第1課夕交變電流的產生及其描述

一、交變電流

1.定義

大小和方向都隨時間做周期性變化的電流叫做交變電流。

2.圖像

如圖（a）、（b）、（c）、（d）所示電流都屬于交變電流，其中按正弦規律變化的交變甩流叫正

弦交變電流，如圖?所示。

圖（a）圖（b）圖（c）圖（d）

二、正弦式交變電流的產生和變化規律

1.產生

在勻強磁場中,線圈繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動產生的電流是正弦式交變電流。

2.中性面

線圈平面與磁感線垂直的位置稱為中性面。

［深化理解］

中性面與其垂面的比較

中性面中性面的垂面

線圈平面與磁場線圈平面與磁場方向

含義

方向垂直平行

磔通量最大（8S）0

磁通量的變化率0最大

感應電動勢0最大(〃8Sto)

電流方向發生改變方向不變

3.正弦式交變電流的變化規律（從線圖在中性面開始計時）

函數表達式圖像

磁通最

0=0incosaji=BScos(ot

電動勢e=EmSincot=nBScosincot

.RE1、、.2

u-c/msin5—R］；sincot

電壓

(純電阻電路)

/—/,nsin氏,/!!cot

電流

一

(純電阻電路)

注意：在同一過程中，。、〃、i的變化總是同步的，且與S的變化總是相差

三、描述交變電流的物理量

1.周期和頻率

(1)周期(C；交變電流完成一次周期性變化(線圈轉一周)所需要的時間，單位是秒(s),

公式T

(2)頻率(/)：交變電流在Is內完成周期性變化的次數。單位是赫茲(Hz)。

⑶周期和頻率的關系：7=熱/4

2.交變電流的瞬時值、峰值、有效值、平均值

(1)瞬時值：交變電流某一時刻的值,是時間的函數。

(2)峰值：交變電流的電動勢、電流或電壓所能達到的最大值。

注意：電動勢的峰值扁d⑷，與線圖的形狀及轉軸位置均無關。

(3)有效值：跟交變電流的熱效應等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值。

對于正弦交流電，其有效值和峰值的關系為

rEmrUmAn

E=Mu=@，v

注意：交變電流的有效值是根據等效法進行定義的，即在一個周期內(相同時間)，通過

相同電阻產生的熱量相同［三同原則)。對于非正弦式交變電流并沒有上述“也倍”關系，有

效值的大小必須由有效值的定義來確定。

(4)平均值：E=iq,E=B/v,/=而，這些都是平均值。涉及的題目主要是

計算通過某橫截面的電荷量4=鮮。

練習一

1.(2016?全國卷川)如圖，M為半圓形導線框，圓心為。叩N是圓心角為直角的扇形導

線框，圓心為0v；兩導線框在同一豎直面(紙面)內；兩圓弧半徑相等；過直線0鼠比的水平

面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面。現使線框M、N在，=0時從圖示位置開始，

分別繞垂直于紙面、且過0“和Q.的軸，以相同的周期7逆時針—?

