【物理】2018届二轮复习专题七第2讲直流电路和交流电路学案（全国通用）

【物理】2018届二轮复习专题七第2讲直流电路和交流电路学案（全国通用）

第2讲　直流电路和交流电路 课标卷高考命题分析 年份 题号·题型·分值 模型·情景 题眼分析 难度 ‎2015年 Ⅰ卷 ‎16题·选择题·6分 变压器及电路 变压器规律 中 ‎2016年 Ⅰ卷 ‎16题·选择题·6分 变压器及电路 变压器规律 中 Ⅱ卷 ‎17题·选择题·6分 含容直流电路 电路简化 中 Ⅲ卷 ‎19题·选择题·6分 变压器及电路 变压器规律 中 ‎1．纯电阻电路和非纯电阻电路的电功、电功率的比较 ‎(1)纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，且电功全部转化为电热，有W＝Q＝UIt＝t＝I2Rt，P＝UI＝＝I2R.‎ ‎(2)非纯电阻电路：电功W＝UIt，电功率P＝UI，电热Q＝I2Rt，电热功率P热＝I2R，电功率大于电热功率，即W>Q，故求电功、电功率只能用W＝UIt、P＝UI，求电热、电热功率只能用Q＝I2Rt、P热＝I2R.‎ ‎2．电源的功率和效率 ‎(1)电源的几个功率 ‎①电源的总功率：P总＝EI.‎ ‎②电源内部消耗的功率：P内＝I2r.‎ ‎③电源的输出功率：P出＝UI＝P总－P内．‎ ‎(2)电源的效率η＝×100%＝×100%.‎ ‎3．交流电的“四值”‎ ‎(1)最大值Em＝NBSω.‎ ‎(2)瞬时值e＝NBSωsin ωt.‎ ‎(3)有效值：正弦式交流电的有效值E＝；非正弦式交流电的有效值必须根据电流的热效应，用等效的思想来求解．计算交流电路的电功、电功率和测定交流电路的电压、电流都是指有效值．‎ ‎(4)平均值：＝n，常用来计算通过电路的电荷量．‎ ‎4．理想变压器的基本关系式 ‎(1)功率关系：P入＝P出．‎ ‎(2)电压关系：＝.‎ ‎(3)电流关系：只有一个副线圈时＝.‎ 直流电路动态分析方法 ‎(1)程序法：基本思路是“部分→整体→部分”．即从阻值的变化入手，由串、并联规律判定R总的变化情况，再由闭合电路欧姆定律判断I总和U端的变化情况，最后由部分电路欧姆定律及串联分压、并联分流等规律判断各部分的变化情况．‎ ‎(2)结论法——“串反并同”：‎ ‎“串反”：指某一电阻增大(减小)时，与它串联或间接串联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将减小(增大)．‎ ‎“并同”：指某一电阻增大(减小)时，与它并联或间接并联的电阻中的电流、两端电压、电功率都将增大(减小)．‎ 高考题型1　电路的动态分析 例1　(2017·闽粤大联考)如图1所示，A和B为竖直放置的平行金属板，在两极板间用绝缘线悬挂一带电小球．开始时开关S闭合且滑动变阻器的滑动头P在a处，此时绝缘线向右偏离竖直方向(电源的内阻不能忽略)．下列判断正确的是(　　)‎ 图1‎ A．小球带负电 B．当滑动头从a向b滑动时，绝缘线的偏角θ变大 C．当滑动头从a向b滑动时，电流表中有电流，方向从上向下 D．当滑动头从a向b滑动时，电源的输出功率一定变大 答案　C 解析　由题图知，A板带正电，B板带负电，电容器内电场方向水平向右，绝缘线向右偏，电场力向右，则小球带正电，故A错误. 滑动头向右移动时，R变小，外电路总电阻变小，总电流变大，路端电压U＝E－Ir变小，电容器电压变小，绝缘线偏角变小，故B错误．滑动头向右移动时，电容器电压变小，电容器放电，因A板带正电，则流过电流表的电流方向向下，故C正确．根据电源的输出功率与外电阻的关系：当外电阻等于内阻时，输出功率最大．当外电阻大于内阻时，外电阻减小，输出功率增大；当外电阻小于内阻时，外电阻减小，输出功率减小．本题不知道外电阻与内阻大小关系，故无法判断电源输出功率大小的变化，故D错误．‎ ‎1．直流电路动态分析方法：(1)程序法；(2)“串反并同”法；(3)极限法．‎ ‎2．只有当电容器充、放电时，电容器支路中才会有电流，当电路稳定时，电容器对电路的作用是断路．‎ ‎3．电路稳定时，与电容器串联的电路中没有电流，同支路的电阻相当于导线，电容器的电压为与之并联的电阻两端的电压．