新教材 人教版高中物理选择性必修第二册第三章交变电流 课时练习题及章末测验 含解析

第三章交变电流

1.交变电流............................................................-1-

2.交变电流的描述......................................................-8-

3.变压器.............................................................-15-

4.电能的输送.........................................................-22-

章末综合测验...........................................................-28-

1.交变电流

一、单项选择题

1.下列选项所示的几种电流随时间变化的图线中，不属于交变电流的是（）

2.矩形线圈a历d在匀强磁场中逆时针匀速转动时，线圈中产生如下图所示的交变电流,

设沿a-Zr-c-d-a方向为电流正方向，则对应△时刻线圈位置为（）

S

D

3.下列关于交流发电机的叙述正确的是（）

A.交流发电机将电能转化为机械能

B.交流发电机由两部分组成，即定子和转子，线圈必须旋转，成为转子，这样才能在

线圈中产生交流电

C.交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电

D.在交流发电机线圈转动的过程中，线圈中的每一个边都切割磁感线

4.如图甲所示，一矩形闭合线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴00'以恒定的角

速度&转动.从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈中产生的交变电流按照图乙所示

的余弦规律变化，则在力=4时刻（）

ZGJ

A.线圈中的电流最大

B.穿过线圈的磁通量为0

C.线圈所受的安培力最大

D.线圈中的电流为0

5.一只矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，穿过线圈的磁通量随时

间变化的图像如图甲所示，则下列说法正确的是（）

A.f=0时刻，线圈平面与中性面垂直

B.t=0.01s时刻，。的变化率最大

C.t=0.02s时刻，交流电动势达到最大

D.该线圈产生的交流电动势的图像如图乙所示

6.如图所示为交流发电机的示意图，从线圈通过如图所示的位置开始计时.如果发电

机产生的交变电流的频率为50Hz,电动势的最大值为400V,则发电机产生的电动势瞬时值

表达式为（）

A.e=400sin50f(V)

B.e=400cos50t(V)

C.e=400sin100nt(V)

D.e=400cos100nt(V)

7.大型发电机几乎都是旋转磁极式发电机，如图所示为其原理简图.竖直平面内闭合线

圈a6cd固定不动，磁铁绕图中的虚线旋转，线圈中就会产生感应电流，若条形磁铁以10n

rad/s的角速度匀速转动，且图示时刻N极正在向里转，现以图示时刻为计时起点，则下列推

断正确的是（）

A.该发电机产生的交变电流频率是10Hz

B.t=0时线圈中的电流方向为

C.t=0.5s时线圈中的电流方向发生变化

1）.f=0.5s时线圈中的电流最小

二、多项选择题

8.线圈在磁场中匀速转动产生的交流电动势为e=10sin20ntV,则下列说法正确的

是（）

A.t=0时，线圈平面位于中性面

B.t=0时，穿过线圈的磁通量最大

C.力=0时，导线切割磁感线的有效速度最大

D.£=0.4s时,e达到峰值10V

9.矩形线圈的匝数为50,在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，穿过线圈的磁

通量随时间的变化规律如图所示，下列结论正确的是（）

A.在t=0.1s和t=0.3s时，电动势最大

B.在t=0.2s和f=0.4s时，电动势改变方向

C.电动势的最大值约是157V

D.在t-0.4s时，磁通量变化率最大，其值约为3.14Wb/s

10.如图所示，空间有范围足够大的匀强磁场，磁场方向竖直向下，在其间竖直放置两

个彼此正对的相同的金属圆环，两环间距为。用外力使一根长度也为人的金属杆沿环匀速率

运动，用导线将金属杆和外电阻相连，整个过程中只有金属杆切割磁感线.已知磁感应强度

的大小为6,圆环半径为此金属杆转动的角速度为。，金属杆和外电阻的阻值均为八其他

电阻不计，则（）

A.当金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，流过外电阻的电流先变大后变小

B.当金属杆从圆环最高点向最低点转动的过程中，流过外电阻的电流先变小后变大

c.流过外电阻电流的最大值为迎9

4r

I）.流过外电阻电流的最大值为卷^

11.在匀强磁场中，一矩形金属线框在匀强磁场中绕与磁感线垂直的转动轴匀速转动,

如图甲所示，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示，则下列说法正确的是（）

A.£=0.01s时穿过线框的磁通量最小

B.f=0.01s时穿过线框的磁通量变化率最大

C.该线框匀速转动的角速度大小为100"rad/s

D.电动势瞬时值为22v时，线圈平面与中性面的夹角可能为45°

三、非选择题

12.如图所示为演示用的手摇发电机模型，匀强磁场磁感应强度6=0.5T,线圈匝数〃

=50匝，线圈面积0.480?,转速150r/min,在匀速转动过程中，从图示位置开始计时.

