第三章 交变电流 章末练习卷 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

交变电流章末练习卷 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．如图所示，竖直虚线MN为垂直纸面向里的匀强磁场右边界，单匝矩形线圈abcd的cd边与MN重合。线圈绕MN轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，已知磁感应强度大小为B，线圈的面积为S。则线圈中（　　） A．产生正弦式交变电流 B．图示位置电流方向顺时针 C．图示位置瞬时电动势为 D．电动势的有效值是 【答案】D 【详解】A．线圈转动所在空间右侧区域没有磁场，所以线圈中产生的不是正弦式交变电流，故A错误； BC．题图所示位置线圈平面与磁感线垂直，处于中性面，磁通量变化率为零，瞬时电动势为零，感应电流为零，故BC错误； D．线圈转动所在空间只有一半区域有磁场，说明一个周期内通过相同的电阻R产生的焦耳热只有正弦式交变电流的一半，假设该电动势的有效值为E，则有 解得 故D正确。 故选D。 2．如图所示，交流发电机中的线圈在磁场中绕轴逆时针匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的规律为，线圈的电阻，外电路电阻，交流电流表内阻不计，则（　　） A．该交流电的频率为 B．线圈转到图示位置时，交流电流表示数为 C．线圈转到图示位置时，磁通量变化率为0 D．外电路电阻R在1分钟内产生的热量为 【答案】D 【详解】A．由题意可知，线圈转动的角速度为，则根据角速度与频率的关系式可得，该交流电的频率为，故A错误； B．该交流电电动势的峰值为，则有效值为 根据闭合电路欧姆定律可得电路中电流的有效值为 交流电流表显示的是有效值，所以无论线圈转到哪个位置，其示数均为，故B错误； C．线圈转到图示位置时，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，故C错误； D．外电阻R在1分钟内产生的热量为，故D正确。 故选D。 3．如图，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（　　） A．R的发热功率不变 B．电压表的示数变小 C．电流表的示数变大 D．电流表的示数变小 【答案】C 【详解】AC．闭合开关S后，负载电阻减小，匝数为n4的线圈输出功率变大，匝数为n1的线圈输入功率也变大，a、b两端电压有效值不变，由 可知电流表A1的示数变大，根据 因比值不变，I1变大，I2变大，所以R的发热功率变大，故A错误，C正确； B．根据理想变压器电压比等于匝数比 可知输出电压U2不变，电压表的示数不变，故B错误； D．根据理想变压器电流与匝数关系可得， 由于匝数均保持不变，I1增大，所以I2、I4增大，故电流表A2的示数变大，故D错误。 故选C。 4．为保证用户电压稳定在，变电站需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压不变，当滑动接头上下移动时可改变输出电压。某次检测到用户电压随时间变化的曲线如图乙，调压变压器为理想变压器，导线电阻不计，则（　　） A． B．输入电压的频率为 C．此时用户电压稳定在 D．为使用户电压稳定在，应将适当上移 【答案】D 【详解】A．检测到用户电压随时间变化的曲线如图乙，最大值为，周期为 可知角速度为 可知，故A错误； B．输入电压的频率与输出相等，可知输入电压的频率为，故B错误； C．用户电压有效值为，故C错误； D．为使用户电压稳定在，增大输出电压，根据可得 可知应减小原线圈匝数，应将适当上移，故D正确。 故选D。 5．对同一个纯电阻发热原理的取暖器，先后通以图甲和图乙所示的交变电流，则先后两次取暖器的发热功率之比为（　　） A．2∶ B．∶2 C．4∶5 D．5∶4 【答案】D 【详解】根据有效值的定义，对甲图有 解得 乙图为余弦交流电，电流有效值为 根据功率公式 可得先后两次取暖器的发热功率之比为 故选D。 6．普通的交流电表不能直接接在高压输电线路上进行直接测量，通过互感原理可实现普通电表测量输电线路上的“高电压”或“强电流”。图2中互感器一侧线圈的匝数较少。将1、2两图正确连接后（　　） A．可测“强电流”，图1中未知电表是交流电流表；接、接 B．