专题10 交变电流-【备战高考】备战2027高考物理母题题源同步练

专题10交变电流 考纲·题型解读 1.常以选择题的形式考查交变电流的变化规律，如交变电流的瞬时值表达式、通过线圈的中-t图与相对应的-t图之间 的关系、交变电流的有效值的定义及计算、有关有效值与平均值区别的计算， 2.常以选择题的形式考查变压器的电压比、电流比、输入功率和输出功率的求解，电路动态分析；对于远距离输电问题，常 以计算题的形式考查输送电能过程中电能损失的计算方法和提高输电效率的方法， “十年高考母题题源揭秘 题源1交变电流的产生及描述 各种交变电流电气设备上铭牌标有的，交变电表所测 的，以及在叙述中没有特别说明的交变电流的值，都是指 解题模型1.1 有效值，在计算交变电流通过导体产生的热量、电功率以及 1,交流电产生过程中两个特殊位置的问题 确定电阻丝的熔断电流时，只能用交变电流的有效值， 线圈平面垂直于磁感线时的位置叫做中性面线圈在 总之，在研究交变电流做功、电功率及产生的热量时， 只能用有效值，交变电路中电流表、电压表的读数也都是 中性面时：中=重，二 =0,e=0,电流方向发生改变，线圈 有效值. 转一周，经过中性面两次，即电流一周期内方向改变两次 注：几种典型交流电的有效值 与中性面垂直的位置叫最大值位置线圈在该位置时： 交流电的有效值是根据电流的热效应规定的，让交流电 和直流电通过同样的电阻，如果它们在同一时间内产生的热 0,A吧最大，E。三NBSu,电流方向不发生改变 量相等，就把这一直流电的数值叫做这一交流电的有效值. 2.交流电的“四值” ①正弦半波交流电的有效值 近几年的高考在考查“交变电流”一章中的有关内容 若将图甲所示的交流电加在电阻R上，那么经一个周 时，主要考查了交变电流的四值，即最大值、有效值、瞬时 期产生的热量应等于它为全波交流电时的1/2，即U,2T/R 值、平均值.在什么情况下应该使用这四个概念中的哪一 个，下面举例说明. -）两-爱周而样：-网题释 √2 (1)最大值 最大值是指交流电在变化过程中电动势、电压、电流 21m. 所能达到的最大值，它反映的是交变电流大小的变化范 国，常用大写字母加下标m或max来表示，如Emx、Umx Ix当线圈平面与磁感应强度B的方向平行时，交变电流 的电动势最大，设线图的匝数为N,面积为S,绕垂直于磁 场的转轴转动的角速度为uw,Emx=NBSw,Emx的大小与 线圈的形状，旋转的转轴位置无关，在考虑电容器的耐压 程度时，应注意交变电流的最大值 (2)有效值 图甲 图乙 交变电流的有效值是根据电流的热效应来规定的，即 ②正弦单向脉冲电流的有效值 在同一时间内，能使同一电阻产生相等热量的直流电的数 因为电流热效应与电流方向无关，所以图乙所示正孩 值，叫做该交变电流的有效值，它反映的是交变电流通过 单向脉冲电流与正弦交流电通入电阻时所产生的热效应 用电器把电能转化为其他形式能的本领强弱，常用一大写 完全相同，即U= 字母来表示，如E、、1,正弦交流电的有效值与最大值之 间的关系是： ③矩形脉冲电流的有效值 E-ES.U-U I m 如图丙所示电流实质是一种脉冲直流电，当它通入电 万后1= 阻后一个周期内产生的热量相当于直流电产生热量的二、 156· 这里t1是一个周期内的脉冲时间. 由IgRT (份).R. )r-号食)r 15 图1 图2 A.两次t=0时刻线圈平面均与中性面重合 必 B.曲线a、b对应的线圈转速之比为2：3 T2 _I-.U.- 2 U C.曲线a表示的交变电动势频率为25Hz D.曲线b表示的交变电动势有效值为10V [解析]在t=0时刻，线图一定处在中性面上，A正确；由 图可知，a的周期为4×1028：b的周期为6×10-2s,则由n= 可知，转递与月期成反比，故月期之比为，B错误；曲线。的 1 图丙 图丁 交变电流的频率∫=元 =25Hz,C正确：b的最大值为10V,则 ④非对称性交流电有效值 假设让一直流电压U和如图丁所示的交流电压分别 有效值为U=0=52V,D错误。 √2 加在同一电阻上，交流电在一个周期内产生的热量Q1= [答案]AC U T U T R·2十尺·2，直流电在相等时间内产生的热量Q, [真题2](2023·山东)如图，将额定电压为60V的用电 器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上，闭合开关$后，用 U T,根据它们的热量相等有 .工.I-r,符 R 电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示 数分别为220V和2.2A,以下判断正确的是 () 1 1 U=√合U+U),同理有1=√2+1). (3)瞬时值 墨 瞬时值是指交流电在变化过程中某一时刻电动势、电 A 压、电流的值，它反映的是某一时刻交变电流某物理量的 A.变压器输入功率为484W 大小，常用小写字母来表示，如e、u、i.当从线圈平面与B B.通过原线圈的电流的有效值为0.6A 的方向平行时开始计时，设线圈平面与B的方向的夹角为 C.通过副线圈的电流的最大值为2.2A 9,瞬时电动势e的表达式为e=Emxcos0;当以线圈平面与 D.变压器原、副线圈匝数比n1:n2=11:3 中性面平行时开始计时，设线圈平面与中性面的夹角为α， [解析] 变压器的输入功率等于输出功率，P、=P出= 瞬时电动势e的表达式为e=Emax sina,.在求发电机某一时 刻的电动势、电流、输出功率，用电器某一时刻电压、电流、 1U:=2.2×60=132W,A错误；根据P入=1，U,所以1-广 消耗功率时常用瞬时值， 132 =0,6A,B正确：电流表示数为有效值，故通过副线圈的电 (4)平均值 220 交变电流的平均值是交变电流图象中波形与横轴(t 流的有效值为2.2A,则最大值为1m=√2×2.2A=2.2√2A,C错 轴)所围的面积跟时间的比值，常用大写字母上加一横线来 表示，如E,、求一段时间内通过导体横截面的电量时要 民：根搭变压器的工作原理可知受”所以支压器原制线蛋因 数比为11：3，故D正确. 用子均值g=.