专题十一　交变电流　传感器ppt课件

1、专题十一交变电流传感器;考点一交变电流的产生及描画1.(2021江苏单科,7,4分)(多项选择)某音响电路的简化电路图如下图,输入信号既有高频成分,也有低频成分,那么()A.电感线圈L1的作用是通高频B.电容器C2的作用是通高频五年高考A组自主命题江苏卷题组;C.扬声器甲用于输出高频成分D.扬声器乙用于输出高频成分答案答案BD电感线圈具有电感线圈具有“阻高频通低频的特性阻高频通低频的特性,电容器具有电容器具有“通交流隔直流通交流隔直流“通高频通高频阻低频的特性阻低频的特性,当输入端既有高频成分当输入端既有高频成分,也有低频成分时也有低频成分时,低频成分经过电感低频成分经过电感L1,到达扬声器到

2、达扬声器甲甲,高频成分经过电容高频成分经过电容C2,到达扬声器乙到达扬声器乙,选项选项B、D正确。正确。规律总结分析电路规律总结分析电路,识记电感、电容的特性。识记电感、电容的特性。;2.(2021江苏单科,13,15分)某兴趣小组设计了一种发电安装,如下图。在磁极和圆柱状铁芯之间构成的两磁场区域的圆心角均为 ,磁场均沿半径方向。匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab=cd=l、bc=ad=2l。线圈以角速度绕中心轴匀速转动,bc和ad边同时进入磁场。在磁场中,两条边所经过处的磁感应强度大小均为B、方向一直与两边的运动方向垂直。线圈的总电阻为r,外接电阻为R。求:(1)线圈切割磁感线时,感应电动

3、势的大小Em;(2)线圈切割磁感线时,bc边所受安培力的大小F;(3)外接电阻上电流的有效值I。49;解析解析(1)bc、ad边的运动速度边的运动速度v=感应电动势感应电动势Em=4NBlv解得解得Em=2NBl2(2)电流电流Im=,安培力安培力F=2NBIml解得解得F=(3)一个周期内一个周期内,通电时间通电时间t=TR上耗费的电能上耗费的电能W=Rt且且W=I2RT解得解得I=2lmErR22 34N B l rR492mI243()NBl rR答案答案(1)2NBl2(2)(3)22 34N B l rR243()NBl rR;1.(2021课标,16,6分)一电阻接到方波交流电源上

4、,在一个周期内产生的热量为Q方;假设该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为u0,周期均为T,如下图。那么Q方 Q正等于()A.1 B. 1 C.1 2 D.2 122B组一致命题、省(区、市)卷题组;答案答案D此题调查交变电流的有效值及焦耳定律。根据交变电流有效值的定义及焦耳定律此题调查交变电流的有效值及焦耳定律。根据交变电流有效值的定义及焦耳定律可得可得,Q方方=+=T,Q正正=T=T,故故=,选项选项D正确。正确。20uR2T20uR2T20uR20(/2)uR1220uRQQ方正21易错点拨正弦式交变电流的有效值是其峰值的易错点拨正弦式交变电流的有

5、效值是其峰值的,其他交流电的有效值和峰值间普通不存其他交流电的有效值和峰值间普通不存在该关系。在该关系。12;2.(2021四川理综,4,6分)小型手摇发电机线圈共N匝,每匝可简化为矩形线圈abcd,磁极间的磁场视为匀强磁场,方向垂直于线圈中心轴OO,线圈绕OO匀速转动,如下图。矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0,不计线圈电阻,那么发电机输出电压()A.峰值是e0 B.峰值是2e0C.有效值是 Ne0 D.有效值是 Ne0 222答案答案D发电机输出电压峰值是发电机输出电压峰值是2Ne0,A、B错误错误;有效值是有效值是2Ne0=Ne0,C错误错误,D正确。正确。222;3

6、.(2021天津理综,6,6分)(多项选择)在匀强磁场中,一个100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2 ,那么()A.t=0时,线圈平面平行于磁感线B.t=1 s时,线圈中的电流改动方向C.t=1.5 s时,线圈中的感应电动势最大D.一个周期内,线圈产生的热量为82 J;答案答案AD此题调查正弦交流电的产生、有效值此题调查正弦交流电的产生、有效值,焦耳热。由焦耳热。由-t图可知图可知,t=0时时,=0,那么线圈那么线圈平面平行于磁感线平面平行于磁感线,选项选项A正确正确;t=1s时时=0,此时电动势最大此时电动势最

