（新课标Ⅰ）2019版高考物理 专题十二 交变电流课件.ppt

专题十二交变电流,高考物理(新课标专用),A组统一命题课标卷题组考点一交变电流的产生和描述,五年高考,1.(2018课标,16,6分)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流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如图所示。则Q方Q正等于()A.1B.1C.12D.21,答案D本题考查交变电流的有效值及焦耳定律。根据交变电流有效值的定义及焦耳定律可得,Q方=+=T,Q正=T=T,故=,选项D正确。,易错点拨正弦式交变电流的有效值是其峰值的,其他交流电的有效值和峰值间一般不存在该关系。,答案BC本题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流,故A项错误;两导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同,B项正确;在t=时,两导线框切割磁感线的导线长度相同,且切割速度大小相等,故产生的感应电动势相等,均为E=BR2,C项正确;两导线框中感应电流随时间变化的图象如图所示,故两导线框中感应电流的有效值不相等,D项错误。,疑难突破设M导线框中的电流有效值为IM,则rT=2r,得IM=;设N导线框中电流有效值为IN,则rT=2r,得IN=,故IM=IN。,评析本题考查感应电动势及其相关知识,通过比较的方式对交流电的产生、感应电动势的产生及有效值等知识进行考查,难度中等,考生需要对导线框转动过程进行细致周全的分析,能力要求较高。,考点二变压器、电能的输送,3.(2016课标,16,6分)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、1和4,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.2B.3C.4D.5,答案B设原、副线圈匝数比为n,根据能量守恒,当S断开时,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);当S闭合时,4UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,联立解得n=3,所以B正确。,误区警示变压器原线圈上串联电阻之后,属于非纯电阻电路,不能在含有线圈的电路中应用欧姆定律。要计算原线圈上消耗的功率,只要计算出副线圈电阻上消耗的功率即可。,4.(2016课标,19,6分)(多选)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯均能正常发光,下列说法正确的是()A.原、副线圈匝数比为91B.原、副线圈匝数比为19C.此时a和b的电功率之比为91D.此时a和b的电功率之比为19,答案AD由题意知U=10U灯,a、b均正常发光,则变压器输入电压U1=9U灯,而输出电压U2=U灯,所以原、副线圈匝数比n1n2=U1U2=91;而I1I2=n2n1=19,所以两灯功率之比PaPb=U灯I1U灯I2=19,选项A、D正确。,审题指导两灯均正常发光,Ua=Ub=U灯,U=Ua+U1=10U灯,则U1=9U灯。,评析本题考查变压器原、副线圈的电压关系和电流关系等知识,难度为易,弄清变压器输入电压U1与U灯的关系是解决本题的关键。,5.(2015课标,16,6分,0.664)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31,在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻,原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上,如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k,则()A.U=66V,k=B.U=22V,k=C.U=66V,k=D.U=22V,k=,答案A设原线圈中电流为I,由=知副线圈中的电流I2=3I,由题意知副线圈中电阻两端的电压U=3IR,则原线圈回路中R两端的电压UR=IR=,原线圈两端的电压U1=3U,由闭合电路中电压关系可知U1+UR=220V,即+3U=220V,U=66V,原线圈回路中电阻消耗的功率P1=I2R,副线圈回路中电阻消耗的功率P2=(3I)2R,=k=,选项A正确。,解题指导理想变压器:U1U2=n1n2,I1I2=n2n1。原线圈回路UR+U1=220V。,评析此题为常见题型,但原线圈回路加一电阻,使试题难度大为增加。,6.