2024-2025學(xué)年高二物理舉一反三系列3.2交變電流的描述（含答案）

2024-2025學(xué)年高二物理舉一反三系列3.2交變電流的描述（含答案）3.2交變電流的描述原卷版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【周期和頻率知識(shí)點(diǎn)梳理】 1二、【四值問(wèn)題知識(shí)點(diǎn)梳理】 2三、【感抗和容抗知識(shí)點(diǎn)梳理】 9【周期和頻率知識(shí)點(diǎn)梳理】1．周期(T)：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間．在交變電流的圖像中，一個(gè)完整的正弦波形對(duì)應(yīng)的時(shí)間為一個(gè)周期T.2．頻率(f)：周期的倒數(shù)叫作頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)．3．周期和頻率的關(guān)系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T)，如圖為我國(guó)照明電路的u－t圖像，則交流電的周期T＝0.02s，頻率f＝50Hz.4．角速度與周期、頻率的關(guān)系：ω＝eq\f(2π,T)＝2πf.5．交變電流的周期和頻率跟發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω或轉(zhuǎn)速n有關(guān)．ω(n)越大，周期越短，頻率越高，其關(guān)系為T(mén)＝eq\f(2π,ω)，ω＝eq\f(2π,T)＝2πf＝2πn.【周期和頻率舉一反三練習(xí)】1．（多選）關(guān)于交變電流的周期和頻率，下列說(shuō)法正確的是（）A．正弦式交變電流連續(xù)兩次出現(xiàn)正向最大值的時(shí)間間隔等于周期B．50Hz的交變電流，其周期為0.05sC．頻率為50Hz的交變電流，1s內(nèi)方向變化100次D．頻率為50Hz的交變電流，1s內(nèi)方向變化50次2．發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)非常相似。圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈繞與磁場(chǎng)方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為，外接一只電阻為的燈泡，不計(jì)電路的其他電阻，則（

）A．時(shí)線圈平面與中性面垂直 B．每秒內(nèi)電流方向改變100次C．產(chǎn)生交變電流的周期為 D．線圈的轉(zhuǎn)速為3．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（V），則以下說(shuō)法正確的是（）A．交變電流的頻率是 B．交變電流的周期是0.01sC．時(shí)，線圈位于中性面 D．時(shí)，e有最大值4．由交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，可知（）A．此交流電的頻率是B．此交流電的周期是C．當(dāng)時(shí)，此交流電動(dòng)勢(shì)有最大值D．當(dāng)時(shí)，產(chǎn)生此交流電的線圈平面與中性面重合【四值問(wèn)題知識(shí)點(diǎn)梳理】1．峰值：(1)交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值．若將交流電接入純電阻電路中，則電路中的電流及外電阻兩端的電壓的最大值分別為Im＝eq\f(Em,R＋r)，Um＝ImR.(2)電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿．2．有效值：確定交變電流有效值的依據(jù)是電流的熱效應(yīng)．讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則此恒定電流的數(shù)值叫作交變電流的有效值．(1)在正弦式交變電流中，最大值與有效值之間的關(guān)系E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im(2)當(dāng)電流是非正弦式交變電流時(shí)，必須根據(jù)有效值的定義求解．先計(jì)算交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q，再將熱量Q用相應(yīng)的物理量的有效值表示，即Q＝I2RT或Q＝eq\f(U2,R)T，最后代入數(shù)據(jù)求解有效值．3．有效值的理解(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)是指有效值．(2)用電器銘牌上標(biāo)的值(如額定電壓、額定功率等)指的均是有效值．(3)計(jì)算熱量、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流指的是有效值．(4)沒(méi)有特別加以說(shuō)明的，是指有效值．(5)“交流的最大值是有效值的eq\r(2)倍”僅適用于正(余)弦式交變電流．4．有效值的計(jì)算(1)公式法：利用E＝eq\f(Em,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))、I＝eq\f(Im,\r(2))計(jì)算，只適用于正(余)弦式交變電流．(2)利用有效值的定義計(jì)算(非正弦式電流)：計(jì)算時(shí)“相同時(shí)間”至少取一個(gè)周期或?yàn)橹芷诘恼麛?shù)倍．(3)利用能量關(guān)系：當(dāng)有電能和其他形式的能量轉(zhuǎn)化時(shí)，可利用能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)求有效值．5．有效值求解的三點(diǎn)注意(1)計(jì)算有效值時(shí)要注意根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解．(2)利用兩類(lèi)公式Q＝I2Rt和Q＝eq\f(U2,R)t可分別求得電流有效值和電壓有效值．(3)若圖像部分是正弦式交變電流，其中的從零(或最大值)開(kāi)始的eq\f(1,4)周期整數(shù)倍的部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系Im＝eq\r(2)I、Um＝eq\r(2)U求解．6．幾種典型電流的有效值正弦式交變電流正弦半波電流矩形脈沖電流非對(duì)稱(chēng)性交變電流I=II=II=t0TI=17．對(duì)交變電流“四值”的理解和應(yīng)用物理量表達(dá)式適用情況及說(shuō)明瞬時(shí)值e＝Emsinωtu＝Umsinωti＝Imsinωt計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況最大值(峰值)Em＝nBSωIm＝eq\f(Em,R＋r)討論電容器的擊穿電壓有效值對(duì)正弦式交變電流有：E＝eq\f(Em,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2))(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(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)電表的讀數(shù)為有效值平均值eq\x\to(E)＝BLeq\x\to(v)＝neq\f(ΔΦ,Δt)，eq\x\to(I)＝eq\f(eq\x\to(E),R＋r)計(jì)算通過(guò)電路截面的電荷量8、正弦式交變電流的公式和圖像①正弦式交變電流的公式和圖像可以詳細(xì)描述交變電流的情況．若線圈通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電流的圖像是正弦曲線．②若已知電壓、電流最大值分別是Um、Im，周期為T(mén)，則正弦式交變電流電壓、電流表達(dá)式分別為u＝Umsineq\f(2π,Τ)t，i＝Imsineq\f(2π,T)t.【四值問(wèn)題舉一反三練習(xí)】5．小明家新買(mǎi)一臺(tái)電視機(jī)，他看到的電視機(jī)銘牌如圖所示，其中“額定電壓：220V~”指的是交流電壓的（）A．有效值 B．瞬時(shí)值 C．平均值 D．最大值6．如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間變化的圖象。每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得此交流電壓的有效值為（）A． B． C． D．7．A、B是兩個(gè)完全相同的電熱器，當(dāng)A通以圖甲所示的方波式交變電流，B通以圖乙所示的正弦式交變電流時(shí)，A、B的發(fā)熱功率相等。則IA：IB為（）A．5：4 B．4：5 C． D．8．如圖所示，圖甲整個(gè)空間均有磁場(chǎng)，圖乙磁場(chǎng)只分布在邊左側(cè)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，單匝線圈面積均為S，均繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則圖甲和圖乙兩種轉(zhuǎn)動(dòng)方式產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值之比為（）A． B． C． D．9．電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，每個(gè)周期的前半個(gè)周期電流隨時(shí)間按照正弦形式的規(guī)律變化，后半個(gè)周期的電流為0，已知電流的最大值為I。則在0?T過(guò)程中的平均電流（）A．I0 B． C． D．10．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．t=0時(shí)，線框中磁通量的變化率為零B．t=0.01s時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量最大C．線框旋轉(zhuǎn)的角速度大小為D．若線框的電阻為0.4Ω，則線框的熱功率為5W11．一只低壓教學(xué)電源輸出的交變電壓瞬時(shí)值，關(guān)于該電源的規(guī)格和使用，以下說(shuō)法正確的是（

）A．這只電源的交變電壓的周期是0.01sB．這只電源在t＝0.01s時(shí)電壓達(dá)到最大值C．這只電源可以使“10V，2W”的燈泡正常發(fā)光D．“8V、”電容器能接在該電源上12．如圖所示，虛線左側(cè)有范圍足夠大、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形導(dǎo)線框的總電阻為R．現(xiàn)使導(dǎo)線框以對(duì)角線為轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．求：（1）從圖示位置（線框平面垂直于磁場(chǎng)方向）開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線框中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量；（2）此線框的發(fā)熱功率。

13．近幾年，各大知名手機(jī)品牌紛紛推出無(wú)線充電功能。無(wú)線充電最大的便利是無(wú)需插拔數(shù)據(jù)線，一放即充。如圖甲所示為手機(jī)無(wú)線充電工作原理的示意圖，由送電線圈和受電線圈組成。已知受電線圈的匝數(shù)為匝，電阻，在它的兩端接一阻值的電阻。設(shè)在受電線圈內(nèi)存在與線圈平面垂直的磁場(chǎng)，其磁通量隨時(shí)間變化規(guī)律滿足正弦曲線關(guān)系如圖乙所示，設(shè)磁場(chǎng)豎直向上為正。則（）A．受電線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為B．在時(shí)，端電勢(shì)高于端C．從到時(shí)間內(nèi)，通過(guò)電阻的電荷量為D．在一個(gè)周期內(nèi)，電路中產(chǎn)生的熱量14．如圖所示，紙面內(nèi)有一“凹”字形單匝金屬線框組成閉合回路，置于垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框的總電阻為R，邊長(zhǎng)如圖所示。線框繞ab軸做角速度為ω的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則從圖示位置（）A．轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中電流方向發(fā)生改變B．轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為零C．轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為3BL2ωD．轉(zhuǎn)動(dòng)180°過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為15．（多選）如圖所示，一矩形金屬線圈面積為S、匝數(shù)為N，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以角速度繞垂直于磁場(chǎng)的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）

