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第十章　交变电流　传感器
考纲要求
权威解读
交变电流、交变电流的图象
Ⅰ
1．知道交变电流产生的原理
2．理解正弦交变电流的图象
正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值
Ⅰ
理解交变电流的三角函数表达式，最大值与有效值，周期与频率
理想变压器
Ⅰ
1．了解理想变压器的工作原理，掌握理想变压器中电流、电压与匝数的关系
2．能够讨论负载变化时电流、电压等相关物理量的变化情况
远距离输电
Ⅰ
1．会分析输电线上的电功率损失和电压损失
2．理解远距离输电的原理和基本公式
传感器的简单使用
实验
知道传感器的工作原理，在实验中能够简单使用传感器
第一节　交变电流的产生和描述
一、交变电流的产生和变化规律
1．交变电流
和____都随时间做周期性变化的电流叫做交变电流，其中按正弦函数规律变化的电流叫正弦交变电流。
2．正弦交变电流的产生
（1）将线圈置于____磁场中；线圈绕____________的轴________转动，线圈中就会产生正（余）弦交变电流。
（2）中性面：与磁场方向____的平面。
①线圈转到中性面时，穿过线圈的磁通量____，磁通量的变化率____，感应电动势____。
②线圈转动一周，两次经过中性面，线圈每经过__________，电流的方向就改变一次。
（3）从中性面（S⊥B）开始计时，表达式：i＝Imsin ωt；u＝Umsin ωt；e＝Emsin ωt。
（4）图象：
　
二、描述交变电流的物理量
1．最大值
Em＝NBSω（N：线圈的匝数；S：线圈处于磁场中的有效面积；ω：线圈转动的角速度）。
2．瞬时值
反映________交变电流的大小和方向。
3．有效值
根据电流的______规定的，即让交流电和直流电通过相同阻值的电阻，如果在相同时间内产生的____相等，就把直流电的数值叫做交流电的有效值。
（1）正弦交流电有效值和峰值之间的关系：E＝Em；U＝Um；I＝Im。
（2）非正弦交流电的有效值要根据电流的热效应进行计算。在计算有效值时，“相同时间”至少取一个周期或周期的整数倍。
4．平均值
可用法拉第电磁感应定律＝____________来求。
5．周期和频率
（1）周期：完成一次周期性变化所需的____。
（2）频率：每秒钟完成周期性变化的____。
（3）周期和频率的关系：T＝，ω＝＝2πf。
三、电感、电容对交变电流的作用
1．电感对交变电流的阻碍作用
（1）电感对交变电流的阻碍作用的大小用感抗XL表示，XL＝2πfL（L为线圈的自感系数）。
（2）扼流圈有两种：一种叫做低频扼流圈，线圈的自感系数L很大，作用是“______________”，另一种叫做高频扼圈，线圈的自感系数很小，作用是“______________”。
2．电容器对交变电流的阻碍作用
（1）电容对交变电流的阻碍作用的大小用容抗XC表示，XC＝。
（2）电容器在电路中表现为“______________________________”。
1．图中闭合线圈都在匀强磁场中绕虚线所示的固定转轴匀速转动，不能产生正弦式交变电流的是（　　）
2．下列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峰值
B．用交流电流表和电压表测定的数值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指的都是有效值
D．跟交变电流有相同的热效应的直流电数值是交变电流的有效值
3．两个完全相同的电热器，分别通以图甲、图乙所示的峰值相等的矩形交变电流和正弦交变电流，则这两个电热器的电功率之比P甲∶P乙等于（　　）
A．∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶1
4．易错辨析：请你判断下列表述正确与否，对不正确的，请予以更正。
（1）线框在匀强磁场中转动经过中性面时，磁通量最大，感应电流也最大。
（2）各种交变电流的最大值都是有效值的倍。21世纪教育网