7、大,t=0.5s和和t=1.5s时时,最大最大,此时电此时电动势为动势为0,电流改动方向电流改动方向,选项选项B、C错误错误;交流电电动势的最大值交流电电动势的最大值Em=nBS=nm=4V,有效有效值值E=Em=2V,一个周期内线圈产生的热量一个周期内线圈产生的热量Q=T=82J,D正确。正确。2T2222ER疑问突破由疑问突破由E=n知知随时间按正弦规律变化随时间按正弦规律变化,那么那么E随时间按余弦规律变化。电流改随时间按余弦规律变化。电流改变方向的时辰在变方向的时辰在E=0时辰时辰,即即最大时辰。计算电流产生的焦耳热应运用电动势的有效值。最大时辰。计算电流产生的焦耳热应运用电动势的有效

8、值。t;4.(2021课标,21,6分)(多项选择)如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON的程度面上方有一匀强磁场,磁场方向垂直于纸面。现使线框M、N在t=0时从图示位置开场,分别绕垂直于纸面且过OM和ON的轴,以一样的周期T逆时针匀速转动,那么()A.两导线框中均会产生正弦交流电B.两导线框中感应电流的周期都等于TC.在t=时,两导线框中产生的感应电动势相等8TD.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;答案答案BC此题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流此

9、题中导线框的半径旋转切割磁感线时产生大小不变的感应电流,故故A项错误项错误;两两导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期一样导线框产生的感应电流的周期与线框转动周期一样,B项正确项正确;在在t=时时,两导线框切割磁感线两导线框切割磁感线的导线长度一样的导线长度一样,且切割速度大小相等且切割速度大小相等,故产生的感应电动势相等故产生的感应电动势相等,均为均为E=BR2,C项正确项正确;两两导线框中感应电流随时间变化的图像如下图导线框中感应电流随时间变化的图像如下图,故两导线框中感应电流的有效值不相等故两导线框中感应电流的有效值不相等,D项项错误。错误。8T12疑问突破设疑问突破设M导线框中的电流

10、有效值为导线框中的电流有效值为IM,那么那么rT=2r,得得IM=;设设N导线框中导线框中电流有效值为电流有效值为IN,那么那么rT=2r,得得IN=,故故IM=IN。2MI222BR r2T22BR r2NI222BR r4T224BR r2;A.两次t=0时辰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25 HzD.曲线b表示的交变电动势有效值为10 V C组教师公用题组(2021天津理综,7,6分)(多项选择)如图1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像如图2中曲线a、b所

11、示,那么 ( );答案答案AC由题图由题图2知知t=0时两次转动产生的瞬时电动势都等于零时两次转动产生的瞬时电动势都等于零,故故A正确。由图正确。由图2知两次转知两次转动所产生的交变电动势的周期之比动所产生的交变电动势的周期之比Ta Tb=2 3,再由周期与转速的关系再由周期与转速的关系n=得得na nb=3 2,故故B错误。因错误。因Ta=410-2s,故故fa=25Hz,C正确。因正确。因Ema=15V,而而Em=NBS=,故故Emb=Ema=10V,Eb=5V,D错误。错误。1T1aT2 NBSTabTTm2bE2评析此题调查了交变电动势的产生及描画评析此题调查了交变电动势的产生及描画,

12、涉及交变电动势的四值及其图像。条件设置较涉及交变电动势的四值及其图像。条件设置较为隐蔽为隐蔽,圈套设置比较巧妙圈套设置比较巧妙,对考生的分析才干要求较高对考生的分析才干要求较高,试题难度中等。试题难度中等。;考点二变压器远间隔输电传感器A组自主命题江苏卷题组1.(2021江苏单科,2,3分)采用220 kV高压向远方的城市输电。当保送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原来的,输电电压应变为()A.55 kVB.110 kVC.440 kVD.880 kV14答案答案C此题调查电能的保送。由此题调查电能的保送。由P送送=U送送I线和线和P损损=R线得线得,P损损=R线。由于线。由于P送和送

13、和R线线一一定定,要使要使P损损=P损损,结合上式得结合上式得,U送送=2U送送=440kV,C项正确。项正确。2I线2PU送送14规律总结输电线路功率损失的计算方法规律总结输电线路功率损失的计算方法(1)P损损=P送送-P,P送为保送的功率送为保送的功率,P为用户得到的功率。为用户得到的功率。(2)P损损=R线线,I线为输电线路上的电流线为输电线路上的电流,R线为输电线电阻。线为输电线电阻。(3)P损损=,U为输电线路上损失的电压为输电线路上损失的电压,R线为输电线电阻。线为输电线电阻。(4)P损损=UI线线,U为输电线路上损失的电压为输电线路上损失的电压,I线为输电线路上的电流。线为输电线

