高考物理大二輪總復(fù)習(xí)與增分策略 專(zhuān)題十八 交變電流（加試）

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專(zhuān)題十八 交變電流（加試）考綱解讀章內(nèi)容考試要求說(shuō)明必考加試交變電流交變電流c1.不要求推導(dǎo)交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式2不要求計(jì)算線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)3不要求證明正弦式交變電流有效值與峰值之間的關(guān)系4不要求計(jì)算方波等其他交變電流的有效值5不要求知道感抗、容抗的概念6不要求分析、計(jì)算兩個(gè)及以上副線(xiàn)圈和有兩個(gè)磁路的變壓器問(wèn)題7不要求計(jì)算同時(shí)涉及升壓、降壓的輸電問(wèn)題描述交變電流的物理量c電感和電容對(duì)交變電流的影響b變壓器c電能的輸送c一、交變電流1定義大小和方向都隨時(shí)間做周期性變化的電流2常見(jiàn)類(lèi)型：如圖1甲、乙、丙、丁所示都屬于交變電流其中按正弦規(guī)律變化的交變電流叫正弦式交變電流，簡(jiǎn)稱(chēng)正弦交流電，如圖甲所示圖13正弦交流電的產(chǎn)生和圖象(1)產(chǎn)生：如圖2所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線(xiàn)圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可產(chǎn)生正弦式交變電流圖2(2)中性面及其特點(diǎn)：定義：與磁場(chǎng)方向垂直的平面特點(diǎn)：a線(xiàn)圈位于中性面時(shí)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零b線(xiàn)圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周，兩次經(jīng)過(guò)中性面，線(xiàn)圈每經(jīng)過(guò)中性面一次，電流的方向就改變一次(3)圖象：用以描述交流電隨時(shí)間變化的規(guī)律，如果線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，其圖象為正弦函數(shù)曲線(xiàn)，如圖3所示圖3二、描述交變電流的物理量1周期和頻率(1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線(xiàn)圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間，單位是秒(s)，公式T.(2)頻率(f)：交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)單位是赫茲(Hz)(3)周期和頻率的關(guān)系：T或f.2交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值(1)瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù)(2)峰值：交變電流(電流、電壓或電動(dòng)勢(shì))所能達(dá)到的最大的值，也叫最大值(3)有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值對(duì)正弦式交變電流，其有效值和峰值的關(guān)系為：EEm，UUm，IIm.三、電感和電容對(duì)交變電流的影響1電感器對(duì)交變電流的阻礙作用(1)線(xiàn)圈的自感系數(shù)越大，交流的頻率越高，對(duì)交變電流的阻礙作用越大(2)電感器的應(yīng)用類(lèi)型區(qū)別低頻扼流圈高頻扼流圈自感系數(shù)較大較小阻礙作用較大較小應(yīng)用通直流、阻交流通低頻、阻高頻2.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用(1)電容器的電容越大，交流的頻率越高，對(duì)交變電流的阻礙作用越小(2)作用：“通交流，隔直流；通高頻，阻低頻”四、理想變壓器1構(gòu)造如圖4所示，變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線(xiàn)圈組成的圖4(1)原線(xiàn)圈：與交流電源連接的線(xiàn)圈，也叫初級(jí)線(xiàn)圈(2)副線(xiàn)圈：與負(fù)載連接的線(xiàn)圈，也叫次級(jí)線(xiàn)圈2原理電流的磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)3基本關(guān)系式及制約關(guān)系(1)功率關(guān)系：P入P出(2)電壓關(guān)系：.(3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線(xiàn)圈時(shí).五、電能的輸送1輸電過(guò)程(如圖5所示)圖52電壓損失(1)UUU.(2)UIR.3功率損失(1)PPP.(2)PI2R.4輸送電流(1)I.(2)I.