2019-2020年高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量学案粤教版

1、2019-2020 年高中物理第二章交变电流第三节表征交变电流的物理量学案 粤教版学习目标1.掌握交变电流的周期、频率、线圈转动角速度三者之间的关系2 能理解电流的有效值是与热效应有关的量，而平均值不是简单意义的平均3 掌握交变电流有效值与峰值的关系，会进行有效值的计算.一、交变电流的周期和频率导学探究如图 1 所示，交变电流完成一次周期性变化需要多长时间？在 1s 内完成多少次周期性变化?答案 完成一次周期性变化需要0.02s ;在 1s 内完成 50 次周期性变化.知识梳理周期、频率及它们之间的关系：(1)周期(T):交变电流完成一次周期性变化所需的时间.(2)频率(f):交变电流在 1s

2、 内完成周期性变化的次数.T=1 或f=T.即学即用我国电网中交流电的频率为_r/mi n.答案 3000二、交变电流的峰值和有效值导学探究某交流电压的瞬时值表达式50Hz,则我国提供市电的发电机转子的转速为u= 6 2sin (100nt) V，把标有“ 6V 2W 的小6V 的电容器接在此电源上会不会被击穿？灯泡接在此电源上会不会被烧坏？把标有答案小灯泡不会被烧坏，交流电压的瞬时值表达式u= 6 2sin (100nt) V 中 6 . 2V 是最大值，其有效值为 6V,而标有“ 6V 2W 的小灯泡中的 6V 是有效值电容器会被击穿.知识梳理交变电流的峰值和有效值：(1)峰值：交变电流的

3、电压、电流能达到的最大数值叫峰值,若交流电接入纯电阻电路中,电流及外电阻两端的电压的最大值分别为lm=, Un=ImRR+ r使用交变电流的用电器，其最大耐压值应大于其使用的交流电压的最大值._(2) 有效值：确定交变电流有效值的依据是电流_让交流与恒定电流通过大小相同的电阻,如果在交流的一个周期内它们产生的热量相同，则此恒定电流值叫做交流电的有效值.(3) 在正弦式交变电流中，最大值与有效值之间的关系为：Im0.707in,I=0.707Im.- 2 -即学即用判断下列说法的正误.(1) 正弦式交变电流的正负两部分是对称的，所以有效值为零.(2) 交变电流的有效值就是一个周期内的平均值.()

4、(3) 一个正弦式交变电流的峰值同周期频率一样是不变的，但有效值是随时间不断变化的.()(4) 交流电路中，电压表、电流表的测量值都是有效值.()答案X(2)X(3)X(4)V题型探究重点难盘亍乍击破一、周期和频率的理解交变电流的周期和频率跟发电机转子的角速度3或转速n有关.3(n)越大，周期越短，频2n率越高，其关系为T=,3= 2nf= 2nn.3例 1 (多选)矩形金属线圈共 10 匝，绕垂直于磁场方向的转动轴在匀强磁场中匀速转动，线圈中产生的交流电动势e随时间t变化的情况如图 2 所示下列说法中正确的是()A.此交变电流的频率为 0.2HzEn匕E= = 0.707 En,i=22图

5、2B. 1s 内电流方向变化 10 次C.t= 0.1s 时，线圈平面与磁场方向平行D. 1s 内线圈转 5 圈答案 BD1 1解析 由图象知T= 0.2s，故f=0yHz= 5Hz,即卩 1s 内完成 5 个周期，线圈转 5 圈，每 转 1 圈电流方向改变 2 次，故 A 错，B D 对；在t= 0.1s 时，e= 0,所以线圈平面与磁场 方向垂直，故 C 错.二、非正弦式交变电流有效值的计算利用有效值的定义，根据电流的热效应计算，计算时注意取一个完整周期的时间，而不是简单地对电压求平均值.例 2 如图 3 所示的交变电流由正弦式交变电流的一半和反向脉冲电流组合而成，则这种交变电流的有效值为

