第49頁（共49頁）2024-2025學年下學期高二物理人教版（2019）期中必刷?？碱}之變壓器一．選擇題（共8小題）1．（2024秋?深圳期末）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數分別為n1。n2，定值電阻R＝27.5Ω，理想電流表A2的示數I2＝2A，a、b兩端接正弦交流電源u=220A．n1：n2＝1：20 B．理想電壓表V的示數U＝220V C．理想電流表A1的示數為0.5A D．定值電阻R中電流變化的頻率為50Hz2．（2025?越秀區校級模擬）隨著生活中的電子設備越來越多，在不知不覺中各種“理不清”的充電線給我們帶來了困擾。無線充電的引入，讓手機、智能手表和電動牙刷等設備擺脫了“充電線”的牽制，使這些設備做到了“放下即充”，如圖1所示，某智能手表正準備進行無線充電，其原理可簡化為如圖2所示的裝置，當送電線圈接入如圖3所示的交流電源后，送電線圈接有電阻R1，受電線圈接有電阻R2＝4Ω，送電線圈和受電線圈的匝數比n1：n2＝5：1，此時智能手表處于“超級充電”模式，其兩端的電壓為20V，充電電流為5A，充電裝置線圈可視為理想變壓器，則下列說法正確的是（）A．送電線圈兩端電壓為220V B．送電線圈所接電阻R1＝20Ω C．此充電器在“超級快充”模式下，耗電功率為200W D．受電線圈中的感應電流的磁場總是與供電線圈中電流的磁場方向相反3．（2024秋?湖北期末）如圖所示，理想變壓器原線圈一側接在u＝2202sin（100πt）V的正弦交流電源上，原、副線圈的匝數比為1：2，原、副線圈的回路中分別接有R0＝5Ω的定值電阻和滑動變阻器R，開始時變阻器R接入電路的阻值也為R0，圖中電流表可視為理想電流表，則（）A．通過電流表的電流方向每秒改變50次 B．若逐漸增大R的阻值，則電流表讀數逐漸變小 C．若逐漸增大R的阻值，則R的電功率逐漸變小 D．副線圈兩端電壓u′與電流表讀數I之間的關系為u′＝（440﹣10I）V4．（2024秋?滎陽市期末）以下四幅圖片中：圖甲是霍爾元件的結構示意圖；圖乙是真空冶煉爐；圖丙是回旋加速器的結構示意圖；圖丁是手機無線充電。下列說法中正確的是（）A．圖甲中，穩定時M、N兩點電勢的關系與導電粒子的電性無關 B．圖乙中，真空冶煉爐是利用自感來熔化金屬的裝置 C．圖丙中，增大加速電壓，粒子離開回旋加速器時的動能將變大 D．圖丁中，無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是互感現象5．（2024秋?望花區校級期末）如圖所示某節能儲能輸電網絡，發電機輸出功率恒定、電壓恒定；所有變壓器可視為理想變壓器；只考慮輸電線電阻，其余電阻不計；各部分電壓、電流和線圈匝數符號如圖。下列關于線圈間電壓、電流關系說法正確的是（）A．無論開關S閉合還是斷開，線圈n1與n2的電壓和匝數關系均為U1B．開關S閉合“儲能”時，線圈n1與n2的電流和匝數關系為I1C．開關S閉合“放能”時，線圈n1與n2的電流和匝數關系為I1D．開關S斷開時，線圈n1與n2的電流和匝數關系為I6．（2024秋?濟南期末）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為44：1，原線圈輸入交流電壓的瞬時值表達式為u=2202sin100π(V)，RA．5W B．52W C．2.5W D7．（2025?鹽城一模）如圖所示是火花塞點火的原理圖。變壓器原線圈與蓄電池、開關組成閉合回路，開關由閉合變為斷開的瞬間，副線圈感應出上萬伏高壓，火花塞產生電火花，則（）A．這個變壓器為降壓變壓器 B．開關一直閉合時火花塞兩端也有高壓 C．開關斷開，變壓器鐵芯中的磁通量減小 D．若開關接到副線圈回路，閉合開關瞬間火花塞也能產生電火花8．（2024秋?保定期末）如圖甲所示的電路，理想變壓器原、副線圈的匝數分別為1200和600，定值電阻R1＝R2＝20Ω，電源兩端電壓隨時間變化的關系圖像如圖乙所示，已知電壓表和電流表為理想電表，則（）A．副線圈中電流頻率為50Hz B．電壓表示數為50V C．電流表示數為1A D．電阻R2的功率為70W二．多選題（共4小題）（多選）9．（2024秋?遼陽期末）風能是可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，在一定的技術條件下，風能可作為一種重要的能源得到開發利用。如圖所示，這是風力發電機的簡化模型，風帶動葉片轉動，使葉片的轉速為nr/s，升速齒輪箱的轉速比為1：k，高速轉軸使匝數為N的發電機線圈在勻強磁場中勻速轉動，產生的交流電通過理想變壓器后向用戶端的m盞燈泡供電，其中燈泡L為指示燈，燈泡L與用戶端的燈泡相同，額定電壓均為U，所有燈泡正常發光，已知勻強磁場的磁感應強度大小為B，線圈的電阻不計。下列說法正確的是（）A．變壓器原、副線圈的匝數比為1：m B．用戶端的交變電流的頻率為kn C．發電機線圈的面積S=2D．若增加用戶端的燈泡數量，且葉片的轉速不變，則燈泡L變亮（設燈泡不會被燒壞），其余燈泡的亮度變暗（多選）10．（2025?十堰一模）某地突發停電后，一小區啟動柴油發電機通過如圖所示的理想變壓器為業主供電，已知發電機的輸出電壓不變，圖中電表均為理想交流電表，當開關S1、S2均斷開時，兩電流表的示數均為0，電壓表V1的示數為380V，電壓表V2的示數為220V，下列說法正確的是（）A．當開關S1閉合、S2斷開時，兩電流表示數的比值I1B．當開關S1斷開、S2閉合時，兩電壓表示數的比值U1C．當開關S1、S2均閉合時，兩電流表示數的比值I1D．當開關S1、S2均閉合時，兩電壓表示數的比值U（多選）11．（2024秋?海淀區期末）如圖是理想變壓器的示意圖，原線圈與220V正弦式交流電源連接，副線圈通過導線與用電器連接。輸電線的總電阻用R0表示，變阻器R代表用電器。已知原、副線圈的匝數之比為n：1。下列說法正確的是（）A．原線圈輸入電流與副線圈中的電流之比為n：1 B．原線圈輸入電壓與副線圈輸出電壓之比為n：1 C．當變阻器R的阻值減小時，副線圈中電流隨之減小 D．當變阻器R的阻值減小時，原線圈的輸入功率隨之增大（多選）12．（2024秋?福田區校級期末）豐城中學小明同學組裝了一臺斯特林發電機，如圖甲所示，其工作原理圖可以簡化為圖乙。已知矩形導線框的匝數為N，面積為S，處在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，矩形導線框以角速度ω繞垂直磁場方向的軸OO′勻速轉動，線框與理想變壓器原線圈相連。理想變壓器原、副線圈的匝數比為1：4，圖示時刻線框平面與磁感線垂直并以此時刻為計時起點，R1為定值電阻，R為滑動變阻器，交流電壓表V1、V2均視為理想電表，不計線框的電阻。下列說法正確的是（）A．線框從圖示位置開始轉過180°的過程中，產生的平均電動勢為2NBSωB．滑動變阻器的滑片向c端滑動的過程中，R1的發熱功率增大 C．滑動變阻器的滑片向d端滑動的過程中，電壓表V2的示數始終為NBSω2D．線框從圖示位置開始轉過90°時，電壓表V1的示數為NBSω三．解答題（共3小題）13．（2024秋?遼陽期末）如圖所示，電動汽車充電站變壓器的輸入電壓為1kV，輸出電壓為220V，同時給8個充電樁供電，每個充電樁的輸入電流為12A，求：（1）變壓器原、副線圈的匝數比n1：n2；（2）變壓器原線圈的輸入功率P。14．（2024秋?中山區校級期末）如圖所示，理想變壓器的原線圈左端接一有效值為U＝12V的正弦式交流電源，定值電阻R0＝4Ω，副線圈接有阻值為R1＝2Ω的定值電阻和一個滑動變阻器R（最大阻值10Ω），現電路正常工作，兩塊理想交流電流表A1的示數為I1＝0.5A，A2的示數為I2＝2.0A，求：（1）變壓器原副線圈的匝數比k；（2）調節滑動變阻器，求副線圈負載的總電功率最大時滑動變阻器的阻值Rm（結果保留至小數點后兩位）。15．（2024秋?雁塔區校級期末）某小型發電站發電機輸出的交流電壓為500V，輸出的電功率為50kW，用電阻為3Ω的輸電線向遠處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的0.6%，則發電站要安裝一升壓變壓器，到達用戶再用降壓變壓器變為220V供用戶使用（兩個變壓器均為理想變壓器）．（1）畫出輸送電路圖，求輸電線上的電流．（2）求升壓變壓器的原副線圈的匝數之比．（3）求降壓變壓器的原副線圈的匝數之比．