平均电动势E=N9,平均电流1=FR [答案]BD 注意：E≠十E,平均值不等于有效值 [真题3](2023·山东)图甲是小型交流发电机的示意图， 2 两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，A为交流电 [真题1](2023·天津)如图1所示，在匀强磁场中，一矩 流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴OO沿逆时针方向匀速转动， 形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速 从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图象如图 转动，产生的交变电动势图象如图2中曲线a,b所示，则( 乙所示，以下判断正确的是 () ·157· 分别与两个跟线圈一起绕OO转动的金属圆环相连接，金属圆 环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转 动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路，图2是线圈的 主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示.已知ab长度 为L1,bc长度为L:,线圈以恒定角速度w逆时针转动.（只考虑 图甲 单匝线圈) I/A 105 t/×102s -102 图乙 A.电流表的示数为10A 图2 B.线圈转动的角速度为50πrad/s C.0.01s时线圈平面与磁场方向平行 D.0.02s时电阻R中电流的方向自右向左 [解析]电流表的示数为交变电流的有效值，为10A,选项 A正确.由图乙可知，周期为0.02s,频率为f=50Hz,线图转动 的角速度为w=2xf=100πrad/s,选项B错误.0.01s时产生的 图3 感应电流为负最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C正确，由 (1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整 右手定则可判断0,02s时电阻R中电流的方向自左向右，选项 个线圈中的感应电动势e1的表达式： D错误. (2)线圈平面处于与中性面成。夹角位置时开始计时，如 [答案]AC 图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电动势e:的表达式： [真题4](2023·福建)如图，实验室一台手摇交流发电 机，内阻r=1.02,外接R=9.0的电阻.闭合开关S,当发电机转 (3)若线圈电阻为r,求线圈每转动一周电阻R上产生的焦 于以某一转速匀速转动时，产生的电动势e=10√2sinl0xt(V),则 耳热.（其他电阻均不计） [解析](I)矩形线圈abcd转动过程中，只有ab和cd切 割磁感线，设ab和cd的转动速度为u,则口=u. 2 在t时刻，导线ab和cd因切割磁感线产生的感应电动势均 为E1=BL10. 由图可知v上=vsinot,则整个线圈的感应电动势为e1= A.该交变电流的频率为10Hz 2E=BL L2wsinot. B.该电动势的有效值为10√2V (2)当线圈由图3位置开始运动时，在t时刻整个线图的感 C.外接电阻R所消耗的电功率为10W 应电动势为e2=BL1L2wsin(wt十Po). D.电路中理想交流电流表④的示数为1.0A E [解析]根据感应电动势的表达式，再由2π∫=10π可得该 (3)由间合电路欧姆定律可知I=R十，这里E为线图产生 交变电流的频率为f=5Hz,选项A错误.该电动势的最大值为 的电动势的有效值.E=E=BLL:“,则线圈转动一周在R上产 2 10√2V,有效值为10V,选项B错误.外接电阻R中电流I=E/ (R十r)=1A,电路中理想交流电流表A的示数为1.0A,外接 生的名平热为Q=1,共中1径于是Q:=成（贸） 电阻R所消耗的电功率为P=I2R=9W,选项C错误，D正确。 [答案](1)e1=BL1L2 wsinot（2)e2=BL1L2wsin(wt+ [答案]D Po) (3)Q=πRw BLL2\ [真题5](2023·安徽)图1是交流发电机模型示意图.在 R+r 磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形线圈abcd可绕线圈平 面内垂直于磁感线的轴OO'转动，由线圈引出的导线ae和df ·158· 题源2变压器及远距离输电 2.远距离输电问题的处理方法 处理远距离输电问题，关键是正确建立输电的流程 解题模型2.1 图，透彻理解题意，从“输电线”开始，或者从“发电”，或者 从“用户”开始，把握好各物理量之间的相互关系，依次解 1.理想变压器问题的分析思路 决即可， 具备了以下条件的变压器称为理想变压器：(1)不计 常用的关系有： 铜损，即变压器的原、副线圈的内阻很小，可以忽略，在有 (1)输电过程的电压关系 电流通过时认为不产生焦耳热.(2)不计铁损，即变压器铁 →输电线损失电压 芯内不产生涡流，无热损耗.(3)不计磁漏，即原、副线图中 U出=U描+U斑 ,降压变压器原线图电压 的磁通量总保持相同. +升压变压器副线图电压 纵观高考命题，对于变压器问题，多集中于对变压器 (2)输电过程功率的关系 的工作原理及I,U、P、各量间基本关系的考查.由于变压 出 P出=P十P CI-0 器与电能的输送密切相关，贴近生活实际，触及能源利用 P描=I2R线 的社会热点，符合贴近现实突出能力的命题趋势，应当作 U描2 P箱一R战 为备考的重点 解题思路： 思路1，电压思路：变压器原、副线圈的电压之比为： U 用户 是：自支压器有多个制线图时分-- 升压变压器 降压变压器 ni n2 n3 … 3.含线圈、电容的交流电路的分析方法 思路2：功率思路：理想变压器的输入、输出功率为P、= 要初步了解线圈和电容器对交流电的作用，电感线圈 有“通直流，阻交流：通低频，阻高频”的作用，而电容器具 P出，即P1=P2;当变压器有多个副线圈时P1=P2十P十… 有“通交流，隔直流；通高频，阻低频”的作用，从而比较在 思路3：电流思路：由1一七知，当支压器有多个副线 P 各种情况下，它们在电路中所起的作用.要结合串、并联电 路的特点和闭合电路的欧姆定律来分析实际问题， 圈时n1I1=n212十nI3十…，对只有一个副线圈的变压器 才布片-二 [真题6](2023·四川)如图所示，甲是远距离的输电示意 图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则 思路4：（变压器动态问题）制约思路： ①)电流制约：当变压器原、副线图的匝数比”一定， 输电线 且输入电压UJ1确定时，原线圈中的电流I1由副线圈中的 发电机 升压 用户 降压 变压器 变压器 输出电流1，决定，即11=”： 二，可简述为“副制约原”， n 甲 (2)负载制约： u/v ①变压器副线圈中的功率P。由用户负载决定，P,= 500 P1十P2十… 0 ②变压器副线圈中的电流I:由用户负载电阻R:确 0.01 0.02ts U2 500 定，1：一R2 乙 ③总功率P=P战十P:· 思路5：原理思路：变压器原线圈中磁通量发生变化， A.