1、专题十二交变电流课标解读考点内容考情分析备考指导交变 电 流 的 产生和描述通过实验，认识交变电流。能用公式和图像描述正弦交变电流。变压器、电能的输送通过实验，探究并了解变压器原、副线圈电压与匝数的关系。知道远距离输电时通常采用高压输电的原因。从近几年命题看，高考对本专题内容考查的频率较低。主要体现在“三突出”：一是突出考查交变电流的产生过程；二是突出考查交变电流 的 图 像 和 交 变 电 流 的“四值”；三是突出考查变压器及远距离输电。难度不大，多以选择题的形式命题。变压器的动态变化以及与电路相结合的问题仍是本专题的重点和难点。本专题知识是电磁感应知识的应用和延伸，因此运用电磁感应定律来理
2、解交变电流的产生及变压器的原理是关键和核心。（）交变电流的变化规律，如交变电流瞬时值表达式、交变电流图像的考查；（）交变电流瞬时值、峰值、有效值、平均值的理解和计算；（）变压器的原理、远距离输电的考查；（）含有变压器的动态分析问题。这都是高考的重点。交变电流与工农业生产和日常生活紧密联系，所以复习时一定要注意理论与实际的结合。命题立意本题考查理想变压器和串、并联电路的相关知识，意在考查学生的推理能力和分析问题、解决问题的能力。体现了物理学科核心素养中物质观念、科学推理、科学论证等要素。解题指导题目中告诉与副线圈并联的定值电阻 中电流随时间变化的规律，可得到该电阻两端电压的有效值，也就是副线圈两
3、端电压的有效值，进而求出流过定值电阻 的电流的有效值；再根据匝数比，可得到原线圈两端电压的有效值，进而求得电阻 两端的电压。变压器的输入功率等于副线圈两端的输出功率，也就是 和 消耗的功率。答案解析见 拓展延伸对变压器的考查，多以动态分析为主，副线圈连接一滑动变阻器，通过移动滑片的位置，判断电压、电流、功率的变化情况；也可以跟远距离输电结合起来考查；还可以拓展出多个副线圈的问题。专题十二 交变电流 年高考年模拟 版（教师用书）真题多维细目表真题涉分考点交变电流的产生和描述变压器、电能的输送题型设题情境学科素养 山东，交变电流有效值理想变压器单选理想变压器与电路模型建构、科学推理 课标，电能输送
4、多选特高压输电模型建构、科学推理 课标，交变电流的描述理想变压器多选理想变压器与电路模型建构、科学推理 海南单科，变压器多选理想变压器模型建构、科学推理 江苏单科，变压器单选理想变压器模型建构、科学推理 天津理综，交变电流的产生和描述多选矩形线框旋转切割磁感线模型建构、科学推理 海南单科，交变电流的产生和描述多选矩形线框旋转切割磁感线模型建构、科学推理 江苏单科，电能的输送单选远距离输电模型建构、科学推理 课标，交变电流有效值单选 图像模型建构、科学推理 北京理综，变压器单选理想变压器模型建构、科学推理 天津理综，交变电流的产生和描述多选 图像科学推理 课标，变压器单选含理想变压器的电路科学推
5、理 课标，变压器多选理想变压器科学推理 课标，交变电流的产生多选两种导线框旋转切割磁感线科学推理、科学论证 天津理综，变压器单选理想变压器科学推理 命题规律与探究 本专题高考考查内容主要有：（）交变电流的产生及变化规律，（）交变电流的四值及应用，（）理想变压器的工作原理与规律，（）理想变压器的动态电路分析，（）远距离输电的模式以及电压和功率的损耗。题型主要为选择题，物理核心素养方面主要考查学生的“模型构建”和“科学推理”要素。能力主要考查理解与推理能力。整体难度中偏易。备考方法与策略 复习时要重点关注：（）交变电流的产生过程，（）交变电流的图像和交变电流的四值，（）理想变压器电路中原、副线圈与
6、各物理量之间的制约关系，（）理想变压器的工作原理，（）远距离输电的特点。远距离输变电设备我国远远领先世界，与之相关的信息给予题多多训练。变压器的动态变化问题应作为本专题的重点和难点。专题十二 交变电流 考点一 交变电流的产生和描述 交变电流方向随时间 做周期性变化 的电流叫作交变电流。如图（）、（）、（）、（）所示都属于交变电流。其中按 正弦 规律变化的交变电流叫正弦式交变电流，如图（）所示。正弦式交变电流的产生和变化规律（）产生：在匀强磁场里，绕垂直于磁场方向的轴 匀速 转动的线圈里产生的是正弦式交变电流。（）规律函数形式：若 匝面积为 的线圈以角速度 绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，磁感应强
7、度为，从中性面开始计时，其函数形式为 ，用 表示电动势的最大值，则有 。其电流大小为 。图像：用以描述正弦交流电电流随时间变化的规律，如图（）所示。正弦式交变电流磁通量和电动势的关系计时起点物理量函数图像从（中性面）开始计时磁通量 电动势 从（磁通量为零）开始计时磁通量 电动势 说明；表征交变电流的物理量（）周期和频率周期：交变电流完成 次周期性变化所需要的 时间，单位是秒（）。表达式为 （为转速）。频率：交变电流在 内完成周期性变化的次数，单位是赫兹（）。周期和频率的关系：或 。（）交变电流的瞬时值、最大值、有效值和平均值瞬时值：交变电流某一时刻的值。最大值：交变电流或电压所能达到的最大的值
8、。有效值：让恒定电流和交变电流分别通过阻值相等的电阻，如果在交流的一个周期内它们 产生的热量 相等，就可以把恒定电流的数值规定为这个交变电流的有效值。交变电流的平均值：，（）。考点二 变压器、电能的输送 电阻、感抗、容抗的比较电阻感抗容抗产生的原因定向 移 动 的 自由电 荷 与 不 动的 离 子 间 的碰撞电感 线 圈 的 自感现 象 阻 碍 电流的变化电容器两极板上积累的电荷对向这个方向定向移动的电荷的反抗作用在电路中的特点对直流、交流均有阻碍作用只对 变 化 的 电流，如交流有阻碍作用不能通直流，只能通变化的电流。对直流的阻碍作用无限大，对交流的阻碍作用随频率的减小而增大决定因素由导体本
9、身（长短、粗细、材料）决 定，与 温 度有关由线 圈 本 身 的自感 系 数 和 交流 电 的 频 率决定由电容的大小和交流电的频率决定电能的转化与做功电流 通 过 电 阻做功，电能转化为内能电能 和 磁 场 能相互转化电能与电场能相互转化 变压器及其原理（）主要构造：常见变压器的模型与符号如图甲、乙所示。甲乙注：与电源相连的为原线圈，其余则为副线圈。年高考年模拟 版（教师用书）（）工作原理理想变压器没有能量损失（铜损、铁损），没有磁通量损失（磁通量全部集中在铁芯中）基本关系功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，入 出 电压关系原、副线圈的电压比等于匝数比，公式：，与负载、副线圈的多少
10、无关电流关系（）只有一个副线圈时：（）有多个副线 圈时：由 入 出 得 或 频率关系（变压器不改变交流电的频率）制约关系电压副线圈电压 由原线圈电压 和原副线圈匝数比决定功率原线圈的输入功率 由副线圈的输出功率 决定电流原线圈电流 由副线圈电流 和原副线圈匝数比决定 （）两种特殊的变压器自耦变压器自耦变压器（又称调压器），它只有一个线圈，其中的一部分作为另一个线圈，当交流电源接不同的端点时，它可以升压也可以降压，变压器的基本关系对自耦变压器均适用，如图所示。互感器互感器分为电压互感器和电流互感器，两者比较如下。电压互感器电流互感器原理图原线圈的连接并联在高压电路中串联在大电流电路中副线圈的连接
11、连接电压表连接电流表互感器的作用将高电压变为低电压将大电流变成小电流利用的公式 电能的输送（）为减小输电线路上的电能损失，常采用 高压 输电，这是因为输电功率一定时，输电线上电流 ，输电线上损失的功率 损 ，可知 损 。（）输电线上的功率损失 损 、损()、损 中的“”是指同一电压吗？损 和 损 中的 是指输电线上损失的电压，相当于 或 线，所 以 式 子 可 写 为 损 线、损（）线。损()中的 是指输电电压，即从发电机发出经过变压器升压后的电压。注意三个式子中 的不同，切记不要混淆。考点一 交变电流的产生和描述（河北衡水金卷模拟一）（多选）如图所示，线圈 匝数 ，面积 ，边界（与线圈的 边
12、重合）右侧存在磁感应强度 的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕 边以 的角速度匀速转动。则以下说法正确的是（）线圈产生的是正弦交流电线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为 线圈转动 时瞬时感应电动势为 线圈产生的感应电动势的有效值为 答案 （多选）如图所示，空间有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在磁场中竖直放置两相对的相同金属圆环，两环相距，用外力使一根长度也为 的金属杆沿环匀速率运动，用导线将金属杆和外电阻相连，整个过程中只有金属杆切割磁感线。已知磁感应强度大小为，圆环半径为，杆转动角速度为，金属杆和电阻的阻值均为，其他电阻不计，则（）在金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻
13、的电流先变大后变小在金属杆从圆环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的专题十二 交变电流 电流先变小后变大流过外电阻的电流有效值为 流过外电阻的电流有效值为 答案 （山东聊城二模）如图甲所示，矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的中心轴 匀速转动，从某时刻开始计时，产生的感应电动势 随时间 的变化曲线如图乙所示，若外接电阻 ，线圈电阻 ，则下列说法正确的是（）线圈的角速度为 末穿过线圈的磁通量最大通过线圈的最大电流为 电压表的示数为 答案 考点二 变压器、电能的输送（多选）如图所示为远距离输电示意图，升压变压器 和降压变压器 均为理想变压器，（、都大于）。输电线的总电阻为，升压变压器 原线圈电压
14、的有效值为，的原线圈输入的电功率为。下列说法正确的是（）降压变压器 副线圈的电压为输电线上的电流为 用电设备的数目增多，降压变压器 原线圈的电压变大用电设备的数目减少，输电线上的电流减小答案 如图所示，四个相同的电灯与理想自耦变压器连接，其额定电压为，已知原线圈和副线圈的匝数比为 ，当接上交流电源后，副线圈上三个灯泡均正常发光，则下列说法正确的是（）能正常工作不能正常工作，且两端电压小于 交流电源电压为 交流电源电压为 答案 （河北唐山第三次诊断）如图甲所示的电路中，、为两只“”的灯泡，变压器为理想变压器，电流表和电压表均为理想交流电表。当、端接如图乙所示的交变电压时，两只灯泡均正常发光。则（