（3）线框在匀强磁场中转动产生交流电的电动势的最大值为Em＝nBSω。
（4）可以用平均值计算交变电流产生的热量。
（5）可以用有效值计算交变电流电路中的电荷量问题。
一、对中性面的理解
自主探究1在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则（　　）
A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零
B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合
C．线框产生的交变电动势有效值为311 V
D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz
思考1：由正弦交变电流的图象可得到哪些信息？
思考2：中性面有什么特点？
二、对电流热效应的两点认识
自主探究2先后用不同的交流电源给同一盏灯泡供电，第一次灯泡两端的电压随时间按正弦规律变化（如图甲所示）；第二次灯泡两端的电压变化规律如图乙所示。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则以下说法正确的是（　　）
21世纪教育网
甲
乙
A．第一次，灯泡两端的电压有效值是U0/2
B．第二次，灯泡两端的电压有效值是3U0/2
C．第一、第二次，灯泡的电功率之比是2∶9
D．第一、第二次，灯泡的电功率之比是1∶5
思考1：交变电流的有效值是根据电流的什么进行定义的？
思考2：计算交变电流的有效值时要注意哪些问题？
思考3：计算交变电流的有效值时要选择哪些公式？
命题研究一、交变电流的产生及变化规律问题
【题例1】如图甲所示，一矩形线圈ABCD放置在匀强磁场中，并绕过AB、CD中点的轴OO′以角速度ω逆时针匀速转动。若以线圈平面与磁场夹角θ＝45°时如图乙为计时起点，并规定当电流自A流向B时电流方向为正，则下列四幅图中正确的是（　　）
[来源:21世纪教育网]
思路点拨：确定感应电流的变化图象，应从三个方面分析：（1）感应电流的方向；（2）感应电流的大小；（3）感应电流大小的变化趋势。从而排除错误选项，确定正确选项。
解题要点：
规律总结
1．两个特殊位置的特点
（1）线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝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，最大，e最大，i最大，电流方向不改变。
2．交变电流瞬时值表达式书写的基本思路
（1）确定正弦交变电流的峰值，根据已知图象或由公式Em＝nBSω，求出相应峰值。
（2）明确线圈的初始位置，找出对应的函数关系式。
①线圈从中性面位置开始转动，则i－t图象为正弦函数图象，函数式为i＝Imsin ωt。
②线圈从垂直中性面位置开始转动，则i－t图象为余弦函数图象，函数式为i＝Imcos ωt。
3．正弦式电流的变化规律（线圈在中性面位置开始计时）
命题研究二、交变电流的四值
【题例2】如图所示，线圈ABCD的面积是0.05 m2，共100匝，线圈电阻为1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，匀强磁场的磁感应强度B＝T，当线圈以300 r/min的转速匀速旋转时，求：
（1）若从线圈处于中性面开始计时，写出线圈中感应电动势的瞬时值表达式。
（2）线圈转过s时，电动势的瞬时值多大？
（3）电路中，电压表和电流表的示数各是多少？
（4）从中性面开始计时，经s通过电阻R的电荷量为多少？
思路点拨：由磁场情况和线圈转动情况可确定瞬时值表达式，电压表和电流表的示数为电路中电压和电流的有效值，而电荷量的计算则需用该时间内的平均值。21世纪教育网
解题要点：
规律总结
交变电流“四值”的比较
物理量
物理含义
重要关系
适用情况及说明
瞬时值
交变电流某一时刻的值
e＝Emsin ωt，
i＝Imsin ωt
计算线圈某时刻的受力情况
最大值
最大的瞬时值
Em＝nBSω，
