交流电路和变压器

1、专题十一交流电路和变压器涝走向考场* «<一、选择题1. （仿2013山东高考，17T）如图4甲所示为一发电机原理图，产生的交变电流 接理想变压器的原线圈、原副线圈匝数之比为22 ： 1,副线圈输出的电动势e 随时间t变化的规律如图乙所示，发电机线圈电阻忽略不计，则（） 文档收集自网络，仅用于个人学习甲乙图4A .在t= 0.01 s时刻，穿过发电机线圈的磁通量最大B .变压器原线圈中瞬时电动势的表达式为e'= 132,2sin 50 n t VC. 若仅使发电机线圈的转速增大一倍，则变压器副线圈输出电压的频率增大 一倍，而电压最大值不变D. 若仅使发电机线圈的转速增大

2、一倍，贝U变压器副线圈输出电压的频率和最 大值都增大一倍解析 根据题图乙可知，在t= 0.01 s时刻，变压器副线圈上产生的感应电动势的瞬时值为零，说明穿过原副线圈的磁通量的变化率为零，磁通量最大，而此时发电机线圈中的瞬时电流最大，穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，选项A错误；根据变压器的工作原理可知，原、副线圈中电流的、 2 n周期、频率相同，根据题图乙可知，周期T= 0.02 s，角速度r = 100nrad/s,所以副线圈输出的电动势e= 6.2sin 100冗t V，原线圈输入的瞬时电动 势e'= 132>/2sin 100n t V，选项B错误；若仅使发电机线圈

3、的转速 n增大一 倍，根据关系式f = n， 3= 2nn以及Em = BS®可知，变压器原线圈输入电压（或副线圈输出电压）的频率和最大值都增大一倍，所以选项C错误，D正确.文档收集自网络，仅用于个人学习答案 D2. （仿2013江苏高考，8T）如图5甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10： 1, Ri = 20 Q，R2= 30 Q，C为电容器.已知通过Ri的正弦交流电如图乙所示，B .原线圈输入电压的最大值为 200,2 VC.电阻R2的电功率约为6.67 WD .通过R3的电流始终为零解析变压器不改变交流电的周期和频率，据图乙可知交流电的周期为0.02s、频率为50 Hz,

4、 A错.由图乙可知通过Ri的电流最大值为lm= 1 A，根据 欧姆定律可知其最大电压为 Um= l1mR1 = 20 V，再根据原副线圈的电压之比等 于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V，B错；因为电容器有通交流、隔直流的作用，则有电流通过 R3和电容器，D错；根据并联电路特点，iUhm'2 z20 2可知电阻R2的功率P2二UR二文档收集自网血專 W = 6.67 W，C 对.络，仅用于个人学习答案 C3. （仿2013广东高考，16T）在图6甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的 正弦交变电压变化规律如图乙所示.已知变压器原、畐懺圈的匝数比n1 ： n2=10 : 1，

5、串联在原线圈电路中电流表 A1的示数为1 A，下列说法正确的是文档收集自网络，仅用于个人学习)图6A .电压表V的示数为200.2 VB .变压器的输出功率为200 WC.变压器输出端交流电的频率为 100 HzD .电流表A2的示数为0.1 A解析 电表测量的是有效值，电压表 V测量原线圈两端交变电压的有效值， 所以其示数为Ui =當=200 V , A错误；变压器的输出功率等于输入功率， 即P出=P入=UiIi = 200 W, B正确；变压器不改变输入交流电的频率，变压 器输出端交流电的频率为50 Hz, C错误；电流表A2的示数为12=皿=10 A，n2D 错误.文档收集自网络，仅用于

6、个人学习答案 B、不定项选择题4. (仿2012新课标全国高考，17T)如图7所示，电路 中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关.P 是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，11、12分别为原线圈、副线圈中的电 流.下列说法正确的是().文档收集自网络，仅用于个人学习A .保持P的位置及U1不变,S由b切换到a,则R上消耗的功率减小B .保持P的位置及U1不变，S由a切换到b,则12减小C.保持P的位置及U1不变，S由b切换到a,则11增大D .保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，贝U 11减小解析 保持P的位置及U1不变，当S由b切换到a,则副线圈的匝数n2增大,输出

7、电压U2增大,U212二岸增大，I仔晋增大，R上消耗的功率P二髻增大,A错误，C正确；当S由a切换到b,则副线圈匝数减小，输出电压 U2减小,U2一12= "R减小，选项B正确；若保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，那U2n 212么输出电压U2不变，R减小，增大，Ii= 增大，D错误.文档收集自网 rni络，仅用于个人学习答案 BC图85. (仿2013天津高考，4T)一正弦交变电流的 电压随时间变化的规律如图8所示.由图可 知().文档收集自网络，仅用于个人学习A 该交变电流的频率为25 HzB 该交变电流电压的有效值为141.4 VC.该交变电流电压的瞬时值表达式为u= 1

8、00 sin( 25t)VD 若将该交变电流的电压加在阻值 R= 100 Q的电阻两端，则电阻消耗的功率是50 W解析 从题图中可知，该交变电流的周期为 4X10_2 s,频率为f = 25 Hz, A 正确；最大值为Um= 100 V，有效值为U =黑=100X 0.707 V= 70.7 V, B错 误；3= 2 n f= 50 n rad/s,交变电流电压瞬时值的表达式为 u= 100sin(50nt)V , C错误；将该交变电流的电压加在阻值 R= 100 Q的电阻两端，则电阻消耗的功率为P=100 2盏W = 50 W, D正确.文档收集自网络，仅用于个人学习答案 AD三、计算题6.

9、 (仿2012安徽高考，23T)用均匀导线弯成正方形闭合 线框abed,线框每边长10 cm,每边的电阻值为0.1 Q .B图9把线框放在磁感应强度为 B = 0.1 T的匀强磁场中，并 使它绕轴O1O2以3= 100 rad/s的角速度匀速旋转，旋 转方向如图9所示(沿O2O1由O2向O1看为顺时针方向).已知01、02两点分别在ad和be上，轴0102在线框平面内，并且垂直 于B， 0id = 30ia, 02C= 302b.文档收集自网络，仅用于个人学习(1) 当线框平面转至和B平行的瞬时(如图9所示位置) 每个边产生的感应电动势的大小各是多少？ 线框内感应电流的大小是多少？方向如何？n

10、(2) 求线框由图所示位置旋转3的过程中产生的平均电动势的大小；(3) 线框旋转一周内产生的热量为多少？解析 令L表示正方形线框的边长，R表示其每边的电阻值，则L = 0.1 m，R= 0.1 Q,设此时cd段感应电动势的大小为Ecd，ab段感应电动势的大小为23BL2®Eab，Ecd= BLv1=:= 0.075 V文档收集自网络，仅用于个人学习4Eab= BLV2= V 0.025 V da段和bc段不切割磁感线，所以它们的电动势都是零.线框中的感应电动势 E=曰+ E2= 0.1 V线框中的感应电流为1= 4R= 0.25 A根据楞次定律或右手定则，可判断电流方向沿dcbad.n(2)根据法拉第电磁感应定律，线框由图所示位置旋转的过程中产生的平均电动势的大小文档收集自网络，仅用于个人学习 BA S 3BSw sin33 3E =V = 0 083 V文档收集自网络，仅用于个人学习