A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值是B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值是C．從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是D．從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是16．（多選）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線圈abcd電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若線圈從圖示位置開(kāi)始，以角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）A．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B．線圈轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，感應(yīng)電流為C．線圈轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程，流過(guò)R的電荷量為D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，外力所做的功17．（多選）如圖甲所示，100匝的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以100rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。若線圈電阻為4，外接電阻R為16，則下列說(shuō)法正確的是（）A．交流電壓表的示數(shù)為320VB．s時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最小C．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，外力所做的功為20πJD．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為0.2C18．（多選）單匝閉合矩形線框電阻為R，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線框的磁通量與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．時(shí)刻線框處于中性面B．線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為C．從t=0到t=過(guò)程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為D．從t=0到t=過(guò)程中通過(guò)線框橫截面的電荷量為【感抗和容抗知識(shí)點(diǎn)梳理】容抗：交流電是能夠通過(guò)電容的，但是電容對(duì)交流電仍然有阻礙作用。電容對(duì)交流電的阻礙作用叫做容抗。電容量大，交流電容易通過(guò)電容，說(shuō)明電容量大，電容的阻礙作用?。唤涣麟姷念l率高，交流電也容易通過(guò)電容，說(shuō)明頻率高，電容的阻礙作用也小。感抗：交流電也可以通過(guò)線圈，但是線圈的電感對(duì)交流電有阻礙作用，這個(gè)阻礙叫做感抗。電感量大，交流電難以通過(guò)線圈，說(shuō)明電感量大，電感的阻礙作用大；交流電的頻率高，交流電也難以通過(guò)線圈，說(shuō)明頻率高，電感的阻礙作用也大。阻抗：具有電阻、電感和電容的電路里，對(duì)交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。注意與電阻含義的區(qū)別，在直流電（DC）的世界中，物體對(duì)電流阻礙的作用叫做電阻，但是在交流電（AC）的領(lǐng)域中則除了電阻會(huì)阻礙電流以外，電容及電感也會(huì)阻礙電流的流動(dòng)，這種作用就稱(chēng)之為電抗，而我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的阻抗是電阻與電抗在向量上的和。阻抗由電阻、感抗和容抗三者組成，但不是三者簡(jiǎn)單相加?！靖锌购腿菘古e一反三練習(xí)】19．在交變電流頻率一定的情況下，下列關(guān)于電容器的容抗、電感器的感抗，說(shuō)法正確的有（）A．電容越小，容抗越小B．電感越小，感抗越大C．電容器通交流，隔直流D．電感器通高頻阻低頻20．在交流電路中，要減小平行板電容器的容抗，可以（）A．減小兩極板的正對(duì)面積 B．減小極板間的距離C．適當(dāng)增大交變電流的電壓 D．減小交變電流的頻率21．如圖所示，將帶鐵芯的電感器L與燈泡A串聯(lián)，再與另一個(gè)完全相同的燈泡B并聯(lián)，接在以正弦交流信號(hào)發(fā)生器為電源的兩端。通過(guò)調(diào)節(jié)交流信號(hào)發(fā)生器上的旋鈕，可以改變輸出電壓和信號(hào)的頻率。閉合開(kāi)關(guān)S，A、B兩燈均發(fā)光。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．保持交流信號(hào)頻率不變，適當(dāng)提高輸出電壓，發(fā)現(xiàn)A燈始終比B燈亮B．保持輸出電壓不變，提高交流信號(hào)頻率，發(fā)現(xiàn)A、B燈均變亮C．保持輸出電壓和信號(hào)頻率不變，撤去鐵芯后，發(fā)現(xiàn)A燈比原來(lái)亮D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)A燈閃亮一下，然后熄滅22．兩只相同的白熾燈和，分別與電容器和電感線圈串聯(lián)，接在如圖所示的電路中。將、接在電壓最大值為、頻率為的正弦交流電源兩極之間時(shí)，兩只燈泡都發(fā)光，且亮度相同。若更換一個(gè)新的正弦交流電源后，燈的亮度高于燈的亮度。則新電源的電壓最大值和頻率可能是（

）A．電壓的最大值仍為，而頻率大于B．電壓的最大值仍為，而頻率小于C．電壓的最大值大于，而頻率仍為D．電壓的最大值小于，而頻率仍為23．如圖所示的交流電路中，如果電源電動(dòng)勢(shì)的最大值不變，交流電的頻率增大時(shí)，可以觀察到三盞電燈亮度的變化情況是（）A．L1、L2、L3亮度都不變 B．L1變暗、L2不變、L3變亮C．L1變暗、L2變亮、L3不變 D．L1變亮、L2變暗、L3不變

3.2交變電流的描述解析版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【周期和頻率知識(shí)點(diǎn)梳理】 1二、【四值問(wèn)題知識(shí)點(diǎn)梳理】 2三、【感抗和容抗知識(shí)點(diǎn)梳理】 9【周期和頻率知識(shí)點(diǎn)梳理】1．周期(T)：交變電流完成一次周期性變化所需的時(shí)間．在交變電流的圖像中，一個(gè)完整的正弦波形對(duì)應(yīng)的時(shí)間為一個(gè)周期T.2．頻率(f)：周期的倒數(shù)叫作頻率，數(shù)值等于交變電流在單位時(shí)間內(nèi)完成周期性變化的次數(shù)．3．周期和頻率的關(guān)系：T＝eq\f(1,f)或f＝eq\f(1,T)，如圖為我國(guó)照明電路的u－t圖像，則交流電的周期T＝0.02s，頻率f＝50Hz.4．角速度與周期、頻率的關(guān)系：ω＝eq\f(2π,T)＝2πf.5．交變電流的周期和頻率跟發(fā)電機(jī)轉(zhuǎn)子的角速度ω或轉(zhuǎn)速n有關(guān)．ω(n)越大，周期越短，頻率越高，其關(guān)系為T(mén)＝eq\f(2π,ω)，ω＝eq\f(2π,T)＝2πf＝2πn.【周期和頻率舉一反三練習(xí)】1．（多選）關(guān)于交變電流的周期和頻率，下列說(shuō)法正確的是（）A．正弦式交變電流連續(xù)兩次出現(xiàn)正向最大值的時(shí)間間隔等于周期B．50Hz的交變電流，其周期為0.05sC．頻率為50Hz的交變電流，1s內(nèi)方向變化100次D．頻率為50Hz的交變電流，1s內(nèi)方向變化50次【答案】AC【詳解】A．正弦式交變電流連續(xù)兩次出現(xiàn)正向最大值的時(shí)間間隔等于一個(gè)周期，故A正確；B．50Hz的交變電流，根據(jù)周期與頻率的關(guān)系可知其周期為0.02s，故B錯(cuò)誤；CD．頻率為50Hz的交變電流，在一個(gè)周期內(nèi)交流電方向改變2次，則1s內(nèi)改變的次數(shù)n=2f=100次故C正確，D錯(cuò)誤。故選AC。2．發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)的結(jié)構(gòu)非常相似。圖甲是小型交流發(fā)電機(jī)的示意圖，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線圈繞與磁場(chǎng)方向垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖乙所示，發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻為，外接一只電阻為的燈泡，不計(jì)電路的其他電阻，則（