(1)写出交变电流感应电动势瞬时值的表达式：

(2)画出e-t图线.

答案及解析

1.解析：判断电流是交流还是直流，要看其方向是否随时间周期性变化.选项C中，

尽管电流大小随时间变化，但其方向不变，仍是直流.

答案：C

2.解析：由题图知在G时刻线圈获得最大正向电流，电流方向为a-b-cf4a,又

线圈为逆时针转动，故只有B图符合电流方向为a-d-a且最大.

答案：B

3.解析：交流发电机将机械能转化为电能，A错误；交流发电机由两部分组成，即定子

和转子，线圈既可以作为定子，也可以作为转子，定子和转子相对转动就可以产生交流电，B

错误；交流发电机线圈中产生交流电，输送到外电路也是交流电，C正确；在交流发电机线圈

转动的过程中，并不是线圈的每一条边都切割磁感线，D错误.

答案：C

4.解析：由7=—,得£=3=/此时线圈位于中性面位置，所以穿过线圈的磁通

量最大，B错误；由于此时感应电动势为0,所以线圈中的电流为0,线圈所受的安培力为0,

A、C错误，D正确.

答案：D

5.解析：由①-f图知，力=0时，0最大，即线圈处于中性面位置，此时e=0,故

△①

A、D两项错误；由图知7=0.04s,在方=0.01s时，①=0,下7最大，e最大，则B项正

△①

确；在力=0.02s时，0最大，由图像斜率可知斜率为零，即工7=0,e=0,则C项错误.

答案：B

6.解析：感应电动势最大值为400V,角速度为o=2nf=100n,又发电机从与中性

面垂直的位置开始计时，故交变电动势瞬时值的表达式为e=Ecosof=400cos100nt(V),

D正确，A、B、C错误.

答案：D

7.解析：条形磁铁以10nrad/s的角速度匀速转动，则该交流电的频率『=言=5Hz,

乙JL

故A错误；由题图可知，在r=0时刻穿过线圈的磁通量为0,结合交流电产生的特点可知，/

=0时刻该交流电的瞬时值最大，由题图可知下一时刻穿过线圈的磁通量的方向向里，由楞次

定律可知，此时线圈中的电流方向为a6c的，故B正确：该交流电的周期T=8Q.2s,当t

=0.5s=2.57时，线圈中的电流方向与开始时的方向相反，电流值仍然为最大值，不会改变

方向，故C、D错误.

答案：B

8.解析：C=0时，瞬时电动势为e=10sin20nt(V)=0,则线圈平面位于中性面，此

时穿过线圈的磁通量最大，导线切割磁感线的有效速度最小，A、B正确，C错误；当t=0.4s

时，瞬时电动势为e=10sin(20nX0.4)=0(V),D错误.

答案:AB

9.解析：从题图中可知，在0.1s和0.3s时刻，穿过线圈的磁通量最大，此时刻磁

通量的变化率等于零，感应电动势为零，A错误；0.2s和0.4s时刻，穿过线圈的磁通量为

零，但此时刻磁通量的变化率最大，线圈平面与中性面垂直，感应电动势达到峰值，但方向

不变，B错误；根据电动势的最大值公式&=NBS3,d\=BS,3=爷，可得及七157V,C

正确；由£=产丁;知磁通量变化率的最大值为?七3.14Wb/s,D正确.

答案：CD

10.解析：从金属杆在圆环的最高点开始计时，金属杆切割磁感线的速度r=3R,产生

的感应电动势e=应rcos3t=BLR3cos当金属杆从最高点运动到最低点的过程中，电

动势先变小后变大，流过外电阻的电流先变小后变大，选项B正确；电动势的最大值E=BL3R,

电流的最大值/=5=@等选项D正确.

