精高考物理冲刺复习专题十二交变电流张学习教案

1、会计学1精高考物理精高考物理(wl)冲刺复习专题十二交变电冲刺复习专题十二交变电流张流张第一页，共93页。1.交变电流、交变电流的图象 2.正弦交变电流的函数(hnsh)表达式、峰值和有效值 3.理想变压器 4.远距离输电 第1页/共93页第二页，共93页。1.知道交变电流的产生及描述交变电流的物理量，会计算有效值.2.知道正弦函数交变电流的表达式，理解其图象.3.理解理想变压器原理，掌握远距离输电(shdin)线路. 第2页/共93页第三页，共93页。 交变电流的图象和描述【典例1】(2011天津(tin jn)高考)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生

2、的交变电动势的图象如图乙所示，则( )第3页/共93页第四页，共93页。A.t=0.005 s时线框的磁通量变化率为零B.t=0.01 s时线框平面与中性面重合C.线框产生的交变电动势有效值为311 VD.线框产生的交变电动势频率为100 Hz 【审题视角】解答本题(bnt)时应把握以下三点：【关键点】(1)明确中性面的概念及线框与中性面重合时电动势的特点.(2)理解磁通量变化率概念及磁通量变化率与电动势的关系.(3)明确有效值和最大值概念及它们之间的关系.第4页/共93页第五页，共93页。【精讲精析】由图乙可知该正弦交变电流(dinli)的电压最大值为311 V，周期等于0.02 s，因此，

3、根据正弦交变电流(dinli)的最大值与有效值之间的关系式 得知选项C错误;又 则频率为f=50 Hz，选项D错误;当t=0.005 s时，u=311 V，取得最大值，穿过线框的磁通量变化率最大，选项A错误;当t=0.01 s时，交变电压及电流(dinli)方向发生改变，电压值最小等于零，线框平面与中性面重合，选项B正确.答案：B 2UUm1fT，第5页/共93页第六页，共93页。【命题人揭秘】(1)本题以矩形线圈在磁场中转动为背景，主要考查学生对正弦交流电的产生过程和用图象描述交流电的能力，同时考查学生对法拉第电磁感应定律的应用.(2)当线圈平面转至中性面时，穿过线圈平面的磁通量最大，但磁通

4、量的变化率为零，此时感应电动势为零.中性面是交变电流的方向改变(gibin)的转折点.(3)正弦交变电流的有效值与最大值满足:mUU.2第6页/共93页第七页，共93页。 对交变电流“四值”的理解和应用(yngyng)【典例2】(2012广东高考)某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100t (V).对此电动势，下列表述正确的有( )A.最大值是 VB.频率是100 HzC.有效值是 VD.周期是0.02 s【审题视角】求解本题需掌握交流电的最大值、瞬时值、有效值、周期、频率等基本物理量及其彼此之间的关系. 50 225 2第7页/共93页第八页，共93页。【精讲精析】交变电动势瞬时值

5、的表达式为e=Emsint= 50sin100t，故交变电动势的最大值为50 V，有效值为 故A错,C对.由=2f=100得频率f=50 Hz，周期(zhuq) 故B错,D对.答案：C、D mEE25 2 V2，1T0.02 sf， 第8页/共93页第九页，共93页。【命题人揭秘】 (1)本题主要(zhyo)考查交流电的规律，交流电的最大值、有效值、瞬时值.(2)只有正弦式交变电流才满足最大值和有效值之间的 倍关系，其他交流电如方波式电流、锯齿式电流等，都要利用有效值的定义根据能量关系进一步求得.(3)求电路的热量、功率时用有效值.2第9页/共93页第十页，共93页。 交变电流的产生与电路的综

6、合分析【典例3】(2012安徽高考)图甲是交流发电机模型示意图.在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴OO转动，由线圈引出的导线(doxin)ae和df分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路.图乙是线圈的主视图，导线(doxin)ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度为L1，bc长度为L2，线圈以恒定角速度逆时针转动.(只考虑单匝线圈) 第10页/共93页第十一页，共93页。(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈

7、中的感应(gnyng)电动势e1的表达式.(2)线圈平面处于与中性面成0夹角位置时开始计时，如图丙所示，试写出t时刻整个线圈中的感应(gnyng)电动势e2的表达式.第11页/共93页第十二页，共93页。(3)若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热.(其他电阻均不计)【审题视角】解答本题时要注意以下三点：【关键点】(1)线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动时，感应电动势的瞬时值表达式与开始计时的时刻有关.(2)线圈的总电动势等于每段导线切割磁感线产生的感应电动势的和,且回路符合(fh)欧姆定律.(3)计算焦耳热时要用到电流的有效值.第12页/共93页第十三页，共93页。【精讲精析】(1)

8、t时刻(shk)线圈平面与中性面的夹角为t，设ab距OO轴为r1，cd距OO轴为r2 ，则有：eab=BL1r1sintecd=BL1r2sint线圈中的感应电动势为：e1=eab+ecd=BL1L2sint(2)t时刻(shk)线圈平面与中性面的夹角为t+0，则由式知线圈中的感应电动势为：e2=BL1L2sin(t+0)第13页/共93页第十四页，共93页。(3)通过线圈电流的有效值为： 线圈转动的周期为： 所以线圈每转动一周(y zhu)电阻R上产生的焦耳热为： 答案：(1)e1=BL1L2sint(2)e2=BL1L2sin(t+0)(3)m12IBL LI22 Rr2T2222122B

9、 L LRQI RTRr 222122B L LRRr 第14页/共93页第十五页，共93页。【命题人揭秘】(1)在交变电流的电路中，首先要搞清电路结构(jigu)，再注意最大值、有效值、平均值等概念的区分.(2)将交流电与恒定电流知识结合起来，用已有知识和方法处理该部分问题，注意闭合电路的欧姆定律和焦耳定律的适用条件. 第15页/共93页第十六页，共93页。 变压器原理及基本规律【典例4】(2011浙江高考)如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n1=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端(lin dun)与u=51sin314t V的交流电源相连，将下线圈两端(lin dun)接交流电压表

10、，则交流电压表的读数可能是( ) 第16页/共93页第十七页，共93页。【审题视角】解答本题时可按以下思路分析(fnx): 【精讲精析】根据上线圈所加电压的表达式可得，最大值为51 V，所以有效值 若变压器为理想变压器,则 可得：U2=9.0 V.但由于铁芯不闭合，考虑到漏磁的存在，应有U29.0 V，所以A正确.答案：Am1UU36 V.21122UnUn，第17页/共93页第十八页，共93页。【命题人揭秘】 本题考查理想变压器的基本规律，解答此类问题应注意以下三点：(1)变压器的变压比：不论副线圈(xinqun)几个，任意两线圈(xinqun)间均存在 (2)变压器的电流比： 此式仅用于副

11、线圈(xinqun)仅有一个的变压器.(3)功率关系：P出=P入(或I1U1=I2U2+I3U3+)，此式可用于有多个副线圈(xinqun)的变压器.nnmmUn.Un1221InIn，第18页/共93页第十九页，共93页。 变压器的有关计算【典例5】(2011广东高考)图(a)左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55 ， 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(xili)表述正确的是( ) 第19页/共93页第二十页，共93页。A.电流表的示数为2 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(

12、jio bin)电压的频率为100 Hz【审题视角】解答本题时应明确以下四点：【关键点】(1)最大值和有效值之间的关系.(2)变压器的变压原理.(3)电流表、电压表的示数均指有效值.(4)原、副线圈的匝数比等于电压比. 第20页/共93页第二十一页，共93页。【精讲精析】电流表的示数为： 故A正确；原、副线圈的电压比等于匝数比，所以匝数比为21，故B错误(cuw)；电压表的示数指交变电流的有效值，故C正确；由(b)知交流电的周期为0.02 s,故频率为50 Hz,故D错误(cuw).答案：A、C U110I A2 A,R55第21页/共93页第二十二页，共93页。【命题人揭秘】本题考查理想变压

