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交流电【原卷】
1．（2021·江西高三月考）如图所示电路，电阻false与电阻false阻值相同，都为false，和false并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电，false加在false上的电压有效值为（　　）
A．30V B．60V C．false D．false
2．（2021·全国高二）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表false的示数是12mA，则副线圈中电流表false的示数是(　　)
A．3mA B．48mA
C．零 D．与R阻值有关
3．（2021·北京顺义区·高三期末）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴false沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为false B．false时，R两端的电压为零
C．线圈转动的角速度为false D．false时，穿过线圈的磁通量最大
4．（2021·北京高三期末）如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为n1 ∶ n2，原线圈接正弦交流电源，电压保持不变，副线圈接有电阻R和两个小灯泡，开关S保持闭合状态。电流表和电压表均可视为理想电表。开关S断开后，下列选项正确的是（　　）
A．电流表A2的示数增大
B．电压表V2的示数增大
C．电压表V1、V2的示数之比为n1 ∶ n2
D．电流表A1、A2的示数之比为n1 ∶ n2
5．（2021·北京高三期末）超高压输电是指使用500kV~1000kV电压等级输送电能。超高压输电与普通高压输电（500kV以下）在建设和输送成本方面有大幅度降低。如果输送相同的电功率，则（　　）
A．超高压输电电流更大
B．超高压输电频率更高
C．超高压输电电能损耗会更多
D．电能损耗相同的情况下，超高压输电线截面积可以更小
6．（2021·北京高三期末）将图甲所示的正弦交变电流加在图乙所示的理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈匝数比n1∶n2 = 10∶1，电路中电表均为理想交流电表，定值电阻R1 = 5Ω，热敏电阻R2的阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u = 10sin50πt(V)
B．t = 0.01s时，电压表示数为0
C．R1消耗的电功率为0.02W
D．R2温度升高时，电流表示数增大
7．（2021·全国高三专题练习）一自耦变压器如图所示，其a、b端接到一电压有效值不变的交变电源两端，在c、d间接有一定值电阻R1和滑动变阻器R0电压表均可视为理想交流电压表，输电导线的电阻均可忽略不计。则下列说法正确的是（　　）
A．保持滑动触头位置不变，将滑动变阻器滑片P下滑时，三个电压表的示数均减小
B．保持滑动触头位置不变，将滑动变阻器滑片P下滑时，V1、V2的示数不变，而V3的示数减小
C．保持滑动变阻器滑片P不动时，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，三个电压表的示数均减小
D．保持滑动变阻器滑片P不动时，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，V1示数不变，而V2、V3示数均减小
8．（2021·云南高三一模）如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压false随时间false变化的图像如图乙所示，两只规格为“false”的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．电阻false的功率为false
B．电流表的示数为false
C．原、副线圈匝数之比为false
D．副线圈中电流方向false内改变false次
9．（2021·辽宁葫芦岛市·高三期末）如图所示，矩形线圈面积为false，匝数为false，线圈电阻为false，在磁感应强度为false的匀强磁场中绕false轴以角速度false匀速转动，外电路电阻为false，在线圈由图示位置转过false的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．图示位置为中性面 B．电压表的示数为false
C．电流表的示数false D．通过电阻false的电荷量为false
10．（2021·全国高二）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：10，接线柱a、b接在电压为u＝10falsesin100πtV的正弦交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为100Ω，R2为用半导体热敏材料制成的传感器．下列说法中正确的是（　　）
A．t＝falses时，a、b两点间电压的瞬时值为5V
B．t＝falses时，电压表的读数为100V
C．在1min内电阻R1上产生的热量为6000J
D．当R2的温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大
