2023年高考物理（考点解读+命题热点突破）专题10直流与交流电路

PAGEPAGE1专题10直流与交流电路【考向解读】1．预测高考命题特点：(1)交流电路局部主要考查交变电流的产生和描述、交流电有效值、变压器的规律及动态分析、远距离输电等知识点．(2)直流电路局部主要考查电路的简化，直流电路的动态分析，电路故障的分析与判断，含容电路的分析和计算，直流电路中能量转化问题等等．2．命题趋势高考对电路知识的单独考查主要是交流电路局部，特别是变压器与远距离输电相结合的动态分析问题是命题热点，而直流电路内容的考查通常与实验结合在一起，一般不单独命题．【命题热点突破一】直流电路的分析1．闭合电路动态分析的常用方法(1)利用结论法：即“串反并同〞法．①“串反〞——即某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都减小(增大)；②“并同〞——即某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、消耗的电功率都增大(减小)．(2)极限法：因变阻器滑片滑动引起电路变化的问题，可将变阻器的滑片分别滑至两个极端，使电阻最大或电阻为零去讨论．2．电路中的电功、电热、电功率和热功率(1)纯电阻电路：①Q＝W＝UIt＝I2Rt②P＝UI＝I2R(2)非纯电阻电路①W>Q(W＝Q＋E其他)②P电>P热(P电＝P热＋P其他)例1．【2022·江苏卷】如图1­所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S，以下说法正确的有()图1­A．路端电压为10VB．电源的总功率为10WC．a、b间电压的大小为5VD．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A【变式探究】如图甲所示的电路中，R1、R2均为定值电阻，且R1＝100Ω，R2阻值未知，R3为一滑动变阻器．当其滑片P从左端滑至右端时，测得电源的路端电压随电源中流过的电流变化的图线如图乙所示，其中A、B两点是滑片P在滑动变阻器的两个不同端点得到的．那么以下说法正确的选项是()A．该电源的电动势为16VB．定值电阻R2的阻值为10ΩC．滑动变阻器的最大阻值为300ΩD．在滑动变阻器的滑片P从左端滑至右端的过程中，该电源的最大输出功率为10W答案C【命题热点突破二】交变电流的产生及描述两个特殊位置的特点(1)线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，eq\f(ΔΦ,Δt)＝0，e＝0，i＝0，电流方向将发生改变．(2)线圈平面与中性面垂直时，S∥B，Φ＝0，eq\f(ΔΦ,Δt)最大，e最大，i最大，电流方向不改变．例2．【2022·全国卷Ⅲ】如下图，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的水平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时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，那么()图1­A．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＝eq\f(T,8)时，两导线框中产生的感应电动势相等D．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】BC【解析】设导线圈半径为l，角速度为ω，两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为E＝eq\f(1,2)Bωl2，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框中应该产生方波交流式电，如下图，A错误；由T＝eq\f(2π,ω)可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为T，B正确；在t＝eq\f(T,8)时，两导线框均在切割磁感线，故两导线框中产生的感应电动势均为eq\f(1,2)Bωl2，C正确；对于线框M，有eq\f(E2,R)·eq\f(T,2)＋eq\f(E2,R)·eq\f(T,2)＝eq\f(Ueq\o\al(2,有M),R)·T，解得U有M＝E；对于线框N，有eq\f(E2,R)·eq\f(T,4)＋0＋eq\f(E2,R)·eq\f(T,4)＋0＝eq\f(Ueq\o\al(2,有N),R)·T，解得U有N＝eq\f(\r(2),2)E，故两导线框中感应电流的有效值并不相等，D错误．【变式探究】如下图，单匝矩形闭合导线框abcd全部处于水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，电阻为R.线框绕与cd边重合的竖直固定转轴以角速度ω从中性面开始匀速转动，线框转动eq\f(π,6)时的感应电流为I，以下说法正确的选项是()A．线框中感应电流的有效值为2IB．线框转动过程中穿过线框的磁通量的最大值为eq\f(2IR,ω)C．从中性面开始转过eq\f(π,2)的过程中，通过导线横截面的电荷量为eq\f(2I,ω)D．