2018届二轮复习　交变电流　传感器课件(66张)江苏专用

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专题十一　交变电流　传感器 高考物理 (江苏省专用) 一、单项选择题 1.(2016江苏单科,4,3分)一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在 a 、 b 间作 为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分,接在 c 、 d 间作为副线圈。在 a 、 b 间输入电压为 U 1 的交变电流时, c 、 d 间的输出电压为 U 2 。在将滑动触头从 M 点顺时针旋转到 N 点的过程中   (     　) A 组 自主命题 · 江苏卷题组 五年高考 A. U 2 > U 1 , U 2 降低　    B. U 2 > U 1 , U 2 升高 C. U 2 < U 1 , U 2 降低　    D. U 2 < U 1 , U 2 升高 答案    C　由图可知变压器的原线圈匝数 n 1 大于副线圈匝数 n 2 ,因   =   ,则 U 2 < U 1 ;在将滑动触 头从 M 点顺时针转到 N 点的过程中, n 2 减小, U 2 降低,选项C正确,选项A、B、D错误。 考查点    本题考查变压器变压的规律和变压器动态变化的分析,情景简单,考查的是最基础的知 识,属于中等难度题。 友情提醒　自耦变压器的原理与我们熟悉的“回”字形铁芯的变压器的原理相同。 2.(2015江苏单科,1,3分)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为   (　　) A.200　    B.400　    C.1 600　    D.3 200 答案    B　由理想变压器的变压比等于匝数比,即   =   ,解得 n 2 =   n 1 =400,选项B正确。 考查点    本题考查考生对理想变压器电压与匝数关系的理解与应用,属于中等难度题。 易错警示　有少数考生把   =   的比例关系记反了,从而错选C,真是遗憾啊! 3.(2014江苏单科,3,3分)远距离输电的原理图如图所示,升压变压器原、副线圈的匝数分别为 n 1 、 n 2 ,电压分别为 U 1 、 U 2 ,电流分别为 I 1 、 I 2 ,输电线上的电阻为 R 。变压器为理想变压器,则下列 关系式中正确的是   (　　)   A.   =   　    B. I 2 =   C. I 1 U 1 =   R 　    D. I 1 U 1 = I 2 U 2 答案    D　由理想变压器可知   =   ,选项A错; I 2 =   ,而 U 2 = U R + U 3 ,故 I 2 <   ,B错; P 入 = P 出 ,即 U 1 I 1 = U 2 I 2 ,而 U 2 ≠ I 2 R ,C项错,D项正确。 考查点    本题考查考生对远距离输电、理想变压器的理解,以及对欧姆定律、电功率等知识的应用,属于中等难度题。 错解分析　易错选B和C,原因是没有真正理解远距离输电的过程、原理,而将升压变压器的副 线圈后面的电路当成了纯电阻电路。 4.(2017江苏单科,7,4分)某音响电路的简化电路图如图所示,输入信号既有高频成分,也有低频成 分,则   (　　)   A.电感线圈 L 1 的作用是通高频 B.电容器 C 2 的作用是通高频 C.扬声器甲用于输出高频成分 D.扬声器乙用于输出高频成分 二、多项选择题 答案    BD　电感线圈具有“阻高频通低频”的特性,电容器具有“通交流隔直流”“通高频 阻低频”的特性,当输入端既有高频成分,也有低频成分时,低频成分通过电感 L 1 ,到达扬声器甲, 高频成分通过电容 C 2 ,到达扬声器乙,选项B、D正确。 规律总结    分析电路,识记电感、电容的特性。 5.(2013江苏单科,8,4分)如图所示,理想变压器原线圈接有交流电源,当副线圈上的滑片 P 处于图 示位置时,灯泡L能发光。要使灯泡变亮,可以采取的方法有   (　　)   A.向下滑动 P 　     B.增大交流电源的电压 C.增大交流电源的频率　     D.减小电容器 C 的电容 答案    BC　向下滑动 P ,变压器副线圈电压降低,灯泡变暗,A错误;增大交流电源电压,副线圈电 压升高,灯泡变亮,B正确;增大交流电源频率,电容器容抗减小,电流变大,灯泡变亮,C正确;减小电 容器的电容,容抗增大,电流减小,灯泡变暗,D错误。 考查点    本题考查变压器的原理、电容器对交变电流的影响、闭合电路欧姆定律等知识,属于 中等难度题。 易错警示　易漏选C,原因是不知道交变电流的频率越高,电容器对电流的阻碍作用越小。 考点一　交变电流的产生和描述 一、单项选择题 1.(2015四川理综,4,6分)小型手摇发电机线圈共 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,如图所示。矩形线圈 ab 边和 cd 边产生的感应电动势的最大值都为 e 0 ,不计线圈电阻,则发电机输出电压   (　　)   A.