2024-2025學年下學期高二物理人教版（2019）期中必刷?？碱}之變壓器參考答案與試題解析題號12345678答案ABBDAACC一．選擇題（共8小題）1．（2024秋?深圳期末）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數分別為n1。n2，定值電阻R＝27.5Ω，理想電流表A2的示數I2＝2A，a、b兩端接正弦交流電源u=220A．n1：n2＝1：20 B．理想電壓表V的示數U＝220V C．理想電流表A1的示數為0.5A D．定值電阻R中電流變化的頻率為50Hz【考點】理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數的關系；理想變壓器兩端的功率關系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】A【分析】由副線圈的電流計電阻值，可知副線圈電壓，由ab間接的正弦交流電表達式，可知原線圈電壓，根據原副線圈電壓，可計算匝數比；由正弦交流電的表達式，可知電壓有效值，即得到理想電壓表的示數；由原副線圈匝數比及副線圈電流，即可計算原線圈的電流；由原副線圈的電流頻率關系，可根據原線圈的電流頻率可計算電阻R中的頻率?！窘獯稹拷猓築、由正弦交流電的表達式u=2202sin(100πt)V，可知電壓有效值為：U=UA、由副線圈的電流計電阻值，可知副線圈電壓：U2＝I2R，解得：U2＝55V，由B選項分析可知，U＝220V，由原副線圈電壓與匝數比的關系，可知匝數比滿足：n1：n2＝U：U2，解得匝數比為：4：1，故A錯誤；C、由原副線圈匝數比及副線圈電流的關系：I1：I2＝n2：n1，即可知原線圈的電流：I1＝0.5A，故C正確；D、由原副線圈的電流頻率相等，原線圈的電流頻率為：f=ω2π=100π本題選擇錯誤的，故選：A?！军c評】本題考查變壓器的計算，關鍵是掌握原副線圈的電壓、電流與匝數比的關系。2．（2025?越秀區校級模擬）隨著生活中的電子設備越來越多，在不知不覺中各種“理不清”的充電線給我們帶來了困擾。無線充電的引入，讓手機、智能手表和電動牙刷等設備擺脫了“充電線”的牽制，使這些設備做到了“放下即充”，如圖1所示，某智能手表正準備進行無線充電，其原理可簡化為如圖2所示的裝置，當送電線圈接入如圖3所示的交流電源后，送電線圈接有電阻R1，受電線圈接有電阻R2＝4Ω，送電線圈和受電線圈的匝數比n1：n2＝5：1，此時智能手表處于“超級充電”模式，其兩端的電壓為20V，充電電流為5A，充電裝置線圈可視為理想變壓器，則下列說法正確的是（）A．送電線圈兩端電壓為220V B．送電線圈所接電阻R1＝20Ω C．此充電器在“超級快充”模式下，耗電功率為200W D．受電線圈中的感應電流的磁場總是與供電線圈中電流的磁場方向相反【考點】變壓器的構造與原理；電功和電功率的計算．【專題】定量思想；方程法；交流電專題；分析綜合能力．【答案】B【分析】根據理想變壓器的規律求解送電線圈中的電流，根據電路連接情況結合理想變壓器的規律分析AB選項；根據電功率的計算公式求解此充電器在“超級快充”模式下耗電功率；根據楞次定律分析受電線圈中感應電流的磁場與供電線圈中電流的磁場方向的關系?！窘獯稹拷猓篈B、充電電流為I2＝5A，則根據理想變壓器的規律，可知：I1：I2＝n2：n1，得送電線圈中的電流I1＝1A，交流電源的電壓有效值為：U=22022V＝220V，智能手表兩端的電壓為U'＝20V，則受電線圈兩端電壓為U2＝U'+I2R2＝40V，根據理想變壓器的規律，可知：U1：U2＝n1：n2，送電線圈兩端電壓為U1＝200V，根據U＝U1+R1I1，得R1＝20Ω，故AC、此充電器在“超級快充”模式下，耗電功率為P＝UI1＝220×1W＝220W，故C錯誤；D、當供電線圈中電流增加時，穿過受電線圈的磁通量增加，根據楞次定律可知，此時受電線圈的中感應電流的磁場與供電線圈中電流的磁場方向相反，當供電線圈中電流減小時，穿過受電線圈的磁通量減少，根據楞次定律可知此時受電線圈中感應電流的磁場與供電線圈中電流的磁場方向相同，故D錯誤。故選：B?！军c評】本題主要是考查了變壓器的知識；解答本題的關鍵是知道理想變壓器的電壓之比等于匝數之比，在只有一個副線圈的情況下的電流之比等于匝數的反比；知道理想變壓器的輸出功率決定輸入功率且相等。3．（2024秋?湖北期末）如圖所示，理想變壓器原線圈一側接在u＝2202sin（100πt）V的正弦交流電源上，原、副線圈的匝數比為1：2，原、副線圈的回路中分別接有R0＝5Ω的定值電阻和滑動變阻器R，開始時變阻器R接入電路的阻值也為R0，圖中電流表可視為理想電流表，則（）A．通過電流表的電流方向每秒改變50次 B．若逐漸增大R的阻值，則電流表讀數逐漸變小 C．若逐漸增大R的阻值，則R的電功率逐漸變小 D．副線圈兩端電壓u′與電流表讀數I之間的關系為u′＝（440﹣10I）V【考點】變壓器的動態分析——原線圈無負載．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】B【分析】根據u＝2202sin（100πt）V，分析頻率，從而分析A；根據歐姆定律分析B；根據原、副線圈電壓的比值關系及等效原理分析CD?！窘獯稹拷猓篈、由u＝2202sin（100πt）V可知，該交流電ω＝100π，其頻率為f=ω2π=100π2πB、若增大R的阻值，則整個電路阻值增大，原線圈電流將減小，則副線圈電流也將減小，所以電流表讀數變小，故B正確；CD、假設電流表讀數為I，則原線圈電流為2I，可知220-2可得：u'＝440﹣20I（V）在考慮R的功率時，除R的其他部分可當做電動勢為440V內阻為20Ω的電源，開始時R＜20Ω，當R阻值增大時，其功率先增大后減小，故CD錯誤。故選：B。【點評】本題主要是考查變壓器與電路的綜合應用，解題的關鍵是知道變壓器的基本關系，會做電路的等效處理。4．（2024秋?滎陽市期末）以下四幅圖片中：圖甲是霍爾元件的結構示意圖；圖乙是真空冶煉爐；圖丙是回旋加速器的結構示意圖；圖丁是手機無線充電。下列說法中正確的是（）A．圖甲中，穩定時M、N兩點電勢的關系與導電粒子的電性無關 B．圖乙中，真空冶煉爐是利用自感來熔化金屬的裝置 C．圖丙中，增大加速電壓，粒子離開回旋加速器時的動能將變大 D．圖丁中，無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是互感現象【考點】變壓器的構造與原理；回旋加速器；霍爾效應與霍爾元件；渦流的應用與防止．【專題】定性思想；推理法；電磁感應與電路結合；推理論證能力．【答案】D【分析】A.根據左手定則對正負電荷的運動方向判斷，再分析電勢的高低變化情況；B.根據電磁感應渦流現象分析判斷；C.