（浙江選考）2023版高考物理大一輪復(fù)習(xí)第九章電磁感應(yīng)交變電流第3講交變電流學(xué)案

PAGEPAGE1第3講交變電流[考試標(biāo)準(zhǔn)]知識內(nèi)容必考要求加試要求說明交變電流c1.不要求知道交流發(fā)電機各局部的名稱．2.不要求推導(dǎo)交流電動勢的瞬時值表達(dá)式．3.不要求計算線圈在磁場中轉(zhuǎn)動時的電動勢．4.不要求證明正弦式交變電流有效值與峰值之間的關(guān)系．5.不要求計算方波等其他交變電流的有效值．6.不要求知道感抗、容抗的概念．7.不要求分析、計算兩個及以上副線圈和有兩個磁路的變壓器問題．8.不要求計算同時涉及升壓、降壓的輸電問題.描述交變電流的物理量c電感和電容對交變電流的影響b變壓器c電能的輸送c一、交變電流1．產(chǎn)生：線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動．2．兩個特殊位置的特點：(1)線圈平面與中性面重合時，S⊥B，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變．(2)線圈平面與中性面垂直時，S∥B，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，電流方向不改變．3．電流方向的改變：線圈通過中性面時，電流方向發(fā)生改變，一個周期內(nèi)線圈兩次通過中性面，因此電流的方向改變兩次．自測1(多項選擇)關(guān)于中性面，以下說法正確的選項是()A．線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時，穿過線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零B．線圈在轉(zhuǎn)動中經(jīng)中性面位置時，穿過線圈的磁通量為零，磁通量的變化率最大C．線圈每經(jīng)過一次中性面，感應(yīng)電流的方向就改變一次D．線圈每轉(zhuǎn)動一周經(jīng)過中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向就改變一次答案AC二、正弦式交變電流的描述1．周期和頻率(1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時間，單位是秒(s)，公式T＝eq\f(2π,ω).(2)頻率(f)：交變電流在1s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＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T).2．正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開始計時)(1)電動勢e隨時間變化的規(guī)律：e＝Emsinωt，其中ω為線圈轉(zhuǎn)動的角速度，Em＝nBSω.(2)負(fù)載兩端的電壓u隨時間變化的規(guī)律：u＝Umsinωt.(3)電流i隨時間變化的規(guī)律：i＝Imsinωt.3．交變電流的瞬時值、峰值和有效值(1)瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù)．(2)峰值：交變電流(電流、電壓或電動勢)所能到達(dá)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．對正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為：E＝eq\f(Em,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2)).自測2(多項選擇)如圖1所示是某種正弦交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的()圖1A．周期是0.01sB．最大值是311VC．有效值約220VD．表達(dá)式為u＝220sin100πt(V)答案BC三、電感和電容對交變電流的影響1．電感器對交變電流的阻礙作用(1)感抗：電感器對交變電流阻礙作用的大小．(2)影響因素：線圈的自感系數(shù)越大，交流的頻率越高，感抗越大．(3)感抗的應(yīng)用類型區(qū)別低頻扼流圈高頻扼流圈自感系數(shù)較大較小感抗大小較大較小作用通直流、阻交流通低頻、阻高頻2.電容器對交變電流的阻礙作用(1)容抗：電容器對交變電流阻礙作用的大小．(2)影響因素：電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越小．(3)作用：“通交流，隔直流；通高頻，阻低頻〞．自測3(多項選擇)如圖2所示，當(dāng)交流電源的電壓(有效值)U＝220V，頻率f＝50Hz時，三只燈泡L1、L2、L3的亮度相同(L無直流電阻)，假設(shè)將交流電源的頻率變?yōu)?00Hz，那么()圖2A．L1燈比原來亮B．L2燈比原來亮C．L3燈和原來一樣亮D．L3燈比原來亮答案AC四、變壓器1．