6、（）图 3B.l。D. I。答案 C解析 由it图象知交变电流的周期T= 2s. 一个周期内：前半个周期电流的有效值：I1厂技巧点拨计算时要注意三个相同：“相同电阻”上“相同时间”内产生“相同热量” 般取一个周期，半周期对称的可取半个周期.三、正弦式交流电有效值、最大值、平均值的对比例 3 如图 4 所示，矩形线圈面积为S,匝数为n线圈电阻为r，在磁感应强度为B的匀强 磁场中绕00轴以角速度3匀速转动，外电路电阻为R当线圈由图示位置转过 90的过 程中，求：1A.【o3C.I02I0_2，后半个周期电流的有效值:I2=I0.设交变电流的有效值为I，根据交变电流有效值的定义有R2 +I2R2=

7、Q2）R+I2R，解得I=乎|0.故选项C正确.22T2TI2RT=11“相同时R的电荷量为q=1At=研-线圈中感应电动势的有效值E和最大值Em的关系是Emn BScdr十r r、r土亠、FEnBSwE=.，电路中电流的有效值为I=-,22R+r2R+r2 2 2电阻R上产生的焦耳热为Q=I2R-At=；R厂总结提升-11 有效值(1) 只有正(或余)弦式交流电的有效值根据E=计算.V2(2) 计算与电流热效应有关的量(如电功、电功率、热量)要用有效值.交流电表的测量值，电气设备标注的额定电压、额定电流，通常提到的交流电的数值都 是指有效值.2.平均值(1)求某一过程中的电动势是平均值,(1

8、)通过电阻R的电荷量q；(2)电阻R上所产生的热量Q答案nBSR+7(2)4 R+ r2解析(1)依题意磁通量的变化量平均感应电动势为111BM k i-TO图hpa4T Q BS线圈转过 90的时间为At= 4 =十总E=nA=勺壘，平均感应电流为TAtn2nBSwR+rnR+r,通过电阻(2)计算通过线圈横截面的电荷量时用电动势的平均值，即丄AAt=nAT达标检测1 小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abed,磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴0O，线圈绕00匀速转动，如图 5 所示矩形线圈ab边和ed边产生的感应电动势的最大值都为eo,不计线圈电阻，则发电机输出电

9、压()B.峰值是 2eoD.有效值是，2Ne答案 D解析 由题意可知，线圈ab边和ed边产生的感应电动势的最大值都为eo,因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为 2eo，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值 为 2Neo,根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小, 即其峰值为 2Ne),故 A、B 错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知, 故 C 错误，D 正确.2.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图圈内阻为 5Q,外接一只电阻为 95Q的灯泡，如图乙所示

10、，贝 U(A. 电压表的示数为 220VB.电路中的电流方向每秒钟改变50 次C.灯泡实际消耗的功率为484WA.峰值是 eoU-Um，即 山何60,6 甲所示.已知发电机线图 5C.有效值是图 6D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 24.2J答案 D解析电压表示数为灯泡两端电压的有效值，由题图知电动势的最大值Em= 220 2 V，有效RE值E= 220 V，灯泡两端电压 U= 209 V , A 错；R+r由题图甲知T= 0.02 s，一个周期内电流方向改变两次，可知1 s 内电流方向变化 100 次，B 错；if2092灯泡的实际功率P=豪=95 W=459.8 W , C 错；电流

11、的有效值I= = 2.2 A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q=I2rt= 2.22X5R+rX1 J = 24.2 J , D 对.3通过一阻值R= 100Q的电阻的交变电流如图7 所示，其周期为 1s该电阻两端电压的有效值为()图 7A.12VB. 4 10VC. 15VD. 8 5V答案 B解析根据电流的热效应计算电流的有效值，由(0.1 A)2RX0.4 sX2+ (0.2 A)2RX0.1 sX2 =I2RX1 s 可得，流过电阻的电流的有效值1=10A，该电阻两端电压的有效值为U25=IR= 4.10 V , B 正确.4.如图 8 所示，单匝矩形闭合导线框abed全部处于磁感