根據回旋加速器的工作原理結合最大速度的情況進行分析判斷；D.根據變壓器的工作原理進行分析判斷。【解答】解：A.霍爾元件中若導電粒子為正電荷，根據左手定則可以判斷出正電荷向N點偏轉，N點電勢高；若導電粒子為負電荷，根據左手定則可以判斷出負電荷向N點偏轉，N點電勢低，故A錯誤；B.真空冶煉爐是利用電磁感應中的渦流來熔化金屬的裝置，故B錯誤；C.增大加速電壓，帶電粒子在電場中加速的次數減小，但離開加速器時速度大小不變，則粒子離開回旋加速器時的動能不變，故C錯誤；D.無線充電時手機接收線圈部分的工作原理是互感現象，屬于變壓器的工作原理，故D正確。故選：D。【點評】考查電磁感應的相關問題和霍爾效應等知識，會根據題意進行準確分析解答。5．（2024秋?望花區校級期末）如圖所示某節能儲能輸電網絡，發電機輸出功率恒定、電壓恒定；所有變壓器可視為理想變壓器；只考慮輸電線電阻，其余電阻不計；各部分電壓、電流和線圈匝數符號如圖。下列關于線圈間電壓、電流關系說法正確的是（）A．無論開關S閉合還是斷開，線圈n1與n2的電壓和匝數關系均為U1B．開關S閉合“儲能”時，線圈n1與n2的電流和匝數關系為I1C．開關S閉合“放能”時，線圈n1與n2的電流和匝數關系為I1D．開關S斷開時，線圈n1與n2的電流和匝數關系為I【考點】變壓器的構造與原理．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】A【分析】根據法拉第電磁感應定律計算；根據能量守恒定律分析能量關系，結合變壓規律可得電流關系，據此分析BCD。【解答】解：A、根據法拉第電磁感應定律：U1=n1ΔΦΔt，U2=nB、開關S閉合“儲能“時，根據能量守恒定律：U1I1＝U2I2+U5I5，根據理想變壓器的電壓與匝數U2UU5成正比得：U1n1=U2n2=U5n5，解得n1IC、開關S閉合“放能“時，通過n1線圈的電流為零，根據能量守恒定律：U5I5＝U2I2，解得I2I5=D、開關S斷開時U1I1＝U2I2，解得I1I2故選：A?！军c評】在變壓器問題中，不管有多少個副線圈，總是滿足原線圈的輸入功率等于所有副線圈的輸出功率之和。6．（2024秋?濟南期末）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數比為44：1，原線圈輸入交流電壓的瞬時值表達式為u=2202sin100π(V)，RA．5W B．52W C．2.5W D【考點】理想變壓器兩端的功率關系；用有效值計算交流電路的電功、電功率和焦耳熱；變壓器的構造與原理．【專題】定量思想；比例法；交流電專題；推理論證能力．【答案】A【分析】由變壓器的原副線圈匝數比與電壓比的關系，可知副線圈的電壓，結合兩個定值電阻的阻值，即可知副線圈的電功率，根據能量守恒，即可得到理想變壓器的輸入功率?！窘獯稹拷猓河山涣麟姷乃矔r值表達式，得到原線圈的電壓有效值為：U=Um2，解得：由變壓器的原副線圈匝數比與電壓比的關系n1n2=UU由兩個定值電阻的阻值，即可知副線圈的電功率為：P=U出2R1根據能量守恒，即可得到理想變壓器的輸入功率為：P入＝P＝5W，故BCD錯誤，A正確。故選：A。【點評】本題考查變壓器的計算，關鍵是根據交流電的瞬時值表達式，得到原線圈的電壓有效值。7．（2025?鹽城一模）如圖所示是火花塞點火的原理圖。變壓器原線圈與蓄電池、開關組成閉合回路，開關由閉合變為斷開的瞬間，副線圈感應出上萬伏高壓，火花塞產生電火花，則（）A．這個變壓器為降壓變壓器 B．開關一直閉合時火花塞兩端也有高壓 C．開關斷開，變壓器鐵芯中的磁通量減小 D．若開關接到副線圈回路，閉合開關瞬間火花塞也能產生電火花【考點】變壓器的構造與原理．【專題】定性思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】C【分析】根據副線圈電壓大小分析A，根據法拉第電磁感應定律分析B，根據磁通量的變化情況分析CD?！窘獯稹拷猓篈．變壓器將蓄電池的低電壓轉化為上萬伏高壓，是升壓變壓器，故A錯誤；B．開關一直閉合時通過變壓器原線圈的電流不變，穿過鐵芯的磁通量不變，無法在副線圈感應出感應電動勢，故B錯誤；C．開關斷開，變壓器原線圈的電流減小，則變壓器鐵芯中的磁通量減小，故C正確；D．穿過鐵芯的磁通量不變，無法在副線圈感應出感應電動勢，故D錯誤。故選：C。【點評】本題考查變壓器的原理，解題關鍵掌握磁通量的變化是產生感應電流的條件。8．（2024秋?保定期末）如圖甲所示的電路，理想變壓器原、副線圈的匝數分別為1200和600，定值電阻R1＝R2＝20Ω，電源兩端電壓隨時間變化的關系圖像如圖乙所示，已知電壓表和電流表為理想電表，則（）A．副線圈中電流頻率為50Hz B．電壓表示數為50V C．電流表示數為1A D．電阻R2的功率為70W【考點】理想變壓器兩端的功率關系；交變電流的周期、頻率、相位；交流電表的讀數；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數的關系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】C【分析】本題根據周期頻率關系、歐姆定律、原、副線圈兩端的電壓比等于匝數比、電功率計算式，即可解答。【解答】解：A、副線圈中電流頻率與原線圈中電流頻率相同為f=故A錯誤；B、根據U1U2根據閉合電路得歐姆定律E=解得電壓表的示數U2＝40V故B錯誤；C、電流表示數為I1故C正確；D、電阻R2的功率為P=代入數值得電阻R2的功率P＝80W故D錯誤。故選：C。【點評】本題考查學生對周期頻率關系、歐姆定律、原、副線圈兩端的電壓比等于匝數比、電功率計算式的掌握，難度中等。二．多選題（共4小題）（多選）9．（2024秋?遼陽期末）風能是可再生的清潔能源，儲量大、分布廣，在一定的技術條件下，風能可作為一種重要的能源得到開發利用。如圖所示，這是風力發電機的簡化模型，風帶動葉片轉動，使葉片的轉速為nr/s，升速齒輪箱的轉速比為1：k，高速轉軸使匝數為N的發電機線圈在勻強磁場中勻速轉動，產生的交流電通過理想變壓器后向用戶端的m盞燈泡供電，其中燈泡L為指示燈，燈泡L與用戶端的燈泡相同，額定電壓均為U，所有燈泡正常發光，已知勻強磁場的磁感應強度大小為B，線圈的電阻不計。下列說法正確的是（）A．變壓器原、副線圈的匝數比為1：m B．用戶端的交變電流的頻率為kn C．發電機線圈的面積S=2D．若增加用戶端的燈泡數量，且葉片的轉速不變，則燈泡L變亮（設燈泡不會被燒壞），其余燈泡的亮度變暗【考點】理想變壓器兩端的功率關系；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數的關系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】BD【分析】根據轉速和頻率關系分析；根據變壓器的輸入功率等于輸出功率，結合變壓器的變壓規律和變流規律分析；根據有效值和最大值的關系得到感應電動勢的最大值，然后結合感應電動勢最大值的計算公式計算；根據輸入功率和輸出功率相等，得到副線圈電阻和原線圈電阻的關系，然后根據增多用戶端的燈泡數量，即增大副線圈接入電路總電阻減小分析?！窘獯稹拷猓篈.根據理想變壓器原副線圈功率相同u1I1＝u2I2因所有燈泡相同且正常發光，所以I2＝mI1根據理想變壓器的原副線圈電壓與匝數關系n故A錯誤；B.低速轉軸轉速為n，由升速齒輪箱可知發電機線圈轉速為kn，所以用戶端的交變電流的頻率為kn，故B正確；C.根據條件可知u2＝U所以發電線圈的電動勢有效值為E＝（m+1）U則發電線圈的電動勢最大值為Emax=2E=2（m+1且Emax＝NBSω＝NBS×2πkn求得發電機線圈的面積為S=故C錯誤；D.