11．（2021·湖北高三月考）在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，两个相同灯泡的电阻和滑动变阻器接入电路中的有效阻值均为R=5Ω（不考虑灯泡电阻随温度的变化），两电表均为理想交流电表，电源输出电压的表达式为false。下列说法正确的是（　　）
A．L1、L2两灯泡消耗的功率之比为2∶1
B．电流表的示数为8A
C．电源的输出功率为1900 W
D．当滑动变阻器的滑片向下滑动，电压表的示数变大
12．（2021·全国高二）如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，则（　　）
A．保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，I1将增大
B．保持U1及P的位置不变，K由b扳向a时，R消耗的功率减小
C．保持U1不变，K接在a处，使P上滑，I1将增大
D．保持P的位置不变，K接在a处，若U1增大，I1将增大
13．（2021·海原县第一中学高二期末）如图所示的四个图中，使用的仪器是电压互感器。（　　）
A． B．
C． D．
14．（2021·全国高三专题练习）如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220falsesin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈的输入功率为220false
B．电流表的读数为1A
C．电压表的读数为110false
D．副线圈输出交流电的周期为50s
15．（2021·海原县第一中学高二期末）如图所示，表示一交变电流的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周。则该交变电流的电流有效值为（　　）
A．10A B．5A C．15A D．8.7
16．（2021·辽宁大连市·大连二十四中）如图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器能够将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，则（　　）
A．稳定工作时电压表的示数是5V
B．稳定工作时电压表的示数是 5falseV
C．变压器原副线圈的匝数比是 1：900 可满足点火要求
D．变压器原副线圈的匝数比是 1：1100 可满足点火要求
17．（2021·北京西城区·高二期末）两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。两电热器的电功率之比为（　　）
A．1∶false B．5∶4 C．3∶4 D．3∶2
18．（2021·辽宁葫芦岛市·高二期末）通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系，如图所示。该电流表的示数是（　　）
A．false B．false C．false D．false
19．（2021·江苏泰州市·高三期末）在探究变压器的两个线圈电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流学生电源输出端，电源输出的电压如图所示，线圈b接小灯泡。若他所用的线圈电阻忽略不计，则（　　）
A．交流电压的频率为false
B．适当增加原线圈a的匝数，小灯泡变亮
C．换一个电阻更小的灯泡，电源的输出功率增大
D．将线圈a改接在学生电源直流输出端，小灯泡也能发光
20．（2021·济南大学城实验高级中学高三月考）无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图所示，充电基座接上220V，50Hz家庭用交流电，受电线圈接上一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）给手机电池充电。已知手机电池的充电电压为5V，假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量的损失，下列说法正确的是（　　）
A．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为受电线圈发生了自感现象
B．220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化50次
C．受电线圈两端的输出电压的电压峰值为10V
D．基座线圈和受电线圈的匝数比为44:1
21．（2021·福建高三零模）一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直产生的交变电流i随时间t变化关系如图所示，则（　　）
A．该交变电流频率是0.4Hz
B．该交变电流有效值是0.8A
C．t=0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最小
D．该交变电流瞬时值表达式是i=0.8falsesin5πt
22．（2021·江苏淮安市·高二期末）在如图所示的远距离输电电路中，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输送功率的比例减小
23．（2021·北京西城区·高二期末）如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕竖直固定轴false以角速度ω匀速转动。从MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时：
