資源簡介

章末測評(píng)驗(yàn)收卷(三)　交變電流　(滿分：100分)
一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。)
1.一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈平面位于如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場中，通過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是(　　)
t1、t3時(shí)刻線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢最大
t1、t3時(shí)刻線圈位于中性面
t2、t4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變
線圈每轉(zhuǎn)一周，電流的方向就改變一次
2.如果用220 V和11 kV兩種電壓來輸電，設(shè)輸送的電功率、輸電線上功率損失、導(dǎo)線的長度和電阻率都相同，則兩次輸電導(dǎo)線的橫截面積之比為(　　)
2 500∶1 1∶2 500
1∶250 250∶1
3.阻值R＝10 Ω的電阻與交流電源連接，通過電阻R的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖所示。則(　　)
通過R的電流有效值是0.6 A
R兩端的電壓有效值是6 V
此交變電流的周期是2 s
此交流電源的頻率是100 Hz
4.(2022·北京卷，4)某理想變壓器的原線圈接在220 V的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為22 000 V，輸出電流為300 mA。該變壓器(　　)
原、副線圈的匝數(shù)之比為100∶1
輸入電流為30 A
輸入電流的最大值為15 A
原、副線圈交流電的頻率之比為1∶100
5.(2024·湖南郴州高二期末)如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u＝55·sin(100πt)V的交流電源上，副線圈接有阻值為55 Ω的負(fù)載電阻R，原、副線圈匝數(shù)之比為1∶2，電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是(　　)
副線圈輸出交流電的頻率為100 Hz
電壓表的示數(shù)為110 V
原線圈的輸入功率為440 W
若在副線圈上電阻R的兩端再并聯(lián)一個(gè)阻值為55 Ω的定值電阻，則電流表的示數(shù)為8 A
6.某圣誕樹裝飾的彩燈中共有440個(gè)小彩燈，這些小彩燈每40個(gè)為一串，一共11串。11串小彩燈相互并聯(lián)，由一臺(tái)變壓器供電(如圖所示，視為理想變壓器)，若變壓器原線圈接交流電源為e＝220·sin(100πt) V時(shí)，這些小彩燈恰好正常工作，已知每個(gè)小彩燈的額定電壓均為2 V，工作電流均為0.1 A，則通過原線圈的電流是(　　)
0.4 A 1.1 A
3.025 A 16 A
7.(2024·山東德州高二期中)一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖甲所示。發(fā)電機(jī)的線圈為100匝，其電阻為5 Ω，外接一只電阻為95 Ω的燈泡(阻值恒定)，如圖乙所示，下列說法正確的是(　　)
在t＝0的時(shí)刻，電壓表的示數(shù)為零
在t＝0.01 s的時(shí)刻，通過線圈的磁通量最大
在t＝0.005 s的時(shí)刻，通過線圈的磁通量的變化率為220 Wb/s
在0～0.01 s的過程中，燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為220 J
二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但選不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。)
8.先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電，第一次燈泡兩端的電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖甲所示；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說法正確的是(　　)
第一次，燈泡兩端的電壓有效值是U0
