高考物理总复习 必考部分 专题十二 交变电流习题课件.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1 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 五年高考 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 2 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9 1b 原 副线圈匝数比为1 9c 此时a和b的电功率之比为9 1d 此时a和b的电功率之比为1 9 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n1 n2 u1 u2 9 1 而i1 i2 n2 n1 1 9 所以两灯功率之比pa pb u灯i1 u灯i2 1 9 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 3 2016课标 21 6分 多选 如图 m为半圆形导线框 圆心为om n是圆心角为直角的扇形导线框 圆心为on 两导线框在同一竖直面 纸面 内 两圆弧半径相等 过直线omon的水平面上方有一匀强磁场 磁场方向垂直于纸面 现使线框m n在t 0时从图示位置开始 分别绕垂直于纸面 且过om和on的轴 以相同的周期t逆时针匀速转动 则 a 两导线框中均会产生正弦交流电b 两导线框中感应电流的周期都等于tc 在t 时 两导线框中产生的感应电动势相等d 两导线框的电阻相等时 两导线框中感应电流的有效值也相等 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 2 r 得im 设n导线框中电流有效值为in 则rt 2 r 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 4 2015课标 16 6分 0 664 一理想变压器的原 副线圈的匝数比为3 1 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 u1 u2 n1 n2 i1 i2 n2 n1 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 5 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 uab ucd n1 n2b 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uab ucd n1 n2 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uab ucd n1 n2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1 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 2 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8 2j 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 n m 4 v 有效值e em 2 v 一个周期内线圈产生的热量q t 8 2j 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 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 220sin100 t 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2 1 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 易错点拨交流电的最大值与有效值 1 在正弦交流电中 u 2 在交流电路中 电表的读数为有效值 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c d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c d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i1 n1 i2 n2 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 umsin t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1 2b 副线圈输出功率比为2 1c 副线圈的接入匝数比为2 1d 原线圈输入功率比为1 