‎ ‎1．(2017·新疆二模)在如图2所示的电路中，电源电动势为E，内阻为r，L1和L2为两个相同的灯泡，每个灯泡的电阻和电源内阻的阻值均相同，D为理想二极管，C为电容器，开关S处于断开状态，下列说法中正确的是(　　)‎ 图2‎ A．滑动变阻器滑片向右移动，电流表示数变小 B．滑动变阻器滑片向右移动，电源内阻的发热功率变小 C．开关S闭合后，L2亮度变暗 D．开关S闭合后，电流表示数不变 答案　D 解析　电容器视为断路，所以只有灯泡L2中有电流通过，滑动变阻器滑片向右移动，电流表的示数不变，故A错误；滑动变阻器滑片向右移动，电路电流不变，电源内阻的发热功率不变，故B错误；开关S闭合后，因为二极管具有单向导电性，二极管处于截止状态，灯泡L1中无电流，电路总电阻不变，总电流不变，电流表的示数不变，L2亮度不变，故C错误，D正确．‎ 高考题型2　交流电的产生和描述 例2　(多选)(2017·河南洛阳市二模)如图3所示是小型交流发电机的示意图，线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO′沿逆时针方向匀速转动，角速度为ω，线圈匝数为n，电阻为r，外接电阻为R，A为理想交流电流表，线圈从图示位置(线圈平面平行于磁场方向)转过60°时的感应电流为i，下列说法正确的是(　　)‎ 图3‎ A．电流表的读数为2i B．转动过程中穿过线圈的磁通量的最大值为 C．从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为 D．线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量为 答案　BCD 解析　由题有：i＝imcos ，则得感应电流的最大值im＝2i，有效值i有＝im＝i，则电流表的读数为i，故A错误；感应电动势的最大值Em＝im(R＋r)＝2i(R＋r)，又Em＝nBSω，磁通量的最大值 Φm＝BS，联立解得：Φm＝BS＝，故B正确；从图示位置开始转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量q＝n＝n＝n··＝，故C正确；线圈转动一周的过程中，电阻R产生的热量 Q＝i有2RT＝(i)2R·＝，故D正确．‎ ‎2．(多选)(2017·黑龙江大庆一模)如图4所示，N匝矩形导线框在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴OO′匀速转动，线框面积为S，线框的电阻、电感均不计，外电路接有电阻R、理想电流表A和二极管D.电流表的示数为I，二极管D具有单向导电性，即正向电阻为零，反向电阻无穷大，下列说法正确的是(　　)‎ 图4‎ A．导线框转动的角速度为 B．导线框转动的角速度为 C．导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零 D．导线框转到图示位置时，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势最大 答案　AC 解析　线圈产生的最大感应电动势为Em＝NBSω ‎，根据二极管的特点可知，在一个周期内有半个周期回路中有电流，根据交流电电流的热效应可知·＝I2RT，解得ω＝，故A正确，B错误；导线框转到图示位置时，线圈位于中性面处，导线框中的磁通量最大，瞬时电动势为零，故C正确，D错误．‎ 高考题型3　变压器和远距离输电问题 例3　(多选)(2017·福建南平市3月质检)如图5所示，由于理想变压器原线圈的输入电压降低，使电灯L变暗，下列哪些措施可以使电灯L重新变亮(　　)‎ 图5‎ A．其他条件不变，P1上移，同时P2下移 B．其他条件不变，P1下移，同时P2上移 C．其他条件不变，断开电键S D．