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11讲 恒定电流与交变电流专题强化训练
一、单选题
1.(2022秋·内蒙古乌兰察布·高三集宁一中校考阶段练习)在如图所示的电路中,电源电动势为E,
内电阻为r,三个可变电阻分别用R 、R 和R 表示。那么,在三个可变电阻的阻值变化的过程中,一定能
1 2 3
够使得通过R 的电流变小的方案是( )
3
A.R、R 和R 都变大 B.R、R 和R 都变小
1 2 3 1 2 3
C.R 和R 变大,R 变小 D.R 和R 变大,R 变小
1 2 3 1 3 2
2.(2022秋·贵州遵义·高二期末)若用如图所示电路图定性研究平行板电容器的某些特点。电源
,内阻约5Ω,保护电阻 ,滑动变阻器最大阻值100Ω,电流计G无电流通过时指针在正
中央。现将滑动变阻器划片滑至最上端,闭合开关,稳定后,可预期的正确结果是( )
A.稳定后,电流计G有电流通过
B.缓慢滑动划片向下过程中,电路对电容器充电
C.稳定后,若立即断开开关,电流计指针没有偏转
D.缓慢滑动划片向下过程中,稳定时恰能悬浮在平行板电容器间的带电液滴将向下运动
3.(2023秋·重庆南岸·高二重庆市第十一中学校校考期末)如图所示,当开关闭合、滑动变阻器滑片
位于某位置时,水平放置的平行板电容器间一带电液滴恰好处于静止状态,灯泡 L正常发光。现将滑动
变阻器滑片由该位置向a端滑动过程中( )A.灯泡将变亮
B.电压表的示数减小
C.R中有电流流过,方向竖直向上
D.可通过减小两极板间的距离使液滴继续保持静止状态
4.(2023秋·新疆乌鲁木齐·高二乌市八中校考期末)如图所示,电路中电源电动势为 E、内阻为r,
为滑动变阻器, 为定值电阻。开关S闭合后,平行金属板中的带电液滴处于静止状态,电流表和电
压表均为理想电表。当滑动变阻器滑片 P向a端滑动过程中,电压表示数的变化量为 ,电流表 的
示数变化量为 下列说法正确的是( )
A.电流表 的示数减小 B. 绝对值始终保持不变
C.电压表的示数先减小后增大 D.油滴向下运动
5.(2022秋·广东深圳·高三深圳市福田区福田中学校考阶段练习)如图,一带电油滴悬浮在水平放置
平行金属板内静止,若使油滴向下做加速运动,可采用下列哪种方法( )
A.增大R4或减小R2 B.增大R2或减小R5C.增大R3或减小R1 D.减小R3或增大R4
6.(2023秋·广东江门·高二江门市第一中学校考期末)如图所示的电路中,电源内阻不可忽略,电压
表为理想电压表,开关 闭合, 断开时,平行电容器中有一带电液滴刚好静止在两板之间,现将开关
闭合,则下列描述中正确的是( )
A.油滴带正电荷 B.电容器极板电荷将减少
C.油滴将向上运动 D.电压表示数增大
7.(2023秋·江苏泰州·高三靖江高级中学校考期末)学校实验室有一台教学用发电机,输出的交变电
压如图甲所示,将其接在如图乙所示的理想变压器的 a、b两端,闭合开关S,四只相同灯泡均正常发光,
下列说法中正确的是( )
A.图甲所示的交变电压瞬时值表达式为
B.变压器原、副线圈的匝数比为1:3
C.小灯泡的额定电压为9V
D.若断开开关S,灯泡L1变亮、L2变暗
8.(2023秋·新疆乌鲁木齐·高二乌市八中校考期末)A、B是两个完全相同的电热器,A通以图甲所示
的方波交变电流,B通以图乙所示的正弦交变电流。通过两电热器的电流有效值之比 等于( )A. B. C. D.
9.(2023秋·吉林辽源·高二辽源市第五中学校校考期末)如图所示的交流电,在0- T内为正弦规律
变化,则该交流电压的有效值为( )
A.10V B.5V C. D.
10.(2022春·河南驻马店·高二期末)一电阻为10Ω的金属线框置于匀强磁场中,线框平面与磁场方
向垂直,穿过线框的磁通量 随时间t的变化关系如图所示,则线框中感应电流的有效值为( )