13、器的基本规律，需注意以下三点 ：(1)对于电源，原线圈相当于用电器，对于用电器，副线圈相当于电源.(2)变压器用于改变交流电的电压、电流，但不改变电流的频率(pnl).(3)在交变电路中，电流表、电压表的示数均为有效值. 第22页/共93页第二十三页，共93页。 电能的输送【典例6】(2010江苏高考)在如图所示的远距离输电电路图中，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，随着(su zhe)发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有( ) 第23页/共93页第二十四页，共93页。A.升压变压器的输出电压(diny)增大B.降压变压器的输出电压(diny)增大

14、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【审题视角】由升压变压器输入功率变化，分析引起输电线路上电流、电压(diny)的变化.根据升压变压器的输入电压(diny)不变，利用变压比确定降压变压器输出电压(diny)的变化. 第24页/共93页第二十五页，共93页。【精讲精析】由题意可知升压变压器的输入电压不变，则输出电压U不变，A错误；在电能输出过程中有 U线=IR线 ,U=U-U线，因P变大，I变大，所以(suy)U线变大，所以(suy)降压变压器输入电压U变小，则降压变压器的输出电压变小，B错误；由 因P变大，所以(suy)P线变大，C正确；根据 因P变大，所以(s

15、uy)比值变大，D正确.答案：C、D PIU，2PP() RU线线，22P() RPPRUPPU线线线，第25页/共93页第二十六页，共93页。【命题人揭秘】有关电能输送问题的特点(tdin)及处理方法(1)本题通过以远距离输电为背景，通过电压的变化引起其他变化、功率的变化引起其他变化等相关知识、考查了电能的输送问题，有新意.(2)求解远距离输电的思路和方法是：熟悉“交流发电机升压变压器输电线降压变压器用户”这一流程.利用逆向思维法解决电能的输送问题往往较方便，即先从负载功率算起，一直推到升压变压器的输入端. 第26页/共93页第二十七页，共93页。 变压器与远距离输电中的计算问题【典例7】(

16、2009山东高考)某小型水电站的电能输送示意图如图所示.发电机的输出电压为200 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别(fnbi)为n1、n2.降压变压器原副线圈匝数分别(fnbi)为n3、n4(变压器均为理想变压器).要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则( ) 第27页/共93页第二十八页，共93页。C.升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压D.升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率【审题视角】解答本题时应注意以下(yxi)两点：【关键点】(1)熟记理想变压器的两个基本公式 P1=P2.(2)输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的.分析和计算时一般用

17、Ur=I2r，也能用3214nnA.nn3214nnB.nn1122UnUn，2r2PI r，2rrUP. r第28页/共93页第二十九页，共93页。【精讲精析】根据变压器工作原理可知 由于输电线上损失一部分电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U2U3，所以 A正确，B、C错误.升压变压器的输出功率等于降压(jin y)变压器的输入功率与输电线损失的功率之和，D正确.答案：A、D 331224nUn200 V,nUn220V，3214nnnn，第29页/共93页第三十页，共93页。【阅卷(yu jun)人点拨】 失失分分提提示示(1)(1)没有掌握理想变压器原、副线圈电压与匝

18、数比的关没有掌握理想变压器原、副线圈电压与匝数比的关系系. .(2)(2)忽视或不知道远距离输电线上电压损失和功率损失忽视或不知道远距离输电线上电压损失和功率损失. .第30页/共93页第三十一页，共93页。备备考考指指南南在解答该类题目时，要认真审题，注意以下几点：在解答该类题目时，要认真审题，注意以下几点：(1)(1)会用理想变压器输入功率和输出功率相等，对理想变会用理想变压器输入功率和输出功率相等，对理想变压器的变压比公式和变流比公式进行推导压器的变压比公式和变流比公式进行推导. .(2)(2)应注意抓住理想变压器的特点及能量守恒关系，熟记应注意抓住理想变压器的特点及能量守恒关系，熟记其