12、应强度为B的水平匀强磁场中，线框面积为S,电阻为R线框绕与ed边重合的竖直固定转轴以角速度3匀速转动，线框中感n应电流的有效值I=_.线框从中性面开始转过3的过程中，通过导线横截面的电荷量q=_.C. 2JD. 2.8JA.该交流电的电压的有效值为100VB. 该交流电的频率为 25HzC.该交流电压瞬时值的表达式为u= 1OOsin （25t） VD. 并联在该电压两端的电压表指针不停摆动 答案 B答案.2BSBS2RR解析感应电动势的最大值40 分钟课时作业Em=BS，有效值E=:，感应电流的有效值I=|=今許,BSt= t=-厶R.tRR.强址训嫌抵展提升一、选择题（17 题为单选题，8

13、10 题为多选题）1.下列选项中提到的交流电，不是指有效值的是（）A. 交流电压表的读数B. 保险丝熔断电流C. 电容器击穿电压D. 220V 交流电压答案 C解析 电容器击穿电压指电容器两端允许加的电压的最大值.2.(解析 根据题图可知该交变电流电压的最大值为100V,周期为 4X102s，所以频率为 25Hz,A 错，B 对；而3=2nf= 50nrad/s，所以u= 100sin （50nt） V , C 错；交流电压表的示数为交流电的有效值而不是瞬时值，不随时间变化，D 错.3.一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T.从中性面开始计时，1 一当t= 12T时，线圈中

14、感应电动势的瞬时值为2V,则此交变电压的有效值为（）A. 2 2VB. 2VC. 2VD.孑 V答案 A一2nT解析 先用代入法求出感应电动势的最大值，由e=Esin31，得 2V=Esin （x了 2），由此得Em= 4V,因此此交变电压的有效值为2 2V,选项 A 正确.4.一个小型电热器若接在输出电压为10V 的直流电源上，消耗电功率为P;若把它接在某P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（）A. 5VB. 5 2VC. 10VD. 10 2V答案 C解析 设电热器电阻为 R,正弦交流电源的电压有效值为U有效，接 10V 直流电源时，P

15、= =10P U有效-;接交流电源时，联立得U有效= 5 2V,故电压的最大值U= 2U有效=10V,选项 C 正确.5.阻值为 1Q的电阻上通一交变电流，其it关系图象如图 2 所示，则在 01s 内电阻上产生的热量为（）9i/A1111 1 11111J i1 *th-21 !C. 2JD. 2.8J图 2B. 1.5JA. 1J答案 D解析 因为所加的电流为交变电流，大小在变化，所以只能分时间段来求热量在01s内电流的瞬时值大小为 1A 和 2A 的时间段分别为ti= 0.4s ,t2= 0.6s，所以Q= l1Rti+12Rt2=2.8J.6.在图 3 所示电路中，A是熔断电流为lo=

16、 2A 的保险丝，电阻可不计，R是可变电阻，是交 流电源.交流电源的内电阻不计，其电动势随时间变化的规律是e= 220 2sin （314t） V.为了不使保险丝熔断，可变电阻的阻值应该大于（）A. 110 2QD. 220 2Q答案 B一U220解析电源电动势的有效值为U=220V，隘=肓丐Q=110Q，故 B 项正确.7电阻R、R与交流电源按照如图 4 甲所示方式连接，R= 10Q、20Q.合上开关 S 后,通过电阻Ra的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示则（）答案 BB. 110QC. 220QA.B.C.D.-CZF豈流电源通过R的电流的有效值是6A5R两端的电压有效值是 6

