第九章 交变电流.doc

第九章 交变电流9.1 交变电流【考点聚焦】交流发电机及其产生正弦交变电流的原理 级要求正弦交流电的图像和三角函数表达式，最大值，有效值，周期与频率。 级要求【知识扫描】（1）当线圈位于中性面时，磁通量_ (为最大) ；磁通量的变化率_(为零)，即感应电动势e =_ (为零) 。当线圈平面平行于磁场方向时，磁通量=_(为零) ；磁通量的变化率最大，最大值Em =_。(NBS) （2）交流电的瞬时表达式与计时起点有关；若从中性面开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 (e= NBSsint)，若从线圈平面与磁场方向平行的位置开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为_。(e= NBScost) （3）有效值是依据电流的热效应，反映电流产生的平均效果。对正弦交变电流有效值和峰值满足：_ (（）。用电器铭牌上标的额定电压、额定电流、交流电表的读数以及涉及热量和热功率的都用有效值。3、电感和电容对交变电流的阻碍作用可概括为：电感是_，电容是_。(通直流、阻交流，通低频、阻高频；通交流、隔直流，通高频、阻低频)【好题精析】例1 矩形线圈abcd的边长ab=cd=40cm,bc=da=30cm,共有200匝，以300r/min的转速在磁感强度为0.2T的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的中心轴OO匀速转动,在t=0时刻处于图所示位置.此线圈产生的感应电动势最大值Em= ，有效值为E_，再转过 出现第一次中性面。解析 线圈在匀强磁场中匀速转动，形成交变电流，感应电动势的最大值利用结论公式,得出最大感应电动势为24V，有效值为V。对中性面特征的了解要全面，即处于中性面时磁通量最大，磁通量变化率为零。容易得出结论：还需转动90度第一次出现中心面图13-1-1点评 注意对基本概念的理解例2内阻不计的交流发电机产生电动势E=10sin50t (V)，接有负载电阻R=10,现把发电机的转速提高一倍，则A 负载两端电压的有效值将变为28.2VB 交流电的频率将变为100HzC 负载消耗的功率将变为20wD 负载消耗的功率将变为40w解析 电动势最大值为10V，有效值为7. 07V。当发电机的转速提高一倍,角速度增加一倍，频率也增加一倍。电动势最大值和有效值均增加一倍。表达式可以写为E=20sin100t (V)，由此可以看出提高转速后频率变为50Hz。负载消耗的功率将变为20w。故答案选择C点评 抓住角速度和各物理量的关系，计算热功率必须使用有效值例3 一个在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动的线框，当线框转至中性面时开始计时。t1=1/60s，线框中感应电动势为50V，当t2=1/30s时，线框中感应电动势为50V，求：（1）感应电动势的最大值； （2）线框转动的角速度的大小；（3）线框中感应电动势的瞬时表达式。解析 线框匀速转动时产生正弦交变电流，题目还给出了计时起点为中性面，因此正弦交变电流的瞬时值表达式为e=Emsin。利用瞬时值表达式来求解： 将已知条件代入得到： 50 = Emsin 50= Emsin 将式化成50= Emsin = Em2sincos 得cos= 所以= =10（rad/s） 将代入得 Em=100 ( V) 瞬时表达式为 e =100sin10t (V)点评 联系正弦交变电流感应电动势的瞬时值、最大值的桥梁是感应电动势瞬时值表达式。例4匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abcd共N匝,线圈电阻为r ,线圈绕垂直于磁感线的轴OO 以如图所示的角速度匀速转动,外电路电阻为R .BbcadO OR在答卷图中标出此刻线圈感应电流的方向.(2)转动过程中感应电动势的最大值有多大?(3)线圈平面与磁感线成60时的感应电动势多大?(4)设发电机由柴油机带动,其他能量损失不计,线圈转一周,柴油机要做多少功?(5)从图示位置开始,线圈转过600的过程中通过电阻R的电量是多少？