原理電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)．2．根本關(guān)系式(1)功率關(guān)系：P入＝P出．(2)電壓關(guān)系：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2).(3)電流關(guān)系：只有一個副線圈時eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).3．幾種常用的變壓器(1)自耦變壓器——調(diào)壓變壓器．(2)互感器eq\b\lc\{\rc\(\a\vs4\al\co1(電壓互感器：用來把高電壓變成低電壓.,電流互感器：用來把大電流變成小電流.))五、電能的輸送1．輸電過程(如圖3所示)圖32．輸電導(dǎo)線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達(dá)式為Q＝I2Rt.3．電壓損失：(1)ΔU＝U－U′；(2)ΔU＝IR.4．功率損失：(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝(eq\f(P,U))2R.5．輸送電流：(1)I＝eq\f(P,U)；(2)I＝eq\f(U－U′,R).自測4(多項選擇)理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，原線圈兩端接交流電源，那么()A．原、副線圈中電流頻率之比f1∶f2＝10∶1B．原、副線圈兩端電壓之比為U1∶U2＝10∶1C．原、副線圈內(nèi)交變電流之比I1∶I2＝1∶10D．變壓器輸入和輸出功率之比P1∶P2＝10∶1答案BC解析根據(jù)變壓器的電壓比eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)和電流比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)可知選項B、C是正確的；對于理想變壓器，不改變頻率，輸入與輸出的功率相等，即P1＝P2，所以選項A、D是錯誤的．命題點一交變電流的產(chǎn)生和描述正弦式交變電流的瞬時值、峰值、有效值、平均值的比擬物理量物理含義重要關(guān)系適用情況及說明瞬時值交變電流某一時刻的值e＝Emsinωt，i＝Imsinωt計算線圈某時刻的受力情況峰值最大瞬時值Em＝nBSω，Em＝nΦmω，Im＝eq\f(Em,R＋r)討論電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值對正(余)弦交流電有：E＝eq\f(Em,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2))(1)計算與電流熱效應(yīng)有關(guān)的量(如功、功率、熱量等)(2)電氣設(shè)備“銘牌〞上所標(biāo)的一般是有效值(3)保險絲的熔斷電流為有效值(4)交流電壓表和電流表的讀數(shù)為有效值平均值交變電流圖象中圖線與時間軸所夾的面積與時間的比值eq\x\to(E)＝Bleq\x\to(v)，eq\x\to(E)＝neq\f(ΔΦ,Δt)，eq\x\to(I)＝eq\f(\x\to(E),R＋r)計算通過電路橫截面的電荷量例1(多項選擇)圖4A．電壓表V的示數(shù)為220VB．電路中的電流方向每秒改變100次C．通過燈泡電流的最大值為2.2eq\r(2)AD．發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為48.4J答案BC解析由題圖知電壓峰值為220eq\r(2)V，周期為2×10－2s，所以有效值為220V，角速度ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,2×10－2)rad/s＝100πrad/s.電壓表測的是路端電壓U＝eq\f(E,R＋r)R＝eq\f(220,95＋5)×95V＝209V，故A錯誤；因周期T＝2×10－2s，所以頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2×10－2)Hz＝50Hz，電流方向每秒鐘改變100次，故B正確；通過燈泡電流的最大值為Im＝eq\f(220\r(2),95＋5)A＝2.2eq\r(2)A，故C正確；發(fā)電機線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝eq\f(E－U2,r)t＝eq\f(112,5)×1J＝24.2J，故D錯誤．變式1圖5A．線圈中感應(yīng)電流的方向為abcdaB．線圈中感應(yīng)電流的方向為adcbaC．穿過線圈的磁通量隨時間的變化率最大D．線圈ad邊所受安培力的方向垂直紙面向里答案ACD解析當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向為abcda，選項A正確，B錯誤；圖示位置穿過線圈的磁通量隨時間的變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，C正確；由左手定那么知線圈ad邊所受安培力的方向垂直紙面向里，選項D正確．