17、V艮两端的电压图 3i/AC. 2JD. 2.8J解析由题图乙可得，正弦式交变电流的最大值Im=|m3所以电流的有效值I=5A电阻R、R串联，所以电流的最大值均为352A,有效值均为 3 代 故A C项错误由欧姆定 律 U=IR得，Ui=IRi= 6V,故 B 项正确.Li =IR2= 12V,所以 Um=2li= 12 寸 2v,故 D 项错 误.&如图 5 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， 为交流电流表.线圈绕垂直于磁场方向的水平轴0O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

18、（）答案 AC 9.图 6 甲、乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示电压按正弦规律变化，下列说法正确的是（）图甲所示电压的瞬时值表达式为u= 311sin （100nt） V答案 CD311解析图甲、乙都表示交流电，图甲中有效值U=寸220V，而图乙中的有效值不存在这A.B.C.D.电流表的示数为 10A线圈转动的角速度为50nrad/st= 0.01s 时线圈平面与磁场方向平行t= 0.02s 时电阻R中电流的方向自右向左A.B. 两种电压的有效值相等C.D.两种电压的周期相同甲图 5图甲表示交流电,图 8o2n一关系，所以它们的有效值不相同.由图甲看出T= 2x10-2S,3=100nr

19、ad/s，所以u= 311sin(100nt) V .由图象可知两种电压的周期都是2x10S.10如图 7 甲所示，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乙中曲线a、b所示，则()A. 两次 t = 0 时刻线圈平面均与中性面重合B.曲线a、b对应的线圈转速之比为 2 : 3C.曲线a表示的交变电动势频率为 25HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10V答案 AC解析 线圈位于中性面时，磁通量最大，电动势为零，A 正确；转速之比等于周期的反比,故该比值为 3 : 2, B 错误；频率为周期的倒数，正弦式交变电流的电动势的有效值为

20、215 吕=X一 V= 5 2V, D 错误.32二、非选择题11.如图 8 所示，线圈abcd的面积是 0.05m2,共 100 匝，线圈电阻为 1Q,外接电阻R=9Q,1匀强磁场的磁感应强度为B=T，当线圈以 300r/min 的转速匀速转动时，求：n(1)电路中交流电压表和交流电流表的示数;EmNB&”15口E帀不，已知日=忌，且23b= - 3a,故可知屮图 7(2)线圈从图示位置转过90的过程中通过电阻R的电荷量.答案(1)31.86V3.54A(2)0.16C解析En=nBS1300=100XX 0.05X2n XVn60=50 VEmE= = 25，2电流表的示数I= =

21、 3.54 A ,R+ r电压表的示数U=IR= 3.54X9 V = 31.86 V.从图示位置转过 90的过程中，E = n 兰，t_E又因为I=，q=It,nnBS联立得q=0.16 C.R+rR+ r12.如图 9 所示，在匀强磁场中有一个内阻r= 3Q、面积S= 0.02m2的半圆形导线框可绕00轴旋转.已知匀强磁场的磁感应强度B=若线框以3= 100nrad/s 的角速度匀速转n动，图 9且通过电刷给“ 6V,12W的小灯泡供电，则：(1) 若从图示位置开始计时，求线框中感应电动势的瞬时值表达式；(2) 由题中所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡实际功率为多

22、大?答案e= 10 2cos (100nt) V解析(1)线框转动时产生感应电动势的最大值因线框转动从平行于磁感线位置开始计时，则感应电动势的瞬时值表达式为2 V35.4 V.25(2)不能W3En=3 X0.02X7t100nV=10 2Ve=Emcos31=o10 2C0S (100nt)V.由题意知灯泡的电阻R= 3Q2 2常发光，其实际功率P=U=5W=25W.R332019-2020 年高中物理第二章交变电流第六节变压器学案粤教版学习目标1. 了解变压器的构造及几种常见的变压器，理解变压器的工作原理.2.掌握理想变压器的电压与匝数的关系并能用它解决相关问题3 掌握理想变压器的功率关系