答案:BD

11.解析：由图像知：i=0.01s时，感应电动势为零，则穿过线框的磁通量最大，变

化率最小，故A、B错误；由图像得出周期7=0.02s,所以。=等=100页rad/s,故C正

确；当1=0时，电动势为零，线圈平面与磁场方向垂直，故该交变电动势的瞬时值表达式为

e=22啦sin(100Jtr)V,电动势瞬时值为22V时，代入瞬时表达式，则有线圈平面与中性面

的夹角正弦值sin。=彘=乎，所以线圈平面与中性面的夹角可能为45°,故D正确.故

选C、D.

答案：CD

12.解析：(1)当线圈平面经过中性面开始计时.则线圈在时间力内转过角度3C,于是

感应电动势瞬时值e=£sin33其中区=刀强3.

2nX150j2

由题忌矢口〃=50,B=0.5T,3=----rad/s=5nrad/s,5=0.48m,&=nBS3

60

=50X0.5X0.48X5nV4188V,所以e=188sin5兀ZV.

(2)根据交流电的方程画图线时，最大值是正弦图线的峰值，由纵轴上的刻度值标出，

2冗

交流电的频率与正弦图线的周期相对应，3=-p而周期由时间轴上的刻度值标出，T=

2“/0=0.4s,e-t图线如图所示.

答案：⑴e=188sin5"eV(2)见解析

2.交变电流的描述

一、单项选择题

1.一只电阻分别通过四种不同形式的电流,电流随时间变化的情况如下列各选项所示,

在相同时间内电阻产生热量最大的是（）

2.在如图所示的电路中,已知交流电源电压200sin10ntV,电阻7?=10Q,则

电流表和电压表读数分别为（）

A.14.1A,200VB.14.1A,141V

C.2A,200VD.2A,141V

3.如一个接在某直流电源上的电热器所消耗的电功率为若把它接到电压最大值等

于直流电压2倍的正弦交流电源上，该电热器所消耗的电功率为2,则X:月为（）

A.2:1B.1:2

C.1:1D.1:^/2

4.如图所示，图中和图乙分别表示正弦脉冲波和方波的交变电流与时间的变化关系.若

使这两种电流分别通过两个完全相同的电阻，则经过1min的时间，两电阻消耗的电功之比W

甲：/乙为（）

乙

A.1:^/2B.1:2

C.1:3D.1:^/3

5.下列说法中正确的是（）

A.交变电流在一个周期内电流方向改变两次

B.交变电流的有效值总是最大值的方

C.因为有效值表示交变电流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同

D.若正弦式交变电流的最大值是10A,则它的最小值是一10A

6.标有“250V0.5UF”字样的电容器能接入下面哪个电路中使用（）

A.220sin100ntV

B.220V照明电路中

C.380sin100ntV

D.380V动力电路中

7.电阻《、石与交流电源按照图甲的方式连接，用=10Q,尼=20。，合上开关S后,

通过电阻尼的正弦式交变电流/随时间t变化的情况如图乙所示，则（）

0交流电源R2

S

------------------------------------

乙

A.通过用的电流有效值是1.2A

B.丘两端的电压有效值是6V

C.通过用的电流最大值是1.24A

D.用两端的电压最大值是6蛆V

8.如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时产生的正弦交流电的图像，在改

变线圈的转速后，产生的正弦交流电的图像如图线方所示，以下说法正确的是（）

A.线圈先后两次转速之比为2:3

B.通过线圈的磁通量最大值之比为3:2

C.先后两次交流电的最大值之比为3:2

D.先后两次交流电的有效值之比为

二、多项选择题

9.下面关于交变电流的说法中正确的是（）

A.交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的最大值

B.用交流电表测定的读数是交变电流的瞬时值

C.给定的交变电流数值，在没有特别说明的情况下都是指有效值

D.在相同时间内通过同一电阻，跟交变电流有相同热效应的恒定电流的数值是交变电

流的有效值

10.一单匝闭合线框在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动.在转动过程中，

线框中的最大磁通量为00,最大感应电动势为区.下列说法中正确的是（）

A.当线框磁通量为零时，感应电动势也为零

B.线框转动的角速度3等于年

C.当线框内磁通量增大时，感应电动势在减小

D.当线框内磁通量等于0.5©,时，感应电动势等于0.5瓦

11.小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时

间呈正弦函数关系，如图所示.不计线圈的电阻.下列说法正确的是（）

A.产生的感应电动势瞬时值表达式为e=2以「sin8nt(V)

