專題三交流電和變壓器綜合問題

專題三：交流電和變壓器綜合問題學習目標學習目標課程標準物理素養(yǎng)1.進一步理解交變電流的有效值的物理意義，并會進行計算.2.知道交變電流峰值、瞬時值、有效值、平均值的區(qū)別，并會進行有關計算．3.了解幾種常見的變壓器.4.掌握變壓器動態(tài)問題的分析方法，會分析變壓器的綜合問題．物理觀念：進一步深化對交流電的有效值、瞬時值、峰值、平均值的理解。認識電流互感器和電壓互感器?？茖W思維：經歷交流電有效值的推導過程，自耦變壓器和互感器的工作原理?？茖W探究：掌握變壓器的動態(tài)分析過程?？茖W態(tài)度與責任：通過對交流電和變壓器的深入學習加強科技強國的信心。002思維導圖003知識梳理課前研讀課本，梳理基礎知識：一、交變電流有效值的計算計算交變電流有效值應注意：(1)計算有效值時要注意根據電流的熱效應，抓住“三同”；“相同時間”內“相同電阻”上產生的“熱量相同”，進而列式求解．(2)利用公式Q＝I2Rt和Q＝eq\f(U2,R)t可分別求得電流有效值和電壓有效值．(3)正弦式交變電流在eq\f(T,4)和eq\f(T,2)內有效值與峰值間的關系都是I＝eq\f(Im,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2)).(4)交變電流的有效值是根據電流的熱效應來規(guī)定的，與電流的方向無關，一般以一個周期來計算有效值．二、交變電流“四值”的比較及應用名稱物理含義重要關系應用情況瞬時值交變電流某一時刻的值電流為正弦式交變電流時：e＝Emsinωti＝Imsinωt分析交變電流在某一時刻的情況，如計算某一時刻線圈受到的安培力最大值最大的瞬時值Em＝NωBSIm＝eq\f(Em,R＋r)電容器的擊穿電壓有效值跟交變電流的熱效應等效的恒定電流值電流為正弦式交變電流時：E＝eq\f(Em,\r(2))U＝eq\f(Um,\r(2))I＝eq\f(Im,\r(2))(1)計算與電流熱效應相關的量(如電功率、電熱、熱功率)(2)交流電表的測量值(3)電氣設備標注的額定電壓、額定電流(4)保險絲的熔斷電流平均值交變電流圖像中圖線與時間軸所圍面積與時間的比值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q＝eq\x\to(I)Δt＝neq\f(ΔΦ,R＋r)三、幾種常見的變壓器1．自耦變壓器圖甲所示是自耦變壓器的示意圖．這種變壓器的特點是鐵芯上只繞有一個線圈．如果把整個線圈作原線圈，副線圈只取線圈的一部分，就可以降低電壓；如果把線圈的一部分作原線圈，整個線圈作副線圈，就可以升高電壓．調壓變壓器就是一種自耦變壓器，它的構造如圖乙所示．線圈AB繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，A、B之間加上輸入電壓U1，移動滑動觸頭P的位置就可以調節(jié)輸出電壓U2.2．互感器分類電壓互感器電流互感器原理圖原線圈的連接并聯在高壓電路中串聯在待測電路中副線圈的連接連接電壓表連接電流表互感器的作用將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏骼玫年P系式eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)I1n1＝I2n2注意(1)電壓互感器是降壓變壓器，據eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，知n1>n2.電流互感器是升壓變壓器，據eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)，知n1<n2.