15、）电压表的示数为 电压表的示数为 电流表的示数为 电流表的示数为 答案 拓展一 交流电有效值的求解 交变电流有效值的规定交变电流、恒定电流 直分别通过同一电阻，在交流的一个周期内产生的焦耳热分别为 交、直，若 交 直，则交变电流的有效值 直（直流有效值也可以这样算）。对有效值的理解（）交流电流表、交流电压表的示数是指有效值；（）用电器铭牌上标的值（如额定电压、额定功率等）指的均是有效值；（）计算热量、电功率及保险丝的熔断电流用的是有效值；（）通常没有特别加以说明的，是指有效值；（）“交流的最大值是有效值的 倍”适用于正弦式交变电流。计算交变电流有效值的方法（）计算有效值时要根据电流的热效应，抓
16、住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。（）分段计算电热求和得出一个周期内产生的总热量。（）利用两个公式 和 可分别求得电流有效值和电压有效值。（）若图像部分是正弦式交变电流，其中的 周期（必须是从零至最大值或从最大值至零）和 周期部分可直接应用正弦式交变电流有效值与最大值间的关系 、求解。例 如图所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦交流电的每一个二分之一周期中，前面四分之一周期被截去，则现在电灯上电压的有效值为（）年高考年模拟 版（教师用书）解析 由题给图像可知，交流电压的变化规律具有周期性，用电流热效应的等效法求解。设电灯的阻值为，正弦交流电压的有效值
17、与峰值的关系是 ，由于一个周期内半个周期有交流电压，一周期内交流电产生的热量为 ，设交流电压的有效值为，由电流热效应得 ，所以该交流电压的有效值 ，可见选项 正确。答案 拓展二 交变电流“四值”的理解物理量物理含义重要关系适用情况及说明瞬时值交 变 电 流某 一 时 刻的值 计算线圈某时刻的受力情况的瞬时值峰值最 大 的 瞬时值 讨论电容器的击穿电压有效值跟 交 变 电流 的 热 效应 等 效 的恒定电流值对正弦式交变电流有：（）计算与电流热效应有关的量（如功、功率、热量等）（）电器设备“铭牌”上所标的一般是有效值（）保 险丝的熔断 电流为有效值平均值交 变 电 流图 像 中 图线 与 时 间
18、轴 所 围 的面 积 与 时间的比值 计算一段时间内通过导体横截面的电荷量 例 如图所示，矩形线圈面积为，匝数为，线圈电阻为，线圈在磁感应强度为 的匀强磁场中绕 轴以角速度 匀速转动，外电路电阻为，当线圈由图示位置转过 的过程中，下列判断正确的是（）电压表的读数为 通过电阻 的电荷量为（）电阻 所产生的焦耳热为 （）当线圈由图示位置转过 时的电流为（）解析 线圈在磁场中转动产生了正弦式电流，其电动势的最大值 ，电动势的有效值 ，电压表的读数等于交流电路路端电压，且为有效值，则 （），错误；求通 过 电 阻 的 电 荷 量 要 用 交 流 电 的 平 均 电 流，则 （）（），故 正确；电阻 产
19、生的热量应该用有效值来计算，线圈由图示位置转过 过程中，电阻 产生的热量为（）（），故 错误；线圈由图示位置转过 时的电流为瞬时值，则瞬时值的表达式为 （），故 错误。答案 拓展一 交流电有效值的求解（河北五个一名校联盟第一次诊断）如图所示为一交流电电流随时间变化的图像，此交流电电流的有效值为（）专题十二 交变电流 答案 （辽宁大连质检）、是两个完全相同的电热器，通以图甲所示的方波交变电流，通以图乙所示的正弦式交变电流，则两电热器的电功率 等于（）答案 （湖北武汉二月调研）如图（）所示，阻值为 的定值电阻接在如图（）所示的交流电上，交流电的前半个周期为正弦交流电，后半个周期为恒定电流。理想交流
20、电压表的示数为（）答案 拓展二 交变电流“四值”的理解（河北张家口期末）（多选）如图所示，处在垂直纸面向外、磁 感 应 强 度 大 小 为 的 匀 强 磁 场 中 的 单 匝 矩 形 线 框，以恒定的角速度 绕对角线 转动。已知 长为，长为，线框电阻为。时刻线框平面与纸面重合，下列说法正确的是（）矩形线框产生的感应电动势有效值为 矩形线框转过 时的电流为零矩形线框转动一周，通过线框任意横截面的电荷量为矩形线框转过 过程中产生的热量为答案 （湖北黄冈中学模拟）（多选）如图甲所示是一种振动发电装置的示意图，半径为 、匝数 的线圈位于辐向分布的磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其右视图如图乙
21、所示），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为 ，线圈电阻为 ，它的引出线接有 的小电珠，外力推动线圈框架的 端，使线圈沿轴线做往复运动，线圈运动速度 随时间 变化的规律如图丙所示（摩擦等损耗不计），则（）小电珠中电流的峰值为 小电珠中电流的有效值为 电压表的示数约为 时外力的大小为 答案 （天津质检）（多选）如图甲所示，将阻值为 的电阻接到内阻不计的正弦交变电源上，电流随时间变化的规律如图乙所示，理想交流电流表串联在电路中测量电流的大小。对此，下列说法正确的是（）电 阻 两 端 电 压 变 化 规 律 的 函 数 表 达 式 为 （）电阻 消耗的电功率为 如图丙所示，若此交变电流由一矩形线框在匀
22、强磁场中匀速转动产生，当线圈的转速提升一倍时，电流表的示数为 这一交变电流与图丁所示电流比较，其有效值之比为 答案 年高考年模拟 版（教师用书）（云南师大附中月考）阻值为 的纯电阻元件通以如图所示的交流电，则该元件的发热功率为（）答案 电热 ，代入数据得（）（），解得电压有效值为 ，发热功率 ，故选。（广东百校联考，）一交流电压的瞬时值表达式为 （），下列判断正确的是（）该交流电压的频率为 时，该交流电压的瞬时值为 直接用电压表测该交流电压，其示数为 若将该交流电压加在阻值为 的电阻两端，则电阻的发热功率为 答案 交流电压频率为：，故 错误；时，（）（），故 错误；电压表测量的是有效值，则 ，
23、故 错误；若将该交流电压加在阻值为 的电阻两端，则电阻的发热功率为 ，故 正确。（广东广州线上测试，）（多选）在同一匀强磁场中，两个相同的矩形金属线圈、分别绕线圈平面内且与磁场垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间变化的图像如图所示，则（）线圈 的转速是 的 倍线圈 产生的电动势最大值为 时，线圈 恰好经过中性面 时，线圈 恰好经过中性面答案 试题以矩形金属线圈匀速转动为情境，考查交变电流的产生以及交流的峰值等知识，主要考查理解能力，体现了科学推理学科素养。由图可知 ，线圈、的转速之比为 ，故 错误；最大感应电动势为 ，由图像可知，线圈产生的感应电动势最大值为 ，则 线圈产生的感应电动势最大值为
24、 ，故 正确；由图像可知，时，线圈 产生的感应电动势最大，则此时线圈 位于垂直中性面位置，故 错误；时，线圈 产生的感应电动势为，则此时线圈 恰好经过中性面，故 正确。（广东茂名一模，）（多选）某同学用如图所示电路演示交流发电机的发电原理，线圈电阻不计，电表为理想电表。当线圈转动的转速增大 倍，下列说法正确的是（）当线圈处于图示位置时，灯泡两端电压最大电流表测量的是通过灯泡的最大电流电压表的示数增大为原来的 倍通过灯泡的电流频率为原来的 倍答案 试题以交流发电机为情境，考查交变电流的产生以及交流的峰值、有效值以及它们的关系等知识，主要考查理解能力，体现了科学推理学科素养。当线圈处于图示位置时，
25、位于与中性面垂直的平面，瞬时感应电动势最大，灯泡两端电压最大，故 正确；电流表测量的是通过灯泡电流的有效值，故 错误；根据 、可知，当转速增加 倍，则电动势最大值增大为原来的 倍，根据 可知电动势有效值增大为原来的 倍，即电压表的示数增大为原来的 倍，故 正确；根据 可知，当转速增大 倍，交流电的频率变为原来的 倍，即通过灯泡的电流频率为原来的 倍，故 正确。（河北邯郸鸡泽一中八模）在某种科学益智玩具中，小明找到了一个小型发电机，其结构示意图如图、所示。图 中，线圈的匝数为，长度为，长度为，电阻为；图 是此装置的正视图，切割处磁场的磁感应强度大小恒为，有理想边界的两个扇形磁场区夹角都是。外力使
26、线圈以角速度 逆时针匀速转动，电刷 端和 端接定值电阻，阻值为，不计线圈转动轴处的摩擦，下列说法正确的是（）专题十二 交变电流 线圈中产生的是正弦式交变电流线圈在图 所示位置时，产生感应电动势 的大小为 线圈在图 所示位置时，电刷 的电势低于 外力做功的平均功率为（）（）答案 一个周期时间内，有半个周期线圈的两边在均匀轴向磁场中做切割磁感线运动，据法拉第电磁感应定律有 ，其中 ，解得 ，不是正弦式交变电流，故、错误。根据右手定则，图 所示位置时外电路中电流由 经定值电阻流向，外电路电流由电势高处流向电势低处，则 的电势高于 的电势，故 错误。线圈转动一个周期时间内，产生电流的时间是半周期，故外
27、力平均功率（）（）（），故 正确。易错警示 利用 计算一个周期内的平均值时，即使在一个周期内存在某段时间内无电流，也必须取 进行计算。（湖北荆门元月调考）（多选）如图所示，固定平行的长直导轨、放置于匀强磁场中，导轨间距 ，磁感应强度 ，方向垂直于导轨平面向下，导体棒与导轨接触良好，驱动导体棒使其在磁场区域运动，速度随时间的变化规律为 （），导轨与阻值为 的外电阻相连，已知导体棒的电阻为 ，不计导轨与电流表的电阻，则下列说法正确的是（）导体棒做切割磁感线运动，产生频率为 的正弦交流电导体棒产生的感应电动势的有效值为 交流电流表的示数为 时间内 产生的热量为 答案 据题意，速度变化规律为 （），则
28、产生的电动势为 （），即产生频率为 的正弦交流电；电动势峰值为 ，则电动势的有效值 ，故 正确，错误。电流表示数 ，故 错误。交流电的周期 ，在 时间内电阻 上产生热量 （），故 正确。（北京普通高中学业水平等级性考试适应性测试，）如图所示，理想变压器的原线圈接在 （）的交流电源上，副线圈接有 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 ，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）原线圈的输入功率为 电流表的读数为 电压表的读数为 通过电阻 的交变电流频率是 答案 试题以理想变压器为情境，考查变压器知识，主要考查理解能力，体现了科学推理学科素养。由瞬时值的表达式可得，原线圈的电压有效值为 ，根据电