其他条件不变，将滑动变阻器滑片P向下移动 答案　BC 解析　原线圈的输入电压降低，其他条件不变，P1上移，即原线圈匝数增多，P2下移，即副线圈匝数减小，由U2＝U1可得U2减小，电灯变暗，故A错误；原线圈的输入电压降低，其他条件不变，P1下移，即原线圈匝数减少，P2上移，即副线圈匝数增多，由U2＝U1知可以使U2增大，可以使电灯L重新变亮，故B正确；原线圈的输入电压降低，其他条件不变，则副线圈电压减小，断开电键S，并联部分电阻增大，副线圈中电流减小，R1分担电压减小，灯泡两端电压增大，可以使电灯L重新变亮，故C正确；原线圈的输入电压降低，其他条件不变，则副线圈电压减小，将滑动变阻器滑片P向下移动，并联部分电阻减小，灯泡两端电压更小，灯泡不能变亮，故D错误．‎ 理想变压器动态分析的两种情况 ‎(1)负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况．‎ ‎(2)匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况．‎ 不论哪种情况，要注意两点：一、根据题意分清变量和不变量；二、弄清“谁决定谁”的制约关系．对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输入．‎ ‎3．(多选)(2017·安徽省十校联考)在如图6所示的电路中，两定值电阻的阻值R1＝R2＝5 Ω，变压器为理想变压器，两电表均为理想电表，在原线圈a、b端输入u＝100sin ωt V的正弦交流电压，原、副线圈的匝数之比为1∶2，则下列说法正确的是(　　)‎ 图6‎ A．电流表的示数为8 A B．电压表的示数为40 V C．电路消耗的总功率为1 600 W D．电阻R1、R2消耗的功率之比为2∶1‎ 答案　AC 解析　设电流表示数为I2，副线圈两端的电压为U2＝I2R2＝5I2，根据电压与匝数成正比得原线圈两端的电压U1＝U2＝×5I2，根据电流与匝数成反比得原线圈电流I1＝2I2，由闭合电路欧姆定律得U＝I1R1＋U1，即＝2I2R1＋×5I2，代入数据解得：I2＝8 A，电压表的读数等于原线圈两端的电压，即U1＝×5×8 V＝20 V，电路消耗的总功率P＝I1U＝2I2U＝2×8×100 W＝1 600 W；电阻R1、R2消耗的功率之比为＝＝()2＝，故A、C正确，B、D错误．‎ ‎4．(2017·福建大联考)图7为模拟远距离交流输电的电路，升压变压器T1的原、副线圈匝数比n1∶n2＝1∶k，降压变压器T2的原、副线圈匝数比n3∶ n4＝k∶1，模拟输电导线的电阻r ＝3 Ω，T2的负载是规格为“15 V　45 W”的灯泡L.当T1的输入电压为16 V时L正常发光，两个变压器可视为理想变压器，则k的值为(　　)‎ 图7‎ A. B．3 C．4 D．9‎ 答案　B 解析　根据电压与匝数成正比，有＝，即＝得U2＝16k，灯泡的额定电流为I＝＝ A＝3 A，降压变压器副线圈电流I4＝3 A，根据＝，得U3＝kU4＝15k，根据电流与匝数成反比，得＝，即I3＝＝，电压关系：U2＝U3＋I3r，代入数据16k＝15k＋×3，解得：k＝3.‎ ‎5．(多选)(2017·广西南宁市二模)手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡L供电，其电路如图8所示，当线圈以角速度ω匀速转动时，电压表示数为U，灯泡正常发光．已知发电机线圈的电阻为r，灯泡正常发光时的电阻为R，其它电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比为k，变压器可视为理想变压器．则(　　)‎ 图8‎ A．灯泡的额定电压为 B．灯泡的额定功率为 C．发电机的线圈中产生的电动势最大值为U D．从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝Usin ωt 答案　AD 解析　电压表测量的是原线圈的电压有效值，因为此时灯泡正常发光，则灯泡的额定电压等于此时副线圈的电压，则由＝k得灯泡的额定电压UL＝，A正确；灯泡的额定功率PL＝＝，B错误；副线圈的电流IL＝＝，因原、副线圈的电流之比＝，故原线圈的电流I1＝，因此发电机的线圈中产生的电动势的有效值E＝U＋I1r，最大值Em＝E＝U(1＋)，C错误；原线圈输入电压最大值为U，则从中性面开始计时，原线圈输入电压的瞬时值表达式为u＝Usin ωt，D正确.‎ 题组1　全国卷真题精选 ‎1．