(2)區(qū)分電壓互感器與電流互感器的三個標志．①測量儀器不同，電壓互感器用電壓表，電流互感器用電流表．②原、副線圈匝數關系不同．③原線圈接線方式不同，前者接在火線和零線間，后者接在火線上．(3)使用互感器時，一定要將互感器的外殼和副線圈接地．四、理想變壓器的制約關系和動態(tài)分析1．電壓、電流、功率的制約關系(1)電壓制約：當變壓器原、副線圈的匝數比eq\f(n1,n2)一定時，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2＝eq\f(n2U1,n1).(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減??；P出為0，P入為0.(3)電流制約：當變壓器原、副線圈的匝數比eq\f(n1,n2)一定，且輸入電壓U1確定時，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1＝eq\f(n2I2,n1)(只有一個副線圈時)．2．對理想變壓器進行動態(tài)分析的兩種常見情況(1)原、副線圈匝數比不變，分析各物理量隨負載電阻變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是R→I2→P出→P入→I1.(2)負載電阻不變，分析各物理量隨匝數比的變化而變化的情況，進行動態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.004題型精講【題型一】交變電流“四值”的比較及應用【典型例題1】2023年中國首個深海浮式風力發(fā)電平臺“海油觀瀾”號投產發(fā)電，假設旋轉磁極式風力發(fā)電機原理如圖所示，風吹動風葉，帶動磁極旋轉，使得水平放置線圈的磁通量發(fā)生變化，產生感應電流。磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連并通過電腦（未畫出）顯示數據。已知發(fā)電機的轉速與風速成正比，線圈的電阻不計。在風速為時，電腦顯示電壓傳感器兩端的電壓如圖乙所示。如果風速增大到，則下列說法正確的是（）A．電腦端顯示電壓示數的最大值為B．電壓傳感器兩端的電壓表達式為C．磁鐵的轉速為D．如果風速保持為，增加線圈的匝數，電壓傳感器兩端電壓不變【答案】B【解析】ABC．由圖乙所示，在風速為時，周期為角速度為得轉速為電壓示數的最大值為已知發(fā)電機的轉速與風速成正比，如果風速增大到，轉速為角速度為可知電壓示數的最大值為電壓傳感器兩端的電壓表達式為故AC錯誤，B正確；D．如果風速保持為，感應電動勢的峰值為當增加線圈的匝數，感應電動勢的峰值變大，有效值變大，電壓傳感器兩端電壓變大，故D錯誤。故選B?！镜湫屠}2】2．如圖甲所示，兩個完全相同的正方形線圈，在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的同一根軸勻速轉動，轉軸位于磁場邊界處。線圈P以一條邊為轉軸，線圈Q以中心線為轉軸，分別產生的電流隨時間變化的圖像如圖乙、丙所示，則兩線圈中電流的有效值之比為（

）A． B． C． D．【答案】B【解析】根據電流的熱效應，可得解得由丙圖可知則兩線圈中電流的有效值之比故選B?！緦c訓練1】如圖所示，電阻為r的單匝金屬直角線框abcd放置在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，a、d兩點連線與磁場垂直，ab、cd長均為l，bc長為2l，定值電阻阻值為R。線框繞ad連線以角速度ω勻速轉動，從圖示位置開始計時，則（）A．線框每轉一圈，回路電流方向改變一次B．回路中產生的感應電動勢有效值為C．a、d兩點間的電壓為D．周期內通過R的電荷量為【答案】D【解析】A．