专题12 交变电流-备战2021年高考物理之纠错笔记系列（原卷版）

专题12 交变电流-备战2021年高考物理之纠错笔记系列（原卷版）

专题 12 交变电流 易错综述 一、线圈绕垂直磁场的轴旋转产生的交变电流具有以下特点 （1）交变电流的大小与转轴在线圈平面内的具体位置无关，未必是线圈的对称轴； （2）交变电流的最大值与线圈的面积成正比，与线圈的具体形状无关； （3）线圈转动的快慢既影响交变电流的周期和频率，又影响交变电流的最大值。 二、对交变电流的理解和应用易出现以下错误 （1）只考虑交变电流的产生与规律而忽视了交变电流的结构； （2）不知道计算与热效应有关的物理量时应采用有效值； （3）错误地认为凡是交变电流其电压有效值都可以用 m 2 2U U 计算。 三、正弦交变电流图象的应用技巧 正弦交变电流随时间的变化情况可以从图象上表示出来，图象描述的是交变电流随时间变化的规律， 它是一条正弦曲线，如图所示，从图中我们可以找到正弦交变电流的最大值 Im、周期 T，也可以根据线圈在 中性面时感应电动势 e 为零、感应电流 i 为零、线圈中的磁通量最大的特点，找出线圈旋转到中性面的时刻， 即线圈中磁通量最大的时刻是 0 时刻、t2 时刻和 t4 时刻。也可以根据线圈旋转至平行于磁感线时，感应电动 势最大、线圈中感应电流最大和磁通量为零的特点，找出线圈平行于磁感线的时刻是 t1 时刻和 t3 时刻。 四、理想变压器原、副线圈基本关系的应用 1．基本关系 （1）P 入=P 出； （2） 2 1 2 1 n n U U  ，有多个副线圈时，仍然成立， 3 3 2 2 1 1 n U n U n U  =···； （3） 1 2 2 1 n n I I  ，电流与匝数成反比，只对一个副线圈的变压器适用，有多个副线圈时，由输入功率和 输出功率相等确定电流关系，n1I1=n2I2+n3I3+···； （4）原、副线圈的每一匝的磁通量都相同，磁通量变化率也相同，频率也就相同。 2．制约关系 （1）电压：副线圈电压 U2 由原线圈电压 U1 和匝数比决定； （2）功率：原线圈的输入功率 P1 由副线圈的输出功率 P2 决定； （3）电流：原线圈电流 I1 由副线圈电流 I2 和匝数比决定。 五、理想变压器的动态分析 1．解决理想变压器中有关物理量的动态分析问题的方法 （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判定； （2）分析该类问题的一般思维流程是： 2．常见的理想变压器的动态分析问题一般有两种：匝数比不变的情况和负载电阻不变的情况。 （1）匝数比不变的情况 ①U1 不变，根据 2 1 2 1 n n U U  ，输入电压 U1 决定输出电压 U2，不论负载电阻 R 如何变化，U2 也不变； ②当负载电阻发生变化时，I2 变化，输出电流 I2 决定输入电流 I1，故 I1 发生变化； ③I2 变化引起 P2 变化，由 P1=P2 知 P1 发生变化。 （2）负载电阻不变的情况 ①U1 不变， 2 1 n n 发生变化，U2 变化； ②R 不变，U2 变化，I2 发生变化；学-科网 ③根据 R UP 2 2 2  和 P1=P2，可以判断 P2 变化时，P1 发生变化，U1 不变时，I1 发生变化。 六、远距离输电问题 1．远距离输电的处理思路 对高压输电问题，应按“发电机→升压变压器→远距离输电线→降压变压器→用电器”，或按从“用电器” 倒推到“发电机”的顺序一步一步进行分析。 2．远距离高压输电的几个基本关系（以下图为例） （1）功率关系：P1=P2，P3=P4，P2=P 损+P3； （2）电压、电流关系： 1 2 2 1 2 1 I I n n U U  ， 3 4 4 3 4 3 I I n n U U  ，U2=ΔU+U3，I2=I3=I 线； （3）输电电流： 线 线 R UU U P U PI 32 3 3 2 2  ； （4）输电线上损耗的电功率：P 损=I 线ΔU=I 线 2R 线= 2 2 2 )(U P R 线。 