用户用电器上交流电的频率是100Hz B.发电机输出交流电的电压有效值是500V 铁芯中 ,=△ △t 相等：当遇到口型变压器时有：△ △t C.输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定 D.当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小 △Φ3 △t [解析]发电机的输出电压随时间变化的关系，由图可知， 此式适用于交流电或电压（电流）变化的直流电，但不 T=0.02s,故f=50Hz,A错误：由图象可知交流的最大值为 适用于稳定或恒定电流的情况。 U。=500V,因此其有数值为U=50V,B错误：输电线的电流 2 由输送的功率与电压决定的，与降压变压器原副线圈的匝数比 ·159· 无关，C错误：当用户用电器的总电阻增大时，用户的功率减小， D.电流表的示数都不为零 降压变压器的输出功率减小，则输入的功率减小，输入的电流减 「解析 小，输电线上损失的功率减小，D正确」 由法拉第电磁高应定律E=S知原战圈中的 [答案]D 感应电动势为一定值，则副线圈输出的是恒定的直流，所以电流 [真题7](2023·江苏)远距离输电的原理图如图所示，升 表A1和A2的示数相同，电流表A3的示数为0，故正确选项为C 压变压器原、副线圈的匝数分别为1，n2,电压分别为U1,U,,电 [答案]C 流分别为I1,12,输电线上的电阻为R,变压器为理想变压器，则 [真题10](2023·全国)一台电风扇的额定电压为交流 下列关系式中正确的是 220V.在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内 的工作电流！随时间t的变化如图所示这段时间内电风扇的用 电量为 IA 0.4 0.3 0.2 U A.12n2 B.12= 010204060t/min A.3.9×10-2度 B.5.5×10度 C.IU=IR D.IU=I:U: C.7.8×102度 D.11.0×10-度 [解析] 升压变压器电流之比等于匝数的反比：故有： 11 [解析]根据电流的变化情况，分段计算求电功W1= 11Ut1=0.3×220×10×60J=3.96×10J,W2=IUt2=0.4× ”二，A错误；U:是输电导线及降压变压器两端的电压，不能只 220×10×60J=5.28×10J,W3=13Ut3=0.2×220×40×60J n 对导线使用欧姆定律求电流，B错误：升压变压器输出的功率等 =1.056×10J,则总功W=W1+W2+W3=1.98×10J=5.5× 于导线上消耗的功率及降压变压器消耗的功率之和，C错误：理 10度，选项B正确」 想变压器输入功率等于输出功率：故I,U1=I,U,,D正确 [答案]B [答案]D [真题11](2023·山东)图甲是某燃气炉点火装置的原理 [真题8](2023·江苏)如图所示，理想变压器原线圈接有 图，转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在 交流电源，当副线圈上的滑片P处于图示位置时，灯泡L能发 一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为1、 光.要使灯泡变亮，可以采取的方法有 n,(⑦为交流电压表.当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000 V时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体，以下判 断正确的是 钢针 A.向下滑动P 金属板 B.增大交流电源的电压 C.增大交流电源的频率 D.减小电容器C的电容 [解析]要使灯泡变亮，就是要增大灯泡两端的电压或者 增大流过灯泡的电流，可以采取的方法有：向上滑动P,或增大 交流电源的电压，增大交流电源的频率，或增大电容器C的电 容，选项BC正确，AD错误. A. 电压表的示数等于5V [答案]BC [真题9](2022·四川)图甲所示电路中，A1、A2、A为相 B.电压表的示数等于点V √2 同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R的阻值相同，线圈L 的电阻不计在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如 C.实现点火的条件是>1000 121 图乙所示，则在t1t2时间内 ( D.实现点火的条件是 ∠1000 n ④丙④ [解析]电压表的示数为有效值，所以U1 U==V,选 甲 项A错误，B正确：实现点火的条件是U,>5000V,所以”= 111 A.电流表A的示数比A2的小 B.电流表A的示数比A的小 片之1000，选项C正确，D错误 C.电流表A1和A2的示数相同 [答案]BC ·160· 十年高考母题原型训练 (★代表高考出现的频次) A组 sinot,副线圈电路中R。为定值电阻，R是滑动变阻器.和 ⑦是理想交流电压表，示数分别用U,和U。表示；@和@是 题源1交变电流的产生及描述（★★★） 理想交流电流表，示数分别用I,和I:表示.下列说法正确的是 1.(2023·新课程标准Ⅱ)如图，一理想变压器原、副线圈的 () 匝数分别为1，n.原线圈通过一理想电流表④接正弦交流电 源，一个二极管和阻值为R的负载电阻申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Ub,Uw,则（) ao(A) -o A.I1和I表示电流的瞬时值 B.U1和U,表示电压的最大值 C.滑片P向下滑动过程中，U,不变，11变大 bo D.滑片P向下滑动过程中，U2变小，I1变小 5.(2020·山东)图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图 A.Uab :Ud=n in2 甲所示电压按正弦规律变化.下列说法正确的是 () B.墙大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小 C.负载电阻的阻值越小，cd间的电压Ua越大 uN D.将二极管短路，电流表的读数加倍 311 2.(2023·广东)如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1: 102s) 311 n:=2:1,⑦和④均为理想电表，灯泡电阻R1=6Q,AB端电 压u1=12√2sinl00πt(V).下列说法正确的是 () 用 ↑u/V 311 4t102s) R 乙 A.