19、基本公式其基本公式. .(3)(3)对远距离输电，掌握功率之间的关系：对远距离输电，掌握功率之间的关系：第31页/共93页第三十二页，共93页。备备考考指指南南P P1 1=P=P2 2，P P3 3=P=P4 4，P P2 2=P=Pr r+P+P3 3. .电压之间的关系是：电压之间的关系是：电流之间的关系是：电流之间的关系是：对输电线上的功率损失和电压损失进行分析和计算时，对输电线上的功率损失和电压损失进行分析和计算时，一般用一般用 解决解决. .特别重要的是要学会分析输电线上的功率损失：特别重要的是要学会分析输电线上的功率损失：33112r32244UnUn,UUU .UnUn，312

20、42r32143IInn,III .InIn22rr2r2rUPI r,UI r,Pr21r222PL1P()USU Sg第32页/共93页第三十三页，共93页。 交流电的产生和应用 高考指数:1.(2012大纲版全国卷)一台电风扇的额定电压为交流220 V，在其正常(zhngchng)工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图所示.这段时间内电风扇的用电量为( )第33页/共93页第三十四页，共93页。-2度 -2度-2度 -2度【解题指南】用电量即消耗的电能，也就是电流做的功.电风扇在不同挡位风速(fn s)不同，电流也不同.在这段时间内用电量等于各时间段的用电

21、量总和.注意单位的统一和换算.【解析】选B.测出的电流和电压均为交流电的有效值，在这段时间内用电量W=U(I1t1+I2t2+I3t3)=220(0.3600+0.4600+0.2 2 400) J=1.98105 J=5.510-2度，选项B正确. 第34页/共93页第三十五页，共93页。2.(2012北京高考(o ko)一个小型电热器若接在输出电压为10 V的直流电源上.消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率 为 如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为( )A.5 V C.10 VP.2B.5 2 VD.10 2V 第35页/共93页第三十六页，共93页。

22、【解题指南】本题需要把握以下(yxi)两点：(1)交变电流有效值的定义.(2)正弦式交变电流有效值和最大值的关系.【解析】选C.设交变电压有效值为U，根据有效值定义，有 交变电压最大值2210 VU2ttU5 2 VRR，mU5 22 V10 V.第36页/共93页第三十七页，共93页。3.(2011四川高考)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O1O2垂直于磁场方向，线圈电阻为2 .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(gnyng)电流为1 A.那么( )A.线圈消耗的电功率为4 WB.线圈中感应(gnyng)电流的有效值为2 AC.任意时刻线圈中的感

23、应(gnyng)电动势为D.任意时刻穿过线圈的磁通量为2e4costTT2sintT 第37页/共93页第三十八页，共93页。【解析】选A、C.由于线圈从垂直于中性面开始(kish)计时，则瞬时值表达式可记为e=Emcos，当=60时e=iR=2 V，即2V= Emcos60，得最大值Em=4 V，则有效值 电流有效值 功率为 瞬时值表=达式为 故A、C正确，B错误.再由Em=NBS，则任意时刻穿过线圈的磁通量为 可知D错误. mE4E V2 2 V22，E2 2I A2 AR2，2EP4 WR，2e4cost.TmE4BSsinsinsin2NNT g2T2sintNT，第38页/共93页第

24、三十九页，共93页。4.(2010广东(gung dng)高考)如图是某种正弦式交变电压的波形图，由图可确定该电压的( )A.周期是0.01 sB.最大值是311 VC.有效值是220 VD.表达式为u=220sin100t(V) 第39页/共93页第四十页，共93页。【解题指南(zhnn)】解答该题的关键是明确图象横轴、纵轴的意义和各物理量之间的关系.【解析】选B、C.由题图知：该电压的最大值Um=311 V，则有效值 周期T=0.02 s ，则 表达式为u=311 sin100t(V),故B、C选项正确. mUU220 V2，2100 rad /s,T第40页/共93页第四十一页，共93页

25、。 变压器的基本规律及应用 高考(o ko)指数:5.(2012天津高考(o ko)通过一理想变压器,经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为P1,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率为P2,则P1和 分别为( ) 21PPPR 1A.,kU n2P1B.() R,kUn2PR1C.,kU n22P1D.() R,kUn第41页/共93页第四十二页，共93页。【解题指南】解答本题时首先(shuxin)计算原线圈的电流，再根据原、副线圈电流与匝数的关系及功率的公式计算出线路损耗的功率，并进一步

