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章末測評驗收卷(三)　交流電　
(滿分：100分)
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中只有一項是符合題目要求的。)
1.有一交變電流如圖所示，則由此圖像可知(　　)
它的周期是0.4 s
它的峰值是4 A
它的有效值是2 A
它的頻率是0.8 Hz
2.一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸勻速轉動，產生的正弦交變電壓的波形圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)
交變電壓的最大值是220 V
線圈轉動的周期是1 s
第2 s末通過線圈的磁通量絕對值最大
第2 s末通過線圈的磁通量變化率絕對值最大
3.如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度ω逆時針勻速轉動。若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時為計時起點，并規定當電流自a流向b時電流方向為正，則下列四幅圖像中正確的是(　　)
　　
A B
C D
4.高中很多物理問題都可以采用二次函數來求解，建立物理量之間的函數關系，并通過斜率來求解問題。如圖電路中，理想變壓器輸入交變電壓有效值為U0，電壓表和電流表均為理想電表，電路中接入2個定值電阻R1、R2，R為可變電阻，原線圈和副線圈的匝數分別為n1和n2。當可變電阻變化時，引起電壓表和電流表的示數變化，通過建立電壓U和電流I之間的函數關系，求解電壓表示數變化的絕對值ΔU與電流表示數變化的絕對值ΔI之比為(　　)
R1 R2
(R1＋R2) (R1＋R2)
5.某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示，其輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示。已知滑片P0在圖示位置時，原、副線圈的匝數比為n1∶n2＝10∶1，電阻R＝22 Ω。下列說法正確的是(　　)
通過R的交變電流的頻率為100 Hz
電流表A2的示數為2 A
此時變壓器的輸入功率為22 W
將P0沿逆時針方向轉動一些，電流表A1的示數變小
6.如圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數比n1∶n2＝22∶3，輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15 Ω，額定電壓為24 V。定值電阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω，滑動變阻器R的最大阻值為10 Ω。為使燈泡正常工作，滑動變阻器接入電路的電阻應調節為(　　)
1 Ω 5 Ω
6 Ω 8 Ω
7.某小型發電站高壓輸電示意圖如圖所示。發電機輸出功率恒定，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2。在輸電線路的起始端接入兩個互感器，原、副線圈的匝數比分別為10∶1和1∶10，電壓表的示數為220 V，電流表的示數為10 A，各互感器和電表均是理想的，則下列說法正確的是(　　)
升壓變壓器原、副線圈的匝數比＝
采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流，輸電電流為100 A
線路輸電功率是220 kW
將P上移，用戶獲得的電壓將降低
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