(2016·全国卷Ⅰ·16)一含有理想变压器的电路如图9所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3 Ω、1 Ω和4 Ω，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(　　)‎ 图9‎ A．2 B．3 C．4 D．5‎ 答案　B 解析　开关断开时，等效电路如图甲所示，原、副线圈的电流比＝，通过R2的电流I2＝，副线圈的输出电压U2＝I2(R2＋R3)＝，由＝可得原线圈两端的电压U1＝5I2，则U＝U1＋IR1＝5I2＋3I；开关闭合时，等效电路如图乙所示，原、副线圈的电流比＝，通过R2的电流I2′＝，副线圈的输出电压U2′＝I2′R2＝，由＝可得原线圈两端的电压U1′＝4I2，则U＝U1′＋4IR1＝4I2＋12I，联立解得＝3，选项B正确．‎ ‎　‎ 甲　　　　　　　　　　乙 ‎2．(2016·全国卷Ⅱ·17)阻值相等的四个电阻、电容器C及电池E(内阻可忽略)连接成如图10所示电路．开关S断开且电流稳定时，C所带的电荷量为Q1；闭合开关S，电流再次稳定后，C所带的电荷量为Q2.Q1与Q2的比值为(　　)‎ 图10‎ A. B. C. D. 答案　C 解析　S断开时等效电路图如图甲所示．‎ 甲 电容器两端电压为U1＝×R×＝E；‎ S闭合时等效电路图如图乙所示． ‎ 乙 电容器两端电压为U2＝×R＝E，‎ 由Q＝CU得＝＝，故选项C正确．‎ ‎题组2　各省市真题精选 ‎3．(2016·天津理综·5)如图11所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表．下列说法正确的是(　　)‎ 图11‎ A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大 ‎ B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大 C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表A1示数变大 D．若闭合开关S，则电流表A1示数变大，A2示数变大 ‎ 答案　B 解析　当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，接入电路的阻值变大，变压器副线圈两端电压不变，副线圈中的电流减小，则R1消耗的功率及其两端电压均变小，故电压表的示数变大，选项A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，副线圈中的电流减小，则原线圈中的电流也减小，电流表A1示数变小，选项C错误；若闭合开关S，副线圈电路中总电阻减小，副线圈中的电流变大，R1两端电压变大，R2两端电压减小，电流表A2示数减小，原线圈中的电流变大，电流表A1示数变大，选项D错误．‎ ‎4．(2015·福建理综·15)图12为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副线圈匝数分别为n1、n2，在T的原线圈两端接入一电压u＝Umsin ωt的交流电源，若输送电功率为P，输电线的总电阻为2r，不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为(　　)‎ 图12‎ A．() B．() C．4()2()2r D．4()2()2r 答案　C 解析　原线圈电压的有效值：U1＝，根据＝可得U2＝ ，又因为是理想变压器，所以T的副线圈的输出功率等于原线圈的输入功率P，所以输电线上的电流I＝，输电线上损失的电功率为P′＝I2·2r＝4r22，所以C正确，A、B、D错误．‎ ‎5．(多选)(2014·天津理综·7)如图13甲所示，在匀强磁场中，一矩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转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a、b所示，则(　　)‎ 图13‎ A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3‎ C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V 答案　AC 解析　由题图可知，两次转动都是从中性面开始计时的，故A正确．