2 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2 1 a错误 再由p2 i2u2或p2 可知副线圈的输出功率之比应为4 1 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4 1 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2 1 c正确 9 2014福建理综 16 6分 图为模拟远距离输电实验电路图 两理想变压器的匝数n1 n42r 忽略灯丝电阻随温度的变化 当a b端接入低压交流电源时 a a1 a2两表的示数相同b l1 l2两灯泡的亮度相同 c r1消耗的功率大于r3消耗的功率d r2两端的电压小于r4两端的电压 答案d解法一 由欧姆定律可知a2的读数i2 u2 n2 i1 2r u2 u3 u4 i4 rl 联立可得 i1 2r u1 i1rl由题意可知 i1 2r u1 i1rli1 u1i1 令 k 则有i1 由于rl 2r k 1 则2r rl krli1 i2 因pr1 r pr3 r故pr1 pr3 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n1 n2 11 3 答案bd对于理想变压器 p入 p出 所以输入功率p入 60 2 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n1 n2 u1 u2 11 3 d正确 11 2013福建理综 15 6分 如图 实验室一台手摇交流发电机 内阻r 1 0 外接r 9 0 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 10sin10 t v 则 a 该交变电流的频率为10hzb 该电动势的有效值为10vc 外接电阻r所消耗的电功率为10wd 电路中理想交流电流表的示数为1 0a 答案d由交变电流电动势的表达式e 10sin10 t v emsin t可知 该交变电流的频率为f hz 5hz a错误 该交变电流电动势的有效值e v 10v b错误 电流的有效值i a 1 0a 外接电阻r所消耗的电功率pr i2r 1 02 9 0w 9w 故c错误 d正确 评析本题重点考查交变电流的表达式 易错点是电流表的示数是有效值的确定 12 2013天津理综 4 6分 普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流 通常要通过电流互感器来连接 图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少 工作时电流为iab cd一侧线圈的匝数较多 工作时电流为icd 为了使电流表能正常工作 则 a ab接mn cd接pq iabicdc ab接pq cd接mn iabicd 答案b在测量高压线路上电流时 电流互感器的作用是减小测量支路的电流 根据变压器原理 i大n小 故ab端应接mn cd端应接pq iab icd 选项b正确 13 2013广东理综 16 4分 如图 理想变压器原 副线圈匝数比n1 n2 2 1 和均为理想电表 灯泡电阻rl 6 ab端电压u1 12sin100 t v 下列说法正确的是 a 电流频率为100hzb 的读数为24vc 的读数为0 5ad 变压器输入功率为6w 答案d由u1 12sin100 t v 可知 um 12v 100 rad s 则频率f 50hz a项错误 u1 12v u2 u1 6v b项错误 i2 1a c项错误 p1 p2 u2i2 6w d项正确 c组教师专用题组1 2016四川理综 2 6分 如图所示 接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡l供电 如果将原 副线圈减少相同匝数 其他条件不变 则 a 小灯泡变亮b 小灯泡变暗c 原 副线圈两端电压的比值不变d 通过原 副线圈电流的比值不变 答案b由 得u2 u1 由 得u2 u1 由 得 因为n2 n1 所以 1 即u2 u2 故小灯泡变暗 b正确 a错 由以上分析过程可以看出 c错 由 和 可见 d错 疑难突破 审题要细心 原 副线圈减少相同匝数 不是减少相同的倍数 比较两个代数式的大小 有 做差 和 做商 两种思路 要视代数式的特征而定 评析本题考查变压器的基本关系式 各选项设置巧妙 很容易使粗心的考生掉入出题人设置的陷阱 另外 本题还考查了应用数学知识解决物理问题的能力 使靠猜答案的考生很难猜对 属于中等难度题 2 2016江苏单科 4 6分 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点顺时针旋转到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 