Im＝
讨论电容器的击穿电压
有效值
跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值
E＝，
U＝，
I＝
（只适用于正、余弦式电流）
（1）计算与电流的热效应有关的量（如电功、电功率、电热等）
（2）电气设备“铭牌”上所标的一般是指有效值
（3）保险丝的熔断电流为有效值
平均值
交变电流图象中图线与时间轴所围成的面积与时间的比值
＝BL
＝
＝
计算通过电路截面的电荷量
1．（2012·福州质检）有一不动的矩形线圈ABCD，处于范围足够大的可转动的匀强磁场中，如图所示。该匀强磁场是由一对磁极N、S产生，磁极以OO′为轴匀速转动。在t＝0时刻，磁场的方向与线圈平行，磁极N开始离开纸面向外转动，规定A→B→C→D→A方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流I随时间t变化的图线是（　　）
2．（2012·陕西师大附中模拟）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象，当只改变线圈的转速后，产生正弦交流电的图象如图线b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∶
3．（2012·辽宁大连模拟）将电阻R、理想电压表V、开关S和交流电源按照图甲所示方式连接，其中R＝30 Ω，合上开关S后，交流电源输出的正弦交变电压u随时间t变化的关系如图乙所示。则（　　）
A．电压表V的示数是36 V
B．R消耗的电功率是44 W
C．通过R的电流瞬时值表达式为i＝1.2sin 100πt A
D．通过R的电流最大值为1.2A
4．有一10匝正方形线框，边长为20 cm，线圈总电阻为1 Ω，外接电阻R＝9 Ω，线框绕OO′轴以10π rad/s的角速度匀速转动，如图所示，垂直于线框平面向里的匀强磁场的磁感应强度为0.5 T。问：
（1）该线框产生的交变电流电动势最大值是多少？
（2）线框从图示位置转过60°时，感应电动势的瞬时值是多大？
（3）写出感应电动势随时间变化的表达式。
（4）电路中电压表和电流表的示数各是多少？
参考答案
基础梳理自测
知识梳理
一、1．大小　方向
2．（1）匀强　垂直于磁感线　匀角速度　（2）垂直　最大　为零　为零　中性面一次
二、2．某一时刻
3．热效应　热量
4．n
5．（1）时间　（2）次数
三、1．（2）通直流，阻交流　通低频，阻高频
2．通交流、隔直流；通高频、阻低频
基础自测
1．C　解析：只要将线圈置于匀强磁场中，线圈绕垂直于磁感线的轴匀角速度转动，线圈中就会产生正弦交变电流，选项C不能产生正弦式交变电流。
2．CD　解析：交流电器设备上所标的电压值和电流值、用交流电流表和电压表测定的数值均是交变电流的有效值，选项A、B错误。
3．B　解析：甲为矩形交变电流，它的大小恒为Im，方向做周期性的变化，而电流通过电阻的热功率跟电流的方向无关，所以矩形交变电流通过电阻R的热功率P甲＝IR；乙为正弦交变电流，计算热功率时要用有效值：I＝，所以P乙＝I2R＝2R＝R＝，故＝，选项B正确。
4．答案：（1）错误。线框在匀强磁场中转动经过中性面时，磁通量最大，感应电流为零。
（2）错误。一般正、余弦式交变电流的最大值才等于有效值的倍。
（3）正确。
（4）错误。只能用交变电流的有效值计算交变电流产生的热量。
（5）错误。只能用交变电流的平均值计算交变电流电路中的电荷量问题。
核心理解深化
【自主探究1】B　解析：由图象知，该交变电流电动势峰值为311 V，交变电动势频率为f＝50 Hz，选项C、D错误；t＝0.005 s时，e＝311 V，磁通量变化最快，t＝0.01 s时，e＝0，磁通量最大，线圈处于中性面位置，选项A错而B正确。
提示：1．由图象可知交变电流的最大值；周期T（频率f＝）；任意时刻线圈中产生的电流的大小和方向。
2．（1）线圈平面与中性面重合时，S⊥B，Φ最大，＝0，感应电动势为零；
（2）线圈每经过中性面时，线圈中的电流改变方向，线圈转动一周两次经过中性面，所以一个周期内电流方向改变两次。
