新教材鲁科版高中物理选择性必修第二册第3章交变电流与远距离输电 课时练习题及章末测验 含解析

第3章交变电流与远距离输电

1、交变电流的特点.......................................................-1-

2、交变电流的产生.......................................................-6-

3、科学探究：变压器....................................................-13-

4、电能的远距离输送....................................................-19-

变压器综合问题.........................................................-25-

章末综合测验...........................................................-31-

1、交变电流的特点

［4组基础巩固练］

•考点一交变电流的特点及周期和频率

i.（多选）关于交变电流的周期和频率，下列说法正确的是（）

A.正弦式交变电流连续两次出现零值的时间间隔等于周期

B.周期等于0.02s的交变电流，其频率50Hz

C.频率为50Hz的交变电流，1s内方向变化100次

D.频率为50Hz的交变电流，1s内方向变化50次

BC［正弦式交变电流连续两次出现零值的时间间隔等于半个周期，选项A错误：50Hz

的交变电流，其周期等于0.02s,选项B正确；频率为50Hz的交变电流，1s内方向变化

100次，选项C正确，D错误。］

2.如图所示是一个正弦式交变电流的图像，下列说法正确的是（）

A.周期是0.2s,电流的峰值是10A

B.周期是0.15s,电流的峰值是10A

C.频率是5Hz,电流的有效值是10A

D.频率是0.2Hz,电流的有效值是7.07A

A［由题图可知7=0.2s,A=10A,故频率F=T=5HZ,1=余=5巾AF.07A,A

正确，B、C>D错误。］

⑥考点二交变电流有效值、最大值的理解

3.下列提到的交流电，不是指有效值的是（）

A.交流电压表的读数

B.保险丝熔断电流

C.电容器击穿电压

D.220V交流电压

C［电容器击穿电压指电容器两端能承受的电压的最大值。］

4.（多选）下列说法正确的是（）

A.耐压值为300V的电容器两端可安全接到220V的交流电源上

B.交流电器设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值

C.计算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值

D.没有特别说明时交流电的数值均指有效值

BCD［有效值为220V的交流电电压的最大值为311V,高于电容器的耐压值300V,选

项A错误；交流电器设备上所标出的额定电压值和额定电流值均为有效值，选项B正确；计

算交流电的电功、电功率及电热时电压、电流必须用交流电的有效值，选项C正确；没有特

别说明时交流电的数值均指有效值，选项D正确。］

5.下列说法中正确的是（）

A.跟直流有相同热效应的交流的值是交流的有效值

B.交变电流的有效值总是最大值的士

C.因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同

D.若正弦式交变电流的最大值是10A,则它的最小值是0A

D［根据有效值的定义，可知A选项错误;对于正弦式交变电流，其有效值是最大值的古,

而对于其他的交变电流不一定有这样的关系。交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定

的，与平均值不同。交变电流的正负表示电流的方向，不表示电流的大小，正弦式交变电流

的最小值为零，故选项B、C错误，D正确。］

⑥考点三交变电流有效值的计算

6.在如图甲电路的双N间加一如图乙所示的正弦交流电，负载电阻为100Q,若不考

虑电表内阻对电路的影响，则交流电压表和交流电流表的读数分别为（）

A.220V,2.20AB.311V,2.20A

C.220V,3.11AD.311V,3.11A

A［由小［图像可知，交流电压的最大值为311V,交流电压的有效值（即电压表的读数）

220

V=220V,电流表的读数为砺A=2.20A,A正确。］

7.如图所示，正弦交流电甲和方波交流电乙的峰值、频率完全相同，把两电流分别输入

完全相同的两个电阻中，经过相同的时间（足够长）后，两电阻中消耗的电能之比为

()