23、，并能推导出原、副线圈的电流关系.一、变压器的原理及电压与匝数的关系导学探究如图 1 所示，把两个没有导线相连的线圈套在同一个闭合铁芯上，一个线圈(原线圈)通过开关可以连接到交流电源的两端，另一个线圈(副线圈)连到小灯泡上.连接电路，接通电源，小灯泡能发光.(1) 两个线圈并没有连接，小灯泡为什么会发光？(2) 小灯泡两端的电压与学生电源的输出电压相等吗？答案(1)当左边线圈加上交流电压时，左边线圈中就有交变电流，它在铁芯中产生周期性变化的磁场，根据法拉第电磁感应定律知，在右线圈中会产生感应电动势，右线圈作为电源给小灯泡供电，小灯泡就会发光. 左、右线圈中每一圈上磁通量的变化率 厶t都相同，若

24、左边匝数为 门，则U=E1=n1厶t.日m若右边匝数为n2,贝UU= Ea=n匚，故有匚=二；若忽略左边线圈的电阻则有U=U电源，这线框产生的电动势的有效值2=10V,灯泡两端电压U=点社5Vni时，U2U为升压变压器；当ni时,为降压变压器.U Ua U32有多个副线圈：一=ni na氐即学即用判断下列说法的正误.(1) 理想变压器原、副线圈的电压之比等于两个线圈的匝数之比.()(2) 输入交变电流的频率越高，输出交变电流的电压就越高.()(3) 我们在使用质量好的变压器工作时没有能量损失.()(4) 理想变压器不能改变交变电流的频率.()答案(1)V(2)X(3)XV二、理想变压器原、副线

25、圈的功率关系和电流关系导学探究阅读教材回答下列三个问题：(1) 什么是理想变压器？理想变压器原、副线圈中的功率有什么关系？(2) 根据能量守恒推导只有一个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.(3) 根据能量守恒推导有多个副线圈时原、副线圈中的电流与匝数的关系.答案(1)理想变压器的理想化条件一般指的是：忽略原、副线圈内阻上的分压，忽略原、副线圈磁通量的差别， 忽略变压器自身的能量损耗.所以理想变压器的输入功率等于输出功 率，即p入=p出.(2)由能量守恒有P入=P出，即UI1=UI2.I1U2若有多个副线圈，则P=F2+R+,即Ul1=UI2+UI3+将U:U:U3:=n1:n2:n3:代

26、入得nd1=n2l2+n3l3+知识梳理变压器原、副线圈中功率关系和电流关系: （1）功率关系：P入=P出，即U11=Ud2.电流关系：只有一个副线圈时, 有多个副线圈时：nil1=n212+ml3+即学即用一台理想降压变压器从 10kV 的线路中降压并提供 200A 的负载电流.已知两个 线圈的匝数比为40： 1，则变压器原线圈中的电流为 _，副线圈中的输出电压为_，输出功率为_ .答案 5A 250V 50kW3”, l1n2n21Un1口Un210 x10 x1解析由厂=，得I1=I2=x200A= 5A;由讥=，得Lb=V= 250V;12n1n140L2n2n140由理想变压器功率关

27、系，得P入=P出=Ll1=L2I2= 250 x200W= 50kW.题型探究、理想变压器基本关系的应用1.电压制约：当变压器原、副线圈的匝数比一定时，输入电压U决定输出电压L2,即L2n2n2U2.功率制约：P出决定P入，P出增大，P入增大；P出减小，P入减小；P出为 0,P入为 0.3电流制约：当变压器原、副线圈的匝数比空一定，且输入电压U确定时，副线圈中的输n2圧12出电流I2决定原线圈中的电流 丨1,即I1=.n1例 1 如图 2 所示，理想变压器原、副线圈匝数比为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，原线圈电路中电压表和电流表（可视为