峰值是 e 0 　     B.峰值是2 e 0 C.有效值是   Ne 0 　    D.有效值是   Ne 0 B 组 统一命题、省（区、市）卷题组 答案    D　发电机输出电压峰值是2 Ne 0 ,A、B错误;有效值是   ·2 Ne 0 =   Ne 0 ,C错误,D正确。 2.(2013福建理综,15,6分)如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻 r =1.0 Ω,外接 R =9.0 Ω的电阻。 闭合开关S,当发电机转子以某一转速匀速转动时,产生的电动势 e =10   sin 10π t (V),则   (　　) A.该交变电流的频率为10 Hz B.该电动势的有效值为10   V C.外接电阻 R 所消耗的电功率为10 W D.电路中理想交流电流表   的示数为1.0 A 答案    D    由交变电流电动势的表达式 e =10   sin 10π t (V)= E m sin ωt 可知,该交变电流的频率 为 f =   =   Hz=5 Hz,A错误。该交变电流电动势的有效值 E =   =   V=10 V,B错误。电流 的有效值 I =   =   A=1.0 A,外接电阻 R 所消耗的电功率 P R = I 2 R =1.0 2 × 9.0 W=9 W,故C错 误,D正确。 评析　本题为交变电流的描述题,重点考查交变电流的表达式,易错点是电流表的示数是有效值。 3.(2017天津理综,6,6分)在匀强磁场中,一个100匝的闭合矩形金属线圈,绕与磁感线垂直的固定 轴匀速转动,穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2 Ω,则   (     　)   A. t =0时,线圈平面平行于磁感线 B. t =1 s时,线圈中的电流改变方向 C. t =1.5 s时,线圈中的感应电动势最大 D.一个周期内,线圈产生的热量为8π 2 J 二、多项选择题 答案    AD　本题考查正弦交流电的产生、有效值,焦耳热。由 Φ - t 图可知, t =0时, Φ =0,则线圈平 面平行于磁感线,选项A正确; t =1 s时 Φ =0,此时电动势最大, t =0.5 s和 t =1.5 s时, Φ 最大,此时电动势 为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动势的最大值 E m = nBSω = n Φ m   =4π V,有效值 E =   E m =2   π V,一个周期内线圈产生的热量 Q =   · T =8π 2 J,D正确。 疑难突破    ①由 E = n   知 Φ 随时间按正弦规律变化,则 E 随时间按余弦规律变化。②电流改变 方向的时刻在 E =0时刻,即 Φ 最大时刻。③计算电流产生的焦耳热应使用电动势的有效值。 4.(2016课标Ⅲ,21,6分)如图, M 为半圆形导线框,圆心为 O M ; N 是圆心角为直角的扇形导线框,圆心 为 O N ;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线 O M O N 的水平面上方有一匀强磁 场,磁场方向垂直于纸面。现使线框 M 、 N 在 t =0时从图示位置开始,分别绕垂直于纸面且过 O M 和 O N 的轴,以相同的周期 T 逆时针匀速转动,则   (　　)   A.两导线框中均会产生正弦交流电 B.两导线框中感应电流的周期都等于 T C.在 t =   时,两导线框中产生的感应电动势相等 D.两导线框的电阻相等时,两导线框中感应电流的有效值也相等 答案    BC　本题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流,故A项错误;两 导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期相同,B项正确;在 t =   时,两导线框切割磁感线的 导线长度相同,且切割速度大小相等,故产生的感应电动势相等,均为 E =   BR 2 ω ,C项正确;两导线 框中感应电流随时间变化的图像如图所示,故两导线框中感应电流的有效值不相等,D项错误。   疑难突破    设 M 导线框中的电流有效值为 I M ,则   rT =2   · r ·   ,得 I M =   ;设 N 导线框中电 流有效值为 I N ,则   rT =2   · r ·   ,得 I N =   ,故 I M =   I N 。 5.(2014天津理综,7,6分)如图1所示,在匀强磁场中,一矩形金属线圈两次分别以不同的转速,绕与 磁感线垂直的轴匀速转动,产生的交变电动势图像如图2中曲线 a 、 b 所示,则   (　　) A.两次 t =0时刻线圈平面均与中性面重合 B.曲线 a 、 b 对应的线圈转速之比为2∶3 C.曲线 a 表示的交变电动势频率为25 Hz D.