A.1：2

C.1：1D.1：272

A［在一个周期T内，正弦交流电在电阻中消耗的电能为%F应，方波交流电在

电阻中消耗的电能为『乙=/服，所以/:1乙=1：2,故A正确。］

8.如图所示为一交变电流的图像，则此交变电流的有效值为（）

A.5#AB.5隹A

C.10AD.2.5710A

D［对于正弦式交变电流可直接应用最大值为有效值的也倍这一规律，将此交变电流分

为前后两部分正弦式交流，可直接得到这两部分正弦式交变电流的有效值，分别为4=2.5g

A和&=7.5^A,分别取一个周期7中的前0.01s和后0.01s计算产生的电热g7?7?X0.01

J+AAXO.OlJ,再利用有效值的定义得内力?义0.02J,解得/=2.5/bAo］

9.匝数为100的线圈通有如图所示的交变电流（图中曲线为余弦曲线的一部分），单匝线

圈电阻r=0.02Q,则在0〜10s内线圈产生的焦耳热为（）

A.80JB.85J

C.90JD.125J

2

TT

2+(2»R•亍『RT,该交变电流的有效值

A(17

1=2A,线圈的总电阻A总=100X0.02Q=2Q,由0=7E总力得0=85J,选项B正确。］

［B组素养提升练］

10.电阻用、用与交流电源按照如图甲所示方式连接，用=10Q,尼=20C。合上开关

s后，通过电阻尼的正弦交变电流/随时间t变化的情况如图乙所示。贝M)

+0.672-7T

,23t/(xio-28)

-0.6J2

A.通过后的电流有效值是1.2A

B."两端的电压有效值是6V

C.通过用的电流最大值是1.2啦A

D.用两端的电压最大值是6mV

B［由图像可知，电流最大值4=0.6mA,有效值1=泉=0.6A,因用与尼串联,

则/i=/=0.6A,«=Z/?I=6V,&=4=0.6巾A,%=4%=12mV,故A、C、D错，B正

确。］

11.正弦交变电源的电压是220V,它跟电阻尼=1210Q和尼=484Q、电容器、电

压表一起组成的电路如图所示，图中电压表读数为见电容器的耐压值为％保险丝〃的熔

断电流是/,贝!1()

〃=22mVB.8》220V

7

«=220VD.I^yp/2A

C［电压表读数为电压有效值，即〃=220V,C对，A错；而用电器的耐压值必须不小

nonoon

于交流电的最大值，故丛》22MV,B错；保险丝的熔断电流为有效值4哥；A+怒A

1ZiU

7

=YYA,D错。］

12.图中两交变电流分别通过相同电阻几

⑴分别写出它们的有效值、周期、频率;

(2)计算它们在《上产生的功率之比。

［解析］(1)图甲为正弦交变电流，其有效值/=戈=3.54A,周期£=0.4s,频率£

=2.5Hz；图乙为方波交流电，电流的大小不变，方向做周期性变化，由于热效应与电流方

向无关，因而它的有效值K=5A,周期2=0.3s,频率立=当匕。

(2)由公式尸=力?得一甲：尸乙=1：2。

［答案］(1)3.54A0,4s2.5Hz5A0.3s与Hz(2)1：2

J

13.一个边长为6cm的正方形金属线框被置于匀强磁场中，线框平面与磁场垂直，电阻

为0.36。。磁感应强度〃随时间「的变化关系如图所示，则线框中感应电流的有效值为多大？

MxlLT)

358104s

［解析］由法拉第电磁感应定律和欧姆定律得:

