【文档说明】(通用版)高考物理二轮复习纠错笔记专题12《交变电流》（解析版）.doc，共(28)页，1.745 MB，由MTyang资料小铺上传

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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m22UU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）2121nnUU，有多个副线圈时，仍然成立，332211nUnUnU=···；（3）1221nnII，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：学-科=网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2121nnUU，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，21nn发生变化，U2变化；②R不变，U2变化，I2发生变化

；③根据RUP222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：122121IInnUU，344343IInnUU，U2=ΔU

+U3，I2=I3=I线；（3）输电电流：线线RUUUPUPI323322；（4）输电线上损耗的电功率：P损=I线ΔU=I线2R线=222)(UPR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21n。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2121nnUU，1221nnII

，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4343nnUU，3443nnII，P3=P4。（3）掌握一个守恒能量守恒关系式P1=P损+P3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12QQ垂直于磁场方向，线圈电阻为1Ω。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1A。下列说法正确的是A．线圈消耗的电功率为1WB．线圈中感应电流的有效值为2AC．任意时刻穿过线圈的磁通量为πTsin2πTtD．任意时刻穿过线圈中的感应电动势为2cos

2πTt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=Imcosθ，则电流的最大值为：m12Acoscos60iI；电流的有效值为：m2A2II

；线圈消耗的电功率为：P=I2r=(2)2×1W=2W，故AB错误；任意时刻穿过线圈的磁通量为：Φ=Φmsin2πTt，感应电动势的最大值为：Em=Imr=2×1=2V；根据公式Em=BSω=Φm2πT得：Φm=πT；可得任意时刻穿过线圈的磁通量为：2πsinπTtT，故C正确。任意时刻线

圈中的感应电动势为：e=Emcos2πTt=2cos2πTt，故D错误。答案：C。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【答案】D【点睛】考查交流电的产生及

变化规律，知道感应电动势的最大值求解方法，理解交流电的最大值与有效值的关系；此题中注意线圈的一半在磁场中。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12周期中，前面的14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．U

mB．m22UC．m2UD．m4U认为所有交变电流的有效值均可以用m22UU计算导致本题错误。设交变电流的有效值为U，将交变电流与直流电分别通过相同电阻R，分析一个周期内热量：交变电流2m122UTQR，直流电22UQTR，由Q1

=Q2得：m2UU，故选C。答案：C。学-科网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ab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【答案】D【解析】矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以矩形线圈产生的感应电动势的最大是2Ne0，根据正弦交变电压电动势最大值与有效值的

关系得发电机输出电压有效值，故选D。【点睛】本题考查了交流电产生的原理和最大值、有效值的关系，知道整个矩形线圈产生的感应电动势是ab边和cd边产生的感应电动势之和。（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=1s时，两线圈中的磁通量均为零D．t=2s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。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1Ω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＝10Ω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＝5×10－3s时，线圈处于中性面位置B．在t＝10×10－3s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＝5cos50πt(A)D．线圈产生的交流电的电动势为V

【答案】AD【解析】由图可知t=0.005s时刻感应电流最小为零，此时线圈所在平面处于中性面位置，故A正确；t=10×10-3s时，此刻感应电流最大，此时线圈所在平面与中性面位置垂直，所以穿过线框回路的磁

通量最小，故B错误；周期T=0.02s，角速度ω＝＝100πrad/s，故电流的瞬时表达式为i=5cos100πt（A），故C错误；线圈产生的交流电的电动势最大值为Em=Im（R+r）=55V，有效值，故D正确；故选AD。【点睛】本题考查的是有关交变电流的产生和特征的基本知识，要具备从图

象中获得有用信息的能力；知道正弦交流电的最大值是有效值的倍。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．1122UnU

n，1133UnUnB．1122InIn，3131nIInC．n1I1=n2I2+n3I3D．231231nnIIIn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：1122Un

Un，1133UnUn，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。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【答案】C【解析】原线圈有正弦交流电，则副线圈中也有正弦式交流电，由于L1与电阻相串联，而L2与电感器相串联，灯泡L1与L2的亮度，取决于电感和电阻的阻碍作用，本题未给条件无法判断，故A错误；电容器与二极管串联，含有电容的支路经

1.0×10-2s充电后，再经过1.0×10-2s再次充电，则周期为2.0×10-2s，故C正确；由题意可知，原线圈的电压的最大值为36V，由于原、副线圈的匝数比n1:n2=3:1，所以副线圈的电压最大值为12V，则有效值为12V，故D错误；二极管具有单向导电性，电容器两端电压

的最大值为12V，所以电容器带电量的最大值为Q＝CU＝10×10-6×12C＝1.2×10-4C，故B错误；故选C。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0.2A，电流表A2的示数增大了0.8A。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cd的方向滑动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【答案】B【解析】当传感器所在处出现火情时，的电阻减小，导致电路的总的电阻减小，

