1、交变电流1教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻 R供电，电路如图所示，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 消耗的功率为 P。 若发电机线圈的转速变为原来的 ，则A. R 消耗的功率变为 B. 电压表 V 的读数为C. 电流表 A 的读数变为 2I D. 通过 R 的交变电流频率不变【来源】2018 年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理 试题（天津卷）【答案】 B【点睛】本题考查了 交流电最大值，有效 值，频率，变压器等；需要知道交流电路中电表的示数为有效值，在理想变压器中，恒有 ，副线圈消耗的功率决定了原
2、线圈的输入功率 考点定位】考查了理想变压器，电功率的计算【方法技巧】对于变压器需要掌握公式 、 ，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型：一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象。当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源。 考点定位】变压器的构造和原理【名师点睛】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。1如图所示，理想变压器原副线圈各接一个电阻 和 ，原线圈中接有 220V 交流电源，此时两只电阻上的电压都是 10V，设变压器原副线圈的匝数比为
3、n：1，电阻 和 消耗的功率之比为 k：1，则A B C D 【答案】 A【解析】考点：考查了理想变压器【名师点睛】对于变压器需要掌握公式 、 ，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，2如图甲所示，自耦理想变压器输入端 a、b 接入图乙所示的交流电源，一个二极管和两个阻值均为 R=40 的负载电阻接到副线圈的两端，电压表和电流表均为理想交流电表。当滑片位于原线圈中点位置时，开关 S 处于断开状态，下列说法正确的是( )At=0.01 s
4、时，电压表示数为零Bt=0.015 s 时，电流表示数为 5.5 AC闭合开关 S 后，电压表示数增大D闭合开关 S 后，电流表示数为 16.5 A【答案】 D【解析】考点：变压器。【名师点睛】考查变压器的电压与匝数的关系，掌握闭合电路欧姆定律的应用，理解二极管单向导电性，注意原副线圈的功率相等，是解题的关键。 【点评】掌握住理想变压器的电压、电流之间的关系，最大值和有效值之间的关系即可解决本题5（多选）如图，单匝矩形导线框 abcd 与匀强磁场垂直，线框电阻不计，线框绕与 cd 边重合的固定转轴以恒定角速度从图示位置开始匀速转动，理想变压器匝数比为 n1：n 2开关 S 断开时，额定功率为
5、P 的灯泡 L1正常发光，电流表示数为 I，电流表内阻不计，下列说法正确的是（ ）A线框中产生的电流为正弦式交变电流B线框从图中位置转过 时，感应电动势瞬时值为C灯泡 L1的额定电压等于D如果闭合开关 S，则电流表示数变大【答案】 ABD【点睛】本题关键是抓住灯泡正常发光，可计算副线圈两端电压，同时要明确输入电压决定输出电压，输出电流决定输入电流，输出功率决定输入功率。6（多选）如图所示，边长为 l1、 l2的单匝矩形线框 abcd 处在磁感应强度为 B 的匀强磁场中，线框可绕轴 OO转动，轴 OO与磁场垂直，线框通过连接装置与理想变压器、小灯泡连接为如图所示的电路。已知小灯泡 L1、 L2额
6、定功率均为 P，正常发光时电阻均为 R。当开关闭合，线框以一定的角速度匀速转动时，灯泡 L1正常发光，电流表 A 示数为 I；当开关断开时，线框以另一恒定的角速度匀速转动，灯泡 L1仍正常发光，线框电阻、电流表 A 内阻不计，以下说法正确的是A断开开关 S 时，电流表示数为 2IB变压器原、副线圈的匝数比为C当开关闭合时线框转动的角速度为D当开关断开时线框转动的角速度为【答案】 BD【解析】7发电机的端电压为 220 V，输出电功率为 44 kW，输电导线的电阻为 0.2 ，如果用初、次级线圈匝数之比为 110 的升压变压器升压，经输电线路后，再用初、次级匝数比为 101 的降压变压器降压供给