图13-1-2解析电流方向：adcba 由Em=NBS = NBL2 (3)转过60时的瞬时感应电动势e = Emcos60= NBL2/2(4)电动势的有效值 E =Em/电流的有效值 I=E/(R+r),柴油机的功转化为电能,转一圈做功 W=EIT=2 N2B22L4T/2(R+r)=N2B2L4/(R + r)(5) I 平均=E平均/( R+r)= 电量Q= I平均t= NBSSin60/( R+r)= NBL2/2( R+r)点评：计算热功率应当用电流的有效值，计算电路中的电量应当用电流的平均值。图13-1-3例5 一小型发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动，线圈匝数n=100，穿过每匝线圈的磁通量随时间按正弦规律变化，如图13- 1-3所示，发电机内阻r=5，外电路电阻R=95,已知感应电动势的最大值Em=nm ,其中m为穿过每匝线圈磁通量的最大值，求串联在外电路中的交流电流表（理想电表）的读数。解析设线圈在磁场中转动周期为T，由图像可读出mWb T=3.1410-2S 已知感应电动势的最大值Em=nm，再根据T得：Em=nmnmT 根据欧姆定律，电路中电流的最大值 Im= Em/(R+r) 而交流电流表的读数反映的是电流的有效值，则其读数 I= 代入数据得： I=1.4A点评 结合电磁感应、欧姆定律、图像知识考查对正弦交变电流的产生及描述的理解和掌握，特别注重对图像识别能力的考查。【变式迁移】1、矩形线框在匀强磁场内匀速转动过程中，线框输出的交流电压随时间变化的图像如图13-1-4所示，下列说法中正确的是（ ）（A）1 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量变化最快，（B）2 s末线框平面垂直于磁场，通过线框的磁通量最大，（C）交流电压的最大值为36V，频率为0.25Hz，（D）交流电压的有效值为36V，周期为4 s。1BC 图13-1-42、一根电阻丝接入100v的直流电，1min产生的热量为Q，同样的电阻丝接入正弦交变电压，2min产生的热量为0.5Q，那么该交变电压的最大值为 （ ） A、50v B、100v C、50v D、50v2C 【能力突破】1、如图13-1-5是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像可以判定： （ A）A、此交变电流的频率为5HzB、此交变电流的周期为0.1s C、将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯泡可以正常发光 D、图像上对应的0.15s时刻，发电机中的线圈刚好转至中性面 图13-1-8120-120.10.20.3t/sU/v图13-1-51、A 2、如图13-1-6所示，是一交流电压随时间变化的图像，此交流电压的有效值等于_V . 2、 50 图13-1-63、两只由完全相同的导线绕制的单匝矩形线圈，在同一匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的感应电动势分别为 e1=10sin100t ， e2=10sin200t，以下说法正确的是 （ ）A、它们经过空间同一位置时的磁通量一定相等B、它们经过空间同一位置时感应电动势一定相等C、它们经过空间同一位置时感应电流一定相等D、它们电动势的有效值相等3、 BD 4、下列甲、乙、丙三图为三种常见电机的原理示意图13-1-7（交流发电机、直流发电机、电动机），这三种电机的名称分别为：图13-1-7甲图是_；乙图是_；丙图是_ 4、电动机 交流发电机 直流发电机 5、一只氖管的起辉电压与交流电u=50sin314t (V) 的有效值相等，若将这交流电接到氖管的两极，在一个周期内，氖管的发光时间为 （ ）A、0.02s B 、0.015s C、0.01s D、0.05s 5、C 6、如图13-1-8所示（b）中，A、B是两个相同的环形线圈，工轴并靠近放置，线圈A中通以（a）图所示的交变电流，则下列叙述错误的有 （ ）A、从t1到t2时间内，AB两线圈相吸B、从t1到t2时间内，AB两线圈相斥C、t1时刻A、B两线圈间的作用力为0D、t2时刻A、B两线圈间的作用力最大图13-1-86、D 7、当交变电流发电机的线圈平面与磁感线成600角时，电流瞬时值为0.5A，则该电流的有效值是 （ ）A、1A B、A C、A D、A 7、C VUP电热丝8、如图图13-1-9所示为电热毯的电路图，电热丝接在的电源上，电热毯加热到一定温度后，通过装置P使输入电压变为如图所示的波形，从而进入保温状态，若电热丝电阻保持不变，此时交流电压表的读数为：（ ）图13-1-9A.110V B.156V C.220V D.311V8、B 9、N匝矩形线圈，面积为S，在磁感应强度为B的匀强磁场中，绕垂直于磁感线的轴，以角速度作匀速转动，外电路闭合。