【自主探究2】D　解析：甲电源有效值U＝U0，选项A错；乙电源：·T＝·＋·，U′＝U0，选项B错；P＝，则两次功率之比＝＝＝，即只有选项D正确。
提示：1．根据电流的热效应（电流通过电阻产生热量）进行定义的。
2．在进行有效值计算时，要紧扣电流通过电阻生热进行计算；注意“三同”：即“相同电阻”、“相同时间内”产生“相同热量”。计算时“相同时间”一般取一个周期。
3．利用两个公式Q＝t和Q＝I2Rt可以分别求得交变电流的电压有效值和电流有效值。
考向探究突破
【题例1】D　解析：矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动时，产生的电流按正弦规律变化，由于t＝0时，线圈的转动方向如图（b），由右手定则判断可得，此时AD中电流方向为由A到D，线圈中电流方向为A→D→C→B→A，与规定的电流正方向相反，电流为负值。又因为此时ad、bc两边的切割速度方向与磁场方向成45°夹角，由E＝2Blv⊥，可得E＝2Blv＝Em，即此时的电动势为最大值的倍，电流当然也是最大值的倍，由图（b）还能观察到，线圈在接下来45°的转动过程中，AD、BC两边的切割速度越来越小，所以感应电动势应减小。感应电流应减小，综合上述几点可知选项D正确。
【题例2】答案：（1）e＝50sin（10πt）V
（2）43.3 V　（3）31.86 V，3.54 A　（4）C
解析：（1）e＝Emsin ωt
＝nBS×2πfsin（2πft）
＝100××0.05×2π×sin
＝50sin（10πt）V。
（2）当t＝s时e＝50sin＝43.3 V。
（3）电动势的有效值为：E＝＝V＝35.4 V
电流表示数：I＝＝A＝3.54 A
电压表示数：U＝IR＝3.54×9 V＝31.86 V。
（4）s内线圈转过的角度：θ＝ωt＝×2π×＝。
该过程中，ΔΦ＝BS－BScos θ＝BS，
由＝，＝，＝
得q＝＝＝C＝C。
演练巩固提升
1．C　解析：磁极以OO′为轴匀速转动可等效为磁场不动线圈向相反方向转动，由右手定则可知，产生的感应电流方向为A→B→C→D→A；在t＝0时刻，磁场的方向与线圈平行，感应电流最大，故选项C正确。
2．C　解析：由Φmax＝BS知，通过线圈的磁通量最大值之比为1∶1，选项B错；由图象可知，＝，根据T＝、ω＝2πn知，＝，选项A错；电动势最大值Emax＝NBSω＝NΦmaxω，故＝＝＝，选项C对；由有效值公式E＝知，＝＝，选项D错。
3．C　解析：电压表的示数为有效值，U＝＝18V，A项错误；P＝＝21.6 W，B项错误；i＝sin 100πt A＝1.2sin 100πt A，C项正确；Im＝＝1.2 A，D项错误。
4．答案：（1）6.28 V　（2）5.44 V　（3）e＝6.28sin（10πt）V　（4）3.96 V　0.44 A
解析：（1）交变电流电动势最大值为
Em＝nBSω＝10×0.5×0.22×10π V＝6.28 V。
（2）线框转过60°时，感应电动势
e＝Emsin 60°≈5.44 V。
（3）由于线框转动是从中性面开始计时的，所以瞬时值表达式为e＝Emsin ωt＝6.28sin（10πt）V。
（4）电动势的有效值E＝＝4.4 V21世纪教育网
电流表的示数为I＝＝0.44 A
电压表的示数为U＝IR＝3.96 V。
第二节　理想变压器　电能的输送
一、变压器
1．构造
由______、______和________组成。
2．原理
利用电磁感应的____现象。
3．理想变压器原、副线圈基本量的关系
理想变压器
（1）没有能量损失（绕线无电阻、铁芯无涡流）
（2）没有磁通量损失（磁通量全部集中在铁芯中）
基本关系
功率21世纪教育网21世纪教育网
关系21世纪教育网
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率P入＝____[来源:21世纪教育网]
电压
关系
原、副线圈的电压比等于匝数比，公式：＝______，与负载、副线圈的个数无关
电流
关系
（1）只有一个副线圈时：I1/I2＝________；
