專題14、交變電流
題型一、交變電流問題中四值的相關(guān)計算
題型二、理想變壓器幾個重要結(jié)論的應(yīng)用
題型三、理想變壓器中電路的動態(tài)分析問題
題型四、遠距離輸電問題
題型一、交變電流問題中四值的相關(guān)計算
1.（2019天津）單匝閉合矩形線框電阻為，在勻強磁場中繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，穿過線框的磁通量與時間的關(guān)系圖像如圖所示。下列說法正確的是（）
A.時刻線框平面與中性面垂直
B.線框的感應(yīng)電動勢有效值為
C.線框轉(zhuǎn)一周外力所做的功為
D.從到過程中線框的平均感應(yīng)電動勢為
【答案】BC
【解析】：由圖像可知時刻線圈的磁通量最大，因此此時線圈處于中性面位置，因此A錯誤；由圖可知交流電的周期為T，則，由交流電的電動勢的最大值為，則有效值為，故B正確，線圈轉(zhuǎn)一周所做的功為轉(zhuǎn)動一周的發(fā)熱量，故C正確；從0時刻到時刻的平均感應(yīng)電動勢為，故D錯誤。
2.（2014·天津卷）如圖所示，在勻強磁場中，一矩形金屬線圈兩次分別以不同的轉(zhuǎn)速繞與磁感線垂直的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電動勢圖像如圖2中曲線a、b所示，則()
圖1 圖2
A．兩次t＝0時刻線圈平面均與中性面重合B．曲線a、b對應(yīng)的線圈轉(zhuǎn)速之比為2∶3
C．曲線a表示的交變電動勢頻率為25
Hz
D．曲線b表示的交變電動勢有效值為10
V
【答案】AC
【解析】：
本題考查交變電流圖像、交變電流的產(chǎn)生及描述交變電流的物理量等知識，從圖像可以看出，從金屬線圈旋轉(zhuǎn)至中性面時開始計時，曲線a表示的交變電動勢的周期為4×10－2
s，曲線b表示的交變電動勢的周期為6×10－2
s，所以A、C正確，B錯誤；由Em＝NBSω可知，＝＝＝，故Emb＝Ema＝10
V，曲線b表示的交流電動勢的有效值為5
V，D錯誤．
3.（2013.山東）圖甲是小型交流發(fā)電機的示意圖，兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場，為交流電流表。線圈繞垂直于磁場方向的水平軸沿逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化的圖像如圖乙所示，以下判斷正確的是（）
A．電流表的示數(shù)為10A
B.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為50rad/s
C.0.01s時線圈平面與磁場方向平行
D．0.02s時電阻R中電流的方向自右向左
【答案】：A
【解析】：電流表顯示的為有效值，I==10A故A選項正確，由圖可知交變電流的周期為0.02s，rad/s，故B選項錯誤；t=0.01s時感應(yīng)電流的值反向最大，說明磁通量的變化率最大，線圈處于與中性面垂直的平面，故C錯誤，結(jié)合右手定則，圖示的位置即為0.02s線圈所處的位置，故在t=0.02s時通過R的電流方向自左向右；故D錯
4.（2015四川）．小型手搖發(fā)電機線圈共N匝，每匝可簡化為矩形線圈abcd，磁極間的磁場視為勻強磁場，方向垂直于線圈中心軸OO′，線圈繞OO′勻速轉(zhuǎn)動，如圖所示。矩形線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，不計線圈電阻，則發(fā)電機輸出電壓（）
A．峰值是e0
B．峰值是2e0
C．有效值是
D．有效值是
【答案】D