线框转一周的过程中，产生的热量为eq\f(8πRI2,ω)线圈转一周产生的热量Q＝I′2RT，代入解得Q＝eq\f(B2S2ω2,2R2)Req\f(2π,ω)＝eq\f(4πRI2,ω)，应选项D错误．答案BC【命题热点突破三】理想变压器及远距离输电例3．【2022·四川卷】如图1­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、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，那么()图1­A．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．通过原、副线圈电流的比值不变【变式探究】(多项选择)如下图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220V和2.2A．以下判断正确的选项是()A．变压器输入功率为484WB．通过原线圈的电流的有效值为0.6AC．通过副线圈的电流的最大值为2.2AD．变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝11∶3解析用电器正常工作，那么知变压器输出电压U2＝60V，理想变压器输入功率等于输出功率：P1＝P2＝U2I2＝60×2.2W＝132W，故A错；通过原线圈的电流为：I1＝eq\f(P1,U1)＝eq\f(132,220)A＝0.6A，故B对；通过副线圈的电流最大值为：2.2×eq\r(2)A≈3.1A，故C错；变压器原、副线圈匝数比为：eq\f(n1,n2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(220,60)＝eq\f(11,3)，故D对．答案BD【命题热点突破四】交变电流、理想变压器的综合问题分析例4、如下图，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，以下判断正确的选项是()图4－9－16A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωtB．矩形线圈从图示位置经过eq\f(π,2ω)时间时，通过电流表的电荷量为0C．当P位置不动，R增大时，电压表读数也增大D．当P位置向上移动、R不变时，电流表读数减小答案A【变式探究】如下图，匝数为100匝的矩形线圈abcd位于磁感应强度B＝eq\f(6\r(2),25π)T的水平匀强磁场中，线圈面积S＝0.5m2，内阻不计．线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝10πrad/s匀速转动．线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12V，12W〞灯泡，灯泡正常发光，以下说法中正确的选项是()A．通过灯泡的交变电流的频率是50HzB．变压器原、副线圈匝数之比为10∶1C．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120VD．假设将灯泡更换为“12V,24W〞且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速答案B【高考真题解读】1．【2022·全国卷Ⅱ】阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图1­所示电路．开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为()图1­A.eq\f(2,5)B.eq\f(1,2)C.eq\f(3,5)D.eq\f(2,3)【答案】C【解析】由条件及电容定义式C＝eq\f(Q,U)可得：Q1＝U1C，Q2＝U2C，那么eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2).S断开时等效电路如图甲所示甲U1＝eq\f(\f(R〔R＋R〕,〔R＋R〕＋R),R＋\f(R〔R＋R〕,〔R＋R〕＋R))·E×eq\f(1,2)＝eq\f(1,5)E；S闭合时等效电路如图乙所示，乙U2＝eq\f(\f(R·R,R＋R),R＋\f(R·R,R＋R))·E＝eq\f(1,3)E，那么eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(U1,U2)＝eq\f(3,5)，故C正确．2．【2022·江苏卷】如图1­所示的电路中，电源电动势为12V，内阻为2Ω，四个电阻的阻值已在图中标出．闭合开关S，以下说法正确的有()图1­A．路端电压为10VB．电源的总功率为10WC．a、b间电压的大小为5VD．a、b间用导线连接后，电路的总电流为1A3．【2022·天津卷】如图1­所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．以下说法正确的选项是()图1­A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D．假设闭合开关S，那么电流表A1示数变大，A2示数变大4．