（2）有多个副线圈时：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I3U3＋…＋InUn或I1n1＝I2n2＋I3n3＋…＋Innn
频率
关系
f1＝f2（变压器不改变交变电流的频率）
4．几种常见的变压器
（1）自耦变压器——调压变压器
（2）互感器（如图所示）
①电压互感器：用来把____电压变成____电压。②电流互感器：用来把____电流变成____电流。
二、电能的输送
如图所示，若发电站输出电功率为P，输电电压为U，用户得到的电功率为P′，用户的电压为U′。
1．输电电流
I＝______＝＝
2．输电导线损耗的电功率
P损＝I2·R线＝____________
即在输送功率一定时，输电电压增大为原来的n倍，输电导线上损耗的功率就减少为原来的______。
3．输电导线损耗的电压
U损＝I·R线＝____________。
1．（2012·福州质检）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1∶n2＝4∶1，原线圈两端连接光滑导轨，副线圈与电阻R相连组成闭合回路。当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速地向右做切割磁感线运动时，安培表A1的读数是12 mA，那么安培表A2的读数是（　　）
A．0 B．3 mA
C．48 mA D．与R值大小无关
2．（2012·华南师大附中模拟）在变电站里，经常要用交流电表去监测电网上的强电流，所用的器材叫电流互感器。下列所示的四个图中，能正确反映其工作原理的是（　　）
3．中国已投产运行的1 000 kV特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。假设甲、乙两地原来用500 kV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1 000 kV的特高压输电，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． B． C．2P D．4P
4．易错辨析：
请你判断下列表述正确与否，对不正确的，请予以更正。
（1）原线圈输入电压U1一定，负载电阻R变化时，输出电压U2也随着变化。
（2）理想变压器的副线圈的匝数不论是一匝还是多匝，线圈上的电压总与匝数成正比。
（3）理想变压器的副线圈的匝数不论是一匝还是多匝，通过线圈的电流总与匝数成反比。
（4）远距离输电时输电电压和输电线的损失电压相等。
一、理想变压器中各物理量的制约关系
自主探究1（2012·江苏南京二模）如图所示，理想变压器原线圈匝数n1＝1 210匝，副线圈匝数n2＝121匝，原线圈电压u＝311sin 100πt（V），负载电阻R＝44 Ω，不计电表对电路的影响，各电表的读数应为（　　）
A．A1读数为0.05 A B．V1读数为311 V
C．A2读数为0.5 A D．V2读数为31.1 V
思考1：输入电压与输出电压谁决定谁？
思考2：输入电流与输出电流谁决定谁？
思考3：输入功率与输出功率谁决定谁？
二、降低输电损失的途径
自主探究2下列关于减小远距离输电导线上热损耗的说法中，正确的是（　　）
A．因为热功率P＝，所以应降低输电电压，增大输电导线电阻，才能减小输电导线上的热损耗
B．因为热功率P＝IU，所以应采用低电压、小电流输电，才能减小输电导线上的热损耗
C．因为热功率P＝I2R，所以可采用减小输电线电阻或减小输送电流的方法来减小输电导线上的热损耗
D．以上说法均不正确
思考1：远距离输电的损失指的哪部分电路的损失？影响输电损失的因素有哪些？
思考2：降低输电损耗的途径有哪些？
命题研究一、理想变压器基本规律的应用
【题例1】如图所示，理想变压器原线圈的匝数为n1，副线圈的匝数为n2，原线圈的两端a、b接正弦交流电源，电压表V的示数为220 V，负载电阻R=44 Ω，电流表A1的示数为0.20 A。下列判断中正确的是（　　）
A．原线圈和副线圈的匝数比为2∶1