(1)在下图中画出0时刻，沿固定轴false从上向下看线框的俯视图，并标出电流方向。
(2)求经过时间t，线框中产生的感应电动势瞬时值表达式。
24．（2021·辽宁葫芦岛市·高二期末）如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电功率为100false，输出电压为250V。升压变压器原、副线圈的匝数比是1：8，两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，若变压器是理想变压器。求：
(1)升压变压器的输出端电压；
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比。
25．（2021·全国高二课时练习）如图，照明电路的电压为false，并联了20盏电阻false都是false（正常发光时的电阻）的电灯，两条输电线的电阻false都是false。只开10盏灯时，整个电路消耗的电功率、输电线上损失的电压和损失的电功率各是多大？20盏灯都打开时，情况又怎样？
26．（2021·全国高二）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B＝0.50T，矩形线圈的匝数N＝100匝，边长Lab＝0.20m，Lbc＝0.10m，以3000r/min的转速匀速转动，若从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：
（1）交变电动势的瞬时值表达式；
（2）若线圈总电阻为2Ω，线圈外接电阻为8Ω，写出交变电流的瞬时值表达式；
（3）线圈由图示位置转过false的过程中，交变电动势的平均值。
27．（2021·全国高三课时练习）图为某人设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。false和false分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。
热风时输入功率
460W
冷风时输入功率
60W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功率
52W
(1)吹冷风时触片P位于怎样的位置？请在图中标注。
(2)由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少？
(3)变压器原、副线圈的匝数比false是多少？

28．（2021·全国高三课时练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，求：
(1)副线圈回路中电阻两端的电压；
(2)原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比。
29．（2021·北京高三期末）如图1所示，由均匀电阻丝做成的正方形单匝线圈的电阻为R，边长为l，线圈以恒定速度v垂直穿过匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，宽度为2l。从cd进入磁场开始计时，针对线圈穿过磁场的过程，完成下列问题：
(1)求线圈进入磁场的过程中感应电流的大小；
(2)取感应电流顺时针方向为正，在图2中画出线圈中的电流随时间变化的图像，标明图线关键位置的坐标值；
(3)若图2中的电流变化与某交变电流一个周期的变化情况相同，求该交变电流的有效值。
30．（2021·北京海淀区·高三期末）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，false边和false边的长度false，false边和false边的长度false，匝数false匝，线圈的总电阻false，线圈位于磁感应强度false的匀强磁场中。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false的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过false和false边中点、且垂直于磁场的转轴false以角速度false匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
(1)从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；
(2)求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，求经过false周期时间通过电阻R的电荷量。
交流电
1．（2021·江西高三月考）如图所示电路，电阻false与电阻false阻值相同，都为false，和false并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在A、B间加一正弦交流电，false加在false上的电压有效值为（　　）
A．30V B．60V C．false D．false
【答案】D
【详解】
在半个周期内二极管导通，此时R1短路，则R2两端电压有效值为60V，在二极管不导通的半个周期内R2两端电压有效值为30V，则在一个周期内
false
解得
false
故选D。
2．（2021·全国高二）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数之比n1:n2=4:1，当导线在平行导轨上匀速切割磁感线时，电流表false的示数是12mA，则副线圈中电流表false的示数是(　　)
A．3mA B．48mA