8.甲圖是一臺小型發電機的結構示意圖，線圈逆時針轉動，產生的電動勢e隨時間t變化的正弦規律圖像如圖乙所示。發電機線圈的電阻r＝2 Ω，外接燈泡的電阻為10 Ω。則(　　)
在t＝0.01 s時刻，穿過線圈的磁通量最大
理想電壓表的示數為6 V
燈泡消耗的電功率為2.5 W
線圈產生感應電動勢的瞬時值表達式e＝60sin(50πt)V
9.如圖所示為遠距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數分別為n3、n4，輸電線上的電阻等效為R線，輸電線上的損失的電壓為ΔU，發電站輸出的電壓恒定。則下列說法中正確的是(　　)
只增加用戶用電器數量，ΔU將保持不變
只增加輸電線電阻R線，用戶用電功率將減小
只增加n2，輸電線上損耗的功率將減小
只增加n4，發電機的輸出功率將增大
10.家用臺燈亮度調節原理圖如圖甲所示，理想自耦變壓器的a、b間接入如圖乙所示的正弦交流電壓。交流電流表為理想電表，燈泡額定電壓為15 V，額定功率為30 W(設燈泡的電阻值保持不變)，當P在c處時燈泡正常發光。下列描述正確的有(　　)
燈泡正常發光時變壓器線圈的總匝數與c點下方的匝數之比為44∶3
當燈泡正常發光時電流表的讀數為2 A
將調壓端的滑動觸頭P向下移動時，變壓器的輸入功率變小
將調壓端的滑動觸頭P向下移動時，變壓器的輸入電壓變小
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)某班物理實驗課上，同學們用可拆變壓器“探究變壓器的電壓與匝數的關系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示。
(1)下列說法正確的是________。(3分)
A.為確保實驗安全，實驗中一般要求原線圈匝數小于副線圈匝數
B.變壓器的原線圈接低壓交流電源，測量副線圈兩端的電壓時應使用直流電壓表
C.可以先保持原線圈兩端的電壓、匝數不變，改變副線圈的匝數，研究副線圈匝數對副線圈兩端電壓的影響
D.測量副線圈兩端的電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定電壓后再選用適當的擋位進行測量
E.變壓器開始正常工作后，鐵芯導電，把電能由原線圈輸送到副線圈
F.變壓器開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用
(2)如圖丙所示，某同學自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學生電源的交流輸出端，副線圈接小燈泡。下列說法正確的是________。(3分)
A.與變壓器未通電時相比較，此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力
B.若僅增加原線圈繞制的圈數，小燈泡的亮度將保持不變
C.若僅增加副線圈繞制的圈數，學生電源的過載指示燈可能會亮起
12.(8分)如圖所示為一個教學用的簡易變壓器，兩線圈的匝數未知，某同學想用所學變壓器的知識測定兩線圈的匝數。
(1)為完成該實驗，除了選用電壓表、導線外，還需要選用低壓________(2分)(選填“直流”或“交流”)電源。
(2)該同學在變壓器鐵芯上繞10匝絕緣金屬導線C，然后將A線圈接電源，用電壓表分別測出線圈A、線圈B及線圈C兩端的電壓，記錄在下面的表格中，則線圈A的匝數為________(2分)匝，線圈B的匝數為________(2分)匝。
A線圈電壓 B線圈電壓 C線圈電壓
8.0 V 3.8 V 0.2 V
(3)為減小線圈匝數的測量誤差，你認為繞制線圈C的匝數應該________(2分)(選填“多一些”或“少一些”)更好。