線圈產生的是正弦交流電，正弦交流電在一個周期內方向改變2次。故A錯誤；BC．回路中產生的感應電動勢有效值為a、d兩點間的電壓為路端電壓為故B正確；C錯誤；D．周期通過的電荷量為故D正確。故選D?！緦c訓練2】一臺小型發(fā)電機產生的電動勢隨時間變化的正弦規(guī)律如圖甲所示，已知發(fā)電機線圈內阻為20Ω，現外接一個額定電壓為200V的電動機，如圖乙所示，電動機恰好能正常工作，電表為理想電表，下列說法正確的是（）A．時，線圈平面與中性面垂直 B．電路中的電流方向每秒鐘改變50次C．電路中的電流大小為1A D．電動機的內阻為100Ω【答案】C【解析】A．時，電動勢等于零，線圈平面與中性面平行，A錯誤；B．周期是0.02s，頻率是50Hz，電路中的電流方向每秒鐘改變100次，B錯誤；C．電動勢的有效值為根據閉合電路歐姆定律解得C正確；D．電動機的輸出功率未知，無法電動機的內阻，D錯誤。故選C?！绢}型二】幾種常見的變壓器【典型例題3】如圖所示，為理想自耦變壓器，其中P為變壓器上的滑動觸頭，Q為滑動變阻器上的滑片，則以下說法正確的是（

）A．適當調節(jié)變壓器上的滑動觸頭P，該自耦變壓器既可升壓也可降壓B．滑片Q不動，滑動觸頭P逆時針轉動，電流表讀數變大C．圖示位置，D．滑動觸頭P不動，滑片Q緩慢向下滑動時，一直在減小【答案】B【解析】A．適當調節(jié)變壓器上的滑動觸頭P，可改變副線圈的匝數，但副線圈匝數一直小于原線圈匝數，故該自耦變壓器只能降壓不能升壓，A錯誤；B．滑片Q不動，滑動觸頭P逆時針轉動，副線圈匝數增大，根據可知副線圈電壓增大，則電流增大，電流表讀數變大，B正確；C．圖示位置，原線圈匝數大于副線圈匝數，則有C錯誤；D．滑動觸頭P不動，副線圈匝數不變，則不變，D錯誤。故選B?！镜湫屠}4】如圖，一理想自耦變壓器原線圈的匝數為匝，滑片P可在原線圈上面上下移動，從而改變副線圈的匝數，電路中的定值電阻，，交流電壓表、電流表均為理想電表，當從變壓器的左端接入交流電源時，滑片P移動到某一位置，電壓表與電壓表的示數均為30V，下列說法正確的是（）A．副線圈的匝數為匝B．電流表的示數為C．消耗的電功率為D．若把滑片P向上滑，則流經的電流頻率會大于50Hz【答案】A【解析】A．由可知，變壓器的左端接入交流電壓的有效值為可知理想自耦變壓器原線圈的電壓為由理想自耦變壓器原、副線圈的電壓與匝數的關系公式可得副線圈的匝數為A正確；B．由歐姆定律可得電流表的示數為B錯誤；C．由電功率公式可得消耗的電功率為C錯誤；D．由，可知交流電的頻率為變壓器可以改變交流電的電壓，不可以改變交流電的頻率，因此若把滑片P向上滑，則流經的電流會增大，頻率仍是50Hz，D錯誤。故選A?！緦c訓練3】我國已建成和在建的特高壓輸電工程總長度超過4萬公里，形成了覆蓋全國的特高壓輸電網絡，這些特高壓輸電線路有效地連接了中國西部的能源基地和東部的經濟中心，實現了跨區(qū)域、大規(guī)模的能源優(yōu)化配置，為實時監(jiān)測高壓輸電線的電壓和電流，需要測量出輸電線上的電壓和電流的大小。因高壓輸電線的電壓和電流很大，可采用互感器進行測量。如圖所示，在輸電線路的起始端接入電壓互感器和電流互感器，設電壓互感器和電流互感器的原、副線圈的匝數比外別為、，兩個互感器所連的電表的示數分別為U、I，各互感器和電表均為理想狀態(tài)，則下列判斷正確的是（

）A．P為電流表，Q為電壓表，輸送功率為B．P為電流表，Q為電壓表，輸送功率為C．P為電壓表，Q為電流表，輸送功率為D．P為電壓表，Q為電流表，輸送功率為【答案】D【解析】電壓互感器并聯在輸電線上，故左側為電壓互感器，P為電壓表，對電壓互感器電流互感器要串聯在輸電線上，故Q為電流表，則輸送的電功率故選D?！緦c訓練4】如圖甲為電動汽車無線充電原理圖，M為受電線圈，N為送電線圈。圖乙為受電線圈M的示意圖，線圈匝數為n、電阻為r、橫截面積為S，a、b兩端連接車載變流裝置，磁場平行于線圈軸線方向穿過線圈。下列說法正確的是（