B.若与一个A=10Q的电阻构成闭合回路，交变电流的有效值为mA

C.若将此电动势加在电容量为C=1UF的电容器上，则该电容器的耐压值应不小于

l(h/2V

D.若该交流发电机的线圈在匀强磁场中匀速转动的速度增大到原来的2倍，则产生的

交变电动势的最大值为40V

12.近年来，共享单车风靡全国各大城市.图甲为某品牌共享单车第一代产品，单车的

内部有一个小型发电机，通过骑行者的骑行踩踏，不断地给单车里的蓄电池充电，蓄电池再

给智能锁供电，单车内小型发电机发电原理可简化为图乙所示，矩形线圈aAd的面积为0.001

m2,共有100匝，线圈总电阻为1Q,线圈处于磁感应强度大小为平T的匀强磁场中，可

绕与磁场方向垂直的固定对称轴00'转动，线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路

阻值为9Q的电阻连接，不计交流电流表的内阻.在外力作用下线圈以10nrad/s的角速

度绕轴00'匀速转动时，下列说法正确的是()

A.交流电流表的示数是0.002A

B.电阻A的发热功率是0.36W

C.该交流发电机产生的交变电流周期为0.2s

D.当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流为零

三、非选择题

13.如图所示，在匀强磁场中有一个内阻r=3Q、面积S=0.02n?的半圆形导线框可

绕仞'轴旋转.已知匀强磁场的磁感应强度6=平T.若线框以。=100口rad/s的角速度

匀速转动，且通过电刷给“6V,12W”的小灯泡供电，则:

o

O'

(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)从图示位置开始，线框转过90。的过程中，通过导线横截面的电荷量是多少？该电

荷量与线框转动的快慢是否有关？

(3)由题目所给已知条件，外电路所接小灯泡能否正常发光？如不能，则小灯泡的实际

功率为多大？

答案及解析

1.解析：A、B选项中电流均为正弦式交变电流，最大值均为2A,有效值均为啦A,C

选项中电流的有效值为1.5A,D选项中电流的有效值为2A,D选项中电流的有效值最大，

在日t相同时，由焦耳定律应可知，D选项中电阻产生的热量最大，故D正确，A、B、

C错误.

答案：D

2.解析：由表达式可读得电压最大值2=200V,在交流电路中电流表和电压表测量的

是交流电的有效值，所以电压表的示数为〃=笔V=141V,电流表的示数为

勺2RA/2X10

A5®14.1A,B正确.

答案：B

3.解析：设直流电压为4电热器的电阻为凡根据功率表达式注=§；根据题意，交

流电的电压最大值"=24,则交流电电压有效值为〃根据有效值的定义

“p1

2-,故总=5,选项B正确.

K乙

答案：B

4.解析：电功的计算中电流要用有效值，题图甲中，由有效值的定义得2〃X2X10

-2+O+^4^2??X2X1()7=6X1()T,

解得/=^A；图乙中，电流的大小不变乙=1A,

O

由沪=『Rt可得/甲：心=1:3.

答案：C

5.解析：产生交变电流的线圈平面每经过中性面一次，电流方向改变一次，在一个周

期内线圈平面有两次经过中性面,选项A正确；对于正弦式交变电流，其有效值是最大值的士,

V2

而对于其他的交变电流不一定有这样的关系，选项B错误；交变电流的有效值是根据电流的

热效应来规定的，与平均值不同，选项C错误；交变电流的正负表示电流的方向，不表示电

流的大小，正弦式交变电流的最小值为零，选项D错误.

答案：A

6.解析：从该电容器的铭牌知，它的耐压值为250V,也就是它允许加的最大电压为

250V,对于220V的照明电路，最大值为220y[2V=311V,超出了它的耐压值.故正确答

案为A.

答案：A

7.解析：从图像可以看出，交变电流中电流最大值为0.6嫄A,电流有效值为：/=今

=0.6A,用两端电压有效值为U\=IR=6V,兆两端电压最大值为仅=4兄=0.6，^X20V=

12^2V,综上所述，正确选项为B.

答案：B

8.解析：由正弦交流电的图像可知，a、6两交变电流的周期之比为2:3,7=2土，3

U)

=2Jin,所以线圈前后两次转速之比为3:2,选项A错误；电压最大值a=A"S。，前后两次

交变电流的最大值之比为3:2,选项C正确；通过线圈的磁通量最大值0=bS=£,通过线

圈的磁通量最大值之比为1:1,选项B错误；由最大值与有效值的关系可知，先后两次交流电

的有效值之比为3:2,选项D错误.