理想變壓器輸入功率與輸出功率相等，所以P入＝P出U1(整理得到R若增多用戶端的燈泡數量，且葉片的轉速不變，所以電動勢E不變，R2變小，RA不變，原副線圈電壓比值不變，所以U2變小，U1變小，UA變大則A燈變亮（設燈泡不會被燒壞），其余燈泡的亮度變暗，故D正確。故選：BD。【點評】掌握變壓器的輸入功率和輸出功率相等，知道功率的計算公式，掌握變壓器的變壓規律和變流規律，在原線圈和電源之間接有電阻時，要能夠得到變壓器的輸入電壓和電源電壓的關系。（多選）10．（2025?十堰一模）某地突發停電后，一小區啟動柴油發電機通過如圖所示的理想變壓器為業主供電，已知發電機的輸出電壓不變，圖中電表均為理想交流電表，當開關S1、S2均斷開時，兩電流表的示數均為0，電壓表V1的示數為380V，電壓表V2的示數為220V，下列說法正確的是（）A．當開關S1閉合、S2斷開時，兩電流表示數的比值I1B．當開關S1斷開、S2閉合時，兩電壓表示數的比值U1C．當開關S1、S2均閉合時，兩電流表示數的比值I1D．當開關S1、S2均閉合時，兩電壓表示數的比值U【考點】變壓器的構造與原理．【專題】定量思想；歸納法；交流電專題；理解能力．【答案】AD【分析】根據變壓器的變壓比和變流比計算即可。【解答】解：設理想變壓器原、副線圈的匝數分別為n1、n2，根據已知條件可知n1n2=380220=1911故選：AD。【點評】本題考查理想變壓器，目的是考查學生的理解能力。（多選）11．（2024秋?海淀區期末）如圖是理想變壓器的示意圖，原線圈與220V正弦式交流電源連接，副線圈通過導線與用電器連接。輸電線的總電阻用R0表示，變阻器R代表用電器。已知原、副線圈的匝數之比為n：1。下列說法正確的是（）A．原線圈輸入電流與副線圈中的電流之比為n：1 B．原線圈輸入電壓與副線圈輸出電壓之比為n：1 C．當變阻器R的阻值減小時，副線圈中電流隨之減小 D．當變阻器R的阻值減小時，原線圈的輸入功率隨之增大【考點】變壓器的動態分析——原線圈無負載；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數的關系；理想變壓器兩端的功率關系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】BD【分析】理想變壓器電壓由原線圈電壓決定，電流和功率又副線圈決定。根據變壓器的工作原理和線圈的匝數比分析AB；根據負載總電阻的變化趨勢分析出理想變壓器輸入功率及副線圈電流的變化趨勢。【解答】解：AB、根據理想變壓器電壓、電流與匝數比的關系有U1故A錯誤，B正確；CD、變阻器R的阻值減小時，U2不變，根據I2=U2R可知，副線圈中電流隨之增大，則原線圈電流增大，根據P＝U1I1可知，原線圈的輸入功率隨之增大，故C故選：BD?！军c評】本題主要考查了變壓器的相關應用，掌握變壓器的工作原理，結合線圈的匝數比與電學物理量的比值關系即可完成分析。（多選）12．（2024秋?福田區校級期末）豐城中學小明同學組裝了一臺斯特林發電機，如圖甲所示，其工作原理圖可以簡化為圖乙。已知矩形導線框的匝數為N，面積為S，處在磁感應強度大小為B的勻強磁場中，矩形導線框以角速度ω繞垂直磁場方向的軸OO′勻速轉動，線框與理想變壓器原線圈相連。理想變壓器原、副線圈的匝數比為1：4，圖示時刻線框平面與磁感線垂直并以此時刻為計時起點，R1為定值電阻，R為滑動變阻器，交流電壓表V1、V2均視為理想電表，不計線框的電阻。下列說法正確的是（）A．線框從圖示位置開始轉過180°的過程中，產生的平均電動勢為2NBSωB．滑動變阻器的滑片向c端滑動的過程中，R1的發熱功率增大 C．滑動變阻器的滑片向d端滑動的過程中，電壓表V2的示數始終為NBSω2D．線框從圖示位置開始轉過90°時，電壓表V1的示數為NBSω【考點】變壓器的動態分析——原線圈有負載；正弦式交變電流的函數表達式及推導；變壓器的構造與原理．【專題】學科綜合題；定量思想；推理法；交流電專題；分析綜合能力．【答案】AD【分析】A.根據法拉第電磁感應定律求解感應電動勢的平均值；CD.根據E＝NBSω，求解感應電動勢的最大值，從中性面開始計時，線圈中產生的是正弦交變電流，根據正弦交變電流有效值與最大值的關系求解作答；B.根據理想變壓器電壓與匝數比的關系，分析變壓器副線圈的電壓變化，根據歐姆定律和功率公式分析作答?！窘獯稹拷猓篈．線框從題中圖示位置開始轉過180°的過程中，磁通量的變化量ΔΦ＝BS﹣（﹣BS）＝2BS根據法拉第電磁感應定律E線圈轉動的時間Δt聯立解得平均感應電動勢E=2NBSωCD．矩形線框在轉動過程中產生的感應電動勢的最大值Emax＝NBSω從中性面開始計時，線圈中產生的是正弦交變電流，電壓表的示數為有效值，原線圈的電壓即電壓表V1的示數U1根據理想變壓器原、副線圈電壓比與匝數比的關系U可得U滑動變阻器的滑片向d端滑動的過程中，電壓表V2的示數始終為U2=n2NBSωB．由于原線圈的電壓沒有發生改變，則副線圈的電壓U2也不會改變；在滑動變阻器的滑片向c端滑動的過程中，負載電路中的電阻增大，根據I2=UR根據功率公式P1=I22R故選：AD。【點評】掌握感應電動勢最大值的計算公式，感應電動勢的平均值計算公式；理解正弦交變電流的產生，知道正弦交變電流有效值與最大值的關系，掌握理想變壓器電壓與匝數比的關系，掌握歐姆定律和功率公式的運用。三．解答題（共3小題）13．（2024秋?遼陽期末）如圖所示，電動汽車充電站變壓器的輸入電壓為1kV，輸出電壓為220V，同時給8個充電樁供電，每個充電樁的輸入電流為12A，求：（1）變壓器原、副線圈的匝數比n1：n2；（2）變壓器原線圈的輸入功率P?！究键c】理想變壓器兩端的功率關系；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數的關系．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】（1）變壓器原、副線圈的匝數比為501（2）變壓器原線圈的輸入功率為21120W?！痉治觥浚?）由變壓器的原副線圈匝數與電壓比的關系，結合電動汽車的輸入電壓、輸出電壓，可計算原副線圈的匝數比；（2）由充電樁的輸入電流和電壓，可計算充電樁消耗的電功率，由變壓器的原副線圈的功率關系，可計算原線圈的輸入功率?！窘獯稹拷猓海?）由變壓器原副線圈兩端電壓與線圈匝數的關系U可得n（2）變壓器原線圈的輸入功率等于副線圈輸出功率P＝P輸出P輸出＝NU2I解得P＝21120W答：（1）變壓器原、副線圈的匝數比為501（2）變壓器原線圈的輸入功率為21120W。【點評】本題考查變壓器的計算，關鍵是理解原副線圈的電壓、功率關系，理解其影響關系。14．（2024秋?中山區校級期末）如圖所示，理想變壓器的原線圈左端接一有效值為U＝12V的正弦式交流電源，定值電阻R0＝4Ω，副線圈接有阻值為R1＝2Ω的定值電阻和一個滑動變阻器R（最大阻值10Ω），現電路正常工作，兩塊理想交流電流表A1的示數為I1＝0.5A，A2的示數為I2＝2.0A，求：（1）變壓器原副線圈的匝數比k；（2）調節滑動變阻器，求副線圈負載的總電功率最大時滑動變阻器的阻值Rm（結果保留至小數點后兩位）。【考點】變壓器的動態分析——原線圈有負載；變壓器的構造與原理．【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力．【答案】（1）變壓器原副線圈的匝數比k為52（2）調節滑動變阻器，副線圈負載的總電功率最大時滑動變阻器的阻值Rm為0.94Ω?！痉治觥浚?）