第二次，燈泡兩端的電壓有效值是
第一、二次，燈泡的電功率之比是2∶9
第一、二次，燈泡的電功率之比是1∶5
9.(2024·山西運(yùn)城高二期中)如圖所示，某小型水電站通過升壓變壓器T1、高壓輸電線路和降壓變壓器T2將產(chǎn)生的電能輸送給10 km外的用戶，已知水電站輸出電壓為100 V，高壓輸電線路的阻值為5 Ω，輸電總功率為40 kW，用戶端電壓為220 V。兩變壓器均為理想變壓器，T1的匝數(shù)比為1∶20。下列說法正確的是(　　)
T1的輸出電壓為2 000 V
高壓輸電線上損失的電功率為1 kW
T2的匝數(shù)比n3∶n4＝100∶11
用戶變多時(shí)，高壓輸電線上的電流變大
10.如圖甲所示，一臺(tái)線圈內(nèi)阻r＝2 Ω的小型發(fā)電機(jī)外接一只電阻R＝10 Ω的燈泡，發(fā)電機(jī)內(nèi)勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝ T，線圈的面積S＝0.01 m2，發(fā)電機(jī)正常工作時(shí)通過燈泡的電流i隨時(shí)間t按正弦規(guī)律變化，如圖乙所示，下列說法正確的是(　　)
t＝0.1 s時(shí)，穿過線圈的磁通量為零
t＝0.05 s時(shí)，理想交流電壓表的示數(shù)為30 V
發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)為240匝
發(fā)電機(jī)線圈每秒產(chǎn)生的焦耳熱為18 J
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)(2024·安徽合肥高二期中)(1)為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的器材是________(2分)。
A.有閉合鐵芯的原副線圈
B.無鐵芯的原副線圈
C.交流電源
D.直流電源
E.多用電表(交流電壓擋)
(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________(2分)。
A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)
B.因?yàn)槭褂玫碾妷狠^低，通電時(shí)可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)可以保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，探究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響
D.變壓器開始正常工作后，通過鐵芯導(dǎo)電將電能從原線圈傳遞到副線圈
(3)某次實(shí)驗(yàn)中，用匝數(shù)na＝400匝和nb＝800匝的線圈實(shí)驗(yàn)，測量的數(shù)據(jù)如下表所示，下列說法中正確的是________(2分)。
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
A.原線圈的匝數(shù)為na，用較粗導(dǎo)線繞制
B.副線圈的匝數(shù)為na，用較細(xì)導(dǎo)線繞制
C.原線圈的匝數(shù)為nb，用較細(xì)導(dǎo)線繞制
D.副線圈的匝數(shù)為nb，用較粗導(dǎo)線繞制
12.(8分)(2024·遼寧錦州高二期末)在探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”中，可拆變壓器如圖所示。
(1)本實(shí)驗(yàn)要通過改變?cè)⒏本€圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是________(2分)。
A.控制變量法　　 B.等效替代法　　 C.整體隔離法
(2)實(shí)驗(yàn)中，電源接變壓器原線圈“0”、“8”接線柱，副線圈接“0”、“4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為6.0 V，若變壓器是理想變壓器，則原線圈的電壓應(yīng)為________(3分)。
A.18.0 V B.12.0 V
C.5.0 V D.3.0 V
(3)組裝變壓器時(shí)，該同學(xué)沒有將鐵芯閉合，如圖所示，原線圈接12.0 V的學(xué)生電源，原、副線圈的匝數(shù)比為8∶1，副線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)可能是________(3分)。
