專題十二 交變電流 1.1.交變電流、交變電流的圖象交變電流、交變電流的圖象 2.2.正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值正弦交變電流的函數(shù)表達(dá)式、峰值和有效值 3.3.理想變壓器理想變壓器 4.4.遠(yuǎn)距離輸電遠(yuǎn)距離輸電 1.1.知道交變電流的產(chǎn)生及描述交變電流的物理量，會(huì)計(jì)算有效知道交變電流的產(chǎn)生及描述交變電流的物理量，會(huì)計(jì)算有效值值. .2.2.知道正弦函數(shù)交變電流的表達(dá)式，理解其圖象知道正弦函數(shù)交變電流的表達(dá)式，理解其圖象. .3.3.理解理想變壓器原理，掌握遠(yuǎn)距離輸電線路理解理想變壓器原理，掌握遠(yuǎn)距離輸電線路. . 交變電流的圖象和描述交變電流的圖象和描述【典例【典例1 1】(2011(2011天津高考天津高考) )在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示，則動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示，則( )( )A.tA.t=0.005 s=0.005 s時(shí)線框的磁通量變化率為零時(shí)線框的磁通量變化率為零B.tB.t=0.01 s=0.01 s時(shí)線框平面與中性面重合時(shí)線框平面與中性面重合C.C.線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311 V311 VD.D.線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為線框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為100 Hz100 Hz 【審題視角【審題視角】解答本題時(shí)應(yīng)把握以下三點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)把握以下三點(diǎn)：【關(guān)鍵點(diǎn)【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)(1)明確中性面的概念及線框與中性面重合時(shí)電動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn)明確中性面的概念及線框與中性面重合時(shí)電動(dòng)勢(shì)的特點(diǎn). .(2)(2)理解磁通量變化率概念及磁通量變化率與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系理解磁通量變化率概念及磁通量變化率與電動(dòng)勢(shì)的關(guān)系. .(3)(3)明確有效值和最大值概念及它們之間的關(guān)系明確有效值和最大值概念及它們之間的關(guān)系. .【精講精析【精講精析】由圖乙可知該正弦交變電流的電壓最大值為由圖乙可知該正弦交變電流的電壓最大值為311 V311 V，周期等于周期等于0.02 s0.02 s，因此，根據(jù)正弦交變電流的最大值與有效值之，因此，根據(jù)正弦交變電流的最大值與有效值之間的關(guān)系式間的關(guān)系式 得知選項(xiàng)得知選項(xiàng)C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;又又 則頻率為則頻率為f=50 Hzf=50 Hz，選，選項(xiàng)項(xiàng)D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)當(dāng)t=0.005 st=0.005 s時(shí)，時(shí)，u=311 Vu=311 V，取得最大值，穿過(guò)線框的磁，取得最大值，穿過(guò)線框的磁通量變化率最大，選項(xiàng)通量變化率最大，選項(xiàng)A A錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;當(dāng)當(dāng)t=0.01 st=0.01 s時(shí)，交變電壓及電流方時(shí)，交變電壓及電流方向發(fā)生改變，電壓值最小等于零，線框平面與中性面重合，選項(xiàng)向發(fā)生改變，電壓值最小等于零，線框平面與中性面重合，選項(xiàng)B B正確正確. .答案：答案：B B 2UUm1fT，【命題人揭秘【命題人揭秘】(1)(1)本題以矩形線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)為背景，主要考查學(xué)生對(duì)正本題以矩形線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)為背景，主要考查學(xué)生對(duì)正弦交流電的產(chǎn)生過(guò)程和用圖象描述交流電的能力，同時(shí)考查學(xué)弦交流電的產(chǎn)生過(guò)程和用圖象描述交流電的能力，同時(shí)考查學(xué)生對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用生對(duì)法拉第電磁感應(yīng)定律的應(yīng)用. .(2)(2)當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)至中性面時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)至中性面時(shí)，穿過(guò)線圈平面的磁通量最大，但磁通量的變化率為零，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零但磁通量的變化率為零，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零. .中性面是交變中性面是交變電流的方向改變的轉(zhuǎn)折點(diǎn)電流的方向改變的轉(zhuǎn)折點(diǎn). .(3)(3)正弦交變電流的有效值與最大值滿足正弦交變電流的有效值與最大值滿足: :mUU.2 對(duì)交變電流對(duì)交變電流“四值四值”的理解和應(yīng)用的理解和應(yīng)用【典例【典例2 2】(2012(2012廣東高考廣東高考) )某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e=50sin100e=50sin100tt (V). (V).對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有( )( )A.A.最大值是最大值是 V VB.B.頻率是頻率是100 Hz100 HzC.C.有效值是有效值是 V VD.D.周期是周期是0.02 s0.02 s【審題視角【審題視角】求解本題需掌握交流電的最大值、瞬時(shí)值、有效值、求解本題需掌握交流電的最大值、瞬時(shí)值、有效值、周期、頻率等基本物理量及其彼此之間的關(guān)系周期、頻率等基本物理量及其彼此之間的關(guān)系. . 50 225 2【精講精析【精講精析】交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為交變電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值的表達(dá)式為e e=E=Em msintsint= = 50sin10050sin100tt，故交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為，故交變電動(dòng)勢(shì)的最大值為50 V50 V，有效值為，有效值為 故故A A錯(cuò)錯(cuò),C,C對(duì)對(duì). .由由=2=2f f=100=100得頻率得頻率f f= =50 Hz50 Hz，周期，周期 故故B B錯(cuò)錯(cuò),D,D對(duì)對(duì). .答案：答案：C C、D D mEE25 2 V2，1T0.02 sf， 【命題人揭秘【命題人揭秘】 (1)(1)本題主要考查交流電的規(guī)律，交流電的最大值、有效值、本題主要考查交流電的規(guī)律，交流電的最大值、有效值、瞬時(shí)值瞬時(shí)值.(2).