输入功率为40 W例2.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V 6 W ”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)的示数分别是 ( )A ．120 V,0.10 AB ．240 V,0.025 AC ．120 V,0.05 AD ．240 V,0.05 A例3．如图所示，将额定电压为60 V 的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V 和2.2 A ．以下判断正确的是( )A ．变压器输入功率为484 WB ．通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC ．通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD ．变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶3习题:1．如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比为20∶1，原线圈接正弦交流电源，副线圈接入“220 V,60 W ”灯泡一只，且灯泡正常发光，则( )A ．电流表的示数为32220A B ．电源输出功率为1 200 WC ．电流表的示数为3220A D ．原线圈端电压为11 V 第1页2．如图所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡L1和L2，输电线等效电阻为R.开始时，开关S断开．当S接通时，以下说法中正确的是( )A．副线圈两端M、N的输出电压减小B．副线圈输电线等效电阻R上的电压增大C．通过灯泡L1的电流减小D．原线圈中的电流增大3．理想变压器如图所示，原线圈匝数n1＝1 000匝，两副线圈匝数分别为n2＝600匝，n3＝200匝，当原线圈两端接在220 V的交流电源上时，原线圈上电流为2 A，通过R 2的电流为1 A，则通过R3的电流为( )A．10 AB．7 AC．3 AD．1 A4.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1∶5，原线圈两端的交变电压为u＝202sin 100πt V．氖泡在两端电压达到100 V时开始发光．下列说法中正确的有( )A．开关接通后，氖泡的发光频率为100 HzB．开关接通后，电压表的示数为100 VC．开关断开后，电压表的示数变大D．开关断开后，变压器的输出功率不变5．如图所示，理想变压器线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，分别接有相同的两只灯泡A和B，若在a、b间接正弦式交流电源，电源电压为U，则B灯两端电压为( )A．0.5UB．2UC．0.2UD．0.4U6. 如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表的示数为220 V，负载电阻R＝44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A．下列判断中正确的是()A．原线圈和副线圈的匝数比为2∶1B．原线圈和副线圈的匝数比为5∶1C．电流表A2的示数为1.0 AD．电流表A2的示数为0.4 A7．如图所示的变压器的原线圈1接到220 V的交流电源上．副线圈2的匝数n2＝30匝，与一个“12 V 12 W”的灯泡L连接，L 能正常发光．副线圈3的输出电压U3＝110 V，与电阻R连接，通过R的电流为0.4 A，求：(1)副线圈3的匝数n3；(2)原线圈1的匝数n1和电流I1.8.风力发电作为新型环保新能源，近几年来得到了快速发展，如图所示风车阵中发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω.若输电线因发热而损失的功率为输送功率的4%，试求：(1)在输电线路中设置的升、降压变压器原、副线圈的匝数比；(2)用户得到的电功率是多少．9．发电站通过升压变压器、输电导线和降压变压器把电能输送到用户(升压变压器和降压变压器都可视为理想变压器)．(1)画出上述输电全过程的线路图；(2)若发电机的输出功率是100 kW，输出电压是250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数比为1∶25，求升压变压器的输出电压和输电导线中的电流；第2页。
2019届新课标高考物理大一轮复习第10章交变电流传感器第2节变压器远距离输电讲义
C．U＝66 V，k＝13
D．U＝22 V，k＝13