7、用户。(1)画出全过程的线路图；(2)求用户得到的电压和功率；(3)若不经过变压而直接送到用户，求用户得到的功率和电压。【答案】 (1)略 (2)219.6 V 43.92 kW (3)36 kW，180 V 【解析】根据 ,计算得出升压变压器的输出电压为:则输电线上的电流为:,损失的功率为: .输电线上损失的电压为:则降压变压器输入电压为:根据 ,得用户得到的电压为:用户得 到的功率为:.综上所述本题答案是：（1）219.6V ; （2）180V ； 8如图所示，交流发电机的矩形金属线圈 abcd 的边长 ab cd50 cm， bc ad30 cm，匝数 n100，线圈的总电阻 r10 ，
8、线圈位于磁感应强度 B0.050 T 的匀强磁场中，线圈平面与磁场方向平行线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环 E、 F(集流环)焊接在一起，并通过电刷与阻值 R90 的定值电阻连接现使线圈绕过 bc 和 ad 边中点且垂直于磁场的转轴 OO以角速度 400 rad/s 匀速转动电路中的其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计，求：(1)线圈中感应电流的最大值；(2)线圈转动过程中电阻 R 的发热功率；(3)从线圈经过图示位置开始计时，经过 周期时间通过电阻 R 的电荷量【答案】 （1）3.0A（2）405W（3）【解析】考点：交流发电机及其产生正弦式电流的原理；正弦式电流的图象和三角函数表达
9、式【名师点睛】本题关键是要能够区分交流的有效值、瞬时值、最大值和平均值，求解电表读数用有效值，求解电量用平均值。1如图所示，某理想变压器的原、副线圈的匝数均可调节原线圈两端电压为一最大值不变的正弦式交变电流，在其他条件不变的情况下，为使变压器输入功率增大，可使（ ）A原线圈匝数 n1减小B副线圈匝数 n2减小C负载电阻 R 的阻值增大D负载电阻 R 的阻值减小【答案】 AD2如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比 n1n 241，原线圈接图乙所示的正弦交流电，副线圈与理想电压表、理想电流表、热敏电阻 RT(阻值随温度的升高而减小)及报警器 P(有内阻)组成闭合电路，回路中电流增加到一定值时报
10、警器 P 将发出警报声，则以下判断正确的是A变压器原线圈中交流电压的瞬时表达式 u36sin(100t) VB电压表示数为 9 VCR T处温度升高到一定值时，报警器 P 将会发出警报声DR T处温度升高时，变压器的输入功率变小【答案】 C【解析】原线圈接的图乙所示的正弦交流电，由图知最大电压 ，周期 0.02s，故角速度是，则交流电压的瞬时表达式为，故 A 错误；理想变压器原、副线圈的匝数比 ，所以副线圈的电压是 ，而电压表只测热敏电阻 两端的电压，所以电压表示数小于 9V，故 B 错误；处温度升高时副线圈中电流增大，升高到一定值时，报警器 P 将会发出警报声，故 C 正确； 处温度升高时副
11、线圈中电流增大，而副线圈的电压不变，变压器的输出功率变大，理想变压器的输入、输出功率之比为 1：1，变压器的输入功率变大，故 D 错误；故选 C. B、发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知， T=210-2s，故 ，故 B 正确.C、若增加用户用电负载的数量，当总电阻减小时，电流增大， P=I2R 知损失功率增大，故 C 正确.D、增大升压变压器原线圈匝数，输出电压减小，损失的功率为 ，损失功率增大，故 D 错误.故选 BC.【点睛】本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式6（多选）如图，发电机的电
12、动势 e678sin 100 t V，变压器的副线圈匝数可调，触头 P 置于 a 处时，用户的用电器恰好得到 220 V 的电压， R 表示输电线的电阻。下列说法正确的是( )A电流的频率为 50 HzB电压表 V2的示数为 220 VC电压表 V1的示数为 678 VD当用户的用电器功率增加时，要保持用户仍得到 220 V 的电压，触头 P 应向上滑【答案】 AD7图为一输电系统，A 地有一台升压变压器，B 地有一台匝数比 为 101 的降压变压器，使 120 盏标有“120V 100W”的灯正常工作，A、B 两地间输电线的电阻是 20，求：(1)升压变压器输出端的电压(2)若不用变压器，要在 B 地得到同样大小的电流和电功率，那么在 A 地要用多大的电压将电能输出？(3)两情况下输电线上损耗功率之比是多少？【答案】 （1）1400V (2)2120V (3)【解析】（2）若不用变压器，则： ，其中代入数据解得：U=2120V 考点：考查了理想变压器，交流电图像