(2)只有正弦式交變電流才滿足最大值和有效值之間的只有正弦式交變電流才滿足最大值和有效值之間的 倍關(guān)系，其他交流電如方波式電流、鋸齒式電流等，都要倍關(guān)系，其他交流電如方波式電流、鋸齒式電流等，都要利用有效值的定義根據(jù)能量關(guān)系進(jìn)一步求得利用有效值的定義根據(jù)能量關(guān)系進(jìn)一步求得. .(3)(3)求電路的熱量、功率時(shí)用有效值求電路的熱量、功率時(shí)用有效值. .2 交變電流的產(chǎn)生與電路的綜合分析交變電流的產(chǎn)生與電路的綜合分析【典例【典例3 3】(2012(2012安徽高考安徽高考) )圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖圖甲是交流發(fā)電機(jī)模型示意圖. .在磁在磁感應(yīng)強(qiáng)度為感應(yīng)強(qiáng)度為B B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，有一矩形線圈abcdabcd可繞線圈平面內(nèi)可繞線圈平面內(nèi)垂直于磁感線的軸垂直于磁感線的軸OOOO轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引出的導(dǎo)線轉(zhuǎn)動(dòng)，由線圈引出的導(dǎo)線aeae和和dfdf分別與兩分別與兩個(gè)跟線圈一起繞個(gè)跟線圈一起繞OOOO轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與轉(zhuǎn)動(dòng)的金屬圓環(huán)相連接，金屬圓環(huán)又分別與兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保兩個(gè)固定的電刷保持滑動(dòng)接觸，這樣矩形線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中就可以保持和外電路電阻持和外電路電阻R R形成閉合電路形成閉合電路. .圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線圖乙是線圈的主視圖，導(dǎo)線ab和和cdcd分別用它們的橫截面來(lái)表示分別用它們的橫截面來(lái)表示. .已知已知abab長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為L(zhǎng) L1 1，bcbc長(zhǎng)度為長(zhǎng)度為L(zhǎng) L2 2，線，線圈以恒定角速度圈以恒定角速度逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng).(.(只考慮單匝線圈只考慮單匝線圈) ) (1)(1)線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)線圈平面處于中性面位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，試推導(dǎo)t時(shí)刻整個(gè)線時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e e1 1的表達(dá)式的表達(dá)式. .(2)(2)線圈平面處于與中性面成線圈平面處于與中性面成0 0夾角位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，如圖丙夾角位置時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，如圖丙所示，試寫(xiě)出所示，試寫(xiě)出t t時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)時(shí)刻整個(gè)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)e e2 2的表達(dá)式的表達(dá)式. .(3)(3)若線圈電阻為若線圈電阻為r r，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻，求線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R R上產(chǎn)生的焦耳上產(chǎn)生的焦耳熱熱.(.(其他電阻均不計(jì)其他電阻均不計(jì)) )【審題視角【審題視角】解答本題時(shí)要注意以下三點(diǎn)：解答本題時(shí)要注意以下三點(diǎn)：【關(guān)鍵點(diǎn)【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)(1)線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值線圈繞垂直于磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式與開(kāi)始計(jì)時(shí)的時(shí)刻有關(guān)表達(dá)式與開(kāi)始計(jì)時(shí)的時(shí)刻有關(guān). .(2)(2)線圈的總電動(dòng)勢(shì)等于每段導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)線圈的總電動(dòng)勢(shì)等于每段導(dǎo)線切割磁感線產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的和勢(shì)的和, ,且回路符合歐姆定律且回路符合歐姆定律. .(3)(3)計(jì)算焦耳熱時(shí)要用到電流的有效值計(jì)算焦耳熱時(shí)要用到電流的有效值. .【精講精析【精講精析】(1)t(1)t時(shí)刻線圈平面與中性面的夾角為時(shí)刻線圈平面與中性面的夾角為tt，設(shè)，設(shè)abab距距OOOO軸為軸為r r1 1，cdcd距距OOOO軸為軸為r r2 2 ，則有：則有：e eabab=BL=BL1 1rr1 1sintsinte ecdcd=BL=BL1 1rr2 2sintsint線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：e e1 1=e=eabab+e+ecdcd=BL=BL1 1L L2 2sintsint(2)t(2)t時(shí)刻線圈平面與中性面的夾角為時(shí)刻線圈平面與中性面的夾角為t+t+0 0，則由，則由式知式知線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為：e e2 2=BL=BL1 1L L2 2sin(t+sin(t+0 0) )(3)(3)通過(guò)線圈電流的有效值為：通過(guò)線圈電流的有效值為： 線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為：線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為： 所以線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻所以線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周電阻R R上產(chǎn)生的焦耳熱為：上產(chǎn)生的焦耳熱為： 答案：答案：(1)e(1)e1 1=BL=BL1 1L L2 2sintsint(2)e(2)e2 2=BL=BL1 1L L2 2sin(t+sin(t+0 0) )(3)(3)m12IBL LI22 Rr2T2222122B L LRQI RTRr 222122B L LRRr 【命題人揭秘【命題人揭秘】(1)(1)在交變電流的電路中，首先要搞清電路結(jié)構(gòu)，再注意最大在交變電流的電路中，首先要搞清電路結(jié)構(gòu)，再注意最大值、有效值、平均值等概念的區(qū)分值、有效值、平均值等概念的區(qū)分. .(2)(2)將交流電與恒定電流知識(shí)結(jié)合起來(lái)，用已有知識(shí)和方法處將交流電與恒定電流知識(shí)結(jié)合起來(lái)，用已有知識(shí)和方法處理該部分問(wèn)題，注意閉合電路的歐姆定律和焦耳定律的適用條理該部分問(wèn)題，注意閉合電路的歐姆定律和焦耳定律的適用條件件. . 