）A．當線圈N接入恒定電流時，不能為電動汽車充電B．充電時，時間內線圈M中磁感應強度大小均勻增加，則M兩端電壓為C．當線圈N在M中產生的磁感應強度B豎直向上且減小時，有電流從a端流出D．當線圈N接入正弦式交變電流時，線圈M兩端產生恒定電壓【答案】A【解析】A．當線圈N接入恒定電流時，穿過線圈M的磁通量不變，不產生感應電動勢，不能為電動汽車充電，故A正確；B．充電時，時間內線圈M中磁感應強度大小均勻增加，則M線圈產生的感應電動勢為，把看作電源，M兩端電壓為路端電壓，小于，故B錯誤；C．當線圈N在M中產生的磁感應強度B豎直向上且減小時，由楞次定律可知，感應電流磁感應強度向上，由安培定則，感應電流方向從a向b，即有電流從b端流出，故C錯誤；D．當線圈N接入周期性交變電流時，穿過線圈M的磁通量周期性變化，由法拉第電磁感應定律可知，線圈M兩端產生周期性變化的電壓，故D錯誤。故選A?！绢}型三】理想變壓器的制約關系和動態(tài)分析 【典型例題5】一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻、為定值電阻，電流表和電壓表均為理想交流電表，U為正弦交流電源，輸出電壓的有效值恒定。當開關S由斷開變?yōu)殚]合時，下列對兩電表的示數變化情況判斷正確的是（）A．電壓表示數增大 B．電壓表示數減小C．電流表示數增大 D．電流表示數減小【答案】C【解析】開關斷開時原線圈兩端電壓為；副線圈兩端電壓為，副線圈電流為電流表示數為設開關閉合時原線圈兩端電壓為，副線圈兩端電壓為，副線圈電流為電流表示數為故電壓表示數不變；且即電流表示數增大。故選C。【典型例題6】根據國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，廣西在國內風電設備制造領域居于領先地位。某實驗小組模擬風力發(fā)電廠輸電網絡供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉子以角速度勻速轉動，變壓器定值電阻R0。用戶端接一個滑動變阻器R，當滑動變阻器的滑動觸頭位于中間位置時，R0上消耗的功率為P0。不計其余電阻，下列說法正確的是（）A．風速增加，若轉子角速度增加一倍，則R0上消耗的功率為2P0B．若升壓變壓器的副線圈匝數增加一倍，則R0上消耗的功率為4P0C．若將滑動變阻器R的滑動觸頭向上滑動，則R0上消耗的功率將增大D．若將滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑劫，則R0上消耗的功率將減小【答案】B【解析】A．如圖為等效電路圖設降壓變壓器的原副線圈匝數比為，則輸電線上的電流為轉子在磁場中轉動時產生的電動勢為當轉子角速度增加一倍時，升壓變壓器原副線圈兩端電壓都增加一倍，輸電線上的電流變?yōu)楣蔙0上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故A錯誤；B．升壓變壓器副線圈匝數增加一倍，副線圈兩端電壓增加一倍，輸電線上的電流增加一倍，故R0上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故B正確；C．輸電線上的電流為若將滑動變阻器R的滑動觸頭向上滑動，則R增大，輸電線上的電流將減小，R0消耗的功率將減小，故C錯誤；D．輸電線上的電流為若將滑動變阻器R的滑動觸頭向下滑動，則R減小，輸電線上的電流將增加，R0消耗的功率將增加，故D錯誤。故選B?！