【2022·天津卷】(3)某同学想要描绘标有“3.8V，0.3A〞字样小灯泡L的伏安特性曲线，要求测量数据尽量精确、绘制曲线完整．可供该同学选用的器材除了开关、导线外，还有：电压表V1(量程0～3V，内阻等于3kΩ)电压表V2(量程0～15V，内阻等于15kΩ)电流表A1(量程0～200mA，内阻等于10Ω)电流表A2(量程0～3A，内阻等于0.1Ω)滑动变阻器R1(0～10Ω，额定电流2A)滑动变阻器R2(0～1kΩ，额定电流0.5A)定值电阻R3(阻值等于1Ω)定值电阻R4(阻值等于10Ω)定值电阻R5(阻值等于1kΩ)电源E(E＝6V，内阻不计)①请画出实验电路图，并将各元件字母代码标在该元件的符号旁．②该同学描绘出的I­U图像应是图中的________．图1­【答案】①电路如图1­所示②B图1­5．【2022·浙江卷】某同学用伏安法测量导体的电阻，现有量程为3V、内阻约为3kΩ的电压表和量程为0.6A、内阻约为0.1Ω的电流表．采用分压电路接线，图1是实物的局部连线图，待测电阻为图2中的R1，其阻值约为5Ω.图1­8(1)测R1阻值的最优连接方式为导线①连接________(填“a〞或“b〞)、导线②连接________(填“c〞或“d〞)．(2)正确接线测得实验数据如下表，用作图法求得R1的阻值为________Ω.U/V0.400.801.201.602.002.40I/A0.090.190.270.350.440.53(3)图2中R2与R1是材料相同、厚度相等、外表为正方形的两导体，R2的边长是R1的eq\f(1,10)，假设测R2的阻值，那么最优的连线应选________(填选项)．A．①连接a，②连接cB．①连接a，②连接dC．①连接b，②连接cD．①连接b，②连接d【答案】(1)ad(2)如下图4.4～4.7(3)B6．【2022·北京卷】某兴趣小组探究用不同方法测定干电池的电动势和内阻，他们提出的实验方案中有如下四种器材组合．为使实验结果尽可能准确，最不可取的一组器材是()A．一个安培表、一个伏特表和一个滑动变阻器B．一个伏特表和多个定值电阻C．一个安培表和一个电阻箱D．两个安培表和一个滑动变阻器【答案】D【解析】由闭合电路欧姆定律可知E＝U＋Ir，经变形可得U＝－rI＋E.测量电源电动势和内阻的实验通过改变外电路的电阻可以得到多组I和U，再通过描点法得到U­I图像，图像的斜率k＝－r，从而得到r＝－k，图像的纵截距b＝E.选项A中可以通过安培表和伏特表的读数得到外电压和干路电流，如下图，所以选项A可取．选项B中可以通过伏特表的读数和假设干定值电阻的实际阻值大小计算出干路的电流大小，实验电路图如下图，所以选项B可取．7．【2022·四川卷】Ⅱ.J7用如图1­所示电路测量电源的电动势和内阻．实验器材：待测电源(电动势约3V，内阻约2Ω)，保护电阻R1(阻值10Ω)和R2(阻值5Ω)，滑动变阻器R，电流表A，电压表V，开关S，导线假设干．实验主要步骤：(i)将滑动变阻器接入电路的阻值调到最大，闭合开关；(ii)逐渐减小滑动变阻器接入电路的阻值，记下电压表的示数U和相应电流表的示数I；(iii)以U为纵坐标，I为横坐标，作U­I图线(U、I都用国际单位)；(iv)求出U­I图线斜率的绝对值k和在横轴上的截距a.图1­答复以下问题：(1)电压表最好选用________；电流表最好选用________．A．电压表(0～3V，内阻约15kΩ)B．电压表(0～3V，内阻约3kΩ)C．电流表(0～200mA，内阻约2Ω)D．电流表(0～30mA，内阻约2Ω)(2)滑动变阻器的滑片从左向右滑动，发现电压表示数增大．两导线与滑动变阻器接线柱连接情况是________．A．两导线接在滑动变阻器电阻丝两端的接线柱B．两导线接在滑动变阻器金属杆两端的接线柱C．一条导线接在滑动变阻器金属杆左端接线柱，另一条导线接在电阻丝左端接线柱D．一条导线接在滑动变阻器金属杆右端接线柱，另一条导线接在电阻丝右端接线柱(3)选用k、a、R1和R2表示待测电源的电动势E和内阻r的表达式E＝________，r＝________，代入数值可得E和r的测量值．【答案】(1)AC(2)C(3)kak－R2(2)由电路分析可知，滑片从左向右滑动，电压表示数变大，意味着滑动变阻器接入电路局部的阻值增大，一导线接金属杆左端，一导线接电阻丝左端，那么滑片从左向右滑动时阻值增大，符合题意．(3)由E＝U＋I(r＋R2)，得U＝－I(r＋R2)＋E，比照U­I图线可知，图像斜率的绝对值k＝r＋R2，所以电源内阻r＝k－R2；令U＝0，得I＝eq\f(E,r＋R2)＝eq\f(E,k)，图线在横轴上的截距为a，所以a＝I＝eq\f(E,k)，那么E＝ka.8．【2022·全国卷Ⅰ】现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度到达或超过60℃时，系统报警．提供的器材有：热敏电阻，报警器(内阻很小，流过的电流超过Ic时就会报警)，电阻箱(最大阻值为999.9Ω)，直流电源(输出电压为U，内阻不计)，滑动变阻器R1(最大阻值为1000Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值为2000Ω)，单刀双掷开关一个，导线假设干．