29、压与匝数成正比可得，副线圈的电压为，再由输入功率等于输出功率可得：，所以原线圈中的电流为 ，由输入功率等于输出功率可得，原线圈的输入功率为：，故、错误；电压表的读数为电压的有效值，由 的分析可知，副线圈两端电压的有效值为，所以电压表的读数为 ，故 正确；变压器不会改变交变电流的频率，频率：，故通过电阻 的交变电流频率是 ，故 错误。（广东汕头一模，）如图所示为远距离输电的原理图。发电厂输出的电压恒定，升压、降压变压器均为理想变压器。用户负载的变化会造成其得到的电压变化，供电部门要实时监控，监控电表为理想电表。若某次监测发现电压表 的示数减小。则下列判断正确的是（）电流表 的示数增大电流表 的示
30、数减小电压表 的示数增大输电线损失的功率减小答案 根据题意知，发电厂的输出电压恒为，升压变压器的变压比不变，所以电压表 的示数不变，故 错误；电压表 的示数减小，根据降压变压器变压比可知，降压变压器的输入电压减小，线，由 可知，减小，减小，由以上式子分析得：电流表 的示数增大，故 正确；电流表 的示数增大，根据降压变压器电流比 可知，电流表 的示数增大，故 错误；输电线上损失功率为 损 线，由于电流表 的示数增大，因此输电线损失的功率增大，故 错误。（广东汕头二模，）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电，副线圈回路中接有理想电流表、定值电阻（阻值为 ）、
31、二极管（正向电阻为零，反向电阻为无穷大）和开关 等，开关 原来闭合。以下判断正确的是（）年高考年模拟 版（教师用书）副线圈中的电流为交变电流，其频率等于 电流表的示数为 变压器输入的电功率 若将开关断开，则电阻 每 内产生的焦耳热为 答案 根据题图乙得原线圈交变电流频率 ，副线圈中的电流为交变电流，其频率等于 ，故 错误；由题图乙可知，原线圈输入电压的有效值为 ，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，根据电压与匝数成正比得副线圈两端电压 ，电流表的示数为 ，故 正确；变压器输入的电功率 ，故 错误；若将开关断开，由于二极管具有单向导电性，在一个周期内只有半个周期有电流通过电阻，电阻 每 内产生的焦耳
32、热 ，故 错误。（广东梅州二模，）在匀强磁场中有一不计电阻的矩形线圈，绕垂直磁场的轴匀速转动，产生如图甲所示的正弦交流电，把该交流电接在图乙中理想变压器的、两端，电压表和电流表均为理想电表，为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），为定值电阻。下列说法正确的是（）变 压 器 原 线 圈 两 端 电 压 的 瞬 时 值 表 达 式 为 （）在 时，穿过该矩形线圈的磁通量的变化率为零处温度升高时，由于变压器原、副线圈匝数比不变，因此电压表、示数的比值不变处温度升高时，电流表的示数变小，变压器输入功率变小答案 原线圈接的图甲所示的正弦交流电，由图知最大电压 ，周期 ，故角速度是 ，（），当 时，此时穿过该
33、线圈的磁通量最大，穿过线圈的磁通量的变化率为零，故 错误，正确；处温度升高时，原、副线圈两端电压比不变，但是 不是测量副线圈两端电压，处温度升高时，阻值减小，电流增大，则 两端电压增大，所以 示数减小，则电压表、示数的比值增大，故 错误；处温度升高时，阻值减小，电流增大，而输出电压不变，所以变压器输出功率增大，而输入功率等于输出功率，所以输入功率增大，故 错误；故选。（广东六校联盟三模，）如图所示，变压器为理想变压器，变化规律为 （）的电压接在、两端，为灯泡，为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表 的示数增大了 ，电流表 的示数增大了 ，则下列说法正确的是（）电压
34、表 示数不变，示数增大变阻器滑片是沿 的方向滑动该变压器起降压作用灯泡发光每秒闪 次答案 试题以理想变压器为情境，考查变压器知识，主要考查理解能力，体现了科学推理学科素养。电流表 的示数增大了 ，电流表 的示数增大了，即副线圈中电流增大，变压器的输入电压不变，匝数比不变，所以副线圈两端电压不变，即、示数不变，根据闭合电路欧姆定律得变阻器接入电路的阻值减小，所以变阻器滑片是沿 的方向滑动，由于电流表 的示数增大，因此灯泡 两端电压增大，滑动变阻器 两端电压减小，即电压表 示数减小，故、错误；电流表 的示数增大了，电流表 的示数增大了 ，则 ，该变压器起降压作用，故 正确；分析交流电压的表达式可知
35、，周期 ，一个周期内电流方向改变两次，故灯泡发光每秒闪 次，故 错误。（广东深圳第一次线上统一考试，）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，原线圈接入如图乙所示的正弦式交变电流，、均为理想电表，二极管 正向电阻为零，反向电阻无穷大，是定值电阻，是灯泡，是热敏电阻（电阻随温度升高而减小）。以下说法正确的是（）甲乙交变电流的频率为 电压表的示数为 当温度升高时，灯泡 变亮当温度降低时，理想变压器输入功率增大答案 试题以理想变压器为情境，考查变压器知识，主要考查理解能力，体现了科学推理学科素养。分析图乙可知，原线圈接入的正弦式交变电流的最大值为 ，周期 ，则频率：，故 错误；二极管具有单向导电
36、性，根据电流热效应求解输入电压的有效值，解得 ，根据变压比可知，副线圈输出电压 ，则电压表示数为 ，故 正确；温度升高，热敏电阻 阻值减小，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数增大，电阻 两端电压增大，副线圈两端电压不变，则灯泡两端电压减小，灯泡 变暗，故 错误；温度降低，热敏电阻 阻值增大，根据闭合电路欧姆定律可知，电流表示数减小，副线圈输出功率减小，则理想变压器的输入功率减小，故 错误。专题十二 交变电流 应用一 探究理想变压器的动态分析 理想变压器的几个因果关系。当理想变压器原副线圈的匝数比不变时，如图所示，各量相互关系如下：（）输入电压 决定输出电压。这是因为输出电压 ，当 不变时，不
37、论负载电阻 变化与否，都不会改变。（）输出电流 决定输入电流，在输入电压 一定的情况下，输出电压 也被确定。当负载电阻 增大时，减小，则 相应减小；当负载电阻 减小时，增大，则 相应增大。因此在使用变压器时，不能使变压器副线圈短路。（）输出功率 决定输入功率，理想变压器的输入功率与输出功率相等，即 。在输入电压 一定的情况下，当负载电阻 增大时，减小，则变压器输出功率 减小，输入功率 也将相应减小；当负载电阻 减小时，增大，变压器的输出功率 增大，则输入功率 也将增大。利用上述因果关系，可解决变压器动态变化问题。注意 变压器只能改变交流电压，若原线圈加直流电压，则副线圈输出电压为零，并且由于线
38、圈对直流电无感抗，而使电流很大（相当于短路）易损坏直流电源。对“日”字形铁芯的变压器，因为穿过原副线圈的磁通量的变化率不等。例 图中 为理想变压器，接在交变电压有效值保持不变的电源上。指示灯 和 完全相同（其阻值均恒定不变），是一个定值电阻，电压表、电流表都为理想电表。开始时开关 是闭合的，当 断开后，下列说法正确的是（）电流表 的示数变大电压表的示数变大电流表 的示数变小灯 的亮度变暗解题导引 解析 变压器输出电压由输入电压和匝数比决定，断开后输入电压和匝数比不变，所以电压表的示数不变；但负载电阻变大，则输出电流变小，的示数变小，输入电流变小，则 的示数变小；因 上电压变小，则 上电压变大，
39、亮度变亮。故只有 对。答案 应用二 探究远距离输电的几个物理量之间的变化规律 理清三个回路远距离输电电网间的基本结构如图所示。输电过程的电路被划分为三个独立的回路，即电源回路、输送回路 和用户回路。在每个回路中，变压器的原线圈是回路的用电器，而相应的副线圈是下一个回路的电源，每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律，而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁。抓住两个联系（）理想的升压变压器联系着回路 和回路，由变压器原理可得：线圈（匝数为）和线圈（匝数为）中各个量间的关系是，。（）理想的降压变压器联系着回路 和回路，由变压器原理可得：线圈（匝数为）和线圈（匝数为）中各个量
40、间的关系是，。掌握两种损耗（）电压损耗：输电线上的电阻导致的电压损耗，线 线。（）功率损耗：输电线上的电阻发热的功率损耗，线 线。输电线上能量损耗是热损耗，计算功率损耗时用公式 线 线或 （）线。例 （多选）如图甲为远距离输电示意图，升压变压器原、副线圈匝数比为 ，降压变压器原、副线圈匝数比为 ，远距离输电线的总电阻为 。若升压变压器的输入电压如图乙所示，输入功率为 。下列说法中正确的有（）用户端交变电流的频率为 用户端电压为 输电线中的电流为 输电线路损耗功率为 解析 由图乙知交变电流的 周 期 为 ，故 频 率 为 年高考年模拟 版（教师用书），正确；升压变压器原线圈电压 ，根据变压规律得
41、副线圈电压 ，又知输入功率为 ，则输电线中电流 ，故 正确；输电线上损耗电压 ，降压变压器原线圈电压 ，根据变压规律可得，用户端电压 ，故 错误；输电线损耗的功率 ，故 错误。答案 应用一 探究理想变压器的动态分析（多选）含有理想变压器的电路如图所示，、为“”的灯泡，为理想交流电压表，、端接正弦交流电源（输出电压的有效值恒定）。当开关 闭合时，灯泡均正常发光。下列说法正确的是（）变压器原、副线圈匝数比为 电压表的示数为 变压器的输入功率为 若在副线圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡 可能会烧毁答案 （辽宁沈阳统考）如图所示，理想变压器的原线圈接有频率为、电压为 的交流电，副线圈接有光敏电阻（光照增
42、强时，光敏电阻阻值减小）、用电器。下列说法正确的是（）位置不动，当光照增强时，变压器的输入功率减小光照强度不变，当滑动触头 向上滑动时，用电器消耗的功率增大当 减小时，变压器的输入功率减小 位置不动，光照强度不变，当 增大时，用电器消耗的功率增大答案 （重庆一中月考）调压变压器就是一种自耦变压器，它的构造如图所示，线圈 绕在一个圆环形的铁芯上，、之间加上输入电压，当滑动触头 转动时，改变了副线圈匝数，从而调节输出电压。图中为交流电流表，为交流电压表，、为定值电阻，为滑动变阻器，、两端接恒压交流电源，变压器可视为理想变压器，则（）当滑动变阻器滑片向下滑动时，电压表读数变大当滑动变阻器滑片向下滑动