曲线 b 表示的交变电动势有效值为10 V 答案    AC　由题图2知 t =0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零,故A正确。由图2知两次转 动所产生的交变电动势的周期之比 T a ∶ T b =2∶3,再由周期与转速的关系 n =   得 n a ∶ n b =3∶2,故B 错误。因 T a =4 × 10 -2 s,故 f a =   =25 Hz,C正确。因 E m a =15 V,而 E m = NBSω =   ,故 E m b =   E m a =10 V, E b =   =5   V,D错误。 评析　本题考查了交变电动势的产生及描述,涉及交变电动势的四值及其图像。条件设置较为 隐蔽,陷阱设置比较巧妙,对考生的分析能力要求较高,试题难度中等。 1.(2017北京理综,16,6分)如图所示,理想变压器的原线圈接在 u =220   sin 100π t (V)的交流电源 上,副线圈接有 R =55 Ω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1 A C.电压表的读数为110   V D.副线圈输出交流电的周期为50 s 考点二　变压器　远距离输电 一、单项选择题 答案    B　本题考查交变电流、变压器。由题知,变压器的输入电压 U 1 =   V=220 V,所以 U 2 =   U 1 =110 V;副线圈电流 I 2 =   =2 A,原线圈电流 I 1 =   I 2 =1 A。本题中电压表、电流表的读数 为有效值,故B项正确,C项错误;原线圈输入功率 P 1 = U 1 I 1 =220 W,A项错误;交流电的周期 T =   =   s=0.02 s,D项错误。 易错点拨    交流电的最大值与有效值 1.在正弦交流电中, U =   。 2.在交流电路中,电表的读数为有效值。 2.(2016课标Ⅰ,16,6分)一含有理想变压器的电路如图所示,图中电阻 R 1 、 R 2 和 R 3 的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω,   为理想交流电流表, U 为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S断 开时,电流表的示数为 I ;当S闭合时,电流表的示数为4 I 。该变压器原、副线圈匝数比为   (　　)   A.2　    B.3　    C.4　    D.5 答案    B　设原、副线圈匝数比为 n ,根据能量守恒,当S断开时, UI = I 2 R 1 +( nI ) 2 ( R 2 + R 3 );当S闭合时,4 UI =(4 I ) 2 R 1 +(4 nI ) 2 R 2 ,联立解得 n =3,所以B正确。 误区警示    变压器原线圈上串联电阻之后,属于非纯电阻电路,不能在含有线圈的电路中应用欧 姆定律。要计算原线圈上消耗的功率,只要计算出副线圈电阻上消耗的功率即可。 3.(2016四川理综,2,6分)如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,如果将 原、副线圈减少相同匝数,其他条件不变,则   (　　)   A.小灯泡变亮 B.小灯泡变暗 C.原、副线圈两端电压的比值不变 D.通过原、副线圈电流的比值不变 答案    B　由   =   得 U 2 =   U 1   ① 由   =   得 U 2 '=   U 1   ② 由②/①得:   =   =   ,因为 n 2 < n 1 ,所以   <1,即 U 2 '< U 2 ,故小灯泡变暗,B正确,A 错。由以上分析过程可以看出,C错。由   =   和   =   可见,D错。 疑难突破    ①审题要细心。原、副线圈减少相同匝数,不是减少相同的倍数。 ②比较两个代数式的大小,有“做差”和“做商”两种思路,要视代数式的特征而定。 4.(2015福建理综,15,6分)图为远距离输电示意图,两变压器均为理想变压器,升压变压器 T 的原、 副线圈匝数分别为 n 1 、 n 2 ,在 T 的原线圈两端接入一电压 u = U m sin ωt 的交流电源,若输送电功率为 P ,输电线的总电阻为2 r ,不考虑其他因素的影响,则输电线上损失的电功率为   (　　)   A.(   )   　    B.(   )   C.4(   ) 2 (   ) 2 r 　    D.4(   ) 2 (   ) 2 r 答案    C     T 的输入电压 U 1 =   ,则 P = U 1 I 1 , I 1 =   =   ,又因为   =   ,所以 I 2 =   I 1 =     ,则输 电线上损失的电功率 P 损 =   ·2 r =4(   ) 2 (   ) 2 r ,C项正确。 5.