若从线圈通过中性面开始计时，则经过1/4 个周期外力做功和线圈产生的热量各为多少？（已知线圈及外电路总电阻为R）9N2B2S2/4R 10、磁铁在电器中有广泛的应用，如发电机，如图13-1-10所示，已知一台单相发电机转子导线框共有N匝，线框长为L1，宽为L2，转子的转动角速度为，磁极间的磁感应强度为B，（1）试导出发电机的瞬时电动势E的表达式。（2）现在知道有一种强永磁材料钕铁硼，用它制成发电机的磁极时，磁感应强度可增大到原来的k倍，如果保持发电机的结构和尺寸，转子的转动角速度，需产生的电动势都不变，那么这是转子上的导线框需要多少匝？10 NL1L2Bsint, N/k图13-1-109.2变压器 电能的输送【考点聚焦】 1、 变压器的工作原理是利用互感原理，即电磁感应。所以变压器不能改变原线圈的电压。2、 理想变压器中原线圈和副线圈中电压、电流、功率的关系是：电压由原线圈决定副线圈，电流由副线圈决定原线圈，功率由副线圈决定原线圈。原副线圈的频率相等。3、 输电过程中，为了减小线路损失，可以采取的办法是：升高电压或减小输电线电阻【知识扫描】1、变压器的工作原理是_2、理想变压器中原线圈和副线圈中电压、电流、功率的决定关系是：电压由_决定_，电流由_决定_，功率由_决定_（分别填原线圈或副线圈）3、 输电过程中，为了减小线路损失，可以采取的办法是：_、_ 【好题精析】例1 如图所图13-2-1示，一个变压器(可视为理想变压器)的原线圈接在220V的市电上，向额定电压为1.80104V的霓虹灯供电，使它正常发光为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就熔断（1）熔丝的熔断电流是多大?图13-2-1（2）当副线圈电路中电流为10mA时变压器的输入功率是多大?解析：(1)设原、副线圈上的电压、电流分别为根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有 当=12 mA时，即为熔断电流代人数据，得=098 A(2)设副线圈中电流为=lO mA时，变压器的输入功率为P1。，根据理想变压器的输入功率等于输出功率，有 代人数据，得 =180 W点评：抓住原副线圈中电功率、电流、电压之间的关系例2 有一理想变压器原线圈匝数为1320，副线圈匝数为144，将原线圈接在220V的交流电压上，副线圈上电压为多少？穿过铁芯的磁通量的最大变化率为多少？解析 由可得， U2=24V 穿过铁芯的磁通量的最大变化率等与美伊扎线圈中产生的自感电动势的最大值，即点评 注意正确理解磁通量变化率与自感电动势的关系。例3 如图13-2-2所示，为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑动编组起触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线圈中的电流强度，则下列说法错误的是 （ ）A、 保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，I1将增大。图13-2-2B、 保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，R消耗的功率将减小。C、 保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大。D、 保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大。解析 S由a合到b时，n1减小，由可知U2增大，P2随之增大，而P2=P1，又，从而I1增大，故A正确。S由b合到a时，与上述情况相反，P1应减小，故B正确。P上滑时，R增大，因，所以P2减小，又P2=P1，又，从而I1减小，故C错误。U1增大时，由可知U2增大，P2随之增大，因而I2增加，由所以I1也增大，故D正确。答案选C.