（浙江選考）2019版高考物理大一輪復(fù)習(xí) 第九章 電磁感應(yīng) 交變電流 第3講 交變電流學(xué)案

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1、 第3講　交變電流 [考試標(biāo)準(zhǔn)] 知識(shí)內(nèi)容 必考要求 加試要求 說(shuō)明 交變電流 c 1.不要求知道交流發(fā)電機(jī)各部分的名稱． 2.不要求推導(dǎo)交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式． 3.不要求計(jì)算線圈在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)的電動(dòng)勢(shì)． 4.不要求證明正弦式交變電流有效值與峰值之間的關(guān)系． 5.不要求計(jì)算方波等其他交變電流的有效值． 6.不要求知道感抗、容抗的概念． 7.不要求分析、計(jì)算兩個(gè)及以上副線圈和有兩個(gè)磁路的變壓器問(wèn)題． 8.不要求計(jì)算同時(shí)涉及升壓、降壓的輸電問(wèn)題. 描述交變電 流的物理量 c 電感和電容對(duì)交變電流的影響 b 變壓器 c 電能的輸送

2、 c 一、交變電流 1．產(chǎn)生：線圈繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)． 2．兩個(gè)特殊位置的特點(diǎn)： (1)線圈平面與中性面重合時(shí)，S⊥B，Φ最大，＝0，e＝0，i＝0，電流方向?qū)l(fā)生改變． (2)線圈平面與中性面垂直時(shí)，S∥B，Φ＝0，最大，e最大，i最大，電流方向不改變． 3．電流方向的改變：線圈通過(guò)中性面時(shí)，電流方向發(fā)生改變，一個(gè)周期內(nèi)線圈兩次通過(guò)中性面，因此電流的方向改變兩次． 自測(cè)1　(多選)關(guān)于中性面，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大，磁通量的變化率為零 B．線圈在轉(zhuǎn)動(dòng)中經(jīng)中性面位置時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量為零，磁通量的

3、變化率最大 C．線圈每經(jīng)過(guò)一次中性面，感應(yīng)電流的方向就改變一次 D．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周經(jīng)過(guò)中性面一次，所以線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向就改變一次 答案　AC 二、正弦式交變電流的描述 1．周期和頻率 (1)周期(T)：交變電流完成一次周期性變化(線圈轉(zhuǎn)一周)所需的時(shí)間，單位是秒(s)，公式T＝. (2)頻率(f)：交變電流在1 s內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)，單位是赫茲(Hz)． (3)周期和頻率的關(guān)系：T＝或f＝. 2．正弦式交變電流的函數(shù)表達(dá)式(線圈在中性面位置開始計(jì)時(shí)) (1)電動(dòng)勢(shì)e隨時(shí)間變化的規(guī)律：e＝Emsin ωt，其中ω為線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度，Em＝nBSω. (2)

4、負(fù)載兩端的電壓u隨時(shí)間變化的規(guī)律：u＝Umsin ωt. (3)電流i隨時(shí)間變化的規(guī)律：i＝Imsin ωt. 3．交變電流的瞬時(shí)值、峰值和有效值 (1)瞬時(shí)值：交變電流某一時(shí)刻的值，是時(shí)間的函數(shù)． (2)峰值：交變電流(電流、電壓或電動(dòng)勢(shì))所能達(dá)到的最大的值，也叫最大值． (3)有效值：跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流的值叫做交變電流的有效值．對(duì)正弦交流電，其有效值和峰值的關(guān)系為：E＝，U＝，I＝. 自測(cè)2　(多選)如圖1所示是某種正弦交變電壓的波形圖，由圖可確定該電壓的(　　) 圖1 A．周期是0.01 s B．最大值是311 V C．有效值約220 V D．表達(dá)

5、式為u＝220sin 100πt(V) 答案　BC 三、電感和電容對(duì)交變電流的影響 1．電感器對(duì)交變電流的阻礙作用 (1)感抗：電感器對(duì)交變電流阻礙作用的大小． (2)影響因素：線圈的自感系數(shù)越大，交流的頻率越高，感抗越大． (3)感抗的應(yīng)用 類型 區(qū)別　　 低頻扼流圈 高頻扼流圈 自感系數(shù) 較大 較小 感抗大小 較大 較小 作用 通直流、阻交流 通低頻、阻高頻 2.電容器對(duì)交變電流的阻礙作用 (1)容抗：電容器對(duì)交變電流阻礙作用的大?。? (2)影響因素：電容器的電容越大，交流的頻率越高，容抗越?。? (3)作用：“通交流，隔直流；通