C．零 D．与R阻值有关
【答案】C
【详解】
当导线在平行导轨上匀速运动时，产生的电流是恒定的电流，不会使副线圈的磁通量发生变化，因而副线圈中无感应电流，故C正确，ABD错误。
故选C。
3．（2021·北京顺义区·高三期末）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电流表。线圈绕垂直于磁场的水平轴false沿逆时针方向匀速转动，从图甲所示位置（线圈平面与磁感线平行）开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A．电流表的示数为false B．false时，R两端的电压为零
C．线圈转动的角速度为false D．false时，穿过线圈的磁通量最大
【答案】C
【详解】
A．电流表的示数为电流的有效值false 所以A错误；
B．false时，R两端的电压为瞬时电压，电流最大则电压也是峰值，所以B错误；
C．由乙图可知周期T=0.02s，由公式可得false，所以C正确；
D．false时，线圈平面刚好转到与磁感线平行，穿过线圈的磁通量为0，所以D错误；
故选C。
4．（2021·北京高三期末）如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为n1 ∶ n2，原线圈接正弦交流电源，电压保持不变，副线圈接有电阻R和两个小灯泡，开关S保持闭合状态。电流表和电压表均可视为理想电表。开关S断开后，下列选项正确的是（　　）
A．电流表A2的示数增大
B．电压表V2的示数增大
C．电压表V1、V2的示数之比为n1 ∶ n2
D．电流表A1、A2的示数之比为n1 ∶ n2
【答案】B
【详解】
AB．开关S断开后，V1示数和匝数比不变，则副线圈的两端电压不变，副线圈回路的总电阻增大，副线圈的电流减小，电流表A2的示数减小，电阻R的电压减小，电压表V2的示数增大，A错误B正确；
C．电压表V1的示数等于原线圈两端电压，电压表V2的示数不等于副线圈两端电压，二者之比不等于n1 ∶ n2，C错误；
D．原副线圈的电流与匝数成反比，所以电流表A1、A2的示数之比为n2 ∶ n1，D错误。
故选B。
5．（2021·北京高三期末）超高压输电是指使用500kV~1000kV电压等级输送电能。超高压输电与普通高压输电（500kV以下）在建设和输送成本方面有大幅度降低。如果输送相同的电功率，则（　　）
A．超高压输电电流更大
B．超高压输电频率更高
C．超高压输电电能损耗会更多
D．电能损耗相同的情况下，超高压输电线截面积可以更小
【答案】D
【详解】
A．根据
false
输送相同的电功率，当输电电压增大时，则电流变小，A错误；
B．频率与输送电压无关，B错误；
C．根据
false
线上电流减小，损失减小，C错误；
D．超高压输电线截面积变小，根据
false
电阻增大，根据
false
输电电压增大时，则电流变小，电阻增大，则电能损耗可以相同，D正确。
故选D。
6．（2021·北京高三期末）将图甲所示的正弦交变电流加在图乙所示的理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈匝数比n1∶n2 = 10∶1，电路中电表均为理想交流电表，定值电阻R1 = 5Ω，热敏电阻R2的阻值随温度的升高而减小。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈两端电压的瞬时值表达式为u = 10sin50πt(V)
B．t = 0.01s时，电压表示数为0
C．R1消耗的电功率为0.02W
D．R2温度升高时，电流表示数增大
【答案】D
【详解】
A．根据图象可知，周期为0.02s，最大值为10falseV，所以可得变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为u = 10falsesin100πt(V)，A错误；
B．电压表显示的为电压的有效值，且正弦式交流电的有效值等于峰值的10falseV，再结合理想变压器的原副线圈的端电压之比等于匝数之比，所以电压表的示数为1V，B错误；
C．R1两端的电压为1V，根据
P =false
可得R1的电功率为0.2W，C错误；
D．R2处温度升高时，R2的电阻减小，所以副线圈的总电阻减小，又副线圈的端电压不变，所以副线圈的电流增大，再结合理想变压器的原副线圈的电流之比等于匝数之反比，可知电流表示数变大，D正确。
故选D。
7．（2021·全国高三专题练习）一自耦变压器如图所示，其a、b端接到一电压有效值不变的交变电源两端，在c、d间接有一定值电阻R1和滑动变阻器R0电压表均可视为理想交流电压表，输电导线的电阻均可忽略不计。则下列说法正确的是（　　）
A．保持滑动触头位置不变，将滑动变阻器滑片P下滑时，三个电压表的示数均减小
B．保持滑动触头位置不变，将滑动变阻器滑片P下滑时，V1、V2的示数不变，而V3的示数减小
C．保持滑动变阻器滑片P不动时，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，三个电压表的示数均减小
D．保持滑动变阻器滑片P不动时，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，V1示数不变，而V2、V3示数均减小
【答案】BD
【详解】
AB．滑动触头位置保持不变时，变压器原、副线圈的匝数比不变，因电源的电压不变，所以V1、V2的示数不变，R1与R0串联分得的总电压不变；当滑动变阻器滑片P下滑时，R0接入电路的阻值变小，分得的电压减小，所以V3的示数减小，故A错误，B正确；