(2014课标,21,6分,0.266)(多选)如图,一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零,反向电阻为无穷大。用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd,则()A.UabUcd=n1n2B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小C.负载电阻的阻值越小,cd间的电压Ucd越大D.将二极管短路,电流表的读数加倍,答案BDa、b端的电压为正弦式交变电压,故电压表测得的电压Uab=。副线圈两端电压也为正弦式交变电压,但由于二极管的单向导电特性,从而使c、d两端的电压成为脉冲直流电,由有效值定义可得T=,即Ucd=,故UabUcd=n1n2,A错误。因R增大时消耗的功率P=减小,原线圈输入功率减小,故U1不变时I1减小,B正确。由UabUcd=n1n2可知Ucd与负载的阻值无关,C错误。将二极管短路时R两端电压为正弦式交变电压,其有效值Ucd=,故此时R消耗的功率P=为原来的2倍,原线圈中的电流也变为原来的2倍,故D正确。,易错点拨经二极管的作用,使得c、d两端不再是正弦交流电,其有效值与峰值的关系不再是U=。,B组自主命题省(区、市)卷题组,考点一交变电流的产生和描述,1.(2017天津理综,6,6分)(多选)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2,则()A.t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1s时,线圈中的电流改变方向C.t=1.5s时,线圈中的感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生的热量为82J,答案AD本题考查正弦交流电的产生、有效值,焦耳热。由-t图可知,t=0时,=0,则线圈平面平行于磁感线,选项A正确;t=1s时=0,此时电动势最大,t=0.5s和t=1.5s时,最大,此时电动势为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动势的最大值Em=nBS=nm=4V,有效值E=Em=2V,一个周期内线圈产生的热量Q=T=82J,D正确。,疑难突破由E=n知随时间按正弦规律变化,则E随时间按余弦规律变化。电流改变方向的时刻在E=0时刻,即最大时刻。计算电流产生的焦耳热应使用电动势的有效值。,考点二变压器、电能的输送,2.(2018天津理综,4,6分)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,则()A.R消耗的功率变为PB.电压表V的读数变为UC.电流表A的读数变为2ID.通过R的交变电流频率不变,答案B本题考查正弦交流电的产生原理、理想变压器。由正弦交流电的产生原理可知,其电动势的最大值Em=NBS,而=2n,有效值E=Em,线圈转速变为原来的,则U1=E变为原来的。由=知U2变为原来的,电压表读数变为原来的,选项B正确;R消耗的功率P=,故R消耗的功率变为原来的,选项A错误;由P入=P出得,U1I1=,故I1变为原来的,即电流表读数变为原来的,选项C错误;变压器不改变交变电流的频率,故通过R的交变电流频率变为原来的,选项D错误。,解题关键正弦交流电的最大值与转速的关系,理想变压器的电流、电压及功率的决定关系,是解答此题的关键。,3.(2018江苏单科,2,3分)采用220kV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,输电电压应变为()A.55kVB.110kVC.440kVD.880kV,答案C本题考查电能的输送。由P送=U送I线和P损=R线得,P损=R线。因为P送和R线一定,要使P损=P损,结合上式得,U送=2U送=440kV,C项正确。,规律总结输电线路功率损失的计算方法(1)P损=P送-P,P送为输送的功率,P为用户得到的功率。(2)P损=R线,I线为输电线路上的电流,R线为输电线电阻。(3)P损=,U为输电线路上损失的电压,R线为输电线电阻。(4)P损=UI线,U为输电线路上损失的电压,I线为输电线路上的电流。,4.(2016天津理综,5,6分)如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上,图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是()A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,R1消耗的功率变大B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表A1示数变大D.