(2015课标Ⅰ,16,6分,★)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220 V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 U ,原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为 k ,则   (　　)   A. U =66 V, k =   　     B. U =22 V, k =   C. U =66 V, k =   　     D. U =22 V, k =   答案    A　设原线圈中电流为 I ,由   =   知副线圈中的电流 I 2 =3 I ,由题意知副线圈中电阻两端的 电压 U =3 IR ,则原线圈回路中 R 两端的电压 U '= IR =   ,原线圈两端的电压 U 1 =3 U ,由闭合电路中电 压关系可知 U 1 + U '=220 V,即   +3 U =220 V, U =66 V,原线圈回路中电阻消耗的功率 P 1 = I 2 R ,副线圈 回路中电阻消耗的功率 P 2 =(3 I ) 2 R ,   = k =   =   ,选项A正确。 评析　此题为常见题型,但原线圈回路加一电阻,使试题难度大为增加。 6.(2016课标Ⅲ,19,6分)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 U 为灯泡额定电压的10倍时,两灯均能正常发光,下列说法正确的是   (　　)   A.原、副线圈匝数比为9∶1 B.原、副线圈匝数比为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 二、多项选择题 答案    AD　由题意知 U =10 U 灯 , a 、 b 均正常发光,则变压器输入电压 U 1 =9 U 灯 ,而输出电压 U 2 = U 灯 , 所以原、副线圈匝数比 n 1 ∶ n 2 = U 1 ∶ U 2 =9∶1;而 I 1 ∶ I 2 = n 2 ∶ n 1 =1∶9,所以两灯功率之比 P a ∶ P b = U 灯 I 1 ∶ U 灯 I 2 =1∶9,选项A、D正确。 审题指导　两灯均正常发光, U a = U b = U 灯 , U = U a + U 1 =10 U 灯 ,则 U 1 =9 U 灯 。 7.(2015天津理综,6,6分)如图所示,理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表,副线圈匝数可 以通过滑动触头 Q 来调节,在副线圈两端连接了定值电阻 R 0 和滑动变阻器 R , P 为滑动变阻器的滑 动触头。在原线圈上加一电压为 U 的正弦交流电,则   (　　)   A.保持 Q 的位置不动,将 P 向上滑动时,电流表读数变大 B.保持 Q 的位置不动,将 P 向上滑动时,电流表读数变小 C.保持 P 的位置不动,将 Q 向上滑动时,电流表读数变大 D.保持 P 的位置不动,将 Q 向上滑动时,电流表读数变小 答案    BC　保持 Q 位置不动,则副线圈两端电压 U 2 不变, P 向上滑动,则 R 增大,副线圈电流 I 2 减小, 由 P 1 = UI 1 = U 2 I 2 ,可知 I 1 减小,电流表读数减小,A错误,B正确。保持 P 位置不动,则 R 不变, Q 向上滑动, n 2 变大,根据   =   得, U 2 =   U ,则 U 2 增大,由 I 2 =   ,知 I 2 增大,由 UI 1 = U 2 I 2 , U 不变,知 I 1 增大,电流表 读数变大,所以C正确,D错误。故选B、C。 评析　本题考查变压器的工作原理,难度较小。 1.(2014福建理综,16,6分,★)图为模拟远距离输电实验电路图,两理想变压器的匝数 n 1 = n 4 < n 2 = n 3 , 四根模拟输电线的电阻 R 1 、 R 2 、 R 3 、 R 4 的阻值均为 R ,A 1 、A 2 为相同的理想交流电流表,L 1 、L 2 为 相同的小灯泡,灯丝电阻 R L >2 R ,忽略灯丝电阻随温度的变化。当 A 、 B 端接入低压交流电源时   (　　) A.A 1 、A 2 两表的示数相同 B.L 1 、L 2 两灯泡的亮度相同 一、单项选择题 C. R 1 消耗的功率大于 R 3 消耗的功率 D. R 2 两端的电压小于 R 4 两端的电压 C 组 教师专用题组 答案    D    解法一:由欧姆定律可知A 2 的读数 I 2 =   。 U 2 =   n 2 , I 1 ·2 R = U 2 - U 3 ,   =   , U 4 = I 4 · R L ,   =   ,联立可得: I 1 ·2 R =   U 1 -   · I 1 R L 由题意可知: I 1 ·2 R =   U 1 -   · I 1 R L I 1   =   U 1 I 1 =   =   令   = k ,则有 I 1 =   由于 R L >2 R , k >1,则2 R + R L <   + kR L I 1 < I 2 ,因 P R 1 =   R , P R 3 =   · R 故 P R 1 < P R 3 ,因 U R 2 = I 1 R , U R 4 = I 2 R 故 U R 2 < U R 4 ,选项A、C错误,选项D正确; 同理 I 4 =   I 1 =   I 1 =   >   = I 2 ,知 I 4 > I 2 故L 1 灯亮度比L 2 灯亮度大,选项B错误。 