交變電流的產(chǎn)生和描述1(2019·湖州調(diào)研)一個正常工作的理想變壓器的原、副線圈中，下列的物理量不一定相等的是()A交變電流的頻率B電流的有效值C電功率D磁通量的變化率解析：選B.變壓器原、副線圈中一定相等的物理量是頻率、磁通量的變化率、電功率，故選B.2(2019·嘉興檢測)理想變壓器原線圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u 隨時間t 變化的規(guī)律如圖所示，原、副線圈匝數(shù)比 100，副線圈只接入一個R10 的電阻，則下列說法錯誤的是()A與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11 VB流過電阻R的電流最大值為0.311 AC變壓器的輸入功率為0.484 WD一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為9.68×103 J解析：選A.由題中圖線得，原線圈兩端的電壓為U1220 V，由變壓器原、副線圈電壓比得，副線圈上的電壓為U22.2 V，選項A錯誤；流過電阻R的電流最大值Im0.311 A，選項B正確；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即有P入0.484 W，選項C正確；一個周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量QP入T9.68×103 J，選項D正確3通過某電流表的電流按如圖所示的規(guī)律變化，則該電流表的讀數(shù)為()A4 AB4 AC5 AD5 A解析：選C.根據(jù)交變電流有效值的定義取一個周期T.有I2RTR·(3)2R·，得I5 A.4(2019·紹興檢測)如圖甲為小型旋轉電樞式交流發(fā)電機的原理圖，其單匝矩形線圈在磁感應強度為B的勻強磁場中，繞垂直于磁場方向的固定軸OO勻速轉動，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)和電刷與R10 的電阻連接，與電阻R并聯(lián)的交流電壓表為理想電壓表，示數(shù)是10 V圖乙是矩形線圈中磁通量隨時間t變化的圖象，則()A電阻R上的電功率為20 WBt0.02 s時，R兩端的電壓瞬時值為零CR兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u14.1·cos 100t VD通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i14.1·cos 50t A解析：選C.電阻R上的電功率為P10 W，選項A錯誤；由題圖乙知t0.02 s時磁通量變化率最大，R兩端的電壓瞬時值最大，選項B錯誤；R兩端的電壓u隨時間t變化的規(guī)律是u14.1cos 100t V，選項C正確；通過R的電流i隨時間t變化的規(guī)律是i1.41cos 100t A，選項D錯誤5如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2.則下列說法正確的是()A用戶端的電壓為B輸電線上的電壓降為UC理想變壓器的輸入功率為IrD輸電線路上損失的電功率為I1U解析：選A.根據(jù)變壓器的工作原理、歐姆定律和電功率公式解決問題根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1I2U2，所以用戶端的電壓U2，選項A正確；輸電線上的電壓降UI1rUU1，選項B錯誤；變壓器的輸入功率P1I1UIrI1U1，選項C錯誤；輸電線路上損失的功率PIrI1(UU1)，選項D錯誤【課后達標檢測】一、選擇題1有一不動的矩形線圈abcd，處于范圍足夠大的可轉動的勻強磁場中，如圖所示該勻強磁場是由一對磁極N、S產(chǎn)生，磁極以OO為軸勻速轉動在t0時刻，磁場的方向與線圈平行，磁極N開始離開紙面向外轉動，規(guī)定由abcda方向的感應電流為正，則能反映線圈中感應電流I隨時間t變化的圖線是()答案：C2(2019·湖州檢測)一只矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，如圖所示為穿過線圈的磁通量隨時間變化的圖線，則下列說法正確的是()At0時，線圈平面與中性面垂直Bt時刻，磁通量的變化率最大Ct時刻，交流電動勢達到最小DtT時刻，交流電動勢為零答案：A3將阻值為100 的用電器接到按i1.414sin 100t(A)的規(guī)律變化的交流電路中，則()A該交流的周期為0.02 sB用電器兩端的電壓為141.4 VC通過用電器的電流為1.414 AD用電器消耗的功率為141.4 W答案：A4(2019·舟山高二期中)如圖所示，T為理想變壓器，A1、A2為理想交流電流表，R1、R2為定值電阻，R3為滑動變阻器，原線圈兩端接恒壓交流電源，當滑動變阻器的滑動觸頭向下滑動時()AA1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變大BA1的讀數(shù)變大，A2的讀數(shù)變小CA1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變大DA1的讀數(shù)變小，A2的讀數(shù)變小解析：選A.當滑動觸頭下移時，R3變小，R總變小，I，U不變，I變大，U并UUR1，U并變小，通過R2的電流IR2變小，IA2IIR2，IA2變大，A2的示數(shù)變大，由原、副線圈電流與匝數(shù)成反比，可知A1的示數(shù)變大5(2019·嘉興測試)圖1、圖2分別表示兩種電壓的波形，其中圖1所示電壓按正弦規(guī)律變化下列說法正確的是()A圖1表示交流電壓，圖2表示直流電壓B兩種電壓的有效值相等C圖1所示電壓的瞬時值表達式為u311sin 100t(V)D圖1所示電壓經(jīng)匝數(shù)比為101的變壓器變壓后，頻率變?yōu)樵瓉淼慕馕觯哼xC.