XXXXXXX

勻速轉動，則()XXXX\XX

A.兩導線框中均會產生正弦交流電

B.兩導線框中感應旦流的周期都等于丁

C.在時，兩導線框中產生的感應電動勢相等

D.兩導線框的電阻相等時，兩導線框中感應電流的有效值也相等

解析：選BC兩導線框勻速轉動切割磁感線產生感應電動勢的大小不變，選項A錯誤：

導線框的轉動周期為7,則感應也流的周期也為7,選項B正確；在/=/時，切割磁感線的

O

有效長度相同，兩導線框中產生的感應電動勢相等，選項C正確；M導線框中一直有感應

電流，N導線標中只有一半時間內有感應電流，所以兩導餞,框的電阻相等時，感應電流的有

效值不相等，選項D錯誤。

2.（2018?黃岡模擬）圖甲所示為交流發電機的原理圖，其矩形線圈繞垂直于磁場的固定

軸。。‘勻速轉動，勻強磁場的方向水平向右，圖乙是穿過矩形線圈的磁通量⑦隨時間f變

化的圖像，矩形線圈的內阻r=lC,定值電阻R=1C,理想交流電壓表。的示數為1V,

下列說法正確的是（）

A.在0.01s時刻，電路中電流的瞬時值為2A

B.在0.015s時刻，R兩端電壓的瞬時值為0

C.電阻R消耗的熱功率為2W

甲乙

D.發電機電動勢e隨時間I變化的規律e=2啦sin100n/（V）

解析：選B在0.01s時刻，磁通量為零，線網平面處于與中性面垂直的平面，電路中

的電流為最大值，電流的有效值為/=*=1A,電流的最大值為/m=，5A,故A錯誤：在

0.015s時刻，磁通量最大，線圖平面處于中性面位置，R兩端的電壓瞬時值為零，故B正

確；電阻R上的熱功率P=y=|W,故C錯誤；電源電動勢最大為Um=（R+-"m=25V,

/=0時刻感應電動勢最大，①=半=10（）71rad/s,e=2，^cos100MV）,故D錯誤。

3.一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動，線圈中產生的電動勢為

e=Ems\ncot,若將線圈的轉速加倍，其他條件不變，則產生的電動勢為（）

A.Emsin2cotB.2Emsincot

co

C.2Emsiny/D.2Emsin2（ot

解析：選D矩形線圖在句強磁場中繞垂直于磁場方向的軸勻速轉動產生交變電流，交

變電流的最大值為Em=NBS①,角速度與轉速的關系為①=2m,若將線圖的轉速加倍，感

應電動勢的最大值也將變為原來的二倍，角速度也變為原來的二倍，則產生的電動勢為e=

2Einsin2cot,所以D項正確；A、B、C項錯誤。

4.電阻R、R2與交流電源按照圖甲所示方式連接，吊=IOQ,R2=20QC閉合開關S

后，通過電阻燈的正弦式交變電流，隨時間/變化的情況如圖乙所示。則（）

A.通過M的電流有效值是1.2A

U=^Uo,故C正確。

8.如圖，實驗室一臺手搖交流發電機，內阻，，=1.00,外接R=9.0C的電阻。閉合開

關S,當發電機轉子以某一轉速勻速轉動時，產生的電動勢e=g

10x/2sinlOTtr(V),則()

A.該交變電流的頻率為10Hz

B.該電動勢的有效值為1即V

C.外接電阻R所消耗的電功率為10W

D.電路中理想交流電流表&的示數為1.0A

解析：選D由交流電的表達式可知s=l(krad/s,/=1即V,得片含=5Hz,E

P

=1()V,A、B錯誤；/=7ZL=1.0A,D正確；PR=PR=9W,C錯誤。

K~rr

9.如圖所示，勻強磁場的磁感應強度8=0.5T,邊長L=10cm的正方形線圈共10。匝,

線圈總電阻r=lC，線圈繞垂直于磁感線的對稱軸OO'勻速轉動,角速度①=2兀rad/s,夕卜

電路中的電阻R=4Q,求：

(1)感應電動勢的最大值；

(2)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉過60。時的瞬時感應

電動勢；

(3)由圖示位置(線圈平面與磁感線平行)轉過60。的過程中產生

的平均感應電動勢：

(4)交流電壓表的示數；

(5)線圈轉動一周產生的總熱量；

(6)在q周期內通過電阻R的電荷量。

解析：(1)感應電動勢的最大值為

Em=N8S“=100X0.5X0.『X2TTV=3.14V。

(2)由圖示位置轉過60。時的瞬時感應也動勢為

e=￡'mcos60u=3.14X0.5V=1.57V。

(3)由圖示位置轉過60。的過程中產生的平均感應電動勢為

石告看j。

(4)交流電壓表的示數為外電路兩端電壓的有效值，即

3舟-滑水3.78丫。

(5)線圖轉動一周產生的總熱量為

。=(粉壬產。如。

(6)在:周期內通過電阻R的電荷量為

1X=X=><

4=6FF764+T6C—.087C。

答案：(1)3.14V(2)1.57V(3)2.6V(4)1.78V(5)0.99J(6)0.087C

10.(2018?德州模擬)矩形線圈的匝數為50,在勻強磁湯中繞垂直于磁場的軸勻速轉動時，

穿過線圈的磁通量隨時間為變化規律如圖所示，下列結論正確的是()

A.在r=0.1s和f=0.3s時，電動勢最大10/Wb

B.在，=0.2s和，=0.4s時，電動勢改變方向0-2\7^\......

C.電動勢的最大值是5()nV°[o：rVOJ/1/s

D.在f=0.4s時，磁通量變化率最大，其值為10(hWb/s-0.2.............