若闭合开关S,则电流表A1示数变大、A2示数变大,答案B由于原、副线圈两端电压不变,当滑动变阻器滑动触头P向上滑动时,连入电路的电阻变大,所在电路总电阻变大,副线圈中电流减小,R1中电流减小,R1消耗的功率减小,A项错误;R1中电流减小,则R1两端电压减小,而副线圈两端电压不变,所以滑动变阻器两端电压增大,电压表示数变大,B项正确;副线圈中电流减小,原线圈中电流随之减小,故C项错误;若闭合开关S,负载电路的总电阻减小,副线圈中电流增大,R1中电流增大,则R1两端电压升高,R2两端电压减小,A2示数变小,D项错误。,反思总结此题是变压器工作电路中的动态问题,要注意其中的因果关系:原线圈电压决定副线圈输出电压,副线圈的输出电压和负载电阻共同决定副线圈中的电流,副线圈中的电流决定原线圈中的电流。,5.(2015安徽理综,16,6分)图示电路中,变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,R0为定值电阻,R为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置,观察到电流表A1的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了0.8A,则下列说法正确的是()A.电压表V1示数增大B.电压表V2、V3示数均增大C.该变压器起升压作用D.变阻器滑片是沿cd的方向滑动,答案D变压器输入电压不变,原、副线圈的匝数比不变,故原、副线圈两端的电压不变,即电压表V1、V2示数不变,选项A、B均错误;I1、I2增加,则副线圈电路中总电阻减小,故变阻器滑片应沿cd方向滑动,选项D正确;由原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入=P出知,调节滑动变阻器前I1n1=I2n2,调节滑动变阻器后I1n1=I2n2,联立得(I1-I1)n1=(I2-I2)n2,即I1n1=I2n2,=4,故该变压器起降压作用,选项C错误。,6.(2015福建理综,15,6分)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,在T的原线圈两端接入一电压u=Umsint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功率为()A.()B.()C.4()2()2rD.4()2()2r,答案CT的输入电压U1=,则P=U1I1,I1=,又因为=,所以I2=I1=,则输电线上损失的电功率P损=2r=4r,C项正确。,7.(2015天津理综,6,6分)(多选)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,在副线圈两端连接了定值电阻R0和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交流电,则()A.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大B.保持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小C.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变大D.保持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小,答案BC保持Q位置不动,则副线圈两端电压U2不变,P向上滑动,则R增大,副线圈电流I2减小,由P1=UI1=U2I2,可知I1减小,电流表读数减小,A错误,B正确。保持P位置不动,则R不变,Q向上滑动,n2变大,根据=得,U2=U,则U2增大,由I2=,知I2增大,由UI1=U2I2,U不变,知I1增大,电流表读数变大,所以C正确,D错误。故选B、C。,评析本题考查变压器的工作原理,难度较小。,8.(2015广东理综,15,4分)图为气流加热装置的示意图,使用电阻丝加热导气管,视变压器为理想变压器,原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变,调节触头P,使输出电压有效值由220V降至110V。调节前后()A.副线圈中的电流比为12B.副线圈输出功率比为21C.副线圈的接入匝数比为21D.原线圈输入功率比为12,答案C电阻丝的阻值R可认为不变,由欧姆定律I=可知副线圈中的电流取决于副线圈的输出电压,故调节前后副线圈中电流之比为21,A错误;再由P2=I2U2或P2=可知副线圈的输出功率之比应为41,B错误;而理想变压器输入功率总是等于输出功率,故原线圈的输入功率之比也为41,D错误;因原线圈的输入电压U1、匝数n1恒定,故由电压关系=可知副线圈的接入匝数比为21,C正确。