13.(12分)在圖甲所示區域(圖中直角坐標系xOy的一、三象限)內有勻強磁場，磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小為B。半徑為l、圓心角為60°的扇形導線框OPQ以角速度ω繞O點在紙面內沿逆時針方向勻速轉動，導線框回路電阻為R。
(1)(8分)求導線框中感應電流的最大值I0和交變感應電流的頻率f；
(2)(4分)在圖乙中畫出導線框在轉動一周的時間內的感應電流i隨時間t變化的圖像(規定與圖甲中線框的位置相對應的時刻為t＝0，電流由P→Q為正方向)。
14.(14分)如圖是交流發電機的發電供電原理圖。一矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸OO′勻速轉動，線圈共220匝，線圈面積為0.051 m2，轉動頻率為50 Hz，磁場的磁感應強度為 T。發電機的輸出端a、b與理想變壓器的原線圈相連，變壓器副線圈接有兩個標有“220 V　11 kW”的電動機。已知變壓器原、副線圈的匝數比為5∶1，電動機正常工作。求：
(1)(7分)電流表的示數；
(2)(7分)矩形線圈的內阻。
15.(14分)風力發電作為新能源，近幾年來得到了快速發展。如圖所示的風車陣中發電機的輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線的電阻為10 Ω。若輸電線因發熱而損耗的功率為輸送功率的4%，試求：
(1)(8分)在輸電線路中設置的升壓、降壓變壓器原、副線圈的匝數比；
(2)(6分)用戶得到的電功率。
章末測評驗收卷(三)　交流電
1.B　[由題圖可知T＝0.8 s，f＝＝1.25 Hz，故A、D錯誤；電流的峰值為Im＝4 A，而該交變電流并不是正弦交流電，其有效值I≠＝2A，故B正確，C錯誤。]
2.D　[由題圖可知，交變電壓的最大值為311 V，故A錯誤；線圈轉動的周期為2 s，故B錯誤；第2 s末的電壓為最大值，根據交變電流的產生特點可知，此時線圈平面與中性面垂直，即線圈平面與磁場方向平行，所以此時通過線圈的磁通量為0，通過線圈的磁通量變化率絕對值最大，故C錯誤，D正確。]
3.C　[以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時為計時起點，由楞次定律可判斷，初始時刻電流方向為b到a，則電流的表達式i＝－Imsin，選項C正確。]
4.A　[設理想變壓器原、副線圈兩端電壓分別為U1、U2，電流分別為I1、I2，根據理想變壓器的功率關系有U1I1＝U2I2，理想變壓器的電壓與匝數關系為＝，電流與匝數關系為＝，則U1＝U2、I1＝I2，對原線圈電路分析有U0＝I1R1＋U1，聯立解得U2＝－I2＋U0，故＝R1，A正確。]
5.C　[由題圖乙可知，該交變電流的周期為T＝0.02 s，其頻率為f＝＝50 Hz，變壓器不改變頻率，故通過R的交變電流的頻率也為50 Hz，選項A錯誤；輸入電壓的最大值為Um＝220 V，有效值為U1＝220 V，則副線圈兩端的電壓為U2＝U1＝220× V＝22 V，所以通過電阻R的電流即電流表A2的示數為I2＝＝ A＝1 A，選項B錯誤；變壓器的輸出功率為P′＝U2I2＝22×1 W＝22 W，理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，即P＝P′＝22 W，選項C正確；將P0沿逆時針方向轉動一些，變壓器的副線圈匝數增多，輸出電壓變大，輸出功率變大，輸入功率變大，所以輸入電流也變大，故電流表A1的示數變大，選項D錯誤。]
6.A　[由題圖乙可知理想變壓器輸入電壓U1＝220 V，由理想變壓器的電壓與匝數關系得＝＝，則副線圈輸出電壓U2＝30 V，燈泡正常工作時，燈泡兩端電壓為UL＝24 V，電流IL＝＝1.6 A，設R1兩端電壓為U，由U2＝UL＋U可得U＝6 V，又＋＝IL，解得R＝1 Ω，選項A正確。]