解析：選C在，=0.1S和，=0.3S時，磁通量最大，此時電動勢為零，且電動勢改變

2jr7jr

方向，選項A、B錯誤；電動勢的最大值是&]=〃85口=〃%廳=50義().2乂京V=5(kV,

選項C正確；在/=0.4s時，磁通量為零，但是磁通量變化率最大，其值為笑=4Ss=Gm爺

=0.2Wb/s=nWb/s,選項D錯誤。

11.(2017?泰州三模)法拉第發明了世界上第一臺發電機，如圖所示，圓形金屬盤安置在

電磁鐵的兩個磁極之間，兩電刷M、N分別與盤的邊緣和中心接觸良好，且與靈敏電流計相

連，金屬盤繞中心軸沿圖示方向轉動，則()

A.電刷M的電勢高于電刷N的電勢

B.若只將電刷M移近N,電流計的示數變大

C.若只提高金屬盤轉速，電流計的示數變大

D.若只將變阻器滑片向左滑動，電流計的示數變大

解析：選C根據安培定則可知，電磁鐵產生的磁場方向向

右，由右手定則判斷可知，金屬盤產生的感應電流方向從M到N,則電刷M的電勢低于電

刷N的電,勢，故A錯誤；若僅將也刷M移近N,使也刷歷N之間距離減小，切割磁感線的

有效長度減小，產生的感應電動勢減小，感應電流減小，則電流計的示數變小，故B錯誤;

若只提高金屬盤轉速，感應電動勢增大，故電流計的示數變大，故C正確：若僅將滑動變

阻器滑動頭向左滑，滑動變阻器接入電路的阻值變大，電路電流減小，磁場減弱，電流計的

示數將減小，故D錯誤。

12.(2018?流坊檢測)如圖所示電路中，電源電壓〃=311sin100雙V,A、8間接有“220V,440

W”的電暖寶、“220V,220W”的抽油煙機、交流電壓表及保險絲。下列說法正確的是（）

A.交流電壓表的示數為311V

B.電路要正常工作，保險絲的額定電流不能小于36A

C.電暖寶發熱功率是抽油煙機發熱功率的2倍

D.抽油煙機1min消耗的電能為L32X104J

解析：選D由電源也壓〃=3UsinIOOTUV可知該交變電壓的有效值為220V,故交流

業壓表的示數為220V,A錯誤：電路正常工作時,電路的總功率為660W.故對應的電流

有效值為3A,保險絲的額定電流為交變電流的有效值，B錯誤；抽油煙機為非純電阻用電

器，故不能直接利用功率的大小比較電暖寶與抽油煙機的發熱功率，C錯誤；抽油煙機Imin

消耗的電能為W=P/=1.32XIO’j,D正確。

13.先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電，第一次燈泡兩端的電壓隨時間按正弦規

律變化（如圖甲所示）；第二次燈泡兩端的電壓變化規律如圖乙所示。若甲、乙圖中的■）、T

所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說法正確的是（）

A.第一次，燈泡兩端的電壓有效值是竽

B.第二次，燈泡兩端的電壓有效值是乎

C.第一、第二次，燈泡的電功率之比是2：9

D.第一、第二次，燈泡的電功率之比是1:5

解析：選D第一次，燈泡兩端電壓的有效值為5喘,功率修=監=/。第二次，

設燈泡兩端電壓的有效值為。2,則”1r++（―引+4，解得S=d|uo,功率尸2

=%=裝，則Pl:尸2=1：5,故A、B、C錯誤，D正確。

14.如圖所示為一個經雙可控硅調節后加在電燈上的電壓，正弦交流電的每一個二分之

一周期中，前面四分之一周期被截去，則現在電燈上電壓的有效值為（）

解析：選D由題給圖像可知，交流電壓的變化規律具

有周期性，可用電流熱效應的等效法求解。設電燈的阻值為R,正弦式交流電壓的有效值與

峰值的關系是U=器，由于調節后一個周期內半個周期有交流電壓，一周期內交流電產生

的熱量為Q=-p—!三,設現在交流電壓的有效值為U,由也流熱效應得。=翱*?,=

AZZf\ZZnZ

號T,所以該交流電壓的有效值U=g\D正確。

KZ

15.在如圖所示的電路中，電阻修與/?2阻值相同，和R1并聯的。為理F

想二極管(正向電阻可看做零，反向電阻可看做無窮大)，在4、8間加一正弦1從用嚀D

交流電w=2(Ssin100MV),則加在此上的電壓有效值為()p"口

A.10VB.20VC.15VD.5715V

解析：選D由于Ri=&,當二極管上有正向電流時，R短路,加在/?2上也壓有效值

為20V,當二極管上有反向電流時，尺、&串聯，&上電壓有效值為iov,由普?r=Q)v)三

+(1拶［得U=57T5V,D正確。

16.如圖中所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉速，繞與磁感線

垂直的軸勻速轉動，產生的交變電動勢圖像如圖乙中曲線。、〃所示，則()