）A．時(shí)線圈平面與中性面垂直 B．每秒內(nèi)電流方向改變100次C．產(chǎn)生交變電流的周期為 D．線圈的轉(zhuǎn)速為【答案】B【詳解】A．由圖象乙可知t=0.02s時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，處于中性面上，故A錯(cuò)誤；BC．由題圖乙可知周期T=0.02s，線框每轉(zhuǎn)一周，電流方向改變兩次，每秒電流方向改變100次，故B正確C錯(cuò)誤；D．線圈的轉(zhuǎn)速為故D錯(cuò)誤。故選B。3．一個(gè)矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)（V），則以下說(shuō)法正確的是（）A．交變電流的頻率是 B．交變電流的周期是0.01sC．時(shí)，線圈位于中性面 D．時(shí)，e有最大值【答案】C【詳解】AB．線圈的角速度為100πrad/s故其頻率為故AB錯(cuò)誤；C．時(shí)此時(shí)線圈處在中性面上，故C正確；D．時(shí)故D錯(cuò)誤。故選C。4．由交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式，可知（）A．此交流電的頻率是B．此交流電的周期是C．當(dāng)時(shí)，此交流電動(dòng)勢(shì)有最大值D．當(dāng)時(shí)，產(chǎn)生此交流電的線圈平面與中性面重合【答案】D【詳解】AB．由交流電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可知由公式解得，故AB錯(cuò)誤；C．當(dāng)時(shí)，此交流電動(dòng)勢(shì)為故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)時(shí)，此交流電動(dòng)勢(shì)為可知，線圈與磁場(chǎng)垂直，即產(chǎn)生此交流電的線圈平面與中性面重合，故D正確。故選D?！舅闹祮?wèn)題知識(shí)點(diǎn)梳理】1．峰值：(1)交變電流的電壓、電流能達(dá)到的最大數(shù)值叫峰值．若將交流電接入純電阻電路中，則電路中的電流及外電阻兩端的電壓的最大值分別為Im＝eq\f(Em,R＋r)，Um＝ImR.(2)電容器所能承受的電壓要高于交流電壓的峰值，否則電容器就可能被擊穿．2．有效值：確定交變電流有效值的依據(jù)是電流的熱效應(yīng)．讓交變電流與恒定電流分別通過(guò)大小相同的電阻，如果在交變電流的一個(gè)周期內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量相等，則此恒定電流的數(shù)值叫作交變電流的有效值．(1)在正弦式交變電流中，最大值與有效值之間的關(guān)系E＝eq\f(Em,\r(2))＝0.707Em，U＝eq\f(Um,\r(2))＝0.707Um，I＝eq\f(Im,\r(2))＝0.707Im(2)當(dāng)電流是非正弦式交變電流時(shí)，必須根據(jù)有效值的定義求解．先計(jì)算交變電流在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q，再將熱量Q用相應(yīng)的物理量的有效值表示，即Q＝I2RT或Q＝eq\f(U2,R)T，最后代入數(shù)據(jù)求解有效值．3．有效值的理解(1)交流電流表、交流電壓表的示數(shù)是指有效值．(2)用電器銘牌上標(biāo)的值(如額定電壓、額定功率等)指的均是有效值．(3)計(jì)算熱量、電功率及保險(xiǎn)絲的熔斷電流指的是有效值．(4)沒(méi)有特別加以說(shuō)明的，是指有效值．(5)“交流的最大值是有效值的eq\r(2)倍”僅適用于正(余)弦式交變電流．4．有效值的計(jì)算(1)公式法：利用E＝eq\f(Em,\r(2))、U＝eq\f(Um,\r(2))、I＝eq\f(Im,\r(2))計(jì)算，只適用于正(余)弦式交變電流．(2)利用有效值的定義計(jì)算(非正弦式電流)：計(jì)算時(shí)“相同時(shí)間”至少取一個(gè)周期或?yàn)橹芷诘恼麛?shù)倍．(3)利用能量關(guān)系：當(dāng)有電能和其他形式的能量轉(zhuǎn)化時(shí)，可利用能量的轉(zhuǎn)化和守恒定律來(lái)求有效值．5．有效值求解的三點(diǎn)注意(1)計(jì)算有效值時(shí)要注意根據(jù)電流的熱效應(yīng)，抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”列式求解．(2)利用兩類(lèi)公式Q＝I2Rt和Q＝eq\f(U2,R)t可分別求得電流有效值和電壓有效值．(3)若圖像部分是正弦式交變電流，其中的從零(或最大值)開(kāi)始的eq\f(1,4)周期整數(shù)倍的部分可直接應(yīng)用正弦式交變電流有效值與最大值間的關(guān)系Im＝eq\r(2)I、Um＝eq\r(2)U求解．6．幾種典型電流的有效值正弦式交變電流正弦半波電流矩形脈沖電流非對(duì)稱(chēng)性交變電流I=II=II=t0TI=17．對(duì)交變電流“四值”的理解和應(yīng)用物理量表達(dá)式適用情況及說(shuō)明瞬時(shí)值e＝Emsinωtu＝Umsinωti＝Imsinωt計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況最大值(峰值)Em＝nBSωIm＝eq\f(Em,R＋r)討論電容器的擊穿電壓有效值對(duì)正弦式交變電流有：E＝eq\f(Em,\r(2))，U＝eq\f(Um,\r(2))，I＝eq\f(Im,\r(2))(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電功、電功率、電熱等)(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)電表的讀數(shù)為有效值平均值eq\x\to(E)＝BLeq\x\to(v)＝neq\f(ΔΦ,Δt)，eq\x\to(I)＝eq\f(eq\x\to(E),R＋r)計(jì)算通過(guò)電路截面的電荷量8、正弦式交變電流的公式和圖像①正弦式交變電流的公式和圖像可以詳細(xì)描述交變電流的情況．若線圈通過(guò)中性面時(shí)開(kāi)始計(jì)時(shí)，交變電流的圖像是正弦曲線．②若已知電壓、電流最大值分別是Um、Im，周期為T(mén)，則正弦式交變電流電壓、電流表達(dá)式分別為u＝Umsineq\f(2π,Τ)t，i＝Imsineq\f(2π,T)t.【四值問(wèn)題舉一反三練習(xí)】5．小明家新買(mǎi)一臺(tái)電視機(jī)，他看到的電視機(jī)銘牌如圖所示，其中“額定電壓：220V~”指的是交流電壓的（）A．有效值 B．瞬時(shí)值 C．平均值 D．最大值【答案】A【詳解】用電器上所標(biāo)的電壓值與電流值均為有效值，電視機(jī)銘牌上所標(biāo)的“額定電壓220V”指的是交流電壓的有效值。故選A。6．如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間變化的圖象。每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得此交流電壓的有效值為（）A． B． C． D．【答案】A【詳解】設(shè)同一阻值為的電阻接入該交流電源和接入一電壓為的恒壓直流電源在一個(gè)周期內(nèi)產(chǎn)生相同的熱量，則有式中，解得根據(jù)電流的熱效應(yīng)所求得的即為該交流電的有效電壓。故選A。7．A、B是兩個(gè)完全相同的電熱器，當(dāng)A通以圖甲所示的方波式交變電流，B通以圖乙所示的正弦式交變電流時(shí)，A、B的發(fā)熱功率相等。則IA：IB為（）A．5：4 B．4：5 C． D．【答案】C【詳解】根據(jù)有效值的定義，取一個(gè)周期時(shí)間，將交流與直流分別通過(guò)相同的電阻，則有得圖乙所示的正弦式交變電流的有效值為A、B的發(fā)熱功率相等，根據(jù)可知IA：IB=故選C。8．如圖所示，圖甲整個(gè)空間均有磁場(chǎng)，圖乙磁場(chǎng)只分布在邊左側(cè)。勻強(qiáng)磁場(chǎng)磁感應(yīng)強(qiáng)度均為B，單匝線圈面積均為S，均繞垂直于磁場(chǎng)的軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則圖甲和圖乙兩種轉(zhuǎn)動(dòng)方式產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值之比為（）A． B． C． D．【答案】B【詳解】圖甲中，線框在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，有兩個(gè)邊ab和cd在切割磁感線，由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可知線框在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為則有效值為圖乙中，線框在轉(zhuǎn)動(dòng)的過(guò)程中，有ab邊在切割磁感線，由導(dǎo)體棒切割磁感線產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)可知線框在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為但是在線框轉(zhuǎn)一周的過(guò)程中，有一半的時(shí)間不產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，所以由有效值的定義式可得其有效值為則圖甲和圖乙兩種轉(zhuǎn)動(dòng)方式產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值之比為故選B。9．電流隨時(shí)間變化的規(guī)律如圖所示，每個(gè)周期的前半個(gè)周期電流隨時(shí)間按照正弦形式的規(guī)律變化，后半個(gè)周期的電流為0，已知電流的最大值為I。則在0?T過(guò)程中的平均電流（）A．I0 B． C． D．【答案】D【詳解】根據(jù)，，聯(lián)立解得則在0?T過(guò)程中為電流的最大值為聯(lián)立解得在0?T過(guò)程中的平均電流為所以D正確；ABC錯(cuò)誤；故選D。10．在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)動(dòng)軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，如圖甲所示。產(chǎn)生的交變電流i隨時(shí)間t變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說(shuō)法正確的是（）A．t=0時(shí)，線框中磁通量的變化率為零B．t=0.01s時(shí)，穿過(guò)線框的磁通量最大C．線框旋轉(zhuǎn)的角速度大小為D．若線框的電阻為0.4Ω，則線框的熱功率為5W【答案】D【詳解】A．根據(jù)圖乙可知，時(shí)，線框電流最大，則電動(dòng)勢(shì)最大，線框中磁通量的變化率最大，故A錯(cuò)誤；B．時(shí)，線框電流最大，則電動(dòng)勢(shì)最大，線框中磁通量的變化率最大，穿過(guò)線框的磁通量為零，故B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖乙可知周期為則線框旋轉(zhuǎn)的角速度大小為故C錯(cuò)誤；D．根據(jù)圖乙可知，電流有效值為若線框的電阻為0.4Ω，則線框的熱功率為故D正確。故選D。11．一只低壓教學(xué)電源輸出的交變電壓瞬時(shí)值，關(guān)于該電源的規(guī)格和使用，以下說(shuō)法正確的是（