△(P\BEbBS

E=F=b/=/=须XR

由题图可知。〜3s内

^6X1020.36X10-

xA=2X10-5A

1R30.36

在3~5s内

A=3X10-5A

2R20.36

根据有效值的定义得fRt=f、RtCRt2,代入数据得1=木义10-，A。

［答案］V6X10-5A

2、交变电流的产生

［4组基础巩固练］

⑥考点一交变电流的产生

i.（多选）如图，线圈中能产生交变电流的是（）

BCD［由交变电流的产生条件可知，轴必须垂直于磁感线，但对线圈的形状及转轴的位

置没有特别要求。故选BCD。］

2.如图所示为演示交变电流的装置图，关于这个实验，正确的说法是（）

A.线圈每转动一周，指针左右摆动两次

B.图示位置为中性面，线圈中无感应电流

C.图示位置，边的感应电流方向为由a-*b

D.线圈平面与磁场方向平行时，磁通量变化率为零

C［线圈在磁场中匀速转动，在电路中产生周期性变化的交变电流，线圈经过中性面时

电流方向改变，线圈每转动一周，有两次经过中性面，电流方向改变两次，指针左右摆动一

次，故选项A错误；线圈平面跟磁感线垂直的位置称为中性面，显然图中并不是中性面，选

项B错误：线圈处于图示位置时，仍边向右运动，由右手定则可知，a。边中感应电流方向为

由a-b,选项C正确；线圈平面跟磁场平行时，线圈产生的感应电动势最大，而此时的磁通

量为零，但磁通量的变化率最大，故选项D错误。］

⑥考点二交变电流的规律

3.某交变电流的电压为u=6镜sin314t（V）,则（）

A.把额定电压为6V的小灯泡直接接在此电源上，小灯泡能正常发光

B.把电磁打点计时器接在此电源上，打点周期为0.01s

C.把此电压加在阻值为6Q的电阻上，该电阻消耗的功率为12W

D.击穿电压为6V的电容器能直接接在此电源上

A［电源电压有效值为6V,刚好等于小灯泡的额定电压，A对；打点计时器的打点周期

r2«2

等于交变电流的周期，是0.02s,B错；6Q电阻消耗的功率W=6W,C错；击穿

K6

电压6V小于电源最大电压6镜V,该电容器不能直接接到此电源上，D错。］

4.如图所示，在水平匀强磁场中一矩形闭合线圈绕0。'轴匀速转动，若要使线圈中的电

流峰值减半，不可行的方法是（）

A.只将线圈的转速减半

B.只将线圈的匝数减半

C.只将匀强磁场的磁感应强度减半

D.只将线圈的边长减半

ENBS•2五〃

B［由4=力，&=NBS3,3=2冗n,得八=：一〃---，故A、C可行；又电阻??与匝

KK

数有关，当匝数减半时电阻/T也随之减半，则7■不变，故B不可行；当边长减半时，面积S

减为原来的;，而电阻减为原来的;，故D可行。］

5.实验室里的交流发电机可简化为如图所示的模型，正方形线圈在水平匀强磁场中绕垂

直于磁感线的0。'轴匀速转动。今在发电机的输出端接一个电阻”和理想电压表，并让线圈

每秒转25圈，读出电压表的示数为10V。已知A=10Q,线圈电阻忽略不计，下列说法正

确的是（）

,0

0'