26、求出副线圈匝数变化前后线路损耗功率的比值.【解析】选D.原线圈的电流为 由于P、U不变，故I1不变，由 由 得 则 故选项D正确. 1PIU，22121221InPkPI R() RInkU得；1221InnkIn2222PPI R() RnkU ，221P1Pn，第42页/共93页第四十三页，共93页。6.(2012山东高考)图甲是某燃气炉点火装置的原理图.转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2，为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体(qt).以下判断

27、正确的是( )第43页/共93页第四十四页，共93页。A.电压表的示数等于5 VB.电压表的示数等于C.实现点火的条件是D.实现点火的条件是【解题指南】解答本题应把握以下三点：(1)理解正弦交变电流(dinli)u -t图象的物理含义.(2)知道电压表的示数是电压的有效值.(3)利用变压器电压与线圈匝数的关系求点火条件. 5V2 21n1000n 21n1000n 第44页/共93页第四十五页，共93页。【解析】选B、C.由u-t图象可知最大电压值为5 V，故有效值为 交流(jioli)电压表测量的是有效值，A错，B对；由变压器电压与线圈匝数的关系可知， 当变压器副线圈电压的瞬时值大于5 00

28、0 V，即 C对，D错. 5V2， 222111nnUU5nn，2211nn55 0001000nn ，所以，第45页/共93页第四十六页，共93页。7.(2012新课标全国卷)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(dinli)有效值为I1,负载两端电压的有效值为U2,且变压器是理想的,则U2和I1分别约为( ) 第46页/共93页第四十七页，

29、共93页。A.380 V和5.3 AB.380 V和9.1 AC.240 V和5.3 AD.240 V和9.1 A【解析】选B.由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率(gngl)关系可得： 所以,当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大为n2=1 900匝，负载R上的功率(gngl)也最大，为2.0 kW，则 故选项B正确. 11121 122221UnInU IP .UnIn， 2211n1900UU220380 Vn1100 ， 32.0 109.1 A220， 211PIU第47页/共93页第四十八页，共93页。8.(2012重庆高考)如图所示，理想变压器的原线圈接入 的交变(j

30、io bin)电压，副线圈通过电阻r=6 的导线对“220 V 880 W”的电器RL供电，该电器正常工作.由此可知( )A.原、副线圈的匝数比为50 1B.交变(jio bin)电压的频率为100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD.变压器的输入功率为880 W u110002sin100 t(V) 第48页/共93页第四十九页，共93页。【解题指南(zhnn)】解答本题时可按以下思路分析：【解析】选C.因为用电器正常工作，可知电器RL上的电压是220 V，电流4 A，C正确；副线圈电压244 V，所以原副线圈匝数比 A错误；变压器不改变交变电流的频率，原线圈电压频率50 Hz，副线圈电

31、压频率还是50 Hz，B错误;变压器输入功率等于输出功率，输出功率大于880 W，所以输入功率也大于880 W，D错误.11000244 45，第49页/共93页第五十页，共93页。9.(2011新课标全国卷)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220 V，额定功率为22 W；原线圈电路(dinl)中接有电压表和电流表.现闭合开关，灯泡正常发光，若用U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则( )A.U=110 V, I=0.2 AB. U=110 V ,I=0.05 AC. I=0.2 AU110 2 V , D.U110 2 V,I0.2 2

32、A 第50页/共93页第五十一页，共93页。【解题指南】解答本题应把握以下三点：(1)灯泡正常发光说明副线圈两端电压U2=220 V.(2)变压器的电压、电流与匝数的基本规律.(3)电流表、电压表示数均为有效值.【解析(ji x)】选A.在副线圈电路中， 再根据得 U1=110 V，I1=0.2 A，故B、C、D错，A正确. 22P22 WI0.1AU220 V ，11212212UnInUnIn及，第51页/共93页第五十二页，共93页。10.(2011山东高考)为保证用户电压稳定在220 V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图.保持输入电压u1不变，当滑动接头P上下移动时可改变输