43、时，电流表读数变小当变压器滑动触头 逆时针转动时，、之间的电压变大当变压器滑动触头 顺时针转动时，变压器输出功率变大答案 应用二 探究远距离输电的几个物理量之间的变化规律（山东烟台一模）（多选）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 表示，滑动变阻器 接入电路的电阻相当于用户用电器的总电阻。当用电器增加时，相当于 接入电路的电阻变小，则当用电进入高峰时（）电压表、的读数均不变，电流表 的读数增大，电流表 的读数减小电压表、的读数均减小，电
44、流表 的读数增大，电流表 的读数增大电压表、的读数之差与电流表 的读数的比值不变输电线路损耗功率增大答案 （山东日照期末质量检测）如图所示，一个小型水电站，其交流发电机的输出电压 一定，通过理想升压变压器 和理想降压变压器 向远处用户供电，输电线的总电阻为。的输入电压和输入功率分别为 和，它的输出电压和输出功率分别为 和；的输入电压和输入功率分别为 和，它的输出电压和输出功率分别为 和。下列说法正确的是（）当用户的用电器增多时，减小，减小当用户的用电器增多时，增大，减小输电线上损失的功率为 要减小线路的损耗，应增大升压变压器的匝数比，同时应增大降压变压器的匝数比答案 （上海黄浦质量检测）（多选
45、）如图所示为远距离输电示意图。发电机输出功率 恒定。用户消耗的功率为 用户，升压变压器原、副线圈两端的电压分别为 和，输电线总电阻为。下列说法正确的是（）专题十二 交变电流 升压变压器原、副线圈匝数比 将 下移，用户获得的电压将升高输电线上的功率关系为 用户若 提高为原来的 倍，输电线上损失的功率为原来的答案 （辽宁丹东期末）如图所示为理想变压器，四个灯泡、都标有“”，变压器原、副线圈匝数比 。要求灯泡一个都不能烧毁，假设灯泡电阻不变，则、间交流电压的有效值不能超过（）答案 由图可知，与 并联后与 串联，故 中电流为 与 中电流之和；中电流为原线圈中的电流，而 中电流等于副线圈中的电流，根据电
46、流之比与线圈匝数之比关系可得 ，故 应达到额定功率，即输出电流为 ，与 中电流均为 ，此时并联部分电压为，变压器输出电压为 （），输入电压为 ，此时灯泡 中电流为 ，电压为 ，故 （），故选。（河 南 南 阳 期 末）一 交 流 电 源，电 压 （），通过理想变压器对电路供电，电路如图所示。已知原副线圈匝数比为 ，灯泡的额定功率为，排气扇电机线圈的电阻为，电流表的示数为 ，用电器均正常工作，电表均为理想电表，保险丝阻值忽略不计，则（）电压表的示数为 电动机的发热功率为 电动机的电功率为 通过保险丝的电流为 答案 根据题意知道变压器的输入电压的有效值为 ，电压表示数为变压器的输出电压，根据变压比
47、，可以得到 ，故 错误。因为灯泡正常发光，所以通过灯泡的电流为 ，电流表的示数为变压器的输出电流 ，根据并联电路电流的特点可知通过电动机的电流为 ，所以电动机的发热功率为 热 ，故 正确。电动机的电功率为 ，故 错误。通过保险丝的电流为变压器的输入电流，根据变流比 ，可知 ，故 错误。（吉林长春六中 月二模）（多选）如图为某小型水电站的电能输送示意图，发电机通过升压变压器 和降压变压器向用户供电，已知输电线的总电阻 ，降压变压器 的原、副线圈匝数之比为 ，副线圈与用电器 组成闭合电路。若、均为理想变压器，的副线圈 两 端 电 压 （），当用电器电阻 时（）通过用电器 的电流有效值是 当用电器的
48、电阻 减小时，发电机的输出功率减小发电机中的电流变化频率为 升压变压器的输入功率为 答案 降压变压器副线圈两端电压有效值为 ，负载电阻为 ，所以通过 电流的有效值是 ，故 正确。当用电器的电阻 减小时，由于电压不变，电流增大，输出功率增大，则发电机的输出功率也增大，故 错误。交流电经过变压器，频率不变，则交流电的频率 ，故 错误。根据 得，输电线上的电流 ，则输电线上损耗的功率 损 ，降压变压器的输入功率 ，则升压变压器的输出功率 损 ，故 正确。（江苏南通泰州一模）某实验小组模拟远距离输电的原理图如图所示，、为理想变压器，为输电线路的电阻，灯泡、规格相同，保持变压器 的输入电压不变，开关 断
49、开时，灯泡 正常发光，则（）年高考年模拟 版（教师用书）仅将滑片 上移，的输入功率不变仅将滑片 上移，变暗仅闭合，、均正常发光仅闭合，的输入功率不变答案 仅将滑片 上移，则 变压器的副线圈匝数变小，电压变小，则输电线上的电流变小，则 变压器的输入功率也变小，相应的 变压器的输出功率减小，变暗，故 错误，正确；仅闭合，则 变压器的负载电阻变小，总电流变大，输出功率变大，则变压器 的输入功率也变大，相应的输电线上的电流变大，输电线上损失的电压变大，变压器的原线圈电压变小，副线圈电压也变小，即灯泡两端的电压变小，灯泡不能正常发光，故、错误。（河南郑州一模，）某理想变压器有两个副线圈，原线圈匝数为，两
50、个副线圈匝数分别为 和，如图所示。所接电阻 ，电流表为理想交流电表，为理想二极管，原线圈接正弦交流电源，下列说法正确的是（）滑动变阻器 滑片向上滑动时，电流表示数变小滑动变阻器 滑片向上滑动时，副线圈 的输出电压变大 两端的电压与 两端的电压之比为 的功率与 的功率之比为 答案 试题以理想变压器为情境，考查变压器知识，主要考查理解能力，体现了科学推理学科素养。根据理想变压器的电压和匝数的关系可知，原线圈和副线圈的匝数不变，输入电压不变，则两副线圈的输出电压不变，故 错误；滑动变阻器 滑片向上滑动时，接入电路的阻值减小，匝数为 副线圈的电阻变大，根据功率公式 可知，匝数为 副线圈输出功率减小，根
51、据输入功率等于输出功率可知，原线圈的输入功率减小，原线圈的输入电压不变，则输入电流变小，电流表示数变小，故 正确；电阻 两端的电压为匝数为 副线圈两端电压，两端的电压不是匝数为 副线圈两端的电压，故 两端的电压与 两端的电压之比不等于 ，故 错误；电阻 两端的电压为匝数为 副线圈两端电压，两端的电压不是匝数为 副线圈两端的电压，根据功率公式 结合变压比 可知，的功率与 的功率之比不等于 ，故 错误。（河南、广东等省联考，）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为 ，理想电压表读数为 ，灯泡 的功率为 ，、端输入稳定的交流电压如图乙所示，滑动变阻器最大电阻为 ，滑片 处于变阻器 的中间位置，则（
52、）甲 乙 与 消耗的电功率之比为 通过 的电流为 若向上移动，电压表读数将变大若向上移动，电源输出功率将不变答案 理想电压表读数为 ，根据变压比可知变压器原线圈两端电压为 ，灯泡 两端电压为，则流过灯泡 的电流为 ，根据电流比与匝数比成反比可知变压器输出电流为 ，滑动变阻器两端电压 ，灯泡 两端电压 ，灯泡 消耗的电功率 ，与 消耗的电功率之比为 ，选项正确，选项错误。若向上移动，接入电路的电阻变小，变压器输出电流变大，变压器输入电流变大，灯泡 两端电压变大，原线圈两端电压变小，则副线圈两端电压变小，电压表示数变小，原线圈中电流增大，电源输出功率变大，、选项错误。故选。（长沙一中月考八，分）（
53、多选）如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，交流发电机的输出电压的有效值恒为、输电线的总电阻，用户所用的电器（均为纯电阻）、降压变压器匝数均不变。若增大升压变压器原、副线圈的匝数比，则下列判断正确的是（）升压变压器原线圈中的电流减小输电线上损失的功率增大输电线上的总电压增大用户所用的电器的总电流减小答案 设用户所用的电器的等效电阻为，升压变压器和降压变压器的原、副线圈匝数比分别为 、，则降压变压器的原线圈的等效电阻 ，而，得 ；同理，升压变压器的原线圈的等效电阻 （）（），故 增大，也增大，升压变压器原线圈中的电流 减小，选项 正确；由 可知，增大时，减小，输电线上的电流 减小，
54、输电线上损失的功率 减小，选项 错误；输电线上的总电压 减小，选项 错误；由 得，用户所用电器的总电流 减小，选项 正确。（长郡中学一模，）（多选）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数 和 的两个线圈。由于铁芯不闭合，上线圈产生的磁场将在空间发散，下线圈处的磁场减弱，所以这 种 变 压 器 能 量 的 损 耗 很 大。当 上 线 圈 两 端 与 （）的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是（）专题十二 交变电流 答案 根据 （）可知交流电的最大值为 ，则其有效值 。由图可知原线圈匝数为，副线圈的匝数为，如果变压器是理想变压器，那么输入电压和输出电压的关系有 ，可得 ，因
55、为交流电压表读数是有效值，故如果是理想变压器则 正确，但实际变压器存在漏磁现象，故通过原线圈的磁通量大于通过副线圈的磁通量，故副线圈的实际输出电压小于 ，故、正确。考点一 交变电流的产生和描述（课标，分）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为 方；若该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 正。该电阻上电压的峰值均为，周期均为，如图所示。则 方 正 等于（）答案 （课标，分）（多选）如图，为半圆形导线框，圆心为；是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线 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、在 时从图示位
56、置开始，分别绕垂直于纸面且过 和 的轴，以相同的周期 逆时针匀速转动，则（）两导线框中均会产生正弦交流电两导线框中感应电流的周期都等于 在 时，两导线框中产生的感应电动势相等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 （天津理综，分）（多选）在匀强磁场中，一个 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 ，则（）时，线圈平面平行于磁感线 时，线圈中的电流改变方向 时，线圈中的感应电动势最大一个周期内，线圈产生的热量为 答案 （天津理综，分）（多选）单匝闭合矩形线框电阻为，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动