A.0 B.9.6 V
C.1.5 V D.0.65 V
13.(10分)如圖所示，圓形線圈共100匝，半徑為r＝0.1 m，在勻強(qiáng)磁場中繞過直徑的軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，磁感應(yīng)強(qiáng)度B＝0.1 T，角速度為ω＝ rad/s，電阻為R＝10 Ω，求：
(1)(3分)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流大小；
(2)(3分)寫出線圈中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式(磁場方向如圖所示，圖示位置為t＝0時(shí)刻)；
(3)(4分)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的熱功率。
14.(14分)如圖所示，理想變壓器原線圈匝數(shù)n1＝800匝，副線圈匝數(shù)n2＝200匝，燈泡A標(biāo)有“5 V　2 W”，電動(dòng)機(jī)D的線圈電阻為1 Ω。將交變電壓u＝100sin(100πt)V加到理想變壓器原線圈兩端，燈泡恰能正常發(fā)光，求：
(1)(4分)副線圈兩端電壓；
(2)(4分)副線圈中的電流；
(3)(6分)電動(dòng)機(jī)D消耗的電功率。
15.(16分)(2024·江西上饒高二期中)電力公司要檢修電路，需停電一天，為了保障正常的教學(xué)，學(xué)校用一臺(tái)不計(jì)內(nèi)阻的發(fā)電機(jī)來提供照明用電，如圖所示。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為4 Ω。全校共有22個(gè)班，每班有“220 V，40 W”燈6盞，若只保證全部電燈正常發(fā)光，則
(1)(4分)降壓變壓器副線圈的電流I4多大？
(2)(4分)輸電線損失的功率多大？
(3)(4分)升壓變壓器的輸入電壓U1多大？
(4)(4分)輸電效率為多少？
章末測評(píng)驗(yàn)收卷(三)　交變電流
1.B　[t1、t3時(shí)刻通過線圈的磁通量最大，而磁通量的變化率等于零，則電動(dòng)勢為零，故A錯(cuò)誤；t1、t3時(shí)刻通過線圈的磁通量最大，則線圈位于中性面位置，故B正確；t2、t4時(shí)刻磁通量為零，線圈轉(zhuǎn)到與中性面垂直位置處，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大，電流方向不變，故C錯(cuò)誤；線圈每轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次，故D錯(cuò)誤。]
2.A　[根據(jù)P＝UI得，I＝，則P損＝I2R＝R，因?yàn)檩斔偷碾姽β省⑤旊娋€上的功率損失相同，輸送電壓之比為1∶50，導(dǎo)線的長度和電阻率相同，根據(jù)R＝ρ得，導(dǎo)線的橫截面積之比為2 500∶1，故A正確。]
3.B　[從題圖可以看出，交變電流中電流最大值為Im＝0.6 A，通過R電流的有效值是I＝＝0.6 A，所以R兩端電壓的有效值為U＝IR＝6 V，故A錯(cuò)誤，B正確；此交變電流的周期是T＝2×10－2 s，交變電流的頻率是f＝＝50 Hz，故C、D錯(cuò)誤。]
4.B　[由理想變壓器的基本規(guī)律＝得n1∶n2＝1∶100，A錯(cuò)誤；由U1I1＝U2I2得I1＝I2＝30 A，B正確；輸入電流的最大值I1m＝I1＝30 A，C錯(cuò)誤；變壓器不改變交流電的頻率，D錯(cuò)誤。]
5.D　[根據(jù)題意，ω＝100π rad/s，所以副線圈輸出交流電的頻率為f＝＝ Hz＝50 Hz，故A錯(cuò)誤；原線圈輸入電壓為U1＝ V＝55 V，根據(jù)原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系＝，解得U2＝110 V，故B錯(cuò)誤；原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，所以P＝＝ W＝220 W，故C錯(cuò)誤；若在副線圈上電阻R的兩端再并聯(lián)一個(gè)阻值為55 Ω的定值電阻，則副線圈回路中的總電阻為R′＝＝ Ω，所以I2＝＝4 A，根據(jù)原、副線圈電流與匝數(shù)的關(guān)系＝，所以電流表的示數(shù)為I1＝8 A，故D正確。]