28、理想电表）的示数分别是（）A. 120V,0.10AC. 120V,0.05A直点难点个个击破D. 240V,0.05A答案 D解析 灯泡正常工作，副线圈两端的电压Ua= 12 V,副线圈中的电流I2= 2X12 A = 1 A,根1I1= 20|2= 0.05 A,原线圈两端的电压U=20U2= 240 V,选项 D正确.二、理想变压器的动态分析 理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻R)和滑动变阻器R P为滑动变阻器的滑动触头.在原线圈上加一电压为U的正弦交流电，则()答案BC解析tiQ位置不动，副线圈电压U不变，当P上滑时

29、，R增大，由P=D可知总功率减小，R十R)原线圈电压U不变，由P=UI1可知原线圈电流I1减小，故 A 错误，B 正确；当P位置不动,U n2Q上滑时，由斗=丄知 U 增大，同理分析知原线圈电流I1增大，故 C 正确，D 错误.U m技巧点拨 对理想变压器进行动态分析的两种常见情况：(1) 原、副线圈匝数比不变，分析各物理量随负载电阻变化而变化的情况，进行动态分析的 顺序是I2TP出TP入TI1.(2) 负载电阻不变，分析各物理量随匝数比的变化而变化的情况，进行动态分析的顺序是m、n2TU2TI2TP出TP入TI1.三、几种常见的变压器1自耦变压器据匝数比得原线圈中的电流例 2(多选)如图 3

30、 所示,A. 保持Q的位置不动，将B. 保持 Q 的位置不动，将C. 保持 P 的位置不动，将D. 保持 P 的位置不动，将图 3P向上滑动时，电流表读数变大P向上滑动时，电流表读数变小Q向上滑动时，电流表读数变大Q向上滑动时，电流表读数变小铁芯上只绕有一个线圈， 如果把整个线圈作为原线圈， 副线圈只取线圈的一部分，就可以降低电压，反之则可以升高电压，如图4 所示.图 42.互感器交流电压表和电流表都有一定的量度范围，不能直接测量高电压和大电流.互感器是利用变压器的原理来测量高电压或大电流的仪器.电压互感器：实质是降压变压器，可以把高电压变成低电压.（如图 5 所示）（2）电流互感器：实质是升

31、压变压器，可以把大电流变成小电流.（如图 6 所示）图 6例 3 （多选）图 7 甲、乙是配电房中的互感器和电表的接线图，下列说法中正确的是（）A. 线圈匝数nin2,n3n2,n3mC. 甲图中的电表是电压表降压甲乙D.乙图中的电表是电流表甲乙图 9答案 CD解析 题图甲中的原线圈并联在电路中，为电压互感器，是降压变压器，nin2,题图甲中的电表为电压表；题图乙中的原线圈串联在电路中，为电流互感器，是升压变压器，n3n2知UU,U降低C. lbU,U升高D. 12U, Ua 升高图 11A.甲图中的电表是电压表，输电电压为2xxVB.甲图是电流互感器，输电电流是100AC.乙图中的电表是电压

32、表，输电电压为2xxVD.乙图是电流互感器，输电电流是100A答案 AD解析 根据匝数比*=二有U=凸100X220V= 2xxV，故 A 正确；甲图是电压互感器，U n2n21故 B 错误；乙图是电流互感器，电表是电流表，故C 错误；只有一个副线圈的变压器，电流比等于匝数的反比 =二有I1=出2=10X10A= 100A，故 D 正确.|2nini12如图 10 所示，理想变压器原线圈输入电压u=Usin3t，畐U线圈电路中F0为定值电阻,R是滑动变阻器和是理想交流电压表，示数分别用U和U2表示；和是理想交流电流表，示数分别用丨1和丨2表示下列说法正确的是（A. |1和I2表示电流的平均值B