變壓器原理及基本規(guī)律變壓器原理及基本規(guī)律【典例【典例4 4】(2011(2011浙江高考浙江高考) )如圖所示，在鐵如圖所示，在鐵芯上、下分別繞有匝數(shù)芯上、下分別繞有匝數(shù)n n1 1=800=800和和n n2 2=200=200的兩個(gè)的兩個(gè)線圈，上線圈兩端與線圈，上線圈兩端與u=51sin314t Vu=51sin314t V的交流電的交流電源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流源相連，將下線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的讀數(shù)可能是電壓表的讀數(shù)可能是( )( )A.2.0 V B.9.0 VA.2.0 V B.9.0 VC.12.7 V D.144.0 VC.12.7 V D.144.0 V 【審題視角【審題視角】解答本題時(shí)可按以下思路分析解答本題時(shí)可按以下思路分析: : 【精講精析【精講精析】根據(jù)上線圈所加電壓的表達(dá)式可得，最大值為根據(jù)上線圈所加電壓的表達(dá)式可得，最大值為51 V51 V，所以有效值所以有效值 若變壓器為理想變壓器若變壓器為理想變壓器, ,則則 可可得：得：U U2 2=9.0 V.=9.0 V.但由于鐵芯不閉合，考慮到漏磁的存在，應(yīng)有但由于鐵芯不閉合，考慮到漏磁的存在，應(yīng)有U U2 2 9.0 V9.0 V，所以，所以A A正確正確. .答案：答案：A Am1UU36 V.21122UnUn，【命題人揭秘【命題人揭秘】 本題考查理想變壓器的基本規(guī)律，解答此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)注意以下三本題考查理想變壓器的基本規(guī)律，解答此類(lèi)問(wèn)題應(yīng)注意以下三點(diǎn)：點(diǎn)：(1)(1)變壓器的變壓比：不論副線圈幾個(gè)，任意兩線圈間均存在變壓器的變壓比：不論副線圈幾個(gè)，任意兩線圈間均存在 (2)(2)變壓器的電流比：變壓器的電流比： 此式僅用于副線圈僅有一個(gè)的變此式僅用于副線圈僅有一個(gè)的變壓器壓器. .(3)(3)功率關(guān)系：功率關(guān)系：P P出出=P=P入入( (或或I I1 1U U1 1=I=I2 2U U2 2+I+I3 3U U3 3+ +) )，此式可用于有多，此式可用于有多個(gè)副線圈的變壓器個(gè)副線圈的變壓器. .nnmmUn.Un1221InIn， 變壓器的有關(guān)計(jì)算變壓器的有關(guān)計(jì)算【典例【典例5 5】(2011(2011廣東高考廣東高考) )圖圖(a)(a)左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中變壓器，負(fù)載電路中R=55 R=55 ， 為理想電流表和電壓表，為理想電流表和電壓表，若原線圈接入如圖若原線圈接入如圖(b)(b)所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110 V110 V，下列表述正確的是，下列表述正確的是( )( ) A.A.電流表的示數(shù)為電流表的示數(shù)為2 A2 AB.B.原、副線圈匝數(shù)比為原、副線圈匝數(shù)比為1212C.C.電壓表的示數(shù)為電壓的有效值電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D.D.原線圈中交變電壓的頻率為原線圈中交變電壓的頻率為100 Hz100 Hz【審題視角【審題視角】解答本題時(shí)應(yīng)明確以下四點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)明確以下四點(diǎn)：【關(guān)鍵點(diǎn)【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)(1)最大值和有效值之間的關(guān)系最大值和有效值之間的關(guān)系. .(2)(2)變壓器的變壓原理變壓器的變壓原理. .(3)(3)電流表、電壓表的示數(shù)均指有效值電流表、電壓表的示數(shù)均指有效值. .(4)(4)原、副線圈的匝數(shù)比等于電壓比原、副線圈的匝數(shù)比等于電壓比. . 【精講精析【精講精析】電流表的示數(shù)為：電流表的示數(shù)為： 故故A A正確；正確；原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，所以匝數(shù)比為原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，所以匝數(shù)比為2121，故，故B B錯(cuò)錯(cuò)誤；電壓表的示數(shù)指交變電流的有效值，故誤；電壓表的示數(shù)指交變電流的有效值，故C C正確；由正確；由(b)(b)知交知交流電的周期為流電的周期為0.02 s,0.02 s,故頻率為故頻率為50 Hz,50 Hz,故故D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .答案：答案：A A、C C U110I A2 A,R55【命題人揭秘【命題人揭秘】本題考查理想變壓器的基本規(guī)律，需注意以下三點(diǎn)本題考查理想變壓器的基本規(guī)律，需注意以下三點(diǎn) ：(1)(1)對(duì)于電源，原線圈相當(dāng)于用電器，對(duì)于用電器，副線圈相對(duì)于電源，原線圈相當(dāng)于用電器，對(duì)于用電器，副線圈相當(dāng)于電源當(dāng)于電源. .(2)(2)變壓器用于改變交流電的電壓、電流，但不改變電流的頻變壓器用于改變交流電的電壓、電流，但不改變電流的頻率率. .(3)(3)在交變電路中，電流表、電壓表的示數(shù)均為有效值在交變電路中，電流表、電壓表的示數(shù)均為有效值. . 電能的輸送電能的輸送【典例【典例6 6】(2010(2010江蘇高考江蘇高考) )在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，在如圖所示的遠(yuǎn)距離輸電電路圖中，升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和升壓變壓器和降壓變壓器均為理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓和輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說(shuō)法中輸電線的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說(shuō)法中正確的有正確的有( )( ) A.A.升壓變壓器的輸出電壓增大升壓變壓器的輸出電壓增大B.B.降壓變壓器的輸出電壓增大降壓變壓器的輸出電壓增大C.C.輸電線上損耗的功率增大輸電線上損耗的功率增大D.D.輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大輸電線上損耗的功率占總功率的比例增大【審題視角【審題視角】由升壓變壓器輸入功率變化，分析引起輸電線路由升壓變壓器輸入功率變化，分析引起輸電線路上電流、電壓的變化上電流、電壓的變化. .根據(jù)升壓變壓器的輸入電壓不變，利用根據(jù)升壓變壓器的輸入電壓不變，利用變壓比確定降壓變壓器輸出電壓的變化變壓比確定降壓變壓器輸出電壓的變化. . 【精講精析【精講精析】由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出電由題意可知升壓變壓器的輸入電壓不變，則輸出電壓壓U U不變，不變，A A錯(cuò)誤；在電能輸出過(guò)程中有錯(cuò)誤；在電能輸出過(guò)程中有 U U線線=IR=IR線線 ,U=U-,U=U-U U線線，因，因P P變大，變大，I I變大，所以變大，所以U U線線變大，所以降壓變壓器輸入電壓變大，所以降壓變壓器輸入電壓UU變小，則降壓變壓器的輸出電壓變小，變小，則降壓變壓器的輸出電壓變小，B B錯(cuò)誤；由錯(cuò)誤；由 因因P P變大，所以變大，所以P P線線變大，變大，C C正確；根據(jù)正確；根據(jù) 因因P P變大，變大，所以比值變大，所以比值變大，D D正確正確. .