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1、专题25 交变电流一.题型研究一（一）真题再现1.(2016全国丙卷)如图所示，M为半圆形导线框，圆心为OM；N是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为ON；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面现使线框M、N在t0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM和ON的轴，以相同的周期T逆时针匀速转动，则()A两导线框中均会产生正弦交流电B两导线框中感应电流的周期都等于TC在t时，两导线框中产生的感应电动势相等D两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等【答案】BC【题型】多选题【难度】一般（二）试题猜想2如图所示，交流电
2、流表与灯泡串联，先后在M、N间加上不同的交变电压，第一次加电压随时间按甲图的正弦规律变化；第二次加电压随时间按乙图规律变化。若甲、乙图中的U0、T所表示的电压、周期值是相同的，则这两次交流电流表读数之比I1：I2为( )A. 1： B. :1 C. D. 1:2【答案】A【题型】选择题【难度】一般二.题型研究二（一）真题再现3.(2016全国乙卷T16)一含有理想变压器的电路如图11所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 、1 和4 ，为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I.该变压器原、副线圈匝数比为()
3、图11A2B3C4 D5【答案】B【解析】设原、副线圈的匝数比为k，根据变压器匝数比与电流成反比的关系，则原线圈电流为I时，副线圈电流为kI；原线圈电流为4I时，副线圈电流为4kI.根据变压器的输入功率等于输出功率得UII2R1(kI)2(R2R3)4UI(4I)2R1(4kI)2R2联立两式代入数据解得k3选项B正确 【题型】选择题【难度】一般4.(2016全国丙)如图所示，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b.当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光下列说法正确的是()A原、副线圈匝数比为91B原、副线圈匝数比为19C此时a和b的电功率之比为91D此时a和b
4、的电功率之比为19【答案】AD【题型】多选题【难度】一般5.(2015全国卷)一理想变压器的原、副线圈的匝数比为31，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220 V的正弦交流电源上，如图所示设副线圈回路中电阻两端的电压为U.原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则()AU66 V，kBU22 V，kCU66 V，k DU22 V，k【答案】A【解析】设原、副线圈中的电流分别为I1、I2，则，故k.设原线圈两端的电压为U1，则，故U13U，而原线圈上电阻分担的电压为U，故3U220 V，解得U66 V选项A正确【题型】选择题【难度】一般6. (2014全国卷)如图
5、所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为Uab和Ucd，则()AUabUcdn1n2B增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ucd越大D将二极管短路，电流表的读数加倍【答案】BD【题型】多选题【难度】较难7.（2012新课标）自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分。一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。己知变压器线圈总匝数为190
6、0匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上。当变压器输出电压调至最大时，负载R上的功率为2.0 kW。设此时原线圈中电流有效值为I，负载两端电压的有效值为U2，且变压器是理想的，则U2和I1分别约为A 380V和5.3A B380V和9.1AC240V和5.3A D240V和9.1A 【答案】B【题型】选择题【难度】一般（二）试题猜想8. (2015海南)如图，一理想变压器原、副线圈匝数之比为41，原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R0，负载电阻的阻值R11R0，是理想电压表，现将负载电阻的阻值减小为R5R0，保持变压器输入电流不变，此时
7、电压表的读数为5.0 V，则()A此时原线圈两端电压的最大值约为34 VB此时原线圈两端电压的最大值约为24 VC原线圈两端原来的电压有效值约为68 VD原线圈两端原来的电压有效值约为48 V【答案】AD 【解析】当负载电阻的阻值减小为R5R0时，根据串、并联电路规律，R两端电压为R0两端电压的5倍,因为电压表测量R两端的电压，所以UR05 V1 V，故副线圈两端电压为U26 V，根据公式可得此时原线圈两端电压的有效值为U124 V，所以此时原线圈两端电压的最大值约为24 V34 V，A正确，B错误；因为变化过程中变压器的输入电流不变，所以对于副线圈中变化前、后电流也不变，则变化后电压U2IR
8、05IR06IR0，变化前，U2IR011IR012IR0，所以U22U212 V，根据公式可得原线圈两端原来的电压有效值约为48 V，D正确，C错误 【题型】多选题【难度】较难9.如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u220sin 100t(V)，电压表V接在副线圈c、d两端(不计导线电阻)，则当滑动变阻器滑片向右滑动时()A电压表示数不变B电流表A2的示数始终为0C若滑动变阻器的滑片不动，仅改变u，使u220sin 200t(V)，则电流表A1的示数增大D若滑动变阻器的滑片不动，仅改变u，使u220sin 200t(V)，则电流表A1的示数减小【答案】AC【题型】多选题【
9、难度】一般10.在如图甲所示的电路中，理想变压器原、副线圈匝数比为51，原线圈接入图乙所示的电压，副线圈接火灾报警系统(报警器未画出)，图中电压表和电流表均为理想电表，R0为定值电阻，RT为热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小.下列说法中正确的是() A.电压表的示数为44 VB.图乙中电压的有效值为220 VC. RT处出现火灾时，电流表示数减小D. RT处出现火灾时，电阻R0消耗的电功率增大 【答案】D【题型】选择题【难度】一般11.如图是手机充电器的内部电路核心部分的简化模型，将变压器和二极管都视为理想元件，已知变压器的原、副线圈匝数比为201，A、B端输入电压为U1220sin 100t
10、(V)，对于输出端CD(OD为副线圈的中心抽头)()A输出电压的有效值为11 VB输出电压的有效值为5.5 VCCD端的输出功率和AB端的输入功率之比为12DCD端的输出功率和AB端的输入功率之比为11【答案】BD【解析】由于OD为副线圈的中心抽头，则A、B与C、D所连线圈匝数之比为401，CD两端电压的最大值为 V，而本题中的两个二极管相当于把C、D之间的交变电压的负值变为正值，这样交变电流就全部变为正值，且周期为原来的一半，因而有效值为5.5 V，A错误，B正确变压器AB端的输入功率等于CD端的输出功率，因而C错误，D正确 【题型】多选题【难度】较难12.(2016江苏)一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()AU2U1，U2降低 BU2U1，U2升高CU2U1，U2降低 DU2U1，U2升高【答案】C【题型】选择题【难度】一般8