解法二:由题意可知为模拟远距离输电,先采用升压变压器,将输入电压升高,这是为了减小输电 线路中的电流 I 1 ,其目的是减小输电线路中的电能损失和电压降落,使用户得到更多的电能,因 此,L 1 的亮度大,选项A、B、C错误,选项D正确。 2.(2013天津理综,4,6分)普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流,通常要通过 电流互感器来连接,图中电流互感器 ab 一侧线圈的匝数较少,工作时电流为 I ab , cd 一侧线圈的匝数 较多,工作时电流为 I cd ,为了使电流表能正常工作,则   (　　)   A. ab 接 MN 、 cd 接 PQ , I ab < I cd B. ab 接 MN 、 cd 接 PQ , I ab > I cd C. ab 接 PQ 、 cd 接 MN , I ab < I cd D. ab 接 PQ 、 cd 接 MN , I ab > I cd 答案    B　在测量高压线路上电流时,电流互感器的作用是减小测量支路的电流。根据变压器 原理,   =   , I 大 n 小,故 ab 端应接 MN , cd 端应接 PQ , I ab > I cd ,选项B正确。 3.(2013四川理综,2,6分)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电,变压器输出电压 是110 V,通过负载的电流图像如图所示,则   (　　)   A.变压器输入功率约为3.9 W B.输出电压的最大值是110 V C.变压器原、副线圈匝数比是1∶2 D.负载电流的函数表达式 i =0.05 sin (100π t +   ) A 答案    A    由题图可知通过负载的电流最大值为 I m =0.05 A,周期 T =0.02 s,故电流的函数表达式 i = I m sin   t =0.05 sin 100π t (A),D错误;理想变压器匝数比等于电压比,即 n 1 ∶ n 2 = U 1 ∶ U 2 =2∶1,C错 误;输出电压 U 2 =110 V,其最大值 U 2m =   U 2 =110   V,B错误;理想变压器输入功率等于输出功 率,即输入功率 P = I 2 U 2 =   × 110 W ≈ 3.9 W,A正确。 4.(2014广东理综,19,6分)如图所示的电路中, P 为滑动变阻器的滑片,保持理想变压器的输入电压 U 1 不变,闭合电键S,下列说法正确的是   (　　) A. P 向下滑动时,灯L变亮 B. P 向下滑动时,变压器的输出电压不变 C. P 向上滑动时,变压器的输入电流变小 D. P 向上滑动时,变压器的输出功率变大 二、多项选择题 答案    BD　对于理想变压器 U 2 =   U 1 , U 1 不变则 U 2 不变,与调节 P 无关,故B正确。又 U L = U 2 ,所以 灯的亮度不变,A错。 P 向上滑动时 R P 减小,则 R 总 减小, P 出 =   增大, P 入 = P 出 = U 1 I 1 ,所以 I 1 增大,可知C 错误,D正确。 5.(2014山东理综,17,6分)如图,将额定电压为60 V的用电器,通过一理想变压器接在正弦交变电 源上。闭合开关S后,用电器正常工作,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为2 20 V和2.2 A。以下判断正确的是   (　　)   A.变压器输入功率为484 W B.通过原线圈的电流的有效值为0.6 A C.通过副线圈的电流的最大值为2.2 A D.变压器原、副线圈匝数比 n 1 ∶ n 2 =11∶3 答案    BD　对于理想变压器, P 入 = P 出 ,所以输入功率 P 入 =60 × 2.2 W=132 W,A错。 I 1 =   =   A= 0.6 A,B正确。通过副线圈的电流的最大值 I 2m =   I 2 =2.2   A,C错误。变压器原、副线圈匝数 比 n 1 ∶ n 2 = U 1 ∶ U 2 =11∶3,D正确。 一、单项选择题(每题3分,共6分) 1.(2017江苏四市一联,5)如图所示,接在家庭电路上的理想降压变压器给一个电阻 R 供电,如果将 原、副线圈增加相同匝数,其他条件不变,则   (　　) A.电阻 R 的功率变大 B.电阻 R 的功率变小 C.原、副线圈两端电压的比值不变 D.通过原、副线圈电流的比值不变 三年模拟 A组 2015—2017年高考模拟·基础题组 (时间：15分钟 分值：30分) 答案    A　由   =   和   =   可知C错。由上述两式得   =   ,因为 n 1 > n 2 ,所以 U 2 '> U 2 ,并由 P =   可知,B错,A正确。由   =   和   =   可知D错。 2.