答案：C

9.解析：交流电器设备上所标的电压值和电流值是交变电流的有效值，选项A错误；

用交流电表测定的读数是交变电流的有效值，选项B错误；一般情况下交变电流的数值都是

指有效值，选项C正确；根据有效值的定义知，选项D正确.

答案：CD

10.解析：感应电动势大小等于磁通量的变化率，线框磁通量为零时，感应电动势最大,

A错误；由正弦式交流电的瞬时值表达式e=£>sin3t=BS3sin3t=63sin33故3

=今，B正确；根据。和e的表达式可知，当线框磁通量等于0.5。5寸，感应电动势不等于

0.5区，D错误；根据线圈从与磁场平行的位置转到中性面的过程中，磁通量越来越大，磁通

量的变化率越来越小，产生的感应电动势越来越小，C正确.故选B、C.

答案：BC

11.解析：由如图所示产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系图像可知，交变电动势

的最大值瓦=20V,交变电动势的周期为7=0.25s,频率为f=)=4Hz,线圈转动的角速

度3=2nf=8nrad/s,产生的感应电动势瞬时值表达式为e=笈sin。f=20sin8"t(V),

A错误.交变电动势的有效值为£=金=10啦V,由闭合电路欧姆定律得交变电流的有效值

为/=?=啦A,B正确.若将此电动势加在电容器上，电容器的耐压值应不小于最大值，即

不小于20V,C错误.由最大值表达式区=AHS。可知，若该交流发电机的线圈在匀强磁场中

匀速转动的速度增大到原来的2倍，则产生的交变电动势的最大值增大到2倍，为40V,D

正确.

答案：BD

12.解析：线圈产生的最大感应电动势为瓦=,AKS3=100X乎XO.OOlXIOitV=2也

V,有效值为£=求=2V,根据闭合电路欧姆定律可知交流电流表的示数/=布=0.2A,

电阻A产生的热功率产=/芯=0.36W,故A错误，B正确.交流电的周期7=空=0.2s,故

CO

C正确；当线圈平面和磁场方向平行时，线圈中的感应电流最大，故D错误.

答案：BC

13.解析：(1)线框转动时产生感应电动势的最大值区=肉。=芈乂0.02X100nV=

10^/2V

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e=Ecos3t

=lO\/2cos(100Jit)V.

(2)线框转过90°过程中，产生的平均电动势f——=一A不⑦=匕2B一S3，流过的电荷量g=——11

撞X002l

2

BS,„a6„BS贡'啦,,,

7=布？灯泡电阻4万=访Q=3Q•故9=市=—不一C=60nC,与线框转动的

快慢无关.

（3）线框产生的感应电动势的有效值£=余=10V,灯泡两端电压V.因

“S29R

火6V,故灯泡不能正常发光，其实际功率P=i=XW=7?W.

oo

答案：⑴e=lO^cos（100n/V（2）需C无关⑶不能7^W

3.变压器

一、单项选择题

1.如图所示，在图甲中是两根不平行的导轨，图乙中是两根平行的导轨，其他物理条

件都相同，当金属棒助v在导轨上向右匀速运动时，在棒的运动过程中，将观察到（）

・M.•

A.两个小灯泡都发光，只是亮度不同

B.两个小灯泡都不发光

C.L发光且越来越亮，L?发光且亮度不变

D.L发光且亮度不变，L2始终不发光

2.将输入电压为220V,输出电压为6V的理想变压器改绕成输出电压为30V的变压

器，副线圈原来是30匝，原线圈匝数不变，则副线圈新增匝数为（）

A.120B.150

C.180D.220

3.用一理想变压器向一负载A供电.如图所示，当增大负载电阻时，原线圈中的电

流上和副线圈中的电流A之间的关系是（）

A.心增大，力也增大B.A增大，上却减小

C.A减小，/也减小D.A减小，人却增大

4.如图所示，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.下列说

法正确的是（）

A.当滑动变阻器的滑动触头户向上滑动时，用消耗的功率变大

B.当滑动变阻器的滑动触头？向上滑动时，电压表。示数变大

C.当滑动变阻器的滑动触头一向上滑动时，电流表④示数变大

D.若闭合开关S,则电流表©示数变大，⑥示数变大

5.