）A．這只電源的交變電壓的周期是0.01sB．這只電源在t＝0.01s時(shí)電壓達(dá)到最大值C．這只電源可以使“10V，2W”的燈泡正常發(fā)光D．“8V、”電容器能接在該電源上【答案】C【詳解】A．這只電源的交變電壓的周期是故A錯(cuò)誤；B．t＝0.01s時(shí)電壓值為這只電源在t＝0.01s時(shí)電壓最小，故B錯(cuò)誤；C．這只電源的有效值為故這只電源可以使“10V，2W”的燈泡正常發(fā)光，故C正確；D．“8V、”電容器的耐壓值為，小于這只電源的電動(dòng)勢(shì)峰值，電容器會(huì)被擊穿，“8V、”電容器不能接在該電源上，故D錯(cuò)誤。故選C。12．如圖所示，虛線左側(cè)有范圍足夠大、方向垂直紙面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B，一邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的單匝正方形導(dǎo)線框的總電阻為R．現(xiàn)使導(dǎo)線框以對(duì)角線為轉(zhuǎn)軸以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)．求：（1）從圖示位置（線框平面垂直于磁場(chǎng)方向）開(kāi)始計(jì)時(shí)，時(shí)間內(nèi)導(dǎo)線框中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小和通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量；（2）此線框的發(fā)熱功率。

【答案】（1），；（2）【詳解】（1）從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，線圈的磁通量瞬時(shí)值為時(shí)間內(nèi)線圈的磁通量變化大小為導(dǎo)線框中平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的大小為通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為（2）線圈產(chǎn)生的最大電動(dòng)勢(shì)為電動(dòng)勢(shì)有效值為此線框的發(fā)熱功率為13．近幾年，各大知名手機(jī)品牌紛紛推出無(wú)線充電功能。無(wú)線充電最大的便利是無(wú)需插拔數(shù)據(jù)線，一放即充。如圖甲所示為手機(jī)無(wú)線充電工作原理的示意圖，由送電線圈和受電線圈組成。已知受電線圈的匝數(shù)為匝，電阻，在它的兩端接一阻值的電阻。設(shè)在受電線圈內(nèi)存在與線圈平面垂直的磁場(chǎng)，其磁通量隨時(shí)間變化規(guī)律滿足正弦曲線關(guān)系如圖乙所示，設(shè)磁場(chǎng)豎直向上為正。則（）A．受電線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為B．在時(shí)，端電勢(shì)高于端C．從到時(shí)間內(nèi)，通過(guò)電阻的電荷量為D．在一個(gè)周期內(nèi)，電路中產(chǎn)生的熱量【答案】B【詳解】AB．由圖乙知時(shí)，受電線圈中產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為最大值，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律可得代入數(shù)據(jù)求得電動(dòng)勢(shì)最大值為：，由楞次定律可以得到此時(shí)端電勢(shì)高于端，故A錯(cuò)誤，B正確；C．從到時(shí)間內(nèi)，線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值通過(guò)電阻的電流平均值通過(guò)電阻的電荷量聯(lián)立得由圖乙得代入數(shù)據(jù)求得：，故C錯(cuò)誤；D．通過(guò)電阻電流的有效值為代入數(shù)據(jù)求得在一個(gè)周期內(nèi)，電路中產(chǎn)生的熱量故D錯(cuò)誤。故選B。14．如圖所示，紙面內(nèi)有一“凹”字形單匝金屬線框組成閉合回路，置于垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，線框的總電阻為R，邊長(zhǎng)如圖所示。線框繞ab軸做角速度為ω的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則從圖示位置（）A．轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中電流方向發(fā)生改變B．轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為零C．轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為3BL2ωD．轉(zhuǎn)動(dòng)180°過(guò)程中線框產(chǎn)生的焦耳熱為【答案】C【詳解】A．線框通過(guò)一次中性面時(shí)，電流方向才會(huì)發(fā)生改變，圖示位置即是中性面，再轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)線框平面與磁感線垂直，電流方向并未發(fā)生改變，故A錯(cuò)誤；B．轉(zhuǎn)動(dòng)180°的過(guò)程中通過(guò)導(dǎo)線截面的電荷量為故B錯(cuò)誤；C．轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小為故C正確；D．轉(zhuǎn)動(dòng)180°過(guò)程中線框中電流的有效值為轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)間為所以線框產(chǎn)生的焦耳熱為故D錯(cuò)誤。故選C。15．（多選）如圖所示，一矩形金屬線圈面積為S、匝數(shù)為N，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以角速度繞垂直于磁場(chǎng)的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）

A．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值是B．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值是C．從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值是D．從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是【答案】AD【詳解】A．磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，以角速度繞垂直于磁場(chǎng)的固定軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則產(chǎn)生的是正弦式交變電流，根據(jù)正弦式交變電流產(chǎn)生的規(guī)律可知，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的峰值為故A正確；B．圖中產(chǎn)生的是正弦式交變電流，則感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值是故B錯(cuò)誤；C．從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式為轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值為故C錯(cuò)誤；D．從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，穿過(guò)線圈的磁通量的表達(dá)式為則在中性面位置，穿過(guò)線圈的磁通量大小為從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)，穿過(guò)線圈的磁通量大小為則從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的平均值是故D正確。故選AD。16．（多選）如圖所示，邊長(zhǎng)為L(zhǎng)的正方形單匝線圈abcd電阻為r，外電路的電阻為R，ab的中點(diǎn)和cd的中點(diǎn)的連線恰好位于勻強(qiáng)磁場(chǎng)的邊界線上，磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度為B，若線圈從圖示位置開(kāi)始，以角速度繞軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，則（）A．當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時(shí)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)B．線圈轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，感應(yīng)電流為C．線圈轉(zhuǎn)過(guò)過(guò)程，流過(guò)R的電荷量為D．線圈轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程中，外力所做的功【答案】BCD【詳解】A．圖示位置線圈中沒(méi)有任何一邊切割磁感線，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B．線圈轉(zhuǎn)過(guò)時(shí)，線圈與磁場(chǎng)平行時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大，最大值為由閉合電路的歐姆定律可知感應(yīng)電流為選項(xiàng)B正確；C．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)的過(guò)程中，穿過(guò)線圈磁通量的變化量大小為流過(guò)電阻R的電荷量為選項(xiàng)C正確；D．感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為感應(yīng)電流有效值為R產(chǎn)生的熱量為又聯(lián)立得由功能關(guān)系可知外力所做的功選項(xiàng)D正確。故選BCD。17．（多選）如圖甲所示，100匝的矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)的軸OO′以100rad/s的角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線圈的磁通量隨時(shí)間變化的圖象如圖乙所示。若線圈電阻為4，外接電阻R為16，則下列說(shuō)法正確的是（）A．交流電壓表的示數(shù)為320VB．s時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量的變化率最小C．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，外力所做的功為20πJD．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，通過(guò)電阻R的電荷量為0.2C【答案】BC【詳解】A．交變電流的峰值電動(dòng)勢(shì)為交流電流的有效電動(dòng)勢(shì)為交流電壓表的示數(shù)為所以A錯(cuò)誤；B．交變電流的周期為則s時(shí)刻，穿過(guò)線圈的磁通量最大，其變化率最小，所以B正確；C．線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°的過(guò)程中，所用時(shí)間為外力所做的功為所以C正確；D．根據(jù)聯(lián)立解得線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)180°的過(guò)程中，磁通量的變化量為則通過(guò)電阻R的電荷量為所以D錯(cuò)誤；故選BC。18．（多選）單匝閉合矩形線框電阻為R，在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，穿過(guò)線框的磁通量與時(shí)間t的關(guān)系圖像如圖所示，下列說(shuō)法正確的是（）A．時(shí)刻線框處于中性面B．線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為C．從t=0到t=過(guò)程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為D．從t=0到t=過(guò)程中通過(guò)線框橫截面的電荷量為【答案】ABD【詳解】A．時(shí)刻線框中磁通量最大，所以處于中性面，故A正確；B．線框的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)最大值為有效值為故B正確；C．從t=0到t=過(guò)程中線框的平均感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為故C錯(cuò)誤；D．從t=0到t=過(guò)程中通過(guò)線框橫截面的電荷量為故D正確。故選ABD?！靖锌购腿菘怪R(shí)點(diǎn)梳理】容抗：交流電是能夠通過(guò)電容的，但是電容對(duì)交流電仍然有阻礙作用。電容對(duì)交流電的阻礙作用叫做容抗。電容量大，交流電容易通過(guò)電容，說(shuō)明電容量大，電容的阻礙作用小；交流電的頻率高，交流電也容易通過(guò)電容，說(shuō)明頻率高，電容的阻礙作用也小。感抗：交流電也可以通過(guò)線圈，但是線圈的電感對(duì)交流電有阻礙作用，這個(gè)阻礙叫做感抗。電感量大，交流電難以通過(guò)線圈，說(shuō)明電感量大，電感的阻礙作用大；交流電的頻率高，交流電也難以通過(guò)線圈，說(shuō)明頻率高，電感的阻礙作用也大。阻抗：具有電阻、電感和電容的電路里，對(duì)交流電所起的阻礙作用叫做阻抗。注意與電阻含義的區(qū)別，在直流電（DC）的世界中，物體對(duì)電流阻礙的作用叫做電阻，但是在交流電（AC）的領(lǐng)域中則除了電阻會(huì)阻礙電流以外，電容及電感也會(huì)阻礙電流的流動(dòng)，這種作用就稱(chēng)之為電抗，而我們?nèi)粘Ｋf(shuō)的阻抗是電阻與電抗在向量上的和。阻抗由電阻、感抗和容抗三者組成，但不是三者簡(jiǎn)單相加。【感抗和容抗舉一反三練習(xí)】19．在交變電流頻率一定的情況下，下列關(guān)于電容器的容抗、電感器的感抗，說(shuō)法正確的有（）A．電容越小，容抗越小B．電感越小，感抗越大C．電容器通交流，隔直流D．電感器通高頻阻低頻【答案】C【詳解】AC．電容器隔直流通交流，阻低頻通高頻，電容對(duì)電流的阻礙作用可以用容抗表示，電容器的容抗為電容越小，容抗越大，故A錯(cuò)誤，C正確；BD電感器通直流阻交流，通低頻阻高頻，電感器的感抗為電感越小感抗越小，故BD錯(cuò)誤。故選C。20．在交流電路中，要減小平行板電容器的容抗，可以（）A．減小兩極板的正對(duì)面積 B．減小極板間的距離C．適當(dāng)增大交變電流的電壓 D．減小交變電流的頻率【答案】B【詳解】AB．減小電容器容抗的途徑有二：一是增大電容，二是增大頻率。要增大電容可增大兩極板的正對(duì)面積或減小兩極板間的距離，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；選項(xiàng)B正確；C．增大交變電流的電壓對(duì)容抗無(wú)影響，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；D．減小交變電流的頻率，容抗增大，選項(xiàng)D錯(cuò)誤；故選B。21．如圖所示，將帶鐵芯的電感器L與燈泡A串聯(lián)，再與另一個(gè)完全相同的燈泡B并聯(lián)，接在以正弦交流信號(hào)發(fā)生器為電源的兩端。通過(guò)調(diào)節(jié)交流信號(hào)發(fā)生器上的旋鈕，可以改變輸出電壓和信號(hào)的頻率。閉合開(kāi)關(guān)S，A、B兩燈均發(fā)光。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)，下列說(shuō)法中正確的是（）A．保持交流信號(hào)頻率不變，適當(dāng)提高輸出電壓，發(fā)現(xiàn)A燈始終比B燈亮B．保持輸出電壓不變，提高交流信號(hào)頻率，發(fā)現(xiàn)A、B燈均變亮C．保持輸出電壓和信號(hào)頻率不變，撤去鐵芯后，發(fā)現(xiàn)A燈比原來(lái)亮D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)S，發(fā)現(xiàn)A燈閃亮一下，然后熄滅【答案】C【詳解】A．電感線圈對(duì)交流電有阻礙作用，所以流過(guò)A燈的電流始終小于流過(guò)B燈的電流，則保持交流信號(hào)頻率不變，適當(dāng)提高輸出電壓，發(fā)現(xiàn)A燈始終比B燈暗，故A項(xiàng)錯(cuò)誤；B．保持輸出電壓不變，提高交流信號(hào)頻率，B燈亮度不變；線圈對(duì)交流電的阻礙作用增大，則A燈變暗，故B項(xiàng)錯(cuò)誤；C．保持輸出電壓和信號(hào)頻率不變，撤去鐵芯后，線圈對(duì)交流電的阻礙作用減小，發(fā)現(xiàn)A燈比原來(lái)亮，故C項(xiàng)正確；D．?dāng)嚅_(kāi)開(kāi)關(guān)，L中產(chǎn)生自感電動(dòng)勢(shì)，相當(dāng)于電源，由于原來(lái)通過(guò)L的電流與A燈的電流相同，所以通過(guò)A燈的電流不會(huì)忽然變大，A燈不會(huì)閃亮，故D項(xiàng)錯(cuò)誤。故選C。22．兩只相同的白熾燈和，分別與電容器和電感線圈串聯(lián)，接在如圖所示的電路中。將、接在電壓最大值為、頻率為的正弦交流電源兩極之間時(shí)，兩只燈泡都發(fā)光，且亮度相同。若更換一個(gè)新的正弦交流電源后，燈的亮度高于燈的亮度。則新電源的電壓最大值和頻率可能是（