解析：选 A.设原、副线圈中的电流分别为 I1、I2，则II12＝nn21＝
13，故 k＝II1222RR＝19.设原线圈两端的电压为 U1，则UU1＝nn12＝31，故 U1
＝3U，而原线圈上电阻分担的电压为13U，故U3 ＋3U＝220 V，解
4．(2016·河南“五校”二联)自耦变压器铁芯上只绕有一个线
圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分．一升压式自耦调压变压
器的电路如图所示，其副线圈匝数可调．已知变压器线圈总匝数
为1 900匝；原线圈为1 100匝，接在有效值为220 V的交流电源
上．当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为
2.0 kW.设此时原线圈中电流有效值为I1，负载两端电
1.如图所示是一种理想自耦变压器示意图，线圈绕在一个圆 环形的铁芯上，P是可移动的滑动触头．A、B间接交流电压U， 输出端连接了两个相同的灯泡L1和L2，Q为滑动变阻器的滑动触 头．当开关S闭合，P处于如图所在的位置时，两灯均能发光．下 列说法正确的是( )
A．将P沿逆时针方向移动，两灯均变暗 B．P不动，将Q向左移动，两灯均变亮 C．P不动，将Q向右移动，输入功率变大 D．断开开关S，L1将变暗
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：
考点三 远距离输电问题 1．远距离输电的处理思路 对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电 线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器”倒推到“发电 机”的顺序一步一步进行分析．
2019高考物理试题重点原创精品系列：专项14交变电流(解析版)
2019高考物理试题重点原创精品系列：专项14交变电流（解析版）【考点预测】预测2018年高考中交变电流考点主要考查：一考查正弦交变电流的产生过程，正弦交变电流的产生过程要做到“情、数、形”三者相统一。
“情”就是物理情景，即线圈在磁场中转动的情形；“数”就是用数学表达式表示交变电流的产生过程；“形”就是用图象表示交变电流的产生过程。
在这三者中其一，便知其二。
交流电路的分析与计算考查的知识点主要是交流电的产生、有效值与瞬时值的计算、要求能对正弦交流电的函数表达式、图象表示法有正确的理解，能利用函数关系式或图象求解涉及交流电的“四值”问题，特别要注意交流电四值适用的场合、变压器电路考查的内容主要有两个方面：一是变压器原、副线圈电路中的电流、电压与电功率的求解，求解过程中注意相应的制约关系，同时对于动态变化过程的分析，可以借助于直流电路的动态分析方法，结合原、副线圈中电流、电压与功率的关系进行判断、二是应用变压器进行远距离输电的分析，对于远距离输电，关键在输电导线损耗功率的计算上，注意选用正确的求解公式、【考点定位】交流电路部分由于与工农业生产和日常生活紧密结合，在近几年的高考中考查的频度较高，重点考查交流电有效值、变压器的有关知识、考查的形式多以难度中等或中等偏下的选择题、填空题出现，但也有以计算题的形式出现、本考点是电磁感应的应用和延伸、高考对本章知识的考查主要表达在“三突出”：一是突出考查交变电流的产生过程；二是突出考查交变电流的图象和交变电流的四值；三是突出考查变压器、一般试题难度不大，且多以选择题的形式出现、对于电磁场和电磁波只作一般的了解、本考点知识易与力学和电学知识综合，如带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动，交变电路的分析与计算等、同时，本考点知识也易与现代科技和信息技术相联系，如“电动自行车”、“磁悬浮列车”等、另外，远距离输电也要引起重视、尤其是不同情况下的有效值计算是高考考查的主要内容；对变压器的原理理解的同时，还要掌握变压器的静态计算和动态分析、 【考点PK 】考点1、交变电流的产生及变化规律电感和电容【例1】在图A-13-55-5所示电路中，L 为电感线圈，R 为灯炮，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交变电流源的电压u=2202sinl00πt(V)、假设保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100Hz ，以下说法正确的有() A 、电流表示数增大 B 、电压表示数增大 C 、灯泡变暗 D 、灯泡变亮【解析】由u=2202sinl00πt(v)可得电源原来的频率为 Hz Hz f 5021002===πππω、当电源由原来的50Hz 增为100Hz 