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 u1 在将滑动触头从m点顺时针转到n点的过程中 n2减小 u2降低 选项c正确 选项a b d错误 3 2015江苏单科 1 3分 一电器中的变压器可视为理想变压器 它将220v交变电流改变为110v 已知变压器原线圈匝数为800 则副线圈匝数为 a 200b 400c 1600d 3200 答案b由理想变压器的变压比等于匝数比 即 解得n2 n1 400 选项b正确 4 2015海南单科 10 5分 多选 如图 一理想变压器原 副线圈匝数之比为4 1 原线圈与一可变电阻串联后 接入一正弦交流电源 副线圈电路中固定电阻的阻值为r0 负载电阻的阻值r 11r0 是理想电压表 现将负载电阻的阻值减小为r 5r0 保持变压器输入电流不变 此时电压表的读数为5 0v 则 a 此时原线圈两端电压的最大值约为34vb 此时原线圈两端电压的最大值约为24vc 原线圈两端原来的电压有效值约为68vd 原线圈两端原来的电压有效值约为48v 答案ad当r 5r0时 示数为5 0v 所以输出电流i出 ur0 i出r0 1v 则变压器输出电压为6v 由 得到输入电压的有效值为24v 所以原线圈两端电压最大值为u1 34v a正确 b错误 因i入 i出 n2 n1不变 故输入电流不变时输出电流也不变 当负载由r 11r0变为r 5r0时 由u ir知副线圈电压由i r0 11r0 降到i r0 5r0 6v 则副线圈两端原来的电压有效值为12v 原线圈两端原来的电压有效值为48v c错误 d正确 5 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 6 2014浙江理综 15 6分 如图所示为远距离交流输电的简化电路图 发电厂的输出电压是u 用等效总电阻是r的两条输电线输电 输电线路中的电流是i1 其末端间的电压为u1 在输电线与用户间连有一理想变压器 流入用户端的电流为i2 则 a 用户端的电压为b 输电线上的电压降为uc 理想变压器的输入功率为rd 输电线路上损失的电功率为i1u 答案a由理想变压器输入 输出功率相等可知p1 p2 即u1i1 u2i2 u2 a正确 输电线上的电压降为 u u u1 b错 理想变压器的输入功率p u1i1 ui1 r c错 输电线路上损失的电功率为 p r i1u i1u1 d错 评析本题考查学生对远距离输电知识的掌握情况 本题侧重于基础知识 基本概念的考查 属基础题 7 2014江苏单科 3 3分 远距离输电的原理图如图所示 升压变压器原 副线圈的匝数分别为n1 n2 电压分别为u1 u2 电流分别为i1 i2 输电线上的电阻为r 变压器为理想变压器 则下列关系式中正确的是 a b i2 c i1u1 rd i1u1 i2u2 答案d由理想变压器可知 选项a错 i2 而u2 ur u3 故i2 b错 p入 p出 即u1i1 u2i2 而u2 i2r c项错 d项正确 8 2013海南单科 3 3分 通过一阻值r 100 的电阻的交变电流如图所示 其周期为1s 电阻两端电压的有效值为 a 12vb 4vc 15vd 8v 答案b由有效值定义可得 1s 0 1a 2 r 0 4s 2 0 2a 2 r 0 1s 2 其中r 100 可得u 4v b正确 9 2013江苏单科 8 4分 多选 如图所示 理想变压器原线圈接有交流电源 当副线圈上的滑片p处于图示位置时 灯泡l能发光 要使灯泡变亮 可以采取的方法有 a 向下滑动pb 增大交流电源的电压c 增大交流电源的频率d 减小电容器c的电容 答案bc向下滑动p 变压器副线圈电压降低 灯泡变暗 a错误 增大交流电源电压 副线圈电压升高 灯泡变亮 b正确 增大交流电源频率 电容器容抗减小 电流变大 灯泡变亮 c正确 减小电容器的电容 容抗增大 电流减小 灯泡变暗 d错误 10 2013四川理综 2 6分 用220v的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电 变压器输出电压是110v 通过负载的电流图象如图所示 则 a 变压器输入功率约为3 9wb 输出电压的最大值是110vc 变压器原 副线圈匝数比是1 2d 负载电流的函数表达式i 0 05sin 100 t a 答案a由题图可知通过负载的电流最大值为im 0 05a 周期t 0 02s 故电流的函数表达式i imsint 0 05sin100 ta d错误 理想变压器匝数比等于电压比 即n1 n2 u1 u2 2 1 c错误 输出电压u2 110v 其最大值u2m u2 110v b错误 理想变压器输入功率等于输出功率 即输入功率p i2u2 110w 3 9w a正确 选择题 每题6分 共54分 1 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n1 