A.线圈位于图中位置时，线圈中的瞬时电流为零

B.从中性面开始计时，线圈中电流瞬时值表达式为，=/sin50nMA）

C.流过电阻A的电流每秒钟方向改变100次

D.电阻火上的热功率等于201V

B［在题图所示位置，磁通量变化最快，感应电动势最大，感应电流最大，A错；电压

有效值为10V,最大值为1即V,电流的最大值1"=号=取A,从中性面开始计时应该为：

，=*sin50"f（A）,B对；频率为25Hz,每秒钟电流方向改变50次，C错;电压有效值为

10V,E的功率为A0=10w,D错。］

⑥考点三交变电流的图像

6.矩形线圈abed在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如图所示的交流电，设

沿a—6fc—dfa方向为电流正方向，则对应心时刻线圈位置为下列哪一个图（）

B［由题图知在。时刻线圈获得最大正向电流，电流方向为a-6-c-Ma,又线圈为

逆时针转动，故只有B图符合电流方向为a-〜c-dfa且最大。］

7.（多选）如图甲所示，一个矩形线圈Med在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转

动.线圈内磁通量随时间t的变化如图乙所示，则下列说法中正确的是（）

A.右时刻线圈中的感应电动势最大

B.G时刻数的运动方向与磁场方向垂直

C.友时刻线圈平面与中性面重合

D.3、曲时刻线圈中感应电流的方向相同

△（P

BC［右时刻通过线圈的0最大，磁通量变化率下］最小，此时感应电动势为零，A错；

在打、心时刻感应电动势为区，此时a氏cd的运动方向垂直于磁场方向，B正确；小&、ts

△①

时刻，0最大，­=0,此时线圈平面垂直于磁场方向，与中性面重合，C正确；叁时刻感

应电流为零，D错。］

8.（多选）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生的正弦式交流电的图

像，当调整线圈转速后，所产生的正弦式交流电的图像如图线b所示，以下关于这两个正弦

式交流电的说法正确的是（）

A.在图中力=0时刻穿过线圈的磁通量均为零

B.线圈先后两次转速之比为3：2

C.交流电a的电动势瞬时值表达式为e=10sin5nt（V）

D.交流电6的电动势最大值为5V

BC0=0时刻电压为零，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，A项错误；由

图可知先后两次周期之比为2：3,由转速〃=%〃“：：；=3：2,故B项正确；由图可

1laLb

知交流电a的电动势最大值为10V,。=5nS-）由交流电的电动势瞬时值表达式e=Esin

3t（V）（从中性面开始计时）得，e=10sin5Jtf（V）,故C项正确。交流电的电动势最大值

2

△=nBS3,角速度3=2五〃，由两次转速的比值可得，交流电人的电动势最大值为鼻X10V

O

=彳V,故D项错误。]

9.如图甲所示，一单匝矩形线圈a6cd放置在匀强磁场中，并绕过a。、cd中点的轴0。'

以角速度。逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场方向间的夹角。=45°时（如图乙所示）

为计时起点，并规定当电流自a流向6时，电流方向为正。则如图所示的四幅图中正确的是

()

i/A

/舒K3”温

22

D

D[t=0时刻，根据题图乙表示的转动方向，由右手定则知，此时ad中电流方向由a

到一，线圈中电流方向为a—八cf6->8与规定的电流正方向相反，电流为负值。又因为此

亚亚

时ad、A两边的切割速度方向与磁场方向成45°角，由&=2Blv,可得E=2X?Blv=2区,

虚

即此时电流是峰值的2，由题图乙还能观察到，线圈在接下来45°的转动过程中，ad,如两

边的切割速度越来越小，所以感应电动势应减小，感应电流应减小，故电流的瞬时值表达式

为i——•cos(+①£)。故选Do］

［6组素养提升练］

10.在垂直纸面向里的有界匀强磁场中放置了一矩形线圈abed。线圈cd边沿竖直方向

且与磁场的右边界重合。线圈平面与磁场方向垂直。从t=0时刻起，线圈以恒定角速度。=

等绕cd边沿如图所示方向转动，规定线圈中电流沿a儿的方向为正方向，则从t=0到t=T

时间内，线圈中的电流f

B［在0〜彳内，线圈在匀强磁场中匀速转动，故产生正弦式交流电，由楞次定律知，电

TQQ

流方向为负值；在4〜17内，线圈中无感应电流；在77■时，a6边垂直切割磁感线，感应电流

最大，且电流方向为正值，故只有B项正确。］

11.传统的自行车发电机内部电路如图甲所示，驱动轴一端与自行车车轮相连，另一端

连接条形永磁铁，车轮转动过程中，驱动轴带动磁铁在铁芯之间匀速转动，发电机线圈两端

产生的交变电压波形如图乙所示。已知波形图中正负尖峰电压分别为0和一盆.两个相邻正负

尖峰电压所对应的时间差为A3发电机线圈匝数为"。以下判断正确的是()