57、，穿过线框的磁通量 与时间 的关系图像如图所示。下列说法正确的是（）时刻线框平面与中性面垂直线框的感应电动势有效值为 线框转一周外力所做的功为从 到 过程中线框的平均感应电动势为答案 考点二 变压器、电能的输送（山东，分）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比 ，输入端、所接电压 随时间 的变化关系如图乙所示。灯泡 的电阻恒为 ，额定电压为 。定值电阻 、，滑动变阻器 的最大阻值为 。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（）图甲图乙 答案 （浙江 月选考，分）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率 ，发电机的电压 ，经变压器升压后向远处输电，输电线总电阻 线 ，在用户端用降压变压器把
58、电压降为 。已知输电线上损失的功率线 ，假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正 年高考年模拟 版（教师用书）确的是（）发电机输出的电流 输电线上的电流 线 降压变压器的匝数比 用户得到的电流 答案 （江苏单科，分）电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器（）是一种降压变压器能测量直流电路的电流原、副线圈电流的频率不同副线圈的电流小于原线圈的电流答案 （浙江 月选考，分）如图所示，甲乙两图中的理想变压器以不同的方式接在高压电路中。甲图中变压器原副线圈的匝数比为，电压表读数为，乙图中变压器原副线圈的匝
59、数比为，电流表读数为。则甲图中高压线电压和乙图中高压线电流分别为（），答案 （天津理综，分）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻 供电，电路如图所示，理想交流电流表、理想交流电压表 的读数分别为、，消耗的功率为。若发电机线圈的转速变为原来的 ，则（）消耗的功率变为 电压表 的读数变为 电流表 的读数变为 通过 的交变电流频率不变答案 （江苏单科，分）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为 ，当输入电压增加 时，输出电压（）降低 增加 降低 增加 答案 （课标，分）（多选）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特
60、高压输电技术。假设从 处采用 的超高压向 处输电，输电线上损耗的电功率为，到达 处时电压下降了。在保持 处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用 特高压输电，输电线上损耗的电功率变为，到达 处时电压下降了。不考虑其他因素的影响，则（）答案 （课标，分）（多选）在图（）所示的交流电路中，电源电压的有效值为 ，理想变压器原、副线圈的匝数比为 ，、均为固定电阻，各电表均为理想电表。已知电阻 中电流 随时间 变化的正弦曲线如图（）所示。下列说法正确的是（）所用交流电的频率为 电压表的示数为 电流表的示数为 变压器传输的电功率为 答案 （河北新高考适应卷，分）如图，理想变压器原线圈匝数为 匝，接有
61、一阻值为 的电阻，电压表 示数为。副线圈接有一个阻值恒为 的灯泡，绕过铁芯的单匝线圈接有一理想电压表，示数为 。已知 ，则副线圈的匝数为（）答案 （课标，分）（多选）如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡 和。当输入电压 为灯泡专题十二 交变电流 额定电压的 倍时，两灯均能正常发光，下列说法正确的是（）原、副线圈匝数比为 原、副线圈匝数比为 此时 和 的电功率之比为 此时 和 的电功率之比为 答案 （课标，分）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、和 的阻值分别为 、和 ，为理想交流电流表，为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关 断开时，电流表的示数为；当 闭合时，电
62、流表的示数为。该变压器原、副线圈匝数比为（）答案 （海南单科，分）（多选）如图，一理想变压器输入端接交流恒压源，输出端电路由、和 三个电阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由 改为 后（）流经 的电流减小到原来的 两端的电压增加到原来的 倍 两端的电压减小到原来的 电阻上总的热功率减小到原来的 答案 （天津理综，分）如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（）当滑动变阻器的滑动触头 向上滑动时，消耗的功率变大当滑动变阻器的滑动触头 向上滑动时，电压表 示数变大当滑动变阻器的滑动触头 向上滑动时，电流表 示数变大若闭合开关，则电流表 示数变大、示数变大答
63、案 考点一 交变电流的产生和描述（山东理综，分）如图甲，为定值电阻，两金属圆环固定在同一绝缘平面内。左端连接在一周期为 的正弦交流电源上，经二极管整流后，通过 的电流 始终向左，其大小按图乙所示规律变化。规定内圆环 端电势高于 端时，、间的电压 为正，下列 图像可能正确的是（）图甲图乙答案 圆环内磁场的变化周期为，则产生的感应电动势的变化周期也一定是，四个图像中，只有 的变化周期是，根据排除法可知，正确。（天津理综，分）如图 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象如图 中曲线、所示，则（）两次 时刻线圈平面均与中性面重合曲线、对
64、应的线圈转速之比为 曲线 表示的交变电动势频率为 曲线 表示的交变电动势有效值为 解析 由题图 知 时两次转动产生的瞬时电动势都等于零，故 正确。由图 知两次转动所产生的交变电动势的周期之比 ，再由周期与转速的关系 得 ，故 错误。因 ，故 ，正 年高考年模拟 版（教师用书）确。因 ，而 ，故 ，错误。答案 解题指导 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象。条件设置较为隐蔽，陷阱设置比较巧妙，对学生的分析能力要求较高，难度中等。解题时应重点关注图象中提供的所有信息。（山东理综，分）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极、间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，为交流电流表。线圈
65、绕垂直于磁场的水平轴 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（）电流表的示数为 线圈转动的角速度为 时线圈平面与磁场方向平行 时电阻 中电流的方向自右向左答案 由题图乙知 ，正确。，错误。时，此时线圈平面与磁场方向平行，正确。由右手定则判定 时电阻 中电流方向自左向右，错误。（海南单科，分）通过一阻值 的电阻的交变电流如图所示，其周期为 。电阻两端电压的有效值为（）答案 由有效值定义可得 （）（），其中 ，可得 ，正确。（全国，分）一台电风扇的额定电压为交流 。在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流 随时间 的变
66、化如图所示。这段时间内电风扇的用电量为（）度度度度答案 因 度 ，且电流表示数为电流有效值，故用电量（），代入数值得 度，故 项正确。（北京理综，分，）一个小型电热器若接在输出电压为 的直流电源上，消耗电功率为；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为 。如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为（）答案 设电热器电阻为，正弦交流电源的电压有效值为 效，接 直流电源时，；接交流电源时，效，联立得 效 ，故最大值 效 ，选项正确。考点二 变压器、电能的输送（天津，分）（多选）手机无线充电是比较新颖的充电方式。如图所示，电磁感应式无线充电的原理与变压器类似，通过分别安装在充电基座和接
67、收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。当充电基座上的送电线圈通入正弦式交变电流后，就会在邻近的受电线圈中感应出电流，最终实现为手机电池充电。在充电过程中（）送电线圈中电流产生的磁场呈周期性变化受电线圈中感应电流产生的磁场恒定不变送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递手机和基座无需导线连接，这样传递能量没有损失答案 电磁感应式无线充电的原理是电磁感应。利用周期性变化的正弦式交变电流可以在送电线圈附近产生周期性变化的交变磁场，故 正确；当受电线圈处于交变磁场中时，受电线圈中产生交变感应电流，交变感应电流的磁场是周期性变化的，故 错误；送电线圈与受电线圈通过互感现象实现能量传递，故 项正确
68、；手机和基座之间无需导线连接，但是充电过程中存在磁损、热损等，故 项错误。故选、。（江苏单科，分）采用 高压向远方的城市输专题十二 交变电流 电。当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的 ，输电电压应变为（）答案 本题考查电能的输送。由 送 送 线 和 损 线线 得，损 送送 线。因为 送 和 线 一定，要使损 损，结合上式得，送 送 ，项正确。规律总结 输电线路功率损失的计算方法（）损 送 ，送 为 输 送 的 功 率，为 用 户 得 到 的功率。（）损 线线，线 为输电线路上的电流，线 为输电线电阻。（）损 （）线，为输电线路上损失的电压，线 为输电线电阻。（）损 线，为输电线
69、路上损失的电压，线 为输电线路上的电流。（北京理综，分）如图所示，理想变压器的原线圈接在 （）的交流电源上，副线圈接有 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 ，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）原线圈的输入功率为 电流表的读数为 电压表的读数为 副线圈输出交流电的周期为 答案 本题考查交变电流、变压器。由题知，变压器的输入电压 ，所以 ；副线圈电流 ，原线圈电流 。本题中电压表、电流表的读数为有效值，故 项正确，项错误；原线圈输入功率 ，项错误；交流电的周期 ，项错误。易错点拨 交流电的最大值与有效值在正弦交流电中，。在交流电路中，电表的读数为有效值。（海南单科，分）（多选）如图，一