答案：答案：C C、D D PIU，2PP() RU線線，22P() RPPRUPPU線線線，【命題人揭秘【命題人揭秘】有關(guān)電能輸送問(wèn)題的特點(diǎn)及處理方法有關(guān)電能輸送問(wèn)題的特點(diǎn)及處理方法(1)(1)本題通過(guò)以遠(yuǎn)距離輸電為背景，通過(guò)電壓的變化引起其他本題通過(guò)以遠(yuǎn)距離輸電為背景，通過(guò)電壓的變化引起其他變化、功率的變化引起其他變化等相關(guān)知識(shí)、考查了電能的輸變化、功率的變化引起其他變化等相關(guān)知識(shí)、考查了電能的輸送問(wèn)題，有新意送問(wèn)題，有新意. .(2)(2)求解遠(yuǎn)距離輸電的思路和方法是：求解遠(yuǎn)距離輸電的思路和方法是：熟悉熟悉“交流發(fā)電機(jī)交流發(fā)電機(jī)升壓變壓器升壓變壓器輸電線輸電線降壓變壓器降壓變壓器用用戶戶”這一流程這一流程. .利用逆向思維法解決電能的輸送問(wèn)題往往較方便，即先從負(fù)利用逆向思維法解決電能的輸送問(wèn)題往往較方便，即先從負(fù)載功率算起，一直推到升壓變壓器的輸入端載功率算起，一直推到升壓變壓器的輸入端. . 變壓器與遠(yuǎn)距離輸電中的計(jì)算問(wèn)題變壓器與遠(yuǎn)距離輸電中的計(jì)算問(wèn)題【典例【典例7 7】(2009(2009山東高考山東高考) )某小型水電站的電能輸送示意圖如某小型水電站的電能輸送示意圖如圖所示圖所示. .發(fā)電機(jī)的輸出電壓為發(fā)電機(jī)的輸出電壓為200 V200 V，輸電線總電阻為，輸電線總電阻為r r，升壓變，升壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為壓器原副線圈匝數(shù)分別為n n1 1、n n2 2. .降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別降壓變壓器原副線圈匝數(shù)分別為為n n3 3、n n4 4( (變壓器均為理想變壓器變壓器均為理想變壓器).).要使額定電壓為要使額定電壓為220 V220 V的用電的用電器正常工作，則器正常工作，則( )( ) C.C.升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓升壓變壓器的輸出電壓等于降壓變壓器的輸入電壓D.D.升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率升壓變壓器的輸出功率大于降壓變壓器的輸入功率【審題視角【審題視角】解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：解答本題時(shí)應(yīng)注意以下兩點(diǎn)：【關(guān)鍵點(diǎn)【關(guān)鍵點(diǎn)】(1)(1)熟記理想變壓器的兩個(gè)基本公式熟記理想變壓器的兩個(gè)基本公式 P P1 1=P=P2 2. .(2)(2)輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的輸電線上的功率損失和電壓損失也是需要特別注意的. .分析分析和計(jì)算時(shí)一般用和計(jì)算時(shí)一般用 U Ur r=I=I2 2r r，也能用，也能用3214nnA.nn3214nnB.nn1122UnUn，2r2PI r，2rrUP. r【精講精析【精講精析】根據(jù)變壓器工作原理可知根據(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，有壓變壓器的輸入電壓，有U U2 2U U3 3，所以，所以 A A正確，正確，B B、C C錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率與輸升壓變壓器的輸出功率等于降壓變壓器的輸入功率與輸電線損失的功率之和，電線損失的功率之和，D D正確正確. .答案：答案：A A、D D 331224nUn200 V,nUn220V，3214nnnn，【閱卷人點(diǎn)撥【閱卷人點(diǎn)撥】 失失分分提提示示(1)(1)沒(méi)有掌握理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)比的關(guān)沒(méi)有掌握理想變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)比的關(guān)系系. .(2)(2)忽視或不知道遠(yuǎn)距離輸電線上電壓損失和功率損失忽視或不知道遠(yuǎn)距離輸電線上電壓損失和功率損失. .備備考考指指南南在解答該類(lèi)題目時(shí)，要認(rèn)真審題，注意以下幾點(diǎn)：在解答該類(lèi)題目時(shí)，要認(rèn)真審題，注意以下幾點(diǎn)：(1)(1)會(huì)用理想變壓器輸入功率和輸出功率相等，對(duì)理想變壓會(huì)用理想變壓器輸入功率和輸出功率相等，對(duì)理想變壓器的變壓比公式和變流比公式進(jìn)行推導(dǎo)器的變壓比公式和變流比公式進(jìn)行推導(dǎo). .(2)(2)應(yīng)注意抓住理想變壓器的特點(diǎn)及能量守恒關(guān)系，熟記其應(yīng)注意抓住理想變壓器的特點(diǎn)及能量守恒關(guān)系，熟記其基本公式基本公式. .(3)(3)對(duì)遠(yuǎn)距離輸電，掌握功率之間的關(guān)系：對(duì)遠(yuǎn)距離輸電，掌握功率之間的關(guān)系：備備考考指指南南P P1 1=P=P2 2，P P3 3=P=P4 4，P P2 2=P=Pr r+P+P3 3. .電壓之間的關(guān)系是：電壓之間的關(guān)系是：電流之間的關(guān)系是：電流之間的關(guān)系是：對(duì)輸電線上的功率損失和電壓損失進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí)，對(duì)輸電線上的功率損失和電壓損失進(jìn)行分析和計(jì)算時(shí)，一般用一般用 解決解決. .特別重要的是要學(xué)會(huì)分析輸電線上的功率損失：特別重要的是要學(xué)會(huì)分析輸電線上的功率損失：33112r32244UnUn,UUU .UnUn，31242r32143IInn,III .InIn22rr2r2rUPI r,UI r,Pr21r222PL1P()USU Sg 交流電的產(chǎn)生和應(yīng)用交流電的產(chǎn)生和應(yīng)用 高考指數(shù)高考指數(shù): :1.(20121.(2012大綱版全國(guó)卷大綱版全國(guó)卷) )一臺(tái)電風(fēng)扇的額定電壓為交流一臺(tái)電風(fēng)扇的額定電壓為交流220 V220 V，在，在其正常工作過(guò)程中，用交流電流表測(cè)得某一段時(shí)間內(nèi)的工作電流其正常工作過(guò)程中，用交流電流表測(cè)得某一段時(shí)間內(nèi)的工作電流I I隨時(shí)間隨時(shí)間t t的變化如圖所示的變化如圖所示. .這段時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為這段時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇的用電量為( )( )A.3.9A.3.91010-2-2度度 B.5.5B.5.51010-2-2度度C.7.8C.7.81010-2-2度度 D.11.0D.11.01010-2-2度度【解題指南【解題指南】用電量即消耗的電能，也就是電流做的功用電量即消耗的電能，也就是電流做的功. .電風(fēng)扇在電風(fēng)扇在不同擋位風(fēng)速不同，電流也不同不同擋位風(fēng)速不同，電流也不同. .在這段時(shí)間內(nèi)用電量等于各時(shí)間在這段時(shí)間內(nèi)用電量等于各時(shí)間段的用電量總和段的用電量總和. .注意單位的統(tǒng)一和換算注意單位的統(tǒng)一和換算. .【解析【解析】選選B.B.測(cè)出的電流和電壓均為交流電的有效值，在這段時(shí)測(cè)出的電流和電壓均為交流電的有效值，在這段時(shí)間內(nèi)用電量間內(nèi)用電量W=U(IW=U(I1 1t t1 1+I+I2 2t t2 2+I+I3 3t t3 3)=220)=220(0.3(0.3600+0.4600+0.4600+0.2 600+0.2 2 400) J=1.982 400) J=1.9810105 5 J=5.5 J=5.51010-2-2度，選項(xiàng)度，選項(xiàng)B B正確正確. . 