当输送功率一定时，输电电压增大到原来的 n 倍，输电线上损耗的功率就减小到原来的 2 1 n 。 3．远距离输电问题的“三二一” （1）理清三个回路 （2）抓住两个联系 ①理想的升压变压器联系了回路 1 和回路 2，由变压器原理可得：线圈 1（匝数为 n1）和线圈 2（匝数 为 n2）中各个量间的关系是 2 1 2 1 n n U U  ， 1 2 2 1 n n I I  ，P1=P2； ②理想的降压变压器联系了回路 2 和回路 3，由变压器原理可得：线圈 3（匝数为 n3）和线圈 4（匝数 为 n4）中各个量间的关系是 4 3 4 3 n n U U  ， 3 4 4 3 n n I I  ，P3=P4。 （3）掌握一个守恒 能量守恒关系式 P1=P 损+P3 易错展示 易错点一 交变电流的产生、变化规律的理解 典例分析 如图所示，在匀强磁场中匀速转动的单匝纯电阻矩形线圈的周期为 T，转轴 1 2Q Q 垂直于磁场方向，线 圈电阻为 1 Ω 。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过 60°时的感应电流为 1 A。下列说法正 确的是 A．线圈消耗的电功率为 1 W B．线圈中感应电流的有效值为 2 A C．任意时刻穿过线圈的磁通量为 π T  sin 2π T t D．任意时刻穿过线圈中的感应电动势为 2 cos 2π T t 在书写交变电流电动势的时候，分不清线圈是从中性面还是峰值面开始转动的导致书写错误。 从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，电流的瞬时值表达式为 i=Imcos θ，则电流的最大值 为： m 1 2 Acos cos 60 iI    ；电流的有效值为： m 2 A 2 II   ；线圈消耗的电功率为：P=I2r=( 2 ) 2× 1 W=2 W，故 AB 错误；任意时刻穿过线圈的磁通量为：Φ=Φmsin 2π T t，感应电动势的最大值为：Em=Imr =2×1= 2 V；根据公式 Em=BSω=Φm 2π T 得：Φm= π T ；可得任意时刻穿过线圈的磁通量为： 2πsinπ T tT   ，故 C 正确。任意时刻线圈中的感应电动势为：e=Emcos 2π T t=2cos 2π T t，故 D 错误。答案：C。 即时巩固 1．（2019·广西高三年级毕业班百校大联考）如图所示， 是磁感应强度大小为 B 的匀强磁场的左边界， 也是一面积为 S 的 n 匝矩形金属线框的对称轴，若线框以角速度 绕与磁感线垂直的转轴 匀速转动， 并从图示位置（线框与磁感线平行）开始计时，则 A． 时，线框中的感应电流最小 B． 时，穿过线框的磁通量变化率最大 C．线框中产生的交变电动势的最大值为 D．线框中产生的交变电动势的有效值为 易错点二 交变电流“四值”理解 典例分析 多数同学家里都有调光台灯、调速电风扇。过去是用变压器来实现上述调节的，缺点是成本高、体积 大、效率低，且不能任意调节灯的亮度或电风扇转速。现在的调光台灯、调速电风扇是用可控硅电子元件 来实现调节的。如图所示为一个经过双向可控硅电子元件调节后加在电灯上的电压，即在正弦交流电的每 一个 1 2 周期中，前面的 1 4 被截去，调节台灯上旋钮可以控制截去多少，从而改变电灯上的电压。则现在电 灯上的电压为 A．Um B． m 2 2 U C． m 2 U D． m 4 U 即时巩固 1．（2019·山西省西安中学高二（理科班)上学期期末考试）手摇发电机线圈共 N 匝，每匝可简化为矩形线 圈 abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴 OO′，线圈绕 OO′匀速转动。