加試基礎(chǔ)練1(多選)圖中閉合線(xiàn)圈都在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞虛線(xiàn)所示的固定轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦式交變電流的是()答案ABD解析選項(xiàng)C情況下，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量始終為零，不能產(chǎn)生正弦式交變電流，而A、B、D情況均可產(chǎn)生2(多選)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e50sin 100t(V)對(duì)此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的是()A最大值是50 VB頻率是100 HzC有效值是25 VD周期是0.02 s答案CD解析從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電動(dòng)勢(shì)的表達(dá)式為eEmsin t，因e50sin 100t(V)，所以最大值Em50 V，A錯(cuò)誤；由2f100 rad/s得f50 Hz，B錯(cuò)誤；有效值E25 V，C正確；T0.02 s，D正確3(多選)(2016杭州市月考)如圖6所示的實(shí)驗(yàn)電路中，若交流電壓的有效值與直流電壓相等，S為雙刀雙擲開(kāi)關(guān)，下列敘述中正確的是()圖6A當(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較亮，擲向c、d時(shí)燈較暗B當(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較暗，擲向c、d時(shí)燈較亮CS擲向c、d，把電感線(xiàn)圈中的鐵芯抽出來(lái)時(shí)燈變亮DS擲向c、d，電源電壓不變，而使頻率減小時(shí)燈變暗答案AC解析線(xiàn)圈對(duì)恒定電流幾乎無(wú)阻礙作用，對(duì)交變電流自感系數(shù)越大，頻率越高，阻礙作用越大4(多選)如圖7所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為21，電池和交變電源的電動(dòng)勢(shì)都為6 V，內(nèi)阻均不計(jì)下列說(shuō)法正確的是()圖7AS與a接通的瞬間，R中無(wú)感應(yīng)電流BS與a接通穩(wěn)定后，R中無(wú)感應(yīng)電流CS與b接通穩(wěn)定后，R兩端的電壓為3 VDS與b接通穩(wěn)定后，原、副線(xiàn)圈中電流的頻率之比為21答案BC解析變壓器只能改變交流電的電壓，在開(kāi)關(guān)S剛接通a時(shí)，R中有感應(yīng)電流，但電路穩(wěn)定后則無(wú)感應(yīng)電流，故A錯(cuò)誤，B正確當(dāng)開(kāi)關(guān)S接通b穩(wěn)定后，R上的電壓U2U13 V，原、副線(xiàn)圈中電流的頻率相等，故D錯(cuò)誤，C正確5輸電線(xiàn)的電阻共計(jì)為r，輸送的電功率為P，用電壓U送電，則用戶(hù)能得到的電功率為()AP BPrCP D.r答案B解析輸電電流I，輸電線(xiàn)上的損失功率PI2rr，用戶(hù)得到的功率P用PPPr，故本題只有B正確交變電流的產(chǎn)生和描述1交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說(shuō)明瞬時(shí)值交變電流某一時(shí)刻的值從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)eEmsin tiImsin t計(jì)算線(xiàn)圈某時(shí)刻的受力情況峰值最大的瞬時(shí)值EmnBSIm討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值EUI(只適用于正弦式交變電流)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)電器設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是指有效值保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值交流電壓表和電流表的讀數(shù)為有效值平均值某段時(shí)間內(nèi)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)或電流的平均值BLn計(jì)算通過(guò)電路截面的電荷量2.有效值的計(jì)算方法(1)正弦式交流電的有效值：I，U，E.(2)非正弦式交流電的有效值：根據(jù)電流的熱效應(yīng)進(jìn)行計(jì)算例1如圖8所示，N50 匝的矩形線(xiàn)圈abcd，ab邊長(zhǎng)l120 cm，ad邊長(zhǎng)l225 cm，放在磁感應(yīng)強(qiáng)度B0.4 T的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，外力使線(xiàn)圈繞垂直于磁感線(xiàn)的固定軸OO以n3 000 r/min的轉(zhuǎn)速勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈電阻r1 ，外電路電阻R9 ，t0時(shí)線(xiàn)圈平面與磁感線(xiàn)平行，ab邊正轉(zhuǎn)出紙外、cd邊轉(zhuǎn)入紙里求：圖8(1)t0時(shí)感應(yīng)電流的方向；(2)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式；(3)線(xiàn)圈轉(zhuǎn)一圈外力做的功答案(1)感應(yīng)電流方向沿adcba(2)e314cos (100t) V(3)98.6 J解析(1)根據(jù)右手定則，線(xiàn)圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba.(2)線(xiàn)圈的角速度2n100 rad/s圖示位置的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，其大小為EmNBl1l2代入數(shù)據(jù)得Em314 V感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為eEmcos t314cos (100t) V.(3)電動(dòng)勢(shì)的有效值E線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的周期T0.02 s線(xiàn)圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)一圈，外力做功大小等于電功的大小，即WI2(Rr)TT代入數(shù)據(jù)得W98.6 J.書(shū)寫(xiě)交變電流瞬時(shí)值表達(dá)式的基本思路(1)確定正弦式交變電流的峰值，根據(jù)已知圖象讀出或由公式EmnBS求出相應(yīng)峰值(2)明確線(xiàn)圈的初始位置，找出對(duì)應(yīng)的函數(shù)關(guān)系式若線(xiàn)圈從中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則it圖象為正弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImsin t.若線(xiàn)圈從垂直中性面位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則it圖象為余弦函數(shù)圖象，函數(shù)式為iImcos t.變式題組1(2016東陽(yáng)市聯(lián)考)如圖9所示，為演示交變電流產(chǎn)生的裝置圖，關(guān)于這個(gè)實(shí)驗(yàn)，正確的說(shuō)法是()圖9A線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，指針左右擺動(dòng)兩次B圖示位置為中性面，線(xiàn)圈中無(wú)感應(yīng)電流C圖示位置ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍bD線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁通量變化率為零答案C解析線(xiàn)圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，在電路中產(chǎn)生呈周期性變化的交變電流，線(xiàn)圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)電流改變方向，線(xiàn)圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，有兩次通過(guò)中性面，電流方向改變兩次，指針左右擺動(dòng)一次，故A錯(cuò)；線(xiàn)圈處于圖示位置時(shí)，ab邊向右運(yùn)動(dòng)，由右手定則，ab邊的感應(yīng)電流方向?yàn)閍b，故C對(duì)；線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，ab、cd邊垂直切割磁感線(xiàn)，線(xiàn)圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大，也可以這樣認(rèn)為，線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行時(shí)，磁通量為零，但磁通量的變化率最大，B、D錯(cuò)誤2小型手搖發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈共N匝，每匝可簡(jiǎn)化為矩形線(xiàn)圈abcd，磁極間的磁場(chǎng)視為勻強(qiáng)磁場(chǎng)，方向垂直于線(xiàn)圈中心軸OO，線(xiàn)圈繞OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖10所示矩形線(xiàn)圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，不計(jì)線(xiàn)圈電阻，則發(fā)電機(jī)輸出電壓()圖10A峰值是e0 B峰值是2e0C有效值是Ne0 D有效值是Ne0答案D解析矩形線(xiàn)圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值都為e0，所以發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)峰值為2Ne0，A、B錯(cuò)誤；由于不計(jì)線(xiàn)圈的電阻，所以發(fā)電機(jī)的輸出電壓峰值為2Ne0，有效值為Ne0，故D正確3一交流電壓為u100sin (100t) V，由此表達(dá)式可知()A用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為50 VB該交流電壓的周期為0.02 sC將該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡的實(shí)際功率小于100 WDt s時(shí)，該交流電壓的瞬時(shí)值為50 V答案B解析電壓有效值為100 V，故用電壓表測(cè)該電壓其示數(shù)為100 V，A項(xiàng)錯(cuò)誤；100 rad/s，則周期T0.02 s，B項(xiàng)正確；該電壓加在“100 V100 W”的燈泡兩端，燈泡恰好正常工作，C項(xiàng)錯(cuò)；t s代入瞬時(shí)值表達(dá)式得電壓的瞬時(shí)值為100 V，D項(xiàng)錯(cuò)4(2016麗水一模)交流發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈電阻r1 ，用電器電阻R9 ，電壓表示數(shù)為9 V，如圖11所示，那么該交流發(fā)電機(jī)()圖11A電動(dòng)勢(shì)的峰值為10 VB電動(dòng)勢(shì)的有效值為9 VC交流發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為10 VD交流發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈自中性面轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 V答案D解析電壓表示數(shù)等于路端電壓，電路中的電流為I A1 A，所以電動(dòng)勢(shì)的有效值為：EI(Rr)1(91) V10 V，所以電動(dòng)勢(shì)的最大值為EmE10 V，故選項(xiàng)A、B錯(cuò)；線(xiàn)圈通過(guò)中性面時(shí)最大，但0，故e0，選項(xiàng)C錯(cuò)；線(xiàn)圈從中性面轉(zhuǎn)過(guò)90的過(guò)程中，BS，t，所以n，由于EmnBS，所以 V，選項(xiàng)D對(duì)變壓器和電能的輸送1基本關(guān)系式中物理量之間的決定關(guān)系電壓副線(xiàn)圈電壓U2由原線(xiàn)圈電壓U1和匝數(shù)比決定，即U2U1(原制約副)功率副線(xiàn)圈中的功率P2由用戶(hù)負(fù)載決定，原線(xiàn)圈的輸入功率P1由副線(xiàn)圈的輸出功率P2決定，即P1P2(副制約原)電流原線(xiàn)圈的電流I1由副線(xiàn)圈的電流I2和匝數(shù)比決定，即I1I2(副制約原)2.理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況(1)匝數(shù)比不變的情況(如圖12甲所示)U1不變，根據(jù)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化I2變化引起P2變化，P1P2，故P1發(fā)生變化圖12(2)負(fù)載電阻不變的情況(如圖乙所示)U1不變，發(fā)生變化，故U2變化R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化根據(jù)P2，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1P2，故P1變化，P1U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化3遠(yuǎn)距離輸電問(wèn)題(1)遠(yuǎn)距離輸電示意圖(如圖13所示)圖13(2)減少輸電電能損失的兩種方法理論依據(jù)：P損I線(xiàn)2R線(xiàn)減小輸電線(xiàn)的電阻：根據(jù)電阻定律R，要減小輸電線(xiàn)的電阻R，在保證輸電距離的情況下，可采用減小材料的電阻率、增大導(dǎo)線(xiàn)的橫截面積等方法減小輸電導(dǎo)線(xiàn)中的電流：在輸電功率一定的情況下，根據(jù)PUI，要減小電流，必須提高電壓(3)輸電線(xiàn)路功率損失的計(jì)算方法P損PP，P為輸送的功率，P為用戶(hù)所得功率P損I線(xiàn)2R線(xiàn)，I線(xiàn)為輸電線(xiàn)路上的電流，R線(xiàn)為線(xiàn)路電阻P損，U為在輸電線(xiàn)路上損失的電壓，R線(xiàn)為線(xiàn)路電阻P損UI線(xiàn)，U為在輸電線(xiàn)路上損失的電壓，I線(xiàn)為輸電線(xiàn)路上的電流例2(多選)(2015浙江9月選考樣題)理想變壓器原線(xiàn)圈與正弦交變電源連接，輸入電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖14所示，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比100，副線(xiàn)圈只接入一個(gè)R10 的電阻，則()圖14A與電阻R并聯(lián)的電壓表示數(shù)為3.11 VB流過(guò)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(gè)周期內(nèi)，電阻R上產(chǎn)生的熱量為9.68103 J答案BCD解析由題圖可知原線(xiàn)圈兩端電壓的最大值為311 