A.兩次1=0時刻線圈平面均與中性面重合

B.曲線〃、〃對應的線圈轉速之比為2：3

C.曲線”表示的交變電動勢頻率為25Hz

D.曲線人表示的交變電動勢有效值為1()V

解析：選AC/=0時刻，兩次產生的交流電的電動勢瞬時值均為零，因此線圖平面均

與中性面重合，A項正確；圖中a、Z?對應的周期之比為2：3,因此線圖轉速之比〃J/%=

J:』=3:2,B項錯誤；a線表示的交流電動勢的頻率為￡；=/=7Hz=25Hz,C

1aIba4A1U

項正確：。線對應線圖相反的電動勢的最大值Eam=N8S?竽，由圖像知Eam=15V,/?線對應

線圖相應的電動勢的最大值當m=N65帛，因此圣E/,m=10V,有效值邑=筆丫

1b/b32

=5季V,D項錯誤。

17.(2018?石家莊模擬汝I」圖所示為發電機結構示意圖，其中N、S是永久磁鐵的兩個磁極，

其表面呈半圓柱面狀。M是圓柱形鐵芯，它與磁極柱面共軸，鐵芯上繞有矩形線框，可繞

與鐵芯共軸的固定軸轉動，磁極與鐵芯間的磁場均勻輻向分布。從一屈萬一

圖示位置開始計時，當線框勻速轉動時，選項圖中能正確反映線框s(

感應電動勢e隨時間/的變化規律的是()——

解析：選D矩形線框在均勻輻向磁場中轉動，。方向始終與B垂直，由E=BLu知E

大小不變，方向周期性變化。只有D正確。

第2課/變壓器―遠距禽輸電

一、理想變壓器

1.構造

如圖所示。變壓器主要由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成。

（1）原線圈：指與交誕遮連接的線圈，也叫初級線圈。

⑵副線圈：指與負載連接的線圈,也叫次級線圈。

2.理想變壓器的基本關系和制約關系

沒有能量損失，即：①沒有銅損，線圈電阻不計。②沒有鐵損，鐵芯中

理想變壓器

的渦流不計。③沒有磁損，磁通量全部集中在鐵芯中

副線圈中的功率A由用戶負載決定，原線圈的輸

基本功率P尸尸2

入功率Pi由副線圈的輸出功率P2決定

關系

必=山

電壓副線圈電壓S由原線圈電壓G和匝數比決定

和制U?〃2

約關

電流h.=!12原線圈的電流人由副線圈的電流和匝數比決定

Ii~n\

系

頻率理想變壓器不改變交變電流的頻率，即原、副線圈中電流的頻率相等

3.幾種常用的變壓器

⑴自耦變壓器——調壓變壓器，如圖甲（降壓作用）、乙（升壓作用）所示。

圖丙）：把高電壓變成低電壓。

⑵k上感曲器uJ|電壓流互互感感器器如〈如

圖丁）：把大電流變成小電流。

二、遠距離輸電

1.遠距離輸電線路簡圖

2.輸送電流

,PAUP'