2.(20122.(2012北京高考北京高考) )一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為一個(gè)小型電熱器若接在輸出電壓為10 V10 V的的直流電源上直流電源上. .消耗電功率為消耗電功率為P;P;若把它接在某個(gè)正弦交流電源若把它接在某個(gè)正弦交流電源上，其消耗的電功率上，其消耗的電功率 為為 如果電熱器電阻不變，則此交流電如果電熱器電阻不變，則此交流電源輸出電壓的最大值為源輸出電壓的最大值為( )( )A.5 VA.5 V C.10 V C.10 VP.2B.5 2 VD.10 2V 【解題指南【解題指南】本題需要把握以下兩點(diǎn)：本題需要把握以下兩點(diǎn)：(1)(1)交變電流有效值的定義交變電流有效值的定義. .(2)(2)正弦式交變電流有效值和最大值的關(guān)系正弦式交變電流有效值和最大值的關(guān)系. .【解析【解析】選選C.C.設(shè)交變電壓有效值為設(shè)交變電壓有效值為U U，根據(jù)有效值定義，有，根據(jù)有效值定義，有 交變電壓最大值交變電壓最大值2210 VU2ttU5 2 VRR，mU5 22 V10 V.3.(20113.(2011四川高考四川高考) )如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中如圖所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的矩形線圈的周期為T(mén),T,轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)軸O O1 1O O2 2垂直垂直于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為于磁場(chǎng)方向，線圈電阻為2 .2 .從線圈平面從線圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)與磁場(chǎng)方向平行時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈轉(zhuǎn)過(guò)6060時(shí)的感應(yīng)電流為時(shí)的感應(yīng)電流為1 A.1 A.那么那么( )( )A.A.線圈消耗的電功率為線圈消耗的電功率為4 W4 WB.B.線圈中感應(yīng)電流的有效值為線圈中感應(yīng)電流的有效值為2 A2 AC.C.任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為任意時(shí)刻線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為D.D.任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為2e4costTT2sintT 【解析【解析】選選A A、C.C.由于線圈從垂直于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則瞬時(shí)由于線圈從垂直于中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，則瞬時(shí)值表達(dá)式可記為值表達(dá)式可記為e=Ee=Em mcoscos，當(dāng)，當(dāng)=60=60時(shí)時(shí)e=iRe=iR=2 V=2 V，即，即2V= 2V= E Em mcos60cos60，得最大值，得最大值E Em m=4 V=4 V，則有效值，則有效值 電流有效值電流有效值 功率為功率為 瞬時(shí)值表瞬時(shí)值表= =達(dá)式為達(dá)式為 故故A A、C C正確，正確，B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .再由再由E Em m=NBS=NBS，則任，則任意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為意時(shí)刻穿過(guò)線圈的磁通量為 可知可知D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. . mE4E V2 2 V22，E2 2I A2 AR2，2EP4 WR，2e4cost.TmE4BSsinsinsin2NNT g2T2sintNT，4.(20104.(2010廣東高考廣東高考) )如圖是某種正弦式交變電壓的波形圖，由如圖是某種正弦式交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的圖可確定該電壓的( )( )A.A.周期是周期是0.01 s0.01 sB.B.最大值是最大值是311 V311 VC.C.有效值是有效值是220 V220 VD.D.表達(dá)式為表達(dá)式為u=220sin100t(V) u=220sin100t(V) 【解題指南【解題指南】解答該題的關(guān)鍵是明確圖象橫軸、縱軸的意義和解答該題的關(guān)鍵是明確圖象橫軸、縱軸的意義和各物理量之間的關(guān)系各物理量之間的關(guān)系. .【解析【解析】選選B B、C.C.由題圖知：該電壓的最大值由題圖知：該電壓的最大值U Um m=311 V=311 V，則有，則有效值效值 周期周期T=0.02 s T=0.02 s ，則，則 表達(dá)式為表達(dá)式為u=311 sin100t(V),u=311 sin100t(V),故故B B、C C選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確. . mUU220 V2，2100 rad /s,T 變壓器的基本規(guī)律及應(yīng)用變壓器的基本規(guī)律及應(yīng)用 高考指數(shù)高考指數(shù): :5.(20125.(2012天津高考天津高考) )通過(guò)一理想變壓器通過(guò)一理想變壓器, ,經(jīng)同一線路輸送相同經(jīng)同一線路輸送相同的電功率的電功率P,P,原線圈的電壓原線圈的電壓U U保持不變保持不變, ,輸電線路的總電阻為輸電線路的總電阻為R.R.當(dāng)當(dāng)副線圈與原線圈的匝數(shù)比為副線圈與原線圈的匝數(shù)比為k k時(shí)時(shí), ,線路損耗的電功率為線路損耗的電功率為P P1 1, ,若將若將副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到副線圈與原線圈的匝數(shù)比提高到nknk, ,線路損耗的電功率為線路損耗的電功率為P P2 2, ,則則P P1 1和和 分別為分別為( )( ) 21PPPR 1A.,kU n2P1B.() R,kUn2PR1C.,kU n22P1D.() R,kUn【解題指南【解題指南】解答本題時(shí)首先計(jì)算原線圈的電流，再根據(jù)原、副解答本題時(shí)首先計(jì)算原線圈的電流，再根據(jù)原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系及功率的公式計(jì)算出線路損耗的功率，并線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系及功率的公式計(jì)算出線路損耗的功率，并進(jìn)一步求出副線圈匝數(shù)變化前后線路損耗功率的比值進(jìn)一步求出副線圈匝數(shù)變化前后線路損耗功率的比值. .【解析【解析】選選D.D.原線圈的電流為原線圈的電流為 由于由于P P、U U不變，故不變，故I I1 1不變，不變，由由 由由 得得 則則 故選項(xiàng)故選項(xiàng)D D正確正確. . 1PIU，22121221InPkPI R() RInkU得；1221InnkIn2222PPI R() RnkU ，221P1Pn，6.(20126.(2012山東高考山東高考) )圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖圖甲是某燃?xì)鉅t點(diǎn)火裝置的原理圖. .