所以电路中的总电流将会增加，测量的是原线圈中的总的电流，由于副线圈的电流增大了，所以原线圈的电流示数也要增加；由于电源的电压不变，匝数比不变，原副线圈的电压也不变，所以的示数不变，由于副线圈中电流增大，的电压变大，所以的示数要减小，

即的电压也要减小，所以的示数要减小，所以B正确。故选B。【点睛】电路的动态变化的分析，总的原则就是由部分电路的变化确定总电路的变化的情况，再确定其他的电路的变化的情况，即先部分后整体再部分的方法。如图所示，某小型水

电站发电机的输出功率为10kW，输电电压为400V，向距离较远的用户供电，为了减少电能损失，使用2kV高压输电，最后用户得到220V、9.5kW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1122400120005nUnU（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2PIR损

而输送电流决定于输出电压及输送功率，所以有2PIU联立有2322232000()0.510()201010PURPIP损损（3）设降压变压器原线圈上电压为3U，则322000V520V=1900VUUIR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【答案】D【点睛】对于远距离输电这一块，（1）输电电流I：输电电压为U，输电功率为P，则输电电流；（2）电压损失：

输电线始端电压U与输电线末端电压的差值；（3）功率损失：远距离输电时，输电线有电阻，电流的热效应引起功率损失，损失的功率①，②，③。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ΔΔt由线圈磁场中的位置决定，电动势e由ΔΔt决定；（2）两个特殊位置：中性面位置，此时Φ

最大，ΔΔt=0，e=0；线圈平面与磁感线平行时，Φ=0，ΔΔt最大，e最大；（3）三个一一对应：物理量（ΔΦ、ΔΔt、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。学-科网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，2121nIIn，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+U3，ΔU=I2R线

；电流之间的关系：I2=I3。1．如图所示，下列图象属于交流电的有ABCD【答案】AC【解析】交流电是指电流的方向发生变化的电流，电流的大小是否变化对其没有影响，电流的方向变化的是AC，AC是交流电，BD是直流电，故选AC。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【答案】AC【解析】t时刻MN边与磁场方向的夹角为90°，线框与磁场垂直，此时磁通量最大，没有边切割磁感线

运动，所以感应电流为零，故A正确，B错误；线圈转动产生的电流为正弦式交流电，电动势有效值E=Em=BSω，故C正确，D错误。故选AC。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=0.1s和t=0.3s时，电动势最大B．在t=0.1s和t=0.3s时，线圈与中性面垂直C．在t=0.2s和t=0.4s时，磁通量变化率最大D．在t=0.2s和t=0.4s时，电动势改变方向【答案】C【解析

】在0.1s和0.3s时磁通量最大，磁通量变化率为零，所以电动势为零，与中性面平行，AB错误；在0.2s和0.4s时磁通量为零，此时磁通量变化率最大，电动势最大，电动势不改变方向，C正确，D错误。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50r/sB．若将该交流电压加在阻值为

100Ω的电阻两端，则该电阻在1min内产生的热量为6×103JC．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【答案】ACD【解析】由可知，选项A正确；由公式，选项B

错误；根据Um=NBSω可知，当发电机线圈的转速提高一倍，即ω增大一倍时，Um=200V，则，选项C正确；由公式可得，，选项D正确；故选ACD。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5AB．该交流电的频率是20Hz

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）【答案】D【解析】由图线知，交流电的最大值为5A，A错误；该交流电的周期为0.02s，频率为50Hz，B错误；t=

0时刻线圈平面垂直中性面，C错误；该交流电电流的瞬时表达式为i=5cos100πt（A），D正确。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10AB．线圈转动的角速度为50πrad/sC．0.01s时线圈平面与磁场方向平行D．0.02s时电阻R中电流的方向自右向左

【答案】AC【解析】题图乙可知交流电电流的最大值是m102AI，则有效值为：m102A10A22II；由于电流表的示数为有效值，故示数I=10A，故A正确；角速度2π100πrad/sT，故B错误；0.01s时线圈中的感应电流达到最

大，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，磁通量为0，故线圈平面与磁场方向平行，故C正确；由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向自左向右，故D错误。【名师点睛】由题图乙可知交流电电流的最大值、周期，电流

表的示数为有效值，感应电动势最大，则穿过线圈的磁通量变化最快，由楞次定律可判断出0.02s时流过电阻的电流方向。要注意明确电流表示数、机器铭牌上所标的电流值、电压值等均为有效值。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=0.005s时线框的磁通量变化率为零B．t=0.01s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311VD．线框产生的交变电动势频率为100Hz【答案】B8．（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＝1Ω、横截面积S＝1.5×10－3m2，外接电阻R＝7Ω。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0B．在t＝0.005s时通过电阻R的电流方向由a流向bC．在0～0.01s内通过电阻R的电荷量q＝1.5×10－3CD．在0.02～0.03s内电阻R产生的焦耳热为Q＝1.8×10－3J【答案】C【解析