,一萬一T一萬二。

3.電壓損失

MJ=U-Uf=建。

4.功率損失

\P=P-P'=&=（專）％=等。

練習二

I.（2016?全國卷”）如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當

輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發光。下列說法正確的是（）

A.原、副線圈匝數比為9：I

B.原、副線圈匝數比為1：97專1zJ~I

C.此時a和b的電功率之比為9：1uSK8b

D.此時a和b的電功率之比為1:9

解析：選AD設燈泡的額定電壓為U。，輸入電壓為燈泡額定電壓的10倍時燈泡正常

發光，則變壓器原線圈的電壓為9U（）,變壓器原、副線圖的匝數比為9：1,選項A正確，

選項B錯誤；由9Uo/a=Uo/b得，流過b燈泡的電流是流過a燈泡電流的9倍，根據P=U1,

a、b燈泡的電功率之比為1：9,選項C錯誤，選項D正確。

2.（2015?全國卷I）一理想變壓器的原、副線圈的匝數比為3：1,在原、副線圈的回路

中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示。

設副線圈回路中電阻兩端的電壓為U,原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為匕則（）

A.U=66V,TB.U=22V,k=^

C.U=66V,k=gD.U=22V,k=g

解析：選A設原、副線圈中的電流分別八、12,則卷=左=:，故&=/設原線

圈兩端的電壓為U、,則今="=；,故U\=3U,而原線圖上電阻分擔的電壓為:U,故?+

3U=220V,解得U=66V。選項A正確。

3.如圖所示，理想變壓器有兩個副線圈，匝數分別為小和〃2,所接負載4R=飛，當

只閉合$時，電流表示數為1A,當％和S?都閉合時，電流表示數為2A,則為:〃?為（）

A.1：1B,1：2

C.I：3D.1：4

解析：選B變壓器原、副線圖的磁通量變化率相同，所以U：

Ui:U2=n:n]:〃2,根據能量守恒，輸出功率等于輸入功率，所以當

只閉合Si時，5=普,當％和Sz都閉合時，ur=等+萼=4G*,代入數據/=i

A|A|A24A|

22

A、r=2A可得t/2=4(/),即5：5=1:2,所以川：〃2=】：2,選項B對。

4.如圖所示為理想變壓器。其原、副線圈的匝數比為4：1。電壓表和電流表均為理想

電表，原線圈接有“=36^sinlOOR(V)的正弦交流電，圖中。為理想二極管，定值電阻R

=9Q,則下列說法正確的是()

A./=焉s時，原線圈輸入電壓的瞬時值為18V

re，D

B?尸焉s時，電E表示數為36Vlu^|F'^~

C.電流表的示數為1A~~一昌」

D.通過電阻R的電流周期為O.O1s

解析：選B當/=焉s時，〃=36啦sin(10(hrxVv=186V,故A錯誤；電壓表

測量的是有效值，揄入電質的峰值為36KV,有效值為U=柒=36V,故B正確：由的

守得3=華=迎＞=9丫，由/=號竦A=1A,經二極管單向導電形成半波形電流，則

〃2〃]4Av

其有效值尸成+0=/'2RT,故電流表的示數為/'=^A,故C錯誤：理想變壓器不改變

交流電的頻率，通過電阻R的電流周期為0.02s,故D借誤。

5.一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻用、R2和/?3的阻值分別為3C、1C

和4C,囚為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定。當開關S斷

開時，電流表的示數為/：當S閉合時，電流表的示數為4/。該變壓器原、副線圈匝數比為

(2016?全國卷1)()

解析：選B設原、副線圖的匝效比為根據變壓器匝數比與

電,流成反比的關系，則原線圈電流為/時，副線圖電流為原線圖電流為4/時，副線圖

電流為4Hc根據變壓器的輸入功率等于輸出功率得，〃一戶凡=(〃)2(RZ+R3),4/〃一(〃)2刈

2

=(4kI)R2,聯立兩式代入數據解得A=3,選項B正確。

6.(2016?江蘇高考)一自耦變壓器如圖所示，環形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在。、

〃間作為原線圈。通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈。在心。間輸

入電壓為彷的交變電流時，c、d間的輸出電壓為s。在將滑動觸頭從M點順時針旋轉到

N點的過程中()太田隊

A.U2>Ui，S降低B.U2>Ui，5升高

C.U2VU1，s降低D.U2VU1，5升高

解析：選C。、〃間原線圖的匝數大于c、d間副線圈的匝數，在滑動觸頭由M點移動

到N點的過程中，副線圖的匝數進一步減小，由變壓器工作原理知，SVG,且S

U2〃2

降低，選項C正確。

7.圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數之比小：小=5：1,電阻R=20Q,Li、L2為

規格相同的兩只小燈泡，Si為單刀雙擲開關。原線圈接正弦交變電源，輸入電壓〃隨時間/

的變化關系如圖乙所示。現將SI接I、S2閉合，此時L2正常發光。下列說法正確的是()

A.輸入電壓〃的表達式”=2(N^sin(5()7U)V

B.只斷開S2后，LrL2均正常發光

C.只斷開S2后，原線圈的輸入功率增大

D.若Si換接到2后，R消耗的電功率為0.8W

解析：選D由題圖乙可知周期7=0.02s,則口=亍=100兀，所以輸入電壓〃的表達

式應為"=20\Esin(100MV,A錯誤；只斷開S2后，負載電阻變大為原來的2倍，電壓不

變，副線圖電流變小為原來的一半，L、L2的功率均變為額定功率的四分之一，B錯誤；只

斷開S2后，原線國的輸入功率等于副線圖的功率，都減小，C錯誤；若&換接到2后，電

U2

阻R包壓有效值為4V,火消耗的電功率為萬=0.8W,D正確。

K

8.如圖為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈

匝數分別為曲、“2，在T的原線圈兩端接入一電壓〃=UmSinM的交流電源，若輸送電功率

為尸，輸電線的總電阻為2,,不考慮其他因素的影響，則輸電線上損失的電功率為()