33、. U和Lb表示电压的最大值C.滑片P向下滑动过程中，U不变、I1变大D.滑片P向下滑动过程中，L2变小、12变大 答案 C解析电路中的电压表和电流表表示的都是有效值，选项A、B 错误.滑片P向下滑动过程中，接入电路中的电阻变小，L2不变、丨1变大，故 C 正确，D 错误.3.（多选）如图 11（a）中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4 ： 1,FT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻，F为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表原线圈所接电压)II-110图 11随时间t按正弦规律变化，如图（b）所示.A.变压器输入、输出功率之比为4 ： 1C.零D.与 R 的阻值有关B.变压器原、副线圈中的

34、电流强度之比为 1 : 4C.u随t变化的规律为u= 51sin （50nt） VD. 若热敏电阻 Rr 的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大答案 BD解析 由题意，变压器是理想变压器，故变压器输入、输出功率之比为1 : 1，故 A 错误；In1变压器原、副线圈中的电流之比与匝数成反比，即:=2=，故选项 B 正确；由题图（b）可12片 4，知交流电压最大值 Un= 51V,周期T= 0.02s，可由周期求出角速度的值为3= 100nrad/s , 则可得交流电压u随t变化的规律为u= 51sin （100nt） V，故选项 C 错误；R处温度升高 时，阻值减小，电流表的示数变大，

35、电压表示数不变，故选项D 正确.40 分钟课时作业、选择题（17 题为单选题，811 题为多选题）1如图所示的四个电路，能够实现升压的是（）答案 D解析 变压器只能对交变电流变压，不能对直流变压，故A、B 错误；由于电压与线圈匝数成正比，所以 D 能实现升压，C 不能实现升压.2如图 1 所示，理想变压器原、副线圈匝数之比m : n2= 4 : 1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表的示数是12nA 则副线圈中电流表的示数是（）强址训练拓展提升三1 1三1TAA.变压器输入、输出功率之比为4 ： 1C.零D.与 R 的阻值有关图 1B. 48mAA. 3mA图 3A.变压器输入电压的瞬

36、时值表达式为u= 220 .2sinnt(V)电表，下列说法正确的是(答案 C解析 当导线在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的，不会使副线圈的磁通量变化，因而副线圈中无感应电流，选项C 正确.3如图 2 为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P,使输出电压有效值由 220V降至 110V.调节前后()A. 副线圈中的电流比为 1 : 2B. 副线圈输出功率比为 2 : 1C.副线圈的接入匝数比为 2 : 1D. 原线圈输入功率比为 1 : 2答案 C解析 在输入电压U和原线圈匝数 m 不变的情况下，使输

37、出电压 Ua 有效值由 220V 降至 110V, 由卫知，畐U线圈接入匝数应该减为原来的一半，故副线圈的接入匝数之比为2 : 1，故 CU m正确；畐U线圈电压减半，电阻不变，电流也随之减半，所以电流之比为2 : 1，故 A 错误；由P=UI知，输出功率之比为 4： 1，故 B 错误；副线圈输出功率等于原线圈输入功率，所以原线圈输入功率之比为 4 ： 1,故 D 错误.4.如图 3 甲所示，一理想变压器给一个小灯泡供电.当原线圈输入如图乙所示的交变电压时，额定功率为 10W 的小灯泡恰好正常发光，已知灯泡的电阻为40Q，图中电压表为理想)图 7B.电压表的示数为 220VC.变压器原、副线圈

38、的匝数比为11 : 1D.变压器的输入功率为 110W答案 C2n解析 由题图乙可知，=100nrad/s，故 A 错误；原线圈输入电压为220V,电压表ni示数为灯泡的额定电压U=PR=20V，故 B 错误；由 B 分析，结合电压与匝数的关系得 -=220 11 -20-=彳，故 C 正确；变压器的输入功率与输出功率相等，为10W,故 D 错误.5钳式电流表的外形和结构如图4a、b 所示图 b 中电流表的读数为 1.2A，图 c 中用同一电缆线绕了 3 匝，则（）答案 C解析 钳式电流表利用了变压器的工作原理，因此钳式电流表只能测交变电流根据nil1=n2l2可知，题图 b 中线圈单匝时，的