33、出(shch)电压.某次检测得到用户电压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下正确的是( ) 第52页/共93页第五十三页，共93页。C.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当下移D.为使用户电压稳定在220 V，应将P适当上移【解析】选B、D.由图象可知，正弦式交变电压的最大值为 其周期为0.02 s,可得其表达式为 B选项正确(zhngqu)，又在u1、n2不变的前提下通过改变n1来使u2增大，由 可得应使n1减小，故应将P适当上移，D选项正确(zhngqu). 22A.u190 2sin 50 t VB.u190 2sin 100 t V 190 2 V ，2u190 2sin 100

34、 t V，1122unun第53页/共93页第五十四页，共93页。11.(2011福建高考(o ko)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1 n2=5 1，电阻R=20 ，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S1接1、S2闭合，此时L2正常发光.下列说法正确的是( ) 第54页/共93页第五十五页，共93页。A.输入电压u的表达式B.只断开S2后，L1、L2均正常发光C.只断开S2后，原线圈的输入功率增大D.若S1换接到2后，R消耗的电功率为0.8 W【解析】选D.由图乙知周期为0.02 s，因此(ync)输

35、入电压的表达式 A错；只断开S2，L1、L2两端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；S1换接到2后，据 得R消耗的功率为0.8 W，故选D. u20 2sin 50 t Vu20 2sin 100 t V，212UUnPRUn出入出和第55页/共93页第五十六页，共93页。12.(2010重庆高考)一输入电压为220 V，输出电压为36 V的变压器副线圈烧坏，为获知此变压器原、副线圈匝数，某同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新绕了5匝线圈.如图所示，然后将原线圈接到220 V交流电源上，测得新绕线圈的端电压为1 V，按理想(lxing)变压

36、器分析，该变压器烧坏前的原、副线圈匝数分别为( ) 第56页/共93页第五十七页，共93页。A.1 100,360 B.1 100，180C.2 200,180 D.2 200,360【解析】选B.对新绕线的理想变压器分析，根据(gnj)变压比公式 对变压器烧坏前分析，根据(gnj) B正确. 31111333n UUn5 220n1100.UnU1 得匝匝11122221Unn U1100 36n180UnU220 得匝匝，第57页/共93页第五十八页，共93页。13.(2010全国卷)图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连，P为滑动触头.现令P从均匀密绕的副线圈最底端

37、开始，沿副线圈匀速上滑，直至白炽灯泡L两端的电压等于其额定电压为止.用I1表示流过原线圈的电流，I2表示流过灯泡的电流，U2表示灯泡两端的电压，N2表示灯泡消耗(xioho)的电功率(这里的电流、电压均指有效值，电功率指平均值).下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是( ) 第58页/共93页第五十九页，共93页。【解析】选B、C.根据 P从副线圈最底端开始匀速上滑，说明副线圈匝数n2在均匀(jnyn)增大，即n2=kt(k为单位时间内增加的匝数)，则 而U1、n1为定值，故C正确；在副线圈电路中，根据欧姆定律有： 可知流过灯泡的电流I2增大，白炽灯通过电流越大，温度越高，则电阻越

38、大，故B正确；根据 而n1不变、I2增大、n2增大，则I1增大，故A错误；灯泡消耗的电功率可知D错误. 11122221UnUUnUnn可得：，121UUktn，21221UUIIktRn R，则，21212121InnIIInn，可得，222 221221Uk U tNRn R，第59页/共93页第六十页，共93页。14.(2011海南高考)如图,理想变压器原线圈与一10 V的交流电源相连(xin lin)，副线圈并联两个小灯泡a和b，小灯泡a的额定功率为0.3 W ，正常发光时电阻为30 ，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09 A，可计算出原、副线圈的匝数比为_，流过灯泡b的电