%;由變壓關系可得玦

解析：選C升壓變抵器T的原線圖兩端電壓的有效值為幼=

=F，則必=吸；因為輸送電功率為p,輸曲線中的電流為則輸電線上

〃2A/2/215"2Um

2，

損失的電功率為AP=，22x2r=耨弁，故選項C正確。

9.如圖所示是發電廠通過升壓變壓器進行高壓輸電，接近用戶端時再通過降壓變壓器

降壓給用戶供電的示意圖；圖中變壓器均可視為理想變壓器，圖中電表均為理想交流電表；

設發電廠輸出的電壓一定，兩條輸電線總電阻用R。表示，變阻器R相當于用戶用電器的總

電阻；當用電器增加時，相當于R變小，則在用電高峰期時()

A.電壓表V]、V2的讀數均不變，電流表A2的讀數增大，電流表Ai的讀數減小

B.電壓表V3、V,的讀數均減小，電流表A2的讀數增大，電流表A3的讀數減小

C.電壓表V2、V3的讀數之差與電流表A2的讀數的比值不變

D.輸電線損耗的功率不變

解析：選C因為榆入電壓和匝數比都不變，電壓是V|、V2的讀數均不變，用電高峰

期，電阻減小，電流表A3的讀數增大，根據電流與匝數成反比知，電流表A1、A2的讀數都

增大，輸電線上的電壓損失增大，故電壓表V3、V4的讀數均減小，故A、B錯誤；也壓表

V?、V3的讀數之差與電流表A2的讀數的比值不變，等于輸電線的電阻值，故C正確；揄電

線上的電流變大，則輸電線消耗的功率變大，選項D錯誤。

10.圖乙中,理想變壓器原、副線圈匝數比川：物=5：1。原線圈接入如圖甲所示的正

弦交流電。電路中電表均為理想電表，定值電阻修一七一4。，為理想二極管（該二極管的

正向電阻為零，反向電阻為無窮大），則（

A.電阻A2兩端的電壓頻率為50Hz

B.電流表的示數為5A

C.原線圈的輸入功望為150W

D.將品摘掉，電壓表的示數不變

解析：選ACD由迤圖甲可知，交流電的周期為0.02s,故頻率為50Hz,而變壓器

及二極管均不會改變交流也的頻率，故電阻&兩端的電壓頻率為50Hz,故A正確；經變

壓器后，輸出電壓為量=20V,因二極管的單向導電性，只有一半時間內有電壓加在R2

兩端，則由有效值的定義可得：U=1MV,則電,流表的示數為：2.5巾A,故B錯誤：原

2（）2

線圖輸入功率等于副線圖輸出的功率，輸出功率。=丁W+（2.56）2X4W=150W,故C

正確；因輸出也壓由輸入也壓決定，故將當摘掉，電壓表的示數不變，故D正確。

11.（2018?牡丹江一中檢測）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比是10：I,原線

圈輸入交變電壓〃=10（）Visin50H（V）,在副線圈中串接有理想電流表和定值電阻凡電容

器并聯在電阻K兩端，電阻阻值R=10Q，關于電路分析，下列說法中正確的是（）

A.電流表示數是IA

B.電流表示數是由A[―[IY~

C.電阻R消耗的電功率為10WU\_J||

D.電容器的耐壓值至少是V~

解析：選CL）由題點知原線圖輸入電壓為效值為IUOV,所以副線圖電壓為10V,由

于電容器通交流，所以電流表示數大于IA,不一定是於A,故A、B錯誤；電阻R消耗

rfiIn2

的電功率為尸=方=74\V=10W,故C正確：副線圈也壓最大值為1即V,電容器的耐

A1U▼

壓值至少是1即V,所以D正確。

12.（2018?合肥聯考）如圖所示，匕和心是不計電阻的輸電線，甲是電壓互感器，乙是

電流互感器。若已知甲的變壓比為500：I,乙的變流比為200：I,并且已知加在電壓表兩

端的電壓為220V,通過電流表的電流為5A,則輸電線的輸送功率為（）

A.1.1X1O8WB.1.1X1O6W

GTI

C.MX104WD.1.1X10-WIhLM]——

甲人…八A?.