6.A　[由于每40個(gè)小彩燈為一串，每個(gè)小彩燈額定電壓為2 V，故副線圈兩端電壓的有效值U2＝80 V，由題意可知原線圈兩端電壓的最大值Um＝220 V，則有效值U1＝＝220 V，由理想變壓器的變壓比＝，可得原、副線圈的匝數(shù)比為＝，由題意可知每個(gè)小彩燈的工作電流0.1 A，由串、并聯(lián)電路中電流規(guī)律可知副線圈中的電流為I2＝1.1 A，由理想變壓器的變流比＝，可得通過原線圈的電流為I1＝0.4 A，A正確。]
7.B　[電動(dòng)勢的有效值為E＝220 V，電壓表測量的是路端電壓的有效值U＝＝209 V，A錯(cuò)誤；在t＝0.01 s的時(shí)刻，回路電動(dòng)勢為零，此時(shí)線圈恰好轉(zhuǎn)動(dòng)到中性面，通過線圈的磁通量最大，B正確；t＝0.005 s時(shí)，通過線圈的磁通量的變化率＝＝2.2 Wb/s，C錯(cuò)誤；回路電流強(qiáng)度的有效值為I＝＝2.2 A，根據(jù)焦耳定律，在0～0.01 s的過程中，燈泡產(chǎn)生的焦耳熱為Q＝I2Rt＝4.6 J，D錯(cuò)誤。]
8.AD　[題圖甲中燈泡兩端的電壓有效值U＝U0，選項(xiàng)A正確；由題圖乙知T＝·＋·，解得U′＝U0，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；由P＝知兩次功率之比＝＝＝，選項(xiàng)C錯(cuò)誤，D正確。]
9.AD　[根據(jù)變壓器電壓與匝數(shù)比關(guān)系＝，解得T1的輸出電壓為U2＝2 000 V，A正確；高壓輸電線上的電流為I2＝＝＝20 A，高壓輸電線上損失的電功率為P損＝Ir＝2 000 W，B錯(cuò)誤；高壓輸電線上損失的電壓為ΔU＝I2r＝100 V，T2的輸入電壓為U3＝U2－ΔU＝1 900 V，T2的匝數(shù)比＝＝，C錯(cuò)誤；用戶變多時(shí)，T2的輸出電流變大，根據(jù)電流與匝數(shù)比關(guān)系，可知高壓輸電線的電流變大，D正確。]
10.BD　[t＝0.1 s時(shí)，電路中電流為零，即線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢為零，線圈位于中性面位置，穿過線圈的磁通量最大，A錯(cuò)誤；由圖乙可知Im＝3 A，燈泡兩端的電壓U＝R＝30 V，即理想電壓表示數(shù)為30 V，故B正確；根據(jù)閉合電路歐姆定律知，線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動(dòng)勢Em＝Im(R＋r)＝36 V，且Em＝NBSω，ω＝＝10π rad/s，代入數(shù)據(jù)可得N＝360匝，故C錯(cuò)誤；由焦耳定律知，線圈每秒產(chǎn)生的焦耳熱Q＝rt＝18 J，故D正確。]
11.(1)ACE　(2)C　(3)C
解析　(1)為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的器材是：有閉合鐵芯的原副線圈、交流電源和多用電表(交流電壓擋)，故選A、C、E。
(2)為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯(cuò)誤；雖然使用的電壓較低，通電時(shí)也不可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接，而且這樣操作時(shí)，將人體并聯(lián)到電路中，將導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)可以保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，探究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響，故C正確；變壓器開始正常工作后，通過電磁感應(yīng)將電能從原線圈傳遞到副線圈，故D錯(cuò)誤。
(3)由表格數(shù)據(jù)可知>＝2，考慮到實(shí)驗(yàn)中所用變壓器并非理想變壓器，即存在功率損失，使得原、副線圈電壓之比大于匝數(shù)比，所以原線圈的匝數(shù)為nb，副線圈的匝數(shù)為na；原線圈電壓較大，電流較小，所以原線圈用較細(xì)導(dǎo)線繞制，而副線圈電壓較小，電流較大，所以副線圈用較粗導(dǎo)線繞制，故C正確。
12.(1)A　(2)B　(3)D
解析　(1)實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是控制變量法。例如，可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響，故A正確。