【解析】：由題意可知，線圈ab邊和cd邊產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值都為e0，因此對單匝矩形線圈總電動勢最大值為2e0，又因為發(fā)電機線圈共N匝，所以發(fā)電機線圈中總電動勢最大值為2Ne0，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知，在不計線圈內(nèi)阻時，輸出電壓等于感應(yīng)電動勢的大小，即其峰值為2Ne0，故選項A、B錯誤；又由題意可知，若從圖示位置開始計時，發(fā)電機線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為正弦式交變電流，由其有效值與峰值的關(guān)系可知，U＝，即U＝，故選項C錯誤；選項D正確。
*5.（2016·全國卷3）如圖所示，M為半圓形導線框，圓心為OM；N是圓心角為直角的扇形導線框，圓心為ON；兩導線框在同一豎直面(紙面)內(nèi)；兩圓弧半徑相等；過直線OMON的水平面上方有一勻強磁場，磁場方向垂直于紙面．現(xiàn)使線框M、N在t＝0時從圖示位置開始，分別繞垂直于紙面、且過OM和ON的軸，以相同的周期T逆時針勻速轉(zhuǎn)動，則()
A．兩導線框中均會產(chǎn)生正弦交流電
B．兩導線框中感應(yīng)電流的周期都等于T
C．在t＝時，兩導線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢相等
D．兩導線框的電阻相等時，兩導線框中感應(yīng)電流的有效值也相等
【答案】BC
【解析】：
設(shè)導線圈半徑為l，角速度為ω，兩導線框切割磁感線的等效長度始終等于圓弧半徑，因此在產(chǎn)生感應(yīng)電動勢時其瞬時感應(yīng)電動勢大小始終為E＝Bωl2，但進磁場和出磁場時電流方向相反，所以線框中應(yīng)該產(chǎn)生方波交流式電，如圖所示，A錯誤；由T＝可知，兩導線框中感應(yīng)電流的周期相同，均為T，B正確；在t＝時，兩導線框均在切割磁感線，故兩導線框中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢均為Bωl2，C正確；對于線框M，有·＋·＝·T，解得U有M＝E；對于線框N，有·＋0＋·＋0＝·T，解得U有N＝E，故兩導線框中感應(yīng)電流的有效值并不相等，D錯誤．
題型二、理想變壓器幾個重要結(jié)論的應(yīng)用
6.（2018天津）教學用發(fā)電機能夠產(chǎn)生正弦式交變電流。利用該發(fā)電機（內(nèi)阻可忽略）通過理想變壓器向定值電阻R供電，電路如圖所示，理想交流電流表A、理想交流電壓表V的讀數(shù)分別為I、U，R消耗的功率為P。若發(fā)電機線圈的轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?，則（）
A.R消耗的功率變?yōu)?/p>
B.電壓表V的讀數(shù)為
C.電流表A的讀數(shù)變?yōu)?I
D.通過R的交變電流頻率不變
【答案】B
【解析】試題分析：根據(jù)公式分析電動機產(chǎn)生的交流電的最大值以及有效值、頻率的變化情況；根據(jù)判斷原副線圈中電流電壓的變化情況，根據(jù)副線圈中功率的變化判斷原線圈中功率的變化；
根據(jù)可知轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼模瑒t角速度變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)可知電動機產(chǎn)生的最大電動勢為原來的，根據(jù)可知發(fā)電機的輸出電壓有效值變?yōu)樵瓉淼?，即原線圈的輸出電壓變?yōu)樵瓉淼模鶕?jù)可知副線圈的輸入電壓變?yōu)樵瓉淼?，即電壓表示?shù)變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)可知R消耗的電功率變?yōu)?，A錯誤B正確；副線圈中的電流為，即變?yōu)樵瓉淼?，根?jù)可知原線圈中的電流也變?yōu)樵瓉淼?，C錯誤；轉(zhuǎn)速減小為原來的，則頻率變?yōu)樵瓉淼?，D錯誤．
*7.（2017.北京）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在的交流電源上，副線圈接有R=55