）A．電壓的最大值仍為，而頻率大于B．電壓的最大值仍為，而頻率小于C．電壓的最大值大于，而頻率仍為D．電壓的最大值小于，而頻率仍為【答案】B【詳解】電容的容抗和電感的感抗可表示為，更換一個(gè)新的正弦交流電源后，燈的亮度高于燈的亮度，說(shuō)明電容器的容抗變大，電感的感抗變小，可知新電源的頻率小于，電壓的最大值可能變化，可能仍為。故選B。23．如圖所示的交流電路中，如果電源電動(dòng)勢(shì)的最大值不變，交流電的頻率增大時(shí)，可以觀察到三盞電燈亮度的變化情況是（）A．L1、L2、L3亮度都不變 B．L1變暗、L2不變、L3變亮C．L1變暗、L2變亮、L3不變 D．L1變亮、L2變暗、L3不變【答案】C【詳解】三個(gè)支路的電壓不變，當(dāng)交流電頻率增大時(shí)，電感線圈的感抗增加，對(duì)電流的阻礙作用變大，則變暗；電容器的容抗減小，對(duì)電流的阻礙作用減小，則變亮；電阻對(duì)電流的阻礙作用與頻率無(wú)關(guān)，則不變，故ABD錯(cuò)誤C正確。故選C。

3.3變壓器原卷版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【變壓器的原理知識(shí)點(diǎn)梳理】 1二、【特殊的變壓器知識(shí)點(diǎn)梳理】 4三、【理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析知識(shí)點(diǎn)梳理】 8四、【負(fù)載電阻等效法知識(shí)點(diǎn)梳理】 10【變壓器的原理知識(shí)點(diǎn)梳理】1．構(gòu)造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成，與交流電源連接的線圈叫作原線圈，與負(fù)載連接的線圈叫作副線圈．2．變壓器的工作原理(1)原理：電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)．互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)．電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的大小、方向在不斷變化，所以鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化．變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈也能夠輸出電流．(2)原理圖解二、電壓與匝數(shù)的關(guān)系1．理想變壓器：沒(méi)有能量損失的變壓器叫作理想變壓器，它是一個(gè)理想化模型．(1)無(wú)漏磁，故原、副線圈中的Φ、eq\f(ΔΦ,Δt)相同．(2)線圈無(wú)電阻，因此無(wú)電壓損失，U＝E＝neq\f(ΔΦ,Δt).(3)根據(jù)eq\f(U,n)＝eq\f(ΔΦ,Δt)得，套在同一鐵芯上的線圈，無(wú)論是原線圈，還是副線圈，該比例都成立，則有eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…2．電壓與匝數(shù)的關(guān)系：理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).(1)只有一個(gè)副線圈：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)；(2)有多個(gè)副線圈：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…3．兩類(lèi)變壓器副線圈的電壓比原線圈的電壓低的變壓器叫作降壓變壓器；副線圈的電壓比原線圈的電壓高的變壓器叫作升壓變壓器．三、理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系和電流關(guān)系1．功率關(guān)系：從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出．2．電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí)，U1I1＝U2I2或eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(2)當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)，I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…3．理想變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器(1)沒(méi)有能量損失(繞線無(wú)電阻、鐵芯無(wú)渦流)(2)沒(méi)有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基本關(guān)系功率關(guān)系根據(jù)能量守恒可得：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即P入＝P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓之比等于其匝數(shù)之比，公式：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，與負(fù)載、副線圈的個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí)：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)(2)有多個(gè)副線圈時(shí)：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…＋I(xiàn)nUn或I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋…＋I(xiàn)nnn頻率關(guān)系f1＝f2(變壓器不改變交變電流的頻率)4．關(guān)于理想變壓器的幾點(diǎn)說(shuō)明(1)變壓器不能改變直流電壓．(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率．(3)理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值．(4)P入＝P出，即無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于輸出功率之和．(5)理想變壓器本身不消耗能量。(6)當(dāng)原線圈中串聯(lián)電阻(或燈泡)時(shí),U1為加在原線圈兩端的電壓,并不是電源的電壓。四、變壓器中的能量轉(zhuǎn)化原線圈中電場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)變成磁場(chǎng)的能量，變化的磁場(chǎng)幾乎全部穿過(guò)了副線圈，在副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化成了電場(chǎng)的能量．【變壓器的原理舉一反三練習(xí)】1．（多選）如圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R＝55Ω，A、V為理想電流表和電壓表，若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110V，下列表述正確的是（）A．電流表的示數(shù)為2AB．原、副線圈匝數(shù)比為1∶2C．電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D．原線圈中交變電壓的頻率為50Hz2．（多選）某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為11000V，輸出電流為300mA。該變壓器（）A．原、副線圈的匝數(shù)之比為1:50 B．輸入電流為20AC．輸入電流的最大值為A D．原、副線圈交流電的頻率之比為1:13．（多選）如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的5倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是（

）A．原、副線圈匝數(shù)之比為5：1B．原、副線圈匝數(shù)之比為4：1C．此時(shí)a和b的電功率之比為4：1D．此時(shí)a和b的電功率之比為1：44．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為，原線圈兩端接的交流電源，副線圈兩端接的負(fù)載電阻，電表均為理想交流電表。則下列說(shuō)法中正確的是（）A．副線圈中輸出交流電的頻率為12.5Hz B．副線圈中電壓表的示數(shù)為C．變壓器的輸入功率為55W D．原線圈中的電流表A的示數(shù)為5．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k，原線圈接電壓穩(wěn)定的正弦交變電源，為定值電阻，為滑動(dòng)變阻器，現(xiàn)移動(dòng)滑片P，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化量和流過(guò)的電流變化量的比值為（