(2)變壓器為理想變壓器，則原線圈電壓為U1＝＝×6.0 V＝12.0 V，故選B。
(3)假設(shè)變壓器為理想變壓器，則副線圈電壓為U2＝＝×12 V＝1.5 V，考慮到變壓器不是理想變壓器，則副線圈兩端電壓小于1.5 V，則電壓表讀數(shù)小于1.5 V，故選D。
13.(1)3 A　(2)i＝3sinA　(3)45 W
解析　(1)當(dāng)線圈由題圖所示位置轉(zhuǎn)過90°時(shí)，線圈中感應(yīng)電流最大，感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值為
Em＝NBSω＝100×0.1×π×0.12× V＝30 V
Im＝＝3 A。
(2)由題意知i＝Imsin ωt，即i＝3sinA。
(3)感應(yīng)電流的有效值I＝＝ A
線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的熱功率
P＝I2R＝×10 W＝45 W。
14.(1)25 V　(2)0.4 A　(3)8 W
解析　(1)交變電壓u＝100sin(100πt)V
最大值為Um＝100 V
故有效值為U1＝＝ V＝100 V
根據(jù)理想變壓器的變壓比公式＝
有U2＝＝ V＝25 V。
(2)由于燈泡正常發(fā)光，故電流為
IL＝＝ A＝0.4 A
所以副線圈中的電流I2＝IL＝0.4 A。
(3)電動(dòng)機(jī)兩端電壓為
UD＝U2－UL＝25 V－5 V＝20 V
電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為
PD＝UDI2＝20×0.4 W＝8 W。
15.(1)24 A　(2)144 W　(3)226 V　(4)97.3%
解析　(1)降壓變壓器的輸出功率為
P＝22×40×6 W＝5 280 W
降壓變壓器副線圈的電流
I4＝＝ A＝24 A。
(2)降壓變壓器原線圈的電流
I3＝I4＝×24 A＝6 A
輸電線損失的功率ΔP＝IR＝144 W。
(3)降壓變壓器原線圈電壓為
U3＝U4＝4×220 V＝880 V
輸電線上損失的電壓為ΔU＝I3R＝24 V
升壓變壓器的輸出電壓為
U2＝U3＋ΔU＝(880＋24) V＝904 V
升壓變壓器的輸入電壓為
U1＝U2＝×904 V＝226 V。
(4)用戶獲得的實(shí)際功率P用＝P＝5 280 W
所以發(fā)電機(jī)的輸出功率
P總＝P＋ΔP＝(5 280＋144) W＝5 424 W
則輸電效率η＝＝×100%＝97.3%。(共36張PPT)
章末測評(píng)驗(yàn)收卷(三)
第三章　交變電流
(時(shí)間：75分鐘　滿分：100分)
B
一、單項(xiàng)選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個(gè)選項(xiàng)中，只有一項(xiàng)符合題目要求。)
1.一閉合矩形線圈abcd繞垂直于磁感線的固定軸OO′勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈平面位于如圖甲所示的勻強(qiáng)磁場中，通過線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t的變化規(guī)律如圖乙所示，下列說法正確的是(　　)
A.t1、t3時(shí)刻線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢最大
B.t1、t3時(shí)刻線圈位于中性面
C.t2、t4時(shí)刻線圈中感應(yīng)電流方向改變
D.線圈每轉(zhuǎn)一周，電流的方向就改變一次
解析　t1、t3時(shí)刻通過線圈的磁通量最大，而磁通量的變化率等于零，則電動(dòng)勢為零，故A錯(cuò)誤；t1、t3時(shí)刻通過線圈的磁通量最大，則線圈位于中性面位置，故B正確；t2、t4時(shí)刻磁通量為零，線圈轉(zhuǎn)到與中性面垂直位置處，此時(shí)感應(yīng)電動(dòng)勢最大，電流方向不變，故C錯(cuò)誤；線圈每轉(zhuǎn)一周，兩次經(jīng)過中性面，電流方向改變兩次，故D錯(cuò)誤。
A
2.如果用220 V和11 kV兩種電壓來輸電，設(shè)輸送的電功率、輸電線上功率損失、導(dǎo)線的長度和電阻率都相同，則兩次輸電導(dǎo)線的橫截面積之比為(　　)
A.2 500∶1 B.1∶2 500 C.1∶250 D.250∶1
B
3.阻值R＝10 Ω的電阻與交流電源連接，通過電阻R的正弦式交變電流i隨時(shí)間t變化的情況如圖所示。則(　　)