轉(zhuǎn)換轉(zhuǎn)換器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想器將直流電壓轉(zhuǎn)換為圖乙所示的正弦交變電壓，并加在一理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n n1 1、n n2 2，為交流電壓表為交流電壓表. .當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于5 000 V5 000 V時(shí)，時(shí)，就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w就會(huì)在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進(jìn)而點(diǎn)燃?xì)怏w. .以下判斷正以下判斷正確的是確的是( )( )A.A.電壓表的示數(shù)等于電壓表的示數(shù)等于5 V5 VB.B.電壓表的示數(shù)等于電壓表的示數(shù)等于C.C.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是D.D.實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是實(shí)現(xiàn)點(diǎn)火的條件是【解題指南【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)(1)理解正弦交變電流理解正弦交變電流u -tu -t圖象的物理含義圖象的物理含義. .(2)(2)知道電壓表的示數(shù)是電壓的有效值知道電壓表的示數(shù)是電壓的有效值. .(3)(3)利用變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系求點(diǎn)火條件利用變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系求點(diǎn)火條件. . 5V2 21n1000n 21n1000n 【解析【解析】選選B B、C.C.由由u-tu-t圖象可知最大電壓值為圖象可知最大電壓值為5 V5 V，故有效值，故有效值為為 交流電壓表測(cè)量的是有效值，交流電壓表測(cè)量的是有效值，A A錯(cuò)，錯(cuò)，B B對(duì)；由變壓器電對(duì)；由變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系可知，壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系可知， 當(dāng)變壓器副線圈電當(dāng)變壓器副線圈電壓的瞬時(shí)值大于壓的瞬時(shí)值大于5 000 V5 000 V，即，即 C C對(duì)，對(duì)，D D錯(cuò)錯(cuò). . 5V2， 222111nnUU5nn，2211nn55 0001000nn ，所以，7.(20127.(2012新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷) )自耦變壓器鐵芯自耦變壓器鐵芯上只繞有一個(gè)線圈上只繞有一個(gè)線圈, ,原、副線圈都只取該線原、副線圈都只取該線圈的某部分圈的某部分. .一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電一升壓式自耦調(diào)壓變壓器的電路如圖所示路如圖所示, ,其副線圈匝數(shù)可調(diào)其副線圈匝數(shù)可調(diào). .已知變壓已知變壓器線圈總匝數(shù)為器線圈總匝數(shù)為1 9001 900匝匝, ,原線圈為原線圈為1 1001 100匝匝, ,接在有效值為接在有效值為220 V220 V的交流電源上的交流電源上. .當(dāng)變壓器當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，負(fù)載R R上的功率為上的功率為2.0 kW.2.0 kW.設(shè)此時(shí)原線圈設(shè)此時(shí)原線圈中電流有效值為中電流有效值為I I1 1, ,負(fù)載兩端電壓的有效值為負(fù)載兩端電壓的有效值為U U2 2, ,且變壓器是理且變壓器是理想的想的, ,則則U U2 2和和I I1 1分別約為分別約為( )( ) A.380 VA.380 V和和5.3 A5.3 AB.380 VB.380 V和和9.1 A9.1 AC.240 VC.240 V和和5.3 A5.3 AD.240 VD.240 V和和9.1 A9.1 A【解析解析】選選B.B.由理想變壓器原、副線圈中電壓、電流及功率關(guān)由理想變壓器原、副線圈中電壓、電流及功率關(guān)系可得：系可得： 所以所以, ,當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至當(dāng)變壓器輸出電壓調(diào)至最大時(shí)，副線圈的匝數(shù)也最大為最大時(shí)，副線圈的匝數(shù)也最大為n n2 2=1 900=1 900匝，負(fù)載匝，負(fù)載R R上的功率上的功率也最大，為也最大，為2.0 kW2.0 kW，則，則 故選項(xiàng)故選項(xiàng)B B正確正確. . 11121 122221UnInU IP .UnIn， 2211n1900UU220380 Vn1100 ， 32.0 109.1 A220， 211PIU8.(20128.(2012重慶高考重慶高考) )如圖所示，理想變壓器的如圖所示，理想變壓器的原線圈接入原線圈接入 的交變電的交變電壓，副線圈通過(guò)電阻壓，副線圈通過(guò)電阻r=6 r=6 的導(dǎo)線對(duì)的導(dǎo)線對(duì)“220 V 880 W”220 V 880 W”的電器的電器R RL L供電，該電器正常工作供電，該電器正常工作. .由此可知由此可知( )( )A.A.原、副線圈的匝數(shù)比為原、副線圈的匝數(shù)比為501501B.B.交變電壓的頻率為交變電壓的頻率為100 Hz100 HzC.C.副線圈中電流的有效值為副線圈中電流的有效值為4 A4 AD.D.變壓器的輸入功率為變壓器的輸入功率為880 W880 W u110002sin100 t(V) 【解題指南【解題指南】解答本題時(shí)可按以下思路分析：解答本題時(shí)可按以下思路分析：【解析【解析】選選C.C.因?yàn)橛秒娖髡９ぷ?，可知電器因?yàn)橛秒娖髡９ぷ?，可知電器R RL L上的電壓是上的電壓是220 V220 V，電流電流4 A4 A，C C正確；副線圈電壓正確；副線圈電壓244 V244 V，所以原副線圈匝數(shù)比，所以原副線圈匝數(shù)比 A A錯(cuò)誤；變壓器不改變交變電流的頻率，原線圈電壓頻率錯(cuò)誤；變壓器不改變交變電流的頻率，原線圈電壓頻率50 Hz50 Hz，副線圈電壓頻率還是，副線圈電壓頻率還是50 Hz50 Hz，B B錯(cuò)誤錯(cuò)誤; ;變壓器輸入功率等于輸變壓器輸入功率等于輸出功率，輸出功率大于出功率，輸出功率大于880 W880 W，所以輸入功率也大于，所以輸入功率也大于880 W880 W，D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. .11000244 45，9.(20119.(2011新課標(biāo)全國(guó)卷新課標(biāo)全國(guó)卷) )如圖，一理想變?nèi)鐖D，一理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為壓器原副線圈的匝數(shù)比為1212；副線圈電；副線圈電路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為路中接有燈泡，燈泡的額定電壓為220 V220 V，額定功率為額定功率為22 W22 W；原線圈電路中接有電壓表和電流表；原線圈電路中接有電壓表和電流表. .現(xiàn)閉合現(xiàn)閉合開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光，若用開(kāi)關(guān)，燈泡正常發(fā)光，若用U U和和I I分別表示此時(shí)電壓表和電流表分別表示此時(shí)電壓表和電流表的讀數(shù)，則的讀數(shù)，則( )( )A.U=110 V, I=0.2 AA.U=110 V, I=0.2 AB. U=110 V ,I=0.05 AB. U=110 V ,I=0.05 AC. I=0.2 AC. I=0.2 AU110 2 V , D.U110 2 V,I0.2 2 A 【解題指南【解題指南】解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：解答本題應(yīng)把握以下三點(diǎn)：(1)(1)燈泡正常發(fā)光說(shuō)明副線圈兩端電壓燈泡正常發(fā)光說(shuō)明副線圈兩端電壓U U2 2=220 V.