由題意，根據電路結構、歐姆定律確定原線圈兩端電壓、副線圈兩端電壓，即可確定變壓器原副線圈的匝數比；（2）副線圈負載的總電功率與原線圈的功率相等，據此列式，再結合數學知識，根據變壓器中電壓及電流的關系、閉合電路歐姆定律分別列式，即可求解。【解答】解：（1）由題意可知，原線圈兩端電壓為：U1＝U﹣I1R0，副線圈兩端電壓為：U2＝I2R1，解得：U1＝10V，U2＝4V，則變壓器原副線圈的匝數比為：k=U（2）副線圈負載的總電功率與原線圈的功率相等，則有：P＝U1'I1'＝（U﹣I1'R0）I1'＝﹣4I1'2+12I1'，由數學知識可知，當I1此時流過副線圈的電流為：I2'＝kI1'，解得：I2'＝3.75A，副線圈兩端的電壓為：U2解得：U2'＝2.4V，根據閉合電路的歐姆定律可得：I2解得：Rm答：（1）變壓器原副線圈的匝數比k為52（2）調節滑動變阻器，副線圈負載的總電功率最大時滑動變阻器的阻值Rm為0.94Ω?！军c評】本題主要考查變壓器的動態分析，解題時需注意，分清不變量和變量，弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯系和相互制約關系，利用閉合電路歐姆定律，串、并聯電路特點進行分析判定。15．（2024秋?雁塔區校級期末）某小型發電站發電機輸出的交流電壓為500V，輸出的電功率為50kW，用電阻為3Ω的輸電線向遠處送電，要求輸電線上損失功率為輸電功率的0.6%，則發電站要安裝一升壓變壓器，到達用戶再用降壓變壓器變為220V供用戶使用（兩個變壓器均為理想變壓器）．（1）畫出輸送電路圖，求輸電線上的電流．（2）求升壓變壓器的原副線圈的匝數之比．（3）求降壓變壓器的原副線圈的匝數之比．【考點】變壓器的構造與原理；遠距離輸電的相關計算．【專題】計算題；定量思想；推理法；交流電專題．【答案】見試題解答內容【分析】（1）根據P損＝I2R求出輸電線上的電流，畫出遠距離輸電示意圖（2）（3）根據輸電線上的電流和升壓變壓器的輸出功率，求出輸出電壓，根據原副線圈的電壓比等于匝數比求出升壓變壓器的匝數比．求出輸電線上的電壓損失，從而得出降壓變壓器的輸入電壓，根據降壓變壓器原副線圈電壓比等于匝數比求出降壓變壓器的匝數比．【解答】解：（1）用500V電壓輸送時，電流：I1用高壓輸送時，示意圖如下圖所示．（2）要求P損＝0.6%P，即P損＝50×103×0.6%W＝300W．輸電電流I2=P故輸電線上的電流為10A．根據變壓器的電流比與匝數比的關系可知：n（3）發電站升壓后輸電電壓U=PI2=50000輸電線上損失的電壓U′＝I?R＝10×3V＝30V．到達用戶輸入變壓器電壓U2＝U﹣U′＝（5000﹣30）V＝4970V，降壓變化器的匝數比n答：（1）輸送電路圖如圖所示，輸電線上的電流為100A．（2）升壓變壓器的原副線圈的匝數之比為1：10．（3）降壓變壓器的原副線圈的匝數之比為49722．【點評】解決本題的關鍵知道升壓變壓器的輸出電壓、損失電壓和降壓變壓器的輸入電壓的關系，以及知道輸出功率和輸出電流和輸出電壓的關系．

考點卡片1．電功和電功率的計算【知識點的認識】1.電功的計算公式：W＝qU＝UIt2.電功率的計算公式：P=W3.如果是純電阻電路，電流做的功完全用來發熱，則有W＝qU＝UIt＝I2Rt=UP＝UI＝I2R=U【解題思路點撥】四個定值電阻連成如圖所示的電路。RA、RC的規格為“6V6W”，RB、RD的規格為“6V12W”。將該電路接在輸出電壓U＝11V的恒壓電源上，則（）A、RA的功率最大，為6WB、RB的功率最小，為0.67WC、RC的功率最小，為1.33WD、RD的功率最大，為12W分析：根據P=U2R求出每個電阻值，根據歐姆定律求出電路總電流，進而求出每個并聯電阻兩端的電壓，根據P＝I2R和解答：由P=U2R知，RA＝RC=U12P1=626Ω＝6電阻B和C并聯的電阻RBC=RBRC則電路的總電流I=UR=則并聯電阻兩端電壓UBC＝IRBC＝1×2V＝2V則RA的功率為PA＝I2RA＝12×6W＝6WRB的功率為PB=UBC2RC的功率為PC=UBC2RD的功率為PD＝I2RD＝12×3W＝3W由此可知：RA的功率最大，為6WRC的功率最小，為0.67W故A正確，BCD錯誤；故選：A。點評：本題考查閉合電路的歐姆定律以及電阻功率的求法。注意并聯電阻的求解，以及求功率時，串聯電路常用P＝I2R而并聯電路常用P=U【解題思路點撥】根據具體的電路，電功和電功率的計算有很多公式可選，要先具體分析電路條件，選擇出合適的公式，進而計算電功或電功率。2．回旋加速器【知識點的認識】1.回旋加速器示意圖如下：2.回旋加速器的原理：用磁場控制軌道、用電場進行加速。D1和D2是兩個中空的半圓金屬盒，它們之間有一定的電勢差U，盒內部空間由于靜電平衡無電場，電壓U在兩盒之間的縫隙處產生加速電場。盒中心A處的粒子源產生的帶電粒子，在兩盒之間被電場加速。兩個半圓盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，磁場使粒子做勻速圓周運動，從而使粒子在縫隙處被加速后再回到縫隙處再被加速。兩盒間的交變電勢差一次一次地改變正負，保證粒子每次都能被加速?！久}方向】回旋加速器是用來加速帶電粒子的裝置，如圖為回旋加速器的示意圖。D1、D2是兩個中空的鋁制半圓形金屬扁盒，在兩個D形盒正中間開有一條狹縫，兩個D形盒接在高頻交流電源上。在D1盒中心A處有粒子源，產生的帶正電粒子在兩盒之間被電場加速后進入D2盒中。兩個D形盒處于與盒面垂直的勻強磁場中，帶電粒子在磁場力的作用下做勻速圓周運動，經過半個圓周后，再次到達兩盒間的狹縫，控制交流電源電壓的周期，保證帶電粒子經過狹縫時再次被加速。如此，粒子在做圓周運動的過程中一次一次地經過狹縫，一次一次地被加速，速度越來越大，運動半徑也越來越大，最后到達D形盒的邊緣，沿切線方向以最大速度被導出。已知帶電粒子的電荷量為q，質量為m，加速時狹縫間電壓大小恒為U，磁場的磁感應強度為B，D形盒的半徑為R，狹縫之間的距離為d。設從粒子源產生的帶電粒子的初速度為零，不計粒子受到的重力，求：（1）帶電粒子能被加速的最大動能Ek；（2）帶電粒子在D2盒中第n個半圓的半徑；（3）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時形成的等效電流為I，求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率P。分析：（1）根據qvB＝mv2R知，當R最大時，速度最大，求出最大速度，根據EK=1（2）粒子被加速一次所獲得的能量為qU，求出第n次加速后的動能EKn=12mvn2（3）根據電流的定義式I=Qt和Q＝Nq以及P解答：（1）粒子在D形盒內做圓周運動，軌道半徑達到最大時被引出，具有最大動能。設此時的速度為v，有：qvB＝mv2R可得粒子的最大動能Ek=12mv（2）粒子被加速一次所獲得的能量為qU，粒子在D2盒中被第2n﹣1次加速后的動能為EKn=12mvn2=q因此第n個半圓的半徑Rn=1（3）帶電粒子質量為m，電荷量為q，帶電粒子離開加速器時速度大小為v，由牛頓第二定律知：qvB＝mv2R帶電粒子運動的回旋周期為：T=2由回旋加速器工作原理可知，交變電源的頻率與帶電粒子回旋頻率相同，由周期T與頻率f的關系可得：f=1設在t時間內離開加速器的帶電粒子數為N，則帶電粒子束從回旋加速器輸出時的平均功率P＝N12輸出時帶電粒子束的等效電流為：I=Nqt由上述各式得P=答：（1）帶電粒子能被加速的最大動能q2（2）帶電粒子在D2盒中第n個半圓的半徑1Bq（3）若帶電粒子束從回旋加速器輸出時形成的等效電流為I，求從回旋加速器輸出的帶電粒子的平均功率B2點評：解決本題的關鍵知道回旋加速器利用磁場偏轉和電場加速實現加速粒子，粒子在磁場中運動的周期和交流電的周期相等，注意第3問題，建立正確的物理模型是解題的關鍵?！