B
4.(2022·北京卷，4)某理想變壓器的原線圈接在220 V的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為22 000 V，輸出電流為300 mA。該變壓器(　　)
D
A
A.0.4 A B.1.1 A
C.3.025 A D.16 A
B
7.(2024·山東德州高二期中)一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢隨時(shí)間變化的正弦規(guī)律圖像如圖甲所示。發(fā)電機(jī)的線圈為100匝，其電阻為5 Ω，外接一只電阻為95 Ω的燈泡(阻值恒定)，如圖乙所示，下列說法正確的是(　　)
AD
二、多項(xiàng)選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。每小題有多個(gè)選項(xiàng)符合題目要求，全部選對(duì)的得6分，選對(duì)但選不全的得3分，有選錯(cuò)的得0分。)
8.先后用不同的交流電源給同一盞燈泡供電，第一次燈泡兩端的電壓隨時(shí)間按正弦規(guī)律變化，如圖甲所示；第二次燈泡兩端的電壓變化規(guī)律如圖乙所示。若甲、乙圖中的U0、T所表示的電壓、周期值是相同的，則以下說法正確的是(　 　)
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9.(2024·山西運(yùn)城高二期中)如圖所示，某小型水電站通過升壓變壓器T1、高壓輸電線路和降壓變壓器T2將產(chǎn)生的電能輸送給10 km外的用戶，已知水電站輸出電壓為100 V，高壓輸電線路的阻值為5 Ω，輸電總功率為40 kW，用戶端電壓為220 V。兩變壓器均為理想變壓器，T1的匝數(shù)比為1∶20。下列說法正確的是(　　)
A.T1的輸出電壓為2 000 V
B.高壓輸電線上損失的電功率為1 kW
C.T2的匝數(shù)比n3∶n4＝100∶11
D.用戶變多時(shí)，高壓輸電線上的電流變大
BD
A.t＝0.1 s時(shí)，穿過線圈的磁通量為零
B.t＝0.05 s時(shí)，理想交流電壓表的示數(shù)為30 V
C.發(fā)電機(jī)線圈的匝數(shù)為240匝
D.發(fā)電機(jī)線圈每秒產(chǎn)生的焦耳熱為18 J
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)(2024·安徽合肥高二期中)(1)為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的器材是________。
A.有閉合鐵芯的原副線圈
B.無鐵芯的原副線圈
C.交流電源
D.直流電源
E.多用電表(交流電壓擋)
(2)關(guān)于本實(shí)驗(yàn)，下列說法正確的是________。
A.為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)小于副線圈匝數(shù)
B.因?yàn)槭褂玫碾妷狠^低，通電時(shí)可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接
C.實(shí)驗(yàn)時(shí)可以保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，探究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響
D.變壓器開始正常工作后，通過鐵芯導(dǎo)電將電能從原線圈傳遞到副線圈
(3)某次實(shí)驗(yàn)中，用匝數(shù)na＝400匝和nb＝800匝的線圈實(shí)驗(yàn)，測量的數(shù)據(jù)如下表所示，下列說法中正確的是________。
Ua/V 1.80 2.80 3.80 4.90
Ub/V 4.00 6.01 8.02 9.98
A.原線圈的匝數(shù)為na，用較粗導(dǎo)線繞制
B.副線圈的匝數(shù)為na，用較細(xì)導(dǎo)線繞制
C.原線圈的匝數(shù)為nb，用較細(xì)導(dǎo)線繞制
D.副線圈的匝數(shù)為nb，用較粗導(dǎo)線繞制
答案　(1)ACE　(2)C　(3)C
解析　(1)為完成“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，必須要選用的器材是：有閉合鐵芯的原副線圈、交流電源和多用電表(交流電壓擋)，故選A、C、E。