14、路上的电流。2I线2()UR线;2.(2021江苏单科,4,3分)一自耦变压器如下图,环形铁芯上只绕有一个线圈,将其接在a、b间作为原线圈。经过滑动触头取该线圈的一部分,接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时,c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中()A.U2U1,U2降低 B.U2U1,U2升高C.U2U1,U2降低 D.U2U1,U2升高;答案答案C由图可知变压器的原线圈匝数由图可知变压器的原线圈匝数n1大于副线圈匝数大于副线圈匝数n2,因因=,那么那么U2U1;在将滑动触在将滑动触头从头从M点顺时针转到点顺时针转到N点的过程中点的过程中

15、,n2减小减小,U2降低降低,选项选项C正确正确,选项选项A、B、D错误。错误。11Un22Un调查点此题调查变压器变压的规律和变压器动态变化的分析调查点此题调查变压器变压的规律和变压器动态变化的分析,情景简单情景简单,调查的是最根底的调查的是最根底的知识知识,属于中等难度题。属于中等难度题。友谊提示自耦变压器的原理与我们熟习的友谊提示自耦变压器的原理与我们熟习的“回字形铁芯的变压器的原理一样。回字形铁芯的变压器的原理一样。;3.(2021江苏单科,1,3分)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改动为110 V。知变压器原线圈匝数为800,那么副线圈匝数为()A.200 B

16、.400 C.1 600 D.3 200答案答案B由理想变压器的变压比等于匝数比由理想变压器的变压比等于匝数比,即即=,解得解得n2=n1=400,选项选项B正确。正确。12UU12nn21UU调查点此题调查考生对理想变压器电压与匝数关系的了解与运用调查点此题调查考生对理想变压器电压与匝数关系的了解与运用,属于中等难度题。属于中等难度题。易错警示有少数考生把易错警示有少数考生把=的比例关系记反了的比例关系记反了,从而错选从而错选C,真是遗憾啊真是遗憾啊!12UU12nn;4.(2021江苏单科,3,3分)远间隔输电的原理图如下图,升压变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2,电压分别为U1、U2

17、,电流分别为I1、I2,输电线上的电阻为R。变压器为理想变压器,那么以下关系式中正确的选项是()A.= B.I2=C.I1U1=R D.I1U1=I2U2 12II12nn2UR22I;调查点此题调查考生对远间隔输电、理想变压器的了解调查点此题调查考生对远间隔输电、理想变压器的了解,以及对欧姆定律、电功率等知识以及对欧姆定律、电功率等知识的运用的运用,属于中等难度题。属于中等难度题。答案答案D由理想变压器可知由理想变压器可知=,选项选项A错错;I2=,而而U2=UR+U3,故故I2,B错错;P入入=P出出,即即U1I1=U2I2,而而U2I2R,C项错项错,D项正确。项正确。12II21nnR

18、UR2UR错解分析易错选错解分析易错选B和和C,缘由是没有真正了解远间隔输电的过程、原理缘由是没有真正了解远间隔输电的过程、原理,而将升压变压器的而将升压变压器的副线圈后面的电路当成了纯电阻电路。副线圈后面的电路当成了纯电阻电路。;5.(2021江苏单科,6,4分)(多项选择)美国科学家Willard S.Boyle与George E.Smith因电荷耦合器件(CCD)的重要发明荣获2021年度诺贝尔物理学奖。CCD是将光学量转变成电学量的传感器。以下器件可作为传感器的有()A.发光二极管 B.热敏电阻C.霍尔元件 D.干电池答案答案BC传感器是可以把一些非电学量转换成电学量的元件。发光二极管

19、是通电可以发传感器是可以把一些非电学量转换成电学量的元件。发光二极管是通电可以发光的元件光的元件,A错误错误;热敏电阻是温度变化引起电阻变化的元件热敏电阻是温度变化引起电阻变化的元件,B正确正确;霍尔元件是磁场可以引起霍尔元件是磁场可以引起电压变化的元件电压变化的元件,C正确正确;干电池是把化学能转化成电能的器件干电池是把化学能转化成电能的器件,D错误。错误。评析此题属于简单题评析此题属于简单题,调查传感器的定义。这就要求同窗们在复习的时候不能忽视任何一调查传感器的定义。这就要求同窗们在复习的时候不能忽视任何一个知识点个知识点,对课本的复习要全面细致。对课本的复习要全面细致。;6.(2021江