窘忸}思路點撥】明確回旋加速器的構造和工作原理。它是由加速電場和偏轉磁場對接而成，在電場中加速后進入磁場，進而在磁場中作半圓運動，在加速電場中用動能定理qU=12mv2-12mv03．霍爾效應與霍爾元件【知識點的認識】一、霍爾效應1．霍爾效應：置于磁場中的載流體，如果電流方向與磁場方向垂直，則垂直于電流和磁場方向會產生一個附加的橫向電場，這個現象是霍普金斯大學研究生霍爾于1879年發現的，后被稱為霍爾效應．霍爾效應從本質上講是運動的帶電粒子在磁場中受到洛倫茲力作用而引起的偏轉，所以可以用高中物理中的電磁學、力學、運動學等有關知識來進行解釋．霍爾效應原理的應用常見的有：霍爾元件、磁流體發電機、電磁流量計、磁強計等．【命題方向】利用霍爾效應制作的霍爾元件，廣泛應用于測量和自動控制等領域。如圖是霍爾元件的工作原理示意圖，磁感應強度B垂直于霍爾元件的工作面向下，通入圖示方向的電流I，C、D兩側面會形成電勢差UCD，下列說法中正確的是（）A.電勢差UCD僅與材料有關B.若霍爾元件的載流子是自由電子，則電勢差UCD＜0C.僅增大磁感應強度時，電勢差UCD變大D.在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，元件的工作面應保持水平分析：在霍爾元件中，移動的是自由電子，根據左手定則判斷出電子所受洛倫茲力方向，從而知道兩側面所帶電荷的電性，即可知道C、D兩側面會形成電勢差UCD的正負。CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，根據平衡推導出電勢差UCD與什么因素有關。解答：A、根據左手定則，電子向C側面偏轉，C表面帶負電，D表面帶正電，所以D表面的電勢高，則UCD＜0．CD間存在電勢差，之間就存在電場，電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡，設霍爾元件的長寬高分別為a、b、c，有qUb=qvB，I＝nqvS＝nqvbc，則U=BInqc．故D、在測定地球赤道上方的地磁場強弱時，應將元件的工作面保持豎直，讓磁場垂直通過。故D錯誤。故選：BC。點評：解決本題的關鍵知道霍爾元件中移動的是自由電子，以及自由電子在電場力和洛倫茲力作用下處于平衡?！窘忸}思路點撥】霍爾效應的的本質是導體中的載流子在磁場中發生偏轉，在導體中垂直于粒子運動方向的兩端聚集，產生電勢差，當電勢差穩定時電場力等于洛倫茲力，即qUd=4．渦流的應用與防止【知識點的認識】1.渦流在生產生活中有利有弊，所以要注意正確的應用渦流的作用以及減輕渦流帶來的危害。2.應用（1）利用渦流的熱效應真空冶煉爐、電磁爐等（2）利用渦流的磁效應探雷器、機場與車站和重要活動場所的安檢門、高考考場的探測器等3.防止電動機、變壓器等設備中應防止鐵芯中渦流過大而導致浪費能量，損壞電器，減小渦流的方法為，用電阻率較大且涂有絕緣材料的硅鋼板材疊加做成鐵芯。【命題方向】一般來說，只要空間有變化的磁通量，其中的導體就會產生感應電流，我們把這種電流叫渦流，利用渦流的熱效應可以制成一種新爐灶，這種新爐灶是（）A、微波爐B、電磁爐C、電飯鍋D、熱水器分析：根據電磁爐的工作原理，即電磁感應原理，使金屬鍋體產生感應電流，鍋體發熱，食物利用熱傳導獲得內能．解答：根據電磁爐電磁感應原理，使金屬鍋底產生感應電流，是利用了電流的磁效應，金屬鍋底發熱后，食物從鍋體上通過熱傳遞來獲得熱量。故選：B。點評：考查了電流的磁效應和熱效應及熱傳遞改變內能的知識點．【解題思路點撥】對渦流的理解：1.渦流的特點當電流在金屬塊內自成閉合回路（產生渦流）時，由于整塊金屬的電阻很小，渦流往往很強，根據公式P＝I2R知，熱功率的大小與電流的平方成正比，故金屬塊的發熱功率很大。2.渦流中的能量轉化渦流現象中，其他形式的能轉化成電能，并最終在金屬塊中轉化為內能。若金屬塊放在變化的磁場中，則磁場能轉化為電能，最終轉化為內能；若金屬塊進出磁場或在非勻強磁場中運動，則由于克服安培力做功，金屬塊的機械能轉化為電能，最終轉化為內能。3.注意（1）渦流是整塊導體發生的電磁感應現象，同樣遵循法拉第電磁感應定律。（2）磁場變化越快（ΔBΔt越大）導體的橫截面積S5．正弦式交變電流的函數表達式及推導【知識點的認識】1.正弦式電流的函數表達式為i＝Imsinωt，u＝Umsinωt，式中Im、Um分別表示電流和電壓的峰值。i和u表示電流和電壓的瞬時值。ω表示線圈轉動的角速度。（1）此表達式代表的是線圈從中線面開始轉動的情況。（2）式子中Um＝NBSω。2.表達式的推導：若矩形線圈在磁場中從中性面開始以角速度o勻速轉動，如圖所示，則經時間t：（1）線圈轉過的角度為θ＝ωt。（2）ab邊的線速度跟磁感線方向的夾角θ＝ωt。（3）ab邊轉動的線速度大小v＝ωl（4）ab邊產生的感應電動勢eab＝Blabvsinθ=BSω2?sinω（5）整個線圈產生的感應電動勢e＝2eab＝BSωsinωt，若線圈為n匝，則e＝nBSωsinωt?！久}方向】矩形線圈在勻強磁場中轉動產生e＝2202sin100A、頻率是50HzB、當t＝0時，線圈平面恰好與中性面垂直C、當t=1200sD、有效值為220V分析：根據交流電的表達式，可以知道其最大值，以及線圈轉動的角速度等物理量，然后進一步求出其它物理量，如有效值、周期、頻率等．解答：A、線圈的角速度為100πrad/s，故其頻率為：f=ω2π=B、當t＝0時e＝0，此時線圈處在中性面上，故B錯誤。C、當t=1200s時，sin100πt＝1，所以e有最大值，故D、有效值為：22022=220V故選：ACD。點評：對于交流電的產生和描述要正確理解，要會推導交流電的表達式，明確交流電表達式中各個物理量的含義．【解題思路點撥】1.交變電壓的表達式u＝Umsinωt，根據歐姆定律即可得出電路中電流的i=u2.正弦式交變電流瞬時值的表達式6．交變電流的周期、頻率、相位【知識點的認識】1.周期：交變電流完成一次周期性變化所需的時間。符號：T。2.頻率：周期的倒數叫作頻率。符號：f。3.周期和頻率的關系：T=4.周期和頻率的意義：描述交變電流變化快慢的物理量。5.相位：如果線圈既不是從中心面開始轉動，也不是從垂直于中心面的位置開始轉動，那么交變電流的表達式為i＝Imsin（ωt+φ），式子中ωt+φ叫作相位?！久}方向】某交流電的電動勢瞬時值表達式e＝220sin10πtV，關于該交流電和發電機的線圈，下列說法正確的是（）A、該交流電的頻率為10HzB、當t＝0時，線圈平面與磁感線平行C、當t=120s時，D、電動勢的有效值為220V分析：本題考查了交流電的描述，根據交流電的表達式，可知其最大值，以及線圈轉動的角速度等物理量，然后進一步求出其它物理量，如有效值、周期、頻率等．解答：A、ω＝10π，則T=2πωs＝0.2s，f＝5HzB、當t＝0時，電動勢為零，線圈平面與磁感線垂直，B錯誤。C、當t=120s時，將其代入題給表達式e＝220sin10πt＝220V，是最大值，D、電動勢的有效值為2202=1102V，故選項故選：C。點評：對于交流電的產生和描述要正確理解，要會推導交流電的表達式，明確交流電表達式中各個物理量的含義．【解題思路點撥】1.發電機的線圈轉動一周，交變電流恰好完成一次周期性變化。交變電流的周期與發電機線圈的轉動周期相等。2.從發電機線圈轉動的角度來說，周期就是發電機線圈在磁場中轉動一周所用的時間；頻率在數值上等于發電機線圈在磁場中單位時間內轉動的圈數。