6、高頻，阻低頻”． 自測(cè)3　(多選)如圖2所示，當(dāng)交流電源的電壓(有效值)U＝220 V，頻率f＝50 Hz時(shí)，三只燈泡L1、L2、L3的亮度相同(L無(wú)直流電阻)，若將交流電源的頻率變?yōu)?00 Hz，則(　　) 圖2 A．L1燈比原來(lái)亮 B．L2燈比原來(lái)亮 C．L3燈和原來(lái)一樣亮 D．L3燈比原來(lái)亮 答案　AC 四、變壓器 1．原理 電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)． 2．基本關(guān)系式 (1)功率關(guān)系：P入＝P出． (2)電壓關(guān)系：＝. (3)電流關(guān)系：只有一個(gè)副線圈時(shí)＝. 3．幾種常用的變壓器 (1)自耦變壓器——調(diào)壓變壓器． (2)互感器 五、電能的輸送 1．輸電

7、過(guò)程(如圖3所示) 圖3 2．輸電導(dǎo)線上的能量損失：主要是由輸電線的電阻發(fā)熱產(chǎn)生的，表達(dá)式為Q＝I2Rt. 3．電壓損失：(1)ΔU＝U－U′； (2)ΔU＝IR. 4．功率損失：(1)ΔP＝P－P′；(2)ΔP＝I2R＝()2R. 5．輸送電流：(1)I＝；(2)I＝. 自測(cè)4　(多選)理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝10∶1，原線圈兩端接交流電源，則(　　) A．原、副線圈中電流頻率之比f(wàn)1∶f2＝10∶1 B．原、副線圈兩端電壓之比為U1∶U2＝10∶1 C．原、副線圈內(nèi)交變電流之比I1∶I2＝1∶10 D．變壓器輸入和輸出功率之比P1∶P2＝10∶1

8、 答案　BC 解析　根據(jù)變壓器的電壓比＝和電流比＝可知選項(xiàng)B、C是正確的；對(duì)于理想變壓器，不改變頻率，輸入與輸出的功率相等，即P1＝P2，所以選項(xiàng)A、D是錯(cuò)誤的． 命題點(diǎn)一　交變電流的產(chǎn)生和描述 正弦式交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值、平均值的比較 物理量 物理含義 重要關(guān)系 適用情況及說(shuō)明 瞬時(shí)值 交變電流某一時(shí)刻的值 e＝Emsin ωt，i＝Imsin ωt 計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況 峰值 最大瞬時(shí)值 Em＝nBSω，Em＝nΦmω，Im＝ 討論電容器的擊穿電壓 有效值 跟交變電流的熱效應(yīng)等效的恒定電流值 對(duì)正(余)弦交流電有：E＝，U＝，I＝ (

9、1)計(jì)算與電流熱效應(yīng)有關(guān)的量(如功、功率、熱量等) (2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的一般是有效值 (3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流為有效值 (4)交流電壓表和電流表的讀數(shù)為有效值 平均值 交變電流圖象中圖線與時(shí)間軸所夾的面積與時(shí)間的比值 ＝Bl，＝n，＝ 計(jì)算通過(guò)電路橫截面的電荷量 例1　(多選)(2017·浙江名校協(xié)作體模擬)一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖象如圖4所示，已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為5.0 Ω，現(xiàn)外接一只電阻為95.0 Ω的燈泡，則(　　) 圖4 A．電壓表V的示數(shù)為220 V B．電路中的電流方向每秒改變100次 C．通過(guò)燈泡電流的最大值為2.

10、2 A D．發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為48.4 J 答案　BC 解析　由題圖知電壓峰值為220 V，周期為2×10－2 s，所以有效值為220 V，角速度ω＝＝ rad/s＝100π rad/s.電壓表測(cè)的是路端電壓U＝R＝ ×95 V＝209 V，故A錯(cuò)誤；因周期T＝2×10－2 s，所以頻率f＝＝ Hz＝50 Hz，電流方向每秒鐘改變100次，故B正確；通過(guò)燈泡電流的最大值為Im＝ A＝2.2 A，故C正確；發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻每秒鐘產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝t＝×1 J＝24.2 J，故D錯(cuò)誤． 變式1　(多選)如圖5所示，閉合的矩形導(dǎo)體線圈abcd在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁感線的對(duì)稱軸O