7.C　[根據變壓器的工作原理可得升壓變壓器原、副線圈的匝數比＝，A錯誤；采用高壓輸電可以減小輸電線中的電流，從而減小輸電過程中的電能損耗，B錯誤；根據電流互感器原理有＝＝，得輸電電流I送＝10×10 A＝100 A，根據電壓互感器原理有＝＝，得輸電電壓U送＝10×220 V＝2 200 V，則線路輸電功率P＝U送I送＝220 kW，C正確；將P上移，則降壓變壓器的原線圈匝數減小，故用戶獲得的電壓將升高，D錯誤。]
8.AC　[在t＝0.01 s時刻，電動勢為0，則線圈位于中性面，穿過線圈的磁通量最大，A正確；由題圖乙可知，電動勢的最大值為Em＝6 V，周期為0.02 s，則電動勢的瞬時值表達式為e＝Emsin＝6sin(100πt)V，D錯誤；理想電壓表的示數為有效值，并且測量外電路電壓，故U＝R＝R＝5 V，B錯誤；燈泡消耗的電功率P＝＝ W＝2.5 W，C正確。]
9.BD　[若只增加用戶用電器數量，則降壓變壓器副線圈電路總電阻減小，通過降壓變壓器副線圈的電流I4增大，根據＝，其中I2＝I3，輸電電流增大，輸電線上損耗的電壓ΔU＝I2R線，可知ΔU增大，故A錯誤；輸電線上損耗的功率P損＝IR線＝R線，用戶得到的功率P用＝P－P損＝P－R線，只增加輸電線電阻R線，用戶用電功率將減小，故B正確；如果只增加n2，根據＝可知U2增大，根據I2＝可知I2變大，所以輸電線上損耗的功率將增大，故C錯誤；如果只增加n4，根據＝知用戶端電壓U4增大，輸出功率增大，由能量守恒知發電機的輸出功率將增大，故D正確。]
10.AC　[由題圖乙可知，a、b間交流電壓的最大值為311 V，則有效值為220 V，根據變壓器的電壓與匝數關系得＝＝＝，A正確；燈泡正常發光時，原線圈的輸入功率為P1＝P＝30 W，電流表測量的是原線圈中電流的有效值，I1＝＝ A＝0.14 A，B錯誤；將調壓端的滑動觸頭P向下移動時，副線圈匝數減少，變壓器輸入電壓不變，輸出電壓減小，輸出功率減小，所以輸入功率減小，C正確，D錯誤。]
11.(1)CDF　(2)AC
解析　(1)為確保實驗安全，應該使輸出電壓不大于16 V，實驗中一般要求原線圈匝數大于副線圈匝數，故A錯誤；變壓器只能改變交流電壓的大小，原線圈輸入交流電壓，副線圈輸出交流電壓，應使用交流電壓表測量，故B錯誤；探究變壓器的電壓和匝數的關系時，用控制變量法，可以先保持原線圈兩端的電壓、匝數不變，改變副線圈的匝數，研究副線圈匝數對副線圈兩端電壓的影響，故C正確；為了保護電表，測量副線圈兩端的電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定電壓后再選用適當的擋位進行測量，故D正確；變壓器的工作原理是電磁感應現象，即不計各種損耗，在原線圈上將電能轉化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用，不是鐵芯導電傳輸電能，故E錯誤，F正確。
(2)與變壓器未通電時相比較，通電時，線圈產生磁性，對橫條鐵芯具有吸引力，將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力，故A正確；僅增加原線圈繞制的圈數，則根據＝可知，變壓器輸出電壓減小，小燈泡的亮度降低，故B錯誤；僅增加副線圈繞制的圈數，則變壓器輸出電壓增大，根據閉合電路歐姆定律可知，輸出電流增大，根據P入＝P出可知，輸入電流增大，學生電源的過載指示燈可能會亮起，故C正確。
12.(1)交流　(2)400　190　(3)多一些
解析　(1)變壓器必須使用交流電源，直流電源不能讓變壓器正常工作，即還需要選用低壓交流電源。
(2)設A、B、C的線圈匝數分別為n1、n2、n3，電壓分別為U1、U2、U3，根據＝，＝，有n1＝n3＝×10匝＝400匝，n2＝n1＝×400匝＝190匝。
(3)為減小線圈匝數的測量誤差，繞制線圈C的匝數應該多一些。
13.(1)　　(2)見解析圖
解析　(1)從題圖所示位置開始(t＝0)轉過60°的過程中，經Δt時間內導線框轉過的角度Δθ＝ωΔt
