交变电流与变压器

1、交变电流与变压器一.四川考点定位从2007 2013四川高考关于交变电流与变压器试题分析可知：分为两个考点：一是交变电流，主要考查正弦交变电流的产生过程，正弦交变电流的产生过程要做到“情、数、形”三者相统一。“情”就是物理情景，即线圈在磁场中转动的情形；“数”就是用数学表达式表示交变电流的产生过程；“形”就是用图象表示交变电流的产生过程。交流电路的分析与计算考查的知识点主要是交流电的产生、有效值与瞬时值的计算.要求能对正弦交流电的函数表达式、图象表示法有正确的理解， 能利用函数关系式或图象求解涉及交流电的“四值”问题，特别要注意交流电四值适用的场合.二是变压器，变压器电路考查的内容主要有两个方

2、面：一是变压器原、副线圈电路中的电流、电压与电功率的求解， 求解过程中注意相应的制约关系，同时对于动态变化过程的分析，可以借助于直流电路的动态分析方法，结合原、副线圈中电流、电压与功率的关系进行判断二是应用 变压器进行远距离输电的分析，对于远距离输电，关键在输电导线损耗功率的计算上，注意选用正确的求解公式.1试题类型为选择题；2 .交变电流与变压器两个考点高考考查大至相当。主要考查在”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象和交变电流的四值；三是突出考查变压器3没有考查变压器与远距离输电的综合运用，以及电感、电容对交变电流的阻得作用。4没有考查变压器电感、电容对交变

3、电流的阻得作用5 .没有考查现代科技和信息技术相联系，如”电动自行车”、"磁悬浮列车"等.6没有考查力学和电学知识综合，如带电粒子在加有交变电压的平行金属板间的运动，交变电路的分析与计算二四川高考真题(2007 2013)1. (2007)如图所示，矩形线圈abed在匀强磁场中可以分别丨只 严绕垂直于磁场方向的轴 P1和P2以相同的角速度匀速转动，当线圈化-半H 1a平面转到与磁场方向平行时()dA .线圈绕P1转动时的电流等于绕P2转动时的电流BB .线圈绕P1转动时的电动势小干绕P2转动时的电动势办|二二;:|A>C.线圈绕P1和P2转动时电流的方向相同，都是CT

4、dD .线圈绕Pi转动时dc边受到的安培力大于绕 P2转动时dc边受到的安培力Ri、R2、R3 和 R4 均为(2008)如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，畐U线圈电路中固定电阻，开关 S是闭合的。：Vi和,V2为理想电压表，读数分别为 Ui和U2jAi，、2和,汕 为理 想电流表，读数分别为 li、A . U2变小、丨3变小B . U2不变、I3变大C . li变小、|2变小D . li变大、|2变大I2和13。现断开S, Ui数值不变，下列推断中正确的是()3. (2009)如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为io： i, Ri = 20 , R2 = 30A .交流电的频率为

5、 0.02 HzB 原线圈输入电压的最大值为200 2 VC .电阻R2的电功率约为 6.67 WD .通过R3的电流始终为零4. (20i0 )图甲所示电路中，为相同的电流表,C为电容器，电阻的阻值相同，线圈的电阻不计。在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t2 t2时间内( )A .电流表Ai的示数比A2的小B .电流表A2的示数比Ai的小C.电流表Ai和A2的示数相同T乙D .电流表的示数都不为零5. (20ii)如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴OiO2垂直于磁场方向，线圈电阻为 2 iA。那么()。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过6

6、0 °寸的感应电流为A .线圈消耗的电功率为 4WB .线圈中感应电流的有效值为2AC为电容器。已知通过Ri的正弦交流电如图乙所示，则(), 2C .任意时刻线圈中的感应电动势为e = 4cos tTT 2D .任意时刻穿过线圈的磁通量为=si ntT6. （2012）如图所示，在铁芯 P上绕着两个线圈a和"则（A .线圈a输入正弦交变电流，线圈b可输入恒定电流B .线圈a输入恒定电流，穿过线圈b的磁通量一定为零C .线圈b输出的交变电流不对线圈a的磁场造成影响D .线圈a的磁场变化时，线圈 b中一定有电场7. （2013）用220V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，

