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1、电压准兑市爱憎阳光实验学校准兑市爱憎阳光实验学校交变电流交变电流1.1.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为 10：1，R120，R230，C 为电容器。通过R1的正弦交流电如图乙所示，那么A.交流电的频率为 0.02 HzB.原线圈输入电压的最大值为 2002 VC.电阻 R2的电功率约为 7 WD.通过 R3的电流始终为零2.2.如下图，理想自耦变压器1 与 2 间匝数为 40 匝，2与 3间匝数为 160 匝，输入电压为 100V，电阻R上消耗的功率为 10W，那么交流电流表的示数为A、0.125A B、0.100A C、0.225AD、0.025A3.3.某小型水电站的电能输送示
2、意图如下。发电机的输出电压为200V，输电线总电阻为 r，升压变压器原副线圈匝数分别为n，n2。降压变压器原副线匝数分别为 n3、n4变压器均为理想变压器。要使额电压为 220V 的用电器正常工作，那么An2nn31n4Bn2n3n1n4C 升压变压器的输出电压于降压变压器的输入D升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率4.4.在绕制变压器时，某人误将两个线圈绕在如下图变压器铁心的左右两个臂上，当通以交变电流时，每个线圈产生的磁通量都只有一半通过另一个线圈，另一半通过中间的臂，线圈 1、2 的匝数之比N1：N2=2：1，在不接负载的情况下A、当线圈 1 输入电压 220V 时，线圈 2 输
3、出电压为110VB、当线圈 1 输入电压 220V 时，线圈 2 输出电压为55VC、当线圈 2 输入电压 110V 时，线圈 1 输出电压为 220VD、当线圈 2 输入电压 110V 时，线圈 1 输出电压为 110V5.5.如下图，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端的交变电压为u 20 2sin100t V氖泡在两端电压到达 100V 时开始发光，以下说法中正确的有 A开关接通后，氖泡的发光频率为 100Hz B开关接通后，电压表的示数为 100 V C开关断开后，电压表的示数变大 D开关断开后，变压器的输出功率不变6.6.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象
4、如图甲所示。发电机线圈内阻为5.0，那么外接一只电阻为 95.0的灯泡，如图乙所示，那么A.电压表 v 的示数为 220vB.电路中的电流方向每秒钟改变 50 次C.灯泡实际消耗的功率为 484wD.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为 2J7.一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线圈接有可调电阻R设原线圈的电流为I1，输入功率为P1，副线圈的电流为I2，输出功率为P2。当 R 增大时AI1减小，P1增大BI1减小，P1减小CI2增大，P2减小DI2增大，P2增大8.如图a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以角速度逆时针匀速转动。假设以
5、线圈平面与磁场夹角45时如图b为计时起点，并规当电流自a流向b时电流方向为正。那么以下四幅图中正确的选项是9.9.如下图，单匝矩形闭合导线框 abcd 处于磁感强度为 B 的水平匀强磁场中，线框面积为 S，电阻为R。线框绕与cd 边重合的竖直固转轴以角速度匀速转动，线框中感电流的有效值 I=。线框从中性面开始转过2的过程中，通过导线横截面的电荷量 q=10.两个完全相同的电热器分别通以图中a和(b)所示的电流最大值相的正弦交变电流和方波交变电流，那么这两个电热器的热功率之比P甲：P乙=_。11.11.如下图，理想变压器的原、副线圈匝数之比为n1:n2=4:1，原线圈回路中的电阻 A 与副线圈回
6、路中的负载电阻 B 的阻值相。a、b端加一交变电流电压后，两电阻消耗的电功率之比PA：PB=_。12.12.水利发电具有防洪、防旱、减少污染多项功能，是功在当代，利在千秋的大事，现在水力发电已经成为我国的重要能源之一。某小河水流量为 40m3/s,现在欲在此河段上筑坝安装一台发电功率为 1000 千瓦的发电机发电。1设发电机输出电压为 500V，在输送途中允许的电阻为 5，许可损耗总功率的 5%，那么所用升压变压器原副线圈匝数比是多大？2假设所用发电机总效率为50%，要使发电机能发挥它的最正确效能，那么拦河坝至少要建多高？g取 10m/s213.某小型水电站输出功率是 20kW，输电线路总电阻
7、是 6。1假设采用 380 V 输电，求输电线路损耗的功率。2假设改用 5000 V 高压输电，用户端利用n1:n222：1 的变压器降压，求用户得到的电压。14.如下图，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L。槽内有两个质量均为m的小球A和B，球A带电量为 +2q，球B带电量为3q，两球由长为 2L的轻杆相连，组成一带电系统。最初A和B分别静止于左板的两侧，离板的距离均为L。假设视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的匀强电场E后设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场的分布，求：1球B刚进入电场时，带电系统的速度大小；2带电系统从开始运