CD．保持滑动变阻器滑片P不动时，将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中，副线圈的匝数变小，由U1：U2=n1：n2可知，V2、V3的示数均减小，V1的示数不变，故C错误，D正确。
故选BD。
8．（2021·云南高三一模）如图甲所示的电路中，变压器为理想变压器，交流电流表为理想电表，输入电压false随时间false变化的图像如图乙所示，两只规格为“false”的灯泡均正常发光。下列说法正确的是（　　）
A．电阻false的功率为false
B．电流表的示数为false
C．原、副线圈匝数之比为false
D．副线圈中电流方向false内改变false次
【答案】AC
【详解】
AC．由图乙可知，交流电的有效值false，由于原副线圈所接灯泡均能正常发光，则回路内电流
false
变压器原线圈分到的电压
false
副线圈灯泡也正常发光，故
false
故原副线圈的匝数之比为
false
原线圈的电功率
false
副线圈电功率
false
又因为false，解得
false
故A选项和C选项都正确；
B．副线圈中电阻false的电压false，由false，解得
false
则电流表的示数为false，故B选项错误；
D．交流电压false改变一次，副线圈中电流false改变一次，即副线圈中电流方向false内改变false次，故D选项错误。
故选AC。
9．（2021·辽宁葫芦岛市·高三期末）如图所示，矩形线圈面积为false，匝数为false，线圈电阻为false，在磁感应强度为false的匀强磁场中绕false轴以角速度false匀速转动，外电路电阻为false，在线圈由图示位置转过false的过程中，下列说法正确的是（　　）
A．图示位置为中性面 B．电压表的示数为false
C．电流表的示数false D．通过电阻false的电荷量为false
【答案】AD
【详解】
A．当线圈平面与磁感线垂直时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，线圈中电流为零，故A正确；
B．线圈在磁场中转动，产生的电动势的最大值为
false
电动势的有效值为
false
电压表测量为电路的外电压，所以电压表的读数为
false
故B错误；
C．电流表的示数
false
故C错误；
D．由
false，false，false
得到，电量
false
故D正确。
故选AD。
10．（2021·全国高二）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为1：10，接线柱a、b接在电压为u＝10falsesin100πtV的正弦交流电源上，R1为定值电阻，其阻值为100Ω，R2为用半导体热敏材料制成的传感器．下列说法中正确的是（　　）
A．t＝falses时，a、b两点间电压的瞬时值为5V
B．t＝falses时，电压表的读数为100V
C．在1min内电阻R1上产生的热量为6000J
D．当R2的温度升高时，电压表示数不变，电流表示数变大
【答案】ABD
【详解】
A．保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，n1减小，false增大，由U2＝falseU1知U2变大，则输出电流I2增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P1＝U1I1知，I1增大，A正确；
B．同理，K若由b扳向a，R消耗功率将减小，B正确；
C．U1不变，K接在a处，使P上滑时，I2减小，I1也减小，故C错误；
D．保持P的位置不变，K接在a处，若使U1增大，则U2也增大，即I2＝false增大，又false＝false，故I1也应增大，故D正确；
故选ABD。
11．（2021·湖北高三月考）在如图所示的电路中，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1∶2，两个相同灯泡的电阻和滑动变阻器接入电路中的有效阻值均为R=5Ω（不考虑灯泡电阻随温度的变化），两电表均为理想交流电表，电源输出电压的表达式为false。下列说法正确的是（　　）
A．L1、L2两灯泡消耗的功率之比为2∶1
B．电流表的示数为8A
C．电源的输出功率为1900 W
D．当滑动变阻器的滑片向下滑动，电压表的示数变大
【答案】BD
【详解】
A．设电流表示数为false，副线圈两端的电压为
false
原线圈两端的电压
false
原线圈电流
false
false、false两灯泡消耗的功率之比为
false
选项A错误；
B．电源输出电压的有效值false，由闭合电路欧姆定律得
false
代入数据解得false，选项B正确；false，
C．电源的输出功率
false
选项C错误；
D．当滑动变阻器的滑片向下滑动时，变压器负载电阻变大，输出电流false减小，false减小，电压表的示数变大，选项D正确；
故选BD。
12．（2021·全国高二）如图所示为一理想变压器，K为单刀双掷开关，P为滑动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的交变电压，I1为原线圈中的电流，则（　　）
A．保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，I1将增大
B．保持U1及P的位置不变，K由b扳向a时，R消耗的功率减小
C．保持U1不变，K接在a处，使P上滑，I1将增大
D．保持P的位置不变，K接在a处，若U1增大，I1将增大
【答案】ABD