Ω的負載電阻，原、副線圈匝數(shù)之比為2:1，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）
A．原線圈的輸入功率為220W
B．電流表的讀數(shù)為1
A
C．電壓表的讀數(shù)為110V
D．副線圈輸出交流電的周期為50
s
【答案】B
【解析】電表的讀數(shù)均為有效值，原線圈兩端電壓有效值為220
V，由理想變壓器原、副線圈兩端電壓與線圈匝數(shù)成正比，可知副線圈兩端電壓有效值為110
V，C錯誤；流過電阻R的電流為2
A，可知負載消耗的功率為220
W，根據(jù)能量守恒可知，原線圈的輸入功率為220
W，A錯誤；由P=UI可知，電流表的讀數(shù)為1
A，B正確，由交變電壓瞬時值表達式可知，ω=100π
rad/s，周期T=0.02
s，D錯誤。
8.（2014·新課標2）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2.原線圈通過一理想電流表A接正弦交流電源，一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯(lián)后接到副線圈的兩端．假設(shè)該二極管的正向電阻為零，反向電阻為無窮大．用交流電壓表測得a、b端和c、d端的電壓分別為Uab和Ucd，則
A．Uab∶Ucd＝n1∶n2
B．增大負載電阻的阻值R，電流表的讀數(shù)變小
C．負載電阻的阻值越小，c、d間的電壓Ucd越大
D．將二極管短路，電流表的讀數(shù)加倍
【答案】BD
【解析】
經(jīng)交流電壓表、交流電流表測得的值分別為交變電壓和交變電流的有效值，根據(jù)變壓器公式＝得到輸出電壓，而輸出電壓U2不等于c、d端電壓，因二極管具有單向?qū)щ娦?，輸入電壓通過變壓器變壓后經(jīng)二極管整流后有效值發(fā)生變化，Ucd＝＝，則Uab∶Ucd＝n1∶n2，故A錯誤．增大負載電阻的阻值R,Uab不變，Ucd也不變，根據(jù)P出＝可知輸出功率減小，根據(jù)理想變壓器的輸入功率等于輸出功率可知，輸入功率必減小，故電流表讀數(shù)變小，B正確，C錯誤．二極管短路時，U′cd＝U2，輸出功率P′出＝＝＝2P出，故輸入功率P1也加倍，而輸入電壓U1不變，根據(jù)P1＝U1I1得電流表讀數(shù)加倍，D正確．
9.（2016·全國卷1）一含有理想變壓器的電路如圖1-所示，圖中電阻R1、R2和R3的阻值分別為3
Ω、1
Ω
和4
Ω，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．當開關(guān)S斷開時，電流表的示數(shù)為I；當S閉合時，電流表的示數(shù)為4I.該變壓器原、副線圈匝數(shù)比為()
A．2
B．3
C．4
D．5
【答案】：B
【解析】：開關(guān)斷開時，原、副線圈的電流比＝，通過R2的電流I2＝，副線圈的輸出電壓U2＝I2(R2＋R3)＝，由＝可得原線圈兩端的電壓U1＝5I，則U＝U1＋IR1＝5I＋3I；開關(guān)閉合時，原、副線圈的電流比＝，通過R2的電流I′2＝，副線圈的輸出電壓U′2＝I′2R2＝，由＝可得原線圈兩端的電壓U′1＝4I，則U＝U′1＋4IR1＝4I＋12I，解得＝3，選項B正確．
10.（2016·全國卷3）
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.當輸入電壓U為燈泡額定電壓的10倍時，兩燈泡均能正常發(fā)光．下列說法正確的是()
A．原、副線圈匝數(shù)比為9∶1
B．原、副線圈匝數(shù)比為1∶9
C．此時a和b的電功率之比為9∶1
D．此時a和b的電功率之比為1∶9
【答案】：AD
【解析】
設(shè)燈泡的額定電壓為U0，則輸入電壓U＝10U0，由于兩燈泡均正常發(fā)光，故原線圈兩端的電壓U1＝U－U0＝9U0，副線圈兩端的電壓U2＝U0，所以原、副線圈的匝數(shù)比n1∶n2＝U1∶U2＝9∶1，A正確，B錯誤；原、副線圈的電流之比I1∶I2＝n2∶n1＝1∶9，由電功率P＝UI可知，a和b的電功率之比為1∶9，C錯誤，D正確．