11、O′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．沿著OO′方向觀察，線圈順時(shí)針?lè)较蜣D(zhuǎn)動(dòng)．則當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)(　　) 圖5 A．線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda B．線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍dcba C．穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大 D．線圈ad邊所受安培力的方向垂直紙面向里 答案　ACD 解析　當(dāng)線圈轉(zhuǎn)至圖示位置時(shí)，由楞次定律可知，線圈中感應(yīng)電流的方向?yàn)閍bcda，選項(xiàng)A正確，B錯(cuò)誤；圖示位置穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間的變化率最大，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，C正確；由左手定則知線圈ad邊所受安培力的方向垂直紙面向里，選項(xiàng)D正確． 變式2　(多選)某小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)為e＝50sin 100πt(V)．對(duì)

12、此電動(dòng)勢(shì)，下列表述正確的有(　　) A．最大值是50 V B．頻率是100 Hz C．有效值是25 V D．周期是0.02 s 答案　CD 解析　交變電動(dòng)勢(shì)e＝Emsin ωt＝50sin 100πt(V)，故電動(dòng)勢(shì)最大值是50 V，有效值是 V＝25 V，又ω＝2πf＝＝100π rad/s，故頻率是50 Hz，周期是0.02 s，選項(xiàng)C、D正確． 變式3　(多選)(2017·紹興市選考模擬)圖6甲為風(fēng)力發(fā)電的簡(jiǎn)易模型．在風(fēng)力作用下，風(fēng)葉帶動(dòng)與桿固連的永磁鐵轉(zhuǎn)動(dòng)，磁鐵下方的線圈與電壓傳感器相連．在某一風(fēng)速時(shí)，電壓傳感器顯示如圖乙所示正弦規(guī)律變化，則(　　) 圖6 A

13、．磁鐵的轉(zhuǎn)速為10 r/s B．線圈兩端電壓的有效值為6 V C．交流電壓的表達(dá)式為u＝12sin 5πt V D．該交流電可以直接加在擊穿電壓為9 V的電容器上 答案　BC 解析　電流的周期為T＝0.4 s，故磁鐵的轉(zhuǎn)速為n＝＝ r/s＝2.5 r/s，故A錯(cuò)誤；通過(guò)題圖乙可知電壓的最大值為12 V，故有效值U＝＝ V＝6 V，故B正確；周期T＝0.4 s，故ω＝＝ rad/s＝5π rad/s，故交流電壓的表達(dá)式為u＝12sin 5πt V，故C正確；該交流電的最大值大于電容器的擊穿電壓，故不能直接加在擊穿電壓為9 V的電容器上，故 D錯(cuò)誤． 命題點(diǎn)二　變壓器和電能的輸送 考

14、向1　理想變壓器原理和基本關(guān)系 1．變壓器的工作原理 2．理想變壓器的制約關(guān)系： 制約關(guān)系 電壓 副線圈電壓U2由原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定U2＝U1 功率 原線圈的輸入功率P入由副線圈的輸出功率P出決定P入＝P出 電流 原線圈電流I1由副線圈電流I2和匝數(shù)比決定I1＝I2 例2　(多選)如圖7所示，將額定電壓為60 V的用電器，通過(guò)一理想變壓器接在正弦交變電源上．閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220 V和2.2 A．以下判斷正確的是(　　) 圖7 A．變壓器輸入功率為484 W B．通過(guò)原線圈的電流的有效

15、值為0.6 A C．通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2 A D．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3 答案　BD 解析　根據(jù)功率公式可以求出用電器消耗的功率為60×2.2 W＝132 W，此即變壓器輸出功率，再根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，因此選項(xiàng)A錯(cuò)誤；再根據(jù)變壓器變壓公式和變流公式可知，＝和＝，聯(lián)立可求得通過(guò)原線圈的電流的有效值為0.6 A，所以選項(xiàng)B正確；由于電流表顯示的是有效值，因此通過(guò)副線圈的電流的最大值為2.2 A，故選項(xiàng)C錯(cuò)誤；根據(jù)變壓器的變壓公式可知，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為n1∶n2＝11∶3，所以D選項(xiàng)正確． 變式4　(多選)如圖8所示為一種變壓器的實(shí)

16、物圖，根據(jù)其銘牌上所提供的信息，以下判斷正確的是(　　) 圖8 A．這是一個(gè)升壓變壓器 B．原線圈的匝數(shù)比副線圈的匝數(shù)多 C．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V時(shí)，副線圈輸出直流電壓12 V D．當(dāng)原線圈輸入交流電壓220 V、副線圈接負(fù)載時(shí)，副線圈中電流比原線圈中電流大 答案　BD 解析　根據(jù)銘牌上所提供的信息可知：變壓器的輸入電壓為220 V，輸出電壓為12 V，該變壓器為降壓變壓器，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤，B正確；變壓器的工作原理是電磁感應(yīng)，故變壓器的原、副線圈上的電壓都為交流電壓，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；由理想變壓器的輸出功率等于輸入功率，且原線圈的電壓大于副線圈的電壓，知副線圈接負(fù)載時(shí)，副