B．原线圈和副线圈的匝数比为5∶1
C．电流表A2的示数为1.0 A
D．电流表A2的示数为0.4 A
思路点拨：解答本题应把握以下两点：
（1）理想变压器，输入功率等于输出功率。
（2）根据原、副线圈的电压可以确定变压器的匝数比。
解题要点：
规律总结
理想变压器的两个基本公式是：
（1）＝，＝，即有电压和匝数成正比，电流与匝数成反比（只适用于有一个副线圈的情况）。
（2）P入＝P出，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于所有输出功率之和。
命题研究二、理想变压器的动态分析
【题例2】（2012·广东深圳一模）如图，用理想变压器给电灯L供电，如果只增加副线圈的匝数，其他条件不变，则（　　）
A．电灯L亮度减小 B．电流表示数增大
C．电压表示数增大 D．变压器输入功率不变
思路点拨：副线圈的匝数增加，副线圈两端电压如何变化？理想变压器输出功率与输入功率之间存在什么关系？
解题要点：
规律总结
分析理想变压器的动态变化问题，关键是抓住不变量，以不变量作为分析基础，然后根据变化量引起的现象再由欧姆定律分析电流、电压等各量的变化。
命题研究三、远距离输电
【题例3】发电机输出功率为100 kW，输出电压是250 V，用户需要的电压是220 V，输电线电阻为10 Ω。若输电线中因发热而损失的功率为输送功率的4%。
（1）画出此输电线路的示意图。
（2）在输电线路中设置的升、降压变压器原副线圈的匝数比。
（3）用户得到的电功率是多少？
解题要点：
1．正弦交变电流经过匝数比为＝的变压器与电阻R、交流电压表V、交流电流表A按如图甲所示方式连接，R＝10 Ω。图乙是R两端电压U随时间变化的图象。Um＝10V，则下列说法中正确的是（　　）
A．通过R的电流IR随时间t变化的规律是IR＝cos 100πt A
B．电流表A的读数为0.1 A
C．电流表A的读数为A
D．电压表的读数为10V
2．如图所示，一理想变压器原副线圈匝数比为n1∶n2＝4∶1，原线圈ab间接一电压为u＝220sin 100πt V的交流电源，灯泡L标有“36 V　18 W”，当滑动变阻器R的滑片处在某位置时，电流表示数为0.25 A，灯泡L刚好正常发光，则（　　）
A．滑动变阻器R消耗的功率为36 W
B．定值电阻R0的电阻值为19 Ω
C．流过灯泡L的交变电流频率为25 Hz
D．将滑动变阻器R的滑片向上滑时，灯泡L的亮度变暗
3．如图所示为远距离高压输电的示意图。关于远距离输电，下列表述正确的是（　　）
A．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B．高压输电是通过减小输电电流来减少电路的发热损耗的
C．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好
4．某小型水电站的电能输送示意图如图所示。发电机的输出电压为220 V，输电线总电阻为r，升压变压器原副线圈匝数分别为n1、n2。降压变压器原副线圈匝数分别为n3、n4（变压器均为理想变压器）。要使额定电压为220 V的用电器正常工作，则（　　）
A．＞
B．＜
C．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率
参考答案
基础梳理自测
知识梳理
一、1．原线圈　副线圈　闭合铁芯
2．互感
3．P出　　n2/n1
4．（2）高　低　大　小
二、1．
2．2·R线　
3．·R线
基础自测
1．A　解析：当直导线AB在匀强磁场中沿导轨匀速向右做切割磁感线运动时，原线圈中产生恒定的电流，不能在铁芯中产生变化的磁场，副线圈中不会产生感应电流。A正确。
2．A　解析：电流互感应是测电流的，应串联在火线上，故B、D选项错误。同时，由I1n1＝I2n2知要使I2＜I1，须n2＞n1，故A选项正确，C项错误。
3．A　解析：输送电功率不变，由P损＝2R线，得当输电电压为原来的两倍，输电线上损耗功率为原来输电线上损耗功率的，即，A正确。
4．答案：（1）错误。原线圈输入电压U1一定，负载电阻R变化时，输出电压U2不变。
