专题 交流电路和变压器Word文档格式.docx
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B．原线圈输入电压的最大值为200V
C．电阻R2的电功率约为6.67W
D．通过R3的电流始终为零
解析 变压器不改变交流电的周期和频率，据图乙可知交流电的周期为0.02s、频率为50Hz，A错．由图乙可知通过R1的电流最大值为Im＝1A，根据欧姆定律可知其最大电压为Um＝I1mR1＝20V，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200V，B错；
因为电容器有通交流、隔直流的作用，则有电流通过R3和电容器，D错；
根据并联电路特点，可知电阻R2的功率P2＝＝＝W＝6.67W，C对．
答案 C
3．（仿2013广东高考，16T）在图6甲所示的电路中，理想变压器原线圈两端的正弦交变电压变化规律如图乙所示．已知变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，串联在原线圈电路中电流表A1的示数为1A，下列说法正确的是
（ ）．
图6
A．电压表V的示数为200V
B．变压器的输出功率为200W
C．变压器输出端交流电的频率为100Hz
D．电流表A2的示数为0.1A
解析 电表测量的是有效值，电压表V测量原线圈两端交变电压的有效值，所以其示数为U1＝＝200V，A错误；
变压器的输出功率等于输入功率，即P出＝P入＝U1I1＝200W，B正确；
变压器不改变输入交流电的频率，变压器输出端交流电的频率为50Hz，C错误；
电流表A2的示数为I2＝＝10A，D错误．
答案 B
图7
4．（仿2012新课标全国高考，17T）如图7所示，电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1、I2分别为原线圈、副线圈中的电流．下列说法正确的是（ ）．
A．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则R上消耗的功率减小
B．保持P的位置及U1不变，S由a切换到b，则I2减小
C．保持P的位置及U1不变，S由b切换到a，则I1增大
D．保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，则I1减小
解析 保持P的位置及U1不变，当S由b切换到a，则副线圈的匝数n2增大，输出电压U2增大，I2＝增大，I1＝增大，R上消耗的功率P＝增大，A错误，C正确；
当S由a切换到b，则副线圈匝数减小，输出电压U2减小，I2＝减小，选项B正确；
若保持U1不变，S接在b端，将P向上滑动，那么输出电压U2不变，R减小，I2＝增大，I1＝增大，D错误．
答案 BC
5．如右图所示，M是一小型理想变压器，接线柱a、b接在电压u＝311sin314t（V）的正弦交流电源上，变压器右侧部分为一火警报警系统原理图，其中R2为用半导体热敏材料制成的传感器，电阻随着温度的升高而减小，电流表A2为值班室的显示器，显示通过R1的电流，电压表V2显示加在报警器上的电压（报警器未画出），R3为一定值电阻．当传感器R2所在处出现火警时，以下说法中正确的是（ ）
A．A1的示数不变，A2的示数增大
B．A1的示数增大，A2的示数增大
C．V1的示数增大，V2的示数增大
D．V1的示数不变，V2的示数减小
【解析】 本题考查变压器的性质和动态电路．由于理想变压器的输入电压U1不变，V1读数不变；
匝数比一定时，输出电压U2不变．当有火警时，热敏电阻R2变小，输出电路的总电阻变小，U2一定时，总电流I变大，R3上的电压U3＝IR3变大，V2的读数变小，R1两端电压变小，A2电流变小．由理想电路的电流关系，I变大，通过原线圈的总电流变大，A1读数变大，只有D正确．
【答案】 D
6．在远距离输电时，输送的电功率为P，输电电压为U，所用输电导线的电阻率为ρ，横截面积为S，导线的总长度为L，输电线上损耗的电功率为
，用户得到的电功率为
，下面关于
和
的表达式中正确的是（）。
A．
＝
B．
C．
＝P－
D．
＝P（1－
）
解析：
输电导线电阻
，输电电流
，输电线上损失的功率：
。
用户得到的电功率：
）。
答案：
B、D
7．（仿2012安徽高考，23T）用均匀导线弯成正方形闭合线框abcd，线框每边长10cm，每边的电阻值为0.1Ω.把线框放在磁感应强度为B＝0.1T的匀强磁场中，并使它绕轴O1O2以ω＝100rad/s的角速度匀速旋转，旋转方向如图9所示（沿O2O1由O2向O1看为顺时针方向）．已知O1、O2两点分别在ad和bc上，轴O1O2在线框平面内，并且垂直于B，O1d＝3O1a，O2c＝3O2b.