17、線圈中電流比原線圈中電流大，選項(xiàng)D正確． 變式5　(多選)如圖9所示，理想變壓器原線圈的匝數(shù)為n1，副線圈的匝數(shù)為n2，原線圈的兩端a、b接正弦交流電源，電壓表V的示數(shù)為220 V，負(fù)載電阻R＝44 Ω，電流表A1的示數(shù)為0.2 A．下列判斷正確的是(　　) 圖9 A．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為2∶1 B．原線圈和副線圈的匝數(shù)比為5∶1 C．電流表A2的示數(shù)為1 A D．電流表A2的示數(shù)為0.4 A 答案　BC 解析　由電壓表V的示數(shù)和電流表A1的示數(shù)可得原線圈中的功率P1＝U1I1，P1＝P2＝I22R，所以電流表A2的示數(shù)為I2＝＝ A＝1 A，C正確，D錯(cuò)誤；原線圈和副

18、線圈的匝數(shù)比＝＝，A錯(cuò)誤，B正確． 考向2　理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析 常見(jiàn)的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況： 1．匝數(shù)比不變的情況(如圖10所示) (1)U1不變，根據(jù)＝，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，不論負(fù)載電阻R如何變化，U2不變． (2)當(dāng)負(fù)載電阻發(fā)生變化時(shí)，I2變化，輸出電流I2決定輸入電流I1，故I1發(fā)生變化． (3)I2變化引起P2變化，P1＝P2，故P1發(fā)生變化． 　　 圖10　　　　　　　　　　圖11 2．負(fù)載電阻不變的情況(如圖11所示) (1)U1不變，發(fā)生變化，故U2變化． (2)R不變，U2變化，故I2發(fā)生變化． (3)根

19、據(jù)P2＝，P2發(fā)生變化，再根據(jù)P1＝P2，故P1變化，P1＝U1I1，U1不變，故I1發(fā)生變化． 例3　(多選)如圖12所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10∶1，b是原線圈的中心接頭，電壓表V和電流表A均為理想電表，除滑動(dòng)變阻器電阻R、定值電阻R0以外的其余電阻不計(jì)，從某時(shí)刻開始在原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時(shí)值表達(dá)式為u1＝220sin 100πt(V)．下列說(shuō)法中正確的是 (　　) 圖12 A．t＝ s時(shí)刻，c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值為110 V B．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，副線圈電壓的有效值為22 V C．單刀雙擲開關(guān)與a連接時(shí)，在滑動(dòng)變阻器滑片P向上移動(dòng)的過(guò)程中

20、，電壓表和電流表的示數(shù)均變小 D．當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均變大 答案　AD 解析　由c、d兩點(diǎn)間的電壓瞬時(shí)值表達(dá)式u1＝220sin 100πt(V)知，當(dāng)t＝ s時(shí)，u1＝220sin V＝110 V，選項(xiàng)A正確；單刀雙擲開關(guān)與a連接，由＝得U2＝＝220× V＝22 V，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；單刀雙擲開關(guān)與a連接，滑片P向上移動(dòng)時(shí)，變阻器接入電路的阻值變大，I2減小，U0＝I2R0減小，U2不變，則電壓表示數(shù)變大，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由a扳向b時(shí)，原線圈匝數(shù)變少，由＝可知副線圈輸出總電壓變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律，副線圈的電流變大，電壓表測(cè)量滑動(dòng)變阻器兩端的電

21、壓，所以電壓表示數(shù)變大，D正確． 變式6　(多選)如圖13所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過(guò)滑動(dòng)觸頭Q來(lái)調(diào)節(jié)，在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動(dòng)變阻器R，P為滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭．在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則(　　) 圖13 A．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大 B．保持Q的位置不動(dòng)，將P向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小 C．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變大 D．保持P的位置不動(dòng)，將Q向上滑動(dòng)時(shí)，電流表讀數(shù)變小 答案　BC 解析　Q位置不動(dòng)，副線圈電壓U2不變，當(dāng)P上滑時(shí)，R增大，由P＝可知總功率減小，原