金属外壳C形软铁芯”...................一

甲乙

2JI

A.驱动轴转动的角速度w=—

B.线圈电压的有效值。・华

C.穿过线圈磁通量变化率的最大值

n

D.相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值〃

C［根据题述两个相邻正负尖峰电压所对应的时间差为At,可得交变电流周期7=

2At,驱动轴转动的角速度。=急=?，选项A错误；由于产生的交变电流不是按照正弦

规律变化，线圈电压的有效值不是〃=华，选项B错误；根据法拉第电磁感应定律，感应电

动势与磁通量变化率成正比，&=他,穿过线圈磁通量变化率的最大值选项C正确;

△0

相邻两个向上尖峰时间内，线圈电压的平均值〃=/万77因为线圈转过一个完整的周期，磁

通量变化量△⑦=o,所以电压平均值等于零，选项D错误。］

12.如图所示，"=50匝的矩形线圈边长筋=20cm,ad—cm,放在磁感应强

度〃=0.4T的匀强磁场中，外力使线圈绕垂直于磁感线且通过线圈中线的00,轴以力=3000

r/min的转速匀速转动，线圈电阻r=lQ,外电路电阻"=9£=0时，线圈平面与磁感

线平行，公边正转出纸外、cd边转入纸里。

R

(1)判断1=0时感应电流的方向。

(2)写出线圈感应电动势的瞬时表达式。

(3)从图示位置转过90°过程中流过电阻〃的电荷量是多大？

［解析］(1)根据a8、cd切割磁感线，由右手定则可得线圈中感应电流方向

a—。一~必

(2)线圈的角速度

3000

3=2JI77=2X五Xrad/s=100nrad/so

60

设仍边在£=0时刻速度为力”图示位置的感应电动势最大，其大小为

&=NBab•Vg=NBab•ad•0=50X0.4X0.20X0.25X100itV=314V,

电动势的瞬时表达式为e=A®35bos。力=314cos100ni(V)«

⑶从2=0起转过90°的过程中，△2时间内流过力的电荷量

Nb①NBS50X0.4X0.20X0.25

Q=I△t--~-।△t—।'-=’C=0.1Co

AtRn+rnR+r9+1

［答案］(l)a-*-c->b-a(2)<9=314008100nMV)(3)0.1C

13.如图所示，在匀强磁场中有一个“4”形导线框可绕48轴转动，已知匀强磁场的

磁感应强度6=平T,线框切边长为20cm,CE、加1边长均为10cm,转速为50r/s»若

从图示位置开始计时：

(1)写出线框中感应电动势的瞬时值表达式；

(2)作出线框中感应电动势e随时间t变化关系的图像。

、B

［解析］(1)线框转动开始计时的位置为线圈平面与磁感线平行的位置，所以瞬时感应电

动势e=£„cos31,J=BS3

所以e=6S3cos31,

其中8=平7,S=0.1X0.2m2=0.02m2,。=2"〃=100兀rad/s

所以e=lO^cos100Jtt(V)»

(2)由感应电动势的瞬时值表达式可知峰值瓦=1帅V,周期7=g=0.02s,画出图

线如图所示。

［答案］(l)e=l(h/2cos100Jit(V)