V，則有效值U1 V220 V，由，解得U22.2 V，而電壓表示數(shù)為有效值，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；流過(guò)電阻R的最大電流為0.311 A，故選項(xiàng)B正確；變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入P出U2I20.484 W，故選項(xiàng)C正確；一個(gè)周期內(nèi)，R上產(chǎn)生的熱量QI22 RT()2RT()2102.0102 J9.68103 J，故選項(xiàng)D正確關(guān)于理想變壓器的四點(diǎn)說(shuō)明1變壓器不能改變直流電壓2變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率3理想變壓器本身不消耗能量4理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值變式題組5(多選)如圖15所示，理想變壓器的原線(xiàn)圈接交流電源，副線(xiàn)圈接阻值為R的負(fù)載電阻若與原線(xiàn)圈連接的電壓表V1的示數(shù)為U1，與副線(xiàn)圈連接的電壓表V2的示數(shù)為U2，且U2U1，則以下判斷中正確的是()圖15A該變壓器輸入電流與輸出電流之比為U1U2B該變壓器輸入功率與輸出功率之比為U2U1C通過(guò)負(fù)載電阻R的電流I2D通過(guò)原線(xiàn)圈的電流I1答案CD解析據(jù)P1P2，可得I1U1I2U2，故A、B均錯(cuò)誤通過(guò)R的電流I2，而I1I2，故C、D均正確6(2014浙江理綜15)如圖16所示為遠(yuǎn)距離交流輸電的簡(jiǎn)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(xiàn)輸電，輸電線(xiàn)路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線(xiàn)與用戶(hù)間連有一理想變壓器，流入用戶(hù)端的電流是I2.則()圖16A用戶(hù)端的電壓為B輸電線(xiàn)上的電壓降為UC理想變壓器的輸入功率為I12rD輸電線(xiàn)路上損失的電功率為I1U答案A解析根據(jù)理想變壓器的工作原理，得I1U1I2U2，所以用戶(hù)端的電壓U2，選項(xiàng)A正確；輸電線(xiàn)上的電壓降UI1rUU1，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器的輸入功率P1I1UI12rI1U1，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；輸電線(xiàn)路上損失的功率PI12rI1(UU1)，選項(xiàng)D錯(cuò)誤7圖17甲中理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)之比n1n241，電阻R20 ，L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，S1為單刀雙擲開(kāi)關(guān)原線(xiàn)圈接正弦交變電源，輸入電壓u隨時(shí)間t的變化關(guān)系如圖乙所示現(xiàn)將S1接1，S2閉合，此時(shí)L2正常發(fā)光下列說(shuō)法正確的是()圖17A只斷開(kāi)S2后，小燈泡L1正常發(fā)光B只斷開(kāi)S2后，原線(xiàn)圈的輸入功率增大C若S1換接到2后，流經(jīng)R的電流瞬時(shí)值表達(dá)式icos 50t(A)D若S1換接到2后，R消耗的電功率為1.25 W答案D解析L1、L2為規(guī)格相同的兩只小燈泡，只斷開(kāi)S2后，總電阻增加，L1、L2串聯(lián)，小燈泡L1不能正常發(fā)光，原線(xiàn)圈的輸入功率減小，故A、B錯(cuò)誤；若S1換接到2后，輸出電壓的有效值U25 V，則R消耗的電功率為1.25 W，由題意可求100 rad/s，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，選項(xiàng)D正確1(2016寧波市調(diào)研)如圖所示，面積均為S的單匝線(xiàn)圈繞其對(duì)稱(chēng)軸或中心軸在勻強(qiáng)磁場(chǎng)B中以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，能產(chǎn)生正弦交變電動(dòng)勢(shì)eBSsin t的圖是()答案A解析線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸(軸在線(xiàn)圈所在平面內(nèi))勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的正弦交變電動(dòng)勢(shì)為eBSsin