穿過回路的磁通量的變化量ΔΦ＝Δθl2B
由法拉第電磁感應定律得感應電動勢
E＝＝
因勻速轉動，所以這就是最大的感應電動勢
由歐姆定律可求得導線框中感應電流的最大值
I0＝
前半圈和后半圈的i(t)相同，故交變感應電流的頻率等于旋轉頻率的2倍
f＝2×＝。
(2)i－t圖像如圖所示。
14.(1)20 A　(2)1.1 Ω
解析　(1)由題意知副線圈的功率為
P出＝2P＝2.2×104 W
副線圈的電壓為U2＝220 V
則原線圈電壓為U1＝U2＝1 100 V
由理想變壓器輸入功率等于輸出功率有
P入＝P出＝U1I1
解得原線圈電流I1＝20 A
所以電流表示數I1＝20 A。
(2)線圈轉動產生的電動勢最大值為Em＝NBSω
其中ω＝2πf
發電機的電動勢有效值為E＝
對原線圈由閉合電路歐姆定律知E＝I1r＋U1
聯立解得線圈的內阻r＝1.1 Ω。
15.(1)1∶20　240∶11　(2)96 kW
解析　(1)輸電線損耗的功率
P損＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW
輸電線上的電流
I2＝＝ A＝20 A
升壓變壓器輸出電壓
U2＝＝ V＝5×103 V
升壓變壓器原、副線圈匝數比
＝＝＝
輸電線上電壓損失
U損＝I2R線＝20×10 V＝200 V
降壓變壓器原線圈兩端電壓
U3＝U2－U損＝4 800 V
降壓變壓器原、副線圈匝數比
＝＝＝。
(2)用戶得到的電功率即降壓變壓器的輸出功率
P用＝P－P損＝96 kW。(共35張PPT)
章末測評驗收卷(三)
第三章　交流電
(時間：75分鐘　滿分：100分)
B
一、單項選擇題(本題共7小題，每小題4分，共28分。在每小題給出的四個選項中只有一項是符合題目要求的。)
1.有一交變電流如圖所示，則由此圖像可知(　　)
D
2.一矩形線圈繞垂直于勻強磁場并位于線圈平面內的固定軸勻速轉動，產生的正弦交變電壓的波形圖如圖所示，下列說法正確的是(　　)
A.交變電壓的最大值是220 V
B.線圈轉動的周期是1 s
C.第2 s末通過線圈的磁通量絕對值最大
D.第2 s末通過線圈的磁通量變化率絕對值最大
解析　由題圖可知，交變電壓的最大值為311 V，故A錯誤；線圈轉動的周期為2 s，故B錯誤；第2 s末的電壓為最大值，根據交變電流的產生特點可知，此時線圈平面與中性面垂直，即線圈平面與磁場方向平行，所以此時通過線圈的磁通量為0，通過線圈的磁通量變化率絕對值最大，故C錯誤，D正確。
C
3.如圖所示，一矩形線圈abcd放置在勻強磁場中，并繞過ab、cd中點的軸OO′以角速度ω逆時針勻速轉動。若以線圈平面與磁場夾角θ＝45°時為計時起點，并規定當電流自a流向b時電流方向為正，則下列四幅圖像中正確的是(　　)
A
4.高中很多物理問題都可以采用二次函數來求解，建立物理量之間的函數關系，并通過斜率來求解問題。如圖電路中，理想變壓器輸入交變電壓有效值為U0，電壓表和電流表均為理想電表，電路中接入2個定值電阻R1、R2，R為可變電阻，原線圈和副線圈的匝數分別為n1和n2。當可變電阻變化時，引起電壓表和電流表的示數變化，通過建立電壓U和電流I之間的函數關系，求解電壓表示數變化的絕對值ΔU與電流表示數變化的絕對值ΔI之比為(　　)
C
5.某理想自耦變壓器接入電路中的示意圖如圖甲所示，其輸入電壓u隨時間t變化的圖像如圖乙所示。已知滑片P0在圖示位置時，原、副線圈的匝數比為n1∶n2＝10∶1，電阻R＝22 Ω。下列說法正確的是(　　)
A.通過R的交變電流的頻率為100 Hz
B.電流表A2的示數為2 A
C.此時變壓器的輸入功率為22 W
D.將P0沿逆時針方向轉動一些，電流表A1的示數變小
A