矩形线圈 a b 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 ，不计线圈电阻，则发电机输出电压 A．峰值是 B．有效值是 C．峰值是 D．有效值是 易错点三 交变电流的图像意义 典例分析 （2018·百校联盟高考名师猜题保温金卷）甲、乙两矩形单匝金属线圈分别绕与磁感线垂直的轴在同一 匀强磁场中匀速转动，输出交流电的感应电动势图象如图中甲、乙所示，则 A．甲的频率是乙的频率的 2 倍 B．甲线圈的截面积是乙线圈截面积的 6 倍 C．t=1 s 时，两线圈中的磁通量均为零 D．t=2 s 时，两线圈均与磁感线平行 不能正确的理解图象，不能选出有用的信息，导致本题错解。 A、由图象知甲的周期为 2 s，乙的周期为 1 s，所以 ，选项 A 错误；B、甲的有 效值为 V，乙的有效值为 V，所以 ，由 可知 ，选项 B 正确；C、当线 圈处于中性面时磁通量最大，而感应电动势为零，当线圈平行磁感线时，通过线圈的磁通量为零，而感应 电动势最大，t=1 s 和 t=2 s 时线圈均处于中性面位置，选项 CD 错误。答案：B。学-科网 即时巩固 1．（2018·云南省峨山县大龙潭中学高二下学期期末考试）如图甲所示，电阻为 1 Ω的矩形线圈绕垂直匀强 磁场的转轴 OO′匀速旋转产生交流电，现将此电流给阻值为 R＝10 Ω的小灯泡 L 供电，通过电流传感器 得到灯泡中电流的图象如图乙，不考虑温度对灯泡阻值的影响，下列说法中正确的是 A．在 t＝5×10－3 s 时，线圈处于中性面位置 B．在 t＝10×10－3 s 时，穿过线圈的磁通量最大 C．交变电流的瞬时值表达式为 i＝5cos 50πt(A) D．线圈产生的交流电的电动势为 V 易错点四 理想变压器的理解及应用误区分析 典例分析 如图所示，一理想变压器由一个初级线圈和两个次级线圈组成，当此变压器工作时，初级和次级线圈的匝 数、电流、电压均在图中标出，则下列几组关系式中正确的是 A． 1 1 2 2 U n U n  ， 1 1 3 3 U n U n  B． 1 1 2 2 I n I n  ， 31 3 1 nI I n  C．n1I1=n2I2+n3I3 D． 2 31 2 3 1 n nI I I n  记不住理想变压器各物理量之间的关系导致本题错解。 根据变压器的电压与匝数关系可知： 1 1 2 2 U n U n  ， 1 1 3 3 U n U n  ，选项 A 正确；变压器的输入功率 等于输出功率，可得 U1I1=U2I2+U3I3，解得 n1I1=n2I2+n3I3，选项 C 正确，BD 错误。答案：AC。 即时巩固 1．（2018·江苏省天一中学高三上学期期初调研测试）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1:n2= 3:1，L1、L2 为两相同灯泡，R、L、D 和 C 分别为定值电阻、理想线圈、理想二极管和电容器，其中 C= 10 。当原线圈两端接如图乙所示的正弦交流电压时，下列说法中正确的是 A．灯泡 L1 一定比 L2 暗 B．电容器 C 所带电荷量的最大值为 C．电容器 C 充电周期为 D．副线圈两端的电压有效值为 V 易错点五 变压器的动态分析 典例分析 如图所示电路中，变压器为理想变压器，a、b 接在电压有效值不变的交流电源两端，R0 为定值电阻， R 为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表 A1 的示数增大了 0.2 A， 电流表 A2 的示数增大了 0.8 A。则下列说法正确的是 A．电压表 V1 示数增大 B．电压表 V2、V3 示数均增大 C．该变压器起升压作用 D．变阻器滑片是沿 c d 的方向滑动 即时巩固 1．（2019·辽宁省大连市甘井子区渤海高中高考模拟）如图所示，M 是理想变压器，将 a、b 接在电压 V 的正弦交流电源上。