t，由這一原理可判斷，A圖正確2一閉合矩形線(xiàn)圈abcd繞垂直于磁感線(xiàn)的固定軸OO勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈平面位于如圖1甲所示的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中通過(guò)線(xiàn)圈內(nèi)的磁通量隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示下列說(shuō)法正確的是()圖1At1、t3時(shí)刻通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率最大Bt2、t4時(shí)刻線(xiàn)圈中感應(yīng)電流方向改變Ct1、t3時(shí)刻線(xiàn)圈中感應(yīng)電流方向改變Dt2、t4時(shí)刻線(xiàn)圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最小答案C解析t1、t3時(shí)刻磁通量最大，磁通量的變化率為零，這兩個(gè)時(shí)刻感應(yīng)電流方向改變，t2、t4時(shí)刻感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，選項(xiàng)A、B、D錯(cuò)誤，C正確3小型交流發(fā)電機(jī)中，矩形金屬線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)與時(shí)間成正弦函數(shù)關(guān)系，如圖2所示此線(xiàn)圈與一個(gè)R10 的電阻構(gòu)成閉合電路，不計(jì)電路的其他電阻，下列說(shuō)法正確的是()圖2A交變電流的周期為0.125 sB交變電流的頻率為8 HzC交變電流的有效值為 AD交變電流的最大值為4 A答案C解析由圖象可知周期T0.250 s，頻率f4 Hz，故選項(xiàng)A、B均錯(cuò)誤交變電流的有效值I A A，最大值Im2 A，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤，C正確4一個(gè)矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線(xiàn)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖3甲所示，則下列說(shuō)法中正確的是()圖3At0時(shí)刻，線(xiàn)圈平面與中性面垂直Bt0.01 s時(shí)刻，的變化率最大Ct0.02 s時(shí)刻，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)達(dá)到最大D該線(xiàn)圈產(chǎn)生的相應(yīng)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示答案B5(多選)(2016杭州市月考)在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線(xiàn)框繞與磁感線(xiàn)垂直的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖4甲所示，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)的圖象如圖乙所示，則()圖4At0.005 s時(shí)線(xiàn)框的磁通量變化率為零Bt0.01 s時(shí)線(xiàn)框平面與中性面重合C線(xiàn)框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為311 VD線(xiàn)框產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為50 Hz答案BD解析由題圖乙可知該正弦交變電動(dòng)勢(shì)的電壓最大值為311 V，周期等于0.02 s，因此，根據(jù)正弦交變電動(dòng)勢(shì)的最大值與有效值之間的關(guān)系式U得知選項(xiàng)C錯(cuò)誤；又f，則頻率f50 Hz，選項(xiàng)D正確；當(dāng)t0.005 s時(shí)，e311 V，取得最大值，穿過(guò)線(xiàn)圈的磁通量變化率最大，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；當(dāng)t0.01 s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(xiàn)框平面與中性面重合，選項(xiàng)B正確6.如圖5所示，電路由交流電源供電，最大電壓保持不變，如果交變電流的頻率升高，則下列說(shuō)法中正確的是()圖5A電容器上的電荷量最大值增大B電容器的阻礙作用增大C電路中燈泡的亮度變亮D電路中燈泡的亮度變暗答案C解析當(dāng)交變電流的頻率升高時(shí)，電容器的阻礙作用減小，燈泡的亮度變亮，燈泡兩端的電壓變大，故選項(xiàng)C正確，選項(xiàng)B、D錯(cuò)誤；由QCU可知，選項(xiàng)A錯(cuò)誤7(多選)(2016諸暨市期末)松下負(fù)離子電吹風(fēng)機(jī)在日本國(guó)內(nèi)使用時(shí)，電壓為110 V，電流為10 A現(xiàn)在把這只電吹風(fēng)機(jī)帶到我國(guó)來(lái)使用，因我國(guó)電壓為220 V，需要購(gòu)買(mǎi)如圖6所示的電源變壓器，將220 V電壓轉(zhuǎn)換成110 V電壓，變壓器常用VA或kVA作單位來(lái)量度它的功率假設(shè)該變壓器為理想變壓器，則以下說(shuō)法正確的是()圖6A電源變壓器為升壓變壓器B電源變壓器的匝數(shù)比為21C此時(shí)電源變壓器的輸入電流為20 AD此時(shí)電源變壓器的輸出功率為1.1 