点评 处理这类问题关键要分清变量和不变量，弄清变压器中物理量的决定关系，注意因果关系。例4、如图13-2-3所示为理想变压器，原线圈的匝数是n1两个副线圈的匝数分别是n2、n3，当原线圈两端加上交变电压U1后，测得原线圈中的电流为I1，设两个副线圈两端的电压分别是U2、U3，其中的电流分别为I2、I3，则有 A、， 图13-2-3 B、，C、 D、解析 推导变压器的变压比公式时，可将两个副线圈等效为一个副线圈来处理，因为穿过原副线圈的磁通量变化率相同，没匝线圈产生的电动势相等。但不能用此来推导电流比，因为任何一个副线圈有输出时，其输出功率不等于原线圈的输入功率，计算副线圈的输出电流，要依据能量守恒定律即输入功率等于输出功率，因此选AC。点评 理想变压器中，各物理量的决定关系：电压由原线圈决定副线圈，电流和功率由副线圈决定原线圈。例5 有一台内阻为1的发电机用高压输电的方法给一学校供电，已知升压变压器的匝数比为14，降压变压器的匝数比为41，输电线的总电阻为4，全校共有22个班，每班有“220V，40W”的电灯6盏。若保证全部电灯都正常发光，试求： （1）发电机的输出功率； （2）发电机的电动势； （3）高压输电的效率。解析：（1）设升压变压器原线圈中的电流为I1、两端电压为U1，功率P1，升压变压器副线圈中的电流为I2、两端电压为U2，功率P2，降压变压器原线圈中的电流为I3、两端电压为U3，功率P3，降压变压器副线圈中的电流为I4、两端电压为U4，功率P4，由题意得U4=220V，P4=22640=5280W，I4=24A由I3/I4=n4/n3，U3/U4=n3/n4得I3=241/4=6A，U3=2204=880V所以P线=I32R=624=144W， U线=I3R=64=24V P2=P1=P输出=5280+144=5424W 所以发电机的输出功率为5424W（2）U2=880+24=904V U1=904/4=226V I1=64=24A 发电机的电动势E=U1+I1r=226+24=250V。（3）=P4/P1100%=5280/5424100%=97.3% 点评 对远距离输电问题的分析计算，要注意不同公式中各物理量的对应关系。【变式迁移】A1V1V2A2R1、用理想变压器向负载供电，变压器的输入电压不变，如图图13-2-4所示，如果负载电阻的滑动触头向上移动，则图中所有交流电表的读数及变压器输入功率的变化情况为AV1、V2不变，A1增大、A2减小，P增大BV1、V2不变，A1、A2增大，P增大图13-2-4CV1、V2不变，A1、A2减小，P减小DV1不变、V2增大，A1减小、A2增大，P减小【变式迁移】1 C 2、山区小型水力发电站的发电机有稳定的输出电压，它发出的电先通过电站附近的升压变压器升压，然后通过输电线路把电能输送到远处村寨附近的降压变压器，经降低电压后再输送至各用户设变压器都是理想的，那么在用电高峰期，随用电器总功率的增加将导致（ ）A升压变压器初级线圈中的电流变小B升压变压器次级线圈两端的电压变小C高压输电线路的电压损失变大D降压变压器次级线圈两端的电压变小2CD【能力突破】1、远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比高得多的电压进行输电，采用高压输电的优点是 （ ）a) 可节省电线的铜材料b) 可根据需要调解交流电的频率c) 可减少输电线上的能量损失d) 可加快输电速度【能力突破】1、AC 图13-2-52、发电机的输出电压为U1，发电厂至学校的输电导线R的电流为I，学校得到的电压为U2，则输电导线上损耗的功率可以表示为 （ abc ）A、 B、 C、I2R D、I(U1-U2) 2、ABC 3、如图13-2-5所示的电路中，理想变压器原线圈上加一个固定的交变电压，那么下列情况正确的是 （ ）A、 当滑动头E上移时，灯泡L变亮B、 当滑动头E上移时，电流表读数A1变大C、 当滑动头E上移时，电压表V读数变大D、 若开关闭合，则电流表A1读数变大，而电流表A2读数变小3C 4、如图13-2-6所示，理想变压器的副线圈上接有三个灯泡，原线圈与一灯泡串联在交流电源上。