20、苏单科,8,4分)(多项选择)如下图,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()A.向下滑动P B.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;答案答案BC向下滑动向下滑动P,变压器副线圈电压降低变压器副线圈电压降低,灯泡变暗灯泡变暗,A错误错误;增大交流电源电压增大交流电源电压,副线圈副线圈电压升高电压升高,灯泡变亮灯泡变亮,B正确正确;增大交流电源频率增大交流电源频率,电容器容抗减小电容器容抗减小,电流变大电流变大,灯泡变亮灯泡变亮,C正确正确;减减小电容器的电容小电容器的电容,容抗增大容抗增大,电

21、流减小电流减小,灯泡变暗灯泡变暗,D错误。错误。调查点此题调查变压器的原理、电容器对交变电流的影响、闭合电路欧姆定律等知识调查点此题调查变压器的原理、电容器对交变电流的影响、闭合电路欧姆定律等知识,属属于中等难度题。于中等难度题。易错警示易漏选易错警示易漏选C,缘由是不知道交变电流的频率越高缘由是不知道交变电流的频率越高,电容器对电流的妨碍作用越小。电容器对电流的妨碍作用越小。;7.(2021江苏单科,7,4分)(多项选择)某同窗设计的家庭电路维护安装如下图,铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成。当右侧线圈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。仅思索L

22、1在铁芯中产生的磁场,以下说法正确的有()A.家庭电路正常任务时,L2中的磁通量为零B.家庭电路中运用的电器增多时,L2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;答案答案ABD电路正常或短路时电路正常或短路时,火线和零线中经过的电流大小相等、方向相反火线和零线中经过的电流大小相等、方向相反,故故L1中火线中火线与零线中电流产生的磁场相抵消与零线中电流产生的磁场相抵消,铁芯中的磁通量为零铁芯中的磁通量为零,L2中无感应电流产生中无感应电流产生,电磁铁中也就无电磁铁中也就无电流电流,开关开关K不会被吸起。由上述分析可知不会被吸

23、起。由上述分析可知,A、B项正确项正确,C项错误。当地面上的人接触火线发项错误。当地面上的人接触火线发生触电时生触电时,火线与零线中的电流大小不再相等火线与零线中的电流大小不再相等,那么那么L2中产生感应电流中产生感应电流,电磁铁也就能把开关电磁铁也就能把开关K吸吸起起,即即D正确。正确。;8.(2021江苏单科,13,15分)图甲为一理想变压器,ab为原线圈,ce为副线圈,d为副线圈引出的一个接头,原线圈输入正弦式交变电压的uab-t图像如图乙所示。假设只在ce间接一只Rce=400 的电阻,或只在de间接一只Rde=225 的电阻,两种情况下电阻耗费的功率均为80 W。 甲 乙;(1)请写

24、出原线圈输入电压瞬时值uab的表达式;(2)求只在ce间接400 电阻时,原线圈中的电流I1;(3)求ce和de间线圈的匝数比。cedenn答案答案(1)uab=400sin200t(V)(2)0.28A(或或A)(3)2543;解析解析(1)由题图乙知由题图乙知=200rad/s电压瞬时值电压瞬时值uab=400sin200t(V)(2)电压有效值电压有效值U1=200V理想变压器理想变压器P1=P2原线圈中的电流原线圈中的电流I1=解得解得I10.28A(或或A)(3)设设ab间匝数为间匝数为n1=同理同理=由题意知由题意知=解得解得=211PU2511UnceceUn11UndedeUn

25、2ceceUR2dedeURcedenncedeRR代入 数据得= cedenn43;评析此题综合考了交流电与变压器问题评析此题综合考了交流电与变压器问题,抓住抓住=、P1=P2及及P=UI等重要关系是解题的等重要关系是解题的关键。关键。11Un22Un;1.(2021天津理综,4,6分)教学用发电机可以产生正弦式交变电流。利用该发电机(内阻可忽略)经过理想变压器向定值电阻R供电,电路如下图,理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U,R耗费的功率为P。假设发电机线圈的转速变为原来的,那么()A.R耗费的功率变为P B.电压表V的读数变为UC.电流表A的读数变为2I D.经过R的交变

26、电流频率不变121212B组一致命题、省(区、市)卷题组;答案答案B此题调查正弦交流电的产生原理、理想变压器。由正弦交流电的产生原理可知此题调查正弦交流电的产生原理、理想变压器。由正弦交流电的产生原理可知,其电动势的最大值其电动势的最大值Em=NBS,而而=2n,有效值有效值E=Em,线圈转速变为原来的线圈转速变为原来的,那么那么U1=E变为变为原原来的来的。由。由=知知U2变为原来的变为原来的,电压表读数变为原来的电压表读数变为原来的,选项选项B正确正确;R耗费的功率耗费的功率P=,故故R耗费的功率变为原来的耗费的功率变为原来的,选项选项A错误错误;由由P入入=P出得出得,U1I1=,故故I