70、理想变压器原、副线圈匝数之比为 ，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为，负载电阻的阻值 ，是理想电压表。现将负载电阻的阻值减小为，保持变压器输 入 电 流 不 变，此 时 电 压 表 的 读 数 为，则（）此时原线圈两端电压的最大值约为 此时原线圈两端电压的最大值约为 原线圈两端原来的电压有效值约为 原线圈两端原来的电压有效值约为 答案 当 时，示数为 ，所以输出电流出 ，出 ，则变压器输出电压为 ，由得到输入电压的有效值为 ，所以原线圈两端电压最大值为 ，正确，错误。因 入 出 不变，故输入电流不变时输出电流也不变，当负载由 变为 时，由 知副线圈电压由
71、 （）降到（），则副线圈两端原来的电压有效值为 ，原线圈两端原来的电压有效值为 ，错误，正确。（课标，分，）（多选）如图，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为、。原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为 的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大。用交流电压表测得、端和、端的电压分别为 和，则（）增大负载电阻的阻值，电流表的读数变小负载电阻的阻值越小，间的电压 越大将二极管短路，电流表的读数加倍答案 、端的电压为正弦式交变电压，故电压表测得的电压 。副线圈两端电压也为正弦式交变电压，但由于二极管的单向导电特性，从而使、两端的电压成为脉冲直流电，
72、由有效值定义可得 （），即 ，故 ，错误。因 增大时消耗的功率 减小，原线圈输入功率减小，故 不变时 减小，正确。由 可知 与负载的阻值无关，错误。将二极管短路时 两端电压为正弦式交变电压，其有效值 ，故此时 消耗的功率 为原来的 倍，原线圈中的电流也变为原来的 倍，故 正确。易错点拨 经二极管的作用，使得、两端不再是正弦交流 年高考年模拟 版（教师用书）电，其有效值与峰值的关系不再是 。（山东理综，分）（多选）如图，将额定电压为 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 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 和 。以下判断正确的是（）变压器输入
73、功率为 通过原线圈的电流的有效值为 通过副线圈的电流的最大值为 变压器原、副线圈匝数比 答案 对于理想变压器，入 出，所以输入功率入 ，错。入 ，正确。通过副线圈的电流的最大值 ，错误。变压器原、副线圈匝数比 ，正确。（广东理综，分）如图，理想变压器原、副线圈匝数比 ，和均为理想电表，灯泡电阻 ，端电压 （）。下列说法正确的是（）电流频率为 的读数为 的读数为 变压器输入功率为 答案 由 （）可知，则频率 ，项错误。，项错误。，项错误。，项正确。（天津理综，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 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为，一侧
74、线圈的匝数较多，工作时电流为，为了使电流表能正常工作，则（）接、接，接、接，接、接，接、接，答案 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，大 小，故 端应接，端应接，选项 正确。（课标，分）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。已知变压器线圈总匝数为 匝；原线圈为 匝，接在有效值为 的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载 上的功率为。设此时原线圈中电流有效值为，负载两端电压的有效值为，且变压器是理想的，则 和 分别约为（）和 和 和 和 答案 对理想变压器有 ，由 得
75、 。依据 得 ，故只有选项 正确。（课标，分）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为 ；副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为，额定功率为 ；原线圈电路中接有电压表和电流表。现闭合开关，灯泡正常发光。若用 和 分别表示此时电压表和电流表的读数，则（），答案 由变压原理 可得 ，即电压表示数为。由 入 出，灯泡正常发光可得 入 出 ，故 正确。（江苏单科，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、间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在、间作为副线圈。在、间输入电压为 的交变电流时，、间的输出电压为。在将滑动触头从 点顺时针旋转到 点的过程中（）专题十二 交变电流，降低
76、，升高，降低，升高答案 由图可知变压器的原线圈匝数 大于副线圈匝数，因，则；在将滑动触头从 点顺时针转到 点的过程中，减小，降低，选项 正确，选项、错误。（安徽理综，分）图示电路中，变压器为理想变压器，、接在电压有效值不变的交流电源两端，为定值电阻，为滑动变阻器。现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表 的示数增大了 ，电流表 的示数增大了 ，则下列说法正确的是（）电压表 示数增大电压表、示数均增大该变压器起升压作用变阻器滑片是沿 的方向滑动答案 变压器输入电压不变，原、副线圈的匝数比不变，故原、副线圈两端的电压不变，即电压表、示数不变，选项、均错误；、增加，则副线圈电路中总电阻
77、减小，故变阻器滑片应沿 方向滑动，选项 正确；由原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率 入 出 知，调节滑动变阻器前 ，调节滑动变阻器后 ，联立得（）（），即 ，故该变压器起降压作用，选项 错误。（广东理综，分）如图所示的电路中，为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压 不变，闭合电键，下列说法正确的是（）向下滑动时，灯 变亮 向下滑动时，变压器的输出电压不变 向上滑动时，变压器的输入电流变小 向上滑动时，变压器的输出功率变大答案 对于理想变压器 ，不变则 不变，与调节 无关，故 正确。又 ，所以灯的亮度不变，错。向上滑动时 减小，则 总 减小，出 总增大，入 出，所以 增大，可知 错误，正
78、确。（江苏单科，分）（多选）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 处于图示位置时，灯泡 能发光。要使灯泡变亮，可以采取的方法有（）向下滑动 增大交流电源的电压增大交流电源的频率减小电容器 的电容答案 向下滑动，变压器副线圈电压降低，灯泡变暗，错误；增大交流电源电压，副线圈电压升高，灯泡变亮，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，正确；减小电容器的电容，容抗增大，电流减小，灯泡变暗，错误。（江苏单科，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、，电压分别为、，电流分别为、，输电线上的电阻为。变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是
79、（）答案 由理想变压器可知，选项 错；，而 ，故 ，错；入 出，即 ，而，项错，项正确。时间：分钟 分值：分一、单项选择题（每题 分，共 分）（届福建南平月考）如图 所示为理想的自耦变压器，现在自耦变压器的原线圈、两端接有如图 所示的交流电源，已知小灯泡的额定电压为 ，为理想交流电压表。则下列说法正确的是（）年高考年模拟 版（教师用书）当小灯泡正常发光时，自耦变压器的滑动触头恰好位于线圈的中点通过小灯泡的电流频率为 电压表的示数为 将电阻箱的阻值调小时，小灯泡消耗的电功率减小答案 （届河北唐山第一次摸底）变压器原线圈与一交流电源连接，当滑动变阻器的滑片 向 端滑动时，理想交流电表的变化情况为（
80、）表读数变小 表读数变小 表读数变小 表读数变小答案 （河北枣强中学第一次月考，）如图所示的理想变压器电路，电表均为理想电表，滑动变阻器接入电路的阻值为，原线圈接电压为 的正弦交流电，开关 接 时，原、副线圈匝数比为 ，下列说法正确的是（）变压器输入功率与输出功率之比为 内滑动变阻器上产生的热量为 仅将开关 从 拨到，电流表示数减小仅将滑动变阻器的滑片向下滑动，两电表示数均减小答案 （河北衡水中学高考模拟九）如图为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为 的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴 匀速转动。磁场的磁感应强度 ，线圈的面积 ，匝数，线圈总电阻 ，线圈的两端经集流环和
81、电刷与阻值为 的电阻连接，与电阻 并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速 。在 时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是（）交 流 发 电 机 产 生 的 电 动 势 随 时 间 的 变 化 关 系 是 （）交流电压表的示数为 从 时刻开始到线圈平面转过 的过程中，通过电阻的电荷量约为 电阻 上的热功率为 答案 （海南三亚模拟）如图甲为理想变压器的示意图，其原、副线圈的匝数比为 ，电压表和电流表均为理想电表，为阻值随温度升高而变小的热敏电阻，为定值电阻。若发电机向原线圈输入如图乙所示的正弦交流电。下列说法中正确的是（）甲乙输入变 压 器 原 线 圈 的 交 流 电 压 的 瞬 时 值
82、表 达 式 为 变压器原、副线圈中的电流之比为 时，发电机的线圈平面位于中性面 处温度升高时，变压器的输入功率变小答案 二、多项选择题（每题 分，共 分）（届辽宁朝阳建平联考）某理想变压器供电的示意图如图所示，正弦交流电源输出电压的有效值为，变压器原、副线圈的匝数比为，为定值电阻，为滑动变阻器，电路中所用电表均为理想电表。下列说法正确的是（）副线圈两端电压的最大值为电流表与的示数之比为 当滑动变阻器的滑片 从 端向 端移动时，电流表的示数增大专题十二 交变电流 当滑动变阻器的滑片 从 端向 端移动时，电压表的示数减小答案 （河北衡水中学第一次联考，）如图甲所示是含有理想调压变压器的电路图，原线