(2016苏北三市三联,3)如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为 n 1 ∶ n 2 =1∶2,副线圈与阻 值 R =10 Ω的电阻相连,原线圈两端所加的电压 u =10   sin 100π t (V),下列说法正确的是   (　　)   A.交流电压表的示数为14.1 V B.原线圈中的电流为4 A C.电阻 R 消耗的电功率为400 W D.副线圈中交流电的频率为100 Hz 答案    B　交流电压表的示数为有效值,应为10 V,故A错。由2π f =100π得 f =50 Hz,故D错。由   =   得 U 2 =20 V,则 I 2 =   =2 A, R 消耗的电功率 P =   R =40 W,故C错。由   =   得 I 1 =4 A,故B正确。 3.(2017江苏四市一模,7)如图甲所示,为一台小型交流发电机构造示意图,线圈逆时针转动,产生 的电动势随时间按余弦规律变化,其 e - t 图像如图乙所示。发电机线圈内阻为2 Ω,匝数为1 000,外 接灯泡的电阻为18 Ω,则   (　　) A.在2.0 × 10 -2 s时刻,电流表的示数为0.3 A B.发电机的输出功率为3.24 W C.在1 s内,回路中电流方向改变25次 D.在4.0 × 10 -2 s时刻,穿过线圈的磁通量变化率为   Wb/s 二、多项选择题(每题8分,共24分) 答案    AD　由乙图得电动势 E =6 V,则电流 I =   =   A=0.3 A,故A项正确。由 P = I 2 R =1.62 W可知B项错。每个周期内电流方向改变两次,故1 s内电流方向改变50次,C项错。由 e = n   可 知,   =   Wb/s=   Wb/s,故D正确。 4.(2017江苏徐州调研,8)如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电,接近用户端时再通过 降压变压器降压给用户供电的示意图(图中变压器均可视为理想变压器,图中电表均为理想交 流电表)。设发电厂输出的电压一定,两条输电线总电阻用 R 0 表示,变阻器 R 相当于用户用电器的 总电阻。当用电器增加时,相当于 R 变小,则当用电进入高峰时   (　　) A.电压表V 1 、V 2 的读数均不变,电流表A 2 的读数增大,电流表A 1 的读数减小 B.电压表V 3 、V 1 的读数均减小,电流表A 2 的读数增大,电流表A 3 的读数减小 C.电压表V 2 、V 3 的读数之差与电流表A 2 的读数的比值不变 D.发电厂的输出功率增大 答案    CD　因为发电厂输出电压和匝数比都不变,电压表V 1 、V 2 的读数均不变,用电高峰期,用 电器的总电阻减小,用户端电流增大,根据电流与匝数成反比知电流都增大,故A错误。发电厂输 出的电压一定,V 1 的读数不变,电流表A 2 的读数增大,输电线上的电压损失增大,故电压表V 3 的读 数减小,电流表A 3 的读数增大,故B错误。电压表V 2 、V 3 的读数之差与电流表A 2 的读数的比值不 变,等于输电线的电阻值,故C正确。变压器的输入功率等于输出功率,用户端的电功率增大,则 发电厂的输出功率增大,故D正确。 5.(2016苏北四市一模,6)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1,V、 R 和 L 分别是电 压表、定值电阻和电感线圈, D 1 、 D 2 均为灯泡。已知原线圈两端电压 u 按图乙所示正弦规律变 化,下列说法正确的是   (　　)   A.电压表示数为62.2 V B.电压 u 的表达式为 u =311 sin 100π t (V) C.仅增大电压 u 的频率,电压表示数增大 D.仅增大电压 u 的频率, D 1 亮度不变, D 2 变暗 答案    BD　由乙图可知 U 1 =220 V,由   =   得 U 2 =44 V,则电压表示数为44 V,A错。B项显然正 确。仅增大电压 u 的频率,电压表的示数不变, R 不受影响,故 D 1 亮度不变;电感线圈的感抗增大,故 D 2 变暗,所以C错,D正确。 一、单项选择题(共2分) 1.(2017安徽屯溪一中月考,7)有一理想变压器,副线圈所接电路如图所示,灯L 1 、L 2 为规格相同的 两只小灯泡。当S断开时,灯L 1 正常发光,S闭合后,下列说法正确的是   (　　) A.电阻 R 消耗的电功率增大 B.灯L 1 、L 2 都能正常发光 C.原线圈的输入功率减小 D.原、副线圈的电流比减小 B 组 2015—2017年高考模拟·综合题组 (时间：15分钟 分值：30分) 答案    A　副线圈两端电压不变,S闭合后,总电阻减小,副线圈中电流增大,由 P = I 2 R 可知, R 上消耗 的功率增大,故A项正确。S闭合后,L 1 、L 2 并联,电阻减小,两灯分压减小,低于额定电压,都不能正 常发光,故B项错误。副线圈中电流增大,由 P = UI 可知,功率变大,输入功率等于输出功率,故C项 错误。   =   ,线圈匝数比不变,因此原、副线圈的电流比不变,故D项错误。 考查点    本题考查理想变压器的动态分析。为中等难度题。 