,答案D解法一:由欧姆定律可知A2的读数I2=。U2=n2,I12R=U2-U3,=,U4=I4RL,=,联立可得:I12R=U1-I1RL由题意可知:I12R=U1-I1RLI1=U1I1=令=k,则有I1=由于RL2R,k1,则2R+RL+kRLI1I2,因PR1=R,PR3=R故PR1PR3,因UR2=I1R,UR4=I2R,故UR2=I2故L1灯亮度比L2灯亮度大,选项B错误。解法二:由题意可知为模拟远距离输电,先采用升压变压器,将输入电压升高,这是为了减小输电线路中的电流I1,其目的是减小输电线路中的电能损失和电压降落,使用户得到更多的电能,因此,L1的亮度大,选项A、B、C错误,选项D正确。,10.(2014山东理综,17,6分)(多选)如图,将额定电压为60V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220V和2.2A。以下判断正确的是()A.变压器输入功率为484WB.通过原线圈的电流的有效值为0.6AC.通过副线圈的电流的最大值为2.2AD.变压器原、副线圈匝数比n1n2=113,答案BD对于理想变压器,P入=P出,所以输入功率P入=602.2W=132W,A错。I1=A=0.6A,B正确。通过副线圈的电流的最大值I2m=I2=2.2A,C错误。变压器原、副线圈匝数比n1n2=U1U2=113,D正确。,C组教师专用题组考点一交变电流的产生和描述,1.(2015四川理综,4,6分)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如图所示。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,则发电机输出电压()A.峰值是e0B.峰值是2e0C.有效值是Ne0D.有效值是Ne0,答案D发电机输出电压峰值是2Ne0,A、B错误;有效值是2Ne0=Ne0,C错误,D正确。,考点二变压器、电能的输送,2.(2017江苏单科,7,4分)(多选)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成分,则()A.电感L1的作用是通高频B.电容C2的作用是通高频C.扬声器甲用于输出高频成分D.扬声器乙用于输出高频成分,答案BD电感线圈具有“阻高频通低频”的特性,电容器具有“通交流隔直流”“通高频阻低频”的特性,当输入端既有高频成分,也有低频成分时,低频成分通过电感L1,到达扬声器甲,高频成分通过电容C2,到达扬声器乙,选项B、D正确。,3.(2017北京理综,16,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接在u=220sin100t(V)的交流电源上,副线圈接有R=55的负载电阻,原、副线圈匝数之比为21,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是()A.原线圈的输入功率为220WB.电流表的读数为1AC.电压表的读数为110VD.副线圈输出交流电的周期为50s,答案B本题考查交变电流、变压器。由题知,变压器的输入电压U1=V=220V,所以U2=U1=110V;副线圈电流I2=2A,原线圈电流I1=I2=1A。本题中电压表、电流表的读数为有效值,故B项正确,C项错误;原线圈输入功率P1=U1I1=220W,A项错误;交流电的周期T=s=0.02s,D项错误。,答案B由=得U2=U1由=得U2=U1由/得:=,因为n2n1,所以U1,U2升高C.U2U1,U2降低D.U2U1,U2升高,答案C由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数n2,因=,则U2,所以A项正确,B、C项错误。P2=P3+Pr,由于输电线上有功率损耗,所以升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率,D项错误。,10.(2017河北唐山一模,16)一含有理想变压器的电路如图所示,变压器原副线圈匝数比n1n2=21,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别是4、2和3,U为有效值恒定的正弦交流电源。当开关S断开时,理想电流表的示数为I,当S闭合时,电流表的示数为()A.IB.IC.ID.2I,答案D设S闭合时,电流表示数为I1,对理想变压器有P入=P出,=,则开关闭合时有I1U-R1=(2I1)2R2,开关断开时有IU-I2R1=(2I)2(R2+R3),解得I1=2I,故D项正确。,11.