【详解】
A．保持U1及P的位置不变，K由a扳向b时，n1减小，false增大，由U2＝falseU1知U2变大，则输出电流I2增大，输出功率增大，输入功率也增大，由P1＝U1I1知，I1增大，A正确；
B．同理，K若由b扳向a，R消耗功率将减小，B正确；
C．U1不变，K接在a处，使P上滑时，I2减小，I1也减小，故C错误；
D．保持P的位置不变，K接在a处，若使U1增大，则U2也增大，即I2＝false增大，又false＝false，故I1也应增大，故D正确；
故选ABD。
13．（2021·海原县第一中学高二期末）如图所示的四个图中，使用的仪器是电压互感器。（　　）
A． B．
C． D．
【答案】D
【详解】
电压互感器是把高电压通过变压器变为低电压后再测量，通过匝数比可求高电压的电压数值。所以应该为测电压的接法，一根接火线，一根接零线。所以ABC错误，D正确。
本题选D。
14．（2021·全国高三专题练习）如图所示，理想变压器的原线圈接在u＝220falsesin100πt（V）的交流电源上，副线圈接有R＝55Ω的负载电阻，原、副线圈匝数之比为2∶1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（　　）
A．原线圈的输入功率为220false
B．电流表的读数为1A
C．电压表的读数为110false
D．副线圈输出交流电的周期为50s
【答案】B
【详解】
AC．理想变压器原线圈两端电压的有效值为U1＝220 V，由false得
false
即电压表的读数为110 V，通过负载电阻的电流
false
则副线圈的输出功率
P＝U2I2＝110×2 W＝220 W
原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率为220 W，故选项AC错误；
B．由n1I1＝n2I2，得
false
即电流表的读数为1A，选项B正确；
D．由false可知，角速度
ω＝100π rad/s
原线圈所接交流电的周期
false
副线圈输出交流电的周期不变，仍为0.02s，选项D错误；
故选B。
15．（2021·海原县第一中学高二期末）如图所示，表示一交变电流的电流随时间的变化图象，其中电流正值为正弦曲线的正半周。则该交变电流的电流有效值为（　　）
A．10A B．5A C．15A D．8.7
【答案】D
【详解】
该交变电流的电流有效值为
false
解得false 。
故选D。
16．（2021·辽宁大连市·大连二十四中）如图甲是某燃气灶点火装置的原理图。转换器能够将直流电压转换为图乙所示的正弦交流电压，并加在一理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表。当变压器副线圈电压的瞬时值大于 5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，则（　　）
A．稳定工作时电压表的示数是5V
B．稳定工作时电压表的示数是 5falseV
C．变压器原副线圈的匝数比是 1：900 可满足点火要求
D．变压器原副线圈的匝数比是 1：1100 可满足点火要求
【答案】D
【详解】
AB．根据图乙得到原线圈输入电压的最大值U1m=5V，根据正弦式交变电流最大值和有效值的关系可知，原线圈输入电压的有效值为
false
则电压表的示数为false，故A、B错误；
CD．瞬时电压大于5000V即火花放电，即副线圈输出电压最大值U2m=5000V，根据变压比可得
false
解得
false
则实现点火的条件是
false
故C错误，D正确。
故选D。
17．（2021·北京西城区·高二期末）两个完全相同的电热器分别通以图甲、乙所示的交变电流。两电热器的电功率之比为（　　）
A．1∶false B．5∶4 C．3∶4 D．3∶2
【答案】B
【详解】
根据有效值的定义，甲图则有
false
解得有效值为
false
乙图为正弦交流电，电流有效值为
false
通过两电热器的电流有效值之比为
false
根据功率公式P=I2R得到
false
故选B。
18．（2021·辽宁葫芦岛市·高二期末）通过某交流电流表的电流i随时间t变化的关系，如图所示。该电流表的示数是（　　）
A．false B．false C．false D．false
【答案】D
【详解】
电流表的示数是
false
解得
false
故选D。
19．（2021·江苏泰州市·高三期末）在探究变压器的两个线圈电压关系时，某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，如图所示，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流学生电源输出端，电源输出的电压如图所示，线圈b接小灯泡。若他所用的线圈电阻忽略不计，则（　　）
A．交流电压的频率为false
B．适当增加原线圈a的匝数，小灯泡变亮
C．换一个电阻更小的灯泡，电源的输出功率增大
D．将线圈a改接在学生电源直流输出端，小灯泡也能发光
【答案】C
【详解】
A．学生电源的频率为50Hz，变压器不改变电流的频率，所以交流电压的频率应为50Hz，故A错误；
B．增加原线圈a的匝数，根据理想变压器的电压和匝数的关系，即false可知小灯泡两端的电压false减小，小灯泡变暗，故B错误；
C．换一个电阻更小的灯泡，根据false可得副线圈消耗的功率变大，则电源的输出功率变大，故C正确；
D．将线圈a改接在学生电源直流输出端，则变压器的副线圈上将无电压，灯泡不亮，故D错误。
故选C。