若所有灯泡都完全相同且都正常发光，则电源两端的电压U1与灯泡两端的电压U2之比为 （ ）图13-2-6A、1:1 B、2:1 C、3:1 D、4:14D 5、如图图13-2-7所示，一理想变压器原线圈匝数n1=1100匝，副线圈匝数n2=180匝，交流电源的电压u=220sin120tV,电阻R=45，电压表、电流表均为理想电表，则: A、交流电的频率为50HzB、 的示数约为0.13 AC、 的示数约为1.1 A图13-2-7D、 的示数约为36V5、BD 6、一理想变压器的原线圈为n1=100匝，副线圈n2=30匝，n3=20匝，一个电阻为48.4的小灯泡接在副线圈n2与n3上，如图13.2-9所示，当原线圈与的交流电源连接后，变压器的输入功率是 （ ）A、10w B、20w C、250w D、500w6、A 7、在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用导线电阻率为，横截面积为S，总长度为L，输电线损失的电功率为P损，用户得到的电功率为P用，则下列关系是正确的是 （ ）A、P损=US2/L B、P损=P2L/U2S C、P 用=P- US2/L D、P 用=P（1- PL/U2S）7、 BD 8、如图13-2-8所示的变压器，当通以交流电时，每一个线圈产生的磁通量只有一半通过另一线圈，另一半通过中间臂，已知线圈1、2匝数之比n1:n2，当线圈1输入电压U时，线圈2输出电压是_V，当线圈2输入电压U时，线圈1输出电压是_V，8、U/4，U 图13-2-89、照明电路中，为了安全，一般在电能表后面电路上安接一漏电保护器，如图13-2-9所示，当漏电保护器的ef两端未接有电压时，脱扣开头K能始终保持接通，当ef两端有一电压时，脱扣开关K立即断开，下列说法错误的是（ ）图13-2-9A站在地面上的人触及b线时（单线接触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用B当用户家的电流超过一定值时，脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用C当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有过压保护作用D当站在绝缘物上的带电工作的人两手分别触到b线和d线时（双线触电）脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用9、BCD 10、发电机的端电压220v，输出电功率44kw，输电导线的电阻为0.2，如果用原副级线圈匝数比为1:10的升压变压器，经输电线后，再用原副级线圈匝数比为10:1的降压变压器降压供给用户。（1） 画出全过程的示意图（2） 求用户得到的电压和功率（3） 若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的电压和功率10、（1）略 （2）219.6V， 43.92kW （3）180V，36kW9.3总结、综合与拓展【知识网络】 1、交流电 产生：交流发电机 表述手段 图像、三角函数表达式 瞬时值 正弦 最大值电流 表征参量 有效值I 周期T交 流 电 频率f 观察仪器：示波器电阻 具 电感：感抗与交变电流f有关 对交变电流电容：容抗 阻碍的器件 工作原理：互感 构造理想 法拉第电磁感应定律 变压器 遵循规律 感应定律： 能量守恒定律：远程输电2、麦克斯韦电磁场理论 稳定 不产生电（磁）场磁（电）场 均匀变化 稳定电（磁）场变化 周期性变化 周期性变化的电（磁）场【应考指要】本章的核心内容是电场、电场强度、电势差、电势和电场线、等势面。库仑定律和电荷守恒定律是电场也是电学的实验基础。静电屏蔽和电容器是电场性质的应用。带电粒子在电场中的运动是电场性质和力学规律的综合应用，对分析综合能力的要求较高。高考对本章知识的考查重点是电场性质的描述；带电粒子在电场中的运动；平行板电容器。近几年高考对本章知识的考查命题频率较高且有相当难度的集中在电场力做功与电势能变化、带电粒子在电场中的运动这两个知识点上，特别在与力学知识的结合中巧妙地把电场概念、牛顿定律和功能关系等联系起来。 命题趋于综合能力考查、且结合力学的平衡问题、运动学、牛顿运动定律及交变电流等构成综合试题，考查分析问题能力、综合能力、用数学方法解决物理问题的能力。电场问题还可与生产技术、生活实际、科学研究、前沿科技等联系起来，如静电屏蔽、尖端放电、电容式传感器、静电的防止和应用、示波管原理、静电分选等。这些都可以成为新情景综合问题的命题素材。