27、1变为原来的变为原来的,即电流表即电流表读数变为原来的读数变为原来的,选项选项C错误错误;变压器不改动交变电流的频率变压器不改动交变电流的频率,故经过故经过R的交变电流频率变为的交变电流频率变为原来的原来的,选项选项D错误。错误。22121212UU12nn121222UR1422UR121212解题关键正弦交流电的最大值与转速的关系解题关键正弦交流电的最大值与转速的关系,理想变压器的电流、电压及功率的决议关系理想变压器的电流、电压及功率的决议关系,是解答此题的关键。是解答此题的关键。;2.(2021北京理综,16,6分)如下图,理想变压器的原线圈接在u=220 sin 100t(V)的交流电

28、源上,副线圈接有R=55 的负载电阻,原、副线圈匝数之比为2 1,电流表、电压表均为理想电表。以下说法正确的选项是()A.原线圈的输入功率为220 WB.电流表的读数为1 AC.电压表的读数为110 VD.副线圈输出交流电的周期为50 s222;答案答案B此题调查交变电流、变压器。由题知此题调查交变电流、变压器。由题知,变压器的输入电压变压器的输入电压U1=V=220V,所以所以U2=U1=110V;副线圈电流副线圈电流I2=2A,原线圈电流原线圈电流I1=I2=1A。此题中电压表、电流表的读。此题中电压表、电流表的读数为有效值数为有效值,故故B项正确项正确,C项错误项错误;原线圈输入功率原线

29、圈输入功率P1=U1I1=220W,A项错误项错误;交流电的周期交流电的周期T=s=0.02s,D项错误。项错误。220 2221nn2UR21nn22100易错点拨交流电的最大值与有效值易错点拨交流电的最大值与有效值1.在正弦交流电中,U=。m2U2.在交流电路中,电表的读数为有效值。;3.(2021课标,16,6分)一含有理想变压器的电路如下图,图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ,为理想交流电流表,U为正弦交流电压源,输出电压的有效值恒定。当开关S断开时,电流表的示数为I;当S闭合时,电流表的示数为4I。该变压器原、副线圈匝数比为()A.2 B.3 C.4 D.5;误区警

30、示变压器原线圈上串联电阻之后误区警示变压器原线圈上串联电阻之后,属于非纯电阻电路属于非纯电阻电路,不能在含有线圈的电路中运用不能在含有线圈的电路中运用欧姆定律。要计算原线圈上耗费的功率欧姆定律。要计算原线圈上耗费的功率,只需计算出副线圈电阻上耗费的功率即可。只需计算出副线圈电阻上耗费的功率即可。答案答案B设原、副线圈匝数比为设原、副线圈匝数比为n,根据能量守恒根据能量守恒,当当S断开时断开时,UI=I2R1+(nI)2(R2+R3);当当S闭合闭合时时,4UI=(4I)2R1+(4nI)2R2,联立解得联立解得n=3,所以所以B正确。正确。;1.(2021四川理综,2,6分)如下图,接在家庭电

31、路上的理想降压变压器给小灯泡L供电,假设将原、副线圈减少一样匝数,其他条件不变,那么()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D.经过原、副线圈电流的比值不变C组教师公用题组;答案答案B由由=得得U2=U1由由=得得U2=U1由由/得得:=,由于由于n2n1,所以所以1,即即U2U2,故小灯泡变暗故小灯泡变暗,B正确正确,A错。由以上分析过程可以看出错。由以上分析过程可以看出,C错。由错。由=和和=可见可见,D错。错。12UU12nn21nn12UU12nnnn21nnnn22UU2112()()nn nnn n2 112 12n nnnn nnn22UU12II21nn

32、12II21nnnn疑问突破审题要细心。原、副线圈减少一样匝数疑问突破审题要细心。原、副线圈减少一样匝数,不是减少一样的倍数。不是减少一样的倍数。比较两个代数式的大小比较两个代数式的大小,有有“做差和做差和“做商两种思绪做商两种思绪,要视代数式的特征而定。要视代数式的特征而定。;2.(2021课标,19,6分)(多项选择)如图,理想变压器原、副线圈分别接有额定电压一样的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯均能正常发光,以下说法正确的选项是()A.原、副线圈匝数比为9 1B.原、副线圈匝数比为1 9C.此时a和b的电功率之比为9 1D.此时a和b的电功率之比为1 9;答案答案A