变压器右侧为一火警报警系统原理图，其中 为用半导体热敏材 料制成的传感器 其电阻率随温度升高而减小 ，电流表 为值班室的显示器，显示通过 的电流，电 压表 显示加在报警器上的电压 报警器未画出 ， 为定值电阻。当传感器 所在处出现火警时，以 下说法中正确的是 A．电流表 的示数不变，电流表 的示数增大 B．电流表 的示数增大，电流表 的示数减小 C．电压表 的示数增大，电压表 的示数增大 D．电压表 的示数不变，电压表 的示数不变 易错点六 远距离输电的认识 典例分析 如图所示，某小型水电站发电机的输出功率为 10 kW，输电电压为 400 V，向距离较远的用户供电， 为了减少电能损失，使用 2 kV 高压输电，最后用户得到 220 V、9.5 kW 的电，求： （1）水电站升压变压器原、副线圈匝数比 21 : nn ； （2）输电线路导线电阻 R； （3）用户降压变压器、原副线圈匝数比 43 : nn 。 不清楚远距离输电中因变量与自变量之间的关系导致本题错解。 （1）升压变压器原、副线圈匝数比为 1 1 2 2 400 1 2 000 5 n U n U    （2）导线电阻 R 与输送电流和输电线上损失的电功率有关，有 2P I R损 而输送电流决定于输出电压及输送功率，所以有 2 PI U  联立有 2 3 22 2 3 2 000( ) 0.5 10 ( ) 2010 10 P UR PI P          损 损 （3）设降压变压器原线圈上电压为 3U ，则 3 2 2 000 V 5 20 V=1 900 VU U IR     即时巩固 1．（2019·河南省中原名校高三第一次质量考评）2017 年 8 月，广东省受台风“天鹤”影响，造成大面积停 电。某通讯公司准备的应急供电系统如图所示，图中 T1、T2 分别为理想的升压变压器和降压变压器，R 表示输电线电阻，I 表示电流，U 表示线圈两端电压，n 表示线圈的匝数，下列说法正确的是 A．如果发电机的输出功率为 P，则 B．若 ，则有 C．用户消耗的功率越大，输电线上消耗的功率越小 D．如果发电机的输出功率为 P，则输电线上消耗的功率为 纠错笔记 1．从三方面理解交变电流的产生与规律 （1）一个推理关系：ΔΦ和 Δ Δt  由线圈磁场中的位置决定，电动势 e 由 Δ Δt  决定；（2）两个特殊位置： 中性面位置，此时Φ最大， Δ Δt  =0，e=0；线圈平面与磁感线平行时，Φ=0， Δ Δt  最大，e 最大；（3）三个 一一对应：物理量（ΔΦ、 Δ Δt  、e）、线圈在磁场中的位置、图象（e–t 或 i–t）三者一一对应，已知其一可 判断其余。 2．解答交变电流问题应注意交变电流的“四值” 在解答交变电流问题时，除要注意电路结构外，还要区分交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均 值，最大值是瞬时值中的最大量值，有效值是以电流的热效应来等效定义的，求解与电能、电热相关问题 时，一定要使用有效值，而求解通过导体截面的电荷量时一定要用平均值。 3．分析交变电流图象问题的知识储备 处理交变电流类问题，既要掌握交变电流产生的原理、在中性面及中性面上的 E（或 I）值，又要会写 出不同初始条件下的电动势（或电流）的瞬时值表达式，掌握各式中各量的意义。 4．理想变压器的两个重要关系 对理想变压器，要注意以下两点：（1）副线圈的路端电压 U2 由输入电压 U1 和匝数比 n2/n1 共同决定， 与负载电阻大小无关。（2）变压器的输出功率和输入功率遵循“用多少送多少”的原则，原线圈中的输入电 流 I1 是由副线圈中的输入电流 I2 决定的，原、副线圈各一个绕组时， 2 1 2 1 nI In  ，副线圈有多个绕组时，由 P 入=P 出的功率关系来确定。 5．远距离输电问题的一般方法 （1）在画出远距离输电的示意图后，注意将已知量和待求量标注在示意图的相应位置。 （2）抓住输电的两端——电源和用电器；分析输电线；研究两次电压变换——升压和降压。 （3）以变压器为界，将整个输电电路划分为几个独立的回路，各回路分别用闭合电路欧姆定律、串并 联电路的特点及电功和电功率等公示进行计算，联系各回路的是原、副线圈的电压、电流与匝数的关系及 输入功率与输出功率的关系。 从图中可以看出功率之间的关系：P1=P2，P3=P4，P3=P2–ΔP，ΔP=I22R 线，电压之间的关系：U2=ΔU+U 3，ΔU=I2R 线；电流之间的关系：I2=I3。 纠错通关 1．如图所示，下列图象属于交流电的有 A B C D 2．（2019·北京市西城区高三上学期期末考试）如图所示，KLMN 是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感 应强度为 B 的水平方向的匀强磁场中，线框面积为 S，MN 边水平，线框绕某竖直固定轴以角速度ω匀速 转动。t 时刻 MN 边与磁场方向的夹角为 90°，下列说法正确的是 A．t 时刻穿过线框的磁通量最大，电流为零 B．t 时刻穿过线框的磁通量最大，电流最大 C．线框中产生的感应电动势的有效值为 D．线框中产生的感应电动势的有效值为 3．矩形线圈匝数 50 匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量Φ随时间 t 的变化规 律如图所示，则 A．在 t=0.1 s 和 t=0.3 s 时，电动势最大 B．在 t=0.1 s 和 t=0.3 s 时，线圈与中性面垂直 C．在 t=0.2 s 和 t=0.4 s 时，磁通量变化率最大 D．在 t=0.2 s 和 t=0.4 s 时，电动势改变方向 4．（2019·河南省示范性高中高三上学期期终考试）一内阻不计的交流发电机输出电压的瞬时值表达式为 u =100sin100πt(V)，下列判断正确的是 A．该交流发电机线圈的转速为 50 r/s B．若将该交流电压加在阻值为 100 Ω的电阻两端，则该电阻在 1 min 内产生的热量为 6×103 J C．若发电机线圈的转速提高一倍，则输出电压的有效值为 D．若将该交流电压加在原副线圈匝数比为 k 的理想变压器的原线圈两端，则副线圈两端的电压的有效 值 V 5．一闭合矩形线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电流如图，由图可知 A．该交流电电流的有效值是 5 A B．该交流电的频率是 20 Hz C．t=0 时刻线圈平面位于中性面 D．该交流电电流的瞬时表达式为 i=5cos100πt（A） 6．图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极 N、S 间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A 为交流电流表， 线圈绕垂直于磁场的水平轴 OO′沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间 变化的图象如图乙所示，以下判断正确的是 A．电流表的示数为 10 A B．线圈转动的角速度为 50π rad/s C．0.01 s 时线圈平面与磁场方向平行 D．0.02 s 时电阻 R 中电流的方向自右向左 7．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 1 所示。产生的交变电动势的图 象如图 2 所示，则 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 V D．线框产生的交变电动势频率为 100 Hz 8．（2019·江苏省苏州市高三上学期期末阳光指标调研考试）图甲为兴趣小组制作的无线充电装置中受电线 圈示意图，已知线圈匝数 n＝100 匝、电阻 r＝1 Ω、横截面积 S＝1.5×10－3m2，外接电阻 R＝7 Ω。