解析：選A已知變壓比為500：1,電壓表示數為220V,^[^2j

故傳輸電壓為：t/=22OX5OOV=1.1X1O5V；已知變流比為200：1,電流表示數為5A,

故傳輸電流為：/=5X200A=l000A;故電功率為：P=a/=1.1X1O5VX1000A=l.lX108

W,故選項A正確。

13.如圖是一個理想變壓器的示意圖，S為單刀雙擲開關，P是滑動變阻器的滑動觸頭,

R）是定值電阻，保持交變電壓3不變，下列說法正確的是（）

A.若夕的位置不變，S由。切換到人處，則電流表示數減小

B.若P的位置不變，S由。切換到》處，則電壓表示數增大

C.若S置于〃處，將P向上滑動，則電流表示數增大

D.若S置于/，處，將P向上滑動，則電壓表示數增大

解析：選BD由。切換到〃，原線圖匝數變小，所以副線圖電壓變大，電阻不變，副

線四處電流增大，及上電壓增大，電壓表示數增大，電流與匝數成反比，則電流表示數增大，

故A錯誤，B正確；S置于人處不動，。向上滑動，電阻變大，副線圈處電流變小，易知電

流表示數減小，%的分壓變小，輸出電壓不變，則R的分壓增大，電壓表示數增大，故C

錯誤，D正確。

14.如圖甲為遠距離輸電示意圖，變壓器均為理想變壓器。升壓變壓器原、副線圈匝數

比為I:100,其輸入電壓如圖乙所示，遠距離輸電線的總電阻為100降壓變壓器右側部

分為一火警報警系統原理犯，其中吊為一定值電阻，R2為用半導體熱敏材料制成的傳感器,

當溫度升高時其阻值變小。電壓表顯示加在報警器I：的電壓（報警器未畫出）。未出現火警時，

升壓變壓器的輸入功率為750kWo下列說法中正確的有（）

A.降壓變壓器副線圈輸出的交流電頻率為50Hz

B.遠距離輸電線路發耗功率為180kW

C.當傳感器&所在處出現火警時，電壓表的示數變大

D.當傳感器R?所在處出現火警時，輸電線上的電流變大

解析：選AD由題圖乙知交流電的周期0.02s,所以頻率為50Hz,A正確；由題圖乙

知升壓變壓器揄入端電壓有效值為250V,根據電壓與匝數成正比知，升壓變壓器副線圖電

p

壓為25000V,所以輸業線中的也流為：/=萬=30A,輸電,線損失的電壓為：NU=1R=

30X100V=3000V,遠距離輸電線路損耗功率為：△P=AU/=90kW,B錯誤：當傳感器

R2所在處出現火警時其阻值減小，副線圈兩端電壓不變，副線圖中電流增大，定值電阻的

分壓增大，所以電壓表的示數變小，C錯誤；由C知副線圖電流增大，根據電流與匝數成

反比知輸電線上的電流變大，D正確。

15.如圖甲、乙所示，兩種情況下變壓器燈泡L2、L3的功率均為P,且L|、L2、L3為

相同的燈泡，匝數比〃|：力=3：I,則圖甲中L1的功率和圖乙中L1的功率分別為（）

4P__________

A.PyPB.9P、TT1___________,o________a___,

：M?Lg

解析：選B由題意可知，〃2=〃3，兩種情況下變乙器輸出功率均為2P,設燈泡L2、

L3的電壓為U,電流為/,電阻為R,兩種情況下變壓器輸入電壓為3U,變壓器輸入電流為

1/;題圖甲中L的功率為P產耳￡=9P;意圖乙中L的功率為尸2=助”竽，選項B

正確。

16.如圖，一理想變壓器原、副線圈的匝數分別為〃I、〃2。原線圈通過一理想電流表態掇

正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯后接到副線圈的兩端。假設該二極

管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大。用交流電壓表測得。、〃端和c、4端的電壓分別為

Uab和Ucd，貝|J（）

A.Uah:Ucd=〃l:〃2

B.增大負載電阻的阻值R,電流表的讀數變小口火

C.負載電阻的阻值越小，cd間的電壓Ud越大6o___________Ld

D.將二極管短路，電流表的讀數加倍

解析：選BD變壓器的變壓比其中G、必是變壓器原、副線圖兩端的電壓。

G=a力，由于二極管的單向導電特性，Ucd/lh,選項A錯誤；增大負載電阻R的阻值，

負載的電功率減小，由于尸人=。*,且P,、=/“,所以原線圈上的電流/|減小，即電流表

的讀數變小，選項B正確；c、"端的電壓由輸入電壓“b決定，負載電阻R的阻值變小時，

U’d不變,選項C錯誤；根據變壓器上的能量關系有EQ=E喻出，在一個周期7內，二極管

未擔路時有為副線囤兩端的電壓），二極管短路時有3化片圻，由以

上兩式得，2=2/1,選項D正確。