(2)如图所示

*eN

3、科学探究：变压器

［4组基础巩固练］

⑥考点一理想变压器的原理

1.如图可以将电压升高后供给家用电灯的变压器是（）

AB

CD

C［AD.两图中原线圈接入恒定电流，变压器不能工作，故AD错误；B.图中，原线圈匝

数比副线圈匝数多，所以是降压变压器，故B错误；C.图中，原线圈匝数比副线圈匝数少，

所以是升压变压器，故C正确。］

2.（多选）如图是一个理想变压器的示意图，在它正常工作时关于其说法正确的是（）

A.副线圈中的电动势是因为电磁感应而产生的

B.输送的电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能

C.输送的电能经变压器先转化为电场能，再转化为电能

D.输送的电能经变压器的铁芯直接传输过去

AB［变压器的原理是原线圈的电流发生变化，从而引起副线圈中磁通量变化，产生电动

势，故A正确；变压器电能的输送是电能经变压器先转化为磁场能，再转化为电能输送到副

线圈电路中，故B正确，C、D错误。］

3.（多选）如图所示为汽油机中点火装置的示意图，它使用的是12V直流电源，在变压器

的输出端却可得到高达10000V的高压，开关是自动控制的，欲使副线圈两端得到一个高压,

应使（）

A.开关总处于接通状态

B.开关在接通时断开

C.开关在断开时接通

D.开关总处于断开状态

BC［欲使副线圈两端得到一个高压，必须使变压器铁芯中的磁通量发生变化，即原线圈

中的电流必须发生变化，只有在开关闭合、断开瞬间原线圈中电流才有变化，故选B、C。］

⑥考点二探究变压器电压与匝数的关系

4.在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆

变压器”进行探究。

(D下列器材中，实验需要的器材有=

A.干电池

B.低压交流电源

C.220V交流电源

D.条形磁铁

E.可拆变压器和导线

F.直流电压表

G.多用电表

(2)关于实验操作，下列说法正确的是。

A.为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用电压不要超过12V

B.实验通电时，可用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路

C.使用多用电表测电压时，先用中等量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量

(3)在实验中，某同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数,

副线圈两端的电压将(选填“增大”“减小”或“不变”)。

［解析］(1)“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需要的器材是低压交

流电源，提供低压交流电，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，故选BEG。

(2)变压器是为了改变电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所

用电压不超过12V,故A正确；实验通电时，若用手接触裸露的导线、接线柱等检查电路，

就将人体并联电路中，会导致所测数据不准确，故B错误；使用多用电表测电压时，先用最

高量程挡试测，再选用恰当的挡位进行测量，故C错误。

(3)根据电压比公式：?=生，保持原线圈两端的电压和副线圈的匝数不变，减小原线圈

U1〃2

的匝数，观察到副线圈两端的电压增大。

［答案］(l)BEG(2)A(3)增大

5.某研究性学习小组的同学想用220V交流电源作为某小型电器的电源。他先制作了一

个交流变为直流的整流器，但是这个整流器需要用6V的交流电源，于是他又添置了一台220

V/6v的变压器，如图所示。他看到这个变压器上有a、b、c、d四个引出线头，且a、d引线

比6、c引线粗。

(1)他不知道如何接法，也没有相应的说明书。你能帮他判断正确的接法是a、，端接

(选填“220V”或"6V”)«

(2)这台220V/6V的理想变压器接6V的线圈匝数是300匝，则接220V的线圈匝数是

匝。

(3)为了进一步探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系，他又取匝数必=80匝和4=

160匝的一个变压器重新接在电源上，测量结果记录如下，则接电源的是________(选填“乂”

或“儿”)。

UJV1.802.803.80

tt/v4.006.018.02

［解析］(1)因为理2想变压器的输入功率等于输出功率，采用的是降压变压器，根据—

〃/可知，副线圈中的电流大，为了减小输电线上功率的损失，副线圈电线电阻耍小，由公式

户=。1知，引线要粗，故a、d接6V。

⑵根据变压器工作原理知：色今,若理想变压器接6V的线圈匝数是3。0匝,则接22。

V的线圈匝数是11000匝。

〃N

(3)根据变压器工作原理知：*不,本题采用的是降压变压器，所以接电源的应该是匝

UbNb

数多的线圈，所以接电源的是“。

［答案］(1)6V(2)11000⑶4

⑥考点三理想变压器的基本规律

6.如图所示，一只理想变压器，原线圈中有一个抽头B,使m=副线圈中接有定值

电阻上当原线圈从4C端输入电压为〃的正弦交流电压时，副线圈中电流为/,当原线圈从

45端输入电压为〃的正弦交流电压时，副线圈中电流为r»那么I'与/的比值等于()