39、流为_A.【解析】U1=10 V，根据小灯泡正常发光，则 根据 所以答案:10 3 0.2 2aUI0.1AR， 11212212nUIn10nU3In，1212nII0.3A,n 2UPR3V， b2aIII0.2 A. 第60页/共93页第六十一页，共93页。15.(2011江苏高考)图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头，原线圈输入正弦式交变电压的u-t图象如图乙所示.若只在ce间接一只Rce400 的电阻，或只在de间接一只Rde225 的电阻，两种情况(qngkung)下电阻消耗的功率均为80 W.第61页/共93页第六十二页，共93页。(1)请写出

40、原线圈输入(shr)电压瞬时值uab的表达式；(2)求只在ce间接400 电阻时，原线圈中的电流I1；(3)求ce和de间线圈的匝数比【解析】(1)由图乙知=200 rad/s，电压瞬时值uab=400sin200t(V)(2)电压有效值理想变压器P1=P2原线圈中的电流ceden.nm1UU200 2 V2 111PI0.28AU 第62页/共93页第六十三页，共93页。(3)设ab间匝数为n1，根据(gnj)变压器规律有由题意有：答案:(1)uab=400sin200t (V) (2)0.28 A (3)43cede111ce1deUUUUnnnn，22cedececededeUUn43R

41、Rn，联立可得：第63页/共93页第六十四页，共93页。 有关变压器的动态电路分析 高考指数:16.(2012福建高考)如图,理想变压器原线圈输入电压u= Umsint,副线圈电路中R0为定值电阻,R是滑动变阻器. 和 是理想交流(jioli)电压表,示数分别用U1和U2表示; 和 是理想交流(jioli)电流表,示数分别用I1和I2表示.下列说法正确的是( ) 第64页/共93页第六十五页，共93页。A.I1和I2表示电流(dinli)的瞬时值B.U1和U2表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中,U2不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中,U2变小、I1变小【解题指南】解答本题时可按以下思

42、路分析： 第65页/共93页第六十六页，共93页。【解析】选C.交流电压表和交流电流表显示(xinsh)的示数都为有效值，A、B错.由于输入端电压U1和理想变压器匝数比不变，所以U2不变.滑片P向下滑动过程中，电阻变小，电流I2变大，输出功率变大，则输入功率变大，电流I1变大，C对、D错，故选C.第66页/共93页第六十七页，共93页。17.(2010山东高考)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(pnl)为50 HzB.副线圈输出电压的有效值为31 VC.P

43、向右移动时，原、副线圈的电流比减小D.P向右移动时，变压器的输出功率增加第67页/共93页第六十八页，共93页。【解析】选A、D.由图象可知原线圈输入电压的最大值Um=311V，T=210-2s，则原线圈输入电压的有效值： 选项A正确.由 B错误(cuw).P向右移动时，副线圈的电阻减小，副线圈输出电压不变，所以变压器的输出功率增加，而匝数比不变，所以原、副线圈的电流比不变，C错误(cuw)，D正确. m1UU220 V2 ，211f50 HzT2 10 s ，11221221UnnUU22 V,Unn可得： 第68页/共93页第六十九页，共93页。【方法技巧】理想变压器动态问题的分析(fnx

44、)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(fnx)判定.(2)利用两种常见类型匝数比不变，原、副线圈的电压U1、U2不变，电流I1、I2，功率P1、P2随负载电阻的变化而变化.负载电阻不变，原线圈的电压U1不变，副线圈两端的电压U2、电流I1、I2，功率P1、P2随匝数比的变化而变化. 第69页/共93页第七十页，共93页。18.(2010四川高考)图甲所示电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3的阻值相同，线圈L的电阻不计.在某段时间内理想(lxing)变压器原线圈内磁

45、场的变化如图乙所示，则在t1t2时间内( ) 第70页/共93页第七十一页，共93页。A.电流表A1的示数比A2的小B.电流表A2的示数比A3的小C.电流表A1和A2的示数相同D.电流表的示数都不为零【解析】选C.由于B-t图象的斜率不变，根据法拉第电磁感应定律得,副线圈中产生的感应电流恒定不变，为恒定电流，电感线圈对恒定电流没有(mi yu)阻碍作用，所以A1和A2的示数相同，电容器对恒定电流相当于断路，所以A3的示数为零，正确答案为C. 第71页/共93页第七十二页，共93页。 远距离输电 高考指数:19.(2010福建高考)中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的