變式2(多項選擇)某小型發(fā)電機產(chǎn)生的交變電動勢為e＝50sin100πt(V)．對此電動勢，以下表述正確的有()A．最大值是50eq\r(2)V B．頻率是100HzC．有效值是25eq\r(2)V D．周期是0.02s答案CD解析交變電動勢e＝Emsinωt＝50sin100πt(V)，故電動勢最大值是50V，有效值是eq\f(50,\r(2))V＝25eq\r(2)V，又ω＝2πf＝eq\f(2π,T)＝100πrad/s，故頻率是50Hz，周期是0.02s，選項C、D正確．變式3(多項選擇)(2022·紹興市選考模擬)圖6甲為風(fēng)力發(fā)電的簡易模型．在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連．在某一風(fēng)速時，電壓傳感器顯示如圖乙所示正弦規(guī)律變化，那么()圖6A．磁鐵的轉(zhuǎn)速為10r/sB．線圈兩端電壓的有效值為6eq\r(2)VC．交流電壓的表達(dá)式為u＝12sin5πtVD．該交流電可以直接加在擊穿電壓為9V的電容器上答案BC解析電流的周期為T＝0.4s，故磁鐵的轉(zhuǎn)速為n＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,0.4)r/s＝2.5r/s，故A錯誤；通過題圖乙可知電壓的最大值為12V，故有效值U＝eq\f(Um,\r(2))＝eq\f(12,\r(2))V＝6eq\r(2)V，故B正確；周期T＝0.4s，故ω＝eq\f(2π,T)＝eq\f(2π,0.4)rad/s＝5πrad/s，故交流電壓的表達(dá)式為u＝12sin5πtV，故C正確；該交流電的最大值大于電容器的擊穿電壓，故不能直接加在擊穿電壓為9V的電容器上，故D錯誤．命題點二變壓器和電能的輸送考向1理想變壓器原理和根本關(guān)系1．變壓器的工作原理2．理想變壓器的制約關(guān)系：制約關(guān)系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定U2＝U1eq\f(n2,n1)功率原線圈的輸入功率P入由副線圈的輸出功率P出決定P入＝P出電流原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定I1＝I2eq\f(n2,n1)例2(多項選擇)如圖7所示，將額定電壓為60V的用電器，通過一理想變壓器接在正弦交變電源上．閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220V和2.2A．以下判斷正確的選項是()圖7A．變壓器輸入功率為484WB．通過原線圈的電流的有效值為0.6AC．通過副線圈的電流的最大值為2.2AD．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3答案BD解析根據(jù)功率公式可以求出用電器消耗的功率為60×2.2W＝132W，此即變壓器輸出功率，再根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，因此選項A錯誤；再根據(jù)變壓器變壓公式和變流公式可知，eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)和eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，聯(lián)立可求得通過原線圈的電流的有效值為0.6A，所以選項B正確；由于電流表顯示的是有效值，因此通過副線圈的電流的最大值為2.2eq\r(2)A，應(yīng)選項C錯誤；根據(jù)變壓器的變壓公式可知，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝11∶3，所以D選項正確．變式4(多項選擇)如圖8所示為一種變壓器的實物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的選項是()圖8A．這是一個升壓變壓器B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多C．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V時，副線圈輸出直流電壓12VD．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220V、副線圈接負(fù)載時，副線圈中電流比原線圈中電流大答案BD解析根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220V，輸出電壓為12V，該變壓器為降壓變壓器，應(yīng)選項A錯誤，B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項C錯誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，知副線圈接負(fù)載時，副線圈中電流比原線圈中電流大，選項D正確．