33、D由题意知由题意知U=10U灯灯,a、b均正常发光均正常发光,那么变压器输入电压那么变压器输入电压U1=9U灯灯,而输出电压而输出电压U2=U灯灯,所以原、副线圈匝数比所以原、副线圈匝数比n1 n2=U1 U2=9 1;而而I1 I2=n2 n1=1 9,所以两灯功率之比所以两灯功率之比Pa Pb=U灯灯I1 U灯灯I2=1 9,选项选项A、D正确。正确。审题指点两灯均正常发光审题指点两灯均正常发光,Ua=Ub=U灯灯,U=Ua+U1=10U灯灯,那么那么U1=9U灯。灯。;3.(2021福建理综,15,6分)图为远间隔输电表示图,两变压器均为理想变压器,升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1

34、、n2,在T的原线圈两端接入一电压u=Um sin t的交流电源,假设保送电功率为P,输电线的总电阻为2r,不思索其他要素的影响,那么输电线上损失的电功率为()A.() B.()C.4()2()2r D.4()2()2r12nn2m4Ur21nn2m4Ur12nnmPU21nnmPU答案答案CT的输入电压的输入电压U1=,那么那么P=U1I1,I1=,又由于又由于=,所以所以I2=I1=,那么那么输电线上损失的电功率输电线上损失的电功率P损损=2r=4()2()2r,C项正确。项正确。m2U1PUm2PU12II21nn12nn212mn Pn U22I12nnmPU;4.(2021广东理综,

35、19,6分)(多项选择)如下图的电路中,P为滑动变阻器的滑片,坚持理想变压器的输入电压U1不变,闭合电键S,以下说法正确的选项是()A.P向下滑动时,灯L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答案BD对于理想变压器对于理想变压器U2=U1,U1不变那么不变那么U2不变不变,与调理与调理P无关无关,故故B正确。又正确。又UL=U2,所所以以灯的亮度不变灯的亮度不变,A错。错。P向上滑动时向上滑动时RP减小减小,那么那么R总减小总减小,P出出=增大增大,P入入=P出出=U1I1,所以所以I1增大增大,可知可知C错误

36、错误,D正确。正确。21nn22UR总;5.(2021山东理综,17,6分)(多项选择)如图,将额定电压为60 V的用电器,经过一理想变压器接在正弦交变电源上。闭合开关S后,用电器正常任务,交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V和2.2 A。以下判别正确的选项是()A.变压器输入功率为484 WB.经过原线圈的电流的有效值为0.6 AC.经过副线圈的电流的最大值为2.2 AD.变压器原、副线圈匝数比n1 n2=11 3答案答案BD对于理想变压器对于理想变压器,P入入=P出出,所以输入功率所以输入功率P入入=602.2W=132W,A错。错。I1=A=0.6A,B正确。经过

37、副线圈的电流的最大值正确。经过副线圈的电流的最大值I2m=I2=2.2A,C错误。变压器原、副线圈匝错误。变压器原、副线圈匝数比数比n1 n2=U1 U2=11 3,D正确。正确。1PU入13222022;6.(2021天津理综,6,6分)(多项选择)如下图,理想变压器的原线圈衔接一只理想交流电流表,副线圈匝数可以经过滑动触头Q来调理,在副线圈两端衔接了定值电阻R0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,那么()A.坚持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变大B.坚持Q的位置不动,将P向上滑动时,电流表读数变小C.坚持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流

38、表读数变大D.坚持P的位置不动,将Q向上滑动时,电流表读数变小;答案答案BC坚持坚持Q位置不动位置不动,那么副线圈两端电压那么副线圈两端电压U2不变不变,P向上滑动向上滑动,那么那么R增大增大,副线圈电流副线圈电流I2减减小小,由由P1=UI1=U2I2,可知可知I1减小减小,电流表读数减小电流表读数减小,A错误错误,B正确。坚持正确。坚持P位置不动位置不动,那么那么R不变不变,Q向向上上滑动滑动,n2变大变大,根据根据=得得,U2=U,那么那么U2增大增大,由由I2=,知知I2增大增大,由由UI1=U2I2,U不变不变,知知I1增大增大,电流表读数变大电流表读数变大,所以所以C正确正确,D错

39、误。应选错误。应选B、C。1Un22Un21nn20URR评析此题调查变压器的任务原理评析此题调查变压器的任务原理,难度较小。难度较小。;考点一交变电流的产生及描画1.(2021江苏徐州摸底,6)图中甲、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。以下说法正确的选项是()三年模拟A组 20212021年高考模拟根底题组;A.图甲表示交流电,图乙表示直流电B.两种电压的有效值相等C.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=311 sin (100t) VD.图甲所示电压经匝数比为10 1的变压器变压后,频率为原来的 110答案答案C图甲、图乙均表示交流电图甲、图乙均表示交流电,故故A错错;

