8．钳形电流表的外形和结构如图(a)所示．图(a)中电流表的读数为1.2 A。图(b)中用同一电缆线绕了3匝，则　 (　 )

A．这种电流表能测直流电流，图(b)的读数为2.4 A

B．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为0.4 A

C．这种电流表能测交流电流，图(b)的读数为3.6 A

D．这种电流表既能测直流电流，又能测交流电流，图(b)的读数为3.6 A

7．如图所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关．P是滑动变阻器R的滑动触头，U₁为加在原线圈两端的交变电压，I₁、I₂分别为原线圈和副线圈中的电流．下列说法正确的是　　 (　　 )

A．保持P的位置及U₁不变，S由b切换到a，则R上消耗、的功率减小

B．保持P的位置及U₁不变，S由a切换到b，则I₂减小

C．保持P的位置及U₁不变，S由b切换到a，则I₁增大

D．保持U₁不变，S接在b端，将P向上滑动，则I₁减小

6．如图是霓虹灯的供电电路，电路中的变压器可视为理想变压器．已知变压器原线圈与副线圈匝数比，加在原线圈的电压为u₁=311sinl00πt(V)，霓虹灯正常工作的电阻R=440kΩ，I₁、I₂表示原、副线圈中的电流．下列判断正确的是　　 (　　 )

A．副线圈两端电压6220V，副线圈中的电流14.1mA

B．副线圈两端电压4400V，副线圈中的电流10.0mA

C．I_l<I₂

D．I₁>I₂

5．某变压器原、副线圈匝数比为55:9，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有负载．下列判断正确的是　　 (　　 )

A．输出电压的最大值为36V

B．原、副线圈中电流之比为55:9

C．变压器输入、输出功率之比为55:9

D．交流电源有效值为220V，频率为50Hz

4．将阻值为5Ω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．下列说法正确的是　 ( 　 )

A．电路中交变电流的频率为0.25 Hz

B．通过电阻的电流为A

C．电阻消耗的电功率为2.5 W

D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V

3．电阻R₁、R₂与交流电源按照图1方式连接，R₁=10Ω，R₂=20Ω．合上开关S后，通过电阻R₂的正弦交变电流I随时间t变化的情况如图2所示．则(　)

A．通过R₁的电流有效值是1.2A

B．R₁两端的电压有效值是6V

C．通过R₂的电流最大值是1.2A

D．R₂两端的电压最大值是6V

2．正弦交变电源与电阻R、交流电压表按照图1所示的方式连接，R=10Ω，交流电压表的示数是10 V．图2是交变电源输出电压u随时间t变化的图象．则(　)

A．通过R的电流i_R随时间t变化的规律是i_R=cos100πt (A)

B．通过R的电流i_R随时间t变化的规律是i_R=cos50πt (A)

C．R两端的电压u_R随时间t变化的规律是u_R=cos50πt (V)　

D．R两端的电压u_R随时间t变化的规律是u_R=5cos50πt (V)

1．处在匀强磁场中的矩形线圈abcd，以恒定的角速度绕ab边转动，磁场方向平行于纸面并与ab垂直．在t=0时刻，线圈平面与纸面重合(如图)，线圈的cd边离开纸面向外运动．若规定由a→b→c→d→a方向的感应电流为正，则能反映线圈中感应电流，随时间t变化的图线是　　 (　　 )

12．解：(1)感应电流的大小和方向均不发生改变，因为金属棒滑到圆弧任意位置时，回路中磁通量的变化率相同．

(2)0-t₀时间内，设回路中感应电动势大小为E₀,感应电流为I，感应电流产生的焦耳热量为Q，由法拉第电磁感应定律：

　　①

根据闭合电路的欧姆定律：　　②

由焦耳定律及①②有　　　③

(3)设金属棒进入磁场B₀一瞬间的速度为v，金属棒在圆弧区域下滑的过程中，机械能守恒：

　　④

在很短的时间Δt内，根据法拉第电磁感应定律，金属棒进入磁场B₀瞬间的感应电动势为E，则：

，

　　⑤

由闭合电路欧姆定律及④⑤，求得感应电流：

　　⑥

根据⑥讨论：

Ⅰ．当时，I=0

Ⅱ．当时，，方向为b→a

Ⅲ．当时，，方向为a→b

交变电流与变压器(1课时)

要点分析

本部分内容均为Ⅰ级要求，近几年高考命题所涉及的内容是交变电流的产生及变化规律、图象、最大值与有效值、变压器的变流比、变压比、功率关系、本部分知识与力学、电路的综合，本部分多以选择题、计算题的形式对考生进行考查．

考生存在的问题是对变压器的原理理解不够．

典型例题

例1．匀强磁场的磁感应强度B，边长L的正方形线圈abcd共N匝，线圈电阻为r，线圈绕垂直于磁感线的轴OO' 以如图所示的角速度ω匀速转动，外电路电阻为R．

(1)在图中标出此刻线圈感应电流的方向；

(2)转动过程中感应电动势的最大值有多大?

(3)线圈平面与磁感线成60°时的感应电动势多大?

(4)设发电机由柴油机带动，其他能量损失不计，线圈转一周，柴油机要做多少功?

(5)从图示位置开始，线圈转过60°的过程中通过电阻R的电量是多少?

例2．如图所示是某种型号的电热毯的电路图，电热毯接在交变电源上，通过装置P使加在电热丝上的电压的波形如右图所示．此时接在电热丝两端的交流电压表的读数为　　 (　　 )

A．110 V　　 B．156 V　 C．220 V 　D．311 V

例3．如图所示，理想变压器的初、次级线圈分别接着完全相同的灯泡L₁、L₂。初、次级线圈的匝数比n₁:n₂=3:1，交流电源电压为U，则(　　 )

①灯L₁两端的电压为U/10

②灯L₁两端的电压为3U/5

③灯L₂两端的电压为3U/l0

④灯L₂两端的电压为U/3

A．只有①、③正确　　 B．只有②、④正确

C．只有①、④正确　　 D．只有②、③正确

例4．学校有一台应急备用发电机，内阻为r=1 Ω，升压变压器匝数比为1:4，降压变压器的匝数比为4:1，输电线的总电阻为R=4 Ω，全校22个教室，每个教室用“220 V，40 W”的灯6盏，要求所有灯都正常发光，则：

(1)发电机的输出功率多大?

(2)发电机的电动势多大?

(3)输电线上损耗的电功率多大?

针对训练

11．解：(1)方框质量m=4Lad

方框电阻

方框下落速度为v时，产生的感应电动势　E=B·2L·v

感应电流　

方框下落过程，受到重力G及安培力F

G=mg=4LAdg，方向竖直向下

，方向竖直向上

当F=G时，方框达到最大速度，即v=v_m

则　

方框下落的最大速度

(2)方框下落加速度为时，有

则　

方框的发热功率　

(3)根据能量守恒定律，有

解得恒定电流I₀的表达式