=220 V.(2)(2)變壓器的電壓、電流與匝數(shù)的基本規(guī)律變壓器的電壓、電流與匝數(shù)的基本規(guī)律. .(3)(3)電流表、電壓表示數(shù)均為有效值電流表、電壓表示數(shù)均為有效值. .【解析【解析】選選A.A.在副線圈電路中，在副線圈電路中， 再根據(jù)再根據(jù)得得 U U1 1=110 V=110 V，I I1 1=0.2 A=0.2 A，故，故B B、C C、D D錯(cuò)，錯(cuò)，A A正正確確. . 22P22 WI0.1AU220 V ，11212212UnInUnIn及，10.(201110.(2011山東高考山東高考) )為保證用戶電壓穩(wěn)定在為保證用戶電壓穩(wěn)定在220 V220 V，變電所需，變電所需適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖適時(shí)進(jìn)行調(diào)壓，圖甲為調(diào)壓變壓器示意圖. .保持輸入電壓保持輸入電壓u u1 1不變，不變，當(dāng)滑動(dòng)接頭當(dāng)滑動(dòng)接頭P P上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓上下移動(dòng)時(shí)可改變輸出電壓. .某次檢測(cè)得到用戶電某次檢測(cè)得到用戶電壓壓u u2 2隨時(shí)間隨時(shí)間t t變化的曲線如圖乙所示變化的曲線如圖乙所示. .以下正確的是以下正確的是( )( ) C.C.為使用戶電壓穩(wěn)定在為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V220 V，應(yīng)將，應(yīng)將P P適當(dāng)下移適當(dāng)下移D.D.為使用戶電壓穩(wěn)定在為使用戶電壓穩(wěn)定在220 V220 V，應(yīng)將，應(yīng)將P P適當(dāng)上移適當(dāng)上移【解析【解析】選選B B、D.D.由圖象可知，正弦式交變電壓的最大值為由圖象可知，正弦式交變電壓的最大值為 其周期為其周期為0.02 s,0.02 s,可得其表達(dá)式為可得其表達(dá)式為 B B選項(xiàng)正確，又在選項(xiàng)正確，又在u u1 1、n n2 2不變的前提下通過(guò)改變不變的前提下通過(guò)改變n n1 1來(lái)使來(lái)使u u2 2增大，增大，由由 可得應(yīng)使可得應(yīng)使n n1 1減小，故應(yīng)將減小，故應(yīng)將P P適當(dāng)上移，適當(dāng)上移，D D選項(xiàng)正確選項(xiàng)正確. . 22A.u190 2sin 50 t VB.u190 2sin 100 t V 190 2 V ，2u190 2sin 100 t V，1122unun11.(201111.(2011福建高考福建高考) )圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比比n n1 1nn2 2=51=51，電阻，電阻R=20 R=20 ，L L1 1、L L2 2為規(guī)格相同的兩只小燈為規(guī)格相同的兩只小燈泡，泡，S S1 1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)為單刀雙擲開(kāi)關(guān). .原線圈接正弦交變電源，輸入電壓原線圈接正弦交變電源，輸入電壓u u隨隨時(shí)間時(shí)間t t的變化關(guān)系如圖乙所示的變化關(guān)系如圖乙所示. .現(xiàn)將現(xiàn)將S S1 1接接1 1、S S2 2閉合，此時(shí)閉合，此時(shí)L L2 2正常正常發(fā)光發(fā)光. .下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( ) A.A.輸入電壓輸入電壓u u的表達(dá)式的表達(dá)式B.B.只斷開(kāi)只斷開(kāi)S S2 2后，后，L L1 1、L L2 2均正常發(fā)光均正常發(fā)光C.C.只斷開(kāi)只斷開(kāi)S S2 2后，原線圈的輸入功率增大后，原線圈的輸入功率增大D.D.若若S S1 1換接到換接到2 2后，后，R R消耗的電功率為消耗的電功率為0.8 W0.8 W【解析【解析】選選D.D.由圖乙知周期為由圖乙知周期為0.02 s0.02 s，因此輸入電壓的表達(dá)式，因此輸入電壓的表達(dá)式 A A錯(cuò)；只斷開(kāi)錯(cuò)；只斷開(kāi)S S2 2，L L1 1、L L2 2兩端的電壓小于額定兩端的電壓小于額定電壓，都不能正常發(fā)光，電壓，都不能正常發(fā)光，B B錯(cuò)；只斷開(kāi)錯(cuò)；只斷開(kāi)S S2 2，負(fù)載電阻變大，功率，負(fù)載電阻變大，功率變小，變小，C C錯(cuò)；錯(cuò)；S S1 1換接到換接到2 2后，據(jù)后，據(jù) 得得R R消耗的功率為消耗的功率為0.8 W0.8 W，故選，故選D.D. u20 2sin 50 t Vu20 2sin 100 t V，212UUnPRUn出入出和12.(201012.(2010重慶高考重慶高考) )一輸入電壓為一輸入電壓為220 V220 V，輸出電壓為，輸出電壓為36 V36 V的的變壓器副線圈燒壞，為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)變壓器副線圈燒壞，為獲知此變壓器原、副線圈匝數(shù)，某同學(xué)拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了拆下燒壞的副線圈，用絕緣導(dǎo)線在鐵芯上新繞了5 5匝線圈匝線圈. .如圖如圖所示，然后將原線圈接到所示，然后將原線圈接到220 V220 V交流電源上，測(cè)得新繞線圈的交流電源上，測(cè)得新繞線圈的端電壓為端電壓為1 V1 V，按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副，按理想變壓器分析，該變壓器燒壞前的原、副線圈匝數(shù)分別為線圈匝數(shù)分別為( )( ) A.1 100,360A.1 100,360 B.1 100 B.1 100，180180C.2 200,180C.2 200,180 D.2 200,360 D.2 200,360【解析【解析】選選B.B.對(duì)新繞線的理想變壓器分析，根據(jù)變壓比公式對(duì)新繞線的理想變壓器分析，根據(jù)變壓比公式 對(duì)變壓器燒壞前分析，對(duì)變壓器燒壞前分析，根據(jù)根據(jù) B B正確正確. . 31111333n UUn5 220n1100.UnU1 得匝匝11122221Unn U1100 36n180UnU220 得匝匝，13.(201013.(2010全國(guó)卷全國(guó)卷)圖中為一理想變壓圖中為一理想變壓器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流器，其原線圈與一電壓有效值不變的交流電源相連，電源相連，P P為滑動(dòng)觸頭為滑動(dòng)觸頭. .現(xiàn)令現(xiàn)令P P從均勻密從均勻密繞的副線圈最底端開(kāi)始，沿副線圈勻速上繞的副線圈最底端開(kāi)始，沿副線圈勻速上滑，直至白熾燈泡滑，直至白熾燈泡L L兩端的電壓等于其額定電壓為止兩端的電壓等于其額定電壓為止. .用用I I1 1表示流表示流過(guò)原線圈的電流，過(guò)原線圈的電流，I I2 2表示流過(guò)燈泡的電流，表示流過(guò)燈泡的電流，U U2 2表示燈泡兩端的電表示燈泡兩端的電壓，壓，N N2 2表示燈泡消耗的電功率表示燈泡消耗的電功率( (這里的電流、電壓均指有效值，這里的電流、電壓均指有效值，電功率指平均值電功率指平均值).).