40、图甲是正弦交流电图甲是正弦交流电,周期为周期为21s,那么那么=100rad/s,所以电压的瞬时值表达式为所以电压的瞬时值表达式为u=311sin(100t)V,故故C选项对选项对;图甲和图乙电压的有效值图甲和图乙电压的有效值并不一样并不一样,B错错;变压器只能改动交流电的电压变压器只能改动交流电的电压,不能改动交流电的频率不能改动交流电的频率,故故D错。错。202T;2.(2021江苏徐州期中,4)如下图,矩形线圈abcd与可变电容器C、理想电流表组成闭合电路。线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的bc边匀速转动,转动的角速度=100 rad/s。线圈的匝数N=100,边长ab=0.2 m、ad

41、=0.4 m,电阻不计。磁场只分布在bc边的左侧,磁感应强度大小B= T。电容器放电时间不计。以下说法正确的选项是()A.该线圈产生的交流电动势的峰值为50 VB.该线圈产生的交流电动势的有效值为25 VC.电容器的耐压值至少为50 VD.电容器的电容C变大时,电流表的示数变小2162;答案答案B峰值峰值Em=NBS=1000.20.4100V=50V,故故A错。由于在一个周期内错。由于在一个周期内,线线圈只在半个周期内产生感应电动势圈只在半个周期内产生感应电动势,设有效值为设有效值为E,那么有那么有T=,解得解得E=25V,故故B正正确。电容器的耐压值至少为确。电容器的耐压值至少为50V,故

42、故C错。错。C变大时容抗减小变大时容抗减小,电流表的示数应变大电流表的示数应变大,故故D错。错。21622ER2m2ER2T22;3.(2021江苏扬州摸底,7)(多项选择)图甲为一台小型发电机构造表示图,内阻r=5 ,外电路电阻R=95 ,电路中其他电阻不计。发电机内的矩形线圈在匀强磁场中以恒定的角速度绕垂直于磁场方向的固定轴转动,线圈匝数N=100。转动过程中穿过每匝线圈的磁通量随时间t按正弦规律变化,如图乙所示,那么()A.t=3.141 s时,该小型发电机的电动势为零B.该小型发电机电动势的最大值为200 VC.电路中电流最大值为2 AD.串联在外电路中的交流电流表的读数为2 A20;

43、答案答案BCt=3.1410-2s时时,磁通量磁通量的变化率最大的变化率最大,该小型发电机的电动势有最大值该小型发电机的电动势有最大值,选项选项A错错误误;从从-t图像可以看出图像可以看出,max=1.010-2Wb,T=3.1410-2s,=,感应电动势的最大值感应电动势的最大值Emax=Nmax=200V,选项选项B正确正确;电路中电流最大值电路中电流最大值Imax=2A,选项选项C正确正确;交流电流表读数是交变电交流电流表读数是交变电流的有效值流的有效值,即即I=1.4A,选项选项D错误。错误。2TmaxERrmax2I;4.(2021江苏四市一模,7)(多项选择)如图甲所示,为一台小型

44、交流发电机构造表示图,线圈逆时针转动,产生的电动势随时间按余弦规律变化,其e-t图像如图乙所示。发电机线圈内阻为2 ,匝数为1 000,外接灯泡的电阻为18 ,那么()A.在2.010-2 s时辰,电流表的示数为0.3 AB.发电机的输出功率为3.24 WC.在1 s内,回路中电流方向改动25次D.在4.010-2 s时辰,穿过线圈的磁通量变化率为 Wb/s3 2500;答案答案AD由乙图得电动势由乙图得电动势E=6V,那么电流那么电流I=A=0.3A,故故A项正确。由项正确。由P=I2R=1.62W可知可知B项错。每个周期内电流方向改动两次项错。每个周期内电流方向改动两次,故故1s内电流方向

45、改动内电流方向改动50次次,C项错。由项错。由e=n可知可知,=Wb/s=Wb/s,故故D正确。正确。ERr6182tt6 21 0003 2500;5.(2021江苏扬州二模,7)(多项选择)如图甲所示电路中,电阻R的阻值为484 ,C为电容器,L为自感线圈,开关S断开,现通以如图乙所示的电压u,以下说法正确的选项是()A.R两端的电压等于110 VB.电压表的示数为220 VC.电阻R耗费的功率小于50 WD.为保证闭合开关S后电容器不被击穿,该电容器的耐压值不得小于311 V2;答案答案CD设电压的有效值为设电压的有效值为U,那么那么T=+0得得U=110V,由于线圈的感抗作用由于线圈的