在室温下对系统进行调节，U约为18V，Ic约为10mA；流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏；该热敏电阻的阻值随温度的升高而减小，在60℃时阻值为650.0Ω.(1)完成待调节的报警系统原理电路图的连线．图1­(2)电路中应选用滑动变阻器________(填“R1”或“R2(3)按照以下步骤调节此报警系统：①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为________Ω；滑动变阻器的滑片应置于________(填“a〞或“b〞)端附近，不能置于另一端的原因是________．②将开关向________(填“c〞或“d〞)端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至________．(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用．【答案】(1)连线如下图(2)R2(3)①650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA，报警器可能损坏②c报警器开始报警(3)电阻箱代替报警器工作时的热敏电阻，阻值应为650.0Ω，滑动变阻器刚开始应置于b端，假设置于另一端，接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA，报警器可能损坏；实验调试时，将开关置于c端，缓慢调节滑动变阻器，直至报警器开始报警．9．【2022·北京卷】(1)热敏电阻常用于温度控制或过热保护装置中．图1­为某种热敏电阻和金属热电阻的阻值R随温度t变化的示意图．由图可知，这种热敏电阻在温度上升时导电能力________(选填“增强〞或“减弱〞)；相对金属热电阻而言，热敏电阻对温度变化的响应更________(选填“敏感〞或“不敏感〞)．图1­【答案】增强敏感【解析】由题目图像可知，随温度升高热敏电阻的阻值明显减小，所以导电能力增强．又由图像可知，随温度变化，热敏电阻的电阻变化更明显，所以更加敏感．10．【2022·全国卷Ⅱ】某同学利用图(a)所示电路测量量程为2.5V的电压表V的内阻(内阻为数千欧姆)，可供选择的器材有：电阻箱R(最大阻值99999.9Ω)，滑动变阻器R1(最大阻值50Ω)，滑动变阻器R2(最大阻值5kΩ)，直流电源E(电动势3V)，开关1个，导线假设干．实验步骤如下：图1­①按电路原理图(a)连接线路；②将电阻箱阻值调节为0，将滑动变阻器的滑片移到与图(a)中最左端所对应的位置，闭合开关S；③调节滑动变阻器，使电压表满偏；④保持滑动变阻器滑片的位置不变，调节电阻箱阻值，使电压表的示数为2.00V，记下电阻箱的阻值．答复以下问题：(1)实验中应选择滑动变阻器________(填“R1”或“R2(2)根据图(a)所示电路将图(b)中实物图连线．图1­(3)实验步骤④中记录的电阻箱阻值为630.0Ω，假设认为调节电阻箱时滑动变阻器上的分压不变，计算可得电压表的内阻为________Ω(结果保存到个位)．(4)如果此电压表是由一个表头和电阻串联构成的，可推断该表头的满刻度电流为________(填正确答案标号)．A．100μAB．250μAC．500μAD．1mA【答案】(1)R1(2)连线如下图(3)2520(4)D(4)因电压表是由一个表头和电阻串联构成，表头允许的最大电流不会因此改变，那么由欧姆定律可知，I满＝eq\f(U满,RV)＝eq\f(2.5,2520)A≈1mA.11．【2022·全国卷Ⅲ】某同学用图1­中所给器材进行与安培力有关的实验．两根金属导轨ab和a1b1固定在同一水平面内且相互平行，足够大的电磁铁(未画出)的N极位于两导轨的正上方，S极位于两导轨的正下方，一金属棒置于导轨上且与两导轨垂直．图1­(1)在图中画出连线，完成实验电路．要求滑动变阻器以限流方式接入电路，且在开关闭合后，金属棒沿箭头所示的方向移动．(2)为使金属棒在离开导轨时具有更大的速度，有人提出以下建议：A．适当增加两导轨间的距离B．换一根更长的金属棒C．适当增大金属棒中的电流其中正确的选项是________(填入正确选项前的标号)．【答案】(1)连线如下图(2)AC(2)由动能定理BIL·s＝eq\f(1,2)mv2－0可知，要增大金属棒离开导轨时的速度v，可以增大磁感应强度B、增大电流I、增大两导轨间的距离L或增大导轨的长度s；但两导轨间的距离不变而只是换一根更长的金属棒后，等效长度L并不会发生改变，但金属棒的质量增大，故金属棒离开导轨时的速度v减小．12．【2022·江苏卷】小明同学通过实验探究某一金属电阻的阻值R随温度t的变化关系．该金属电阻在常温下的阻值约10Ω，R随t的升高而增大．实验电路如下图，控温箱用以调节金属电阻的温度．实验时闭合S，先将开关K与1端闭合，调节金属电阻的温度，分别记下温度t1，t2，…和电流表的相应示数I1，I2，….然后将开关K与2端闭合，调节电阻箱使电流表的示数再次为I1，I2，…，分别记下电阻箱相应的示数R1，R2，….图1­(1)有以下两种电流表，实验电路中应选用________．A．量程0～100mA，内阻约2ΩB．量程0～0.6A，内阻可忽略(2)实验过程中，要将电阻箱的阻值由9.9Ω调节至10.0Ω，需旋转图中电阻箱的旋钮“a〞“b〞“c〞，正确的操作顺序是________．