83、圈、端的输入电压如图乙所示，电压表、电流表均为理想电表，该电路工作时，下列说法正确的是（）输出电压的频率为 时，电压表示数为零保持电阻 阻值不变，滑片 向上滑动，电流表示数增大保持滑片 不动，若电阻 的阻值增大到原来的两倍，则电阻 消耗的功率变成原来的 答案 （湖北利川四中月考，）假设给原线圈接如图甲所示的交变电流，每个周期 内，前 电流恒定，后 的电流按正弦式规律变化。如图乙所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 ，、是完全相同的两个灯泡。两电压表均为理想电表。下列说法中正确的有（）电压表 的示数为 闭合开关 后，电压表 示数为闭合前的二倍闭合开关 后，电压表 示数不变闭合开关 后，电压表 示
84、数为 答案 （福建四校二联，）如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，交流发电机的输出电压 恒定，用户电阻恒定。设升压变压器原、副线圈的匝数比为，降压变压器原、副线圈的匝数比为，则下列判断正确的是（）若仅增大，则升压变压器原线圈中的电流减小若仅增大，则输电线上总电阻 损失的功率增大若仅减小，则升压变压器原线圈中的电流减小若仅减小，则输电线上总电阻 损失的功率增大答案 （福建南平第二次综合质检）如图所示，理想变压器的原线圈、两端接入电压为 （）的交变电流。原线圈匝数 匝，副线圈匝数 匝，副线圈匝数 匝，、之间接入电容器，、之间接入内阻为 的电动机，它们都能正常工作。则（）该交流电的频
85、率为 副线圈中磁通量变化率的最大值为 该电容器的耐压值至少为 该电动机的输入功率为 答案 （湖北宜昌二模）如图所示，是一个光敏电阻，其阻值随光照强度的增加而减小。理想变压器原、副线圈的匝数比为 ，电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开始在原线 圈 两 端 加 上 交 变 电 压，其 瞬 时 值 表 达 式 为 （），则（）电压表的示数为 副线圈中交流电的频率为 在天逐渐变黑的过程中，电流表 的示数变小在天逐渐变黑的过程中，理想变压器的输入功率变大答案 （辽宁葫芦岛统考）如图所示为模拟远距离输电的实验电路图。两理想变压器的匝数 ，模拟输电线上的四个电阻、的阻值均为，、为相同的理想交流电流表，
86、、为相同的小灯泡，灯丝电阻 ，忽略灯丝电阻随温度的变化。在、端接入输出电压为 的低压交流电源，下列说法正确的是（）的示数 灯泡 比灯泡 亮 消耗的功率大于 消耗的功率 两端的电压小于 两端的电压答案 年高考年模拟 版（教师用书）组一、选择题（浙江“山水联盟”返校考，）如图所示，面积为 、内阻可忽略不计的 匝矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转速为 ，匀强磁场的磁感应强度为 。矩形线圈通过滑环与变压器（由绕在不闭合铁芯上的两组线圈构成）原线圈相连，所有接触电阻不计，副线圈接入一只标有“，”的小灯泡，小灯泡恰好正常发光，电流表的内阻不计。当线圈平面与磁场方向垂直时开始计时。下列说法不正确的是（）
87、图示位置穿过线圈的磁通量变化率为零线圈每转动 ，线圈中的电流方向变化 次原线圈中感应电动势的表达式为 （）原、副线圈的匝数之比为 ，电流表的示数为 答案 图示中线圈处于中性面，磁通量最大，磁通量的变化率最小，等于零，所以 正确，不符合题意；由题意可知，转速为 ，则交流的周期为 ，交流在一个周期内方向要改变两次，内包括 个周期，所以线圈中的电流方向变化 次，所以 正确，不符合题意；由题意可知，线圈产生的感应电动势的最大值为 ，其中 ，则原线圈中感应电动势的表达式为 （），所以 正确，不符合题意；原线圈电动势的有效值为 ，副线圈的电压为 ，若变压器为理想变压器，则原、副线圈的匝数之比为 ，电流表的
88、示数为 ，但题中变压器不是理想变压器，不满足相对应关系，所以 错误，符合题意。故选。（浙江嘉兴一模，）如图所示是输入电压为 ，输出电压为 的变压器，相应的线圈匝数分别为 和，则（）输入的电流大于输出的电流绕制输入端线圈的导线比输出端细输出端连接的用电器数量增加，输入端功率不变答案 由题意知，副线圈的电压小于原线圈的电压，故此为降压变压器，故，故 错误；根据电流与匝数成反比可知，输入的电流小于输出的电流，故 错误；因为输入功率与输出功率相等，而通过副线圈的电流大，为了减少导线上功率损失，节约成本，故绕制输入端线圈的导线比输出端细，故 正确；输出端连接的用电器数量增加，输出功率增大，输入端功率也增
89、大，故 错误。故选。（浙江名校协作体联考，）如图所示，手摇发电机产生正弦式交流电，通过一台理想变压器向定值电阻 供电。理想电压表和电流表的示数分别为 和。当发电机转速增大，使发电机的输出电压变为原来的 倍，下列说法正确的是（）电压表 的示数仍为 电流表 的示数仍为 通过电阻 的电流的频率增大电阻 消耗的功率变为原来的 倍答案 发电机的输出电压变为原来的 倍，变压器原线圈两端电压变为原来的 倍，根据变压器原、副线圈电压与匝数关系可得，变压器副线圈两端电压变为原来的 倍，电压表测量变压器副线圈两端电压，则电压表的示数变为，故 项错误；根据 项分析知，变压器副线圈两端电压变为原来的 倍，则流过定值电
90、阻 的电流变为原来的 倍，根据变压器原、副线圈电流与匝数关系可得，流过原线圈的电流变为原来的 倍，电流表 的示数变为，故 项错误；发电机转速增大，产生交流电的频率增大，通过变压器原、副线圈的电流的频率增大，通过电阻 的电流的频率增大，故 项正确；根据 项分析知，变压器副线圈两端电压变为原来的 倍，根据 知，电阻 消耗的功率变为原来的 倍，故 项错误。（浙江杭州西湖高级中学月考）（多选）理想变压器原线圈与交流电源连接，输入电压 随时间 变化的规律如图所示，原、副线圈匝数比，副线圈只接入一个 的电阻，则（）与电阻 并联的电压表示数为 流过电阻 的电流最大值为 变压器的输入功率为 一个周期内，电阻
91、上产生的热量为 答案 原线圈两端电压有效值是 ，则根据可得副线圈两端电压有效值 ，电压表测的是有效值，错；流过副线圈的电流的有效值为 ，流过副线专题十二 交变电流 圈的电流的最大值为 ，对；理想变压器输入功率等于输出功率，输出功率 ，对；根据 并代入数据可得，对。（浙江十校联盟返校联考，）（多选）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为 ，原线圈与光滑水平导轨相连，轨道间距 ，匀强磁场磁感应强度 、垂直于轨道，若电阻不计的金属棒 以速度 （）在导轨上运动，副线圈上连接规格“，”小灯泡、电容器。则下列说法正确的是（）小灯泡恰好能正常发光电容器的支路没有电流若金属棒运动速度 （），小灯泡亮度不变若
92、金属棒向右匀加速运动，电容器上极板带正电答案 金属棒切割磁感线产生的感应电动势 （），所以产生的感应电动势的有效值为 ，所以原线圈的输入电压为 ，根据变压器原理可得，解得副线圈两端电压 ，所以小灯泡恰好能正常发光，故 正确；电容器“隔直流，通交流”，由于原线圈产生的电流为正弦式交流电，故有电流通过电容器，故 错误；若金属棒运动速度 （），小灯泡两端电压有效值不变，则小灯泡亮度不变，故 正确；若金属棒向右匀加速运动，根据右手定则可知金属棒中的感应电流方向由 向，且电流增大，原线圈中的磁场方向向下，副线圈中的磁场方向向上增强，根据楞次定律可知副线圈中感应电流的磁场方向向下，则副线圈的感应电流方向向
93、上，副线圈的上方为正极，电容器上极板带正电，故 正确。故选、。（浙江杭州模拟，）小宇同学为探究变压器的工作原理，设计了如图所示的实验装置，学生电源的交流稳压输出端串联一定值电阻 后与理想变压器原线圈相连，副线圈两端接有灯泡、滑动变阻器等。原、副线圈匝数比一定。先将开关 闭合、断开，当闭合 时灯泡刚好正常发光。调节变阻器滑片至中间位置，则下列关于此后操作中说法正确的是（）当闭合开关 时，灯泡亮度变暗当闭合开关 时，原线圈输入电压不变闭合开关 以后，增大滑动变阻器连入电路中的阻值，则通过定值电阻的电流增大闭合开关 以后，当滑动变阻器连入电路中的阻值减小时，变压器输出功率减小答案 当闭合开关 时，副
94、线圈电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈输出电流增大，则原线圈输入电流增大，则电阻 上分压增加，原线圈输入电压减小，根据 可知，副线圈输出电压减小，灯泡两端电压减小，灯光变暗，故 正确，错误。闭合开关 以后，增大滑动变阻器连入电路中的阻值，则副线圈输出电流减小，根据 可知，原线圈输入电流减小，则通过定值电阻 的电流减小，故 错误。闭合开关 以后，当滑动变阻器连入电路中的阻值减小时，副线圈总电阻减小，则变压器副线圈消耗的功率变大，则变压器输出功率变大，选项 错误。故选。（多选）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 米导线卷成一卷，共卷成 卷来代替输电线路。第一次直接将输电线与学生
95、电源及用电器相连，测得输电线上损失的功率为；第二次采用如图所示的电路输电，其中变压器 与电源相连，其原、副线圈的匝数比为 ，变压器 与用电器相连，测得输电线上损失的功率为，下列说法正确的是（）第二次实验也可研究远距离直流输电是升压变压器，是降压变压器若输送功率一定，则 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 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 错误；远距离输电采用高压输电，减小输电线上的电流，以减少功率损耗，到用户区采用降压变压器降压，所以 是升压变压器，是降压变压器，故 正确；若输送功率一定，设输电线电阻为，第一次实验输电线上的电流，输电