20．（2021·济南大学城实验高级中学高三月考）无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图所示，充电基座接上220V，50Hz家庭用交流电，受电线圈接上一个理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大）给手机电池充电。已知手机电池的充电电压为5V，假设在充电过程中基座线圈的磁场全部穿过受电线圈而无能量的损失，下列说法正确的是（　　）
A．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为受电线圈发生了自感现象
B．220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化50次
C．受电线圈两端的输出电压的电压峰值为10V
D．基座线圈和受电线圈的匝数比为44:1
【答案】C
【详解】
A．受电线圈之所以能够给手机电池充电是因为送电线圈和受电线圈通过互感现象实现能量传递，故A错误；
B．由于交流电一个周期内电流方向改变两次，则220V，50Hz家庭用交流电电流方向每秒变化100次，故B错误；
C．由于二极管单向导电的缘故，故输出端只有一半时间有电压，根据有效电压的定义得
false
解得
false
故C正确；
D．受电线圈的有效电压为
false
则基座线圈和受电线圈的匝数比为
false
故D错误。
故选C。
21．（2021·福建高三零模）一手摇交流发电机线圈在匀强磁场中匀速转动。转轴位于线圈平面内并与磁场方向垂直产生的交变电流i随时间t变化关系如图所示，则（　　）
A．该交变电流频率是0.4Hz
B．该交变电流有效值是0.8A
C．t=0.1s时，穿过线圈平面的磁通量最小
D．该交变电流瞬时值表达式是i=0.8falsesin5πt
【答案】C
【详解】
A．该交变电流周期为T=0.4s，则频率是
false
选项A错误；
B．该交变电流最大值是0.8A，有效值为false， 选项B错误；
C．t=0.1s时，感应电流最大，则此时穿过线圈平面的磁通量最小，选项C正确；
D．因
false
该交变电流瞬时值表达式是
i=0.8sin5πt(V)
选项D错误。
故选C。
22．（2021·江苏淮安市·高二期末）在如图所示的远距离输电电路中，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输送功率的比例减小
【答案】C
【详解】
A ．由于发电厂的输出电压不变，升压变压器的匝数不变，所以升压变压器的输出电压不变，选项 A 错误；
B ．由于发电厂的输出功率增大，则升压变压器的输出功率增大，又升压变压器的输出电压 U2不变，根据P=UI 可输电线上的电流I线 增大，根据U损=I线R ，输电线上的电压损失增大，根据降压变压器的输入电压U3-U2=U损 可得，降压变压器的输入电压 U3 减小，降压变压器的匝数不变，所以降压变压器的输出电压减小，选项 B 错；
C ．根据
false
又输电线上的电流增大，电阻不变，所以输电线上的功率损失增大，选项 C 正确；
D ．根据
false
发电厂的输出电压不变，输电线上的电阻不变，所以输电线上损耗的功率占总功率的比例随着发电厂输出功率的增大而增大，选项 D 错误。
故选 C 。
23．（2021·北京西城区·高二期末）如图所示，KLMN是一个竖直的矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的匀强磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕竖直固定轴false以角速度ω匀速转动。从MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时：
(1)在下图中画出0时刻，沿固定轴false从上向下看线框的俯视图，并标出电流方向。
(2)求经过时间t，线框中产生的感应电动势瞬时值表达式。
【答案】(1) ；(2)false
【详解】
(1)0时刻，沿固定轴false从上向下看线框的俯视图及电流方向如下图
(2)感应电动势的峰值为
false
由于从MN边与磁场方向的夹角为30°时开始计时，则线框中产生的感应电动势瞬时值表达式为
false
24．（2021·辽宁葫芦岛市·高二期末）如图所示，为一台发电机通过升压和降压变压器给用户供电的示意图。已知发电机的输出电功率为100false，输出电压为250V。升压变压器原、副线圈的匝数比是1：8，两变压器之间输电导线的总电阻为4Ω，向用户供220V交流电，若变压器是理想变压器。求：
(1)升压变压器的输出端电压；
(2)降压变压器原、副线圈的匝数比。
【答案】(1) false；(2) false
【详解】
(1)根据
false
可得升压变压器的输出端电压
false
(2)输电线的电流
false
输电线损失的电压
false
降压变压器的输入电压
false
根据
false
降压变压器原、副线圈的匝数比
false
25．（2021·全国高二课时练习）如图，照明电路的电压为false，并联了20盏电阻false都是false（正常发光时的电阻）的电灯，两条输电线的电阻false都是false。只开10盏灯时，整个电路消耗的电功率、输电线上损失的电压和损失的电功率各是多大？20盏灯都打开时，情况又怎样？
【答案】只开10盏灯时，整个电路消耗的电功率、输电线上损失的电压和损失的电功率各是585.2W，5.32V和14.2W；开20盏灯时，整个电路消耗的电功率、输电线上损失的电压和损失的电功率各是1142.9W，10.38V和53.87W
【详解】
只开10盏灯时，并联部分的电阻