如图所示，-理想变压器原副线圈的匝数比为1:2；副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〃和/分别表示此时电压表和电流表的读数，则（）

A.（7=110V,Z=0.2A

B.〃=110V,7=0.05A

C.hll他V,7=0.2A

D.^110A/2V,Z=0.272A

6.如图甲所示，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

想电表，下列说法正确的是（）

A.变压器输入电压的瞬时值表达式为u=22S「sin"t（V）

B.电压表的示数为220V

C.变压器原、副线圈的匝数比为11:1

D.变压器的输入功率为110W

7.下图所示为4种亮度可调的台灯的电路示意图，它们所用的白炽灯相同，且都是“200

V40W”.当灯泡所消耗的功率都调至20W时，台灯消耗的功率最小的是（）

8.如图甲、乙所示的电路中，当4、6接iov交流电压时，a〃间电压为4V：当"、

N接10V直流电压时，P、。间电压也为4V.现把〃接4V交流电压，P、。接4V直流

电压，则48间和双〃间的电压分别是（）

A.10V10VB.10V4V

C.4V10V1）.10V0

二、多项选择题

9.钳形电流表多用于大电流的估测.某钳形电流表如图所示，被测导线、铁芯、线圈

构成一个电流互感器.按下手柄时，钳形电流表的铁芯可以被分开，把被测的载流导线放入

后，松开手柄，铁芯闭合.导线中的交流在铁芯中产生交变磁场，电流表与套在铁芯上的线

圈相连，可以间接得知导线中的电流.关于该钳形电流表，下列说法正确的是（）

显

A.该钳形电流表属于升压变压器

B.该钳形电流表属于降压变压器

C.若载流导线在钳口多绕几圈，则钳形电流表的示数将偏大

I）.若载流导线在钳口多绕几圈，则钳形电流表的示数将偏小

10.如图所示，原、副线圈匝数比为2:1的理想变压器正常工作时，以下说法正确的是

（）

A.原、副线圈磁通量之比为2:1

B.原、副线圈电流之比为1:2

C.输入功率和输出功率之比为1:1

D.原、副线圈磁通量变化率之比为1:1

11.如图所示，材是一小型理想变压器，接线柱a、6接在电压不变的交流电源上，变压

器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中是为用半导体热敏材料制成的传感器，电流表由

为值班室的显示器，显示通过分的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），

凡为一定值电阻.当传感器用所在处出现火警时，以下说法中正确的是（）

A.Ai的示数不变，&的示数增大

B.%的示数不变，V2的示数减小

C.%的示数不变，”的示数增大

I）.Ai的示数增大，D的示数减小

12.如图所示，一理想变压器的原线圈力、8两端接入电压为u=3/sin314tV的交变

电流.原线圈匝数m=100匝，副线圈匝数仅=200匝，则（）

A.将击穿电压为6V的电容器接在C、〃两端，能正常工作

B.把电磁打点计时器接在C、。两端，打点周期为0.02s

C.把额定电压为6V的小灯泡接在G〃两端，小灯泡能正常工作

D.把交流电压表接在C、〃两端时，电压表读数为8.48V

13.如图所示，一理想变压器输入端接交流恒压源，输出端电路由“、尼、用三个电阻

构成.将该变压器原、副线圈的匝数比由5:1改为10:1后（）

A.流经市的电流减小到原来的［

B.用两端的电压增加到原来的2倍

C.用两端的电压减小到原来的

D.电阻上总的热功率减小到原来的;

14.如图甲所示为一自耦变压器，变压器的原线圈端输入电压如图乙所示，副线圈

电路中定值电阻吊=11Q，电容器C的击穿电压为22V,移动滑动触头使电容器刚好不会被

击穿，所有电表均为理想电表，下列说法正确的是（）

A.电压表的示数为220V

B.原、副线圈的匝数比为10:1

C.电流表的示数等于通过电阻区的电流

I）.原线圈端输入电压的变化规律为u=311sin100ntV

答案及解析

1.解析：当金属棒"V在导轨上向右匀速运动时,甲图中朗V切割磁感线产生的电动势

均匀增大，右侧回路内的电流均匀增大，铁芯内的磁通量均匀增大，副线圈中的感应电动势

恒定不变，L亮度不变；乙图中版V切割磁感线产生的电动势恒定不变，右侧回路内的电流恒

定不变，铁芯内的磁通量恒定不变，副线圈中的感应电动势为0,L2始终不发光，选项D正确.