17.如圖所示，理想變壓器原線圈接有交流電源，當副線圈上的滑片P處于圖示位置

時，燈泡L能發光。要使燈泡變亮，可以采取的方法有（）

A.向下滑動PB.增大交流電源的電壓

C.增大交流電源的頻率D.減小電容器C的電容

解析：選BC向下滑動P時，副線圈的匝數變少，由變壓

比公式可知，副線圉兩端的電壓變小，燈泡變暗，A項錯誤；增大交流電源的電壓，由變壓

比公式可知，副線圈兩端的電壓增大，燈泡變亮，B項正確；電壓不變，增大交流電源的頻

率，可減小電容器的容抗，電路中的電流變大，燈泡變亮，C項正確；減小電容器的電容，

電容器的容抗增大，電路中電流減小，燈泡變暗，D項錯誤。

［單元質量檢測1交變電流傳感器

一、選擇題（第1~8題只有一項正確，第9?14題有多項正確）

1.如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數可以通過滑動

觸頭。來調節，在副線圈兩端連接了定值電阻吊和滑動變阻器凡P為滑動變阻器的滑動

觸頭。在原線圈.匕加一電壓為U的正弦交流電，則（）

A.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數變大

B.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數不變

C.保持尸的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數變大

D.保持P的位置不動，將Q向上滑動時，電流表讀數變小

解析：選C保持Q的位置不動，則S不變，將尸向上滑動時，R接入封路的也阻變

大,根據h=口黑R知,，2變小，由今=記導也變小，即電流表讀數變小，選項A、B錯誤;

保持P的位置不動，將Q向上滑動時，S變大，則根據22=訴知副線圈輸出功率變大,

由尸1=尸2知，變壓器原線圖輸入功率P1變大，而P|=/|U,輸入電壓U一定，八變大，即

電流表讀數變大，選項C正確，選項D錯誤。

2.（2016?四川高考）如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如I果

將原、副線圈減少相同匝數，其他條件不變，則（）

A.小燈泡變亮

B.小燈泡變暗

C.原、副線圈兩端且壓的比值不變

D.通過原、副線圈電流的比值不變

解析：選B由于家庭電路上理想變壓器為降壓變壓器，故如＞〃2,當原、副線圖減少

相同的匝數時，其變壓比如廠變大，根據興=色丁，■一定，u,變小，故小燈泡變暗，選

S"2

項A錯誤，選項B正確；由畀=色丁知，原、副線圖電壓的比值變大，選項C錯誤；根據;

。2〃2

小'

=—,則通過原、副線圈包流的比值變小，選項D錯溪。

3.如圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導氣管，視變壓器為理想變壓器。原

線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數不變，調節觸頭P，使輸出電壓有效值由220

V降至110V。調節前后（）

A.副線圈中的電流比為1:2

B.副線圈輸出功率比為2：1

C.副線圈的接入匝數比為2：1

D.原線圈輸入功率比為I:2

解析：選C根據歐姆定律/=會，4由220V降至110V,副線圉上的電流變為原來

的;，即調節前后，副線圍上電流之比為2：1,選項A獵誤；根據尸=U/知，U、/均變為

原來的;時，副線圖上輸出的功率變為原來的;，即調節前后副線圈的輸出功率之比為4：1,

選項B錯誤；根據理想變壓器電壓與匝效的關系會=費，當5由220V降至110V時，n2

變為原來的今即調節前后副線圈的接入匝數比為2：1,選項C正確：根據理想變壓器。入

=夕出，所以原線圈輸入功率等于副線圖的輸出功率，即調節前后原線圖輸入功率之比為4:

1,選項D錯誤。

4.（2017?至慶巴蜀中學檢測）小青從國外帶回一把標有“110V,60Hz,88OW”的電咖

啡壺，該電咖啡壺利用電然絲加熱。為使此電咖啡壺能正常工作，需要通過變壓器與市電相

連。下列說法正確的是（）

A.可以將電咖啡壺直接與市電相連，只是電功率將變為3520W

B.電咖啡壺應接在原、副線圈匝數比為2：1的副線圈兩端，且副線圈繞制的導線較

粗

C.電咖啡壺通過變壓器正常工作時，與市電相連的線圈中電流為8A

D.電咖啡壺通過變壓器正常工作時，電熱絲中的交變電流頻率為60Hz

解析：選B電咖啡壺額定電壓為I10V,低于我國的家庭電路的電壓，