电流频率为100Hz A.图甲表示交流电，图乙表示直流电 B.⊙的读数为24V B.两种电压的有效值相等 C.④的读数为0.5A C.图甲所示电压的瞬时值表达式为u=311sinl00rtV D.图甲所示电压经匝数比为10：1的变压器变压后，频率 D.变压器输入功率为6W 3.(2023·四川)用220V的正弦交流电通过理想变压器对 变为原来的品 一负载供电，变压器输出电压是110V,通过负载的电流图象如 6.(2019·宁夏)一正弦交流电的电压随时间变化的规律如 图所示，则 () 图所示由图可知 () i/A 0.05 V 00 0 0.01 0.02ts 6/10s -0.05 A.该交流电的电压瞬时值的表达式为u=100sin(25t)V A.变压器输人功率约为3.9W B.该交流电的频率为25Hz B.输出电压的最大值是110V C.变压器原、副线圈的匝数比是1：2 C.该交流电的电压有效值为100√2V D.若将该交流电压加在阻值R=1002的电阻两端，则电 D.负载电流的函数表达式i=0.05sin(100rt+x/2)A 4.(2023·福建)如图，理想变压器原线圈输入电压“= 阻消耗的功率是50W ·161· 题源2变压器及远距离输电（★★★★） 1.(2023·山东)为保证用户电压稳定在220V,变电所需 适时进行调压，图甲为变压器示意图.保持输入电压“1不变，当 滑动接头P上下移动时可改变输出电压，某次检测得到用户电 压u2随时间t变化的曲线如图乙所示.以下叙述正确的是 ( 202 0.01 6.02ts 42/V -202 1902 t/×102s 乙 -190W2 A.输入电压u的表达式u=20√2sin(50πt)V B.只断开S后，L1、L,均正常发光 A.u2 =1902sin(50xt)V C.只断开S后，原线圈的输入功率增大 B.u2=190√2sin(100πt)V D.若S,换接到2后，R消耗的电功率为0.8W C.为使用户电压稳定在220V,应将P适当下移 5.(2023·江苏)某同学设计的家庭电路保护装置如图所 D.为使用户电压稳定在220V,应将P适当上移 示，铁芯左侧线圈L1由火线和零线并行绕成当右侧线圈L:中 2.(2023·天津)普通的交流电流表不能直接接在高压输电 产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K, 线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感 从而切断家庭电路仅考虑L1在铁芯中产生的磁场，下列说法 器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Ib,cd一侧线圈的匝 正确的有 () 数较多，工作时电流为I,为了使电流表能正常工作，则() 铁芯 零线 电流放大器 电磁铁 火线 9 家庭 电路 A.ab接MN、cd接PQ,Ib<Ia A.家庭电路正常工作时，L:中的磁通量为零 B.ab接MN、cd接PQ,Ib>ld B.家庭电路中使用的电器增多时，L。中的磁通量不变 C.ab接PQ、cd接MN,Ib<Id C.家庭电路发生短路时，开关K将被电磁铁吸起 D.ab接PQ、cd接MN,Ib>Id D.地面上的人接触火线发生触电时，开关K将被电磁铁 3.(2022·海南)如图所示，一理想变压器原副线圈匝数之 吸起 比为4：1，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R 6.(2022·广东)如图是某种正弦式交变电压的波形图，由 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表，下列结论 图可确定该电压的 () 正确的是 ( 311 u/V A.若电压表读数为6V,则输入电压的最大值为24√2V 0.d1 0.020.0 0.04/s B.若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，侧电流 表的读数减小到原来的一半 311 C.若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则 A.周期是0.01s 输入功率也增加到原来的2倍 B.最大值是311V D.若保持负载电阻的阻值不变，输入电压增加到原来的2 C.有效值是220V 倍，则输出功率增加到原来的4倍 D.表达式为u=220sinl00πt(V) 4.(2023·福建)图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比 7.(2023·安徽)如图所示的区域内×××××× n1:n=5:1,电阻R=202,L1、L为规格相同的两只小灯 有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为×××”××× ×××××× 泡，S,为单刀双掷开关.原线圈接正弦交变电源，输入电压“随 B.电阻为R、半径为L、圆心角为45°的扇 ×××0××.× 时间t的变化关系如图所示.现将S1接1、S:闭合，此时I2正常 形闭合导线框绕垂直于纸面的O轴以角 发光.下列说法正确的是 (） 速度w匀速转动(O轴位于磁场边界)，则 L ·162· 线框内产生的感应电流的有效值为 3.(2023·四川)如图所示，在铁芯P上绕着两个线圈a和 A.BL B.BL b,则 2R 2R A.线圈a输入正弦交变电流，线 C.BL D.BL 圈b可输出恒定电流 4R 4R B.线圈a输入恒定电流，穿过线 电源 8.(2023·新课程标准)如图，一理想变压器原副线圈的匝 圈b的磁通量一定为零 输出 数比为1：2：副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220 C.线圈b输出的交变电流不对 V,额定功率为22W;原线圈电路中接有电压表和电流表，现闭 线圈a的蓝场造成影响 合开关，灯泡正常发光若用U和【分别表示此时电压表和电流 D.线圈a的磁场变化时，线圈b中一定有电场 表的读数，则 ( 4.(2019·四川)如图所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中可 以分别绕垂直于磁场方向的轴P,和P,以相同的角速度匀速转 动，当线圈平面转到与磁场方向平行时 A.线圈绕P,转动时的电流等于 绕P,转动时的电流 B.线圈绕P1转动时的电动势小 A.U=110V,I=0.2A 于绕P。转动时的电动势 B.U=110V,I=0.05A C.