周期與頻率的關系滿足T=13.線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動一周，電動勢、電流都按正弦規律變化。4.我國電網中交變電流的周期是0.02s，所以實驗中所用打點計時器每隔0.02s打一個點。7．交流電表的讀數【知識點的認識】1.電路中的交流電表的示數表示的交變電壓或交變電流的有效值。2.交變電流的計算方法：（1）對于正弦式交變電流：I=Im2，（2）對于非正弦交變電流，可利用有效值的定義來計算其有效值?！久}方向】如圖所示線圈面積為0.05m2，共100匝，線圈總電阻為r＝1Ω，外電阻R＝9Ω，線圈處于B=2πT的勻強磁場中．當線圈繞軸以轉速n＝（1）若從線圈處于中性面開始計時，寫出電動勢的瞬時值表達式．（2）兩電表的示數．（3）線圈轉過180°的過程中，通過電阻的電荷量．（4）線圈勻速轉一圈產生的總熱量．分析：（1）從線圈處于中性面開始計時，電動勢的瞬時值表達式為e＝Emsinωt．感應電動勢的最大值Em＝nBSω，由題已知條件代入求出．（2）交流電表測量有效值，由感應電動勢的最大值，求出感應電動勢的有效值，由歐姆定律求解兩電表的讀數．（3）線圈轉過180°的過程中，由q＝nΔΦR（4）根據焦耳定律Q＝I2Rt求解線圈勻速轉一圈產生的總熱量，I為電流的有效值．解答：（1）線圈的角速度ω＝2πn＝10πrad/s，感應電動勢的最大值Em＝nBSω＝100V，則從線圈處于中性面開始計時，電動勢的瞬時值表達式為e＝Emsinωt＝100sin10πtV（2）電路中電流的有效值I=ER+r，E=22Em，代入解得I＝52電壓表讀數為U＝IR＝452V（3）線圈轉過180°的過程中，通過電阻的電荷量q＝nΔΦR（4）線圈勻速轉一圈產生的總熱量Q＝I2RT＝I2R?2π答：（1）若從線圈處于中性面開始計時，電動勢的瞬時值表達式為100sin10πtV；（2）電流表讀數為52A，電壓表讀數為452V．（3）線圈轉過180°的過程中，通過電阻的電荷量是2πC（4）線圈勻速轉一圈產生的總熱量是100J．點評：本題是交變電流規律的基本應用，注意交流電表測量的是交流電的有效值．常規題．【解題思路點撥】對有效值的理解：在一個周期內通過同一個電阻，跟交變電流的熱效應等效的恒定電流值、電壓值。（1）正弦式交變電流的有效值Ⅰ、U與峰值Im、Um的關系為：I=Im2，（2）非正弦式交變電流的有效值只能根據電流的熱效應計算。（3）有效值的應用計算與電流熱效應有關的量、交流電表的測量值、電氣設備標注的額定電壓和額定電流以及通常提到的交流的數值都指有效值。8．用有效值計算交流電路的電功、電功率和焦耳熱【知識點的認識】1.計算交流電路中的電功、電功率和焦耳熱時，需要用有效值進行計算。2.交變電流的計算方法：（1）對于正弦式交變電流：I=Im2，（2）對于非正弦交變電流，可利用有效值的定義來計算其有效值。【命題方向】將硬導線中間一段折成不封閉的正方形，每邊長為l，它在磁感應強度為B、方向如圖的勻強磁場中勻速轉動，轉速為n，導線在a、b兩處通過電刷與外電路連接，外電路有額定功率為P的小燈泡并正常發光，電路中除燈泡外，其余部分的電阻不計，燈泡的電阻應為（）A、(2l2nB)2PlB、分析：根據Em＝nBSω可以求得最大電動勢的大小，由P=U解答：根據最大感應電動勢Em＝nBSω可得，最大感應電動勢為Em＝Bl22πn，所以有效的電動勢為E=Em2=2由P=U燈泡的電阻R=U2P故選：B。點評：掌握住最大感應電動勢的計算方法是本題的關鍵，記住最大感應電動勢Em＝nBSω和有效值之間的關系，計算時的電壓要用有效值來計算?！窘忸}思路點撥】1.對有效值的理解：在一個周期內通過同一個電阻，跟交變電流的熱效應等效的恒定電流值、電壓值。（1）正弦式交變電流的有效值Ⅰ、U與峰值Im、Um的關系為：I=Im2，（2）非正弦式交變電流的有效值只能根據電流的熱效應計算。（3）有效值的應用計算與電流熱效應有關的量、交流電表的測量值、電氣設備標注的額定電壓和額定電流以及通常提到的交流的數值都指有效值。2.交變電流“四值”的應用對交變電流的“四值”的比較和理解物理量物理意義適用情況及說明瞬時值e＝Emsinωtu＝Umsinωti＝Imsinωt計算線圈某時刻的受力情況峰值（最大值）Em＝nBSωIm=討論電容器的擊穿電壓有效值對正（余）弦交流電有：E=EU=UI=I（1）計算與電流的熱效應有關的量（如電功、電功率、電熱等）（2）電氣設備“銘牌”上所標的一般是有效值（3）保險絲的熔斷電流為有效值（4）電表的讀數為有效值平均值E=BLE=I=計算通過電路截面的電荷量9．變壓器的構造與原理【知識點的認識】1.變壓器的構造：變壓器是由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個線圈組成的（如圖）。一個線圈與交流電源連接，叫作原線圈，也叫初級線圈；另一個線圈與負載連接，叫作副線圈，也叫次級線圈。2.各部分的功能原線圈：接在交流電源上的線圈，在鐵芯內產生交變磁場。副線圈：連接負載的線圈，產生感應電動勢，為負載提供電能。鐵芯：硅鋼疊合成的閉合框架，能增強磁場和集中磁感線，提高變壓器效率。3.工作原理：互感現象是變壓器工作的基礎。當原線圈兩端加上交變電壓U1時，原線圈中就有交變電流I1通過，并在鐵芯中產生交變的磁場，鐵芯中的磁通量就發生變化。由于副線圈也繞在同一鐵芯上，鐵芯中磁通量的變化便會在副線圈上產生感應電動勢。4.理想變壓器（1）閉合鐵芯的“漏磁”忽略不計。（2）變壓器線圈的電阻忽略不計。（3）閉合鐵芯中產生的渦流忽略不計。即沒有能量損失的變壓器叫作理想變壓器。【命題方向】關于理想變壓器的工作原理，以下說法正確的是（）A、通有正弦交變電流的原線圈產生的磁通量不變B、穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都不相等C、穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產生感應電動勢D、原線圈中的電流通過鐵芯流到了副線圈分析：變壓器的工作原理是互感現象，理想變壓器是無漏磁、無銅損、無鐵損．解答：A、通有正弦交變電流的原線圈產生的磁通量是按照正弦規律周期性變化的，故A錯誤；B、由于是理想變壓器，穿過原、副線圈的磁通量在任何時候都相等，故B錯誤；C、穿過副線圈磁通量的變化使得副線圈產生感應電動勢，符合法拉第電磁感應定律，故C正確；D、變壓器的工作原理是互感現象，原、副線圈并沒有直接相連，故D錯誤；故選：C。點評：本題關鍵是明確變壓器的工作原理，知道理想變壓器是指無能量損失的變壓器，基礎題．【解題思路點撥】變壓器是由原線圈、副線圈和鐵芯組成的，因為器工作原理是互感現象，可以改變交變電流的大小，對直流電流無效。10．理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數的關系【知識點的認識】一、理想變壓器的基本規律1.理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數的關系（1）原、副線圈的電壓之比等于匝數之比：U1：U2＝n1：n2（2）如果n1＞n2，變壓器為降壓變壓器；如果n1＜n2，變壓器為升壓變壓器2.理想變壓器原、副線圈的功率關系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率：P入＝P出3.