46、感抗作用,R两端的电压小于两端的电压小于110V,故故A、B均错。电阻均错。电阻R耗费的功率耗费的功率P1,所以所以I将偏大将偏大,D错。错。0II1nt00n In调查点此题调查变压器的任务原理及原、副线圈中电流与匝数的关系。为中等难度题。调查点此题调查变压器的任务原理及原、副线圈中电流与匝数的关系。为中等难度题。知识链接变压器的铁芯知识链接变压器的铁芯,具有具有“束磁的作用束磁的作用,理想情况下理想情况下,原、副线圈中的磁通量一样。当原、副线圈中的磁通量一样。当铁芯没有完全闭合铁芯没有完全闭合,“漏磁就不可忽略。漏磁就不可忽略。;4.(2021江苏南通一模,6)如下图,理想变压器原线圈接电

47、压为220 V的正弦交流电,开关S接1时,原、副线圈的匝数比为11 1,滑动变阻器接入电路的阻值为10 ,电压表和电流表均为理想电表,以下说法正确的有()A.变压器输入功率与输出功率之比为1 1B.1 min内滑动变阻器产生的热量为40 JC.仅将S从1拨到2,电流表示数减小D.仅将滑动变阻器的滑片向下滑动,两电表示数均减小二、多项选择题(每题4分,共12分);答案答案AC根据理想变压器的特点可知根据理想变压器的特点可知,变压器的输入功率与输出功率之比为变压器的输入功率与输出功率之比为1 1,故故A正正确确;原、副线圈的电压与匝数成正比原、副线圈的电压与匝数成正比,所以副线圈两端电压为所以副线

48、圈两端电压为U2=U1=220=20V,那么那么1min内滑动变阻器产生的热量为内滑动变阻器产生的热量为Q=t=60J=2400J,故故B错误错误;假设只将假设只将S从从1拨到拨到2,副线圈的副线圈的电压减小电压减小,副线圈电流减小副线圈电流减小,原线圈电流减小原线圈电流减小,即电流表示数减小即电流表示数减小,故故C正确正确;将滑动变阻器滑片将滑动变阻器滑片向下滑动向下滑动,接入电路中的阻值变大接入电路中的阻值变大,电流表的示数变小电流表的示数变小,但对原、副线圈两端的电压无影响但对原、副线圈两端的电压无影响,即即电压表的示数不变电压表的示数不变,故故D错误。错误。21nn11122UR220

49、10解题思绪根据电压与匝数成正比,电流与匝数成反比,输入功率等于输出功率等知识点解题即可。;5.(2021江苏镇江一模,7)如下图,理想变压器原、副线圈的匝数比n1 n2=22 5,电阻R1=R2=25 ,D为理想二极管,原线圈接u=220 sin (100t) V的交流电,那么()A.此交流电的频率为100 HzB.电阻R1两端的电压为50 VC.经过电阻R2的电流为 AD.变压器的输入功率为150 W22;答案答案BCD根据表达式可知根据表达式可知=100,根据根据=2f得交流电的频率为得交流电的频率为f=Hz=50Hz,故故A错误错误;原线圈电压有效值为原线圈电压有效值为U1=220V,

50、那么根据变压器匝数比可得副线圈电压那么根据变压器匝数比可得副线圈电压U2=U1=220V=50V,选项选项B正确正确;二极管具有单导游电性二极管具有单导游电性,流过二极管的交流电只需半个周期可以通流过二极管的交流电只需半个周期可以通过过,根据电流的热效应得根据电流的热效应得=T,解得解得U=25V,根据欧姆定律得经过根据欧姆定律得经过R2的电流为的电流为IR2=A=A,故故C正确正确;电阻电阻R1耗费功率为耗费功率为PR1=W=100W,电阻电阻R2耗费功率为耗费功率为PR2=R2=25W=50W,那么原线圈输入功率为那么原线圈输入功率为P入入=P出出=PR1+PR2=(100+50)W=150W,故故D正正确。确。21002m2U21nn522222UR2T22UR22UR25 2252221UR2502522RI22难点突破此题的难点在于二极管的特性难点突破此题的难点在于二极管的特性,会使得反向电流不能经过会使得反向电流不能经过,要根据电流热效应求通要根据电流热效应求通过过R2电流的有效值。电流的有效值。;6.(2021江苏徐州模拟,8)某同窗在实验室中研讨远间隔输电。由于输电线太长,他将每100米