温馨提示    原线圈两端的电压不变是分析本题的基本依据,当线圈匝数不变时,副线圈两端的电 压也不变。 2.(2017苏北三市三模,7)如图甲所示,理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1,原线圈接入图乙 所示的正弦交变电流,电表均为理想电表。下列说法正确的有   (　　)   A.电压表的示数为110 V B.交变电流的频率为50 Hz C.滑动变阻器滑片向下滑动时,电压表示数变大 D.滑动变阻器滑片向上滑动时,电流表示数变小 二、多项选择题(每题7分,共28分) 答案    BD　由乙图可知, T =0.02 s,则 f =50 Hz,故B正确; U 1 =   V=220 V,由   =   可得 U 2 =110 V, 由甲图可知,电压表示数小于110 V,故A错。滑片下滑时, R 减小,电流 I 2 增大,则 R 0 分压增大,电压 表示数变小,故C错。滑片上滑时, I 2 减小,由   =   可知, I 2 减小时, I 1 也减小,故D正确。 考查点　本题考查交变电流的 u - t 图像、周期与频率、最大值与有效值及电路动态变化分析,对 考生的理解能力和分析推理能力均有较高要求,为中等难度题。 友情提醒　电压表示数不等于副线圈两端的电压。 3.(2017江苏三市二模,7)如图甲所示是家用台灯亮度调节原理图,理想自耦变压器的 a 、 b 间接入 如图乙所示正弦交流电压。交流电流表A为理想电表,灯泡额定电压为15 V、额定功率为30 W (设灯泡的电阻值保持不变),当 P 在 c 处时灯泡正常发光。下列描述正确的有   (　　)   A.灯泡正常发光时变压器线圈的总匝数与 c 点下方的匝数之比为44∶3 B.当灯泡正常发光时电流表的读数为2 A C.将调压端的滑动触头 P 向下移动时,变压器的输入功率变小 D.将调压端的滑动触头 P 向下移动时,变压器的输入电压变小 答案    AC　由乙图可知 U 1 =220 V,根据   =   =   =   ,可见A正确。灯泡的额定电流 I =   =   A=2 A,可见B错。 P 下移时, n 2 减小,则 U 2 减小,灯泡消耗的功率变小, U 1 始终等于220 V不变,故 D错,C正确。 考查点　本题考查变压器的原理和对交变电流 u - t 图像的理解,以及变压器动态变化中物理量大 小变化的分析。为中等难度题。 友情提醒　注意 u - t 图像的横坐标单位。 变压器的输入电压决定于电源的输出电压,与线圈的匝数无关。 4.(2016江苏扬州二模,7)如图甲所示电路中,电阻 R 的阻值为484 Ω, C 为电容器, L 为自感线圈,开关 S断开,现通以如图乙所示的电压 u ,下列说法正确的是   (　　)   A. R 两端的电压等于110   V B.电压表的示数为220 V C.电阻 R 消耗的功率小于50 W D.为保证闭合开关S后电容器不被击穿,该电容器的耐压值不得小于311 V 答案    CD　设电压的有效值为 U ,则   T =   ×   +0得 U =110   V,由于线圈的感抗作用, R 两端的电压小于110   V,故A、B均错。电阻 R 消耗的功率 P <   =50 W,故C正确。闭合开关S 后,电容器的耐压值不得小于最大电压,故D正确。 考查点    本题考查了电压有效值的求解、自感线圈对交变电流的阻碍、电容器的工作条件等 知识,属于中等难度题。 知识链接　①求有效值的方法:   T = Q 实际 。②感抗 X L =2π fL 。③电容器的耐压值应大于或等于 电压的最大值。 5.(2016江苏南京、盐城二模,7)如图所示的火警报警装置, R 1 为热敏电阻,若温度升高,则 R 1 的阻 值会急剧减小,从而引起电铃两端电压的增加,当电铃两端电压达到一定值时,电铃会响,下列说 法正确的是   (　　)   A.要使报警的临界温度升高,可以适当增大电源的电动势 B.要使报警的临界温度降低,可以适当增大电源的电动势 C.要使报警的临界温度升高,可以把 R 2 的滑片 P 适当向下移 D.要使报警的临界温度降低,可以把 R 2 的滑片 P 适当向下移 答案    BD　电铃两端电压 U =   , U 、 r 均为定值, E 增大, R 2 不变时, R 1 增大,则临界温度降 低,A错,B对;当 E 不变时,由 U =   可见, R 2 增大时, R 1 增大,则临界温度降低,故C错,D正确。 考查点    本题考查热敏电阻对电路的影响、闭合电路欧姆定律、动态电路的分析等考点,属于 中等难度题。 温馨提示　电铃对电路中的电压、电流没有影响。 1.(2017江苏四市二模,4)钳形电流测量仪的结构图如图所示,其铁芯在捏紧扳手时会张开,可以 在不切断被测载流导线的情况下,通过内置线圈中的电流值 I 和匝数 n 获知载流导线中的电流大 小 I 0 ,则关于该钳形电流测量仪的说法正确的是   (　　) A.该测量仪可测量稳恒直流电的电流 B.载流导线中电流大小 I 0 = I / n C.若钳形部分铁芯没有完全闭合,测量出的电流将小于实际电流 一、 单项 选择题 C 组 2015—2017年高考模拟·创新题组 D.