22、線圈電壓U1不變，由P＝U1I1可知原線圈電流I1減小，故A錯(cuò)誤，B正確；當(dāng)P位置不動(dòng)，Q上滑時(shí)，由＝知U2增大，同理可知原線圈電流I1增大，故C正確，D錯(cuò)誤． 考向3　電能的輸送 遠(yuǎn)距離輸電的三個(gè)易錯(cuò)點(diǎn)： 1．計(jì)算輸電線上損失的功率ΔP＝，U應(yīng)為輸電線上損耗的電壓，而不是輸電電壓； 2．當(dāng)輸送功率一定時(shí)，輸電電壓增大到原來(lái)的n倍，輸電線上損耗的功率就減小到原來(lái)的； 3．電網(wǎng)送電遵循“用多少送多少”的原則，而不是“送多少用多少”，說(shuō)明原線圈電流由副線圈電流決定． 例4　(多選)(2017·臺(tái)州市六校聯(lián)考)電能是我們社會(huì)生活的重要資源，由于地理環(huán)境的限制，發(fā)電站一般離用電的場(chǎng)所都很遠(yuǎn)

23、．現(xiàn)假設(shè)將三門核電站發(fā)出來(lái)的電輸送到椒江使用，在遠(yuǎn)距離輸電過(guò)程中，一定要考慮輸送效率問(wèn)題，下列說(shuō)法正確的是(　　) A．高壓輸電是通過(guò)減小輸電電流來(lái)減小電路的發(fā)熱損耗 B．減小輸電線的電阻有利于減少輸電過(guò)程中的電能損失 C．增大輸電線的電阻有利于減小輸電過(guò)程中的電能損失 D．在輸送電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，輸電過(guò)程中的電能損失越小 答案　AB 解析　根據(jù)輸電上損失的電熱功率P＝I2R知，減小電流和減小電阻都可以減小電能損失，選項(xiàng)A、B正確，C錯(cuò)誤；根據(jù)P＝UI知，電壓一定時(shí)，輸送的電功率越大，電流越大，所以輸電線上的電能損失越大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 考向4　交變電流和變壓器的綜合問(wèn)

24、題 例5　(多選)手搖發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的正弦交流電經(jīng)變壓器給燈泡L供電，其電路如圖14所示，當(dāng)線圈以角速度ω勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，電壓表示數(shù)為U，燈泡正常發(fā)光．已知發(fā)電機(jī)線圈的電阻為r，燈泡正常發(fā)光時(shí)的電阻為R，其他電阻可忽略，變壓器原線圈與副線圈的匝數(shù)比為k，變壓器可視為理想變壓器．則(　　) 圖14 A．燈泡的額定電壓為 B．燈泡的額定功率為 C．發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為U D．從中性面開始計(jì)時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝Usin ωt 答案　AD 解析　電壓表測(cè)量的是原線圈的電壓有效值，因?yàn)榇藭r(shí)燈泡正常發(fā)光，則燈泡的額定電壓等于此時(shí)副線圈的電壓，則由＝k得燈泡的額定

25、電壓UL＝，A正確；燈泡的額定功率PL＝＝，B錯(cuò)誤；副線圈的電流IL＝＝，因原、副線圈的電流之比＝，故原線圈的電流I1＝，因此發(fā)電機(jī)的線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值E＝U＋I(xiàn)1r，最大值Em＝E＝U(1＋)，C錯(cuò)誤；原線圈輸入電壓最大值為U，則從中性面開始計(jì)時(shí)，原線圈輸入電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u＝Usin ωt，D正確． 1．(多選)關(guān)于線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交變電流，下列說(shuō)法中正確的是(　　) A．線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流的方向就改變一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的方向不變 B．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流的方向改變兩次 C．線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次

26、 D．線圈每轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)和感應(yīng)電流的方向都改變一次 答案　BC 解析　當(dāng)線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生交變電流時(shí)，線圈平面每經(jīng)過(guò)中性面一次，感應(yīng)電流與感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)方向均改變一次，轉(zhuǎn)動(dòng)一周，感應(yīng)電流方向改變兩次，B、C正確，A、D錯(cuò)誤． 2．(多選)線圈在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)產(chǎn)生的交流電動(dòng)勢(shì)為e＝10sin 20πt V，則下列說(shuō)法正確的是(　　) A．t＝0時(shí)，線圈平面位于中性面 B．t＝0時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量最大 C．t＝0時(shí)，導(dǎo)線切割磁感線的有效速度最大 D．t＝0.4 s時(shí)，e達(dá)到峰值10 V 答案　AB 3．(2016·舟山市聯(lián)考)處在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中的矩形線圈abcd，以恒定的