(2017天津和平质量调查,4)如图甲所示电路中,L1、L2、L3为三只“6V3W”的灯泡,变压器为理想变压器。各电表均为理想电表。当ab端接如图乙所示的交变电压时,三只灯泡均正常发光。下列说法中正确的是()A.变压器原副线圈的匝数比为12B.副线圈两端输出的交流电频率为50HzC.电流表的示数为0.5AD.电压表的示数为18V,答案B灯泡正常发光时的电流I0=0.5A,则副线圈中电流I2=2I0,而原线圈中电流I1=I0,则变压器原副线圈的匝数比n1n2=I2I1=21,A项错误。由乙图可知交流电的周期T=0.02s,则频率f=50Hz,变压器不改变交流电的频率,B项正确。电流表的示数IA=I2=2I0=1A,C项错误。因灯泡正常发光,则副线圈两端电压U2=6V,则原线圈两端电压U1=U2=12V,电压表示数为12V,D项错误。,答案D当单刀双掷开关与a连接时,由=,又n1n2=101,U1=220V,可得副线圈的电压U2=22V,则电压表的示数为22V,故A错误;当单刀双掷开关与a连接时,在滑片P向上移动的过程中,因输入电压及原、副线圈匝数之比不变,则副线圈两端电压不变,所以电压表的示数不变;因变阻器滑片P向上移动,变阻器接入电路的电阻变大,则副线圈电流变小,电流表示数变小,故B错误;当单刀双掷开关由a扳向b时,原线圈匝数变小,根据=,可知副线圈两端的电压U2变大,输出功率P2=变大,又输入功率等于输出功率,所以原线圈输入功率变大,故C错误;当单刀双掷开关由a扳向b时,输出电压变大,调节滑动变阻器滑片到适当位置使其连入电路的电阻R变大,输出功率P2=可能不变,又输出功率等于输入功率,所以有可能实现调节前、后原线圈输入功率相等,故D正确。,解题关键单刀双掷开关接a与接b时,只改变变压器原线圈匝数,不改变变压器工作特性。明确理想变压器电压输入决定输出,电流和功率输出决定输入。,2.(2018山西五地市联考)如图所示,L1、L2、L3、L4为四只规格均为“12V、6W”的灯泡,分别接入理想变压器原、副线圈回路中,a、b两端连接交流电源,交流电流表A示数为0.5A,已知灯泡L2正常发光,以下说法正确的是()A.a、b端输入功率为18WB.a、b端输入电压为36VC.灯泡L1的功率为6WD.若副线圈回路再并联一只同样的灯泡,L2仍能正常发光,答案C灯泡的额定电流IL=A=0.5A,因交流电流表A示数为0.5A,所以灯泡L1正常发光,功率为6W,因L2正常发光,则L3、L4也正常发光,则变压器的输出功率为三只灯泡的总功率,变压器的输入功率等于输出功率,则a、b端输入功率等于四只灯泡的总功率,即Pab=64W=24W,故A错误、C正确;根据Pab=UabIA可得Uab=V=48V,故B错误;若副线圈回路再并联一只同样的灯泡,使得副线圈的总电流增大,则原线圈的电流也增大,灯泡L1分担的电压增大,原线圈两端电压减小,副线圈两端电压减小,L2不能正常发光,故D错误。,解题思路先计算出灯泡的额定电流,再判断L1是否正常发光,根据功率关系求解a、b端输入功率,由公式P=UI求a、b端电压;根据变压器动态分析的方法分析D选项。,3.(2018湖北四地七校联盟联考)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,答案DP位置不动,当光照增强时,光敏电阻的阻值减小,变压器的输出功率增加,输入功率也增加,故A错误;光照强度不变,光敏电阻的阻值不变,当滑动触头P向上滑动时,原线圈匝数增大,根据=知变压器的输出电压减小,则用电器消耗的功率减小,故B错误;该电路中,变压器不改变交流电的频率,当f减小时,变压器的输入功率不变,故C错误;P位置不动,光照强度不变,当U增大时,根据=知变压器的输出电压增大,即用电器两端电压增大,则用电器消耗的功率增大,故D正确。,4.(2018福建泉州质检)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均正常发光,理想电流表的示数为I。已知L1、L2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.图示位置时穿过线框的磁通量变化率为零B.线框转动的角速度为C.理想变压器原副线圈的匝数之比为12D.若灯L1烧断,电流表示数将增大,答案B图示位置时线框平面与磁场方向平行,产生的感应电动势最大,磁通量变化率最大,故A选项错误;理想变压器输入功率等于输出功率,又两只灯泡都正常发光,则可知矩形线框的输出功率为2P,则有2P=I=NBSI,可得=,故B选项正确;原线圈的电流为I,因两灯泡并联且均正常发光,则副线圈中电流为2I,可知原、副线圈的匝数之比n1n2=2II=21,故C选项错误;若L1烧断,则副线圈电流减小,原线圈的电流也相应减小,故D选项错误。,命题立意本题考查交变电流的产生、变压器的应用、电路动态变化等知识点。