（2）正确。
（3）错误。通过线圈的电流与副线圈两端的电压及负载有关。
（4）错误。远距离输电时输电电压远大于输电线的损失电压。
核心理解深化
【自主探究1】AC　解析：各表的读数均为有效值，故V1的读数U1＝220 V；由U2＝U1知，V2的读数为22 V；由I2＝知，A2的读数为0.5 A；I1＝I2知，A1的读数为0.05 A，选项A、C正确。
提示：1．输入电压U1决定输出电压U2。
2．输出电流I2决定输入电流I1。
3．输出功率P2决定输入功率P1。
【自主探究2】C　解析：计算导线上的热损耗时，用P损＝I·R线、P损＝U线·I线或P损＝，注意输电电压U≠U线，由P＝U·I和P损＝I·R线联立可得P损＝2·R线，故只有选项C正确。
提示：1．远距离输电的损失指的是输电导线上的热损耗，由输电线上损失的功率P损＝I·R线可知，影响输电损失的因素有两个：减小导线的电阻或减小输电导线中的输电电流。
2．降低输电损耗的两个途径：（1）减小电线的电阻。由电阻定律R＝ρ可知，在输电距离一定的情况下，为减小导线电阻，应采用电阻率小的材料，也可以增加导线的截面积；（2）减小输电导线中的输电电流。由P＝UI可知，当输送功率一定时，提高输电电压，可以减小输电电流。
考向探究突破
【题例1】BC　解析：对于理想变压器，P1＝U1I1＝220×0.20 W＝44 W，则负载电阻消耗的功率P2＝P1＝44 W，据P2＝，得U2＝＝V＝44 V，则＝＝＝5，故B正确，A错误；A2的读数I2＝＝ A＝1 A，故C正确，D错误。
【题例2】BC　解析：由理想变压器的变压比等于匝数比，可得：＝，即副线圈两端电压增加，电压表的读数增大，加在电灯两端的电压增大，电灯变亮，即变压器的输出功率增大，由于理想变压器的输入功率等于输出功率，即输入功率也随之增大，根据P＝U1I1，可知电流表的读数增大，选项B、C正确，选项A、D错误。
【题例3】答案：（1）如解析图所示
（2）1∶20　240∶11
（3）96 kW
解析：（1）输电线路，如图所示。
（2）输电线损耗功率P损＝100×4% kW＝4 kW，又P损＝I2R线，输电线电流I＝I2＝I3＝＝20 A，原线圈中输入电流I1＝＝A＝400 A
所以＝＝＝
升压变压器U2＝U1＝250×20 V＝5 000 V
U3＝U2－U线＝（5 000－20×10）V＝4 800 V
所以＝＝＝。
（3）用户得到的电功率
P用＝100×96% kW＝96 kW。
演练巩固提升
1．AB　解析：由图象知T＝2×10－2 s，f＝50 Hz，ω＝2πf＝100π rad/s，故IR＝cos 100πt A，A正确。通过R电流有效值I2＝＝1 A，再根据＝知，I1有效值为0.1 A，B正确，C错误。电压表读数应为副线圈电压有效值，U＝＝10 V，故D错误。
2．B　解析：根据电流表示数和原副线圈的匝数之比可知副线圈中的电流大小为1 A，灯泡正常发光可知，灯泡所在支路电流为0.5 A，故滑动变阻器所在支路电流为0.5 A，电压为36 V，根据P＝UI可知滑动变阻器消耗的功率为18 W，故A错误；根据原副线圈的匝数之比可知副线圈两端的电压的有效值为55 V，则R0两端电压为19 V，R0的电阻为19 Ω，故B正确；原副线圈电流的频率应相同均为50 Hz，故C错误；滑动变阻器滑片向上滑，阻值增大，则并联电路的阻值变大，并联电路两端电压变大，灯泡将变亮，故D错误。
3．ABD　解析：根据P＝I2R可知，在电流I一定的情况下，减小电阻R可以减少电路上的电能损失，而R＝ρ，所以增大输电线横截面积S有利于减少输电过程中的电能损失，A对；由公式P＝I2R可得，设输送的电功率为P′，则P＝R，可见，在输送电压U一定时，输送的电功率P′越大，输电过程中的电能损失越大，C错误；高压输电还要考虑到输电设备、安全性等方面，D正确。
4．AD　解析：因输电线上有电压损耗ΔU，功率损耗ΔP，故U2＝U3＋ΔU，C项错误，D项正确；因＝，＝，U1＝U4，U2＞U3，A项正确，B项错误。

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