變式5(多項選擇)如圖9所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈的匝數(shù)為n2，原線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220V，負(fù)載電阻R＝44Ω，電流表A1的示數(shù)為0.2A．以下判斷正確的選項是()圖9A．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2∶1B．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5∶1C．電流表A2的示數(shù)為1AD．電流表A2的示數(shù)為0.4A答案BC解析由電壓表V的示數(shù)和電流表A1的示數(shù)可得原線圈中的功率P1＝U1I1，P1＝P2＝I22R，所以電流表A2的示數(shù)為I2＝eq\r(\f(U1I1,R))＝eq\r(\f(220×0.2,44))A＝1A，C正確，D錯誤；原線圈和副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(I2,I1)＝eq\f(5,1)，A錯誤，B正確．考向2理想變壓器的動態(tài)分析常見的理想變壓器的動態(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10所示)(1)U1不變，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不管負(fù)載電阻R如何變化，U2不變．(2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化．(3)I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發(fā)生變化．圖10圖112．負(fù)載電阻不變的情況(如圖11所示)(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化，故U2變化．(2)R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化．(3)根據(jù)P2＝eq\f(U\o\al(,22),R)，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化．例3(多項選擇)如圖12所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心接頭，電壓表V和電流表A均為理想電表，除滑動變阻器電阻R、定值電阻R0以外的其余電阻不計，從某時刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達(dá)式為u1＝220eq\r(2)sin100πt(V)．以下說法中正確的選項是()圖12A．t＝eq\f(1,600)s時刻，c、d兩點間的電壓瞬時值為110eq\r(2)VB．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時，副線圈電壓的有效值為22eq\r(2)VC．單刀雙擲開關(guān)與a連接時，在滑動變阻器滑片P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時，電壓表和電流表的示數(shù)均變大答案AD解析．變式6(多項選擇)如圖13所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，那么()圖13A．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大B．保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小C．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大D．保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小答案BC解析Q位置不動，副線圈電壓U2不變，當(dāng)P上滑時，R增大，由P＝eq\f(U\o\al(,22),R＋R0)可知總功率減小，原線圈電壓U1不變，由P＝U1I1可知原線圈電流I1減小，故A錯誤，B正確；當(dāng)P位置不動，Q上滑時，由eq\f(U2,U1)＝eq\f(n2,n1)知U2增大，同理可知原線圈電流I1增大，故C正確，D錯誤．考向3電能的輸送遠(yuǎn)距離輸電的三個易錯點：1．計算輸電線上損失的功率ΔP＝eq\f(U2,R線)，U應(yīng)為輸電線上損耗的電壓，而不是輸電電壓；2．當(dāng)輸送功率一定時，輸電電壓增大到原來的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來的eq\f(1,n2)；3．電網(wǎng)送電遵循“用多少送多少〞的原那么，而不是“送多少用多少〞，說明原線圈電流由副線圈電流決定．例4(多項選擇)(2022·臺州市六校聯(lián)考)電能是我們社會生活的重要資源，由于地理環(huán)境的限制，發(fā)電站一般離用電的場所都很遠(yuǎn)．