27、角速度繞ab邊轉(zhuǎn)動(dòng)，磁場(chǎng)方向平行于紙面并與ab邊垂直．在t＝0時(shí)刻，線圈平面與紙面重合(如圖1所示)，線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng)．若規(guī)定a→b→c→d→a方向的感應(yīng)電流為正，則能反映線圈中感應(yīng)電流i隨時(shí)間t變化的圖線是(　　) 圖1 答案　C 解析　線圈在磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，可以產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電．對(duì)于題圖所示起始時(shí)刻，線圈的cd邊離開紙面向外運(yùn)動(dòng)，速度方向和磁場(chǎng)方向垂直，產(chǎn)生的感應(yīng)電流的瞬時(shí)值最大；用右手定則判斷出電流方向?yàn)槟鏁r(shí)針?lè)较?，與規(guī)定的正方向相同，所以C對(duì)． 4．(多選)(2016·浙江市部分重點(diǎn)中學(xué)高二上期末)如圖2甲所示，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)

28、中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速，繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交變電動(dòng)勢(shì)圖象如圖乙中曲線a、b所示，則(　　) 圖2 A．兩次t＝0時(shí)刻線圈平面均與中性面重合 B．曲線a、b對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3 C．曲線a表示的交變電動(dòng)勢(shì)頻率為25 Hz D．曲線b表示的交變電動(dòng)勢(shì)有效值為10 V 答案　AC 解析　線圈經(jīng)過(guò)中性面時(shí)不切割磁感線，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，選項(xiàng)A正確；由題圖乙可知曲線a、b的周期之比為2∶3，則對(duì)應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為3∶2，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；曲線a的周期Ta＝4×10－2 s，其頻率fa＝＝25 Hz，選項(xiàng)C正確；曲線a、b表示的交變電動(dòng)勢(shì)的峰值之比＝＝，

29、又Ema＝15 V，得Emb＝10 V，Ub＝Emb＝5 V，選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 5．(多選)如圖3所示的實(shí)驗(yàn)電路中，若交流電壓的有效值與直流電壓相等，S為雙刀雙擲開關(guān)，下列敘述中正確的是(　　) 圖3 A．當(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較亮，擲向c、d時(shí)燈較暗 B．當(dāng)S擲向a、b時(shí)燈較暗，擲向c、d時(shí)燈較亮 C．S擲向c、d，把電感線圈中的鐵芯抽出來(lái)時(shí)燈變亮 D．S擲向c、d，電源電壓不變，而使頻率減小時(shí)燈變暗 答案　AC 解析　線圈對(duì)恒定電流幾乎無(wú)阻礙作用，對(duì)交變電流，有鐵芯、匝數(shù)越多，則自感系數(shù)越大，阻礙作用越大． 6．(多選)如圖4所示的電路中，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為10∶1

30、，原線圈接入正弦式交變電流，電流表A、電壓表V均為理想電表，R是光敏電阻(其阻值隨光的強(qiáng)度增大而減小)、L是理想線圈、D是燈泡．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖4 A．若電壓表V的示數(shù)為6 V，則輸入電壓的峰值為60 V B．有光照射R時(shí)，電流表A的示數(shù)變大 C．若抽出L中的鐵芯，燈D變亮 D．若輸入電壓的峰值保持不變，頻率變大，則燈D變亮 答案　BC 解析　根據(jù)公式＝可以得到輸入端電壓為U1＝60 V，則峰值Um＝60 V，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；根據(jù)題意，有光照射R時(shí)，R阻值減小，則副線圈電流增大，根據(jù)＝，原線圈電流增大，故電流表A示數(shù)增大，故選項(xiàng)B正確；抽出L中的鐵芯，理想線圈自感系

31、數(shù)減小，對(duì)電流的阻礙減小，所以燈D變亮，故選項(xiàng)C正確；若輸入電壓的峰值保持不變，則有效值不變，匝數(shù)不變，則副線圈電壓不變，頻率變大，L的阻礙作用變大，故燈D變暗，故選項(xiàng)D錯(cuò)誤． 7.(多選)僅采取下列中的某一個(gè)措施，能使如圖5所示的理想變壓器輸出功率增加的是(　　) 圖5 A．增加負(fù)載電阻R的阻值 B．減小負(fù)載電阻R的阻值 C．增加副線圈的匝數(shù)n2 D．減少原線圈的匝數(shù)n1 答案　BCD 解析　由P出＝知U2一定時(shí)，R減小，P出增大，A錯(cuò)誤，B正確；又U2＝U1知U1、R一定時(shí)，n1減少或n2增加，均引起U2增加，P出增加，C、D正確． 8．(多選)(2017·湖州市高二