】A.在t＝0.005s时，磁通量变化最快，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势最大，通过R的感应电流最大，故A错误；B.在t＝0.005s时，穿过线圈的磁通量向左减小，根据―楞次定律‖可知，感应电流方向由b流向a，故B错误；C.根据法拉第电

磁感应定律E=n，I=，q=It，联立可得q==1.5×10－3C，故C正确；D.由于磁感应强度按正弦规律变化，ω==100πrad/s，所以产生的感应电动势的最大值Em=nmω=100×4×10-2×1.5×10-3×100πV=0.6πV，电流的有效值为A=0.15A，在0.02

～0.03s内电阻R产生的焦耳热为Q＝I2Rt=0.152×7×0.01J=1.575×10－3J，故D错误。故选C。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―220V40W‖的灯

泡和标有―20μF360V‖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220VC．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【答案】BD【解析】A项：

交流电的最大值为小于电容器的击穿电压，故电容器不会被击穿，故A错误；B项：交流电压表测量为交流电压的有效值，由乙图可知，交流电压的最大值为，由电压的有效值为，故B正确；C项：电压表的示数为有效值，电压表的示数为220V，故C错误；D

项：t=T/2时刻，灯泡两端电压的瞬时值为0，通过灯泡的电流的瞬时值为0，故D正确。故选BD。【点睛】本题考查描述交流电的有效值及最大值，要注意明确交流电的有效值不能超过电容器的最大耐压值；而电压表等测量的为有效值。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【答案】

B【解析】开关S闭合后，电阻减小，而次级电压不变，副线圈的电流增大，原线圈的电流也增大，故A错误；副线圈电流增大，R两端的电压增大，故B正确；副线圈电压由原线圈和匝数比决定，而原线圈电压和匝数比都没有变，所以副线圈输出电压不变，故C错误；原线圈的电压不变，而电流增大，故原线圈的输入功率增大，故D

错误。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=1:1000，33d为交流电压表。当变压器副线圈电压的

瞬时值大于40002V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．22VB．4VC．1.5VD．1V【答案】B【解析】根据原副线圈的电压比等于匝数比，m11m22UnUn，原线圈电压的最大值为42V，交流电压表的示数为有效值：m11

4V2UU，故ACD错误，B正确。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=0.055m2，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44Ω，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50HzB．矩形线圈中产生的电动势的最大值为220VC．变

压器原、副线圈匝数之比为5:1D．变压器的输出功率为88W【答案】AC【解析】由副线圈电阻两端电压的变化图线可知，通过灯泡的交变电流的周期是0.02s，频率是50Hz，选项A正确；矩形线圈中产生的电动势的最大值为，选项B错误；变压器次级电压最大值为44V，则

变压器原、副线圈匝数之比为，选项C正确；电阻R上电压的有效值为，解得，灯泡两端电压的有效值为44V，则变压器次级的功率：，即变压器的输出功率为66W，选项D错误；故选AC。13．如图所示为理想变压器，四个灯泡L1、L2、L3、L4都标有―4V，4W‖，变压器原、副线圈匝数

比n1:n2=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．16VB．20VC．24VD．25V【答案】D【解析】由图可知，L2与L3并联后与L4串联，故L4中电流为L2与L3电流之和；L1电

流为原线圈中的电流，而L4电流等于副线圈中的电流，根据电流之比等于线圈匝数之比可得：124114InIn；故L4应达到额定功率，即输出电流为：24A1A4PIU；L2与L3中电流均为0.5A，此时并联部分电压为2V；变压器输出电压为：U2=4+2=6V，输入电压

为：112246V24V1nUUn；此时灯泡L1中电流为0.25A，电压为1V，故ab两端的电压最大值为：Um=24+1=25V，故D正确，ABC错误。【名师点睛】本题考查变压器的基本内容，要注意明确电流电压与匝数的关系，知道变压器输入电压为ab两端的电压与灯泡L1两端电压的差值，即

相当于灯泡L1与变压器串联。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BlωrB．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【答案】BC【

解析】A、设金属棒的线速度方向与竖直向下的磁场方向之间的夹角为，则金属棒由于切割磁场而产生的感应电动势为：，在t=0时刻，即，此时感应电动势最大为，但是由于电压表的示数为有效值，即为，故选项A错误；B、由图可知，在金属棒转动一个周期内，电流方向改变两次，周期为：，则每秒内电

流改变的次数为：次，故选项B正确；C、根据变压器的端电压与匝数的关系可知：，则，则电阻R实际消耗的功率为：，故选项C正确；D、若角速度ω增大，则交变电流的频率增大，则导致电容器的容抗减小，电感线圈的感抗增大，但是通过上面分析可知，当角速度ω增大时原、副线圈两端的电压也随之增大，故灯