11.（2016·四川）
如圖所示，接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，如果將原、副線圈減少相同匝數(shù)，其他條件不變，則()
A．小燈泡變亮
B．小燈泡變暗
C．原、副線圈兩端電壓的比值不變
D．通過原、副線圈電流的比值不變
【答案】：B
【解析】
：由變壓器相關(guān)知識得：＝，原、副線圈減去相同的匝數(shù)n后：＝＝，－＝<0，則說明變壓器原、副線圈的匝數(shù)比變大，則可得出C、D錯誤．由于原線圈電壓恒定不變，則副線圈電壓減小，小燈泡實際功率減小，小燈泡變暗，A錯誤，B正確．
12.（2016·海南卷）
圖(a)中，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為4∶1，RT為阻值隨溫度升高而減小的熱敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表．原線圈所接電壓u隨時間t按正弦規(guī)律變化，如圖(b)所示．下列說法正確的是()
A．變壓器輸入、輸出功率之比為4∶1
B．變壓器原、副線圈中的電流之比為1∶4
C．u隨t變化的規(guī)律為u＝51sin(50πt)(國際單位制)
D．若熱敏電阻RT的溫度升高，則電壓表的示數(shù)不變，電流表的示數(shù)變大
【答案】：BD
【解析】：理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，故A錯誤．理想變壓器原、副線圈的電流與匝數(shù)成反比，故B正確．從圖(b)可知交流電的周期為0.02
s，所以u隨t變化的規(guī)律為u＝51sin(100πt)，故C錯誤．溫度升高，熱敏電阻阻值減小，電流表示數(shù)變大，電壓表示數(shù)為輸入的交流電的電壓有效值，故不變，D正確．
13.(2015全國1)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)接有電壓為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之比為k，則（）
A.U=66V，k=1/9
B.U=22V，k=1/9
C.U=66V，k=1/3
D.U=22V，k=1/3
【答案】
A
【解析】根據(jù)理想變壓器的原理：原、副線圈電壓比等于線圈匝數(shù)比即U1:U2=n1
:
n2，當副線圈電壓U2
=U，得原線圈電壓U1
=
3U,理想變壓器能量不損耗有P1=P2,即U1I1=U2I2，I2=U/R,得到I1
=
;根據(jù)串聯(lián)電路的特點有：U源=U1+I1R，聯(lián)立并將U源=220V數(shù)據(jù)代入可得：U=66V;原、副線圈回路中的電阻消耗的功率根據(jù)P
=
I2R,電阻相等，可得功率之比k=1/9,故選項A正確。
14.（2014·山東卷）
如圖所示，將額定電壓為60
V的用電器通過一理想變壓器接在正弦交變電源上．閉合開關(guān)S后，用電器正常工作，交流電壓表和交流電流表(均為理想電表)的示數(shù)分別為220
V和2.2
A．以下判斷正確的是()
A．變壓器輸入功率為484
W
B．通過原線圈的電流的有效值為0.6
A
C．通過副線圈的電流的最大值為2.2
A
D．變壓器原、副線圈匝數(shù)比n1∶n2＝11∶3
【答案】：BD
【解析】：
理想電流表沒有電阻，顯示的2.2
A是理想變壓器的輸出電流的有效值，理想電壓表的電阻無窮大，顯示的220
V是理想變壓器的輸入電壓的有效值．用電器正常工作，所以，理想變壓器的輸出電壓的有效值為60
V．根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)成正比，可得n1∶n2＝U1∶U2＝11∶3，選項D正確．理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，P入＝P出＝60×2.2
W＝132
W，選項A錯誤．根據(jù)理想變壓器的電流與匝數(shù)成反比，即I1∶I2＝n2∶n1，可得通過原線圈的電流的有效值為I1＝I2＝0.6