线圈绕P,和P,转动时电流的 C.U=110W2V,1=0.2A 方向相同，都是由a→bc·d D.J=1102V,I=0.2√2A D.线圈绕P,转动时dc边受到的 安培力大于绕P,转动时dc边受到的安培力 B组 5.(2019·天津)将阻值为52的电阻接到内阻不计的交流 电源上，电源电动势随时间变化的规律如图所示.下列说法正确 题源1交变电流的产生及描述（★★★） 的是 ( 1.(2023·北京)一个小型电热器若接在输出电压为10V 的直流电源上，消耗电功率为P;若把它接在某个正弦交流电源 e/V 上，其消耗的电功率为如果电热器电阻不变，则此交流电源 输出电压的最大值为 A.5V B.52V C.10V D.102V 2.(2023·广东)如图甲所示，左侧的调压装置可视为理想 A.电路中交变电流的频率为0.25Hz 变压器，负载电路中R=552,④⑦为理想电流表和电压表.若 B.通过电阻的电流为√2A 原线圈接入如图乙所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V, C.电阻消耗的电功率为2.5W 下列表述正确的是 () D.用交流电压表测得电阻两端的电压是5V Q 6.交流电源输出的电压U随时间t变化的图线如图所示， 则下列说法正确的是 ↑UN 220√2 Au/V t/×102s 2202 -220√2 0.0N 70.020.03s A.交变电流的频率为50Hz B.交变电流的周期为2s -220W2… C.交变电压的最大值为2202V D.交变电压的有效值为220√2V A.电流表的示数为2A B.原、副线圈匝数比为1：2 7.电阻R、理想电流表A、开关S和交流电源按照图甲所示 方式连接，其中R=302.合上开关S后，交流电源输出的正弦交 C,电压表的示数为电压的有效值 () D.原线圈中交变电压的频率为100Hz 变电压“随时间t变化的情况如图乙所示则 ·163· 11.如图所示，边长为L的正方形线圈abcd的匝数为n,线 R ◆/V 36W2 圈电阻为r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线 OO'恰好位于匀强磁场的边界上，磁感应强度为B,现在线圈以 72t/X10s OO'为轴，以角速度w匀速转动，求： -362 (1)闭合电路中电流瞬时值的表达式： (2)线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上产生的 热量： A.电流表A的示数是1.2A (3)线圈从图示位置转过90°的过程中电阻R上通过的电 B.R消耗的电功率是86.4W 荷量： C.通过R的电流瞬时值表达式为：i=1.2√2sin100πtA (4)电阻R上的最大电压. D.通过R的电流瞬时值表达式为：i=1.2sin50xtA 8.节日里，变幻无穷的动态转换的霓虹灯，为节日的喜庆色 彩增添了热烈、欢庆的气氛现有一正弦交流电源（电压有效值 为120V,频率为50Hz)向一霓虹灯供电，若霓虹灯的激发电压 和熄灭电压均为U。=60√2V,请你估算一下在一小时内，霓虹 灯发光时间为 () A.3600s B.1200s C.2400s D.600s 9.如图所示，图线α是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产 生的正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电 的图象如图线b所示.以下关于这两个正弦交流电的说法正确 的是 () AW/V 12.(2023·江苏)某兴趣小组设计了一种发电装置，如图所 -10 示在磁极和圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为 A.在图中t=0时刻穿过线圈的磁通量均为季 蓝场均沿半径方向.匝数为N的矩形线圈abcd的边长ab 4 B.线圈先后两次转速之比为3：2 C.交流电a的瞬时值为u=l0sin5πtV =cd=l、bc=ad=2l,线圈以角速度w绕中心轴匀速转动，bc和 20V ad边同时进入磁场.在磁场中，两条边所经过处的磁感应强度大 D.交流电b的最大值为 小均为B,方向始终与两边的运动方向垂直.线圈的总电阻为r, 10.边长为l的正方形闭合线框abcd,在磁感应强度为B的 外接电阻为R求： 匀强磁场中，以角速度”绕cd从图示位置开始匀速转动，转轴 (1)线圈切割磁感线时，感应电动势的大小Em: 与磁场垂直，线框总电阻为R,一理想电压表接在线框的c、d两 (2)线圈切割磁感线时，bc边所受安培力的大小F; 点之间，下列说法中正确的是 (） (3)外接电阻上电流的有效值L. 磁极 铁芯 磁极 A.线框转一周外力所做的功为B1 R B.线圈转过90°的过程中感应电动势的最大值为Blw C.线框转过90°的过程中通过线框导线横截面的电荷量 B12 为 R D,电压表示数为EBIa 2 ·164· 的超高压输电，输电线上损耗的电功率为P,在保持输送电功率 题源2变压器及远距离输电（★★★★） 和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV特高压输电，若 1.(2022·浙江)某水电站，用总电阻为2.52的输电线输电 不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率将变为 给500km外的用户，其输出电功率是3×10kW,现用500kV 电压输电，则下列说法正确的是 A号 P .2 C.2P D.4P A.输电线上输送的电流大小为2.0×10A B.输电线上由电阻造成的损失电压为15kV 6.如图所示，理想变压器的输出端有三组次级线圈，分别接 C,若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9× 有电阻元件R、电感元件L和电容元件C.若用IR、I、Ic分别 108kW 表示通过R、L和C的电流，则下列说法中正确的是() D.输电线上损失的功率为△P=U产/r,U为输电电压，r为 输电线的电阻 2.(2023·天津)通过一理想变压器，经同一线路输送相同 的电功率P,原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为 R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为 M P,,若将副线圈与原线圈的匝数比提高到k,线路损耗的电功 率为P测P,和哈分别为 A.若M、N接正弦式交流电，则IR≠0、I≠0、Ic=0 () B.若M、N接正弦式交流电，则IR≠0、I≠0、Ie≠0 PR 1 C.