曲线a、b对应的线圈转动的周期之比为2∶3，则转速之比为3∶2，故B错误．由图象可知曲线a的周期Ta＝4×10－2 s，则曲线a表示的交变电动势频率fa＝＝25 Hz，故C正确．交变电动势的最大值Em＝nBSω，则曲线a、b表示的交变电动势的峰值之比为Ema∶Emb＝ωa∶ωb＝3∶2，即Emb＝Ema＝10 V，故曲线b表示的交变电动势的有效值为E有＝ V＝5 V，D错误．‎ 专题强化练 ‎1．(2017·山东潍坊市一模)P1和P2是材料相同、上下表面为正方形的长方体导体，P1的上下表面积大于P2的上下表面积，将P1和P2按图1所示接到电源上，闭合开关后，下列说法正确的是(　　)‎ 图1‎ A．若P1和P2的体积相同，则通过P1的电流大于通过P2的电流 B．若P1和P2的体积相同，则P1的电功率等于P2的电功率 C．若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压等于P2两端的电压 D．若P1和P2的厚度相同，则P1两端的电压大于P2两端的电压 答案　C 解析　由于两电阻串联在电路中，因此通过两电阻的电流一定相等，故A错误；设电阻的表面边长为a，厚度为d，根据R＝可知，R＝＝，则可知电阻与厚度d有关，与体积无关，由V＝Sd可知，如果两导体的体积相同，则P1的厚度小于P2厚度，因此P1的电阻大于P2的电阻，则由P＝I2R可知，P1的电功率大于P2的电功率，故B错误；若厚度相同，则两电阻阻值相同，由U＝IR可知，P1两端的电压等于P2两端的电压，故C正确，D错误．‎ ‎2．(2017·山东临沂市一模)如图2所示的电路中，R1是定值电阻，R2是光敏电阻，电源的内阻不能忽略．闭合开关S，当光敏电阻上的光照强度减弱时，下列说法正确的是(　　)‎ 图2‎ A．通过R2的电流增大 B．电源的路端电压减小 C．电容器C所带的电荷量增加 D．电源的效率减小 答案　C 解析　当光敏电阻上的光照强度减弱时，光敏电阻的阻值会增大，电路的总电阻增大，电路中的总电流减小，则流过R2的电流减小，故A错误；电路中的总电流减小，电源的内电压减小，根据闭合电路欧姆定律得知路端电压增大，而电容器极板间的电压就等于路端电压，所以电容器所带电荷量增加，故B错误，C正确；电源效率为 η＝＝，路端电压U增大，电动势E不变，所以电源的效率增大，故D错误．‎ ‎3．(2017·重庆市一诊 )利用如图3所示电路可测量待测电阻Rx的阻值．定值电阻R1、R2阻值已知，闭合电键S，调节电阻箱使其接入电路阻值为R3时，电流表示数为零，则Rx阻值等于(　　)‎ 图3‎ A．R2 B. C. D. 答案　D 解析　根据串并联电路特点及欧姆定律可知：I1(R1＋R2)＝I2(Rx＋R3)，由于电流表示数为零，则说明G两端的电势相等，则一定有：I1R1＝I2R3，两式联立可得：Rx＝，故选D.‎ ‎4．(2017·福建厦门市模拟)如图4所示，电源电动势为E，内阻为r，电路中的R2、R3分别为总阻值一定的滑动变阻器，R0为定值电阻，R1‎ 为光敏电阻(其阻值随光照强度增大而减小)．当电键S闭合时，电容器中一带电微粒恰好处于静止状态，有关下列说法中正确的是(　　)‎ 图4‎ A．只逐渐增大R1的光照强度，电阻R0消耗的电功率变大，电阻R3中有向上的电流 B．只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动，电源消耗的功率变大，电阻R3中有向上的电流 C．只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动，电压表示数变大，带电微粒向下运动 D．