n2 2 1 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 三年模拟 a组2015 2017年高考模拟 基础题组 时间 35分钟分值 54分 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 两式联立解得i1 2i 故d项正确 2 2017河南六市一联 16 如图甲所示 理想变压器原 副线圈匝数比为5 1 原线圈接入如图乙所示的正弦交流电 副线圈与二极管 正向电阻为零 相当于导线 反向电阻为无穷大 相当于断路 定值电阻r0 热敏电阻rt 阻值随温度的升高而减小 及报警器p 电流增加到一定值时报警器p将发出警报声 组成闭合电路 电压表 电流表均为理想电表 则以下判断正确的是 a 变压器线圈输出交流电的频率为25hzb 电压表的示数为22vc rt处温度减小到一定值时 报警器p将会发出警报声 d 报警器报警时 变压器的输入功率比报警前小 答案b由图乙可知f 50hz 而理想变压器不改变交流电的频率 a项错误 由图乙可知原线圈输入电压的有效值u1 220v 则副线圈两端电压有效值u2 u1 44v 设电压表示数为u 由于二极管作用 副线圈回路在一个周期内只有半个周期的时间有电流 则由有效值定义有 t 解得u 22v b项正确 由题给条件可知 rt处温度升高到一定值时 报警器会发出警报声 c项错误 因报警器报警时回路中电流比报警前大 则报警时副线圈回路的总功率比报警前大 而输入功率与输出功率相等 d项错误 3 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1 2b 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n1 n2 i2 i1 2 1 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 4 2017山东潍坊统考 8 多选 如图甲所示的电路中 理想变压器原线圈接图乙所示正弦交变电流 闭合s后 额定电压为20v的用电器正常工作 理想交流电流表a的示数为0 1a 已知图中元件d具有正向电流导通 反向电流截止的作用 下列判断正确的是 a 交变电流的频率为50hzb 变压器原副线圈匝数比为11 1c 用电器额定功率为22wc 在用电器电阻不变的情况下断开开关s 用电器功率将变为原来的一半 答案acd由u t图象可知交变电流的周期t 0 02s 则频率f 50hz a项正确 由图乙可知原线圈两端输入电压u1 220v 因闭合s后 额定电压为20v的用电器正常工作 则此时变压器副线圈两端电压u2 20v n1 n2 u1 u2 220v 20v 11 1 b项错误 理想变压器p入 p出 i1u1 22w 又p出 p电器 c正确 若在用电器电阻不变的情况下断开开关s 则一个周期内用电器只有半个周期的时间正常工作 用电器的功率变为原来的一半 d项正确 5 2016湖北襄阳二联 19 多选 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 220sin100 t v 电压表v接在副线圈c d两端 不计导线电阻 则当滑动变阻器滑片向右滑动时 a 电压表示数不变b 电流表a2的示数始终为0c 若滑动变阻器的滑片不动 仅改变u 使u 220sin200 t v 则电流表a1的示数增大d 若滑动变阻器的滑片不动 仅改变u 使u 220sin200 t v 则电流表a1的示数减小 答案ac电压表示数为副线圈两端电压 副线圈两端电压只与原线圈两端电压及原副线圈匝数比有关 故a正确 因电容器 通交流 隔直流 则电流表a2始终有示数 b错误 改变u后 交变电流的频率变大 电容器的容抗减小 故a1示数增大 c正确 d错误 6 2016福建漳州三联 15 有一理想变压器 副线圈所接电路如图所示 灯l1 l2为规格相同的两只小灯泡 当s断开时 灯l1正常发光 s闭合后 下列说法正确的是 a 灯l1 l2都能正常发光b 原线圈的输入功率减小c 原 副线圈的电流比增大d 电阻r消耗的功率增大 答案d断开s时 l1正常发光 当闭合s后 总电阻减小 回路中总电流增大 r两端电压变大 灯泡两端电压减小 两灯不能正常发光 a项错误 由p入 p出 且r总减小 u2不变 则p入变大 b项错误 由 可知 因线圈匝数比不变 则原 副线圈的电流比不变 c项错误 电阻r的功率p r 因i2变大 r不变 则p变大 d项正确 评析本题考查变压器工作中 电流 电压与线圈匝数比 输入 输出功率关系及串并联知识 对于考生来讲易得分 属于中等难度 7 2016广东深圳一调 18 如图甲所示 理想变压器的原 副线圈匝数比n1 n2 10 1 原线圈输入的交流电压如图乙所示 副线圈电路接有滑动变阻器r和额定电压为12v 工作时内阻为2 的电动机 闭合开关 电动机正常工作 电流表示数为1a 