时，线圈的感抗增大；在电压不变的情况下，电路中的电流减少，选项A 错误，灯泡的电阻R 是一定的，电流减图A-13-55-5小时，实际消耗的电功率(P=I 2R)减小，灯泡变暗，选项C 正确，D 错误、电压表与电感线圈并联，其示数为线圈两端的电压L U ，设灯泡两端电压为R U ，那么电源电压的有效值为R L U U U +=、因IR U R =，故电流I 减小时，R U 减小、因电源电压有效值保持不变，故L U 增大，选项B 正确、考点2、变压器电能的输送【例2】在绕制变压器时，某人将2个线圈误绕在如图A-13-56-4 所示的变压器铁芯的左右两个臂上，当通以交流电时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，而另一半那么通过中间的臂，线圈1和2的匝数比为2：1，在不接负载的情况下()A 、当线圈1输入电压为200V 时，线圈2输出电压为110VB 、当线圈l 输入电压为220V 时，线圈2输出电压为55VC 、当线圈2输入电压为110V 时，线圈1输出电压为220VD 、当线圈2输入电压为110V 时，线圈l 输出电压为110V【解析】当线圈1接220V 的交流电压时，设穿过线圈1的磁通量为Ф，依题意那么穿过 线圈2的磁通量为2Φ，假设线圈1的匝数为n ，那么线圈2的匝数为2n，根据法拉第电磁感应定律得t n∆∆Φ=220；21212⨯∆∆Φ=t nU ；整理得V U 552=。
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。
高中物理 选修二(2019)第三章 交变电流 第3节变压器提高练习(含答案)
变压器提高练习学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题1．电磁学的成就极大地推动了人类社会的进步．下列说法错误的是()A．甲图中，这是录音机的录音电路原理图，当录音机录音时，由于话筒的声电转换，线圈中变化的电流在磁头缝隙处产生变化的磁场B．乙图电路中，开关断开瞬间，灯泡会突然闪亮一下，并在开关处产生电火花C．丙图中，在真空冶炼中，可以利用高频电流产生的涡流冶炼出高质量的合金D．丁图中，钳形电流表是利用电磁感应原理制成的，它的优点是不需要切断导线，就可以方便地测出通过导线中交变电流的大小2．一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶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为滑动变阻器的触头。
下列说法正确的是（）A．副线圈输出电压的频率为5HzB．副线圈输出电压的有效值为31VC．P向右移动时，变压器的输入功率增加D．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小3．如图1所示电路中，交流发电机的电动势随时间变化的e–t图像如图2所示，理想变压器的原副线圈匝数比为1：10，R1=2Ω，R2最大阻值为5Ω，两个电压表均为理想交流电压表，发电机线圈电阻不计，下列说法正确的是（）A．t=0.01s时穿过线圈的磁通量为0B．电压表V1的示数为100VC．当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时两个电压表的示数均变大D．当滑动变阻器的滑片从中点向下滑动时R2的功率变大4．如图所示，M为理想变压器，电表均可视为理想表，接线柱a、b接电压u＝311sin314t （V）的正弦交流电源．当滑动变阻器的滑片P向上滑动时，示数发生变化的电表是（）A．A1A2B．A2V2C．A1A2V2D．A1A2V1V25．如图所示，左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，A、V为理想电流表和电压表。
若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，下列表述正确的是（）A．电流表的示数为3 AB．原、副线圈匝数比为1∶2C．电压表的示数为电压的有效值D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz6．如图所示，矩形闭合导线框ABCD绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，线框电阻不计，其产生的感应电动势随时间变化的规律为200π(V)e t=，该线框与一个有缺口的变压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V 60W”的灯泡，且灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）A ．交流电的频率为50HzB ．交流电压的有效值为500V ，图示线框位置与中性面垂直C ．从图示位置再经过0.25T ，穿过线框的磁通量变化率为零D ．变压器原、副线圈匝数之比小于25:117．如图所示，一理想变压器原线圈匝数1500=n 匝，副线圈匝数2n 100=匝，原线圈中接一交变电源，交变电电压(V)u t π=。