A.4：1

C.2：1D.1：2

C［当电压由IC端输入改为由端输入后，副线圈上的电压加倍，电阻A是定值电阻,

所以副线圈中的电流加倍。］

7.如图所示，理想变压器的原线圈接在u=22gsin100九t（V）的交流电源上，副线

圈接有"=55C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220*W

B.电流表的读数为1A

C.电压表的读数为110^2V

D.副线圈输出交流电的周期为50s

B［由题知，变压器的输入电压〃=组建V=220V,所以Uh/尸110V；副线圈电

流心=与=2A,原线圈电流4=丑/2=1A»本题中电压表、电流表的读数为有效值，故B项

Kfl\

正确，C项错误；原线圈输入功率勺=〃/=220肌故A项错误；交流电的周期7="=嘉）

31UUJi

s=0.02s,故D项错误。］

8.如图所示为理想变压器，三个灯泡Li、L2,L3都标有“5V5W”字样，L”标有“5V

10W”字样，若它们都能正常发光，则变压器原、副线圈匝数比mm和a6间电压应为（）

C.1：2,25VD.1：2,20V

A［要使得L、Lz、Ls和L,都正常发光，副线圈的电压应为10Vo若L,也能正常发光,

则原线圈的电流应是副线圈的.，所以由4=必可知小：色=2：1,再由条=生可知原线圈的电

21\RiUzrti

压为20V,匾=〃+4=25V,所以选项A正确。］

9.（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〃为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。下列说法正确的是（）