緦c訓練5】如圖所示，面積為0.02m2，內阻不計的100匝矩形線圈ABCD，繞垂直于磁場的軸勻速轉動，轉動的角速度為50rad/s，勻強磁場的磁感應強度為。矩形線圈通過滑環(huán)與理想變壓器相連，理想變壓器原、副線圈的匝數之比為1∶4，R為滑動變阻器（0~200Ω），定值電阻R0=5Ω，電流表、電壓表均為理想交流電表示數分別為I、U。變化量的絕對值分別為、，下列判斷正確的是（）A．由圖示位置轉過30°角的過程產生的平均感應電動勢為VB．當滑動變阻器的滑片向下滑動的過程中，電壓表示數變大C．當滑動變阻器的滑片向下滑動的過程中，D．當時副線圈的輸出功率最大【答案】D【解析】A．由圖示位置轉過30°角的過程產生的平均感應電動勢A錯誤；B．設發(fā)電有效電壓為U0，由理想變壓器的特點可知，可得滑動變阻器R的滑片Р向下滑動，R減小，所以變大，則變大，可知電流表示數變大，而電源的輸出功率為則電源的輸出功率變大，原線圈兩端電壓為因為變大，所以減小，減小，電壓表示數減小，B錯誤；C．交變電源電壓的有效值為又有，可得化簡得即C錯誤；D．副線圈的輸出功率即R獲得的功率為當時，變阻器R獲得的功率最大，此時故D正確。故選D。【對點訓練6】如圖所示，理想變壓器a、b兩端接入一內阻不計的穩(wěn)壓電源，電阻，，電壓表、電流表均為理想電表，原線圈匝數匝，副線圈匝數通過滑動觸頭P可調。當P向上滑動時，電壓表示數變化量的絕對值為，電流表示數變化量的絕對值為，下列說法正確的是（）A．電流表示數減小B．變大C．電阻R上消耗的功率一定變大D．當匝時，變壓器的輸出功率最大【答案】D【解析】A．兩端的輸入電壓為，設變壓器原線圈兩端的電壓為，電流為，副線圈兩端的電壓為，電流為，則有又根據可得根據聯立得，則當時，此時電流表示數最大，故P向上滑動時，副線圈匝數增加，電流表不一定變小，故A錯誤；B．根據閉合電路歐姆定律可得故B錯誤；C．電阻R上消耗的功率為同理，故P向上滑動時，副線圈匝數增加，P不一定變大，故C錯誤；D．將變壓器與負載等效為一個電阻，則等效電阻的阻值為將電阻r與a、b兩端電源等效為一個新的電源，r為等效電源的內阻，則變壓器的輸出功率為該等效電源的輸出功率，則有當時，功率最大，則故D正確，故選D。00501強化訓練【基礎強化】1．如圖所示，單匝矩形線圈的一半處于勻強磁場中，線圈對稱軸線與磁場邊界重合，線圈按圖示方向勻速轉動，時刻線圈平面與磁場方向垂直，規(guī)定沿方向為電流正方向，則線圈內感應電流隨時間變化的圖像正確的是（）A． B．C． D．【答案】A【解析】從時刻開始經過，由楞次定律可知線圈內電流為正方向，時間內，線圈內電流為負方向，線圈產生的感應電動勢表達式為感應電流表達式為可知感應電流為正弦交變電流。故選A。2．江門臺山風電資源豐富，在風力作用下，風力發(fā)電車的風葉帶動與桿固連的磁鐵轉動而產生交流電，通過傳感器顯示某一風速下電壓隨時間變化如圖所示，下列說法正確的是（

）A．交流電的周期為0.6s B．交流電的電壓有效值為6VC．永磁鐵的轉速為0.4r/s D．交流電的電壓表達式為【答案】D【解析】A．由圖可知交流電的周期為0.4s，故A錯誤；B．交流電的電壓有效值為故B錯誤；C．永磁鐵的頻率為故永磁鐵的轉速為2.5r/s，故C錯誤；D．交流電的電壓表達式為故D正確。故選D。3．匝數為100的線圈通有如圖所示的交變電流（圖中曲線為余弦曲線的一部分），單匝線圈電阻，則在內線圈產生的焦耳熱為（）A．80J B．85J C．90J D．125J【答案】B【解析】根據有效值的定義方法可知解得總電阻為則10s內產生的焦耳熱故選B。4．如圖（b）所示是一種理想自耦變壓器示意圖，線圈繞在一個圓環(huán)形的鐵芯上，是可移動的滑動觸頭，A、B端與滑動變阻器串聯后接正弦交流電源，輸出端接燈泡L和滑動變阻器，為滑動變阻器的滑片。