kVA答案BD8(多選)僅采取下列中的某一個(gè)措施，能使如圖7所示的理想變壓器輸出功率增加的是()圖7A增加負(fù)載電阻R的阻值B減小負(fù)載電阻R的阻值C增加副線(xiàn)圈的匝數(shù)n2D減少原線(xiàn)圈的匝數(shù)n1答案BCD解析由P出知U2一定時(shí)，R減小，P出增大，A錯(cuò)誤，B正確；又U2U1知U1、R一定時(shí)，n1減少或n2增加，均引起U2增加，P出增加，C、D正確9如圖8所示是一臺(tái)理想自耦變壓器，在a、b之間接正弦交變電流，、分別為理想交流電流表和交流電壓表若將調(diào)壓端的滑動(dòng)觸頭P向上移動(dòng)，則()圖8A電壓表V的示數(shù)變大B變壓器的輸出功率變大C電流表A的示數(shù)變小D電流表A的示數(shù)變大答案C解析a、b間為原線(xiàn)圈，當(dāng)P向上移動(dòng)時(shí)，原線(xiàn)圈匝數(shù)增多，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比變大由變壓規(guī)律，U1不變，則U2變小，電壓表V的示數(shù)變小，R不變，由P可知，變壓器的輸出功率變小，選項(xiàng)A、B錯(cuò)；P2U2I2，U2變小，R不變，I2變小，P2變小，由P1P2U1I1可以知道，I1變小，選項(xiàng)C對(duì)，D錯(cuò)10(多選)在如圖9所示的電路中，T為一降壓式自耦調(diào)壓變壓器，開(kāi)始時(shí)燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)在電源電壓U略降低，為使燈L仍能正常發(fā)光，可采取的措施是()圖9A將自耦調(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)上滑B將自耦調(diào)壓變壓器的滑片P適當(dāng)下滑C適當(dāng)增大滑動(dòng)變阻器R2的阻值D適當(dāng)減小滑動(dòng)變阻器R2的阻值答案AC解析根據(jù)可得U2U，所以應(yīng)增加n2，故A正確；匝數(shù)比不變，應(yīng)使R1兩端電壓減小，則總電流減小，所以使R2阻值增加，故C正確11(多選)在如圖10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)電廠的輸出電壓和輸電線(xiàn)的電阻均不變，隨著發(fā)電廠輸出功率的增大，下列說(shuō)法中正確的是()圖10A升壓變壓器的輸出電壓增大B降壓變壓器的輸出電壓增大C輸電線(xiàn)上損耗的功率增大D輸電線(xiàn)上損耗的功率占總功率的比例增大答案CD解析發(fā)電廠的輸出電壓不變，升壓變壓器輸出的電壓U2應(yīng)不變，A錯(cuò)誤；輸電線(xiàn)電流I會(huì)隨著P的增大而增大，輸電線(xiàn)電壓損失U損IR也增大，所以降壓變壓器的輸入電壓U3U2U損減小，則降壓變壓器的輸出電壓減小，B錯(cuò)誤；輸電線(xiàn)功率損失P損I2R2R，因P變大，所以P損變大，C正確；，因P變大，所以比值變大，D正確12(2015福建理綜15)圖11為遠(yuǎn)距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線(xiàn)圈匝數(shù)分別為n1、n2，在T的原線(xiàn)圈兩端接入一電壓uUmsin t的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線(xiàn)的總電阻為2r，不考慮其他因素的影響，則輸電線(xiàn)上損失的電功率為()圖11A() B()C4()2()2r D4()2()2r答案C解析原線(xiàn)圈電壓的有效值：U1，根據(jù)可得U2，又因?yàn)槭抢硐胱儔浩?，所以T的副線(xiàn)圈的輸出功率等于原線(xiàn)圈的輸入功率P，所以輸電線(xiàn)上的電流I，輸電線(xiàn)上損失的電功率為PI22r4r22，所以C正確，A、B、D錯(cuò)誤13(2016寧波模擬)如圖12所示，理想變壓器原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為21，電阻R55.0 ，原線(xiàn)圈兩端接一正弦式交變電流，電壓u隨時(shí)間t變化的規(guī)律為u110sin 20t (V)，時(shí)間t的單位是s.那么，通過(guò)電阻R的電流有效值和頻率分別為()圖12A1.0 A、20 HzB. A、20 HzC. A、10 HzD1.0 A、10 Hz答案D解析理想變壓器原、副線(xiàn)圈的頻率是相同的，所以2f20 rad/s，所以頻率f10 Hz.根據(jù)電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系得，所以副線(xiàn)圈兩端電壓的有效值U2U155 V，通過(guò)電阻R的電流有效值I2 A1.0 A，D正確14如圖13，理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比n1n221，和均為理想電表，燈泡電阻RL6 ，AB端電壓u112sin 100t(V)下列說(shuō)法正確的是()圖13A電流頻率為100 HzB.的讀數(shù)為24 VC.