A，選項B正確．通過變壓器的是正弦交流電，所以副線圈的電流的最大值為Im＝I2＝2.2
A，選項C錯誤．
15.（2014·福建卷）圖為模擬遠距離輸電實驗電路圖，兩理想變壓器的匝數(shù)n1＝n4
A．A1、A2兩表的示數(shù)相同
B．L1、L2兩燈泡的亮度相同
C．R1消耗的功率大于R3消耗的功率
D．R2兩端的電壓小于R4兩端的電壓
【答案】D
【解析】
由于n1
16.（2014·江蘇卷）
遠距離輸電的原理圖如圖所示，升壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為n1、n2，電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，輸電線上的電阻為R.變壓器為理想變壓器，則下列關(guān)系式中正確的是()
A.＝
B．I2＝
C．I1U1＝IR
D．I1U1＝I2U2
【答案】：D
【解析】：
對理想變壓器來說，輸出功率決定輸入功率，兩者總相等，故選項D正確；對只有一組副線圈的理想變壓器來說，通過原、副線圈的電流之比等于原、副線圈的匝數(shù)之比的倒數(shù)，因此選項A錯誤；輸出電流決定輸入電流，I2是由用戶的電流決定的，I1是由I2決定的，與輸電線上的電阻無關(guān)，選項B錯誤；輸出功率決定輸入功率，升壓變壓器的輸入功率應(yīng)等于用戶的功率與輸電線上消耗的功率之和，故選項C錯誤．
17.（2015海南）如圖，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4:1，原線圈與一可變電阻串聯(lián)后，接入一正弦交流電源；副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R=11R0，是理想電壓表；現(xiàn)將負載電阻的阻值減小為R=5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表讀數(shù)為5.0V，則（）
A.此時原線圈兩端電壓的最大值約為34V
B.此時原線圈兩端電壓的最大值約為24V
C.原線圈兩端原來的電壓有效值約為68V
D.原線圈兩端原來的電壓有效值約為48V
【答案】AD
18.(2015廣東)圖為氣流加熱裝置的示意圖，使用電阻絲加熱導氣管，視變壓器為理想變壓器，原線圈接入電壓有效值恒定的交流電并保持匝數(shù)不變，調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V。調(diào)節(jié)前后
A．副線圈中的電流比為1:2
B．副線圈輸出功率比為2:1
C．副線圈的接入匝數(shù)比為2:1
D．原線圈輸入功率比為1:2
【答案】C
【解析】:通過調(diào)節(jié)觸頭P，使輸出電壓有效值由220V降至110V，輸出電壓減少為原來的一半，根據(jù)歐姆定律I
=
U/R，在電阻不變時，調(diào)節(jié)前后副線圈輸出電流之比為I2前
：I2后
=
U2前
：U2后
=
：1，選項A錯誤；根據(jù)理想變壓器原理U1
:
U2
=
n1
:
n2，在原線圈電壓和匝數(shù)不變的情況下，副線圈接入匝數(shù)也應(yīng)該變?yōu)樵瓉淼囊话?，接入匝?shù)比n2前
：n2后
=
U2前
：U2后
=
：1，選項C正確；根據(jù)功率P=UI，得到調(diào)節(jié)前后副線圈輸出功率之比P2前
：P2后
=
U2前I2前
：U2后I2后
=
：1，選項B錯誤；原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，所以原線圈的輸入功率之比P1前
：P1后
=
P2前
：P2后
=
：1，選項D錯誤。
19.（2015江蘇）一電器中的變壓器可視為理想變壓器，它將220V交變電流改為110V，已知變壓器原線圈匝數(shù)為800，則副線圈匝數(shù)為
A．200
B．400
C．1600
D．3200
【答案】B
【解析】：根據(jù)變壓器的變壓規(guī)律，可求副線圈匝數(shù)為400，所以B正確。