专题45 变压器动态变化问题-2019高考物理一轮复习专题详解(解析版)
知识回顾1．理想变压器的基本规律 P 1＝P 2U 1U 2＝n 1n 2 I 1I 2＝n 2n 12．远距离输电回路1：发电机回路P 1＝I 1U 1回路2：输送电路I 2＝I 3＝I R ，U 2＝U 3＋U R ，P 2＝P R ＋P 3 回路3：输出电路I 4＝I 用，U 4＝U 用，P 4＝P 用 规律方法1．理想变压器问题中的两个“弄清”(1)弄清变量和不变量．如原线圈电压不变，原、副线圈的匝数比不变，其他物理量可随电路的变化而发生变化．(2)弄清动态变化过程中的决定关系，如U 2由U 1决定，P 1、I 1由P 2、I 2决定． 2．理想变压器问题的分析流程 (1)由U 1U 2＝n 1n 2分析U 2的情况； (2)由I 2＝U 2R分析I 2；(3)P 1＝P 2＝I 2U 2判断输入功率的情况； (4)由P 1＝I 1U 1分析I 1的变化情况．(5)对于一原线圈多副线圈，有U 1n 1＝U 2n 2＝…＝U nn nn 1I 1＝n 2I 2＋n 3I 3＋…＋n n I n P 1＝P 2＋P 3＋P 4＋…＋P n 变压器动态变化分析方法(1)变压器动态分析常见的两种情况①负载不变，匝数比变化； ②匝数比不变，负载变化． (2)处理此类问题应注意三点 ①根据题意分清变量和不变量；②要弄清“谁决定谁”的制约关系——电压是输入决定输出，电流和功率是输出决定输入； ③动态分析顺序： a ．由U 1和n 1n 2决定U 2；b ．由负载电阻R 和U 2决定I 2；c ．由P 2＝U 2I 2，确定P 1；d ．由P 1＝U 1I 1，确定I 1. 例题分析【例1】 (2016年高考·江苏卷)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 点顺时针旋转到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 【答案】 C【例2】 (多选)如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流表A 、理想电压表V ，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L 、一个电吹风M ，输电线的等效电阻为R ，副线圈匝数可以通过调节滑片P 改变．S 断开时，灯泡L 正常发光，滑片P 位置不动，当S 闭合时，以下说法中正确的是( )A ．电压表读数增大B ．电流表读数减小C ．等效电阻R 两端电压增大D ．灯泡变暗 【答案】CD【例3】 (多选)(2017年哈尔滨模拟)如图甲所示为一交变电压随时间变化的图象，每个周期内，前二分之一周期电压恒定，后二分之一周期电压按正弦规律变化．若将此交流电连接成如图乙所示的电路，电阻R 阻值为100 Ω，则()A ．理想电压表读数为100 VB ．理想电流表读数为0.75 AC ．电阻R 消耗的电功率为56 WD ．电阻R 在100秒内产生的热量为5 625 J 【答案】 BD【解析】 根据电流的热效应，一个周期内产生的热量：Q ＝U 2RT ＝2R×12T ＋5022R ×12T ，解得U ＝75 V ，A 错误；电流表读数I ＝UR ＝0.75 A ，B 正确；电阻R 消耗的电功率P ＝I 2R ＝56.25 W ，C 错误；在100秒内产生的热量Q ＝Pt ＝5 625 J ，D 正确．学科*网专题练习1．(多选)(2017年天津滨海新区联考)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B ＝22T ，单匝矩形线圈面积S ＝1 m 2，电阻r ＝403Ω，绕垂直于磁场的轴OO ′匀速转动．线圈通过电刷与一理想变压器原线圈相接．电表为理想电表，两个完全相同的电灯泡，标称值为“20 V ,30 W”，且均正常发光，电流表A 1的示数为1.5 A ．则以下说法正确的是( )A ．电流表A 1、A 2的示数之比2∶1B ．理想变压器原、副线圈的匝数之比为2∶1C ．线圈匀速转动的角速度ω＝120 rad/sD ．电压表的示数为40 2 V 【答案】：BC2．(多选)如图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为1∶100，降压变压器原、副线圈匝数比为100∶1，远距离输电线的总电阻为100 Ω.