若M、N接恒定电流，则IR≠0、I≠0、Ic=0 A.RU'n D.若M、N接恒定电流，则IR≠0、I≠0、Ic≠0 c器品 7.在远距离输电时，输送的电功率为P,输电电压为U,所 用导线电阻率为ρ、横截面积为S,总长度为L,输电线损失的电 3.(2022·江苏)在如图所示的远距离输电电路图中，升压 功率为P',用户得到的电功率P用，则P'、P用的关系式正确 变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输 的是 电线的电阻均不变随着发电厂输出功率的塔大，下列说法中正 A.P'=U'S/pL 确的有 () B.P'=P'pL/U'S C.P用=P-U'S/pL D.P用=P(1-PpL/US) 8.如图所示，T为理想变压器，A1、A为理想交流电流表， 升压 降压 变压器 V1、V2为理想交流电压表，R1R、Rg为电阻，原线圈两端接电 变压器 A.升压变压器的输出电压增大 压一定的正弦交流电，当开关$闭合时，各交流电表的示数变化 B.降压变压器的输出电压增大 情况正确的是 C.输电线上损耗的功率塔大 D.输电线上损耗的功率占总功率的比例增大 4.(2022·天津)为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的 关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈 连接相同的灯泡L1、L2,电路中分别接了理想交流电压表V1、 V:和理想交流电源表A1,A,导线电阻不计，如图所示.当开关 A.电压表V1读数变小 S闭合后 ( B.电压表V:读数变大 C.电流表A读数变大 D.电流表A读数不变 9.如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数之比为10：1， R1=202,R2=102,C为电容器，原线圈所加电压u= 220√2sinl00πt(V).下列说法正确的是 A.A示数变大，A,与A2示数的比值不变 B.A1示数变大，A1与A,示数的比值变大 C.V。示数变小，V与V,示数的比值变大 D.V2示数不变，V,与V:示数的比值不变 A.通过电阻R?的电流始终为零 5.(2022·福建)中国已投产运行的1000kV特高压输电是 B.副线圈两端交变电压的频率为50Hz 目前世界上电压最高的输电工程.假设甲、乙两地原来用500kV ·165· C.电阻R2的电功率为48.8W 13.(2023·江苏)如图甲为一理想变压器，ab为原线圈，ce D.原、副线圈铁芯中磁通量变化率之比为10：1 为副线圈，d为副线圈引出的一个接头.原线圈输入正弦式交变 10.如图所示为一理想变压器，S为单刀双掷开关，P为滑 电压的u-t图象如图乙所示.若只在c间接一只R=4002 动变阻器的滑动触头，U1为加在原线圈两端的电压，I1为原线 的电阻，或只在de间接一只R=2252的电阻，两种情况下电 圈中的电流强度，则 (） 阻消耗的功率均为80W, A保持U1及P的位置不变，S由a合到b时，Ii将增大 400- B.保持P的位置及U不变，S由b合到a时，R消耗的功 率减小 01 C.保持U1不变，S合在a处，使P上滑，I1将增大 D.保持P的位置不变，S合在a处，若U1增大，I1将增大 40 11如图甲所示，在变压器的输入端申接上一只整流二极管 D,在变压器输入端加上如图乙所示的交变电压u=U sinot,设 (1)请写出原线圈输入电压瞬时值u的表达式； t=0时刻为a“+”,b“一”，则副线圈输出的电压的波形（设c端 (2)求只在ce间接4002的电阻时，原线圈中的电流I1: 电势高于d端电势时的电压为正)是下图中的 ( (3)求ce和de间线国的匝数比 甲 A今装套丹 D 12.照明电路中，为了安全一般在电能表后面的电路上安装 一漏电保护器.如图所示，当漏电保护器的ef两端没有电压时， 脱扣开关S能始终保持接通，当ef两端有电压时，脱扣开关S 立即断开，下列说法错误的是 (） 相线 零线 卤L☒ 1---- 具零线 脱扣开关 脱扣开 器 A,当用户家的某一用电器发生短路时，电路中电流过大， 脱扣开关会自动断开，即有过流保护作用 B.当相线和零线间电压太高时，脱扣开关会自动断开，即有 过压保护作用 C.站在地面上的人触及b线时（单线触电），脱扣开关会自 动断开，即有触电保护作用 D.当站在绝缘物上的带电工作的两手分别触到b线和d线 时（双线触电），脱扣开关会自动断开，即有触电保护作用 ·166·受到最大静摩擦力 F:=uFN ③ ab中的感应电动势 E=Blv ④ MN中的电流 E I-R+R: ⑤ MN受到的安培力 F安=IlB ⑥ 框架开始运动时 F安=Fg ① 由上述各式代入数据解得 0=6m/s ⑧ (2)闭合回路中产生的总热量 Q:-RR:Q ⑨ R2 由能量守恒定律，得 Fz=2mivi+Qs ⑩ 代入数据解得 x=1.1m ① 16.【解析】(1)由图象得出三，点坐标：O(0,0), b(15,0.1),c(45,0.4). 由直线的两点式得I与w关系式： 150 ,-45rad/s≤w≤15rad/s 100-0.05,15rad/s<w≤45rad/s (2)圆盘切割磁感线产生的电动势为E= Br+0=号Bor=0.02m 2 2 当w=15rad/s时，产生的电动势为E=0.02× 15V=0.3V. 当w=45rad/s时，产生的电动势为E=0.02× 45V=0.9V. 忽略圆盘电阻即电源忽略内阻，故U=E,可得： U6=0.3V,U.=0.9V (3)由并联电路知识有： I=Ip+IR ① E UP IR-R-R ② ·8 Up 由①②得Ip=I -=1-0.020=1- Ip=I-R 3 150 ,0,-45rad/s≤w≤15rad/s Ip= 1U-0.05.15 rad/45 rad/s ( 专题10交变电流 十年高考母题原型训练 A组 题源1交变电流的产生及描述 1.BD【解析】【解析】若没有二极管，根据 理想变压器的电压与匝数成正比，即有：Ub：Ud= n1:2;而因二极管的单向导电性，导致副线圈的电 压有效值低于原来值，A错误；当增大负载电阻的阻 值R,因电压不变，结合闭合电路欧姆定律，则电流表 的读数变小，B正确；即使负载电阻的阻值越小，cd 间的电压Ud仍不会变化，C错误；根据原副线圈的功 率相等，当将二极管短路，副线圈的消耗功率是原来 的2倍，则电流表的读数加倍，故D正确. 2.D【解析】由w=100x=2xf解得：f=50Hz, 选项A错.AB端电压有效值U1=12V,根据变压公 式，副线图电压U2=6V,(⑦的读数为6V.由欧姆定 律可得I=U/R.