32、上期末)發(fā)生冰凍災(zāi)害時(shí)，高壓電線上會(huì)凝結(jié)成冰層，非常容易造成高壓輸電線壓斷或鐵塔傾覆．為清除高壓輸電線上的冰層，可利用電流的熱效應(yīng)．若在正常供電時(shí)，高壓線上輸電電壓為U，輸電電流為I，熱損耗功率為P；除冰時(shí)，輸電線上的熱損耗功率需變?yōu)?P，則除冰時(shí)(認(rèn)為輸電功率和輸電線電阻不變)(　　) A．輸電電流為3I B．輸電電流為9I C．輸電電壓為3U D．輸電電壓為 答案　AD 解析　輸電線的電阻不變，根據(jù)P損＝I2R知，輸電線上的熱損耗功率要變?yōu)?P，則輸電電流變?yōu)?I，故A正確，B錯(cuò)誤．輸電功率不變，輸電電流變?yōu)?I，根據(jù)P＝UI知，輸電電壓為，故C錯(cuò)誤，D正確． 9．(多選

33、)(2017·湖州市高二上期末)如圖6所示，一理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)分別為n1＝1 400匝、n2＝700匝，并接有一負(fù)載電阻R(阻值可變)．變壓器的輸入功率為P1、輸入電壓為U1、輸入電流為I1，輸出功率為P2、輸出電壓為U2、輸出電流為I2，下面說(shuō)法正確的是(　　) 圖6 A．P1∶P2＝2∶1 B．U1∶U2＝2∶1 C．I1∶I2＝2∶1 D．若R減小，輸入功率P1增大 答案　BD 解析　由于輸出功率等于輸入功率，因此變壓器功率關(guān)系為P1∶P2＝1∶1，故A錯(cuò)誤；電壓之比等于線圈匝數(shù)之比，故U1∶U2＝1 400∶700＝2∶1，故B正確；電流之比等于線圈匝數(shù)的

34、反比，故I1∶I2＝1∶2，故C錯(cuò)誤；若R減小，則輸出電流變大，由P＝UI可知，輸出功率變大，則輸入功率一定變大，故D正確． 10．(多選)(2017·杭州市四校期中考試)某變壓器原、副線圈匝數(shù)比為55∶9，原線圈所接電源電壓按圖7所示規(guī)律變化，副線圈接有負(fù)載．下列判斷正確的是(　　) 圖7 A．輸出電壓的有效值為36 V B．原、副線圈中電流之比為55∶9 C．變壓器輸入、輸出功率之比為55∶9 D．交流電源電壓有效值為220 V，頻率為50 Hz 答案　AD 解析　由題圖知，輸入電壓的有效值U1＝220 V，由＝得，輸出電壓的有效值U2＝U1＝×220 V＝36 V，選

35、項(xiàng)A正確；原、副線圈中的電流之比＝＝，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；變壓器輸入功率等于輸出功率，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；交流電源的頻率f＝＝＝50 Hz，選項(xiàng)D正確． 11．(多選)如圖8所示，理想變壓器的原線圈接入u＝11 000sin 100πt(V)的交變電壓，副線圈通過(guò)電阻r＝6 Ω的導(dǎo)線對(duì)“220 V　880 W”的電器RL供電，該電器正常工作．由此可知(　　) 圖8 A．原、副線圈的匝數(shù)比為50∶1 B．交變電壓的頻率為50 Hz C．副線圈中電流的有效值為4 A D．變壓器的輸入功率為880 W 答案　BC 解析　RL正常工作時(shí)的電流為I＝＝4 A，電阻r兩端電壓Ur＝Ir＝24 V，副線

36、圈兩端電壓U2＝220 V＋24 V＝244 V，原、副線圈匝數(shù)比＝＝＝；由輸入電壓表達(dá)式可知交變電壓的頻率f＝＝50 Hz；副線圈中電流即為電器正常工作時(shí)的電流I＝4 A，此時(shí)副線圈的總功率P＝I2r＋P0＝96 W＋880 W＝976 W，原線圈輸入功率與其等值． 12．(多選)某發(fā)電站用交變電壓遠(yuǎn)距離輸電，在輸送功率不變的前提下，若輸電電壓降低為原來(lái)的0.9倍，則下面說(shuō)法正確的是(　　) A．因I＝，所以輸電線上的電流減為原來(lái)的0.9倍 B．因I＝，所以輸電線上的電流增為原來(lái)的倍 C．因P＝，所以輸電線上損失的功率為原來(lái)的0.92倍 D．若要使輸電線上損失的功率不變，可將輸電線