若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为750 kW.下列说法中正确的有 ( )A ．用户端交流电的频率为50 HzB ．用户端电压为250 VC ．输电线中的电流为30 AD ．输电线路损耗功率为180 kW 【答案】：AC3.如图所示电路，电阻R 1与电阻R 2阻值相同，都为R ，和R 1并联的D 为理想二极管(正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大)，在A 、B 间加一正弦交流电u ＝202sin100πt (V)，则加在R 2上的电压有效值为( )A ．10 VB ．20 VC ．15 VD ．510 V【答案】：D【解析】：电压值取正值时，即在前半个周期内，二极管电阻为零，R 2上的电压等于输入电压值；电压值取负值时，即在后半周期内，二极管电阻无穷大，可看作断路，R 2上的电压等于输入电压值的一半，因此可设加在R 2上的电压有效值为U ，根据电流的热效应，在一个周期内满足U 2R T ＝2R·T 2＋2R·T 2，解得U ＝510V ，选项D 正确．4．(多选)(2017年嘉兴模拟)如图所示，理想变压器与电阻R 、交流电压表V 、交流电流表A 按图甲所示方式连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为n 1n 2＝101，电阻R ＝10 Ω，图乙是R 两端电压U 随时间变化的图象，U m ＝102V.下列判断正确的是( )A ．电压表V 的读数为10 VB ．电流表A 的读数为210A C ．变压器的输入功率为10 WD ．通过R 的电流i R 随时间t 变化的规律是i R ＝cos100πt (A) 【答案】：AC5．(2017年山东枣庄调研)图甲中的变压器为理想变压器，原线圈匝数n 1与副线圈匝数n 2之比为10∶1，变压器的原线圈接如图乙所示的正弦式交流电，三个阻值均为20 Ω的电阻R 1、R 2、R 3和电容器C 构成的电路与副线圈相接，其中，电容器的击穿电压为8 V ，电压表V 为理想交流电表，开关S 处于断开状态，则( )A ．电压表V 的读数约为7.07 VB ．电流表A 的读数为0.05 AC ．电阻R 2上消耗的功率为2.5 WD．若闭合开关S，电容器会被击穿【答案】：AC6.如图所示，理想变压器的原线圈两端接高压交变电源，经降压后通过电阻为R的输电线接用电器，两块电表分别是交流电流表和交流电压表，原先开关是闭合的．今将S断开时，电流表和电压表的示数及输电导线上损失的功率变化情况是()A．增大，增大，增大B．减小，减小，减小C．增大，减小，减小D．减小，增大，减小【答案】D【解析】U1由高压交变电源决定，不变，根据＝可知，U2不变，当S断开时，负载电阻变大，副线圈中电流I2＝，I2变小；U损＝I2R线，U损变小．电压表读数U＝U2－U损，变大；P损＝I R线，变小．P入＝U1I1＝P出＝U2I2，P出变小，所以I1变小。
2019年高考物理题库【考点12】交变电流(含答案)
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考点12交变电流、选择题1. （2018 •广东理综• T19）图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器, 负载电路中为理想电流表和电压表。
若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V,下列表述正确的是A.电流表的示数为2AB. 原、副线圈匝数比为1:2C.电压表的示数为电压的有效值D. 原线圈中交变电压的频率为100Hz【思路点拨】：解答本题应该把握以下四点最大值和有效值之间的关系变压器的变压原理电流表、电压表的示数均指有效值原、负线圈的匝数比等于电压比110A = 2A,A正确；原、负线圈的电压比等于匝数比，所以R 55匝数比为2:1 , B错误；电压表的示数指交变电流的有效值，【精讲精析】选A.C.电流表的示数为:C正确；由（b）知交流电的周期为0.02s,故频率为50HZ,D错误。
2. （2018 •福建理综• T15）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比m:n 2=5:1，电阻R=20 ■ 1, L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。
原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。