）

A． B． C． D．【特殊的變壓器知識(shí)點(diǎn)梳理】(1)自耦變壓器(又稱(chēng)調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用，如圖所示．(2)互感器電壓互感器n1>n2電流互感器n1<n2將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏鱡q\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)I1n1＝I2n2(3)多副線圈變壓器計(jì)算具有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)副線圈的變壓器問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意三個(gè)關(guān)系：①電壓關(guān)系：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…②電流關(guān)系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋…③功率關(guān)系：P1＝P2＋P3＋…【特殊的變壓器舉一反三練習(xí)】6．鉗形電流表由電流互感器和電流表組合而成，常用來(lái)測(cè)量電流強(qiáng)度很大的電流，其原理如圖所示。若原線圈與副線圈的匝數(shù)比為1:500，電流表A的示數(shù)為1A，則（）

A．鉗形電流表能夠用來(lái)測(cè)量直流電的電流B．被測(cè)電路電流的有效值為500AC．被測(cè)電路電流的平均值為500AD．被測(cè)電路電流的最大值為500A7．如圖所示的理想變壓器，“日”字形鐵芯的左右、上下結(jié)構(gòu)均對(duì)稱(chēng)，交流電源的輸出電壓為定值，原線圈的匝數(shù)為匝，左、右兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為匝、匝，左右兩個(gè)副線圈所接電阻的阻值分別為，，下列說(shuō)法正確的是（）A．兩端的電壓為 B．流過(guò)的電流為C．的功率與的功率之比為 D．左右兩個(gè)副線圈的電流頻率之比為8．發(fā)電機(jī)矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的軸從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，理想變壓器的原，副線圈匝數(shù)分別為、和，兩個(gè)副線圈分別接有電阻和，電流表為理想電表，所有線圈電阻均不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．原線圈兩端電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系為B．電流表的示數(shù)為，通過(guò)電流表的電流的頻率為C．電阻消耗的電功率為D．流過(guò)原線圈電流的有效值為9．（多選）如圖1所示，理想自耦變壓器的副線圈匝數(shù)可通過(guò)滑動(dòng)觸頭來(lái)調(diào)節(jié)，為標(biāo)稱(chēng)為“”的用電器，原線圈兩端所接電壓隨時(shí)間變化的正弦曲線如圖2所示。接通電路，將滑動(dòng)頭調(diào)至合適位置使用電器正常工作，下列說(shuō)法正確的是（）

A．通過(guò)用電器的電流方向內(nèi)改變100次B．變壓器的輸出電壓為C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為D．流過(guò)原線圈的電流為10．（多選）互感器主要與交流測(cè)量?jī)x表配合使用，它也是一種變壓器，常用的有電壓互感器和電流互感器。如圖，在電路中接入互感器A、B，原、副線圈的匝數(shù)比分別為、，甲、乙為交流電表。下列說(shuō)法正確的是（）A．B．甲為電流表C．B為電流互感器D．互感器可以用來(lái)測(cè)量直流電路的電流和電壓11．（多選）某車(chē)床供電示意圖如圖所示，理想變壓器原線圈兩端連接有效值為350V的交流電源，兩副線圈分別連接電機(jī)和兩個(gè)相同的指示燈（連接電機(jī)的副線圈簡(jiǎn)稱(chēng)副線圈1，連接指示燈的副線圈簡(jiǎn)稱(chēng)副線圈2），電機(jī)的電壓為118V，指示燈的電壓為22V，S為指示燈中的一條支路的開(kāi)關(guān)。下列說(shuō)法正確的是（）

A．S閉合后，副線圈2兩端的電壓減小B．S閉合后，電源的輸出功率增大C．S閉合后，副線圈1中的電流比副線圈2中的電流增加得多D．原線圈和副線圈1的匝數(shù)之比n1：n2=175：5912．如圖所示，L1、L2、L3、L4、L5是五盞完全相同的燈泡，將它們?nèi)鐖D接在變壓器上后，均正常發(fā)光。則變壓器原副線圈的匝數(shù)比n1:n2:n3為（）A．1:2:1B．2:1:2C．4:2:1D．4:1:2【理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析知識(shí)點(diǎn)梳理】1．電壓、電流、功率的制約關(guān)系(1)電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)一定時(shí)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2＝eq\f(n2U1,n1).(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減?。籔出為0，P入為0.(3)電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1＝eq\f(n2I2,n1)(只有一個(gè)副線圈時(shí))．電壓原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定副線圈電壓U2，U2＝eq\f(n2,n1)U1功率副線圈的輸出功率P出決定原線圈的輸入功率P入，P入＝P出電流副線圈電流I2和匝數(shù)比決定原線圈電流I1，I1＝eq\f(n2,n1)I22．對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見(jiàn)情況(1)匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是R→I2→P出→P入→I1.(1)U1不變，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負(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，根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化．(3)I2變化引起P2變化，根據(jù)P1＝P2，可以判斷P1的變化．(2)負(fù)載電阻不變的情況(如圖所示)分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.(1)U1不變，eq\f(n1,n2)發(fā)生變化，U2變化．(2)R不變，U2變化，I2發(fā)生變化．(3)根據(jù)P2＝eq\f(Ueq\o\al(2,2),R)和P1＝P2，可以判斷P2變化時(shí)，P1發(fā)生變化，U1不變時(shí)，I1發(fā)生變化．3．解決理想變壓器中有關(guān)物理量的動(dòng)態(tài)分析問(wèn)題的方法(1)分清不變量和變量，弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系，利用閉合電路歐姆定律，串、并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析判定．(2)分析該類(lèi)問(wèn)題的一般思維流程是：【理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析舉一反三練習(xí)】13．（多選）如圖所示，理想變壓器的副線圈上通過(guò)輸電線接有兩個(gè)相同的燈泡和，輸電線等效電阻為。開(kāi)始時(shí)，開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)。當(dāng)S接通時(shí)，以下說(shuō)法中正確的是（

）A．副線圈兩端的輸出電壓減小 B．副線圈輸電線等效電阻上的電壓增大C．通過(guò)燈泡的電流減小 D．原線圈中的電流大小不變14．（多選）如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1：n2=2：1，原線圈接輸出電壓恒定的交流電源，副線圈中滑動(dòng)變阻器的最大阻值和定值電阻R0的阻值相等，電壓表為理想交流電表?，F(xiàn)將滑片從滑動(dòng)變阻器最上端向下滑動(dòng)，則（）A．定值電阻R0消耗的功率減小B．電壓表的示數(shù)變小C．變壓器的輸入功率先增大后減小D．當(dāng)滑片處于滑動(dòng)變阻器正中間時(shí)，滑動(dòng)變阻器消耗的功率最大15．如圖所示電路中，變壓器為理想變壓器，電流表為理想電表，為定值電阻，為滑動(dòng)變阻器，在原線圈兩端加上正弦交流電壓，則下列判斷正確的是（

）A．僅將滑片向上移，電流表的示數(shù)減小 B．僅將滑片向上移，消耗的功率減小C．僅將滑片向上移，電流表的示數(shù)減小 D．僅將滑片向上移，消耗的功率減小16．如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓，副線圈電路中為定值電阻，R是滑動(dòng)變阻器。和是理想交流電壓表，示數(shù)分別用和表示；和是理想交流電流表，示數(shù)分別用和表示。下列說(shuō)法正確的是（）

A．和表示電流的瞬時(shí)值 B．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，不變變大C．和表示電壓的最大值 D．滑片P向下滑動(dòng)過(guò)程中，變大變小【負(fù)載電阻等效法知識(shí)點(diǎn)梳理】設(shè)理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為、，原、副線圈電壓分別為、，副線圈負(fù)載電阻為，如圖（a）所示，在變壓器正常工作時(shí)，我們分析一下a、b間的等效電阻．先畫(huà)出等效電路圖如圖（b）所示，設(shè)變壓器等效負(fù)載電阻為，在圖1（a）中由變壓器的電壓規(guī)律：解得：，所以負(fù)載電阻R消耗的功率為：在圖（b）中等效電阻消耗的功率為：有，解得a、b間的等效電阻為：【負(fù)載電阻等效法舉一反三練習(xí)】17．一含有理想變壓器的電路如圖所示，圖中電阻、和的阻值分別為、和，A為理想交流電流表，U為正弦交流電壓源，輸出電壓的有效值恒定當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電流表的示數(shù)為I；當(dāng)S閉合時(shí)，電流表的示數(shù)為。該變壓器原、副線圈匝數(shù)的比值為（）A．2 B．3 C．4 D．518．一理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3:1，在原、副線圈的回路中分別接有阻值相同的電阻，原線圈一側(cè)接在電壓為220V的正弦交流電源上，如圖所示。設(shè)副線圈回路中電阻兩端的電壓為U，原、副線圈回路中電阻消耗的功率的比值為k，則（

）A． B．C． D．19．（多選）如圖，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b，當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光，下列說(shuō)法正確的是（）A．原、副線圈匝數(shù)比為9:1B．原、副線圈匝數(shù)比為1:9C．此時(shí)a和b的電功率之比為9:1D．此時(shí)a和b的電功率之比為1:920．如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有阻值R0＝24Ω和R1＝5Ω、R2＝4Ω的定值電阻，原線圈左側(cè)接一正弦交流電源，開(kāi)關(guān)閉合前后副線圈的輸出功率不變，則原、副線圈的匝數(shù)的比值為（）A．2 B．4 C．6 D．8