下列下列4 4個(gè)圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變個(gè)圖中，能夠正確反映相應(yīng)物理量的變化趨勢(shì)的是化趨勢(shì)的是( )( ) 【解析【解析】選選B B、C.C.根據(jù)根據(jù) P P從副線圈最底端從副線圈最底端開(kāi)始勻速上滑，說(shuō)明副線圈匝數(shù)開(kāi)始勻速上滑，說(shuō)明副線圈匝數(shù)n n2 2在均勻增大，即在均勻增大，即n n2 2=kt(k=kt(k為單位為單位時(shí)間內(nèi)增加的匝數(shù)時(shí)間內(nèi)增加的匝數(shù)) )，則，則 而而U U1 1、n n1 1為定值，故為定值，故C C正確；在正確；在副線圈電路中，根據(jù)歐姆定律有：副線圈電路中，根據(jù)歐姆定律有： 可知流過(guò)可知流過(guò)燈泡的電流燈泡的電流I I2 2增大，白熾燈通過(guò)電流越大，溫度越高，則電阻越增大，白熾燈通過(guò)電流越大，溫度越高，則電阻越大，故大，故B B正確；根據(jù)正確；根據(jù) 而而n n1 1不變、不變、I I2 2增大、增大、n n2 2增增大，則大，則I I1 1增大，故增大，故A A錯(cuò)誤；燈泡消耗的電功率錯(cuò)誤；燈泡消耗的電功率可知可知D D錯(cuò)誤錯(cuò)誤. . 11122221UnUUnUnn可得：，121UUktn，21221UUIIktRn R，則，21212121InnIIInn，可得，222 221221Uk U tNRn R，14.(201114.(2011海南高考海南高考) )如圖如圖, ,理想變壓器原理想變壓器原線圈與一線圈與一10 V10 V的交流電源相連，副線圈并的交流電源相連，副線圈并聯(lián)兩個(gè)小燈泡聯(lián)兩個(gè)小燈泡a a和和b b，小燈泡，小燈泡a a的額定功率為的額定功率為0.3 W 0.3 W ，正常發(fā)光時(shí)，正常發(fā)光時(shí)電阻為電阻為30 30 ，已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過(guò)原線圈的電流為，已知兩燈泡均正常發(fā)光，流過(guò)原線圈的電流為0.09 A0.09 A，可計(jì)算出原、副線圈的匝數(shù)比為，可計(jì)算出原、副線圈的匝數(shù)比為_(kāi)，流過(guò)燈泡，流過(guò)燈泡b b的的電流為電流為_(kāi)A._A.【解析【解析】U U1 1=10 V=10 V，根據(jù)小燈泡正常發(fā)光，則，根據(jù)小燈泡正常發(fā)光，則 根據(jù)根據(jù) 所以所以答案答案: :103 0.2103 0.2 2aUI0.1AR， 11212212nUIn10nU3In，1212nII0.3A,n 2UPR3V， b2aIII0.2 A. 15.(201115.(2011江蘇高考江蘇高考) )圖甲為一理想變壓器，圖甲為一理想變壓器，abab為原線圈，為原線圈，cece為為副線圈，副線圈，d d為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電為副線圈引出的一個(gè)接頭，原線圈輸入正弦式交變電壓的壓的u-tu-t圖象如圖乙所示圖象如圖乙所示. .若只在若只在cece間接一只間接一只R Rcece400 400 的電阻，的電阻，或只在或只在dede間接一只間接一只R Rdede225 225 的電阻，兩種情況下電阻消耗的的電阻，兩種情況下電阻消耗的功率均為功率均為80 W.80 W.(1)(1)請(qǐng)寫(xiě)出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值請(qǐng)寫(xiě)出原線圈輸入電壓瞬時(shí)值u uabab的表達(dá)式；的表達(dá)式；(2)(2)求只在求只在cece間接間接400 400 電阻時(shí)，原線圈中的電流電阻時(shí)，原線圈中的電流I I1 1；(3)(3)求求cece和和dede間線圈的匝數(shù)比間線圈的匝數(shù)比【解析【解析】(1)(1)由圖乙知由圖乙知=200 rad/s=200 rad/s，電壓瞬時(shí)值電壓瞬時(shí)值u uabab=400sin200t(V)=400sin200t(V)(2)(2)電壓有效值電壓有效值理想變壓器理想變壓器P P1 1=P=P2 2原線圈中的電流原線圈中的電流ceden.nm1UU200 2 V2 111PI0.28AU (3)(3)設(shè)設(shè)abab間匝數(shù)為間匝數(shù)為n n1 1，根據(jù)變壓器規(guī)律有，根據(jù)變壓器規(guī)律有由題意有：由題意有：答案答案: :(1)u(1)uabab=400sin200t (V)=400sin200t (V) (2)0.28 A (3)43 (2)0.28 A (3)43cede111ce1deUUUUnnnn，22cedececededeUUn43RRn，聯(lián)立可得： 有關(guān)變壓器的動(dòng)態(tài)電路分析有關(guān)變壓器的動(dòng)態(tài)電路分析 高考指數(shù)高考指數(shù): :16.(201216.(2012福建高考福建高考) )如圖如圖, ,理想變壓器原線圈輸入電壓理想變壓器原線圈輸入電壓u= u= U Um msintsint, ,副線圈電路中副線圈電路中R R0 0為定值電阻為定值電阻,R,R是滑動(dòng)變阻器是滑動(dòng)變阻器. . 和和 是理想交流電壓表是理想交流電壓表, ,示數(shù)分別用示數(shù)分別用U U1 1和和U U2 2表示表示; ; 和和 是理是理想交流電流表想交流電流表, ,示數(shù)分別用示數(shù)分別用I I1 1和和I I2 2表示表示. .下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( ) A.IA.I1 1和和I I2 2表示電流的瞬時(shí)值表示電流的瞬時(shí)值B.UB.U1 1和和U U2 2表示電壓的最大值表示電壓的最大值C.C.滑片滑片P P向下滑動(dòng)過(guò)程中向下滑動(dòng)過(guò)程中,U,U2 2不變、不變、I I1 1變大變大D.D.滑片滑片P P向下滑動(dòng)過(guò)程中向下滑動(dòng)過(guò)程中,U,U2 2變小、變小、I I1 1變小變小【解題指南【解題指南】解答本題時(shí)可按以下思路分析：解答本題時(shí)可按以下思路分析： 【解析【解析】選選C.C.交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為有效值，交流電壓表和交流電流表顯示的示數(shù)都為有效值，A A、B B錯(cuò)錯(cuò). .由于輸入端電壓由于輸入端電壓U U1 1和理想變壓器匝數(shù)比不變，所以和理想變壓器匝數(shù)比不變，所以U U2 2不不變變. .滑片滑片P P向下滑動(dòng)過(guò)程中，電阻變小，電流向下滑動(dòng)過(guò)程中，電阻變小，電流I I2 2變大，輸出功率變大，輸出功率變大，則輸入功率變大，電流變大，則輸入功率變大，電流I I1 1變大，變大，C C對(duì)、對(duì)、D D錯(cuò)，故選錯(cuò)，故選C.C.17.(201017.(2010山東高考山東高考) )一理想變壓器一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為原、副線圈的匝數(shù)比為101101，原線，原線圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，圈輸入電壓的變化規(guī)律如圖甲所示，副線圈所接電路如圖乙所示，副線圈所接電路如圖乙所示，P P為滑為滑動(dòng)變阻器的觸頭動(dòng)變阻器的觸頭. .下列說(shuō)法正確的是下列說(shuō)法正確的是( )( )A.A.副線圈輸出電壓的頻率為副線圈輸出電壓的頻率為50 Hz50 HzB.B.副線圈輸出電壓的有效值為副線圈輸出電壓的有效值為31 V31 VC.PC.P向右移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比減小向右移動(dòng)時(shí)，原、副線圈的電流比減小D.PD.P向右移動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率增加向右移動(dòng)時(shí)，變壓器的輸出功率增加【解析【解析】選選