7、变压器输出电压是110V ,通过负载的电流图象如图所示卩（）A .变压器输入功率约为3.9W0.05B .输出电压的最大值是110V/ 桦C .变压器原、副线圈的匝数比是1 : 2-0.05D.负载电流的函数表达式i0.055sin 100 t A2重点知识）交变电流1.表达式：起点为中性面eEm si n wt , u Um sin wt,iI m sin wt。2 .四值：瞬时值（对应时刻，位置）、最大值（电容击穿电压）、有效值（热量，电路中和电表的示数、平均值（电荷量）3 .图像：可知最大值和周期（二）变压器1 .只实用于交变电流m Ui2 .电压：输入电压决定输出电压-n2u23 .功

8、率：输出功率决定输入功率卩出=P入四. 2014年四川高考预测2014年交变电流与变压器考题仍为选项题（6分）重点变压器，通过变压器特点计算电路中电压电流的大小或判断电表示数的变化五. 三年高考真题1. （ 2013 天津卷）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 ab 一侧线圈的匝数较少,工作时电流为L-. ,cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为.一，为了使电流表能正常工作，则（A. ab 接 MN、cd 接 PQ,:.B . ab 接 MN、cd 接 PQ,- y苛C. ab 接 PQ、cd 接 MN ,.D. ab 接 PQ、c

9、d 接 MN ,.:.2. （2013 山东卷）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。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴00'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像如图乙所示,A .电流表的示数为10AB线圈转动的角速度为50 rad/sC. 0.01s时线圈平面与磁场方向平行以下判断正确的是 （）IB rp国乙D. 0.02s时电阻R中电流的方向自右向左3. （2013 江苏卷）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 P处于图示位置时，灯泡L能发光.要使灯泡变亮，可以采取的方法有（

10、）A. 向下滑动PB. 增大交流电源的电压C 增大交流电源的频率D .减小电容器C的电容4. （2013 海南卷）通过一阻值R=100Q的电阻的交变电流如图所示，其周期为1s.电阻两端电压的有效值为（）A .12VB .4.10C .15VD .8、55. （ 2013 广东卷）如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1： n2=2:1,V和A均为理想电表,灯泡光电阻 R1=6 Q ,AB端电压U1= - - -sin100 n （V）.下列说法正确的是（）A .电流频率为100HZLB . V的读数为24VC . A的读数为0.5AD .变压器输入功率为 6W阻。闭合开关S,当发动机转子以某一转速

11、匀速转动时，A .该交变电流的频率为 10HzB .该电动势的有效值为 10.2 VC.外接电阻R所消耗的电功率为10WD .电路中理想交流电流表 軽的示数为1.0A7. （2012 广东）某小型发电机产生的交变电动势为 表述正确的有（）A .最大值是50、2VB .频率是100Hz产生的电动势 e= 10.2sin10n（V），则（）1>_J1e=50sin100 n (V),对此电动势，下列C .有效值是25、2V D .周期是0.02s& （2012 山东）图甲是某燃气炉点火装置的原理图。转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、

12、副线圈的匝数分别为n1、n2。V为交流电压表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。以下判断正确的是（A .电压表的示数等于 5VB .电压表的示数等于)n2C .实现点火的条件是 1000n2D .实现点火的条件是 一 10009. （2012海南）如图，理想变压器原、畐U线圈匝数比为20 : 1，两个标有“ 12V 6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。当两灯泡都正常工作时，原线圈中电压表和电流表（可视为理想的）的示数分别是()A . 120V , 0.10AB . 240V , 0.025AC . 120V , 0.05AD . 240V ,

13、 0.05A6. （2013 福建卷）如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r = 1.0 Q,外接R= 9.0Q的电10 . （2012?重庆）如图所示，理想变压器的原线圈接u= 11000 ,'2sin100 t（V）的交变电压，副线圈通过电阻r = 6 Q的导线对“220 V/880 W'的电器Rl供电，该电器正常工作.由此可知（）A .原、副线圈的匝数比为50 : 1B .交变电压的频率为 100 HzC.副线圈中电流的有效值为4 AD .变压器的输入功率为880 W11. （2012江苏）某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成当右侧线

14、圈L2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K,从而切断家庭电路仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有（）A .家庭电路正常工作时丄2中的磁通量为零B .家庭电路中使用的电器增多时丄2中的磁通量不变C 家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起D 地面上的人接触火线发生触电时,开关K将被电磁铁吸起12 . （2012浙江）为了测量储罐中不导电液体的高度，将与储罐外面壳绝缘的两块平行金属板构成的电容 C置于储罐中，电容器可通过开关S与线圈L或电源相连，如图所示。当开关从a拨到b时，由L与C构成的回路中产生周期 T 2. LC的振荡电流。当罐中的液面上升时A.电容器的电容减小