若断开电键S，电容器所带电荷量变大，带电微粒向上运动 答案　A 解析　只逐渐增大R1的光照强度，R1的阻值减小，总电阻减小，总电流增大，电阻R0消耗的电功率变大，R2两端的电压变大，电容器两端的电压增大，电容器所带电荷量变大，所以电阻R3中有向上的电流，故A正确；电路稳定时，电容器相当于断路，只调节电阻R3的滑动端P2向上端移动时，对电路没有影响，故B错误；只调节电阻R2的滑动端P1向下端移动时，与电容器并联部分的电阻变大，所以电容器两端的电压变大，电场力变大，带电微粒向上运动，故C错误；若断开电键S，电容器处于放电状态，电容器所带电荷量变小，故D错误．‎ ‎5．(多选)(2017·四川资阳市二诊)如图5所示，电源电动势E＝12 V，内阻r＝3 Ω，R0＝2 Ω，直流电动机内阻R0′＝1 Ω，额定输出功率P0＝2 W．调节滑动变阻器R1可使甲电路输出功率最大，调节R2可使乙电路输出功率最大且此时电动机刚好正常工作，则(　　)‎ 图5‎ A．甲电路中当R1＝1 Ω时，定值电阻R0功率最大 B．甲电路中当R1＝1 Ω时，电源的输出功率最大 C．乙电路中当R2＝1.5 Ω时，电源的输出功率最大 D．乙电路中当R2＝2 Ω时，电源的输出功率最大 答案　BC 解析　甲电路中，当R1＝0时，电路电流最大，定值电阻R0的功率最大，故A错误；当内外电路电阻相等时，即R1＋R0＝r时，得R1＝r－R0＝3 Ω－2 Ω＝1 Ω，电源的输出功率最大，故B正确；对于乙图，输出功率最大时，电动机的输出功率P0＝2 W，电路中电流为I，所以有：‎ P输出max＝2 W＋I2R0′＋I2R2①‎ 又因为UR2＝IR2＝E－Ir－＝12－3I－ 所以I＝(A)②‎ 联立①②求得当R2＝1.5 Ω时，乙电路的输出功率最大，故C正确，D错误．‎ ‎6．(2017·福建漳州市八校模拟)如图6所示，图甲、图乙分别表示两种电压的波形，其中图甲所示的电压按正弦规律变化，下列说法正确的是(　　)‎ 图6‎ A．图甲表示交流电，图乙表示直流电 B．图甲电压的有效值为220 V，图乙电压的有效值小于220 V C．图乙电压的瞬时值表达式为u＝220sin 100πt V D．图甲电压经过匝数比为10∶1的变压器变压后，频率变为原来的0.1倍 答案　B 解析　题图甲和题图乙都表示交流电，选项A错误；图甲电压的有效值为U＝＝220‎ ‎ V；图乙电压的有效值小于220 V，选项B正确；图乙不是正弦式交流电，所以表达式不是正弦函数，故C错误；理想变压器变压后，频率不发生变化，故D错误．‎ ‎7．(2017·江西南昌市一模)如图7甲所示是一台交流发电机的构造示意图，线圈转动产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示；发电机线圈电阻为1 Ω，外接电阻为4 Ω，则(　　)‎ 图7‎ A．线圈转速为50 r/s B．电压表的示数为2.5 V C．负载电阻的电功率为2 W D．线圈转速加倍，电压表读数变为原来的4倍 答案　C 解析　由题图乙可知，线圈转动周期为0.04 s，则转速为n＝ r/s＝25 r/s，故A错误；电动势的最大值为5 V，有效值为E＝ V＝2.5 V，那么电压表的示数为U＝R＝×4 V＝2 V，故B错误；R消耗的功率P＝＝ W＝2 W，故C正确；线圈转速加倍，则角速度加倍，最大值Em＝NBSω，故最大值变为原来的2倍，有效值也变为原来的2倍，故电压表示数变为原来2倍，故D错误. ‎ ‎8．(多选)(2017·湖南怀化市一模)如图8所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，b是原线圈的中心接头，电压表V和电流表A均为理想电表，除滑动变阻器电阻R、定值电阻R0以外的其余电阻不计，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为u1＝220sin 100πt (V)．下列说法中正确的是(　　)‎ 图8‎ A．t＝ s时刻，c、d两点间的电压瞬时值为110 V B．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22 V C．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小 D．