39、读数为 1.2A 在题图 c 中绕 3 匝时，的读数应为 3.6A , 故选项 CA.这种电流表能测直流电流，图B.这种电流表能测交变电流，图C.这种电流表能测交变电流，图c 的读数为 2.4Ac 的读数为 0.4Ac 的读数为 3.6AD.这种电流表既能测直流电流，又能测交变电流，图c 的读数为 3.6A正确.6. 一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3： 1，在原、畐 U 线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V 的正弦交流电源上，如图5 所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、畐 U 线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则（）图 7解析 原、副线圈电压比等于匝数比

40、，根据副线圈负载电阻的电压U,可知副线圈电压为 U,一U 11n2U原线圈电压为 3U,副线圈电流12=，根据厂= 得原线圈电流I1=,，原线圈输入电压 220VR I2n13RU2=3U+ -R整理可得U=66V;原、副线圈电阻消耗的功率根据P=l2R,电阻相等，丨1:3R1|2= 1 : 3，可得功率之比为P1:P2= 1 : 9,即k=根据以上分析可知选项 A 正确.7.如图 6 所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L 供电，如果将原、副线圈减A.小灯泡变亮B. 小灯泡变暗C. 原、副线圈两端电压的比值不变答案 B知，U U,再由 P= 旨知，小灯泡变暗，选项 A 错误，B 正确

41、.1A. U=66V,k=91C.U=1B.U=22V,k=-1D. U= 22V,k= 3D.通过原、副线圈电流的比值不变解析原、副线圈减少相同的匝数n后有n-=n，可以得出,n1n1nn2mn2n2n2n2n0,则说明-的比值变大，由n2 =U，U丫一知，选项 C、D 错误;I1n1U nJ U=和 =n，Ua和n，U2少相同匝数，其他条件不变，则&如图 7 所示，理想变压器的副线圈上通过输电线接有两个相同的灯泡等效电阻为R开始时，开关 S 断开.当开关 S 接通时，以下说法中正确的是（）A. 畐U线圈两端M N的输出电压减小B.副线圈输电线等效电阻 R 上的电压增大C. 通过灯泡

42、 Li的电流减小D. 原线圈中的电流增大答案 BCD解析 由于输入电压不变，所以当 S 接通时，理想变压器副线圈M N两端输出电压不变，故 A 项错误.并联灯泡 L2,总电阻变小，由欧姆定律知，流过R的电流增大，等效电阻上的电压lh=IR增大，故 B 项正确.副线圈输出电流增大，根据输入功率等于输出功率Ill=I2l2，得I2增大，原线圈输入电流Ii也增大，故 D 项正确.IMN不变，IR变大，所以Hi变小，流过灯泡 Li的电流减小，故 C 项正确.9如图 8 所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U不变，闭合开关 S,下列说法正确的是（）图 8A.P向下滑动时，灯 L

43、变亮B. P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C. P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D. P 向上滑动时，变压器的输出功率变大答案 BD解析 由于理想变压器输入电压U不变，原、副线圈匝数不变，所以输出电压12也不变，L 和 L2，输电线的图 7灯 L 的亮度不随P的滑动而改变，故选项 A 错误，选项 B 正确.P向上滑动时，滑动变阻器12接入电路的电阻减小，负载总电阻R总减小，由I2=-知，通过副线圈的电流 丨2增大，输出R总In功率F2=1212增大，再由7=亠知输入电流Ii也增大，故选项 C 错误，D 正确.12niiO理想自耦变压器的原线圈接有如图9 乙所示的正弦式交变电压，副线圈接有可调电阻R触头F与线圈始终接触良好，下列判断正确的是（）A.交变电源