15、B.电容器的电容增大C. LC回路的振荡频率减小D. LC回路的振荡频率增大13 . （2012天津）通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压 U保持不变，输电线路总电阻的R。当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2,则P1，和（）2,PR 1AB R,-PRc. t，rD .一 R，-14 . （2011福建）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 n1 ： n2=5 : 1，电阻R=20 Q, L1、u随时间tn ® LL2为规格相同的两只小灯泡， S1为单刀双掷开关。原线圈接正弦交变电

16、源，输入电压 的变化关系如图所示。现将 S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。下列说法正确的是A .输入电压 u的表达式u=202 sin（50 RVB 只断开Si后，Li、L2均正常发光C 只断开S2后，原线圈的输入功率增大D .若Si换接到2后，R消耗的电功率为 0.8W15 . （2011广东）图7 （ a）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Q, 0为理想电流表和电压表。若原线圈接入如图7 （ b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V ,A .电流表的示数为 2AB .原、副线圈匝数比为1:2C 电压表的示数为电压的有效值D 原线圈中交变电压的频率为100Hz16

17、. （2011广东）将闭合多匝线圈置于仅随时间变化的磁场中，线圈平面与磁场方向垂直, 关于线圈中产生的感应电动势和感应电流，下列表述正确的是（）A .感应电动势的大小与线圈的匝数无关B .穿过线圈的磁通量越大，感应电动势越大C .穿过线圈的磁通量变化越快，感应电动势越大D .感应电流产生的磁场方向与原磁场方向始终相同17 . （2011山东）为保证用户电压稳定在220V，变电所需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压 U1不变，当滑动接头 P上下移动时可改变输出电压。某次检测得到用户电压以U2=190sin(50 ntB . U2=190、2sin(100 ntC .为使用户电压稳

18、定在 220V，应将P适当下移D 为使用户电压稳定在 220V，应将P适当上移18 . （2011浙江）如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数ni=800和n2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV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（）A.2.0VB .9.0VC.12.7VD.144.0VI- 19 . （2011新课标）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1: 2;畐U线圈电路中接有灯泡,灯泡的额定电压为 220V，额定功率为22W ;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 U和I分别表示此时电压表和电流表的读数，则（）

19、A.U110V,I0.2AB .U110V,I0.05AC.U110 一2V, 10.2AD.U110、-2V, 102. 2A六.二年模拟1.在图所示电路中，L为电感线圈,R为灯炮，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交A.该交流电的电压瞬时值的表达式为变电流源的电压 u=2202sinlOO n t（ V）.若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为100 Hz,F列说法正确的有（）A.电流表示数增大B .电压表示数增大C.灯泡变暗D .灯泡变亮2.一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示.由图可知（）u = 100sin (25t)B .该交流电的频率为25 HzC.该交流电的电压的有效值

20、为100 VD .若将该交流电压加在阻值R = 100 Q的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W3 将阻值为5Q的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示.下列说法正确的是（A .电路中交变电流的频率为0.25 HzB .通过电阻的电流为2 AC .电阻消耗的电功率为2.5 WD .用交流电压表测得电阻两端的电压是5V4.如图所示，理想变压器原、畐U线圈匝数之比为 入“ 220V, 60W灯泡一只，且灯泡正常发光.则（A.电流表的示数为聖!a220B.电源输出功率为1200WC.电流表的示数为空A220D.原线圈端电压为11V5.如图所示电路中的变压器为理想变压器，触头

21、，U1为加在原线圈两端的交变电压，11、12确的是( )A保持P的位置及U1不变，S由b切换到，的功率减小B保持P的位置及U1不变，S由a切换到C保持P的位置及U1不变，S由b切换到D .保持a,则R上消耗a,则Ii增大b,贝U I2减小六.二年模拟)20 :S为单刀双掷开关.P是滑动变阻器 R的滑动分别为原线圈和副线圈中的电流.下列说法正U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小5h6. （2013?广东模拟）某交流电源的电动势与时间呈正弦函数关系如图所示，此电源与一个R=10Q的电阻构成闭合电路,不计其他电阻,A .交变电流的周期为0.02sB .交变电流的频率为0.5HzC .交变电