A.原、副线圈匝数之比为9：1

B.原、副线圈匝数之比为1：9

C.此时a和b的电功率之比为9：1

D.此时a和b的电功率之比为1：9

AD［设灯泡的额定电压为见两灯均能正常发光，所以原线圈输出端电压为〃=9%

副线圈两端电压为3%故£当导芸,A正确，B错误；根据公式先前K畛4

由于小灯泡两端的电压相等，所以根据公式—〃/可得两者的电功率之比为1：9,C错误，D

正确。］

［B组素养提升练］

10.一理想变压器的原、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

电阻两端的电压为心原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为4，则（）

A.i/—66V,4=5B.22V,

C.U=66V,k=gD.〃=22V,

Jo

A［设原、副线圈中的电流分别为/、12,则*/；，故-黑="。设原线圈两端的

电压为U\,则?=&=*故〃=3〃，而原线圈上电阻分担的电压为故9+3〃=220V,解

UHi\u3

得仁66V,选项A正确。］

11.如图所示，理想变压器原线圈接交流电源，副线圈接热水器和抽油烟机，原副线圈

的匝数比为5：1,副线圈上电源的瞬时值u=220^sin100允MV）,开关S断开时，电流表

示数是1A,开关S闭合时，电流表示数是1.2A,下列说法正确的是（）

A.S闭合时，抽油烟机消耗的功率是220W

B.交流电源输出电压的最大值是1100V

C.S闭合时，热水器消耗的功率减小

D.S闭合时，热水器消耗的功率是220W

A［开关S断开时，电流表示数是Z=1A,则通过热水器的电流为5/=5A,S闭合时,

电流表示数是1.2A,则副线圈的电流为5X1.2A=6A,则抽油烟机的电流为6A—5A=1A,

则抽油烟机消耗的功率々〃/=220义1W=220W,故选项A正确；根据乡=生可以知道，交流

thR1

电源输出电压的最大值是〃=1100啦V,故选项B错误；S闭合前后，热水器两端的电压不

变，故其消耗的功率不变，为〃=0=220X5W=1100W,故选项C、D错误。］

12.一台理想变压器，其原线圈的匝数为2200匝，副线圈的匝数为440匝，副线圈中

接入一个100C的负载电阻，如图所示。

Il飞瘠

(1)当原线圈接在44V直流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？

(2)当原线圈接在220V交流电源上时，电压表示数为多大？电流表示数为多大？此时输

入功率为多少？变压器效率为多大？

［解析］(1)原线圈接在直流电源上时，由于原线圈中的电流恒定，所以穿过原、副线圈

的磁通量不发生变化，副线圈两端不产生感应电动势，故电压表示数为零，电流表示数也为

零。

(2)由生得：电压表示数为

Uim

m440

—X220V=44V。

771ZZUU

IL44

电流表示数为A=0.44Ao

K1UU

〃入=产出==0.44X44W=19.36Wo

效率/?=^X100%=100%o

［答案］(DO0(2)44V0.44A19.36W100%

13.如图所示，降压变压器的变压系数是3,即初级线圈的匝数与次级线圈的匝数之比

是3：1。初级线圈的输入电压是660V,次级线圈的电阻为0.2Q,这台变压器供给100盏

“220V60W”的电灯用电。求:

(1)空载时次级线圈的端电压和输出功率:

(2)接通电路时次级线圈的端电压；

(3)每盏灯的实际功率。

［解析］(1)设空载时次级线圈的端电压为％则

Ui_2

U\771

解得丛=:〃=220V

因为空载，次级线圈的负载电阻尼-8,电流4=0,则

(2)接通电路后，100盏电灯并联的总电阻为

R岛

"外=砺=砺"8.07Q

次级线圈中的电流

,U,220

12=同卜+如=8.07+0.2人g26.6A

次级线圈的端电压

If2=/'2月外=214.66Vo

(3)每盏灯的实际功率

rf266

P'=而〃2=-J^-X214.66W^57.1Wo

［答案］(1)220V0(2)214.66V(3)57.1W

4、电能的远距离输送

［4组基础巩固练］

⑥考点一高压输电的原因及电损的计算

1.(多选)远距离输送交流电都采用高压输电，我国正在研究用比330kV高很多的电压

进行输电，下列说法正确的是()

A.采用高压输电的优点是可节省输电线的铜材料

B.采用高压输电的优点是可减小输电线上的能量损失

C.采用高压输电的原因是用电器是串联的，用电器数量增多总电压变大

D.采用高压输电的原因是对个别偷电行为进行威慑

AB［高压输电的目的是减小输电导线上的电流，从而可以减小导线的横截面积，节约输

电线的铜材料，同时减小输电线路上的功率损失和电压损失，故选项A、B正确。］

2.（多选）发电厂发电机的输出电压为见发电厂至学校的输电导线总电阻为此通过导

线上的电流为/,学校得到的电压为处则输电导线上损耗的功率下列表达式正确的是（）

C.//?D./（〃一㈤

BCD［用片勺求电阻上损失的功率时，〃要与电阻4相对应，A中的〃是输出电压不是

K

输电线电阻上的电压，故A是错误的；B中的〃一丛是输电线电阻上的电压，因此，B是正确

的；C、D中的电流/是输电线中的电流，故C、D都是正确的。］

3.水电站向小山村输电，输送电功率为50kW,若以1100V送电，则线路损失功率

为10k肌若以3300V送电，则线路损失功率为（）

A.3.3kWB.1.1kW

C.30kWD.11kW

2

B［设输送电功率为尸，输电电压为〃，线路电阻为此则损耗功率尸报=/仁］勺尼由

此可见，。损与〃成反比，代入数据可知B项正确。］

4.某电站用11kV交变电压输电，输送功率一定，输电线的电阻为R现若用变压器将

电压升高到220kV送电，下列说法正确的是（）

H

A.因/=）所以输电线上的电流增为原来的20倍

P1

B.因/=［所以输电线上的电流减为原来的百

UZU

if

C.因所以输电线上损失的功率增为原来的400倍

D.若要使输电线上损失的功率不变，可将输电线的直径减为原来的焉

B［因〃并非全部加到输电线的电阻上，所以不能用/=方计算输电线中的电流，A错误；

输送功率和输电电流、输电电压的关系为尸=0,在输送功率一定的条件下，〃和/成反比，

B正确；〃是输电电压，它等于输电线上损失的电压和负载得到的电压之和，所以〃并非是加

2

到火上的电压，不能用计算功率损失，C错误：线路上