【好题精析】例1 如图13-3-1所示，线框在匀强磁场中绕轴匀速转动（右上向下看是逆时针），当转到图示位置时，磁通量和感应电动势大小的变化情况是 （ ）A、 磁通量和感应电动势都在变大B、 磁通量和感应电动势都在变小C、 磁通量在变小，感应电动势在变大D、 磁通量在变大，感应电动势在变小图13-3-1解析 此时，线框和磁感线的夹角在变大，与中性面的夹角在变小，线框面在中性面上的投影面积在变大，磁通量也在变大；当磁通量在变大时，感应电动势一定在变小。选D 点评 磁通量的变化率与电动势大小相对应BAn1n2abU例2如图13-3-2所示，理想变压器的原副线圈匝数比为4：1，原线圈回路中的电阻A与副线圈回路中的负载电阻B的阻值相等，a、b端加一交流电压后，两电阻消耗的功率之比PA：PB=_，两电阻两端的电压之比UA：UB=_解析 根据理想变压器的变流比 ，得：IA：IB=1：4，图13-3-2两电阻消耗的功率之比PA：PB=，两电阻两端的电压之比UA：UB=1：4点评 注意区分原线圈上电阻的电压与原线圈的端电压例3、如图13-3-3在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在图示变压器的左右两个臂上，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，另一半通过中间的臂，已知线圈1、2的匝数比为2：1，在不接负载的情况下 （ ）图13-3-3A、 当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为110VB、 当线圈1输入电压220V时，线圈2输出电压为55VC、 当线圈2输入电压110V时，线圈2输出电压为220VD、 当线圈2输入电压110V时，线圈2输出电压为110V解析 理想变压器原副线圈中磁通量变化率相等，而误绕以后，两线圈中单匝线圈磁通量变化率不再相同。结合线圈匝数进行考虑，即可求解，选B、D 点评 原副线圈的磁通量变化率不同例4、交流发电机向理想变压器提供u=220sinl00 t mV的交变电压，升压变压器原、副线圈匝数之比为1：10，远距离输电导线总电阻尺为10，输送电功率为10kW， 求输电导线上损失的功率解：由u=220sin100V 得理想变压器输入电压为U1=220V (2分) 。例5 某发电厂通过两条输电线向远处的用电设备供电，当发电厂输出的功率为P0时，额定电压为U的用电设备消耗的功率为P1，若发电厂用一台升压变压器T1先把电压升高，仍通过原来的输电线供电，到达用电设备所在地，再通过一台降压变压器T2把电压降到用电设备的额定电压，供用电设备使用，如图所示，这样改动后，当发电厂输出的功率仍为P0，用电设备可获得的功率增加至P2。试求所用升压变压器的原线圈与副线圈的匝数比n1/n2以及降压变压器的原线圈与副线圈的匝数比n3/n4各为多少？解析 从消耗的电功率上找出两种情况下线路上的电流，从而确定升压变压器的匝数比，再求用电设备增加了功率后的电流，就可以解出降压变压器的匝数比。设输电线的电阻为R，当发电厂变压器直接向用电设备供电时，输电线中的电流为I1，则有P1=I1U，P0-P1= R，解得I1=P1/U，设降压变压器的输入电流，输出电流为I2，则有P2=I2U，P0-P2= 2R，有此可得I2=P2/U，故降压变压器原线圈匝数与副线圈匝数之比，升压变压器原线圈匝数与副线圈匝数之比【变式迁移】1、用理想变压器给负载供电时，在输入电压不变的情况下： ( ) A减少副线圈的匝数，其余保持不变，可增加变压器的输入功率 B增加副线圈的匝数，其余保持不变，可增加变压器的输人功率 c减少负载的电阻值，其余保持不变，可增加变压器的输入功率 D增大负载的电阻值，其余保持不变，可增加变压器的输人功率2、如图13-3-4为一理想变压器的原线圈匝数n1=1000，副线圈匝数n2=200，交流电源的电动势伏，电阻R=88欧。电流表和电压表对电路的影响可忽略不计。则各表的示数为多少？