理想變壓器原、副線圈的電流與匝數的關系（1）只有一個副線圈時：原、副線圈的電流之比等于匝數的反比：I1：I2＝n2：n1（2）有多個副線圈時由P1＝P2，可得U1I1＝U2I2+U3I3+???或n1I1＝n2I2+n3I3+???4.理想變壓器原、副線圈的功率關系變壓器只改變交變電流的大小，不改變交變電流的頻率：f1＝f2二、各物理量之間的因果關系（1）由于U1取決于電源電壓，由U2=n2n1U1可知U1決定（2）由于副線圈中電流取決于所接負載I2=U2R，由I1=n2n1I（3）由于副線圈輸出功率取決于負載消耗的功率，由P入＝P出可知輸出功率決定輸入功率，功率按需提供。【命題方向】如圖所示，L1、L2是理想變壓器的兩個線圈．如果把它當作降壓器，則（）A、L1接電源，原、副線圈兩端電壓之比為1：5B、L1接電源，原、副線圈兩端電壓之比為5：1C、L2接電源，原、副線圈兩端電壓之比為5：1D、L2接電源，原、副線圈兩端電壓之比為1：5分析：根據理想變壓器中原副線圈的電壓與匝數成正比即可分析求解．解答：如果把它當作降壓器，則原線圈的匝數應比副線圈匝數多，所以L1接電源，U1故選：B。點評：要根據理想變壓器中電流、電壓與匝數比之間的關系進行有關問題的解答，難度不大，屬于基礎題?！窘忸}思路點撥】理想變壓器的規律理想變壓器①沒有能量損失；②沒有磁通量損失基本關系功率關系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率P入＝P出電壓關系原、副線圈的電壓比等于匝數比，即U1電流關系①只有一個副線圈：電流和匝數成反比，即I1②多個副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關系，即U1I1＝U2I2+U3I3+…+InUn頻率關系原、副線圈中電流的頻率相等制約關系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數比決定，即U2=n2n功率副線圈中的功率P2由用戶負載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1＝P2（副制約原）電流原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數比決定，即I1=n2n11．理想變壓器兩端的功率關系【知識點的認識】一、理想變壓器的基本規律1.理想變壓器原、副線圈的電壓與匝數的關系（1）原、副線圈的電壓之比等于匝數之比：U1：U2＝n1：n2（2）如果n1＞n2，變壓器為降壓變壓器；如果n1＜n2，變壓器為升壓變壓器2.理想變壓器原、副線圈的功率關系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率：P入＝P出3.理想變壓器原、副線圈的電流與匝數的關系（1）只有一個副線圈時：原、副線圈的電流之比等于匝數的反比：I1：I2＝n2：n1（2）有多個副線圈時由P1＝P2，可得U1I1＝U2I2+U3I3+???或n1I1＝n2I2+n3I3+???4.理想變壓器原、副線圈的功率關系變壓器只改變交變電流的大小，不改變交變電流的頻率：f1＝f2二、各物理量之間的因果關系（1）由于U1取決于電源電壓，由U2=n2n1U1可知U1（2）由于副線圈中電流取決于所接負載I2=U2R，由I1=n2n1I（3）由于副線圈輸出功率取決于負載消耗的功率，由P入＝P出可知輸出功率決定輸入功率，功率按需提供?！久}方向】理想變壓器原、副線圈匝數比為10：1．下列說法正確的是（）A、原、副線圈上的電流之比為10：1B、正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1：1C、原、副線圈產生的電壓之比為10：1D、正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為10：1分析：變壓器的原線圈的輸入電壓決定副線圈的輸出電壓，副線圈的輸出功率決定原線圈的輸出功率，由于匝數比不變，故副線圈的輸出電壓保持不變，當負載電阻減小時，輸出功率變大，故輸入功率也變大．解答：A、理想變壓器，原副線圈的電流與匝數成反比為1：10，故A錯誤；BD、由于是理想變壓器，則原副線圈的電功率是相等的，正常工作時原、副線圈的輸入、輸出功率之比為1：1，故B正確D錯誤；C、理想變壓器，原副線圈的電壓與匝數成正比，可得原、副線圈產生的電壓之比為10：1．故C正確；故選：BC。點評：該知識點題目比較簡單，且題目單一，只要記住了原副線圈的輸入功率和輸出功率關系，輸入電壓和輸出電壓的關系的一切題目都水到渠成．【解題思路點撥】理想變壓器的規律理想變壓器①沒有能量損失；②沒有磁通量損失基本關系功率關系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率P入＝P出電壓關系原、副線圈的電壓比等于匝數比，即U1電流關系①只有一個副線圈：電流和匝數成反比，即I1②多個副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關系，即U1I1＝U2I2+U3I3+…+InUn頻率關系原、副線圈中電流的頻率相等制約關系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數比決定，即U2=n2n功率副線圈中的功率P2由用戶負載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1＝P2（副制約原）電流原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數比決定，即I1=n2n12．變壓器的動態分析——原線圈有負載【知識點的認識】1.理想變壓器的規律理想變壓器①沒有能量損失；②沒有磁通量損失基本關系功率關系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率P入＝P出電壓關系原、副線圈的電壓比等于匝數比，即U1電流關系①只有一個副線圈：電流和匝數成反比，即I1②多個副線圈：由輸入功率和輸出功率相等確定電流關系，即U1I1＝U2I2+U3I3+…+InUn頻率關系原、副線圈中電流的頻率相等制約關系電壓副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數比決定，即U2=n2n功率副線圈中的功率P2由用戶負載決定，原線圈的輸入功率P1由副線圈的輸出功率P2決定，即P1＝P2（副制約原）電流原線圈的電流I1由副線圈的電流I2和匝數比決定，即I1=n2n2.理想變壓器的動態分析．解決理想變壓器中有關物理量的動態分析問題的方法（1）分清不變量和變量，弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯系和相互制約關系，利用閉合電路歐姆定律，串、并聯電路特點進行分析判定．（2）分析該類問題的一般思維流程是：【命題方向】如圖所示，一理想變壓器與定值電阻R1、理想電流表A1、共同接入電壓恒為U的交流電源上，原線圈接入電路的匝數可以通過調節滑動觸頭P來改變，副線圈連接了滑動變阻器R、定值電阻R2和理想電流表A2，則（）A、若保持R不變，將觸頭P向上滑動，則A1的讀數變小，A2的讀數變小B、若保持P位置不動，增大R，則R2的電功率變大，R1的電功率不變C、若保持P位置不動，增大R，則A1的讀數減小，A2的讀數不變D、若保持R不變，將觸頭P向下滑動，則電源U的總功率變小分析：當保持R不變，則由原線圈電壓匝數變化，導致副線圈的電壓變化，從而根據閉合電路歐姆定律即可求解；