3.3變壓器解析版目錄TOC\o"1-1"\h\u一、【變壓器的原理知識(shí)點(diǎn)梳理】 1二、【特殊的變壓器知識(shí)點(diǎn)梳理】 4三、【理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析知識(shí)點(diǎn)梳理】 8四、【負(fù)載電阻等效法知識(shí)點(diǎn)梳理】 10【變壓器的原理知識(shí)點(diǎn)梳理】1．構(gòu)造：由閉合鐵芯和繞在鐵芯上的兩個(gè)線圈組成，與交流電源連接的線圈叫作原線圈，與負(fù)載連接的線圈叫作副線圈．2．變壓器的工作原理(1)原理：電流磁效應(yīng)、電磁感應(yīng)．互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎(chǔ)．電流通過(guò)原線圈時(shí)在鐵芯中激發(fā)磁場(chǎng)，由于電流的大小、方向在不斷變化，所以鐵芯中的磁場(chǎng)也在不斷變化．變化的磁場(chǎng)在副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，副線圈也能夠輸出電流．(2)原理圖解二、電壓與匝數(shù)的關(guān)系1．理想變壓器：沒(méi)有能量損失的變壓器叫作理想變壓器，它是一個(gè)理想化模型．(1)無(wú)漏磁，故原、副線圈中的Φ、eq\f(ΔΦ,Δt)相同．(2)線圈無(wú)電阻，因此無(wú)電壓損失，U＝E＝neq\f(ΔΦ,Δt).(3)根據(jù)eq\f(U,n)＝eq\f(ΔΦ,Δt)得，套在同一鐵芯上的線圈，無(wú)論是原線圈，還是副線圈，該比例都成立，則有eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…2．電壓與匝數(shù)的關(guān)系：理想變壓器原、副線圈的電壓之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比，即eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2).(1)只有一個(gè)副線圈：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)；(2)有多個(gè)副線圈：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…3．兩類(lèi)變壓器副線圈的電壓比原線圈的電壓低的變壓器叫作降壓變壓器；副線圈的電壓比原線圈的電壓高的變壓器叫作升壓變壓器．三、理想變壓器原、副線圈的功率關(guān)系和電流關(guān)系1．功率關(guān)系：從能量守恒看，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P入＝P出．2．電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí)，U1I1＝U2I2或eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1).(2)當(dāng)有多個(gè)副線圈時(shí)，I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…或n1I1＝n2I2＋n3I3＋…3．理想變壓器原、副線圈基本量的關(guān)系理想變壓器(1)沒(méi)有能量損失(繞線無(wú)電阻、鐵芯無(wú)渦流)(2)沒(méi)有磁通量損失(磁通量全部集中在鐵芯中)基本關(guān)系功率關(guān)系根據(jù)能量守恒可得：原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即P入＝P出電壓關(guān)系原、副線圈的電壓之比等于其匝數(shù)之比，公式：eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，與負(fù)載、副線圈的個(gè)數(shù)無(wú)關(guān)電流關(guān)系(1)只有一個(gè)副線圈時(shí)：eq\f(I1,I2)＝eq\f(n2,n1)(2)有多個(gè)副線圈時(shí)：由P入＝P出得I1U1＝I2U2＋I(xiàn)3U3＋…＋I(xiàn)nUn或I1n1＝I2n2＋I(xiàn)3n3＋…＋I(xiàn)nnn頻率關(guān)系f1＝f2(變壓器不改變交變電流的頻率)4．關(guān)于理想變壓器的幾點(diǎn)說(shuō)明(1)變壓器不能改變直流電壓．(2)變壓器只能改變交變電流的電壓和電流，不能改變交變電流的頻率．(3)理想變壓器基本關(guān)系中的U1、U2、I1、I2均為有效值．(4)P入＝P出，即無(wú)論有幾個(gè)副線圈在工作，變壓器的輸入功率總等于輸出功率之和．(5)理想變壓器本身不消耗能量。(6)當(dāng)原線圈中串聯(lián)電阻(或燈泡)時(shí),U1為加在原線圈兩端的電壓,并不是電源的電壓。四、變壓器中的能量轉(zhuǎn)化原線圈中電場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)變成磁場(chǎng)的能量，變化的磁場(chǎng)幾乎全部穿過(guò)了副線圈，在副線圈中產(chǎn)生了感應(yīng)電流，磁場(chǎng)的能量轉(zhuǎn)化成了電場(chǎng)的能量．【變壓器的原理舉一反三練習(xí)】1．（多選）如圖甲左側(cè)的調(diào)壓裝置可視為理想變壓器，負(fù)載電路中R＝55Ω，A、V為理想電流表和電壓表，若原線圈接入如圖乙所示的正弦交變電壓，電壓表的示數(shù)為110V，下列表述正確的是（）A．電流表的示數(shù)為2AB．原、副線圈匝數(shù)比為1∶2C．電壓表的示數(shù)為電壓的有效值D．原線圈中交變電壓的頻率為50Hz【答案】ACD【詳解】A．由圖甲可知，負(fù)載電路中R的電壓為U2=110V，R＝55Ω，由歐姆定律，可得電流表的示數(shù)為A正確；B．由圖乙可知，原線圈上的輸入電壓為輸出電壓為則有原、副線圈匝數(shù)比為B錯(cuò)誤；C．電壓表和電流表的示數(shù)都為有效值，C正確；D．由圖乙可知，正弦交變電壓的周期為T(mén)=0.02s，則原線圈中交變電壓的頻率為D正確。故選ACD。2．（多選）某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為11000V，輸出電流為300mA。該變壓器（）A．原、副線圈的匝數(shù)之比為1:50 B．輸入電流為20AC．輸入電流的最大值為A D．原、副線圈交流電的頻率之比為1:1【答案】ACD【詳解】A．根據(jù)理想變壓器的原、副線圈電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系可得，原、副線圈的匝數(shù)之比為故A正確；B．根據(jù)理想變壓器的原、副線圈電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系可得輸入電流為故B錯(cuò)誤；C．輸入電流的最大值為故C正確；D．理想變壓器不改變?cè)?、副線圈交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1:1，故D正確。故選ACD。3．（多選）如圖所示，理想變壓器原、副線圈分別接有額定電壓相同的燈泡a和b。當(dāng)輸入電壓U為燈泡額定電壓的5倍時(shí)，兩燈泡均能正常發(fā)光。下列說(shuō)法正確的是（

）A．原、副線圈匝數(shù)之比為5：1B．原、副線圈匝數(shù)之比為4：1C．此時(shí)a和b的電功率之比為4：1D．此時(shí)a和b的電功率之比為1：4【答案】BD【詳解】AB．燈泡均正常發(fā)光，電壓均為額定電壓U0，則變壓器原線圈輸入電壓為4U0，由可得A錯(cuò)誤，B正確；CD．根據(jù)原副線圈電流與線圈匝數(shù)的關(guān)系可知此時(shí)a和b的電功率之比為故C錯(cuò)誤，D正確。故選BD。4．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為，原線圈兩端接的交流電源，副線圈兩端接的負(fù)載電阻，電表均為理想交流電表。則下列說(shuō)法中正確的是（）A．副線圈中輸出交流電的頻率為12.5Hz B．副線圈中電壓表的示數(shù)為C．變壓器的輸入功率為55W D．原線圈中的電流表A的示數(shù)為【答案】C【詳解】A．副線圈中輸出交流電的頻率應(yīng)與原線圈相同，則有故A錯(cuò)誤；B．原線圈輸入電壓的有效值為副線圈中電壓表的示數(shù)應(yīng)為有效值，則有故B錯(cuò)誤；C．變壓器的輸入功率等于輸出功率，則有故C正確；D．由可得原線圈中的電流表的示數(shù)為故D錯(cuò)誤。故選C。5．如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為k，原線圈接電壓穩(wěn)定的正弦交變電源，為定值電阻，為滑動(dòng)變阻器，現(xiàn)移動(dòng)滑片P，則滑動(dòng)變阻器兩端的電壓變化量和流過(guò)的電流變化量的比值為（

）

A． B． C． D．【答案】D【詳解】根據(jù)變壓器的原理，有，在原線圈電路中定值則，，且于是有故選D?！咎厥獾淖儔浩髦R(shí)點(diǎn)梳理】(1)自耦變壓器(又稱(chēng)調(diào)壓器)，它只有一個(gè)線圈，其中的一部分作為另一個(gè)線圈，當(dāng)交流電源接不同的端點(diǎn)時(shí)，它可以升壓也可以降壓，變壓器的基本關(guān)系對(duì)自耦變壓器均適用，如圖所示．(2)互感器電壓互感器n1>n2電流互感器n1<n2將高電壓變?yōu)榈碗妷簩⒋箅娏髯兂尚‰娏鱡q\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)I1n1＝I2n2(3)多副線圈變壓器計(jì)算具有兩個(gè)(或兩個(gè)以上)副線圈的變壓器問(wèn)題時(shí)，應(yīng)注意三個(gè)關(guān)系：①電壓關(guān)系：eq\f(U1,n1)＝eq\f(U2,n2)＝eq\f(U3,n3)＝…②電流關(guān)系：n1I1＝n2I2＋n3I3＋…③功率關(guān)系：P1＝P2＋P3＋…【特殊的變壓器舉一反三練習(xí)】6．鉗形電流表由電流互感器和電流表組合而成，常用來(lái)測(cè)量電流強(qiáng)度很大的電流，其原理如圖所示。若原線圈與副線圈的匝數(shù)比為1:500，電流表A的示數(shù)為1A，則（）