8、动到速度第一次为零所需的时间及球A相对右板的位置。15一条河流，流量Q 2m3S1，落差h 5m，现利用其发电，假设发电机总效率为 50%，输出电压为240 V，输电线路B1B2总电阻R 30，允许损失功率为发电机输出U1U2U1U2功率的 6%，为满足用电的要求，使用户获得220 V 电压，那么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“220V 100W的电灯正常发光？参考答案与解析参考答案与解析1.【答案答案】C【解析解析】根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s、频率为 50 赫兹，A 错。由图乙可知通过 R1的电流最大值为 Im1A、
9、根据欧姆律可知其最大电压为 Um20V，再根据原副线圈的电压之比于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为 200 V、B 错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，那么有电流通过 R3和电容器，D 错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻 R2的电流有效值为 IImR12R、电压有效值为 UUm/2V，2电阻 R2的电功率为 P2UI203W、C 对。2.【答案答案】D【解析解析】由于 2 与 3 之间流过的既有原线圈电流，又有副线圈电流，所以必须搞、副线圈电流的方向关系；而欲搞、副线圈电流的方向关系又必须明确原、副线圈在相的回路里的地位。解答：由理想变压器的变压规律，有U1：U2=
10、n1:n2，由此解得R两端的电压为Un22nU 1601160100 80V。140由功率公式P2=I2U2可解得流过R的电流，即变压器副线圈电流为I2=P2/U2=10/80=0.125A。再由理想变压器的变流规律I1：I2=n1:n2，解得原线圈电流为考虑到 2 与 3 之间的一段线圈既是副线圈，又是原线圈的一，而副线圈在副线圈回路中是电源，其电流从低电势流向高电势，原线圈在原线圈回路中是负载，其电流从高电势流向低电势，这就决着同时流过2 与 3 间的电流I1与I2始终是反向的，所以，图 21-7 中的交流电流表的示数该为I1与I2的差的绝对值，即IA=0.025A此例选 D。3.【答案答
11、案】AD【解析解析】根据变压器工作原理可知n1220nUn，33，由于输电线上损失一2U2n4220电压，升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有U2U3，所以n2n3n，A 正确，BC 不正确。升压变压器的输出功率于降压变压器的输入功率1n4加上输电线损失功率，D 正确。考点：变压器工作原理、远距离输电提示：理想变压器的两个根本公式是：U1n2U2n，即对同一变压器的任意两个2线圈，都有电压和匝数成正比。P1 P2，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总于所有输出功率之和。只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有U1I1UI12I2,In22n。1远距离输电，从图中该看出功率之间
12、的关系是：P/1=P2，P3=P4，P1=Pr=P2。电压之间的关系是：U1Un1,U3n3,U2UrU3。电流之间的关系是：2n2U4n4I1n2I3n4In,I2 Ir I3。输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意21I4n3的。分析和计算时都必须用P2U2r I2r,Ur I2r，而不能用Prrr。特别重要的是要 P2会分析输电线上的功率损失P1L1rU2SU2。2S4.【答案答案】D【解析解析】该题考查的是变压器的原理，假设不去深入研究变压器的变压原理，只死记公式，很容易错选。解答：该题给出的变压器的铁心为日字形，与考生熟知的口字形变压器不同，且通过交变电流时，每个线圈产生的磁通
13、量只有一半通过另一线圈，故电压比U1n1U不再成立。所以只能利用电磁感律，从变压器的原理入手，才能解出该2n2题。当线圈 1 作为输入端时，nU111tUn11222n41。2n22211t因为U1=220V，所以U2=55V，所以选项 B 对。当线圈 2 作为输入端时，U1n12U n121。22121因为U2=110V，所以U1=110V，所以选项 D 对。5.【答案答案】AB【解析解析】此题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率问题彻底理解。由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为U120 22V=20V，由n1U1n2U得副线圈两