泡L1、L2亮暗程度无法确定，故选项D错误。【点睛】本题是电磁感应与变压器规律的综合，关键要掌握法拉第电磁感应定律、欧姆定律和变压器的规律，知道交流电表测量有效值。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＝311sin100πtVB．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【答案】AB【解析】A.根据乙图可知，原线圈电压的最大值为311V，ω=2π/T=100πrad/s，则电压u的表达

式u=311sin100πt(V)，故A正确；B.原线圈电压不变，线圈匝数不变，仅增大电压u的频率，电压表示数不变，则电容通高频阻低频，D1亮度变亮，电感线圈通低频阻高频，则频率越大，阻碍作用越大，所以D2变暗，故B正确；

C.仅拔出电感线圈L的铁芯，自感系数减小，D1亮度变暗，D2亮度也变暗，故C错误；D.根据乙图可知，原线圈电压的最大值为311V，则有效值U1=V=220V，根据理想变压器电压与匝数成正比得：n1:n2=U1:U2=10:1，解得：U2=22V，所以电

压表示数为22V不变，t＝0.005s时，电动势最大，发电机的线圈平面与磁场方向平行，故D错误；故选AB。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=0B．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=0C．若ab棒在某一中心位置附近做v=vmsinωt的运动，则IR≠0、IL≠0、IC≠0D．若ab棒匀加速运动，则

IR≠0、IL≠0、IC=0【答案】BCD【点睛】本题考查对变压器原理的理解，并抓住产生感应电流的条件和电感、电容的特性进行分析。17．发电机输出功率为100kW，输出电压是250V，用户需要的电压是220V，输电线电阻为10Ω。若输电线中因发热而损失的功率为

输送功率的4%，试求：（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。【答案】（1）见解析（2）96kWP出（3）3424011nn【解析】（1）输电线路的示意图如图所示（2）用户得到的电功率10096%kW96kW

P出（3）输电线损耗功率1004%kW4kWP线，又22PIR线线输电线电流2320AII原线圈中输入电流11100000A400A250PIU所以122120140020nInI这样122125020V5000VUnU

n，3250002010V4800VUUU线所以3344480024022011nUnU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200kW，输出电压为500V，输电导线的总电阻为10Ω，导线上

损耗的电功率为16kW，该村的用电电压是220V。（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80kW，则该村还可以装―220V，40W‖的电灯多少盏？【答案】（1）12110nn3423011nn（2）26

00n盏【解析】（1）根据如图所示输电线路，设高压输电线电流I2，输电电压为U2，由题意可知：P损=I22r；所以有：321610A40A10PIr损而31120010A400A500PIU根据电流与匝数成反比，则有

：122120120010nInIU3=U2–I2R线=(500×10–40×10)V=4600V根据电压与匝数成正比，则：334423011nUnU（2）据降压变压器输入功率等于输出功率有：P3=P4=200–16

=184kW灯可以消耗的功率是：P灯=104kW所以还可装灯的盏数为：104000260040n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120kW，输出电压是240V，升压器原、副

线圈的匝数之比为1:50，输电线的总电阻为10Ω，用户需要的电压为220V。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？【答案】（1）1000PW（2）3459511nn【解析】（1）根据理想变压器的变压规律1122UnUn得输电电压221150240V

12000V1nUUn输电电流：22120000A10A12000PIU输电线上损失的功率2221010W1000PIrW（2）输电线上损失的电压21010V100VUIr降压变压器原线圈两端的电压U3=

U2–ΔU=12000V–100V=11900V根据理想变压器的变压规律得：33441190059522011nUnU20．如图所示，发电机输出功率为100kW，输出电压为U1=250V，用户需要的电压为U4=220V，两变压器之间输电线的总电阻为R线=10Ω，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？【答案】1=400AII2=20A【解析】输电线路的示意图如图所示，输电线损耗功率P线=4%P出=4kW又P线

=I22R线输电线电流I2=I3=20A原线圈中输入电流11100000==A400A250PIU=21．有一台内阻为1Ω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=4Ω，全校共22个班，每班有―220V，40W‖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。【答案】（1）P出=5424W（2）250VE【解析】（1）全校消耗的总功率：P用=NP0=22×40×6W=5280W设线路电

流为I线，用电器电压为U4，降压变压器原线圈电压为U3，则根据变压比：144343nnUU，解得：3344880VnUUn35280A6A880PIU用线线路损失功率2264W144WPIR损线线那么发电机的输出功率为：P出=P用+P损=5280W+144W=5424W（2）

发电机的电流为：2124AnIIn发线升压变压器的输入电压为：1226VPUI出发学-科网发电机的电动势为：24A1226V250VEUIr