現(xiàn)假設(shè)將三門核電站發(fā)出來的電輸送到椒江使用，在遠(yuǎn)距離輸電過程中，一定要考慮輸送效率問題，以下說法正確的選項是()A．高壓輸電是通過減小輸電電流來減小電路的發(fā)熱損耗B．減小輸電線的電阻有利于減少輸電過程中的電能損失C．增大輸電線的電阻有利于減小輸電過程中的電能損失D．在輸送電壓一定時，輸送的電功率越大，輸電過程中的電能損失越小答案AB解析根據(jù)輸電上損失的電熱功率P＝I2R知，減小電流和減小電阻都可以減小電能損失，選項A、B正確，C錯誤；根據(jù)P＝UI知，電壓一定時，輸送的電功率越大，電流越大，所以輸電線上的電能損失越大，選項D錯誤．考向4交變電流和變壓器的綜合問題例5(多項選擇)手搖發(fā)電機產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)變壓器給燈泡L供電，其電路如圖14所示，當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動時，電壓表示數(shù)為U，燈泡正常發(fā)光．發(fā)電機線圈的電阻為r，燈泡正常發(fā)光時的電阻為R，其他電阻可忽略，變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為k，變壓器可視為理想變壓器．那么()圖14A．燈泡的額定電壓為eq\f(U,k)B．燈泡的額定功率為eq\f(k2U2,R)C．發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢最大值為eq\f(\r(2)R＋r,R)UD．從中性面開始計時，原線圈輸入電壓的瞬時值表達(dá)式為u＝eq\r(2)Usinωt答案AD解析電壓表測量的是原線圈的電壓有效值，因為此時燈泡正常發(fā)光，那么燈泡的額定電壓等于此時副線圈的電壓，那么由eq\f(U,UL)＝k得燈泡的額定電壓UL＝eq\f(U,k)，A正確；燈泡的額定功率PL＝eq\f(U\o\al(,L2),R)＝eq\f(U2,k2R)，B錯誤；副線圈的電流IL＝eq\f(UL,R)＝eq\f(U,kR)，因原、副線圈的電流之比eq\f(I1,IL)＝eq\f(1,k)，故原線圈的電流I1＝eq\f(U,k2R)，因此發(fā)電機的線圈中產(chǎn)生的電動勢的有效值E＝U＋I(xiàn)1r，最大值Em＝eq\r(2)E＝eq\r(2)U(1＋eq\f(r,k2R))，C錯誤；原線圈輸入電壓最大值為eq\r(2)U，那么從中性面開始計時，原線圈輸入電壓的瞬時值表達(dá)式為u＝eq\r(2)Usinωt，D正確．1．(多項選擇)關(guān)于線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交變電流，以下說法中正確的選項是()A．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，感應(yīng)電動勢的方向不變B．線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次C．線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向都改變一次D．線圈每轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電動勢和感應(yīng)電流的方向都改變一次答案BC解析當(dāng)線圈在勻強磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交變電流時，線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動勢方向均改變一次，轉(zhuǎn)動一周，感應(yīng)電流方向改變兩次，B、C正確，A、D錯誤．2．(多項選擇)線圈在磁場中勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的交流電動勢為e＝10eq\r(2)sin20πtV，那么以下說法正確的選項是()A．t＝0時，線圈平面位于中性面B．t＝0時，穿過線圈的磁通量最大C．t＝0時，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最大D．t＝0.4s時，e到達(dá)峰值10eq\r(2)V答案AB3．(2022·舟山市聯(lián)考)處在勻強磁場中的矩形線圈abcd，以恒定的角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動，磁場方向平行于紙面并與ab邊垂直．在t＝0時刻，線圈平面與紙面重合(如圖1所示)，線圈的cd邊離開紙面向外運動．假設(shè)規(guī)定a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，那么能反映線圈中感應(yīng)電流i隨時間t變化的圖線是()圖1答案C解析線圈在磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉(zhuǎn)動時，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電．