①将旋钮a由“0〞旋转至“1〞②将旋钮b由“9〞旋转至“0〞③将旋钮c由“9〞旋转至“0〞(3)实验记录的t和R的数据见下表：温度t(℃)20.040.060.080.0100.0阻值R(Ω)9.610.411.112.112.8请根据表中数据，在方格纸上作出R­t图线．图1­由图线求得R随t的变化关系为R＝________Ω.【答案】(1)A(2)①②③(或①③②)(3)(见以下图)0．04t＋8.8(0.04t＋8.6～0.04t＋9.0都算对)1．【2022·全国卷Ⅲ】如下图，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的水平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时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，那么()图1­A．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＝eq\f(T,8)时，两导线框中产生的感应电动势相等D．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2．【2022·全国卷Ⅰ】一含有理想变压器的电路如图1­所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，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()图1­A．2B．3C．4D．5【答案】B【解析】开关断开时，原、副线圈的电流比eq\f(I,I2)＝eq\f(n2,n1)，通过R2的电流I2＝eq\f(In1,n2)，副线圈的输出电压U2＝I2(R2＋R3)＝eq\f(5In1,n2)，由eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得原线圈两端的电压U1＝5Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)，那么U＝U1＋IR1＝5Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)＋3I；开关闭合时，原、副线圈的电流比eq\f(4I,I′2)＝eq\f(n2,n1)，通过R2的电流I′2＝eq\f(4In1,n2)，副线圈的输出电压U′2＝I′2R2＝eq\f(4In1,n2)，由eq\f(U′1,U′2)＝eq\f(n1,n2)可得原线圈两端的电压U′1＝4Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)，那么U＝U′1＋4IR1＝4Ieq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))eq\s\up12(2)＋12I，解得eq\f(n1,n2)＝3，选项B正确．3．【2022·全国卷Ⅲ】如图1­所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光．以下说法正确的选项是()图1­A．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∶94．【2022·天津卷】如图1­所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．以下说法正确的选项是()图1­A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大D．假设闭合开关S，那么电流表A1示数变大，A2示数变大【答案】B【解析】滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的阻值变大，总电阻也变大，而副线圈两端的电压没有变化，所以干路中的电流减小，R1消耗的功率变小，A错误；干路中的电流变小，R1两端的电压变小，并联电路的电压变大，即电压表V示数变大，B正确；由于变压器副线圈干路中的电流变小，所以原线圈中的电流变小，即电流表A1的示数变小，C错误；闭合开关S后，并联电路的阻值变小，总电阻也变小，干路中的电流变大，R1两端的电压变大，并联电路的电压变小，通过R2的电流变小，即电流表A2示数变小，因变压器的功率变大，故电流表A1示数变大，D错误．5．【2022·江苏卷】一自耦变压器如图1­所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一局部，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()图1­A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升6．【2022·四川卷】如图1­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、副线圈减少相同匝数，其他条件不变，那么()图1­A．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．