題型三、理想變壓器中電路的動態(tài)分析問題
*20.（2015安徽）圖示電路中，變壓器為理想變壓器，a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端，R0為定值電阻，R為滑動變阻器?，F(xiàn)將變阻器的滑片從一個位置滑動到另一個位置，觀察到電流表A1的示數(shù)增大了0.2A，電流表A2的示數(shù)增大了0.8A。則下列說法正確的是
A．電壓表V1示數(shù)增大
B．電壓表V2、V3示數(shù)均增大
C．該變壓器起升壓作用
D．變阻器滑片是沿的方向滑動
【答案】D
【答案】：電流表A1的示數(shù)增大，說明副線圈中的電流也在增大，故滑變的阻值一定在減小，所以從C滑向D，故D選項正確，原副線圈的匝數(shù)不變，原線圈中的電流不變，所以副線圈中的電流也不變。AB錯誤，因為原副線圈的電壓不變，所以電流的變化就為功率的變化，原線圈的功率等于副線圈的功率，所以,所以該變壓器為降壓變壓器。
21.（2014·廣東）
如圖所示的電路中，P為滑動變阻器的滑片，保持理想變壓器的輸入電壓U1不變，閉合開關(guān)S，下列說法正確的是()
A．P向下滑動時，燈L變亮
B．P向下滑動時，變壓器的輸出電壓不變
C．P向上滑動時，變壓器的輸入電流變小
D．P向上滑動時，變壓器的輸出功率變大
【答案】：BD
【解析】：由于理想變壓器輸入電壓不變，則副線圈電壓U2不變，滑片P滑動時，對燈泡兩端的電壓沒有影響，故燈泡亮度不變，則選項A錯誤；滑片P下滑，電阻變大，但副線圈電壓由原線圈電壓決定，則副線圈電壓不變，故選項B正確；滑片P上滑，電阻減小，副線圈輸出電流I2增大，則原線圈輸入電流I1也增大，故選項C錯誤；此時變壓器輸出功率P2＝U2I2將變大，故選項D正確．
22.（2015天津）如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數(shù)可以通過滑動觸頭Q來調(diào)節(jié)在副線圈兩端連接了定值電阻R0和滑動變阻器R，P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交流電，則
A．保持Q的位置不變，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變大
B．保持Q的位置不變，將P向上滑動時，電流表讀數(shù)變小
c．保持p的位置不變，將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變大
D．保持P的位置不動．將Q向上滑動時，電流表讀數(shù)變小
【答案】BC
【解析】保持Q位置不動時，負載電路電壓保持不變，將P向上滑動時，連入電路的電阻變大，故負載消耗功率變小，原線圈輸入功率變小，電流表示數(shù)變小，所以選項A錯誤、B正確；
保持P位置不動，即負載電路電阻不變，將Q向上滑動時，由理想變壓器電壓、匝數(shù)關(guān)系可知，副線圈輸出電壓升高，負載電路消耗功率變大，故原線圈輸入電流變大，所以選項C正確的、D錯誤。
A、將負載電阻的阻值減小為R=5R0，保持變壓器輸入電流不變，此時電壓表的讀數(shù)為5.0V，根據(jù)串并聯(lián)知識和歐姆定律得副線圈電壓
根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比可知，此時原線圈兩端電壓的有效值U1=4U2=24V，所以此時原線圈兩端電壓的最大值約為,故A對B錯；
C、原來副線圈電路中固定電阻的阻值為R0，負載電阻的阻值R=11R0，由于保持變壓器輸入電流不變，所以輸出電流也不變，所以原來副線圈電壓U′2=
23.（2016·天津卷）如圖所示，理想變壓器原線圈接在交流電源上，圖中各電表均為理想電表．下列說法正確的是()
A．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，R1消耗的功率變大
B．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電壓表V示數(shù)變大