=1A,A的读数为1A,选项BC 错误.由理想变压器功率关系，变压器输入功率为 P=IU2=6W,选项D正确. 3.A【解析】由图象可知，通过负载的电流有 效值为0.025√2A,变压器输入功率约为P=UI= 110×0.025√2W=3.9W,选项A正确.变压器输出 电压的最大值是110√2V,选项B错误.由变压公式， 变压器原、副线圈的匝数比是2：1，选项C错误，负载 电流的函数表达式i=0.05sin(100πt)A,选项D 错误， 4.C【解析】电表显示为有效值，故AB错，P 向下滑动时，U不变，R恶变小，故I1变大，C正确，D 错误 5.C【解析】题中图甲、图乙均表示交流电， 故A错：图甲是正弦交流电，周期为2×10-8，所以 票-100元rad/s,所以电压的醉时值表达式为“ wT =311sinl00πtV,故C选项对；题中图甲和图乙的有 效值并不相同，B错：变压器只能改变交流电的电压， 不能改变交流电的频率，故D错. 6.BD【解析】由题图知Um=100V,T=4X 10s,则w=50xmd/sf=子=25H,故A错 误B正确；因电压的有效值U-=50反V,故C √2 U(50√2) 错误；因P= -W=50W,故D正确. 100 题源2变压器及远距离输电 1,BD【解析】由图乙知交变电流的周期为T 2π =0.02s,则u:=U.sinTt=190√2sin100πt)V,选 项A错误，选项B正确，由 品-得1=元：U: U U:n2 增大时，n1需减小，则选项C错误，选项D正确. 2.B【解析】根据变压器原理，原线图中电流 与副线圈电流的比值等于副线圈匝数与原线圈匝数 的比值，电流互感器原线圈匝数少，接高压电路，副线 图匝数多，接电流表，所以ab接MN、cd接PQ,Ib> Id,选项B正确. 3.AD【解析】若电压表读数为6V,则输入 电压为U,=兰×6V=24V是有效值，因此其最大 值为24√2V,A正确；若输入电压不变，副线圈匝数 增加到原来的2倍，则输出电压也增加到原来的2 倍，电流表示数应增加到原来的2倍，B错；若输入电 压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输出 电流减小到原来的一半，输入功率等于输出功率即P =U也减小到原来的一半，C错；若保持负载电阻的 阻值不变，输入电压增加到原来的2倍，输出电压增 U 大到原来的2倍，则由P= 尺可知输出功率增加到 原来的4倍，D正确. ·8 4.D【解析】由图乙知交变电流的周期为T= 0.02s,则输出电压u=U.sim头1=20反s血100)V,选 项A错误；由题意知两小灯泡的额定电压为变压器 输出电 压=，U,=4V,断开S。后两只小灯泡 U n 串联，输出功率减小，则输入功率随之减小，选项BC 酷误；若S接2后，R消耗的功率为P=。=0.8W R 选项D正确。 5.ABD【解析】因原线圈是双线绕法，所以 家庭电路正常工作时L1,L2磁通量为0，AB正确；家 庭电路短路时，L1,L2磁通量仍为0，C错误；地面上 的人接触火线发生触电时，两根电线电流不等且变 化，开关K被磁铁吸起，D正确. 6.BC【解析】由图可知周期是0.02s,A错 误；由图可知电压最大值311V,B正确；根据有效值 U=3V=220V,可得C正确；根据交变电压的表 √2 达式：u=Emsinot(V)可知，D错误. 7.D【解析】该导线框匀速转动，在进入和离 开磁场的尽T时间内产生的电动势大小为E B肌兰，在一个月期内设琴线拒的电流有效植1，由 交流电的有效值定义可得IRT RX2X日 T→I= 红”D选项正确。 8.A【解析】灯泡正常发光，则副线圈的电压 有效值为220V,变压器的输入功率为22W,那么原 线圈的电压有数值U,=4U,=110V,原线圈的电 n2 流有效位1，一号-器A=0,2A电压表布电流表 的示数都为有效值，A正确，BCD错误. B组 题源1交变电流的产生及描述 102PU2 1.C【解析】P=R,?=RU=U. 2.AC【解析】电流表的示数12=0A与 2A,A对；原线圈的电压的最大值为220√2V,则有 效值为U-20EV=20V,电压表的示载为副线 √2 圈电压的有效值，即U2=110V,所以原、副线圈的匝 数比n1：n2=U1:U2=2:1,B错，C对；由图象可 以看出，原线圈中交变电压的周期为0.02s,所以频 率为50Hz,D错. 3.D【解析】a输入正弦交变电流，则b中也 感应出交变电流，A错.中有电流时，b中磁通量一 定不为零，B错，、b线圈产生的磁场互相影响，故C 错.a中磁场变化，b中必产生电流，故D正确. 4.A【解析】由法拉第电磁感应定律知，线圈 绕P!、P。轴转动到此位置时的电动势均为E= BSu,电流均为1？，R故A正确，B错误：由 右手定则知，此时感应电流的方向为a→d→c→b→ a,故C错误；由F=BIL,可知两种情况下dc边所受 安培力相等，所以D错误. 5.C【解析】由题图知T=4×10-2s,Um= 5V,故交流电的频率∫=下=25Hz,电压有效值U U 2V通过电阻的电流有龙值为国R 3A,电阻消耗的功率p一g=2.5W,故AB、D卫 2 项错误，C项正确. 6.AC【解析】本题考查表征交变电流的物理 量和图象分析，由图可得电压的峰值（最大值），周期. 根据周期跟频率的倒数关系可得频率，周期为0.02s, 故选项B错误A正确.对于正弦交变电流，根据电压 的最大值是有效值的√2倍，可得电压有效值为220 V,故D选项错误. 7.AC【解析】电流的有效值1=巨. 2·R 2 2X36A三12A,A正确；电阻R消耗的功率 =I2R=43.2W,B错；电流瞬时值的表达式i= Im sinot=l.2V2sinl00xt,C正确，D错误. ·8 8.C【解析】当霓虹灯两端的电压大于或等 于60√2V时发光，如图所示，由60√2V=120√2 1 sinl00xto V,to= 6008,一周期内霓虹灯的发光时间 为△t=T-4t。 758,一小时内霓虹灯发光时间为t FT△t=24008. U/V 120W2 60W2 10.010.02 t/s 9.BCD【解析】t=0时刻，u=0,穿过线图的 磁通量最大，A错；由图知T。=0.4s,T6=0.6s,根 据n= 1 ,得n。=T。:T。=3:2,故B正确；由 2π 图知Um=10V,wa= 了。 =5元，所以交流电a的瞬时 值为u=m sinot=l0sin5xtV,C正确；Ua=nBSw. =10V.U=mBSa,=2V,故D正确. 3 10.ABC【解析】线框在转动过程中，产生的 感应电动势的有效值为E=EB1 ”,电流的有效值 2 为1= Bl@,T- 2R π，线框转动一周，产生的热量Q U =PRT= 恒B）R经B,外力的功 2R R W=Q,选项A正确；感应电动势的最大值Em= B1仙，选项B正确；线框转动90°的过程中，流过导体 装一黄西的电行量g=0-管选项C正碗：电店 表的示数等于端电压的有效值：U=1·尽 4 巨B1u.R_5B0,选项D错误. 