现将S接1、S2闭合，此时L2正常发光。
下列说法正确的是（）R ：5A. 输入电压u的表达式u=20、.2sin（50二t）VB. 只断开Sa后，L i、L2均正常发光C. 只断开Sa后，原线圈的输入功率增大D. 若S换接到2后，R消耗的电功率为0.8W【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：由图乙得输入端电压的最大值、有效值及周期；由变压器的匝数比得副线圈的电压；据开关的变换分析负载的变化，从而知道功率的变化【精讲精析】选D.由图乙知周期为0.02s，因此输入电压的表达式u =20、一2sin（100二t）V ,A错；只断开S, L i、L2的电压小于额定电压，都不能正常发光，B错；只断开S2,负载电阻变大，功率变小，C错；S i换接到22后，据P =U出和U A =土得R消耗的功率为0.8W,故选D.R U出匕3. （2018 •新课标全国卷・T17）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。
完整版2019届高三物理二轮复习习题专题四考点1恒定电流与交变电流Word版含答案
电磁感应与电路专题四恒定电流与交变电流考点1]100分限时[45分钟；满分)分题每小题选择题(1～6题每小题6分，7～148)内阻不计(2018·贵阳月考)阻值相等的三个电阻R、电容器C及电池E(1．C－1－16所示电路。
保持S闭合，开关S断开，电流稳定时，连接成如图421，则所带的电荷量为CQQ；闭合开关S，电流再次稳定后，所带的电荷量为212的比值为QQ与21161－图4－1132 C. A. B. D.3223断开时的等效电路如图甲所示，电路稳定时电容器两极板之解析S开关2CEE闭合后的SCU；开关＝间的电压为U＝，电容器所带的电荷量为Q 211122电容器所E，＝等效电路如图乙所示，电路稳定时电容器两极板之间的电压为U21正AQQ与的比值为，，即1＝∶QCE＝＝Q带的电荷量为CU，则Q∶22122212 确。
1A答案为模拟远距离交流输电的电路，升压变压)图4－1－172．(2018·福建质检的原、副线圈匝数比＝1∶k，降压变压器T器T的原、副线圈匝数比n∶n2112”15 V 45 W，3 ΩT的负载是规格为“n∶n＝k∶1，模拟输电导线的电阻r＝234两个变压器可视为理想变压正常发光，16 V时L的灯泡L。
当T的输入电压为1器，则k的值为17－1－图433 B． A. 29． D C．4，则副线解析由变压器的工作原理可知，变压器T原线圈的电压为16 V1P0＝I＝15 V16圈的输出电压为k V，降压变压器T的输出电压为、输出电流为42U0345，又A、输入电流k A ＝3 A，则降压变压器T原线圈两端的电压为15 V2k153 B正确。
＝，解得k3，＋ V16k＝(15k3) V×k B答案所示，一理想变压器原、副线圈匝数之－184长沙一模)如图－1(2018·3．为负载电阻，交R，原线圈两端接入一正弦交流电源，副线圈电路中∶比为312流电压表和交流电流表都是理想电表。
高考物理一轮交变电流理想变压器
高考物理一轮：交变电流、理想变压器主要知识点：1．正弦交流电的产生和图象(1)产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．(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． E m ＝nBSω (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，其有效值和峰值的关系为：E ＝E m 2，U ＝U m 2，I ＝I m2.1、如图，线圈在磁场中匀速转动产生交变电流，以下相关说法中正确的是（ ）A ．线圈在甲、丙图位置时，磁通量变化率最大B ．线圈在乙、丁图位置时，产生的电流最大C ．线圈经过甲、丙图位置时，电流的方向都要改变一次D ．线圈每转动一周，电流方向改变一次 2、一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动时，产生的感应电动势为（V ），则如下说法中正确的是（ ） A ．此交流电的频率是100HzB ．t=0时线圈平面恰与中性面重合C ．如果发电机的功率足够大，它可使“220V100W ”的灯泡正常发光D ．用交流电压表测量的读数为 Vt e π100sin 2220=甲 乙 丙 丁22203、如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 Ω.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60°时的感应电流为1 A ．那么( )．A ．