當開關S閉合，輸入端接電壓如圖（a）所示，處于如圖所在的位置時，燈泡L能正常發(fā)光。下列說法正確的是（）A．流過燈泡L的電流方向每秒改變50次B．AB兩端電壓有效值為220VC．若保持和不變，僅將向左移動，L將變暗D．若將移至最左端，移動的同時轉動，L亮度保持可能不變【答案】D【解析】A．由圖（a）可以寫出交變電流表達式可知，交變電流的頻率為變壓器不改變交變電流的頻率，所以流過燈泡電流的頻率也是，一個周期時電流方向改變兩次，所以流過燈泡電流的方向每秒改變100次，故A錯誤；B．變壓器輸入端的電壓為電源電壓的一部分，電源電壓有效值為，所以變壓器的輸入電壓小于，故B錯誤；C．若僅將向左移動，滑動變阻器的接入電阻變小，變壓器輸入端的電壓增大，導致流過燈泡的電流變大，所以將變亮，故C錯誤；D．先將移至最左端，此時變壓器輸入電壓為保持不變，此后將逆時針轉動，變壓器的輸出電壓變大，此過程中將向右移動，滑動變阻器分的電壓增大，如果操作合適是可以實現燈泡兩端電壓不變，即亮度不變，故D正確。故選D。5．如圖所示為某小型發(fā)電站遠距離輸電示意圖，其中升壓變壓器輸入電壓U1保持不變，降壓變壓器原副線圈的匝數比為200∶1，輸電線路總電阻r=20Ω。為了安全測量輸電線路中的電壓和電流?，F在輸電線路的起始端接入甲、乙兩個特殊的變壓器，甲、乙兩個變壓器中原、副線圈匝數比一個是200∶1，另一個是1∶20，其中電壓表的示數為220V，電流表的示數為5A，以上變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）A．圖中a為電流表，b為電壓表B．用戶端的電壓U4為220VC．輸電線路上損耗的功率約占輸電總功率的4.5%D．若用戶端接入的用電設備變多，則電流表示數變小【答案】C【解析】A．對變壓器甲、乙的連接方式分析可知，甲為電壓互感器，乙為電流互感器，圖中a為電壓表，b為電流表，故A錯誤；B．由變壓器甲可知由變壓器乙可知則用戶端的電壓為故B錯誤；C．輸電線路上損耗的功率約占輸電總功率的故C正確；D．若用戶端接入的用電設備變多，降壓變壓器次級電阻減小，根據可知降壓變壓器與用戶作為一個整體的等效電阻減小，根據可知輸電線上的電流變大，則電流表示數變大，故D錯誤。故選C。6．理想變壓器的原線圈通過a或b與頻率為f、電壓為u的交流電源連接，副線圈接有三個支路、如圖所示。當S接a時，三個燈泡均發(fā)光，若（）A．電容C增大，L1燈泡變亮 B．頻率f增大，L2燈泡變亮C．RG上光照增強，L3燈泡變暗 D．S接到b時，三個泡均變暗【答案】A【解析】A．電容增大，對交流電的阻礙作用減小，則L1燈泡變亮，故A正確；B．頻率f增大，則電感的阻礙作用增大，則L2燈泡變暗，故B錯誤；C．光敏電阻光照增強，阻值減小，由于各支路電壓不變，則L3燈泡電流增大，變亮，故C錯誤；D．S接到b時，根據變壓比可知，副線圈電壓增大，則三個泡均變亮，故D錯誤。故選A?！舅仞B(yǎng)提升】7．（多選）某燃氣灶點火裝置原理如圖，轉換器將直流電壓轉換為如圖所示的正弦交流電壓，并加在一臺理想變壓器的原線圈上，變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2，電壓表為交流電表。當變壓器副線圈電壓的瞬時值大于5000V時，就會在鋼針和金屬板間引發(fā)電火花進而點燃氣體。則（）A． B．C． D．電壓表的示數為【答案】BD【解析】ABC．根據理想變壓器原副線圈電壓比等于匝數比可得由題意和題圖可知，則有故AC錯誤，B正確；D．電壓表的示數為故D正確。故選BD。8．（多選）某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示，通過旋轉滑動觸頭的位置可以改變副線圈的匝數，其輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（