2R 4 8 11.【解析】(1)线圈转动时，总有一条边切割磁 感线，且ac边和bd边转动的线速度大小相等，当线 框平行于磁场时，产生的感应电动势最大，为Em= 1 1 nBLu=nBL·w·2L=2nBLw nBL'w 由闭合电路欧姆定律可知1=2R+,当以 题中图示位置为计时起点时，流过R的电流表达式 nBL'w 为i=Imsinot= sinot. 2(R+r) (2)在线框由题中图示位置匀速转动90°的过程 中，用有效值来计算电阻R产生的热量 Q=1PR子，其中1==nBLw● ,T= 2 22√2(R+r) 即Q=IR T=nπBL'wR 4 16(R+r)2 (3)在转过90°的过程中感应电动势的平均值为 1 E=n △Φ BL: nBL'w △t r 2w 流过R的平均电流】= E nBL'o R+r x(R+r)' 所以流过R的电荷量g=了.工=nBLw元 4 x(R+r)2w nBL? =2(R+T)' (4)由部分电路欧姆定律可知电阻R上的最大 电压Un=1nR=BLR 2(R+r) 12.【解析】(1)bcad边的运动速度：v=w2 感应电动势：Em=4NBl0 解得Em=2NB1w (2)电流：Im= En r+R 安培力：F=2 NBI4 解得F=4V2B1a r+R (3)一个周期内，通电时问1=号T R上消耗的电能W=IRt且W=IRT,解得 I=ANBI'0 3(r+R) 题源2变压器及远距离输电 1.B【解析】当用500kV电压送电时，输电 ·8 P3×10×103 线上输送的电流为I=元=500X10 A=6000 A,A项错误，输电线上损失的电压为△U=Ir=6000 ×2.5V=15kV,B正确；若改用5kV电压输电，虽 用公式计算△P=r= 3×105×10319 5000 ×2.5W=9X10"kW,但在实际中，损失的功率不可 能大于总功率，故C项是错误的；D项中注意公式中 的U应为输电线上的损失的电压，D项错误，本题正 确选项B. 2.D【解析】根据理想变压器的变化比有k 疗k二岩，线路的输送功率不变有P=U11自 U,1:由焦耳定徐有P,=1R=(优)R=(份)R. P-号-器子D .CD【解折】品-，知升压支压器的输 出电压U2不变，选项A错，输出功率增大时，输电线 路上的电流增大，则输电线上的损失电压△U增大， hU:_n 则降压器的输入电压U,=U:一△W减小，由一 知降压变压器的输出电压减小，选项B错；输电线的 损失功率P福=Ir增大，选项C对：输电线的损耗功 率占透明来时记制为)是--票增大，这 项D对，故正确选项为CD. 4.AD【解析】当S闭合后，副线圈所接电阻 阻值变小，由于线圈匝数不变，原线圈所接电压有效 U 值不变，则V2示数不变，由I:= R可知，A:示数变 大；又U1I1=U2I2,可知I1变大：对于理想变压器有 U_,上=心，可知两电压表读数比不变，电流表 可2n'n1 读数比不变，A、D正确， 5.A【解析】由P=IU知，若输送功率不变， 当输送电压增大一倍时，输电电流减为原来的？，输 电线电阻不变，由P精=I?知损失的电功率变为原 来的子，故正确选项为入 6.B【解析】本题考查了理想变压器的有关 知识.变压器是利用互感原理制成的，所以若M、N 接恒定电流，则IR、I,、Ie都等于零，C、D选项错误； 若M、V接正弦式交流电，则副线圈也产生交流电， 所以IR≠0、IL≠0、Ic≠0，A选项错误，B选项正确， 7,.BD【解析】学线电阻R=P5输电电流1 =P/U,故P'=IR=P2pL/US,选项B正确；又 Pm=P-P'=P(1-PL/US),D项亦正确. 8.C【解析】本题考查理想变压器的变压比 和变流比的关系以及动态电路问题.不论开关S闭合 与否，根据理想变压器的变压比关系可知，U1不变， A错误；当开关S闭合时，副线圈电路的总电阻减小， 根据欧好定胖知1：-尽，电流表八的砖数交大，D 错误；又根据变压器变流比关系知，电流表A!的读 数变大，C正确；电压表V2的读数U2=U1一I,R1, U1、R1不变，I2变大，所以电压表V2的读数U2减 小，B错误. 9.BC【解析】因为是交流电，所以电容C可 以充放电，有电流通过R:,A错误；原、副线圈交变电 压短年成是文流电斑率了一7一元票-50 B正确；根据变压器变压比公式U1:U,=n1:n2,U =220V,U2=22V,所以电阻R2的电功率为P:= 「发-2W=48,4W,C正确：原、副线图的磁通量安 化率之比为1：1，D错误. 10.ABD【解析】S由a合到b时，n1减小，由 =可知，增大，输出功率P二随之增大 U n 而输入功率P1=P:,所以输入功率P1也增大，又 P1=U1I1,故而I1增大，选项A正确. S由b合到a时，与上述情况相反，P2将减小， 所以选项B正确， 变阻器滑片P向上滑时，R增大，而U2不变，输出 功率P2=。随之减小，而输入功率P三P,所以输入 功率P1也减小，又P1=U1I1,故I1减小，选项C错误. 保持变阻器电阻R不变时，U,增大，由U一 0= ·8 可知，U增大，输出功率P,=。随之增大，而输入窃 率P1=P2,所以输入功率P1也增大，又P1=U1I1, 故而I1增大，选项D正确. 11.B【解析】根据二极管单向导电性，故一 个周期内，只有半个周期通过，再考虑变化率的关系 即可得到图象B正确. 12.ABD【解析】正常工作时，两原线圈中电 流等大反向，形成的磁场互相抵消，铁芯中无磁通量； 若电流不等，就会产生变化的磁通量，副线图中就会 产生电压，控制电路开始工作.当用户家发生短路时 或相、零线间的电压太高时，两个原线圈中的电流仍 等大反向，故没有过流、过压保护作用，所以A、B不 正确.当站在地面上的人触及b线时，有部分电流经 人体流向大地，造成两原线圈中电流不等，从而使副 线圈中产生电流，控制电路将使脱扣开关断开，故C 正确.当站在绝缘物上的人两手分别触到b线和d线 时，相当于b、d间并联了一个电阻，两原线圈中的电 流仍然等大，脱扣开关不会自动断开，所以D不正确 13.【解析】(1)由图乙知T=0.01s,w=200 πrad/s 电压瞬时值ub=400sin200xt(V) (2)电压有效值U1= =2002V √2 因为是理想变压器，所以P1=P2 P 原线图中的电流1= 解得I1≈0.28 号 (3)设ab间匝数为n1 U1U. nI nce 同理凸-U :._Ui 由题意知R 解得√R e nde 代入数据得”=」 nde 3