對于題圖所示起始時刻，線圈的cd邊離開紙面向外運動，速度方向和磁場方向垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的瞬時值最大；用右手定那么判斷出電流方向為逆時針方向，與規(guī)定的正方向相同，所以C對．4．(多項選擇)(2022·浙江市局部重點中學(xué)高二上期末)如圖2甲所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖象如圖乙中曲線a、b所示，那么()圖2A．兩次t＝0時刻線圈平面均與中性面重合B．曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3C．曲線a表示的交變電動勢頻率為25HzD．曲線b表示的交變電動勢有效值為10V答案AC解析線圈經(jīng)過中性面時不切割磁感線，此時感應(yīng)電動勢為零，選項A正確；由題圖乙可知曲線a、b的周期之比為2∶3，那么對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3∶2，選項B錯誤；曲線a的周期Ta＝4×10－2s，其頻率fa＝eq\f(1,Ta)＝25Hz，選項C正確；曲線a、b表示的交變電動勢的峰值之比eq\f(Ema,Emb)＝eq\f(ωa,ωb)＝eq\f(3,2)，又Ema＝15V，得Emb＝10V，Ub＝eq\f(\r(2),2)Emb＝5eq\r(2)V，選項D錯誤．5．(多項選擇)如圖3所示的實驗電路中，假設(shè)交流電壓的有效值與直流電壓相等，S為雙刀雙擲開關(guān)，以下表達(dá)中正確的選項是()圖3A．當(dāng)S擲向a、b時燈較亮，擲向c、d時燈較暗B．當(dāng)S擲向a、b時燈較暗，擲向c、d時燈較亮C．S擲向c、d，把電感線圈中的鐵芯抽出來時燈變亮D．S擲向c、d，電源電壓不變，而使頻率減小時燈變暗答案AC解析線圈對恒定電流幾乎無阻礙作用，對交變電流，有鐵芯、匝數(shù)越多，那么自感系數(shù)越大，阻礙作用越大．6．(多項選擇)如圖4所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1，原線圈接入正弦式交變電流，電流表A、電壓表V均為理想電表，R是光敏電阻(其阻值隨光的強度增大而減小)、L是理想線圈、D是燈泡．以下說法正確的選項是()圖4A．假設(shè)電壓表V的示數(shù)為6V，那么輸入電壓的峰值為60VB．有光照射R時，電流表A的示數(shù)變大C．假設(shè)抽出L中的鐵芯，燈D變亮D．假設(shè)輸入電壓的峰值保持不變，頻率變大，那么燈D變亮答案BC解析根據(jù)公式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可以得到輸入端電壓為U1＝60V，那么峰值Um＝60eq\r(2)V，應(yīng)選項A錯誤；根據(jù)題意，有光照射R時，R阻值減小，那么副線圈電流增大，根據(jù)eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，原線圈電流增大，故電流表A示數(shù)增大，應(yīng)選項B正確；抽出L中的鐵芯，理想線圈自感系數(shù)減小，對電流的阻礙減小，所以燈D變亮，應(yīng)選項C正確；假設(shè)輸入電壓的峰值保持不變，那么有效值不變，匝數(shù)不變，那么副線圈電壓不變，頻率變大，L的阻礙作用變大，故燈D變暗，應(yīng)選項D錯誤．7.(多項選擇)僅采取以下中的某一個措施，能使如圖5所示的理想變壓器輸出功率增加的是()圖5A．增加負(fù)載電阻R的阻值B．減小負(fù)載電阻R的阻值C．增加副線圈的匝數(shù)n2D．減少原線圈的匝數(shù)n1答案BCD解析由P出＝eq\f(U\o\al(,22),R)知U2一定時，R減小，P出增大，A錯誤，B正確；又U2＝U1eq\f(n2,n1)知U1、R一定時，n1減少或n2增加，均引起U2增加，P出增加，C、D正確．8．(多項選擇)(2022·湖州市高二上期末)發(fā)生冰凍災(zāi)害時，高壓電線上會凝結(jié)成冰層，非常容易造成高壓輸電線壓斷或鐵塔傾覆．為去除高壓輸電線上的冰層，可利用電流的熱效應(yīng)．假設(shè)在正常供電時，高壓線上輸電電壓為U，輸電電流為I，熱損耗功率為P；除冰時，輸電線上的熱損耗功率需變?yōu)?P，那么除冰時(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)()A．輸電電流為3I B．輸電電流為9IC．輸電電壓為3U D．輸電電壓為eq\f(U,3)答案AD解析輸電線的電阻不變，根據(jù)P損＝I2R知，輸電線上的熱損耗功率要變?yōu)?P，那么輸電電流變?yōu)?I，故A正確，B錯誤．輸電功率不變，輸電電流變?yōu)?I，根據(jù)P＝UI知，輸電電壓為eq\f(U,3)，故C錯誤，D正確．9．