可测“强电流”，图1中未知电表是交流电流表；接、接 C．可测“高电压”，图1中未知电表是交流电压表；接、接 D．可测“高电压”，图1中未知电表是交流电压表；接、接 【答案】A 【详解】AD．ab接MN、cd接PQ串联在电线上测量电流，是电流互感器，图1中未知电表是交流电流表，因ab一侧线圈的匝数较少,根据变压器电流与匝数关系可知，ab一侧线圈电流大于cd一侧线圈电流，所以可测强电流，故A正确，D错误； BC．ab接PQ、cd接MN串联在电线上测量电流，是电流互感器，图1中未知电表是交流电流表，因cd一侧线圈的匝数较多，根据变压器电流与匝数关系可知，ab一侧线圈电流大于cd一侧线圈电流，所以不可测强电流，故BC错误。 故选A。 7．如图所示为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至，为动力系统供电。若某次高铁进站过程，保持不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流减小到原来的一半。下列说法正确的是（　　） A．电流大于电流 B．电流的频率将减小到原来的一半 C．电压将增大 D．电阻的热功率将减小到原来的一半 【答案】C 【详解】A．对于理想变压器输入和输出功率相等，即 理想变压器输入和输出电压关系为 由于牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压，故，，A错误； B．对于理想变压器，输入与输出电流频率不变，B错误； C．由于发电厂输出电压不变，因此牵引变电所输出电压不变 对于理想变压器输入和输出电流关系为 电流减小到原来的一半，则电流减小到原来的一半，电阻的分压降低，故电压将增大，C正确； D．对于理想变压器输入和输出电流关系为 电流减小到原来的一半，则电流减小到原来的一半 电阻的热功率为 电流减小到原来的一半，则热功率减小至原来的，D错误。 故选 C。 8．如图甲所示的交变电路中，变压器可看作理想变压器，灯泡和电动机的额定电压相等，当原线圈两端接有如图乙所示的交流电压时，灯泡刚好正常发光。已知电动机的内阻为，电动机的额定功率为2W、效率为，灯泡正常发光时电阻为（假设灯泡电阻不随温度变化而变化）。下列说法正确的是（　　） A．灯泡中的电流内方向改变100次 B．灯泡的额定电压为1V C．原、副线圈的匝数比为 D．原线圈中电流的有效值为5.5A 【答案】AB 【详解】A．由题图乙可知该交流电的周期为0.02s，由于变压器不改变交流电的周期，则流过灯泡的电流的变化周期也为0.02s，已知一个周期内电流方向改变两次，所以1s内流过灯泡的电流方向改变100次，故A正确； B．由题意可知，电动机的热功率为 又因为 解得通过电动机的电流为 则电动机两端的电压为 所以由并联电路的性质可知，灯泡的额定电压为1V，故B正确； C．由图乙可知，原线圈输入电压的有效值为 由B选项分析可知，副线圈输出的电压为 则原、副线圈的匝数比为，故C错误； D．原线圈输入的功率为 副线圈输出的功率为 又因为 联立解得原线圈中电流的有效值为，故D错误。 故选AB。 9．如图所示，变压器为理想变压器，定值电阻R1=8Ω，R2=2Ω，MN两点间所接正弦交变电压为U=32V，闭合开关S1和S2，电流表的示数为1A，R1、R2消耗的电功率相同。则下列说法正确的是（　　） A．理想变压器原副线圈的匝数比为6∶1 B．定值电阻R3=2Ω C．电源消耗的总功率与定值电阻R3消耗的功率之比为3∶2 D．将开关S2断开，则电流表的示数变为0.4A 【答案】AD 【详解】A．由题意，可知消耗的电功率 对电阻有消耗的电功率 求得 副线圈的输出电压为 原线圈的输入电压为 则 故A正确； B．根据，可求得副线圈的电流 则 故B错误； C．电源消耗的总功率为 电阻消耗的功率为 得电源消耗的总功率与定值电阻R3消耗的功率之比为2∶1，故C错误； D．将开关断开，设原线圈的电流为，副线圈的电流为，则原线圈的输入电压为 原线圈的输入电压为 根据 求得 故D正确。 故选AD。 10．某电站的小型发电机输出功率为25kW，输出电压为U1=350V，输电线总电阻为r=4Ω。为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，须采用高压输电。设用户所需电压为220V，则下列判断正确的是（　　）    A．升压变压器原、副线圈匝数比约为1∶4 B．降压变压器原、副线圈匝数比约为20∶1 C．