22、流的有效值为22AD .交变电流的有效值为2A7. （2013?湖南模拟）图甲所示电路中，Ai、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻Ri、R2、R3的阻值相同，线圈 L的电阻不计在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如 图乙所示，则在 tlt2时间内（）A .电流表Ai的示数比A2的小B .电流表A2的示数比A3的小C .电流表Ai和A2的示数相同D .电流表的示数都不为零8. （2013?浙江联考）如图甲所示，一个理想变压器原、副线圈的匝数比ni： n2 = 6: 1,副线圈两端接三条支路，每条支路上都接有一只灯泡，电路中 L为电感线圈、C为电容器、R 为定值电阻。当原线圈两端接有如

23、图乙所示的交流电时，三只灯泡都能发光。 如果加在原线圈两端的交流电的峰值保持不变，而将其频率变为原来的 2倍，则对于交流电的频率改变之后与改变前相比，下列说法中正确的是（）A .副线圈两端的电压有效值均为6VB .副线圈两端的电压有效值均为2I6VC .灯泡I变亮，灯泡n变亮D.灯泡n变暗，灯泡川变亮9. （20I3?河北模拟）如图正方形线框abed长为L,，每边电阻均为r,在磁感应强度为 B的匀强磁场中绕ed轴以角速度3转动，c、d两点与外电路相连、外电路电阻也为r。则下列说法中正确的是（）、应 2A . S断开时，电压表读数为BwL2ioB . S断开时,C. S闭合时,D. S闭合时,%

24、 L2电压表读数为8电流表读数为-B«L2.10r线框从图示位置转过n/210 . （2013?江苏调研）有一台交流发电机E,通过理想升压变压器 T1和理想降压变压器 T2向远处用户供电，输电线的总电阻为R。T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2 ； T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3,它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。设T1的输入电压U1 一定，当用户消耗的电功率变大时，有（）A.U2不变，U3变小B .U2减小，U4变大C.P1变小，P2变小D.P2变大，P3变大七一年原创1一正弦交流电的电压随时间变化的规律如图所示由图可知（

25、）该交流电的电压瞬时值的表达式为u= 100sin （25t）该交流电的频率为 25 Hz该交流电的电压的有效值为100 - 2 VD 若将该交流电压加在阻值R= 100 Q的电阻两端，则电阻消耗的功率为50 W将阻值为5Q的电阻接到内阻不计的交流电源上, 列说法正确的是（）电源电动势随时间变化的规律如图所示.下A .电路中交变电流的频率为0.25 HzB .通过电阻的电流为2 AC .电阻消耗的电功率为 2.5 WD 用交流电压表测得电阻两端的电压是5V3 如图所示，理想变压器原、畐U线圈匝数之比为 入“ 220V 60V”灯泡一只，且灯泡正常发光.则（A .电流表的示数为220B .电源输

26、出功率为 1200WC .电流表的示数为匕2 A220D .原线圈端电压为 11V4如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关.P是滑动变阻器 R的滑动触头，Ui为加在原线圈两端的交变电压，li、I2分别为原线圈和副线圈中的电流下列说法正确的是（）A .保持P的位置及Ui不变，S由b切换到a，则R上消耗 的功率减小B .保持P的位置及Ui不变，S由a切换到b，贝U I2减小C .保持P的位置及Ui不变，S由b切换到a,贝U li增大D.保持Ui不变，S接在b端，将P向上滑动，则li减小R5.钳形电流表的外形和结构如图（a）所示.图a）中电流表的读数为i.2A .图(b )中用同一电缆

27、线绕了 3匝，则（）A.这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4AB .这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.4AC.这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为3.6AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图（b）的读数为3.6A6.在图所示电路中，L为电感线圈，R为灯炮，电流表内阻为零，电压表内阻无限大，交i00 Hz,变电流源的电压 u=220 *sinlOO n t（ V）.若保持电压的有效值不变，只将电源频率改为F列说法正确的有（）A.电流表示数增大B .电压表示数增大C.灯泡变暗D .灯泡变亮7.根据麦克斯韦电磁场理论，以下说法正确的是（）A .稳定的电场产生稳定的磁场，稳定的磁场产生稳定的电场B .均匀变化的电场将产生稳定的磁场，均匀变化的磁场将产生稳定的电场C .振荡的电场在周围空间产生振荡的磁场D .电磁波产生的条件是电路中有快速振动的电荷&如图，为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，Ui为加在原线圈两端的电压，li为原线圈中的电流强度，贝U （）A .保持Ui及P的位置不变，K由a合到b时，li将增大B .保持Ui及P的位置不变，K由b合到a时，R消耗的功率减小C .保持Ui不变，