n1n2A11A21V21V11E图13-3-4【本章心得】_【总结性测评】一、选择题1、如图13-3-5是某交流发电机产生的交变电流的图像，根据图像120-120.10.20.3t/sU/v可以判定 （ ） A、此交变电流的频率为5Hz B、此交变电流的周期为0.1s C、将标有“12V、3W”的灯泡接在此交变电流上，灯 泡可以正常发光 D、图像上对应的0.15s时刻，发电机中的线圈刚好图13-3-5 转至中性面2、如图13-3-6甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，以 下说法正确的是：( )A、线圈匝数N1 N2 ，N3 N4 B、线圈匝数N1 N2 ，N3 N4 C、甲图中的电表是电压表，乙图中的电表是电流表D、甲图中的电表是电流表，乙图中的电表是电压表图13-3-63、两个电流随时间的变化关系如图图13-3-7甲、乙所示，把它们通人相同的电阻中，则在1s内两电阻消耗的电功之比Wa：Wb等于 ( ) A1： B1：2 C1：4 D1：1图13-3-74、如图13-3-8所示L为电感线圈，C为电容，A、B为两只相同的灯泡，将他们接在电压为U的交流电源上，两灯泡的亮度相同，若保持电源电压不变，而将电源频率增大，下列关于两灯泡发光情况说法正确的是 （ ）A、 两灯泡亮度不变 图13-3-8B、 A灯泡亮度不变，B灯泡变亮C、 A灯泡变暗，B灯泡变亮D、 A灯泡变亮，B灯泡变暗 5、某发电厂发电机的输出电压稳定，它发出的电先通过电厂附近的升压变压器升压，然后用输电线路把电能输送到远处居民小区附近的降压变压器，经降低电压后输送到用户。设升、降变压器都是理想变压器，那么在用电高峰期，白炽灯不够亮，但是电厂输送的总功率增加，这时（ ）A升压变压器的副线圈的电压变大B降压变压器的副线圈的电压变大C高压输电线路的电压损失变大D用户的负载增多，高压输电线中的电流减小6、如图13-3-9所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节，原线圈两端电压为一最大值不变的正弦交流电，在其它条件不变的情况下，为了使变压器输入功率增大，可使（ ） A、原线圈匝数n1增加 B、副线圈匝数n2增加C、负载电阻R的阻值增大D、负载电阻R的阻值减小图13-3-97、如图13-3-10理想变压器原、副线圈匝数之比为21，原、副线圈回路中有三个完全相同的电灯，当输人端加交变电压Ul时，Ll灯正常发光，那么接在副线圈两端的灯L2的功率 ( )图13-3-10 A、一定小于额定功率 B、一定大于额定功率 C、一定等于额定功率 D、无法确定8、如图13-3-11所示，一理想变压器的原、副线圈分别由双线圈ab和cd（匝数都为n1）、ef和gh（匝数都为n2）组成，用I1和U1表示输入电流和电压，用I2和U2表示输出电流和电压，在下列四种解法中，符合关系的有 （ ）A、 b与c相连，以a、d为输入端；f与g相连，以e、h为输出端图13-3-11B、 b与c相连，以a、d为输入端； e与g相连、f与h相连为输出端C、 a与c相连、b与d相连作为输入端；f与g相连，以e、h作为输出端 D、 a与c相连、b与d相连作为输入端；e与g相连、f与h相连为输出端9、图13-3-12内壁光滑，水平放置的玻璃圆环内，有一直径略小于环口径的带正电小球，以速率沿逆时针方向匀速转动，若在此空间突然加上方向竖直向上，磁感应强度随时间成正比例增加的变化磁场，设运动过程中小球带电量不变，那么 （ ）A、 小球队玻璃环的压力一定不断增大 B、 小球受到的磁场力一定不断增大 图13-3-12C、 小球先沿逆时针方向减速运动，过一段时间后沿顺时针方向加速运动D、磁场力对小球一直不做功 二、填空题图13.3-1110、有一理想变压器，输入交流电压的最大值为196V，另有负载电阻接在20V直流电压上时，消耗功率为P，将它接入此变压器的次级电路中，消耗功率为P/4，则这个变压器原副线圈的匝数比为_11、一交变电流随时间变化的图像如图13-3-13所示，该交流电的有效值是_A 图13-3-1312、如图为图13-3-14一雷达探测敌机时在荧光屏上得到的图像，1和2时先后两次发射的雷达探索波的脉冲波形，从荧光屏分析可知，第一次探测时敌机距雷达站是_km，若敌机匀速向雷达站飞近，敌机的速度是_m/s。 图13-3-14三、计算题13、如图13-3-15所示，为一交流电U-t的图像：（1） 写出交流电压瞬是值的表达式（2） 将此电压加在图乙所示的回旋加速器上，给氘核加速，则必须给加速器加一磁感强度为多大的磁场？（3） 若要使氘核获得5Mev的能量，需多长时间？（设氘核正好在电压达到峰值是通过D形盒的狭缝）（4） D形盒的最大半径为多少米？图13-3-15乙图13-3-15甲14、如图13-3-16所示，正方形线圈绕垂直于磁场的轴OO以角速度匀速转