线圈消耗的电功率为4 WB ．线圈中感应电流的有效值为2 AC ．任意时刻线圈中的感应电动势为e ＝4cos 2πT tD ．任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ＝T πsin 2πTt4、如图1所示，在匀强磁场中矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2中曲线a 、b 所示，则( ) A.两次时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线 、 对应的线圈转速之比为C.曲线 表示的交变电动势频率为25D.曲线 表示的交变电动势有效值为105、如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R ． 线框绕与 合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转过时的感应电流为I 下列说法正确的是（ ）6、如图所示，有一矩形线圈，面积为S ，匝数为N ，内阻为r ，在匀强磁场中绕垂直磁感线的对称轴OO ′以角速度ω匀速转动，从图示位置转过90°的过程中，下列说法正确的是( )．A ．通过电阻R 的电荷量Q ＝πNBS 22(R ＋r )B ．通过电阻R 的电荷量Q ＝NBS R ＋rC ．外力做功的平均功率P ＝N 2B 2S 2ω22(R ＋r )D ．从图示位置开始计时，则感应电动势随时间变化的规律为e ＝NBSωsin ωt7、如图所示为发电机结构示意图，其中N 、S 是永久磁铁的两个磁极，其表面呈半圆柱面状．M 是圆柱形铁芯，它与磁极柱面共轴，铁芯上绕有矩形线框，可绕与铁芯共轴的固定轴转动．磁极与铁芯间的磁场均匀辐向分布．从图示位置开始计时，当线框匀速转动时，图中能正确反映线框感应电动势e 随时间t 的变化规律的是( )．补充：求交变电流有效值的方法1．公式法：利用E ＝E m 2，U ＝U m 2，I ＝I m2计算，只适用于正余弦式交流电． 2．利用有效值的定义计算(非正弦式交流电) 在计算有效值“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍．1、如图所示为一交变电流随时间变化的图象，此交流电的有效值是( )．A ．5 2 AB ．5 AC ．3.5 2 AD ．3.5 A2、如图左所示，先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电．第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化，如图右甲所示；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示．若图甲、乙中的U 0、T 所表示的电压、周期值是相等的，则以下说法正确的是( )．A ．第一次灯泡两端的电压有效值是22U 0B ．第二次灯泡两端的电压有效值是32U 0C ．第一次和第二次灯泡的电功率之比是2∶9D ．第一次和第二次灯泡的电功率之比是1∶53、如图所示，N 匝矩形导线框以角速度ω在磁感应强度为B 的匀强磁场中绕轴OO ′匀速转动，线框面积为S ，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R 、理想电流表和二极管D .二极管D 具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大．下列说法正确的是( )．A ．图示位置电流表的示数为0B ．R 两端电压的有效值U ＝ω2NBSC ．一个周期内通过R 的电荷量q ＝2BS /RD ．交流电流表的示数I ＝ω2R NBS4、一个电热器接在10V 的直流电源上，在ts 内产生的焦耳热为Q ，今将该电热器接在一交流电源上，它在2ts 内产生的焦耳热为Q ，则这一交流电源的交流电压的最大值和有效值分别是（ ） A ．最大值是V ，有效值是10V B ．最大值是10V ，有效值是V C ．最大值是V ，有效值是5VD．最大值是20V ，有效值是V5、如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B .电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动(O 轴位于磁场边界)．则线框内产生的感应电流的有效值为( )．A.BL 2ω2RB.2BL 2ω2RC.2BL 2ω4RD.BL 2ω4R巩固练习：21025252101、如图，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。