(2)為確保實(shí)驗(yàn)安全，實(shí)驗(yàn)中要求原線圈匝數(shù)大于副線圈匝數(shù)，故A錯(cuò)誤；雖然使用的電壓較低，通電時(shí)也不可直接用手接觸裸露的導(dǎo)線進(jìn)行連接，而且這樣操作時(shí)，將人體并聯(lián)到電路中，將導(dǎo)致測量數(shù)據(jù)不準(zhǔn)確，故B錯(cuò)誤；實(shí)驗(yàn)時(shí)可以保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，探究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響，故C正確；變壓器開始正常工作后，通過電磁感應(yīng)將電能從原線圈傳遞到副線圈，故D錯(cuò)誤。
12.(8分)(2024·遼寧錦州高二期末)在探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系”中，可拆變壓器如圖所示。
(1)本實(shí)驗(yàn)要通過改變?cè)⒏本€圈匝數(shù)，探究原、副
線圈的電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的
科學(xué)方法是________。
A.控制變量法　 B.等效替代法　 C.整體隔離法
(2)實(shí)驗(yàn)中，電源接變壓器原線圈“0”、“8”接線柱，副線圈接“0”、“4”接線柱，當(dāng)副線圈所接電表的示數(shù)為6.0 V，若變壓器是理想變壓器，則原線圈的電壓應(yīng)為________。
A.18.0 V B.12.0 V C.5.0 V D.3.0 V
(3)組裝變壓器時(shí)，該同學(xué)沒有將鐵芯閉合，如圖所示，原線圈接12.0 V的學(xué)生電源，原、副線圈的匝數(shù)比為8∶1，副線圈兩端接交流電壓表，則交流電壓表的實(shí)際讀數(shù)可能是________。
A.0 B.9.6 V C.1.5 V D.0.65 V
答案　(1)A　(2)B　(3)D
解析　(1)實(shí)驗(yàn)中需要運(yùn)用的科學(xué)方法是控制變量法。例如，可以先保持原線圈電壓、匝數(shù)不變，改變副線圈的匝數(shù)，研究副線圈匝數(shù)對(duì)副線圈電壓的影響，故A正確。
(1)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90°時(shí)，線圈中的感應(yīng)電流大小；
(2)寫出線圈中電流的瞬時(shí)值表達(dá)式(磁場方向如圖所示，圖示位置為t＝0時(shí)刻)；
(3)線圈轉(zhuǎn)動(dòng)過程中的熱功率。
(1)副線圈兩端電壓；
(2)副線圈中的電流；
(3)電動(dòng)機(jī)D消耗的電功率。
答案　(1)25 V　(2)0.4 A　(3)8 W
所以副線圈中的電流I2＝IL＝0.4 A。
(3)電動(dòng)機(jī)兩端電壓為
UD＝U2－UL＝25 V－5 V＝20 V
電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為
PD＝UDI2＝20×0.4 W＝8 W。
15.(16分)(2024·江西上饒高二期中)電力公司要檢修電路，需停電一天，為了保障正常的教學(xué)，學(xué)校用一臺(tái)不計(jì)內(nèi)阻的發(fā)電機(jī)來提供照明用電，如圖所示。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1∶4，降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4∶1，輸電線的總電阻為4 Ω。全校共有22個(gè)班，每班有“220 V，40 W”燈6盞，若只保證全部電燈正常發(fā)光，則
(1)降壓變壓器副線圈的電流I4多大？
(2)輸電線損失的功率多大？
(3)升壓變壓器的輸入電壓U1多大？
(4)輸電效率為多少？
答案　(1)24 A　(2)144 W　(3)226 V　(4)97.3%
解析　(1)降壓變壓器的輸出功率為
P＝22×40×6 W＝5 280 W
降壓變壓器副線圈的電流
(2)降壓變壓器原線圈的電流
(3)降壓變壓器原線圈電壓為
輸電線上損失的電壓為ΔU＝I3R＝24 V
升壓變壓器的輸出電壓為
U2＝U3＋ΔU＝(880＋24) V＝904 V
升壓變壓器的輸入電壓為
(4)用戶獲得的實(shí)際功率P用＝P＝5 280 W
所以發(fā)電機(jī)的輸出功率

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