(多項選擇)(2022·湖州市高二上期末)如圖6所示，一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1＝1400匝、n2＝700匝，并接有一負(fù)載電阻R(阻值可變)．變壓器的輸入功率為P1、輸入電壓為U1、輸入電流為I1，輸出功率為P2、輸出電壓為U2、輸出電流為I2，下面說法正確的選項是()圖6A．P1∶P2＝2∶1B．U1∶U2＝2∶1C．I1∶I2＝2∶1D．假設(shè)R減小，輸入功率P1增大答案BD解析由于輸出功率等于輸入功率，因此變壓器功率關(guān)系為P1∶P2＝1∶1，故A錯誤；電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，故U1∶U2＝1400∶700＝2∶1，故B正確；電流之比等于線圈匝數(shù)的反比，故I1∶I2＝1∶2，故C錯誤；假設(shè)R減小，那么輸出電流變大，由P＝UI可知，輸出功率變大，那么輸入功率一定變大，故D正確．10．(多項選擇)(2022·杭州市四校期中考試)某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55∶9，原線圈所接電源電壓按圖7所示規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載．以下判斷正確的選項是()圖7A．輸出電壓的有效值為36VB．原、副線圈中電流之比為55∶9C．變壓器輸入、輸出功率之比為55∶9D．交流電源電壓有效值為220V，頻率為50Hz答案AD解析由題圖知，輸入電壓的有效值U1＝220V，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得，輸出電壓的有效值U2＝eq\f(n2,n1)U1＝eq\f(9,55)×220V＝36V，選項A正確；原、副線圈中的電流之比eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)＝eq\f(9,55)，選項B錯誤；變壓器輸入功率等于輸出功率，選項C錯誤；交流電源的頻率f＝eq\f(1,T)＝eq\f(1,2×10－2s)＝50Hz，選項D正確．11．(多項選擇)如圖8所示，理想變壓器的原線圈接入u＝11000eq\r(2)sin100πt(V)的交變電壓，副線圈通過電阻r＝6Ω的導(dǎo)線對“220V880W〞的電器RL供電，該電器正常工作．由此可知()圖8A．原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1B．交變電壓的頻率為50HzC．副線圈中電流的有效值為4AD．變壓器的輸入功率為880W答案BC解析RL正常工作時的電流為I＝eq\f(P,U)＝4A，電阻r兩端電壓Ur＝Ir＝24V，副線圈兩端電壓U2＝220V＋24V＝244V，原、副線圈匝數(shù)比eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(11000,244)＝eq\f(2750,61)；由輸入電壓表達(dá)式可知交變電壓的頻率f＝eq\f(ω,2π)＝50Hz；副線圈中電流即為電器正常工作時的電流I＝4A，此時副線圈的總功率P＝I2r＋P0＝96W＋880W＝976W，原線圈輸入功率與其等值．12．(多項選擇)某發(fā)電站用交變電壓遠(yuǎn)距離輸電，在輸送功率不變的前提下，假設(shè)輸電電壓降低為原來的0.9倍，那么下面說法正確的選項是()A．因I＝eq\f(U,R)，所以輸電線上的電流減為原來的0.9倍B．因I＝eq\f(P,U)，所以輸電線上的電流增為原來的eq\f(1,0.9)倍C．因P＝eq\f(U2,R)，所以輸電線上損失的功率為原來的0.92倍D．假設(shè)要使輸電線上損失的功率不變，可將輸電線的電阻減為原來的0.92倍答案BD解析輸送的功率一定，根據(jù)P＝UI知，假設(shè)輸送電壓降低為原來的0.9倍，那么電流增大到原來的eq\f(1,0.9)倍，故A錯誤，B正確；根據(jù)P損＝I2R，可知，輸電線上損失的功率為原來的eq\f(1,0.92)倍，故C錯誤；假設(shè)要使輸電線上損失的功率不變，根據(jù)P損＝I2R知，可將輸電線的電阻減為原來的0.92倍，故D正確．13．(多項選擇)如圖9所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsinωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動變阻器，和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．以下說法正確的選項是()圖9A．I1和I2表示電流的有效值B．U1和U2表示電壓的最大值C．滑片P向下滑動過程中，U2不變、I1變大D．滑片P向下滑動過程中，U2變小、I1變小答案AC解析交流電表的示數(shù)為有效值，故A正確，B錯誤；P向下滑動過程中，R變小，由于交流電源、原副線圈匝數(shù)比不變，故U1、U2均不變，所以I2＝eq\f(U2,R0＋R)變大，由eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，得I1＝eq\f(n2,n1)I2