则 a 副线圈两端电压为22vb 电动机输出的机械功率为12wc 通过电动机的交流电频率为50hzd 突然卡住电动机 原线圈输入功率变小 答案c由图乙可知u1 220v 又知n1 n2 10 1 则由 得副线圈两端电压u2 22v a项错误 电动机输出的机械功率p机 p总 p内 1 12w 12 2w 10w b项错误 由图乙可知 t 0 02s 则f 50hz c项正确 当卡住电动机 则副线圈回路总电阻减小 电流变大 再由p入 p出 i2u2 可知原线圈输入功率变大 d项错误 8 2015江西十校二模 16 图甲为理想变压器 其原 副线圈的匝数比为4 1 原线圈接图乙所示的正弦交流电 图甲中rt为阻值随温度升高而减小的热敏电阻 r1为定值电阻 电压表和电流表均为理想电表 则下列说法正确的是 a 图乙所示电压的瞬时值表达式为u 51sin50 tvb 变压器原 副线圈中的电流之比为1 4c 变压器输入 输出功率之比为1 4d rt处温度升高时 电压表和电流表的示数均变大 答案b题图乙所示电压的瞬时值表达式为u 51sin100 tv a错误 根据 可知 原 副线圈中的电流之比与匝数之比成反比 理想变压器的输入 输出功率相等 b正确 c错误 rt处温度升高时 rt的阻值减小 电压表示数不变 电流表示数变大 所以d选项错误 9 2015河南八市质检 21 多选 理想变压器原线圈a匝数n1 200匝 副线圈b匝数n2 100匝 线圈a接在u 44sin314tv交流电源上 12v 6w 的灯泡恰好正常发光 电阻r2 16 电压表v为理想电表 下列推断正确的是 a 交变电流的频率为100hzb 穿过铁芯的磁通量的最大变化率为wb sc 电压表v的示数为22vd r1消耗的功率是1w 答案bd由u 44sin314tv 知f 50hz a错误 灯泡正常发光 由p ui得灯泡中的电流i2 0 5a 电压表的示数u2 12v 0 5 16v 20v c错误 穿过铁芯的磁通量的最大变化率为 wb s wb s b正确 根据 得u1 40v 则r1两端电压 44v 40v 4v 由原 副线圈的电流与匝数成反比 可得通过r1的电流i1 0 25a 则r1的功率p i1 1w d正确 评析这是一道很典型的交变电流结合变压器工作原理的题目 综合性强 属中等难度 选择题 每题6分 共60分 1 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 100 t 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 b组2015 2017年高考模拟 综合题组 时间 40分钟分值 60分 答案bc由e t图象可知交流电的周期t 4 10 2s 则 50 rad s 所以e emsin 50 t 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 2 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 3 10v 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 10 rad s 得n 360 c项错误 q 32 2 1j 18j d项错误 3 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2 1 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 10sin100 tv 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i1 i2 n2 n1 1 2 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 10sin100 tv 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 4 2017山东潍坊中学一模 2 多选 如图所示 理想变压器为降压变压器 原线圈通过灯泡l1与正弦式交流电相连 副线圈通过导线与两个相同的灯泡l2和l3相连 开始时开关s处于断开状态 当s闭合后 所有灯泡都能发光 下列说法中正确的是 a 灯泡l1和l2中的电流有效值可能相等b 灯泡l2两端的电压变小c 灯泡l1变亮 灯泡l2的亮度不变d 变压器原线圈的输入功率不变 答案ab当s闭合后 根据i1n1 i2n2可知 因为是降压变压器 n1 n2 则i1 i2 i1等于灯泡l1的电流 i2是灯泡l2和l3的电流之和 则灯泡l1 l2中的电流有效值可能相等 故a正确 当s闭合后 副线圈回路总电阻变小 输出功率变大 输出电流变大 变压器的输入功率等于输出功率 所以变压器的输入功率变大 输入电流变大 灯泡l1分担的电压变大 灯泡l1变亮 则原线圈两端电压减小 