的讀數(shù)為0.5 AD變壓器輸入功率為6 W答案D解析根據(jù)交變電流的表達(dá)式可得100 rad/s2f，解得f50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；原線(xiàn)圈電壓的有效值U1 V12 V，根據(jù)，可得副線(xiàn)圈電壓的有效值U26 V，即電壓表的讀數(shù)為6 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；電流表的讀數(shù)為I21 A，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；變壓器輸入功率等于輸出功率PU2I26 W，選項(xiàng)D正確15(多選)(20169月金華十校模擬)某實(shí)驗(yàn)小組在物理老師的指導(dǎo)下自制了一臺(tái)交流發(fā)電機(jī)，并用自制的變壓器(可視為理想變壓器)對(duì)標(biāo)有“3.6 V,0.5 A”的小燈泡供電，其原理圖如圖14所示已知矩形線(xiàn)圈匝數(shù)為10匝，電阻不計(jì)，面積為0.1 m2，線(xiàn)圈繞垂直于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感強(qiáng)度大小為B T，轉(zhuǎn)速為n10 r/s，小燈泡正常發(fā)光，圖示位置線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行則下列說(shuō)法正確的是()圖14A圖示位置線(xiàn)圈位于中性面，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量為0B圖示位置線(xiàn)圈電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為10 VC交流電流表的示數(shù)為0.18 AD原副線(xiàn)圈匝數(shù)比259答案BCD解析線(xiàn)圈位于中性面時(shí)，通過(guò)線(xiàn)圈的磁通量最大，A不正確；圖示位置瞬時(shí)值最大，EmNBSNBS2n10 V，B正確；由理想變壓器功率關(guān)系P出P入得U1I1U2I2即I10.18 A，C正確，原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為電壓比，D正確16(多選)圖15甲為一火災(zāi)報(bào)警系統(tǒng)其中R0為定值電阻，R為熱敏電阻，其阻值隨溫度的升高而減小理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為51，副線(xiàn)圈輸出電壓如圖乙所示，則下列說(shuō)法正確的是()圖15A原線(xiàn)圈輸入電壓有效值為220 VB副線(xiàn)圈輸出電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u44cos 100t(V)CR處出現(xiàn)火情時(shí)，原線(xiàn)圈電流增大DR處出現(xiàn)火情時(shí)，電阻R0的電功率減小答案AC解析由題圖乙可知，副線(xiàn)圈電壓的峰值Um44 V，則副線(xiàn)圈電壓的有效值為44 V，根據(jù)，得U1220 V，故選項(xiàng)A正確由題圖乙可知，副線(xiàn)圈電壓的峰值Um44 V，周期T0.016 s，125 rad/s，所以u(píng)44cos 125t(V)，故選項(xiàng)B錯(cuò)誤R處出現(xiàn)火情時(shí)，其阻值變小，則副線(xiàn)圈電流變大，線(xiàn)圈匝數(shù)比不變，所以原線(xiàn)圈電流增大，故選項(xiàng)C正確R處出現(xiàn)火情時(shí)，其阻值變小，則副線(xiàn)圈電流變大，通過(guò)電阻R0的電流變大，根據(jù)PI2R，可知電阻R0的電功率增大，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤17(2014四川1)如圖16所示，甲是遠(yuǎn)距離輸電線(xiàn)路的示意圖，乙是發(fā)電機(jī)輸出電壓隨時(shí)間變化的圖象，則()圖16A用戶(hù)用電器上交流電的頻率是100 HzB發(fā)電機(jī)輸出交流電的電壓有效值是500 VC輸電線(xiàn)的電流只由降壓變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)比決定D當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻增大時(shí)，輸電線(xiàn)上損失的功率減小答案D解析由ut圖象可知，交流電的周期T0.02 s，故頻率f50 Hz，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；交流電的電壓最大值Um500 V，故有效值U250 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；輸電線(xiàn)上的電流由降壓變壓器副線(xiàn)圈上的電阻和降壓變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)比決定，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)用戶(hù)用電器的總電阻增大時(shí)，副線(xiàn)圈上的電流減小，根據(jù)，原線(xiàn)圈(輸電線(xiàn))上的電流減小，根據(jù)PI12R得，輸電線(xiàn)損失的功率減小，選項(xiàng)D正確