14、端的电压为2U2100V，电压表的示数为交流电的有效值，B 项正确；交变电压的频率为f 1002 50 Hz，一个周期内电压两次大于100V，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为 100Hz，A 项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C 项错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决输入功率，D 项错误。6.【答案答案】D【解析解析】电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图像知电动势的最大值Em=220 2V，有效值E=220V，灯泡两端电压U RER r 209V，A 错；由图像知T=0.02S，一个周期内电流方向变化两次，可知 1s 内电流方向变化
15、100 次，B错；灯泡的实际功率P U22R20995W 459.8W,C 错；电流的有效值I ER r 2.2A，发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为Q2r I rt 2.2251J 24.2J，D 对。7.【答案答案】B【解析解析】理想变压器的特点是输入功率于输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的电压不变，所以输出电流I2减小，导致输出功率P2减小，所以输入功率P1减小；输入的电压不变，所以输入的电流I1减小，B 正确8.【答案答案】D【解析解析】此题考查正弦交流电的产生过程、楞次律知识和规律。从a图可看出线圈从垂直于中性面开始旋转，由楞次律可判断，初始时刻电流方向为b到a，故瞬时电流的表
16、达式为i=imcos4+t，那么图像为 D 图像所描述。平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解。9.【答案答案】2BSBS2R,R【解析解析】解析解析：电动势的最大值EEm BS，电动势的有效值E m2，电流的有效值I E2BSR2R；q It ERt Rtt BSRR。10.【答案答案】Pa：Pb=1：2。【解析解析】对于正弦交变电，其最大值恰于有效值的2倍，但对于非正弦交变电，其最大值与有效值间的关系一般需要根据有效值的义来确。解答：通以正弦我变电流的电热器的热功率为P22a=I2R=(Im2)R=ImR/2；通以方波交变电流的电热器，尽管通电时电流方向不断变化，但线时
17、刻流过的电流数值均为Im，且电流的热功率与电流方向无关，所以Pb=I2mR.。于是得Pa：Pb=1：2。交变电流的有效值与最大值间的关系Im=2I，只对正弦交变电流才成立。图所示的方波交变电流，有效值于最大值。11.【答案答案】1:16【解析解析】抓住理想变压器图中的虚线框内的原、副线圈的电流关系，A、B 两电阻消耗的电功率关系及电压关系均可求得解答：对理想变压器，有I1n21I2n1412.【解析解析】1设送电电流为I，损耗的功率为P耗、导线电阻为R线，由PI2R得：设送电电压为U送，由PIU得：那么升压变压器原副线圈匝数比:n原nU原500副U1副10000202发电时水的重力势能转化为电
18、能故：50mghPt其中:mtVt110340 4104kg sh Ptmg0.510001034104100.5 5m13.【解析解析】1输电线上的电流强度为IP20103U380A52.63A输电线路损耗的功率为P2532损I R6W16620W12kW2改用高压输电后，输电线上的电流强度变为IP20103U5000A4A用户端在变压器降压前获得的电压U1UIR 500046 V4976V根据U1Un12n2用户得到的电压为U2n21nU14976V228V12214.【解析解析】对带电系统进行分析，假设球A能到达右极板，电场力对系统做功为W1，有：W1 2qE2.5L(3qE1.5L)0
19、由此可以判，球 A 不仅能到达右极板，而且还能穿过小孔，离开右极板。假设球B能到达右极板，电场力对系统做功为W2，有：W2 2qE2.5L(3qE3.5L)0由此判，球 B 不能到达右极板综上所述，带电系统速度第一次为零时，球A、B分别在右极板两侧。1电系统开始运动时，设加速度为a1，由牛顿第二律：a12qEqE2mm球B刚进入电场时，带电系统的速度为v1，有：v21 2a1L求得：vqEL12m设球B从静止到刚进入电场的时间为t1，那么：t11va1解得：t2mL1qE球B进入电场后，带电系统的加速度为a2，由牛顿第二律：a3qE 2qE22m qE2m显然，带电系统做匀减速运动。设球A刚到
20、达右极板时的速度为v2，减速所需时间为t2，那么有：v22v21 2a21.5Lt2v2v1a2求得：v212qEL,t2mL2m2qE球A离电场后，带电系统继续做减速运动，设加速度为a3，再由牛顿第二律：设球A从离开电场到静止所需的时间为t3，运动的位移为x，那么有：t0v23a3求得：t12mL13qEx L6可知，带电系统从静止到速度第一次为零所需的时间为：球A相对右板的位置为：x L615.【解析】按题意画出远距离输电的示意图如下图，电源端的输出功率输电线上的功率损失P损 I2R，所以输电线中电流为那么升压器 B1的原线圈电压U1 U出 204V，副线圈送电电压为所以升压变压器的变压比为输电线上电压的损耗那么降压器 B2的原线圈的电压据题意知，U2 220V，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