答案：D

2.解析：由变压比为=用，得卷=警，所以"=1100,当〃'2=30V时，白=等

DiUz306n230

所以"2=150匝，故△“2=〃'2一功=120匝.所以A正确.

答案：A

3.解析：当增大负载电阻??时，由欧姆定律4=今可得人减小，又由于）=生，7,=生二A

所以/「也减小，选项C正确.

答案：C

4.解析：由于原、副线圈两端电压不变，当滑动变阻器滑动触头户向上滑动时，连入

电路的电阻变大，所在电路总电阻变大，副线圈中电流减小，片中电流减小，用消耗的功率减

小，A项错误；卡中电流减小，则分两端电压减小，而副线圈两端电压不变，所以滑动变阻器

两端电压增大，电压表示数变大，B项正确；副线圈中电流减小，原线圈中电流随之减小，故

C项错误；若闭合开关S,负载电路的总电阻减小，副线圈中电流增大，石中电流增大，则用

两端电压升高，用两端电压减小，儿示数变小，D项错误.

答案：B

5.解析：由于灯泡正常发光，故灯泡两端电压即副线圈两端电压为乙=220V,通过灯

22W

泡的电流即副线圈中的电流为4=说丁=0」A.根据理想变压器电压关系U、：氏得

&=H0V,电流关系得71=0.2A,则〃="=110V,I—I\—G.2A.故选项A

正确，选项B、C、D错误.

答案：A

6.解析：由图像可知，。=等=100页，故A错误；原线圈输入电压为220V,电压表

non11

示数为灯泡的额定电压〃=，而=20V,故B错误；由B分析，结合电压之比公式得而=丁,

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.

答案：C

7.解析：在通过电阻进行分压或分流的电路中，电阻本身将消耗能量，利用理想变压

器使灯在工作时，变压器不损失能量，则这种可调台灯消耗的功率就最小，分析可知使灯的

功率都调至20N时C电路消耗功率最小.

答案：C

8.解析：如图甲所示是一个自耦变压器，当4、8作为输入端，C、。作为输出端时，是

一个降压变压器，两边的电压之比等于两边线圈的匝数之比.当a〃作为输入端，A.8作为

输出端时，是一个升压变压器，电压比也等于匝数比，所以C、〃接4V交流电压时，从6间

将得到10V交流电压.如图乙所示是一个分压电路，当以N作为输入端时，上下两个电阻

上的电压跟它们的电阻的大小成正比.但是当把电压加在只0两端时，跳。两点的电势相等.所

以当只0接4V直流电压时，M、N两端电压也是4V.

答案：B

9.解析：钳形电流表用于大电流的估测，输出电流很小，根据变压器的规律可知，钳

形电流表实质上是一个升压变压器，故A正确，B错误；根据2A知，若将载流导线在

钳口多绕几圈，即m变大，/、生不变，则钳形电流表的示数人将变大，即与原来示数相比偏

大了，故C正确，D错误.

答案：AC

10.解析：原、副线圈磁通量之比为1:1,A错误；电流与匝数成反比，所以原、副线

圈电流之比为1:2,B正确；变压器的原线圈和副线圈的功率是相同的，所以原、副线圈中功

率之比为1:1,C正确；理想变压器原线圈磁通量的变化率与副线圈中磁通量的变化率相同，

所以原、副线圈磁通量变化率之比为1:1,D正确.

答案：BCD

11.解析：当传感器尼所在处出现火情时，用的电阻减小，导致电路的总电阻减小，所

以电路中的总电流将会增加，Ai测量的是原线圈中的总电流，由于副线圈的电流增大了，所以

原线圈的电流增大，即Ai的示数增大；由于电源的电压不变，原、副线圈的电压也不变，所

以％的示数不变，由于副线圈中电流增大，用两端的电压变大，卡两端的电压减小，通过石

的电流减小，即5的示数减小，船的示数要减小，B、D两项正确.

答案：BD

12.解析：交变电流的周期7=—=0.02s,有效值〃=3V,变压器不改变交变电流

Ci)

的频率，故B正确；由得&=£〃=6V,变压器输出电压的峰值为6啦V,故大于电

容器的击穿电压，A、D错误，C正确.