线圈 处在平行于线圈轴线的磁场中，磁场的磁感应强度随时间变化如图乙所示，设磁场的正方向水平向左，则 A．在 t＝0.005 s 时通过电阻 R 的电流大小为 0 B．在 t＝0.005 s 时通过电阻 R 的电流方向由 a 流向 b C．在 0～0.01 s 内通过电阻 R 的电荷量 q＝1.5×10－3 C D．在 0.02～0.03 s 内电阻 R 产生的焦耳热为 Q＝1.8×10－3 J 9．（2019·广西桂林、梧州、贵港、玉林、崇左、北海高三上学期第一次联合调研考试）如图甲所示，标有 “220 V 40 W”的灯泡和标有“20 μF 360 V”的电容器并联到交流电源上，V 为交流电压表，交流电源 的输出电压如图乙中正弦曲线所示，闭合开关 S。下列判断正确的是 A．电容器会被击穿 B．交流电源的输出电压的有效值为 220 V C．t=T/2 时刻，V 的示数为零 D．t=T/2 时刻，通过灯泡的电流为零 10．用电高峰期，电灯往往会变暗，其原理可简化为如下物理问题：如图所示，理想变压器的副线圈上， 通过输电线连接两只相同的灯泡 L1 和 L2，输电线的等效电阻为 R，原线圈输入有效值恒定的交流电压， 当开关 S 闭合时，以下说法中正确的是 A．原线圈中电流减小 B．R 两端的电压增大 C．副线圈输出电压减小 D．原线圈输入功率减小 11．如图所示，是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将输入的直流电压转换为正弦交变电压输出，并加 在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈比为 n1:n2=1:1 000， 3 3 d 为交流电压表。当变压器副 线圈电压的瞬时值大于 4 000 2 V 时，才会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，则要求转 换器输出电压（即交流电压表示数）的值不小于 A．2 2 V B．4 V C．1.5 V D．1 V 12．（2019·天一大联考高三上学期期末考试）匝数为 100 的矩形金属线圈 abcd 处于磁感应强度 B= T 的 水平匀强磁场中，线圈面积 S=0.055 m2，电阻不计。线圈绕垂直于磁场的轴 OO′匀速转动，线圈通过 金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈连接一个灯泡 L、一个电阻 R 和一个理想二极管 D， 三者组成如图 1 所示电路，灯泡和电阻的阻值均为 44 Ω，测得副线圈电阻两端电压按如图 2 所示规律 变化。则下列说法正确的是 A．通过灯泡的交变电流的频率是 50 Hz B．矩形线圈中产生的电动势的最大值为 220 V C．变压器原、副线圈匝数之比为 5:1 D．变压器的输出功率为 88 W 13．如图所示为理想变压器，四个灯泡 L1、L2、L3、L4 都标有“4 V，4 W”，变压器原、副线圈匝数比 n1:n 2=4:1。要求灯泡一个都不能烧毁，假设灯泡电阻不变，则 ab 间电压的有效值不能超过 A．16 V B．20 V C．24 V D．25 V 14．（2019·江西省宜春市高三上学期期末统考）如图所示，两半径均为 r 的圆形光滑轨道竖直放置，两轨 道平面平行正对，相距为 l，处于竖直向下、磁感应强度为 B 的匀强磁场中(图中未画出)，匝数 n1:n2=1: 2 的理想变压器原线圈与圆形光滑轨道相连，副线圈接电阻 R、电容器 C，电感线圈 L 和两个灯泡 L1、 L2，一长也为 l 的金属棒与两圆形轨道接触良好，在外力作用下在圆形导轨内以ω的角速度做匀速圆周 运动，t=0 时刻金属棒在轨道的最高点。不计除 R、L1、L2 外的其他任何电阻，则以下判定正确的有 A．