46、输电工程.假设甲、乙两地原采用500 kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P.在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1 000 kV特高压输电，若不考虑其他(qt)因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为( )A.P/4B.P/2C.2PD.4P第72页/共93页第七十三页，共93页。【解析】选A.由P=UI可知由500 kV的超高压输电(shdin)变为1 000 kV 特高压输电(shdin)时，输电(shdin)线上的电流变为原来的1/2，再据P线=I2R线可得输电(shdin)线上损耗的电功率将变为P/4，故选A. 第73页/共93页第七十四页，共93页。20.(201

47、0浙江高考)某水电站，用总电阻(dinz)为2.5 的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3106 kW.现用500kV电压输电，则下列说法正确的是( )A.输电线上输送的电流大小为2105 AB.输电线上由电阻(dinz)造成的损失电压为15 kVC.若改用5 kV电压输电，则输电线上损失的功率为9108 kWD.输电线上损失的功率为PU2/r，U为输电电压，r为输电线的电阻(dinz)第74页/共93页第七十五页，共93页。【解析】选B.输出电功率P=3106 kW，输电电压U=500 kV，则输电线上输送的电流大小 所以A错误；输电线上由电阻造成(zo chn)的损失电压U损

48、=Ir=15 kV，所以B正确；输电线上损失的功率 所以D错误;因为输电线上损失的功率不可能大于水电站的输出功率,故C错误. 3PI6 10 AU ，2UPU Ir 损损，第75页/共93页第七十六页，共93页。 交变电流的产生及描述1.交变电流的产生和变化规律(1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流.(2)正弦交流电：电流或电压均按正(余)弦规律变化的交变电流.(3)中性面定义(dngy)：线圈平面在与磁场垂直的位置平面.特点：线圈经过中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量变化率最小，感应电动势为零.第76页/共93页第七十七页，共93页。(4)正弦式交变电流的产生和变化规律产生

49、：当闭合(b h)线圈由中性面位置(如图从O1O2位置)开始在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，线圈中产生的感应电动势随时间变化的函数是正弦函数，线圈中产生的感应电流即为正弦式交变电流.瞬时值表达式:电动势：e=Emsint 电压：u=Umsint 电流：i=Imsint 第77页/共93页第七十八页，共93页。2.描述交变(jio bin)电流的物理量概念概念 定定 义义符符 号号关关 系系 最 大 值最 大 值 交变电流的电流或电压所能交变电流的电流或电压所能达到的最大值达到的最大值 E Em m、U Um m、I Im m瞬 时 值瞬 时 值 某一时刻交变电流或电压的某一时刻交变

50、电流或电压的大小大小 e e、u u、i i 有 效 值有 效 值 与某一直流具有相同热效应与某一直流具有相同热效应的直流电压或直流电流的值的直流电压或直流电流的值E E、U U、I I周期周期 交变电流完成一次周期性变交变电流完成一次周期性变化的时间化的时间T T频率频率 交变电流在交变电流在1 s1 s内完成周期性内完成周期性变化的次数变化的次数 f f1Tf22 fT 第78页/共93页第七十九页，共93页。3.交流电的“四值”的应用(1)瞬时值：反映了不同时刻交变电流(dinli)的大小，发光二极管在瞬时值超过其发光电压的时间内才可以发光.(2)最大值：在考虑电容器的耐压值时，则应根据交流电的最大值.(3)有效值：求电功、电功率、焦耳热以及确定保险丝的熔断电流(dinli)等物理量时，要用有效值计算，正弦交流电的有效值为第79页/共93页第八十页，共93页。其他交变电流的有效值只能根据有效值的定义来计算.此外，交流电压表、交流电流表所测的数值均是指有效值，一些交流电器铭牌上所标的额定电压(电流)值也是指有效值.(4)平均值：求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，即 平均值的计算需用(x yn) 计算，切记不能用 平均值不等于有效值. mII2，12EEE2，qIt.EEnIt