输电线上的电压损失约为286V D．可供593盏“220V，40W”的白炽灯正常工作 【答案】AD 【详解】A．通过升压变压器原线圈的电流为 I1==71.4A 输电线路上损失的功率为 P线=P×5%=r 得输电线上的电流为 I2≈17.7A 升压变压器原线圈与副线圏的匝数比为 n1∶n2=I2∶I1=1∶4 故A错误； B．升压变压器的输出电压为 U2==1400V 流过降压变压器原线圈的电流为 I3=I2=17.7A 降压变压器原线圈两端的电压为 U3=U2-I3r=1329V 已知降压变压器的输出电压，即用户电压U4=220V，所以降压变压器原线圈与副线圈的匝数比为 n3∶n4=U3∶U4=1329V∶220V=6∶1 故B错误； C．输电线上的电压损失约为 ΔU=I2r=70.8V 故C错误； D．设可供n盏白炽灯正常工作，则降压变压器的输出功率 P4=nP灯 对于理想变压器有 P4=P-P线 解得 n=593.75 所以取593，故D正确。 故选AD。 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（6分）一物理兴趣小组利用图示的装置“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”，图中变压器为可拆式变压器，并且其铁芯是不完全闭合的（不能视为理想变压器），在原线圈或副线圈中，接0和1时，接入匝数为n，接0和2时，接入匝数为2n，依次类推。 (1)（多选）实验还需下列器材中的　　　　（填选项前的字母）。 A．交流电流表 B．交流电压表 C．学生交流电源 (2)某次实验中，变压器的原线圈接0和8接线柱，副线圈接0和1接线柱，则此变压器为____（选填“升”或“降”）压变压器；若副线圈所接电表的示数为2.0 V，则所接电源电压可能为____（填选项前的字母）。 A、18.0 V        B、10.0 V        C、5.0 V        D、2.5 V 【答案】(1)BC (2) 降 A 【详解】（1）本实验中，变压器的原线圈应接在交流电源上；为了知道原、副线圈的电压比和线圈匝数比之间的关系，还需要电压表。故学生电源和电压表两个器材不能缺少，B、C项正确。故选BC。 （2）[1]由于原线圈匝数较多，副线圈匝数较少，可知此变压器为降压变压器；理想变压器原、副线圈电压和匝数的关系为； [2]若变压器的原线圈接0、8接线柱，副线圈接0、1接线柱，则原、副线圈匝数比=8，则原线圈两端电压U1=U2=16 V，本题中可拆式变压器并非理想变压器，存在漏磁现象，要使副线圈所接电压表示数为2.0 V，则原线圈电压必须大于16 V，故选A。 12．（8分）某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。 图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表： 实验序号 原线圈匝数n1=400 原线圈两端电压U1（V） 副线圈匝数n2=200 副线圈两端电压U2（V） 副线圈匝数n2=1400 副线圈两端电压U2（V） 1 5.8 2.9 20.3 2 8.0 4.0 28.1 3 12.6 6.2 44.0 请回答下列问题： (1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是（　　） A．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源 B．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱 C．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 (2)应将图甲中的A、B分别与图乙中的__________（填“a、b”或“c、d”）连接。 (3)由表中数据得出的结论是：变压器原、副线圈的电压之比等于_________。 (4)在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数n2=200，则副线圈两端电压（　　） A．一定小于4.0V B．一定等于4.0V C．