当单刀双掷开关由a扳向b时，电压表和电流表的示数均变大 答案　AD 解析　把时间t代入瞬时值表达式得电压瞬时值为110 V，故A 正确；当单刀双掷开关与a连接时，原、副线圈的匝数之比为10∶1，原线圈两端电压有效值为 220 V，所以副线圈两端电压有效值为22 V，电压表的示数更小，B错误；滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，接入电路的电阻值增大，输出电压不变，电流减小，电流表的示数变小，定值电阻R0分压减小，电压表示数变大，C错误；当单刀双掷开关由a扳向b时，原、副线圈的匝数之比变为5∶1，输出电压增大，电压表和电流表的示数均变大，D正确．‎ ‎9．(2017·湖北省七市联合考试)如图9甲所示，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、 n2，原线圈回路接有内阻不计的交流电流表A，副线圈回路接有定值电阻R＝2 Ω，现在a、b间和c、d间分别接上示波器，同时监测得a、b间，c、d间的电压随时间变化的图象如图乙所示，则下列说法中错误的是(　　)‎ 甲 乙 图9‎ A．T＝0.02 s B．n1∶n2≈55∶1‎ C．电流表A的示数I≈36.4 mA D．当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压瞬时值为0‎ 答案　D 解析　因为变压器不改变交变电流的周期，输入电压的周期为0.02 s，输出电压的周期T＝0.02 s，故A正确；原线圈电压的有效值U1＝ V≈220 V，副线圈电压的有效值U2＝ V≈4 V，根据电压与匝数成正比，有＝＝＝，故B正确；输出功率P2＝＝ W＝8 W，则输入功率为8 W，电流表的示数I＝ A≈0.036 4 A＝36.4 mA，故C正确；根据电压与匝数成正比，知当原线圈电压瞬时值最大时，副线圈两端电压的瞬时值最大，故D错误．‎ ‎10．(2017·山东滨州市一模)如图10所示，交流电源电压有效值U0＝5 V，电源等效内阻r＝4.5 Ω，经过理想变压器变压后，接在阻值R＝8 Ω的电阻上，理想变压器原、副线圈匝数之比为1∶4，则电阻R消耗的功率为(　　)‎ 图10‎ A．0.5 W B．5 W C．1 W D．1.5 W 答案　A 解析　设副线圈中电流为I，根据电流与匝数成反比得原线圈的电流I1＝4I 在原线圈回路中，根据欧姆定律有：U0＝4Ir＋U1，解得U1＝5－18I 副线圈两端的电压为U2＝IR＝8I，根据电压与匝数成正比，有＝ 即＝，解得I＝ A，所以电阻R消耗的功率为P＝I2R＝()2×8 W＝0.5 W，故A正确，B、C、D错误．‎ ‎11．(2017·山东调研)如图11所示为理想变压器，四个灯泡L1、L2、L3、L4都标有“4 V　4 W”，变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝4∶1.要求灯泡一个都不能烧毁，则ab间电压的有效值不能超过(　　)‎ 图11‎ A．16 V B．24 V C．25 V D．28 V 答案　C 解析　L2与L3并联后与L4串联，故L4中电流为L2与L3中电流之和；L1中电流为原线圈中的电流，而L4中电流等于副线圈中的电流，根据电流之比等于线圈匝数的反比可得：＝＝，则L4达到额定功率时，输出电流为：I2＝＝ A＝1 A，L2与L3中电流均为0.5 A，此时并联部分电压为2 V，变压器输出电压为：U2＝4 V＋2 V＝6 V，输入电压为：U1＝U2＝×6 V＝24 V，此时灯泡L1中电流为0.25 A，电压为1 V，故ab两端电压的有效值最大为：Um＝24 V＋1 V＝25 V，故C正确，A、B、D错误．‎ ‎12．(2017·重庆市万州区二诊)如图12所示，一理想变压器原线圈与每个副线圈的匝数比均为3∶1，原线圈与每个副线圈所连的电阻阻值均为R，原线圈接220 V的正弦交流电，副线圈n2回路中电阻两端的电压为U2，原线圈电阻与每个副线圈电阻消耗的功率之比均为k.则(　　)‎ 图12‎ A．U2＝60 V　k＝ B．U2＝60 V　k＝ C．U2＝ V　k＝ D．