6.如圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數比n1∶n2＝22∶3，輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變化關系如圖乙所示。燈泡L的電阻恒為15 Ω，額定電壓為24 V。定值電阻R1＝10 Ω、R2＝5 Ω，滑動變阻器R的最大阻值為10 Ω。為使燈泡正常工作，滑動變阻器接入電路的電阻應調節為(　　)
A.1 Ω B.5 Ω C.6 Ω D.8 Ω
C
7.某小型發電站高壓輸電示意圖如圖所示。發電機輸出功率恒定，升壓變壓器原、副線圈兩端的電壓分別為U1和U2。在輸電線路的起始端接入兩個互感器，原、副線圈的匝數比分別為10∶1和1∶10，電壓表的示數為220 V，電流表的示數為10 A，各互感器和電表均是理想的，則下列說法正確的是(　　)
B.采用高壓輸電可以增大輸電線中的電流，輸電電流為100 A
C.線路輸電功率是220 kW
D.將P上移，用戶獲得的電壓將降低
AC
二、多項選擇題(本題共3小題，每小題6分，共18分。在每小題給出的四個選項中，有多項符合題目要求。全選對的得6分，選對但不全的得3分，有選錯的得0分)
8.甲圖是一臺小型發電機的結構示意圖，線圈逆時針轉動，產生的電動勢e隨時間t變化的正弦規律圖像如圖乙所示。發電機線圈的電阻r＝2 Ω，外接燈泡的電阻為10 Ω。則(　　)
BD
9.如圖所示為遠距離輸電示意圖，升壓變壓器原、副線圈匝數分別為n1、n2，降壓變壓器原、副線圈匝數分別為n3、n4，輸電線上的電阻等效為R線，輸電線上的損失的電壓為ΔU，發電站輸出的電壓恒定。則下列說法中正確的是(　　)
A.只增加用戶用電器數量，ΔU將保持不變
B.只增加輸電線電阻R線，用戶用電功率將減小
C.只增加n2，輸電線上損耗的功率將減小
D.只增加n4，發電機的輸出功率將增大
AC
10.家用臺燈亮度調節原理圖如圖甲所示，理想自耦變壓器的a、b間接入如圖乙所示的正弦交流電壓。交流電流表為理想電表，燈泡額定電壓為15 V，額定功率為30 W(設燈泡的電阻值保持不變)，當P在c處時燈泡正常發光。下列描述正確的有(　　)
A.燈泡正常發光時變壓器線圈的總匝數與c點下方的匝數之比為44∶3
B.當燈泡正常發光時電流表的讀數為2 A
C.將調壓端的滑動觸頭P向下移動時，變壓器的輸入功率變小
D.將調壓端的滑動觸頭P向下移動時，變壓器的輸入電壓變小
三、非選擇題(本題共5小題，共54分)
11.(6分)某班物理實驗課上，同學們用可拆變壓器“探究變壓器的電壓與匝數的關系”。可拆變壓器如圖甲、乙所示。
(1)下列說法正確的是________。
A.為確保實驗安全，實驗中一般要求原線圈匝數小于副線圈匝數
B.變壓器的原線圈接低壓交流電源，測量副線圈兩端的電壓時應使用直流電壓表
C.可以先保持原線圈兩端的電壓、匝數不變，改變副線圈的匝數，研究副線圈匝數對副線圈兩端電壓的影響
D.測量副線圈兩端的電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定電壓后再選用適當的擋位進行測量
E.變壓器開始正常工作后，鐵芯導電，把電能由原線圈輸送到副線圈
F.變壓器開始正常工作后，若不計各種損耗，在原線圈上將電能轉化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用
(2)如圖丙所示，某同學自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上。原線圈接學生電源的交流輸出端，副線圈接小燈泡。下列說法正確的是________。
A.與變壓器未通電時相比較，此時若將可拆變壓器上端的橫條鐵芯取下將更費力
B.若僅增加原線圈繞制的圈數，小燈泡的亮度將保持不變
C.若僅增加副線圈繞制的圈數，學生電源的過載指示燈可能會亮起
答案　(1)CDF　(2)AC