通过原、副线圈电流的比值不变【答案】B【解析】由变压器相关知识得：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，原、副线圈减去相同的匝数n后：eq\f(U1,U′2)＝eq\f(n′1,n′2)＝eq\f(n1－n,n2－n)，eq\f(n1,n2)－eq\f(n′1,n′2)＝eq\f(－n〔n1－n2〕,n2〔n2－n〕)<0，那么说明变压器原、副线圈的匝数比变大，那么可得出C、D错误．由于原线圈电压恒定不变，那么副线圈电压减小，小灯泡实际功率减小，小灯泡变暗，A错误，B正确．1．(2022·新课标全国Ⅰ·16)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副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1所示．设副线圈回路中电阻两端的电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，那么()图1A．U＝66V，k＝eq\f(1,9) B．U＝22V，k＝eq\f(1,9)C．U＝66V，k＝eq\f(1,3) D．U＝22V，k＝eq\f(1,3)2．(2022·四川理综·4)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，如图2所示．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()图2A．峰值是e0 B．峰值是2e0C．有效值是eq\f(\r(2),2)Ne0 D．有效值是eq\r(2)Ne0【答案】D【解析】矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电机的电动势峰值为2Ne0，A、B错误；由于不计线圈的电阻，所以发电机的输出电压峰值为2Ne0，故有效值为eq\f(2Ne0,\r(2))＝eq\r(2)Ne0，故D正确．3．(多项选择)(2022·天津理综·6)如图3所示，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()图3A．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大B．保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小C．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大D．保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小4．(2022·福建理综·15)图4为远距离输电示意图，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、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsinωt的交流电源，假设输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，那么输电线上损失的电功率为()图4A．(eq\f(n1,n2))eq\f(U\o\al(2,m),4r) B．(eq\f(n2,n1))eq\f(U\o\al(2,m),4r)C．4(eq\f(n1,n2))2(eq\f(P,Um))2r D．4(eq\f(n2,n1))2(eq\f(P,Um))2r【答案】C【解析】原线圈电压的有效值：U1＝eq\f(Um,\r(2))，根据eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)可得U2＝eq\f(n2,n1)eq\f(Um,\r(2))，又因为是理想变压器，所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流I＝eq\f(P,U2)，输电线上损失的电功率为P′＝I2·2r＝4req\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(n1,n2)))2eq\b\lc\(\rc\)(\a\vs4\al\co1(\f(P,Um)))2，所以C正确，A、B、D错误．5．(2022·江苏单科·1)一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V交变电流改变为110V．变压器原线圈匝数为800，那么副线圈匝数为()A．200 B．400C．1600 D．3200【答案】B【解析】根据变压器的变压规律eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)得，n2＝eq\f(U2,U1)n1＝eq\f(110,220)×800＝400，选项B正确．6．(2022·广东理综·15)如图17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()图17A．副线圈中的电流比为1∶2B．副线圈输出功率比为2∶1C．副