37、的電阻減為原來(lái)的0.92倍 答案　BD 解析　輸送的功率一定，根據(jù)P＝UI知，若輸送電壓降低為原來(lái)的0.9倍，則電流增大到原來(lái)的倍，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)P損＝I2R，可知，輸電線上損失的功率為原來(lái)的倍，故C錯(cuò)誤；若要使輸電線上損失的功率不變，根據(jù)P損＝I2R知，可將輸電線的電阻減為原來(lái)的0.92倍，故D正確． 13．(多選)如圖9所示，理想變壓器原線圈輸入電壓u＝Umsin ωt，副線圈電路中R0為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器，和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用U1和U2表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用I1和I2表示．下列說(shuō)法正確的是(　　) 圖9 A．I1和I2表示電流的有效值

38、 B．U1和U2表示電壓的最大值 C．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2不變、I1變大 D．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，U2變小、I1變小 答案　AC 解析　交流電表的示數(shù)為有效值，故A正確，B錯(cuò)誤；P向下滑動(dòng)過(guò)程中，R變小，由于交流電源、原副線圈匝數(shù)比不變，故U1、U2均不變，所以I2＝變大，由＝，得I1＝I2變大，故C項(xiàng)正確，D項(xiàng)錯(cuò)誤． 14．(多選)(2017·紹興第一中學(xué)期末)如圖10所示，面積為S的單匝閉合線框在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以恒定的角速度ω繞垂直于磁場(chǎng)方向的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從中性面開始計(jì)時(shí)，下列說(shuō)法中正確的是(　　) 圖10 A．在穿過(guò)線框的磁通量為的時(shí)刻，線框中的

39、感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 B．在穿過(guò)線框的磁通量為的時(shí)刻，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為 C．線框轉(zhuǎn)動(dòng)90°的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為 D．線框轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為0 答案　BC 解析　在穿過(guò)線框的磁通量為的時(shí)刻，線圈轉(zhuǎn)過(guò)60°，此時(shí)的電動(dòng)勢(shì)：e＝BSωsin 60°＝，A錯(cuò)誤；穿過(guò)線框的磁通量為的時(shí)刻，線框轉(zhuǎn)過(guò)45°，線框中的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為e＝BSωsin 45°＝，B正確；線框轉(zhuǎn)動(dòng)90°過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值為＝＝，C正確；線框轉(zhuǎn)動(dòng)180°，磁通量的改變量為2BS，平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)＝＝＝，D錯(cuò)誤． 15．(多選)如圖11所示的電路中，理想變壓器的輸入電壓u不變，R1為定值電

40、阻，若要使電壓表示數(shù)增大，可采用的辦法是(　　) 圖11 A．保持其他不變，將滑動(dòng)接頭P向上移 B．保持其他不變，將滑動(dòng)接頭P向下移 C．保持其他不變，增大R2 D．保持其他不變，減小R2 答案　AC 解析　保持其他不變，將滑動(dòng)接頭P向上移，則原、副線圈的匝數(shù)比減小，所以副線圈的電壓增大，則電壓表的示數(shù)UV＝R2將增大，故A正確；保持其他不變，將滑動(dòng)接頭P向下移，則原、副線圈的匝數(shù)比增大，所以副線圈的電壓減小，則電壓表的示數(shù)UV＝R2將減小，故B錯(cuò)誤；保持其他不變，增大R2，則電壓表的示數(shù)UV＝U2－R1將增大，故C正確；保持其他不變，減小R2，則電壓表的示數(shù)UV＝U2－R1

41、將減小，故D錯(cuò)誤． 16．(多選)(2017·嘉興市高二上期末)如圖12甲所示，在直鐵棒上有兩個(gè)線圈，線圈n1＝20匝，n2＝400匝，原線圈輸入電壓u1隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示，則(　　) 圖12 A．電壓表讀數(shù)為200 V B．電壓表讀數(shù)為200 V C．副線圈交流電的周期為0.02 s D．滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，則電路輸入功率變大 答案　BCD 解析　原線圈電壓的有效值U1＝ V＝10 V，根據(jù)＝，得U2＝U1＝×10 V＝200 V，故A錯(cuò)誤，B正確；根據(jù)題圖乙知原線圈交流電的周期T＝0.02 s，則副線圈交流電的周期也為0.02 s，故C正確；滑動(dòng)變阻器滑片向下滑動(dòng)，變阻器電阻變小，根據(jù)P2＝，輸出功率變大，輸入功率等于輸出功率，則電路輸入功率變大，故D正確． 21