解析　(1)為確保實驗安全，應該使輸出電壓不大于16 V，實驗中一般要求原線圈匝數大于副線圈匝數，故A錯誤；變壓器只能改變交流電壓的大小，原線圈輸入交流電壓，副線圈輸出交流電壓，應使用交流電壓表測量，故B錯誤；探究變壓器的電壓和匝數的關系時，用控制變量法，可以先保持原線圈兩端的電壓、匝數不變，改變副線圈的匝數，研究副線圈匝數對副線圈兩端電壓的影響，故C正確；為了保護電表，測量副線圈兩端的電壓時，先用最大量程擋試測，大致確定電壓后再選用適當的擋位進行測量，故D正確；變壓器的工作原理是電磁感應現象，即不計各種損耗，在原線圈上將電能轉化成磁場能，在副線圈上將磁場能轉化成電能，鐵芯起到“傳遞”磁場能的作用，不是鐵芯導電傳輸電能，故E錯誤，F正確。
12.(8分)如圖所示為一個教學用的簡易變壓器，兩線圈的匝數未知，某同學想用所學變壓器的知識測定兩線圈的匝數。
(1)為完成該實驗，除了選用電壓表、導線外，還需
要選用低壓________(選填“直流”或“交流”)電源。
(2)該同學在變壓器鐵芯上繞10匝絕緣金屬導線C，然
后將A線圈接電源，用電壓表分別測出線圈A、線圈B
及線圈C兩端的電壓，記錄在下面的表格中，則線圈
A的匝數為________匝，線圈B的匝數為________匝。
A線圈電壓 B線圈電壓 C線圈電壓
8.0 V 3.8 V 0.2 V
(3)為減小線圈匝數的測量誤差，你認為繞制線圈C的匝數應該________(選填“多一些”或“少一些”)更好。
答案　(1)交流　(2)400　190　(3)多一些
解析　(1)變壓器必須使用交流電源，直流電源不能讓變壓器正常工作，即還需要選用低壓交流電源。
(3)為減小線圈匝數的測量誤差，繞制線圈C的匝數應該多一些。
13.(12分)在圖甲所示區域(圖中直角坐標系xOy的一、三象限)內有勻強磁場，磁感應強度方向垂直于紙面向里，大小為B。半徑為l、圓心角為60°的扇形導線框OPQ以角速度ω繞O點在紙面內沿逆時針方向勻速轉動，導線框回路電阻為R。
(1)求導線框中感應電流的最大值I0和交變感應電流的頻率f；
(2)在圖乙中畫出導線框在轉動一周的時間內的感應電流i隨時間t變化的圖像(規定與圖甲中線框的位置相對應的時刻為t＝0，電流由P→Q為正方向)。
解析　(1)從題圖所示位置開始(t＝0)轉過60°的過程中，經Δt時間內導線框轉過的角度Δθ＝ωΔt
因勻速轉動，所以這就是最大的感應電動勢
前半圈和后半圈的i(t)相同，故交變感應電流的頻率等于旋轉頻率的2倍
(2)i－t圖像如圖所示。
(1)電流表的示數；
(2)矩形線圈的內阻。
答案　(1)20 A　(2)1.1 Ω
解析　(1)由題意知副線圈的功率為
P出＝2P＝2.2×104 W
副線圈的電壓為U2＝220 V
由理想變壓器輸入功率等于輸出功率有
P入＝P出＝U1I1
解得原線圈電流I1＝20 A
所以電流表示數I1＝20 A。
(2)線圈轉動產生的電動勢最大值為Em＝NBSω
其中ω＝2πf
對原線圈由閉合電路歐姆定律知E＝I1r＋U1
聯立解得線圈的內阻r＝1.1 Ω。
15.(14分)風力發電作為新能源，近幾年來得到了快速發展。如圖所示的風車陣中發電機的輸出功率為100 kW，輸出電壓是250 V，用戶需要的電壓是220 V，輸電線的電阻為10 Ω。若輸電線因發熱而損耗的功率為輸送功率的4%，試求：
(1)在輸電線路中設置的升壓、降壓變壓器原、副線圈的匝數比；
(2)用戶得到的電功率。
答案　(1)1∶20　240∶11　(2)96 kW
解析　(1)輸電線損耗的功率
P損＝P×4%＝100 kW×4%＝4 kW
升壓變壓器輸出電壓
升壓變壓器原、副線圈匝數比
輸電線上電壓損失
U損＝I2R線＝20×10 V＝200 V
降壓變壓器原線圈兩端電壓
U3＝U2－U損＝4 800 V
降壓變壓器原、副線圈匝數比
(2)用戶得到的電功率即降壓變壓器的輸出功率
P用＝P－P損＝96 kW。

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