）A．通過R的交變電流的頻率為50HzB．時電流表的示數為0C．將沿順時針方向轉動一些，電流表的示數變大D．將沿逆時針方向轉動一些，電流表的示數變大【答案】AD【解析】A．由圖乙可知，該交變電流的周期為則通過R的交變電流的頻率為故A正確；B．電流表的讀數為電流有效值，所以時電流表的示數不為0，故B錯誤；C．將沿順時針方向移動一些，變壓器的副線圈匝數變小，根據可知副線圈輸出電壓變小，輸出功率變小，所以輸入功率也變小，故電流表的示數將變小，故C錯誤；D．將沿逆時針方向移動一些，變壓器的副線圈匝數變大，根據可知副線圈輸出電壓變大，輸出功率變大，所以輸入功率也變大，故電流表的示數將變大，故D正確。故選AD。9．（多選）如圖所示，不計電阻、邊長為10cm的正方形線框ABCD，置于磁感應強度為0.2T的勻強磁場中，線框匝數為100，某時刻線框開始以的轉速繞OO'勻速轉動，電刷接頭EF串聯阻值為10Ω的定值電阻R和理想電流表。從圖示位置開始計時，下列說法正確的是（）A．理想電流表的示數為2AB．線框轉過90°通過電阻R的電量為0.02CC．將電阻R換成電容使其不擊穿，其耐壓值為20VD．線框產生的電動勢的瞬時表達式為【答案】AB【解析】A．感應電動勢的最大值為=20V有效值為V根據歐姆定律可知A故A正確；B．線框轉過90°通過電阻R的電量為C=0.02C故B錯誤；C．電容器的耐壓值是指最大值，將電阻R換成電容使其不擊穿，其耐壓值為20V，故C錯誤；D．線框產生的電動勢的瞬時表達式為（V）故D錯誤；故選AB。10．（多選）如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈匝數比為，定值電阻的阻值為，滑動變阻器的最大阻值為，定值電阻的阻值為，圖中電表均為理想電表。原線圈輸入如圖乙所示的交變電流，其電流的有效值不隨負載變化。當滑動變阻器接入電路的阻值由減小到0的過程中，電壓表、電流表A的示數變化量的絕對值分別為，下列說法正確的是（

）A．電流表的示數為 B．C．電壓表的示數最大值為 D．和的總電功率先增大后減小【答案】ACD【解析】A．由圖乙所示的交變電流，根據有效值定義可得可得輸入電流的有效值為即電流表的示數為，故A正確；B．根據理想變壓器原副線圈電流比等于匝數比的反比可得，副線圈輸出電流為設電流表A的示數為，則通過的電流為，電壓表的電壓為可得故B錯誤；C．電壓表的示數等于副線圈輸出電流與副線圈負載總電阻的乘積，當滑動變阻器電阻最大時，副線圈負載總電阻最大，電壓表的示數最大，則有故C正確；D．和的總功率為根據數學知識可知總功率先增大后減小，故D正確。故選ACD。11．（多選）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比，定值電阻和的阻值分別為和，電阻箱的最大阻值為，交流電源電壓U的有效值為14V，下列說法正確的是（）A．與消耗的功率之比為B．當的阻值調至時，其消耗的功率最大C．變壓器輸出功率的最大值為4.9WD．當消耗功率為最大值時，消耗功率為4W【答案】ACD【解析】A．變壓器原副線圈電流與匝數比關系根據可知，與消耗的功率之比為故A正確；BC．變壓器等效為在原線圈電路中的電阻，則等效電阻為所以，原線圈中的電流為副線圈的電流為電阻的功率為代入數據，整理可得由數學知識可得，當時，功率最大；變壓器的功率為代入數據，整理可得由數學知識可得，當時變壓器的功率最大，代入上式，解得最大為故B錯誤，C正確；D．根據可知，當原線圈電流最大時，的功率最大，即此時最小，，。此時變壓器的原線圈電壓為副線圈的電壓為所以，的功率為故D正確。故選ACD。12．（多選）某種感溫式火災報警器如圖甲所示，其簡化的工作電路如圖乙所示