又原副线圈匝数不变 故副线圈两端电压变小 灯泡l2两端的电压变小 l2变暗 故b正确 c d错误 5 2016河北邢台质检 15 如图甲是远距离输电线路示意图 图乙是用户端电压随时间变化的图象 则 a 发电机产生的交流电的频率是100hzb 降压变压器输出的电压有效值是340vc 输电线的电流仅由输送功率决定d 仅增加升压变压器的副线圈匝数 其他条件不变 输电线上损失的功率减小 答案d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周期与频率 则a错 由乙图可知um 340v 有效值u 340v 则b错 输电线的电流由输送功率和输送电压共同决定 则c错 当仅增加升压变压器的副线圈匝数时 则输电电压增大 由p ui可知 输电电流减小 再由p i2r可知输电线上损失的功率减小 则d正确 解题关键 由乙图可知发电机发出的是正弦式交流电 变压器不改变交流电的周期与频率 340v是用户端电压的最大值 u p ui p i2r 评析本题考查了变压器与远距离输电的基本知识 题目难度适中 6 2016广东佛山二模 20 多选 交流发电机和理想变压器如图连接 灯泡的额定电压为u0 灯泡与定值电阻的阻值均为r 当该发电机以转速n匀速转动时 电压表示数为u 灯泡恰能正常发光 设电表均为理想电表 图示位置时磁场恰与线圈平面垂直 则 a 变压器原副线圈匝数比为2u0 ub 电流表的示数为c 在图示位置时 发电机输出电压的瞬时值恰为零d 从图示位置开始计时 变压器输入电压的瞬时值表达式为u usin2n t 答案bc因灯泡正常发光 则其两端电压为额定电压u0 又因灯泡与定值电阻的阻值相等 则定值电阻两端电压也为u0 故副线圈两端电压为2u0 因电压表测原线圈两端电压 则原线圈两端电压为u 由 可知 变压器原副线圈匝数比 由 可知 又i2 所以电流表示数为i1 a错误 b正确 图中线圈正处于中性面位置 产生的电动势瞬时值为零 所以c正确 从图示位置开始计时 变压器的输入电压的瞬时值表达式为u usin2n t 所以d错误 审题指导 电压表示数为电压的有效值 灯泡正常发光 其两端电压为u0 阻值为r 电阻与灯泡串联 则副线圈两端电压为2u0 理想变压器 由中性面开始计时 u umsin t 7 2016河南八市质检 19 多选 如图所示 甲图是一理想变压器 原 副线圈的匝数比为100 1 若向原线圈输入图乙所示的正弦交变电流 图中rt为热敏电阻 阻值随温度升高而变小 r1为可变电阻 电压表和电流表均为理想电表 下列说法中正确的是 甲 乙 a 在t 0 005s时 电压表的示数约为50 9vb 变压器原 副线圈中的电流之比为100 1c rt温度降低时 适当增大r1可保持rt两端的电压不变d rt温度升高时 电压表的示数不变 电流表的示数变大 答案cd由图甲可知电压表显示的是变压器原线圈两端电压的有效值 再由图乙可知其示数为36v 则a错 变压器原 副线圈中的电流之比为 则b错 因副线圈两端电压u2不变 且urt ur1 u2 则当rt温度降低时 其阻值增大 为了使urt不变 应增大r1 则c正确 rt温度升高时 其阻值下降 电压表示数不变 电流表示数变大 则d正确 8 2015湖南六校联考 17 如图所示 匀强磁场的磁感应强度b t 单匝矩形线圈的面积s 1m2 电阻不计 绕垂直于磁场的轴oo 匀速转动 线圈通过电刷与理想变压器原线圈相接 a为交流电流表 调整副线圈的触头p 当变压器原 副线圈的匝数比为2 1时 副线圈电路中标有 6v6w 的灯泡正常发光 以下判断正确的是 a 电流表的示数为1ab 矩形线圈产生电动势的有效值为18vc 从矩形线圈转到中性面开始计时 矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为e 12sin30 tvd 若矩形线圈的转速增大 为使灯泡仍能正常发光 应将p适当上移 答案d因灯泡正常发光 则副线圈两端的电压有效值为u2 6v 通过灯泡的电流为i2 a 1a 电流表的示数为i1 i2 0 5a 原线圈两端电压的有效值为u1 u2 12v 矩形线圈产生电动势的有效值为12v 最大值为em bs 12v 得 60 rad s 矩形线圈产生的电动势随时间的变化规律为e 12sin60 tv 矩形线圈的转速增大 产生的感应电动势增大 滑片p适当上移可以保持副线圈两端电压不变 小灯泡仍能正常发光 9 2015山东济南一模 17 多选 如图为发电厂向远处用户的输电电路示意图 升压变压器和降压变压器均为理想变压器 发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变 若输送功率增大 下列说法中正确的有 a 升压变压器的输出电压增大b 降压变压器的输出电压增大c 输电线上损耗的功率增大d 输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 答案c