圖2表示的電壓方向在變，也是交流電壓，A錯；圖2表示的電壓是非正弦交流電壓，有效值與最大值之間并不滿足E，B錯；變壓器不能改變交變電流的頻率，選項D錯6理想變壓器上接有三個完全相同的燈泡，其中一個與該變壓器的原線圈串聯(lián)后接入交流電源，另外兩個并聯(lián)后接在副線圈兩端已知三個燈泡均正常發(fā)光該變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為()A12B2lC23D32解析：選B.三燈都正常工作，則電流相等，由此可知變壓器的原、副線圈的電流比，對于理想變壓器，由于功率相等，P1P2，得得，選項B正確7(2019·寧波調(diào)研)對于理想變壓器，下列說法中不正確的是()A原線圈的輸入功率隨著副線圈的輸出功率增大而增大B原線圈的輸入電流隨著副線圈的輸出電流增大而增大C原線圈的電壓不隨副線圈的輸出電流變化而變化D當副線圈的電流為零時，原線圈的電壓也為零答案：D8(2019·杭州質檢)如圖所示，在某一輸電線路的起始端接入兩個互感器，原、副線圈的匝數(shù)比分別為1001和1100，圖中a、b表示電壓表或電流表，已知電壓表的示數(shù)為22 V，電流表的示數(shù)為1 A，則()Aa為電流表，b為電壓表Ba為電壓表，b為電流表C線路輸送電功率是2 200 kWD輸電線路總電阻為22 解析：選B.由題圖可知a表是電壓表，b表是電流表而連接電壓表的互感器原線圈的匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為1001，連接電流表的互感器原線圈的匝數(shù)與副線圈匝數(shù)之比為1100，由電壓表的示數(shù)為22 V，得原線圈的電壓為2 200 V，由電流表的示數(shù)為1 A，得原線圈的電流為100 A所以電線輸送功率是2.2×105 W，由已知條件無法求輸電線電阻9某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示發(fā)電機的輸出電壓為200 V，輸電線總電阻為r，升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2.降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為n3、n4(變壓器均為理想變壓器)要使額定電壓為220 V的用電器正常工作，則()A.>B.<C升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D升壓變壓器的輸出功率小于降壓變壓器的輸入功率解析：選A.根據(jù)變壓器工作原理可知，由于輸電線上損失一部分電壓，升壓變壓器的輸出電壓大于降壓變壓器的輸入電壓，有U2>U3，所以>，A正確，B、C錯誤；升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率加上輸電線損失功率，D錯誤10.如圖所示，在勻強磁場中勻速轉動的矩形線圈的周期為T，轉軸O1O2垂直于磁場方向，線圈電阻為2 .從線圈平面與磁場方向平行時開始計時，線圈轉過60°時的感應電流為1 A那么()A線圈消耗的電功率為2 WB線圈中感應電流的有效值為2 AC任意時刻線圈中的感應電動勢為e4cosVD任意時刻穿過線圈的磁通量為sin解析：選C.從線圈平面平行于磁感線開始計時，正弦交變電流的感應電動勢的一般表達式為eEmcos ，且該式的成立與轉軸的位置無關(轉軸平行于磁感線的情況除外)，則感應電流icos ，由題給條件有1×，解得Em4 V，則Im2 A，I有效 A，電功率PIR4 W，所以A、B錯誤e4cos t4cos V，故C正確由EmBSm·得m，故·sin，故D錯誤二、非選擇題11(2019·杭州調(diào)研)某小型實驗水電站輸出功率是20 kW，輸電線總電阻為6 .(1)若采用380 V輸電，求輸電線路損耗的功率；(2)若改用5 000 V高壓輸電，用戶端利用n1n2221的變壓器降壓，求用戶得到的電壓解析：(1)輸電線上的電流為I A52.63 A輸電線路損耗的功率為P損I2R52.632×6 W16 620 W16.62 kW.(2)改用高壓輸電后，輸電線上的電流為I A4 A用戶端在變壓器降壓前獲得的電壓U1UIR(5 0004×6) V4 976 V根據(jù)，用戶得到的電壓為U2U1×4 976 V226.18 V.答案：(1)16.62 kW(2)226.18 V12(2019·麗水質檢)如圖所示是家庭用的“漏電保護器”的關鍵部分的原理圖，其中P是一個變壓器鐵芯，入戶的兩根電線(火線和零線)采用雙線繞法，繞在鐵芯的一側作為原線圈，然后再接戶內(nèi)的用電器Q是一個脫扣開關的控制部分(脫扣開關本身沒有畫出，它是串聯(lián)在本圖左邊的火線上，開關斷開時，用戶的供電被切斷)，Q接在鐵芯另一側副線圈的a、b兩端之間，當a、b間沒有電壓時，Q使得脫扣開關閉合，當a、b間有電壓時脫扣開關立即斷開，使用戶斷電(1)用戶正常用電時，a、b之間有沒有電壓？為什么？(2)如果某人站在地面上，手誤觸火線而觸電，脫扣開關是否會斷開？為什么？(3)已知原線圈的雙線各在鐵芯上繞了N1匝，加在另一側的副線圈繞了N2匝已知正常用電時通過火線和零線的電流都是I，某人站在地面上，手誤觸火線而觸電時通過人體的電流為I.把這個變壓器視為理想變壓器，在人觸電的這段時間內(nèi)，已知a、b兩端的電壓是2 V，求火線線圈兩端的電壓和通過Q的電流各多大？解析：(1)由題文中提取的有用信息是：“火線和零線采用雙線”，在鐵芯中沒有交變磁通產(chǎn)生因此，在Q中不會產(chǎn)生電磁感應，a、b間沒有電壓(2)手誤觸火線時，相當于把入戶線短接，通過人體的電流不通過原線圈，在Q中會產(chǎn)生電磁感應，a、b間有電壓，Q會斷開(3)根據(jù)變壓器規(guī)律，可得火線線圈兩端的電壓為U1 V通過Q的電流為Iab.答案：見解析 - 8 -