C．當滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，電流表A1示數(shù)變大
D．若閉合開關(guān)S，則電流表A1示數(shù)變大，A2示數(shù)變大
【答案】：B
【解析】：滑動變阻器的滑動觸頭P向上滑動時，滑動變阻器接入電路的阻值變大，總電阻也變大，而副線圈兩端的電壓沒有變化，所以干路中的電流減小，R1消耗的功率變小，A錯誤；干路中的電流變小，R1兩端的電壓變小，并聯(lián)電路的電壓變大，即電壓表V示數(shù)變大，B正確；由于變壓器副線圈干路中的電流變小，所以原線圈中的電流變小，即電流表A1的示數(shù)變小，C錯誤；閉合開關(guān)S后，并聯(lián)電路的阻值變小，總電阻也變小，干路中的電流變大，R1兩端的電壓變大，并聯(lián)電路的電壓變小，通過R2的電流變小，即電流表A2示數(shù)變小，因變壓器的功率變大，故電流表A1示數(shù)變大，D錯誤．
24.（2016·江蘇卷）一自耦變壓器如圖1-所示，環(huán)形鐵芯上只繞有一個線圈，將其接在a、b間作為原線圈．通過滑動觸頭取該線圈的一部分，接在c、d間作為副線圈．在a、b間輸入電壓為U1的交變電流時，c、d間的輸出電壓為U2，在將滑動觸頭從M點順時針旋轉(zhuǎn)到N點的過程中()
A．U2>U1，U2降低
B．U2>U1，U2升高
C．U2 D．U2 【答案】：C 【解析】 ：根據(jù)變壓器原、副線圈兩端電壓和原、副線圈匝數(shù)的關(guān)系式有＝，這里n2< n1，所以U2 題型四、遠距離輸電問題 25.（2014·四川卷）如圖所示，甲是遠距離輸電線路的示意圖，乙是發(fā)電機輸出電壓隨時間變化的圖像，則（） 甲 乙 A．用戶用電器上交流電的頻率是100 Hz B．發(fā)電機輸出交流電的電壓有效值是500 V C．輸出線的電流只由降壓變壓器原副線圈的匝數(shù)比決定 D．當用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小 【答案】D 【解析】： 從圖乙得到交流電的頻率是50 Hz，變壓器在輸電過程中不改變交流電的頻率，A錯誤；從圖乙得到發(fā)電機輸出電壓的最大值是500 V，所以有效值為250 V，B錯誤；輸電線的電流是由降壓變壓器的負載電阻和輸出電壓決定的，C錯誤；由于變壓器的輸出電壓不變，當用戶用電器的總電阻增大時，輸出電流減小，根據(jù)電流與匝數(shù)成反比的關(guān)系可知，輸電線上的電流減小，由P線＝I線R線可知，輸電線上損失的功率減小，D正確． 26.（2014·浙江卷）如圖所示為遠距離交流輸電的簡化電路圖．發(fā)電廠的輸出電壓是U，用等效總電阻是r的兩條輸電線輸電，輸電線路中的電流是I1，其末端間的電壓為U1.在輸電線與用戶間連有一理想變壓器，流入用戶端的電流為I2.則() A.用戶端的電壓為 B.輸電線上的電壓降為U C.理想變壓器的輸入功率為Ir D.輸電線路上損失的電功率為I1U 【答案】A 【解析】：本題考查電能的輸送、理想變壓器等知識．理想變壓器輸入端與輸出端功率相等，U1 I1＝ U2 I2，用戶端的電壓U2＝ U1，選項A正確；輸電線上的電壓降ΔU＝U－U1＝I1r，選項B錯誤；理想變壓器輸電線上損失的功率為Ir，選項C、D錯誤． 27.（2015福建）圖為遠距離輸電示意圖，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T的原、副線圈匝數(shù)分別為n1、n2 。在T的原線圈兩端接入一電壓的交流電源，若輸送電功率為P，輸電線的總電阻為2r，不考慮其它因素的影響，則輸電線上損失的電功率為（） [來源:學+科+網(wǎng)Z+X+X+K] 【答案】：C 【解析】：原線圈電壓的有效值為：理想變壓器原副線圈電壓的比與匝數(shù)成正比，帶入相關(guān)參數(shù)得：，理想變壓器原副線圈的功率大小相等，輸電線上的電流大小為;所以導線上損失的電功率為，故C選項正確；
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