一定大于4.0V (5)图丁为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈相连，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=__________时，R获得的功率最大。 【答案】(1)C (2)c、d (3)两个线圈的匝数之比 (4)A (5) 【详解】（1）A．实验接通电源前必须先检查电路，故A错误； B．无论电压高低，通电时都不能用手接触裸露接线柱/导线，故B错误； C．使用交流电压挡测电压时，为了防止超量程损坏电表，需先用最大量程试测，故C正确。 故选C。 （2）变压器原线圈需要接交流电源，图乙中是学生电源的交流输出端，为直流输出端，因此应接。 （3）分析表格数据，误差允许范围内满足 因此结论为变压器原、副线圈的电压之比等于匝数之比。 （4）取走可动铁芯后，变压器漏磁增加，穿过副线圈的磁通量减少，副线圈感应电动势降低，因此副线圈电压一定小于原有的，故A正确。 （5）副线圈电阻R等效到原线圈侧，等效电阻为 根据电源输出功率最大的条件，外电阻等于等效内阻，可得 整理得 此时获得的功率最大。 四、解答题 13．（10分）如图所示，一小型交流发电机，线圈ABCD处于匀强磁场中，匝数n=100，线圈电阻r=10Ω，线圈以角速度ω=100π rad/s绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻R相接，电表均为理想交流电表，从线框转至中性面位置开始计时，求： (1)当两表示数分别为UV=180V、IA=4A时，线圈中感应电动势的有效值。 (2)问题（1）中线圈转动时磁通量的最大值。 (3)若原、副线圈匝数比为n1∶n2=3∶1，以问题（1）线圈产生的感应电动势供电，计算电阻R消耗功率最大时的阻值及其最大功率值。（结果均保留三位有效数字） 【答案】(1)220V (2)9.90×10−3Wb (3)1.11Ω，1.21×103W 【详解】（1）由闭合电路欧姆定律得电动势有效值 代入数据得 （2）线圈中感应电动势的最大值 又 而 联立代入数据得 （3）根据变压器阻抗变换原理，负载电阻R等效到原线圈的电阻为R′，则 电源输出功率 当时，电源输出功率最大，即R消耗功率最大，即， 14．（12分）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压的正弦交流电源上，原、副线圈的回路中两个阻值相同的电阻消耗的电功率之比。求： (1)原、副线圈的匝数比； (2)原线圈回路中电阻两端的电压。 【答案】(1)n1:n2=3:1 (2) 【详解】（1）设原、副线圈回路中电流分别为I1、I2，由 可得I1:I2=1:3 根据 解得n1:n2=3:1 （2）设理想变压器原、副线圈的输入电压为U1、U2，初级所接电阻两端电压为UR，根据 解得U2=3UR 根据 可得 原线圈回路中有，其中 解得 15．（18分）光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一个城市的几个学校供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出电压为250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数之比，这几个学校有标有“220 V、100 W”字样的电灯5400盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的10%。 (1)求输电线的总电阻R和降压变压器的匝数比； (2)若仅改变输电线的材料使输电线电阻减少10%，求增加了多少盏正常发光的电灯。 【答案】(1)R=150Ω， (2)600 【详解】（1）根据理想变压器的电压匝数关系 可得 用户端 升压变压器的输出功率 可得 线路损耗功率 可得 降压变压器的输入电压 根据理想变压器的电压匝数关系， 可得 （2）若仅改变输电线的材料，灯正常发光，变压器匝数比都不变，则、都不变 根据电压关系 可得 则用户得到的功率 电灯数量（盏） 故增加的正常发光的电灯数量（盏） 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $ 交变电流章末练习卷 本试卷满分100分，考试时间75分钟。 注意事项： 1.答卷前，考生务必将自己的姓名，准考证号填写在答题卡上。 2.答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡皮擦干净后，再选涂其他答案标号。