若将载流导线在铁芯上多绕几匝,钳形电流测量仪的示数将变小 答案    C　钳形电流测量仪实质是一个电流互感器,据电磁感应原理工作,所以被测载流导线中 电流应为变化的电流,A错。据   =   得 I 0 = nI ,B错。若钳形部分铁芯没有完全闭合,铁芯中   会 偏小,所以感应电流 I 会偏小,测量出的电流将小于实际电流,C对。若将载流导线在铁芯上多绕 几匝,由 I =   知, n 0 >1,所以 I 将偏大,D错。 考查点　本题考查变压器的工作原理及原、副线圈中电流与匝数的关系。为中等难度题。 知识链接　变压器的铁芯,具有“束磁”的作用,理想情况下,原、副线圈中的磁通量相同。当 铁芯没有完全闭合,“漏磁”就不可忽略。 2.(2017江苏徐州模拟,8)某同学在实验室中研究远距离输电。由于输电线太长,他将每100米导 线卷成一卷,共卷成8卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连,测得 输电线上损失的功率为 P 1 ,第二次采用如图所示的电路输电,其中变压器 T 1 与电源相连,其原、副 线圈的匝数比为 n 1 ∶ n 2 ,变压器 T 2 与用电器相连,测得输电线上损失的功率为 P 2 ,下列说法正确的 是   (　　) A.第二次实验也可研究远距离直流输电 二、多项选择题 B. T 1 是升压变压器, T 2 是降压变压器 C.若输送功率一定,则 P 2 ∶ P 1 =   ∶   D.实验可以证明,增大输电电流能减小远距离输电的能量损失 答案    BC　变压器只能改变交变电流的电压,所以第二次实验只能研究远距离交流输电,故A错 误;远距离输电采用高压输电,到用户区采用降压变压器降压,所以 T 1 是升压变压器, T 2 是降压变 压器,故B正确;第一次实验输电线上的电流 I =   ,输电线上损失的功率 P 1 = I 2 R =   R ,第二次实验, 升压变压器副线圈上的电压 U 2 =   U 1 ,输电线上的电流 I '=   ,输电线上损失的功率 P 2 = I ' 2 R =   R ,   =   =   ,故C正确;实验可以证明,减小输电电流能减小远距离输电的能量损失,故D错误。 考查点    本题考查变压器的构造和原理、远距离输电的分析研究等内容,为中等难度题。 温馨提示    研究远距离输电时,按发电厂输送的电功率不变进行分析。根据变压器的特点,电压比等于匝数比,电流比等于匝数反比,输入功率等于输出功率去分析。 3.(2017江苏连云港模拟,7)如图所示的电路中,理想变压器原线圈接图示正弦交变电压。闭合S 后,额定电压为20 V的用电器正常工作,理想交流电流表A的示数为0.1 A。已知图中元件 D 具有 正向电流导通、反向电流截止的作用,下列判断正确的是   (　　)   A.交变电流的频率为100 Hz B.变压器原、副线圈匝数比为11   ∶1 C.用电器额定功率为22 W D.在用电器电阻不变的情况下断开开关S,用电器功率将变为原来的一半 答案    CD　交变电流的周期 T =0.02 s,频率 f =   =50 Hz,故A项错误。用电器能够正常工作,说明 副线圈两端电压为20 V,原线圈中电压有效值为220 V,故原、副线圈匝数比为11∶1,B项错误。 原线圈中电流为0.1 A,故副线圈中电流 I 2 =   I 1 =1.1 A,额定功率 P = UI 2 =22 W,故C项正确。在用电 器电阻不变的情况下断开开关S,由于元件 D 具有正向电流导通、反向电流截止的作用,在一个 周期内,用电器将有一半周期不工作,一半周期正常工作,故用电器功率将变为原来的一半,D项 正确。 考查点    本题考查交流电的周期与频率、变压器的原理及其应用、图像的理解等内容,为中等 难度题。 4.(2017江苏盐城期中,7)如图所示,理想变压器输入端接在电动势随时间变化、内阻为 r 的交流 电源上,输出端接理想电流表及阻值为 R 的负载,变压器原、副线圈匝数的比值为   ∶   ,如果 要求负载上消耗的电功率最大,则下列说法正确的是   (　　)   A.交流电源的效率为50% B.电流表的读数为   C.负载上消耗的热功率为   D.该交流电源电动势的瞬时值表达式为 e = E m sin (100π t )V 答案    AB　把变压器和 R 看做一个整体,等效电阻为 R ',则当 R '= r 时,负载上消耗的电功率最大,总 功率为 P 总 =   ,负载上消耗的热功率为 P 负载 =   ,则交流电源的效率为50%,A正确,C错误。原线 圈中电流有效值为 I 1 =   ,则: I 2 =   I 1 =   I 1 =   ,所以B选项是正确的。由图知周期为0.04 s,则 ω =   =50π rad·s -1 ,瞬时值表达式为 e = E m sin (50π t )V,故D错误。 考查点    本题考查交流电图像的理解、变压器的原理及其应用、交流的有效值、效率、瞬时 值表达式等知识,涉及知识点较多,为中等难度题。 温馨提示    计算电功率、电热时,应用有效值计算。