答案:BC

13.解析：变压器原、副线圈的匝数比由5:1改为10:1,则副线圈的输出电压减小为原

来的看根据欧姆定律可知，流经用的电流减小到原来的去故A错误；根据串、并联电路规

律可知，尼两端的电压减小到原来的行故B错误；同理，尼两端的电压减小到原来的3故C

正确；副线圈总电阻不变，根据功率公式可知，总功率减小到原来的故D正确.

K4

答案：CD

n

14.解析：电压表的示数等于交变电压的有效值，所以电压表的示数为〃=/=220V,

选项A正确；电容器刚好不被击穿，所以副线圈电压的最大值为22V,有效值为右=南\「=

11^2V,所以原、副线圈的匝数比为〃“尸〃：区=1力：1,选项B错误；交变电流能“通过”

电容器，所以电流表的示数大于曲上的电流，选项C错误；由u-t图像可知u=311sin100nt

V,选项D正确.

答案：AD

4.电能的输送

一、单项选择题

1.关于减小远距离输电线上的功率损失，下列说法正确的是（）

A.由々与知，应降低输电电压，增大导线电阻

B.由尸=〃/知，应降低输电电压，减小输电电流

C.由知，应减小导线电阻或减小输电电流

D.上述说法均不对

2.远距离输电中，当输送的电功率为P,输送电压为〃时，输电线上损失的电功率为

△P

△只若输送的电功率增加为4只而输电线中损失的电功率减为丁.（输电线电阻不变）则输电

电压应增为（）

A.32〃B.16Z/

C.8〃D.4〃

3.某水电站用总电阻为2.5Q的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3X10。

kW.现用500kV电压输电，则下列说法正确的是（）

A.输电线上输送的电流大小为2.0X1（/A

B.输电线上电阻造成的电压损失为15kV

C.若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9X10'kW

D.输电线上损失的功率为为输电电压，r为输电线的电阻

4.如图所示为远距离输电示意图，线路总电阻为r,发电厂输出电压不变，三个回路的

电流依次为7.、4、两变压器均为理想变压器，左侧变压器输入电压为兄输出电压为处

右侧变压器输入电压为爆输出电压为以，以下选项错误的是（）

A.若用户消耗的功率增大，A随之增大

B.若用户消耗的功率增大，〃随之增大

C.

D.U\I、=玄ZUJ\

5.如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像,

则（）

A.用户用电器上交流电的频率是100Hz

B.发电机输出交流电的电压有效值是500v

C.输电线的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定

I）.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

二、多项选择题

6.电能输送的过程中，若输送电功率一定，则在输电线上的功率损失（）

A.与输电线上电压损失的平方成反比

B.与输送电压的平方成正比

C.与输电线上电压损失的平方成正比

D.与输电电流的平方成正比

7.远距离输电装置如图所示，升压变压器和降压变压器均是理想变压器，当S由2改

接为1时，下列说法正确的是（）

A.电压表读数变大

B.电流表读数变大

C.电流表读数变小

D.输电线损失的功率减小

8.如图为模拟远距离输电电路，两理想变压器的线圈匝数小=©、⑥、⑥为

相同的理想交流电流表.当a、6端接入低压交流电源时，贝M)

A®(£)的示数相等

B.(£)的示数相等

c.⑥的示数大于(£)的示数

D.(S)的示数大于(9的示数

9.某同学在实验室中研究远距离输电.由于输电线太长，他将每100米导线对折后卷

成一卷，共卷成8卷来代替输电线路.第一次直接将输电线与学生电源及用电器相连，测得

输电线上损失的功率为几第二次采用如图所示的电路输电，其中变压器刀与学生电源相连，

其原、副线圈的匝数比为小:色，变压器&与用电器相连，测得输电线上损失的功率为凡下列

说法正确的是()

A.前后两次实验都可用于研究远距离直流输电

B.实验可以证明，减小输电电流能减小远距离输电的能量损失

C.若输送功率一定，则月:A=疝济

1).若输送功率一定，则=

三、非选择题

10.某小河水流量为4m7s,水流下落的高度为5m.现在利用它来发电，设所用发电

机的总效率为50%,(g=9.8m/s2),求:

(1)发电机的输出功率；

(2)若输电导线的