U2＝ V　k＝ 答案　A 解析　设每个副线圈中电流为I2，由功率关系，U1I1＝2U2I2，又U1∶U2＝3∶1，则I1＝I2，原线圈电阻消耗的功率P1＝IR，每个副线圈电阻消耗的功率P2＝I22R，则＝＝k，由电压关系＝，又I1R＝U2得U2＝60 V，故A正确．‎ ‎13．(2017·山东德州市一模)如图13所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图(图中变压器均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表．设发电厂输出的电压一定，两条输电线总电阻用R0表示)，则当进入用电高峰时(　　)‎ 图13‎ A．线路损耗功率减小 B．电压表V3、V4读数的比值减小，电流表A2的读数增大，电流表A3的读数增大 C．电压表V2、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变 D．电压表V1、V2的读数均不变，电流表A2的读数增大，电流表A1的读数减小 答案　C 解析　因为输入电压和匝数比都不变，电压表V1、V2的读数均不变，用电高峰期，用户端电阻减小，电流表A3的读数增大，根据电流与匝数成反比知电流都增大，即电流表A2的读数增大，电流表A1的读数增大；输电线上的电压损失增大，线路损耗的功率增大，故电压表V3、V4的读数均减小；电压表V2、V3的读数之差与电流表A2 的读数的比值不变，等于输电线的电阻值，故C正确．‎ ‎14．(2017·黑龙江虎林市3月模拟)某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图14所示电路，A、B为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变．保持A的输入电压不变，开关S断开时，灯L1正常发光．则(　　)‎ 图14‎ A．仅闭合S，L1变亮 B．仅闭合S，A的输入功率变小 C．仅将滑片P上移，L1变亮 D．仅将滑片P上移，A的输入功率变小 答案　D ‎15．(2017·辽宁大连市3月模拟)如图15甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4∶1，b是原线圈的中心抽头，图中电表均为理想的交流电表，定值电阻R＝10 Ω，其余电阻均不计．从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交变电压，则下列说法正确的是(　　)‎ 图15‎ A．当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的输入功率增大 B．当单刀双掷开关与a连接且t＝0.01 s时，电流表示数为零 C．当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为77.8 V D．当单刀双掷开关由a拨向b时，副线圈输出电压的频率为25 Hz 答案　A 解析　由题图可知，c、d两端电压的最大值为311 V，交流电的周期为2×10－2 s，所以交流电的频率为f＝50 Hz，当单刀双掷开关由a拨向b时，原线圈的匝数变小，所以副线圈的输出电压要变大，电阻R上消耗的功率变大，原线圈的输入功率也要变大，故A正确．当单刀双掷开关与a连接时，电流表示数为电流的有效值，不随时间的变化而变化，所以电流表的示数不为零，故B错误；交流电的有效值为220 V，根据电压与匝数成正比可知，当单刀双掷开关与a连接时，副线圈电压为55 V，故C错误；交流电的频率为50 Hz，所以副线圈输出电压的频率也为50 Hz，故D错误．‎ ‎16．(2017·湖北八校二模)如图16甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，V和R1、R2分别是理想电压表、定值电阻，且R1＝5R2.已知ab两端电压u按图乙所示正弦规律变化．下列说法正确的是(　　)‎ 图16‎ A．电压u的瞬时值表达式u＝220sin 10πt(V)‎ B．电压表示数为40 V C．R1、R2两端的电压之比为5∶1‎ D．R1、R2消耗的功率之比为1∶5‎ 答案　D