t=0 时刻，电压表的示数为 Blωr B．电路中的电流方向每秒钟改变 次 C．电阻 R 实际消耗的功率为 D．若使角速度ω增大，则灯泡 L1 将变亮，灯泡 L2 变暗 15．（2019·江苏省苏州市高三上学期期末阳光指标调研考试）如图甲所示为理想变压器的示意图，其原、 副线圈的匝数比为 10:1，V 为交流电压表，C 和 L 分别为电容器和带铁芯的电感线圈，D1、D2 均为灯 泡。若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电，则下列说法中正确的是 A．输入电压的表达式 u＝311 sin100πt V B．仅增大输入电压的频率，D1 亮度变亮，D2 亮度变暗 C．仅拔出电感线圈 L 的铁芯，D1 亮度变亮，D2 亮度变暗 D．t＝0.005s 时，电压表示数为 22V，发电机的线圈平面与磁场方向垂直 16．（2019·湖北省随州市第二高级中学高二 9 月起点考试）如图所示，MN 和 PQ 为处于同一水平面内的两 根平行的光滑金属导轨，垂直导轨放置金属棒 ab 与导轨接触良好。N、Q 端接理想变压器的初级线圈， 理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接有电阻元件 R、电感元件 L 和电容元件 C。在水平金属导 轨之间加竖直向下的匀强磁场，若用 IR、IL、Ic 分别表示通过 R、L 和 C 的电流，则下列判断中正确 的是 A．在 ab 棒匀速运动且 ab 棒上的电流已达到稳定后，IR≠0、IL≠0、IC=0 B．在 ab 棒匀速运动且 ab 棒上的电流已达到稳定的，IR=0、IL=0、IC=0 C．若 ab 棒在某一中心位置附近做 v =vmsinωt 的运动，则 IR≠0、IL≠0、IC≠0 D．若 ab 棒匀加速运动，则 IR≠0、IL≠0、IC=0 17．发电机输出功率为 100 kW，输出电压是 250 V，用户需要的电压是 220 V，输电线电阻为 10 Ω。若 输电线中因发热而损失的功率为输送功率的 4%，试求：学-科网 （1）画出此输电线路的示意图. （2）用户得到的电功率是多少？ （3）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比。 18．某村在较远的地方建立了一座小型水电站，发电机的输出功率为 200 kW，输出电压为 500 V， 输电导线的总电阻为 10 Ω，导线上损耗的电功率为 16 kW，该村的用电电压是 220 V。 （1）输电电路如图所示，求升压、降压变压器的原、副线圈的匝数比； （2）如果该村某工厂用电功率为 80 kW，则该村还可以装“220 V，40 W”的电灯多少盏？ 19．如图所示，某发电站通过燃烧煤来发电。发电站通过升压器、输电线和降压器把电能输送给生产和照 明组成的用户，发电机输出功率是 120 kW，输出电压是 240 V，升压器原、副线圈的匝数之比为 1:5 0，输电线的总电阻为 10 Ω，用户需要的电压为 220 V。则： （1）输电线上损失的电功率为多少？ （2）降压器原、副线圈的匝数比为多少？ 20．如图所示，发电机输出功率为 100 kW，输出电压为 U1=250 V，用户需要的电压为 U4=220 V，两变压 器之间输电线的总电阻为 R 线=10 Ω，其他电线的电阻不计，若输电线中因发热而损失的功率为总功率 的 4%，试求：（变压器是理想的）发电机输出电流和输电线上的电流大小？ 21．有一台内阻为 1 Ω的太阳能发电机，供给一个学校的用电，如图所示，升压变压器匝数比为 1:4，降压 变压器的匝数比为 4:1，输电线的总电阻 R=4 Ω，全校共 22 个班，每班有“220 V，40 W”灯 6 盏，若 要保证全部电灯正常发光，则 （1）发电机的输出功率应是多大； （2）发电机的电动势多大。 纠错心得