96、线上损失的功率 ，第二次实验，升压变压器副线圈两端的电压 ，输电线上的电流，输电线上损失的功率 ，故 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 错误。二、非选择题（浙江金华十校模拟，）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系“实验中。（）实验时需要的仪器为图中的 。（填选项字母）年高考年模拟 版（教师用书）（）某同学在完成上述实验后，采用如图所示的电路测量变压器原线圈的电阻（阻值较小），为保证电路中各元件安全，实验结束时，首先应断开 。（填选项前的字母）导线 导线 开关 导线 答案（）（）解析（）“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”的实验，需要有学生电源提供低压交流电
97、，同时还需要交流电压表来测量电压及可拆变压器和导线，结合题目给定的器材，图 是可拆变压器，是直流电源，是条形磁铁，是学生电源，提供低压交流电，是电压表，是多用电表，用来测交流电流和电压，结合器材需求和题干，故选、。（）实验结束时，应先把电压表从电路中断开，否则在断开开关瞬间会产生大电压烧毁电压表，故应先断开导线，故选。如图所示，交流发电机的矩形金属线圈 的边长 ，匝数 ，线圈的总电阻 ，线圈位于磁感应强度 的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行。线圈的两个末端分别与金属滑环、焊接在一起，并通过电刷与阻值 的定值电阻连接。现使线圈绕过 和 边中点且垂直于磁场的转轴 以角速度 匀速转动。电路中其他电
98、阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。求：（）线圈中感应电流的最大值；（）线圈转动过程中电阻 的发热功率；（）从线圈经过图示位置开始计时，经过 周期通过电阻 的电荷量。答案（）（）（）解析（）线圈产生感应电动势的最大值 根据闭合电路欧姆定律可知，线圈中感应电流的最大值 解得：（）通过电阻 的电流的有效值 线圈转动过程中电阻 的发热功率 解得：（）根据法拉第电磁感应定律有：根据闭合电路欧姆定律有：（）又 解得：（原创）某学校物理兴趣小组自制一台手摇发电机，原理如图所示，长方形线圈面积 ，线圈的匝数，线圈的总电阻 ，接触电阻（两电刷的总阻值），当学生以周期 匀速转动线圈时，接入电路中的规格为“”的小灯
99、泡正常发光。取。求：（）从图示时刻开始计时，发电机电动势的瞬时值表达式；（）线圈处匀强磁场的磁感应强度大小（结果保留两位有效数字）；（）如果人做功转化为电能的效率 ，则手摇线圈转动一周人做的功；（）从图示时刻开始计时，线圈转动 的过程中通过小灯泡的电荷量。（结果保留两位有效数字）答案（）（）（）（）解析（）从图示时刻开始计时，感应电动势瞬时值表达式为 有效值 （灯）（灯）灯 联立解得 （）由 得 （）由功能原理可得人（灯）专题十二 交变电流 即 人 （灯）代入数据解得 人 （）由法拉第电磁感应定律可知 由闭合电路欧姆定律可得灯联立解得 灯灯代入数据得 发电机的路端电压为 ，输出电功率为 ，输电
100、导线的电阻为 ，如果用原、副线圈匝数之比为 的升压变压器升压，经输电导线后，用原、副线圈匝数比为 的降压变压器降压供给用户。（）画出全过程的线路图。（）求用户得到的电压和功率。（）若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压。答案（）见解析（）（）解析（）线路图如图所示：（）升 压 变 压 器 副 线 圈 上 的 输 出 电 压 升压变压器副线圈上的输出电流 由 得升压变压器原线圈上的输入电流 所以 输电线路上损失的电压为 加到降压变压器原线圈上的输入电流和电压分别为 ，降压变压器副线圈上的输出电压和电流分别为 ，用户得到的功率 。（）若不采用高压输电，线路损失电压为 用户得到的电压 用
101、户得到的功率为 。组一、选择题如图所示为交 流 发 电 机 的 示 意 图，从 线 圈 通 过 如 图 所 示的位置开始计时。如果发电机产生的交变电流的频率为，电动势的最大值为 ，则发电机产生的电动势瞬时值表达式为（）（）（）（）（）答案 由题图所示位置开始计时，磁通量为，感应电动势最大，则其产生的电动势瞬时值表达式为 ，又知 ，可得 （）。如图所示，有一个电热器，接在电压为 （）的交流电源上。电热器工作时的电阻为，电路中的交流电表均为理想电表。由此可知（）电压表的示数为 电流表的示数为 电热器的发热功率为 交流电的频率为 答案 交流电表测量的是有效值，故 错误；（），故 正确；电热器的发热功
102、率根据电压、电流的有效值计算，故 错误；由电源电压 （）可知，频率 ，故 错误。（山东临沂 月检测，）（多选）如图所示，一理想变压器的原线圈、两端接入电压为 （）的交变电流。原线圈匝数 ，副线圈匝数 ，副线圈匝数 ，、之间接一电容器，、之间接一灯泡，都能正常工作。则（）该交流电的频率为 副线圈中磁通量变化率的最大值为 该电容器的耐压值为 年高考年模拟 版（教师用书）该灯泡的额定电压为 答案 该交流电的频率为 ，选项 正确；根据 ，则 ，原、副线圈磁通量的变化率相同，可知副线圈中磁通量变化率的最大值为 ，故选项 正确；，则该电容器的耐压值至少为 ，选项 错误；，即该灯泡的额定电压为 ，选项 正确
103、。如图所示，闭合金属线框曲线部分恰好是半个周期的正弦曲线，直线部分长度 ，线框的电阻为 ，若线框从虚线位置开始以 的速度匀速进入足够大的匀强磁场（线框直线部分始终与磁场右边界垂直），这个过程中线框释放出的焦耳热为 ，线框中电流随时间变化的关系式为（）（）（）（）（）答案 设该正弦交流电的电流有效值为，由题意可得，其中 ，解得 ，所以该正弦交流电的最大值为 ，金属线框从图示位置到完全进入磁场为半个周期，故 ，所以正弦交流电的表达式为 （），选项 正确。（山东枣庄二模，）（多选）如图所示，理想变压器原、副线 圈 的 匝 数 比 是 ，、两 点 之 间 始 终 加 （）的交变电压。是输电线的电阻，是
104、标有“、”的白炽灯。是标有“、”的电动机，其线圈电阻 。开关 断开时，电动机正常工作。下列说法正确的是（）输电线的电阻阻值为 电动机的输出功率为 开关 闭合后，电动机的电功率减小开关 闭合后，白炽灯的功率为 答案 开关 断开，电动机正常工作，则副线圈的输出电压：，输出电流：，则原线圈输入电压：，原线圈输入电流：，分析原线圈电路，、两点间电压 ，其中 ，解得输电线的电阻阻值 ，故 正确；电动机消耗的总功率 ，电动机内阻消耗的功率 ，则电动机的输出功率 出 ，故 错误；开关 闭合后，副线圈输出功率变大，输出电流变大，原线圈输入电流变大，电阻 两端电压变大，则原线圈输入电压变小，副线圈输出电压减小，
105、电动机两端电压减小，消耗的功率减小，故 正确；开关 闭合后，副线圈输出电压变小，则灯泡两端电压小于额定电压，消耗功率小于 ，故 错误。（山东青岛一模，）如图，为某小型水电站电能输送的示意图，变压器均为理想变压器，升压变压器 的原、副线圈匝数比为 ，降压变压器 的原、副线圈匝数比为 。升压变压器原线圈两端接入一电压 的交流电源，用户的总电阻为（可视为纯电阻），输电线总电阻 ，不考虑其他因素的影响，用户获得的电压 为（）答案 升压变压器原线圈两端电压的有效值为 ，升压变压器副线圈两端的电压为 ；输电线路上损失的电压为，故降压变压器原线圈的电压为 ，降压变压器副线圈两端电压 ，副线圈的电流 ，则 ，
106、联立解得 ，故 正确。二、非选择题在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，某同学利用“教学用的可拆变压器”进行探究。（）下列器材中，实验需要的器材是 。（多选）干电池低压交流电源 交流电源条形磁铁可拆变压器和导线直流电压表多用电表（）实验中，变压器的原线圈接“；”接线柱，副线圈接“；”接线柱，副线圈用多用电表交流 挡测量电压，表盘指针如图所示，则所接电源电压可能为 。（）在实验中，其同学保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原线圈的匝数，副线圈两端的电压将 。（选填“增大”“减小”或“不变”）答案（）（）（）增大解析（）“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，需要低压
107、交流电源，可拆解变压器和导线以及测量用的多用电表，即选择、。（）多用电表测量读数为 ，根据变压器的输入、输出电压与线圈匝数关系可知，原线圈电压理论上为 ，但考虑到实验用的变压器存在漏磁，所以输入线圈电压要超过 ，即选。（）根据变压器的输入、输出电压与线圈匝数关系 可知，保持原线圈两端的电压及副线圈的匝数不变，仅减小原专题十二 交变电流 线圈的匝数，由副线圈两端的电压 可知，副线圈两端的电压将变大。（分）（北京朝阳期末，）如图所示，理想变压器原、副线 圈 匝 数 之 比 。原 线 圈 接 电 压 为 （）的交流电源，副线圈接 的电阻。电流表和电压表可视为理想电表。求：（）副线圈中电压表的示数；（
108、）原线圈中电流表的示数。答案（）（）解析（）由题意可知，原线圈电压的有效值 。设副线圈电压的有效值为，则有 所以电压表的示数 （）副线圈中电流的有效值 因为 所以电流表的示数 （，原创）如图所示，长 为 、宽 为 、电阻为 的 匝矩形金属线框在匀强磁场中以角速度 匀速转动，设磁感应强度为 ，此时图中小灯泡正常发光，小灯泡的电阻为 ，求：（）图中理想电压表和电流表的示数；（）在小灯泡两端再并联一个同样的小灯泡，如果保证两灯泡正常发光，则线圈在磁场中转动的角速度变为多少才行。答案（）（）解析（）感应电动势的最大值为：感应电动势的有效值为：由闭合电路欧姆定律求得电流为：电流表的示数为 电压表的示数为
109、：（）在小灯泡两端再并联一个同样的小灯泡，外电阻为：正常发光的电流还是 ，总电流为 电源电动势的有效值为：（）最大值为：又 求得：一个电阻为、边长为 的正方形线圈 共 匝，线圈在磁感应强度为 的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴 以如图所示的角速度 匀速转动，外电路电阻为。（）在图中标出此刻线圈中感应电流的方向。（）转动过程中感应电动势的最大值有多大？（）线圈平面与磁感线夹角为 时的感应电动势多大？（）设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机做多少功？（）从图示位置开始，线圈转过 的过程中通过 的电荷量是多少？答案（）见解析（）（）（）（）（）解析（）由右手定则知电流方向为（图略）。（）。（）线圈平面与磁感线方向成 时的瞬时感应电动势 。（）电动势的有效值 ；电流的有效值 ；柴油机做的功转化为电能，线圈转一周，柴油机做的功 。（）平均 平均 （），所以电荷量 平均 （）。