答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。 3.考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。 一、选择题：本题共10小题，共46分。在每小题给出的四个选项中，第1-7题只有一项符合题目要求，每小题4分；第8-10题有多项符合题目要求，每小题6分，全部选对的得6分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。 1．如图所示，竖直虚线MN为垂直纸面向里的匀强磁场右边界，单匝矩形线圈abcd的cd边与MN重合。线圈绕MN轴以角速度ω匀速转动，从图示位置开始计时，已知磁感应强度大小为B，线圈的面积为S。则线圈中（　　） A．产生正弦式交变电流 B．图示位置电流方向顺时针 C．图示位置瞬时电动势为 D．电动势的有效值是 2．如图所示，交流发电机中的线圈在磁场中绕轴逆时针匀速转动，产生的感应电动势随时间变化的规律为，线圈的电阻，外电路电阻，交流电流表内阻不计，则（　　） A．该交流电的频率为 B．线圈转到图示位置时，交流电流表示数为 C．线圈转到图示位置时，磁通量变化率为0 D．外电路电阻R在1分钟内产生的热量为 3．如图，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b接入电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（　　） A．R的发热功率不变 B．电压表的示数变小 C．电流表的示数变大 D．电流表的示数变小 4．为保证用户电压稳定在，变电站需适时进行调压，图甲为调压变压器示意图。保持输入电压不变，当滑动接头上下移动时可改变输出电压。某次检测到用户电压随时间变化的曲线如图乙，调压变压器为理想变压器，导线电阻不计，则（　　） A． B．输入电压的频率为 C．此时用户电压稳定在 D．为使用户电压稳定在，应将适当上移 5．对同一个纯电阻发热原理的取暖器，先后通以图甲和图乙所示的交变电流，则先后两次取暖器的发热功率之比为（　　） A．2∶ B．∶2 C．4∶5 D．5∶4 6．普通的交流电表不能直接接在高压输电线路上进行直接测量，通过互感原理可实现普通电表测量输电线路上的“高电压”或“强电流”。图2中互感器一侧线圈的匝数较少。将1、2两图正确连接后（　　） A．可测“强电流”，图1中未知电表是交流电流表；接、接 B．可测“强电流”，图1中未知电表是交流电流表；接、接 C．可测“高电压”，图1中未知电表是交流电压表；接、接 D．可测“高电压”，图1中未知电表是交流电压表；接、接 7．如图所示为高铁供电流程的简化图，牵引变电所的理想变压器将电压为的高压电进行降压；动力车厢内的理想变压器再把电压降至，为动力系统供电。若某次高铁进站过程，保持不变，仅通过调整动力系统的负载，使得电流减小到原来的一半。下列说法正确的是（　　） A．电流大于电流 B．电流的频率将减小到原来的一半 C．电压将增大 D．电阻的热功率将减小到原来的一半 8．如图甲所示的交变电路中，变压器可看作理想变压器，灯泡和电动机的额定电压相等，当原线圈两端接有如图乙所示的交流电压时，灯泡刚好正常发光。已知电动机的内阻为，电动机的额定功率为2W、效率为，灯泡正常发光时电阻为（假设灯泡电阻不随温度变化而变化）。下列说法正确的是（　　） A．灯泡中的电流内方向改变100次 B．灯泡的额定电压为1V C．原、副线圈的匝数比为 D．原线圈中电流的有效值为5.5A 9．如图所示，变压器为理想变压器，定值电阻R1=8Ω，R2=2Ω，MN两点间所接正弦交变电压为U=32V，闭合开关S1和S2，电流表的示数为1A，R1、R2消耗的电功率相同。则下列说法正确的是（　　） A．理想变压器原副线圈的匝数比为6∶1 B．定值电阻R3=2Ω C．电源消耗的总功率与定值电阻R3消耗的功率之比为3∶2 D．将开关S2断开，则电流表的示数变为0.4A 10．某电站的小型发电机输出功率为25kW，输出电压为U1=350V，输电线总电阻为r=4Ω。为了使输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%，须采用高压输电。设用户所需电压为220V，则下列判断正确的是（　　）    A．升压变压器原、副线圈匝数比约为1∶4 B．