A．鉗形電流表能夠用來(lái)測(cè)量直流電的電流B．被測(cè)電路電流的有效值為500AC．被測(cè)電路電流的平均值為500AD．被測(cè)電路電流的最大值為500A【答案】B【詳解】A．鉗形電流表利用的是電磁感應(yīng)中的互感原理，不能夠用來(lái)測(cè)量直流電的電流，A錯(cuò)誤；BCD．由變壓器的基本原理可知解得電流表的示數(shù)為電流的有效值，故被測(cè)電路電流的有效值為500A，B正確，CD不正確。故選B。7．如圖所示的理想變壓器，“日”字形鐵芯的左右、上下結(jié)構(gòu)均對(duì)稱(chēng)，交流電源的輸出電壓為定值，原線圈的匝數(shù)為匝，左、右兩個(gè)副線圈的匝數(shù)分別為匝、匝，左右兩個(gè)副線圈所接電阻的阻值分別為，，下列說(shuō)法正確的是（）A．兩端的電壓為 B．流過(guò)的電流為C．的功率與的功率之比為 D．左右兩個(gè)副線圈的電流頻率之比為【答案】C【詳解】AB．原線圈中的磁通量按線圈匝數(shù)比分到兩個(gè)副線圈，所以解得通過(guò)的電流為故AB錯(cuò)誤；C．根據(jù)功率的表達(dá)式可知的功率與的功率之比為故C正確；D．變壓器不改變頻率，所以左右兩個(gè)副線圈的電流頻率與原線圈中電流的頻率相等，比值為，故D錯(cuò)誤。故選C。8．發(fā)電機(jī)矩形線圈面積為S，匝數(shù)為N，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞垂直于磁感線的軸從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)以角速度勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，理想變壓器的原，副線圈匝數(shù)分別為、和，兩個(gè)副線圈分別接有電阻和，電流表為理想電表，所有線圈電阻均不計(jì)，下列說(shuō)法正確的是（）

A．原線圈兩端電壓隨時(shí)間的變化關(guān)系為B．電流表的示數(shù)為，通過(guò)電流表的電流的頻率為C．電阻消耗的電功率為D．流過(guò)原線圈電流的有效值為【答案】C【詳解】A．依題意得，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生交變電壓，原線圈兩端電壓隨時(shí)間變化關(guān)系為故A錯(cuò)誤；B．理想變壓器原線圈電壓根據(jù)電壓與匝數(shù)的關(guān)系，得兩端電壓有效值為電流表的示數(shù)為流過(guò)電阻的電流有效值，數(shù)值為，電流的頻率為，故B錯(cuò)誤；C．電阻消耗的電功率故C正確；D．設(shè)原線圈電流為，匝數(shù)為的副線圈電流為，匝數(shù)為的副線圈電流為。由能量守恒可知所以流過(guò)原線圈的電流為故D錯(cuò)誤。故選C。9．（多選）如圖1所示，理想自耦變壓器的副線圈匝數(shù)可通過(guò)滑動(dòng)觸頭來(lái)調(diào)節(jié)，為標(biāo)稱(chēng)為“”的用電器，原線圈兩端所接電壓隨時(shí)間變化的正弦曲線如圖2所示。接通電路，將滑動(dòng)頭調(diào)至合適位置使用電器正常工作，下列說(shuō)法正確的是（）

A．通過(guò)用電器的電流方向內(nèi)改變100次B．變壓器的輸出電壓為C．變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為D．流過(guò)原線圈的電流為【答案】AC【詳解】A．交變電流一個(gè)周期內(nèi)方向改變兩次，根據(jù)圖2得出該交變電流的周期為0.02s，則1s內(nèi)改變100次，A正確；B．變壓器的副線圈與R并聯(lián)，當(dāng)用電器正常工作時(shí)的電壓為變壓器的輸出電壓，即26V，B錯(cuò)誤；C．根據(jù)圖1可知原線圈輸入電壓的有效值為根據(jù)理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比和電壓比的關(guān)系得C正確；根據(jù)歐姆定律得出流過(guò)副線圈的電流為根據(jù)理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比和電流比成反比得則通過(guò)原線圈的電流D錯(cuò)誤。故選AC。10．（多選）互感器主要與交流測(cè)量?jī)x表配合使用，它也是一種變壓器，常用的有電壓互感器和電流互感器。如圖，在電路中接入互感器A、B，原、副線圈的匝數(shù)比分別為、，甲、乙為交流電表。下列說(shuō)法正確的是（）A．B．甲為電流表C．B為電流互感器D．互感器可以用來(lái)測(cè)量直流電路的電流和電壓【答案】AB【詳解】ABC．A與電路串聯(lián)，為電流互感器，初級(jí)匝數(shù)小于初級(jí)匝數(shù)；B與電路并聯(lián)，為電壓互感器，初級(jí)匝數(shù)大于次級(jí)匝數(shù)，即，選項(xiàng)AB正確，C錯(cuò)誤；D．互感器只能測(cè)量交流電路的電壓和電流，不可以用來(lái)測(cè)量直流電路的電流和電壓，選項(xiàng)D錯(cuò)誤。故選AB。11．（多選）某車(chē)床供電示意圖如圖所示，理想變壓器原線圈兩端連接有效值為350V的交流電源，兩副線圈分別連接電機(jī)和兩個(gè)相同的指示燈（連接電機(jī)的副線圈簡(jiǎn)稱(chēng)副線圈1，連接指示燈的副線圈簡(jiǎn)稱(chēng)副線圈2），電機(jī)的電壓為118V，指示燈的電壓為22V，S為指示燈中的一條支路的開(kāi)關(guān)。下列說(shuō)法正確的是（）

A．S閉合后，副線圈2兩端的電壓減小B．S閉合后，電源的輸出功率增大C．S閉合后，副線圈1中的電流比副線圈2中的電流增加得多D．原線圈和副線圈1的匝數(shù)之比n1：n2=175：59【答案】BD【詳解】AB．S閉合后，由于是理想變壓器，副線圈2兩端的電壓不變，副線圈2消耗的功率增加，則電源的輸出功率增大，A項(xiàng)錯(cuò)誤，B項(xiàng)正確；C．S閉合后，由于副線圈1兩端的電壓不變，因此副線圈1中的電流不變，C項(xiàng)錯(cuò)誤；D．已知，，根據(jù)可得，原線圈和副線圈1的匝數(shù)之比n1：n2=175：59D項(xiàng)正確。故選BD。12．如圖所示，L1、L2、L3、L4、L5是五盞完全相同的燈泡，將它們?nèi)鐖D接在變壓器上后，均正常發(fā)光。則變壓器原副線圈的匝數(shù)比n1:n2:n3為（）A．1:2:1B．2:1:2C．4:2:1D．4:1:2【答案】D【詳解】設(shè)燈泡正常發(fā)光時(shí)兩端的電壓為U，根據(jù)即燈泡正常發(fā)光，設(shè)通過(guò)的電流為I，則原線圈電流副線圈2的電流副線圈3的電流根據(jù)輸入功率等于輸出功率知即解得所以故選D?！纠硐胱儔浩鬟M(jìn)行動(dòng)態(tài)分析知識(shí)點(diǎn)梳理】1．電壓、電流、功率的制約關(guān)系(1)電壓制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)一定時(shí)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，即U2＝eq\f(n2U1,n1).(2)功率制約：P出決定P入，P出增大，P入增大；P出減小，P入減??；P出為0，P入為0.(3)電流制約：當(dāng)變壓器原、副線圈的匝數(shù)比eq\f(n1,n2)一定，且輸入電壓U1確定時(shí)，副線圈中的輸出電流I2決定原線圈中的電流I1，即I1＝eq\f(n2I2,n1)(只有一個(gè)副線圈時(shí))．電壓原線圈電壓U1和匝數(shù)比決定副線圈電壓U2，U2＝eq\f(n2,n1)U1功率副線圈的輸出功率P出決定原線圈的輸入功率P入，P入＝P出電流副線圈電流I2和匝數(shù)比決定原線圈電流I1，I1＝eq\f(n2,n1)I22．對(duì)理想變壓器進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的兩種常見(jiàn)情況(1)匝數(shù)比不變的情況(如圖所示)原、副線圈匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是R→I2→P出→P入→I1.(1)U1不變，根據(jù)eq\f(U1,U2)＝eq\f(n1,n2)，輸入電壓U1決定輸出電壓U2，可以得出不論負(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，根據(jù)輸出電流I2決定輸入電流I1，可以判斷I1的變化．(3)I2變化引起P2變化，根據(jù)P1＝P2，可以判斷P1的變化．(2)負(fù)載電阻不變的情況(如圖所示)分析各物理量隨匝數(shù)比的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是n1、n2→U2→I2→P出→P入→I1.(1)U