（1）当线框平面转至和B平行的瞬时（如图9所示位置）
①每个边产生的感应电动势的大小各是多少？
②线框内感应电流的大小是多少？
方向如何？
（2）求线框由图所示位置旋转的过程中产生的平均电动势的大小；
（3）线框旋转一周内产生的热量为多少？
解析
（1）①令L表示正方形线框的边长，R表示其每边的电阻值，则L＝0.1m，R＝0.1Ω，设此时cd段感应电动势的大小为Ecd，ab段感应电动势的大小为Eab，则Ecd＝BLv1＝＝0.075V
Eab＝BLv2＝＝0.025V
da段和bc段不切割磁感线，所以它们的电动势都是零．
②线框中的感应电动势E＝E1＋E2＝0.1V
线框中的感应电流为I＝＝0.25A
根据楞次定律或右手定则，可判断电流方向沿dcbad.
（2）根据法拉第电磁感应定律，线框由图所示位置旋转的过程中产生的平均电动势的大小
＝＝＝＝V＝0.083V
（3）线框旋转一周产生的热量为
Q＝R总T＝4R＝2.5π×
10－4J＝7.85×
10－4J
答案
（1）①Ecd＝0.075V Eab＝0.025V Eda＝Ebc＝0
②0.25A 方向沿dcbad
（2）0.083V （3）7.85×
8．一条河流，流量
，落差
m，现利用其发电，若发电机总效率为50%，输出电压为240V，输电线路总电阻
，允许损失功率为发电机输出功率的6%，为满足用电的要求，使用户获得220V电压，则该输电线路所使用的理想升压、降压变压器的匝数比各是多少？
能使多少盏“220V100W”的电灯正常发光？
按题意画出远距离输电的示意图如图13-5-2所示，
图13-5-2
电源端的输出功率
W＝
W
输电线上的功率损失
，所以输电线中电流为：
A
故升压变压器B1的副线圈送电电压为：
V
又升压变压器B1的原线圈电压
V，所以升压变压器的变压比为：
=6125
输电线上电压的损耗：
则降压器B2的原线圈的电压：
=
V-300V=4700V
据题意知，
，所以降压变压器的匝数比为：
因为理想变压器没有能量损失，所以可正常发光的电灯盏数为：
盏
升压、降压变压器的匝数比分别为6125和23511；
470盏。
课后作业
1．（2010天津）为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L1、L2，电路中分别接了理想交流电压表V1、V2和理想交流电流表A1，A2，导线电阻不计，
如图所示。
当开关S闭合后（）
A．A1示数变大，A1与A2示数的比值不变
B．A1示数变大，A1与A2示数的比值变大
C．V2示数变小，V1与V2示数的比值变大
D．V2示数不变，V1与V2示数的比值不变
AD
2．（2010江苏）在如图多事的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（）
A．升压变压器的输出电压增大
B．降压变压器的输出电压增大
C．输电线上损耗的功率增大
D．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大
CD
3．（2010福建）中国已投产运行的1000kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。
假设甲、乙两地原采用500kV的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P。
在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为（）
A．P/4B．P/2C．2PD．4P
4．如图所示，有一理想变压器，原线圈接在电压一定的正弦交流电源上，副线圈电路中接入三个电阻R1、R2、R3，各交流电表的内阻对电路的影响不计，当开关S闭合时，各电
表的示数变化情况是（）
A．电流表A2示数变大，电压表V1示数变小
B．电流表A1示数变大，电压表V2示数变小
C．电流表A1示数变小，电压表V1示数不变
D．电流表A2示数变小，电压表V2示数变大
B
5．（09年海南）一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V，经变压器T1升压后向远方输电。
输电线路总电阻R=1KΩ．到目的地经变压器T2降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V、60W）。
若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器T1和T2的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（）
A．T1原、副线圈电流分别为103A和20A
B．T2原、副线圈电压分别为1.8×
104V和220V
C．T1和T2的变压比分别为1∶50和40∶1
D．有6×
104盏灯泡（220V、60W）正常发光
ABD
6．（08海南）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u＝U0sinωt的交流电源，副线圈接一个R＝27.5Ω的负载电阻．若U0＝220
V，ω＝100πHz，则下述结论正确的是（）
R
副线圈中电压表的读数为55V
B．副线圈中输出交流电的周期为
s
C．原线圈中电流表的读数为0.5A
D．原线圈中的输入功率为110
AC
7．一个理想变压器的工作示意图如下图所示，变压器的初级线圈匝
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