考查学生对交变电流中一些知识概念的理解和应用能力。,5.(2018福建厦门质检)(多选)如图所示,电路中变压器为理想变压器,其原线圈接在u=20sin50t(V)的交流电源上,副线圈与阻值为R1=2的电阻接成闭合电路,电流表为理想电流表。另有一阻值R2=32的电阻与变压器原线圈并联,电阻R1与R2消耗的电功率恰好相等。则()A.电阻R1消耗的电功率为12.5WB.通过电阻R1的交变电流的周期为0.02sC.电流表的示数为10AD.变压器原、副线圈匝数之比为41,答案AD加在R2两端电压的有效值为=U=V=20V,R2消耗的功率为=12.5W,又电阻R1与R2消耗的电功率恰好相等,故A项正确;由u=20sin50t(V),知=50rad/s,故周期T=0.04s,变压器不改变交流电的周期,故B错误;R1的功率=12.5W,通过R1的电流=2.5A,则电流表的示数为2.5A,故C错误;副线圈两端电压为U2=R1=5V,原线圈两端电压U1=U=20V,则原、副线圈匝数之比n1n2=U1U2=41,故D项正确。,6.(2017河北冀州2月模拟,19)(多选)如图所示,理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为r的交流电源上,输出端接理想电流表及阻值为R的负载。如果要求负载上消耗的电功率最大,则下列说法正确的是()A.该交流电源电动势的瞬时值表达式为e=Emsin(100t)B.变压器原、副线圈匝数的比值为C.电流表的读数为D.负载上消耗的热功率为,答案BC由e-t图象可知交流电的周期T=410-2s,则=50rad/s,所以e=Emsin(50t),则A项错误。对于理想变压器,在电源输出最大功率时,电流I1=,此时,变压器输入功率恰好等于电源内阻消耗的功率,又输出功率等于输入功率,则r=R,得出=,又=,得出=,I2=,则B、C项正确。负载上消耗的热功率为P=R=,则D项错误。,解题关键电源电动势的有效值为;负载上消耗的电功率最大,意味着电源的输出功率最大。,7.(2017山西五校四联,19)(多选)如图甲所示,一台线圈内阻为2的小型发电机外接一只电阻为10的灯泡,发电机内匀强磁场的磁感应强度为T,线圈的面积为0.01m2,发电机正常工作时灯泡的电流i随时间t变化的正弦规律图象如图乙所示。下列说法正确的是()A.t=0.05s时,穿过线圈的磁通量为零B.t=0.05s时,理想交流电压表的示数为30VC.发电机内线圈的匝数为240D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为9J,答案AB由图乙可知t=0.05s时,发电机的输出电流为最大值,此时线圈平面与中性面垂直,磁通量为零,A正确。由图乙可知电流的有效值I=3A,理想交流电压表的示数U=310V=30V,B项正确。由图乙可知,电流最大值为3A,则发电机产生的感应电动势最大值Em=nBS=(2+10)3A=36V,又B=T,S=0.01m2,=10rad/s,得n=360,C项错误。Q=3221J=18J,D项错误。,8.(2017湖南长沙三月模拟,21)(多选)图中理想变压器的原、副线圈的匝数之比为21,电阻R1=10,R2=20,两电表均为理想交流电表。若R1两端电压瞬时值表达式为u1=10sin100tV,则下列说法正确的是()A.电流表的示数为0.5AB.电压表的示数为14.14VC.R2消耗的功率为20WD.原线圈输入交流电频率为100Hz,答案ACR1两端电压=10V,R1中电流=A=1A,则副线圈中电流I2=1A,再由I1I2=n2n1=12,可知原线圈中电流I1=0.5A,则A项正确。电压表测R2两端电压=I2R2=20V,B错误。R2消耗的功率=R2=20W,C正确。因变压器不改变交流电的周期和频率,由R1两端电压瞬时值表达式u1=10sin100tV,可知原线圈输入交流电频率f=Hz=50Hz,D错误。,温馨提示在交变电流电路中电压表和电流表的示数均为有效值,I=,U=。理想变压器能改变交流电的电压和电流,但不能改变交流电的周期和频率。,9.(2017江苏南京三模,5)如图所示为远距离输电的原理图,升压变压器的原副线圈匝数比为m,降压变压器的原副线圈匝数比为n,输电线的电阻为R,升压变压器和降压变压器均为一理想变压器,发电机输出的电压恒为U,若由于用户的负载变化,使电压表V2的示数减小了U,则下列判断正确的是()A.电流表A2的示数增大了B.电流表A1的示数增大了C.电压表V1的示数减小了UD.输电线损失的功率增加了R,答案B由=m得U1=,由于U、m不变,故U1不变,故C错。设降压变压器的输入电压为U,则U=U1-I1R,由=n得,U2=,则U=-I1,由此可见,电流表A1的示数增大了,即B正确。由=得I2=nI1,由此可知,I2增大了,故A错。输