false
回路的总电阻
false
回路总电流
false
整个电路消耗的电功率
false
输电线上损失的电压
false
损失的功率为
false
当开20盏灯时，并联部分的电阻
false
回路的总电阻
false
回路总电流
false
整个电路消耗的电功率
false
输电线上损失的电压
false
损失的功率
false
26．（2021·全国高二）如图所示，匀强磁场的磁感应强度为B＝0.50T，矩形线圈的匝数N＝100匝，边长Lab＝0.20m，Lbc＝0.10m，以3000r/min的转速匀速转动，若从线圈平面通过中性面时开始计时，试求：
（1）交变电动势的瞬时值表达式；
（2）若线圈总电阻为2Ω，线圈外接电阻为8Ω，写出交变电流的瞬时值表达式；
（3）线圈由图示位置转过false的过程中，交变电动势的平均值。
【答案】（1）e＝314sin（314t）V；（2）i＝31.4sin（314t）A；（3）200V
【详解】
（1）线圈的角速度
false
线圈电动势的最大值
false
故交变电动势的瞬时值表达式为
false
（2）电流的最大值
false
所以交变电流的瞬时值表达式为
false
（3）平均电动势为
false
27．（2021·全国高三课时练习）图为某人设计的电吹风电路图，a、b、c、d为四个固定触点。可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态。false和false分别是理想变压器原、副线圈的匝数。该电吹风的各项参数如下表所示。
热风时输入功率
460W
冷风时输入功率
60W
小风扇额定电压
60V
正常工作时小风扇输出功率
52W
(1)吹冷风时触片P位于怎样的位置？请在图中标注。
(2)由表格中数据计算出小风扇的内阻是多少？
(3)变压器原、副线圈的匝数比false是多少？

【答案】(1) 触片P与触点b、c接触；(2)8Ω；(3)11:3
【详解】
(1)当电吹风机送出来的是冷风时，电路中只有电动机自己工作，触片P与触点b、c接触；
(2)小风扇消耗的功率转化为机械功率和线圈上的热功率，则小风扇的电流
false
则
false
解得小风扇的内阻是
r=8Ω
(3)根据变压器的原线圈、副线圈的匝数与电压的关系
false
28．（2021·全国高三课时练习）如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电源上，求：
(1)副线圈回路中电阻两端的电压；
(2)原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比。
【答案】(1)false；(2)false
【详解】
(1)设原线圈的电流为false，则根据理想变压器电流关系，得副线圈中的电流为false，变压器输入电功率与输出电功率相等，则有
false
求得原线圈中电流
false
原线圈中电阻两端的电压为false，输入电压
false
再根据理想变压器电压关系得副线圈电压
false
(2)根据焦耳定律得原、副线圈电路的功率分别为
false
false
原、副线圈回路中电阻消耗的功率之比
false
29．（2021·北京高三期末）如图1所示，由均匀电阻丝做成的正方形单匝线圈的电阻为R，边长为l，线圈以恒定速度v垂直穿过匀强磁场，磁场的磁感应强度大小为B，方向垂直纸面向外，宽度为2l。从cd进入磁场开始计时，针对线圈穿过磁场的过程，完成下列问题：
(1)求线圈进入磁场的过程中感应电流的大小；
(2)取感应电流顺时针方向为正，在图2中画出线圈中的电流随时间变化的图像，标明图线关键位置的坐标值；
(3)若图2中的电流变化与某交变电流一个周期的变化情况相同，求该交变电流的有效值。
【答案】(1)false；(2)；(3)false
【详解】
(1)产生的感应电动势为false，感应电流为
false
(2)如图所示
(3)取一个周期，生热相同，列式如下
false
可得
false
30．（2021·北京海淀区·高三期末）如图所示，交流发电机的矩形金属线圈，false边和false边的长度false，false边和false边的长度false，匝数false匝，线圈的总电阻false，线圈位于磁感应强度false的匀强磁场中。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false的定值电阻连接。初始状态时线圈平面与磁场方向平行，现使线圈绕过false和false边中点、且垂直于磁场的转轴false以角速度false匀速转动。电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
(1)从线圈经过图示位置开始计时，写出线圈内的电流随时间变化的函数关系式；
(2)求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，求经过false周期时间通过电阻R的电荷量。
【答案】(1) false（A）；(2)180W；(3)false
【详解】
(1)对于n匝线圈，ab边与cd边一起切割磁感线的情况，应有
false
根据闭合电路欧姆定律有
false
从线圈经过图示位置开始计时，圈内的电流随时间变化的函数关系式为
false
(2)电路中电流的有效值为
false
电阻R的发热功率
false
(3)线框从此位置转过四分之一周期的过程中：
平均感应电动势
false
平均感应电流
false
通过电阻R的电荷量
false

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