降压变压器原、副线圈匝数比约为20∶1 C．输电线上的电压损失约为286V D．可供593盏“220V，40W”的白炽灯正常工作 二、非选择题：本题共5小题，共54分。 11．（6分）一物理兴趣小组利用图示的装置“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”，图中变压器为可拆式变压器，并且其铁芯是不完全闭合的（不能视为理想变压器），在原线圈或副线圈中，接0和1时，接入匝数为n，接0和2时，接入匝数为2n，依次类推。 (1)（多选）实验还需下列器材中的　　　　（填选项前的字母）。 A．交流电流表 B．交流电压表 C．学生交流电源 (2)某次实验中，变压器的原线圈接0和8接线柱，副线圈接0和1接线柱，则此变压器为____（选填“升”或“降”）压变压器；若副线圈所接电表的示数为2.0 V，则所接电源电压可能为____（填选项前的字母）。 A、18.0 V        B、10.0 V        C、5.0 V        D、2.5 V 12．（8分）某物理小组欲探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，提供的实验器材有：学生电源、可拆变压器、交流电压表、导线若干。 图甲为实验原理图在线圈A、B两端加上电压，用电压表分别测量原、副线圈两端的电压，测量数据如表： 实验序号 原线圈匝数n1=400 原线圈两端电压U1（V） 副线圈匝数n2=200 副线圈两端电压U2（V） 副线圈匝数n2=1400 副线圈两端电压U2（V） 1 5.8 2.9 20.3 2 8.0 4.0 28.1 3 12.6 6.2 44.0 请回答下列问题： (1)为了确保实验的安全，下列做法正确的是（　　） A．连接好电路后，可不经检查电路是否正确，直接接通电源 B．因为使用电压较低，通电时可用手直接接触裸露的导线、接线柱 C．为了保证多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 (2)应将图甲中的A、B分别与图乙中的__________（填“a、b”或“c、d”）连接。 (3)由表中数据得出的结论是：变压器原、副线圈的电压之比等于_________。 (4)在实验序号为2的测量中，若把图丙中的可动铁芯取走，副线圈匝数n2=200，则副线圈两端电压（　　） A．一定小于4.0V B．一定等于4.0V C．一定大于4.0V (5)图丁为某电学仪器原理图，图中变压器为理想变压器。左侧虚线框内的交流电源与串联的定值电阻R0可等效为该电学仪器电压输出部分，该部分与一理想变压器的原线圈连接；一可变电阻R与该变压器的副线圈相连，原、副线圈的匝数分别为n1、n2，在交流电源的电压有效值U0不变的情况下，调节可变电阻R的过程中，当=__________时，R获得的功率最大。 四、解答题 13．（10分）如图所示，一小型交流发电机，线圈ABCD处于匀强磁场中，匝数n=100，线圈电阻r=10Ω，线圈以角速度ω=100π rad/s绕垂直于磁场的轴OO′匀速转动。线圈通过滑环与理想变压器原线圈相连，变压器副线圈与电阻R相接，电表均为理想交流电表，从线框转至中性面位置开始计时，求： (1)当两表示数分别为UV=180V、IA=4A时，线圈中感应电动势的有效值。 (2)问题（1）中线圈转动时磁通量的最大值。 (3)若原、副线圈匝数比为n1∶n2=3∶1，以问题（1）线圈产生的感应电动势供电，计算电阻R消耗功率最大时的阻值及其最大功率值。（结果均保留三位有效数字） 14．（12分）如图所示，理想变压器的原线圈接在电压的正弦交流电源上，原、副线圈的回路中两个阻值相同的电阻消耗的电功率之比。求： (1)原、副线圈的匝数比； (2)原线圈回路中电阻两端的电压。 15．（18分）光伏发电系统是指无须通过热过程，直接将光能转变为电能的发电系统。图示是某光伏发电系统为一个城市的几个学校供电照明的示意图。已知太阳能光伏发电机的输出电压为250 V，升压变压器的原、副线圈的匝数之比，这几个学校有标有“220 V、100 W”字样的电灯5400盏。若全部电灯正常发光，变压器均为理想变压器，输电线损耗功率是发电机输出功率的10%。 (1)求输电线的总电阻R和降压变压器的匝数比； (2)若仅改变输电线的材料使输电线电阻减少10%，求增加了多少盏正常发光的电灯。 答案第10页，共12页 2 学科网（北京）股份有限公司 $