A. B. C. D.
11.(2023秋·山东枣庄·高三统考期末)如图所示,KLMN是一个竖直的单重矩形导线框,全部处于磁
感应强度为B的水平方向的匀强磁场中,线框面积为S,电阻为R,MN边水平,线框绕某竖直固定轴以角
速度 匀速转动,转动方向为俯视顺时针。在 时刻,MN边与磁场方向的夹角为30°。则下列判断正
确的是( )A.从图示位置开始,转动30°的过程中,穿过线框的磁通量的变化率逐渐减小
B.从图示位置开始,转动60°的过程中,导线框中电流方向由KLMNK变为KNMLK
C.在 时刻,导线框中感应电动势的瞬时值为
D.从图示位置开始,转动180°的过程中导线框中产生的焦耳热的
12.(2023秋·重庆·高二重庆一中校考期末)一正弦式交变电流 ,下列说法正确的是(
)
A.该交变电流的最大值为
B.该交变电流的有效值为2A
C.该交变电流的频率为5Hz
D.每分钟该交变电流的方向变化240次
13.(2022春·山东泰安·高二校考阶段练习)图示电路中,电阻R1与电阻R2阻值相同,都为R,和
R1并联的D为理想二极管(正向电阻可看作零,反向电阻可看作无穷大),当在A、B间加某一正弦交变电
压时,R2上的电压有效值为 。由此可知,这一正弦交变电压的最大值为( )
A. B. C.20V D.10V
14.(2019秋·山东青岛·高二青岛二中期中)在阻值为 的电阻中通以正弦交变电流,测得在
10min内放出的热量为 ,则此交变电流的最大值为( )A.2A B. C.1A D.0.48A
15.(2023秋·广东广州·高二广州市从化区从化中学校考期末)如图所示,变压器原、副线圈匝数比
,灯泡电阻 ,AB两端电压 。下列说法正确的是( )
A.电流频率为100Hz B.V电压表的读数为8V
C.A电流表的读数为0.5A D.变压器输入功率为5W
16.(2023秋·湖北·高三统考期末)如图所示,理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电,副线
圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻,在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动过程中
( )
A.电流表A1示数变大B.电流表A2示数减小
C.原线圈输入功率增大 D.定值电阻R消耗的功率增大
17.(2022秋·浙江宁波·高二效实中学校考期中)如图所示为一理想变压器,原、副线圈的匝数比为
,原线圈接电压为 的正弦交流电压,输出端接有一个交流电流表和一个电动机,电动机
的线圈电阻为R。当输入端接通电源后,电动机带动一质量为m的重物匀速上升,此时理想电流表的示数
为I,已知重力加速度为g,下列说法正确的是( )A.电动机两端电压为IR B.原线圈中的电流为nI
C.电动机消耗的电功率为 D.重物匀速上升的速度为
18.(2023·湖北武汉·高三统考期末)远距离输电线路中,在保持输送电能总功率、输电距离不变的
情况下,将输电电压U从原来的高压110kV升级为特高压1100kV,下列说法正确的是( )
A.若输电线不变,则输电线中的电流变为原来的10倍
B.若输电线不变,则输电线上损失的电压变为原来的
C.若输电线不变,则输电线上损失的功率变为原来的
D.若输电线不变,用户端消耗的功率变为原来的10倍
19.(2023·辽宁沈阳·辽宁实验中学校联考模拟预测)图(a)是目前世界上在建规模最大、技术难度
最高的水电工程——白鹤滩水电站,是我国实施“西电东送”的大国重器,其发电量位居全世界第二,
仅次于三峡水电站。白鹤滩水电站远距离输电电路示意图如图(b)所示,如果升压变压器与降压变压器
均为理想变压器,发电机输出电压恒定,R表示输电线电阻,则当用户功率增大时( )
A. 示数增大, 示数减小 B. 、 示数都减小C.输电线上的功率损失增大 D. 、 示数的乘积等于 、 示数的乘积
20.(2023秋·湖北武汉·高二武汉外国语学校(武汉实验外国语学校)校考期末)如图所示,某小型
水电站发电机的输出功率 ,发电机的电压 ,经变压器升压后向远处输电,输电线总
电阻 ,在用户端用降压变压器把电压降为 。已知输电线上损失的功率 ,假
设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是( )
A.发电机输出的电流 B.输电线上的电流
C.降压变压器的匝数比 D.用户得到的电流
21.(2022·高三课时练习)如图是某小型电站高压输电示意图,升压、降压变压器均为理想变压器,
输电线总电阻为R,设发电机输出电压不变,则用户端负载增加(用电高峰期)时,下列说法错误的是(
)
A.降压变压器输出电压增大
B.升压变压器输出电压不变
C.输电线上损失的电压增大
D.发电机的输出功率增大
二、多选题
22.(2023秋·北京西城·高二北京四中校考期末)按如图所示的电路连接各元件后,闭合开关S,L1、L2两灯泡都能发光。不考虑灯丝电阻随电压的变化,在保证灯泡安全的前提下,当滑动变阻器的滑
片向左移动时,下列判断正确的是( )
A.L1变暗,L2变亮
B.L1变亮,L2变暗
C.电流表的示数I增大,电压表的示数U减小
D.电压表示数的变化量∆U与电流表示数的变化量∆I的比值变小
23.(2021秋·河北·高三阶段练习)现有一个家用太阳能辅助电路设计如图所示,图中的电源为太阳
能电源,其内阻不可忽略, 、 、 为位于三个房间的规格相同的灯泡,R是光敏电阻, 、 是保
护电阻,合上开关 ,则( )
A.当照射在 上的光变强时, 变亮, 和 都变暗
B.当照射在 上的光变强时, 变暗, 和 都变亮
C.在光照强度不变的情况下,去掉 改成导线,则 会变暗
D.在光照强度不变的情况下, 断路,则 会变亮
24.(2022秋·山东德州·高二德州市第一中学校考期末)如图所示,电源电动势E=9V,内阻未知,两定值电阻阻值R均为10Ω,电容器电容C=100μF,只闭合开关S1,待电路稳定后,电容器电量为q。再
闭合开关S2,当再次达到稳定时电容器电量为 ,以下说法正确的是( )
A.只闭合开关S1,电路稳定后电容器两端电压为3V
B.S1、S2均闭合,电路稳定后电容器所带的电荷量为4.5×10-4C
C.S1均闭合,S2断开时,电源的输出功率达到最大值
D.q=6×10-4C
24.(2022秋·四川成都·高二期中)如图所示,平行金属板中带电粒子 P原来处于静止状态,不考虑
电流表和电压表对电路的影响,R1的阻值和电源内阻 相等。当滑动变阻器R4的滑片向b端移动时
( )
A.电压表读数增大 B.电流表读数减小
C.质点P将向下运动 D.电源的输出功率逐渐增大
26.(2023秋·重庆沙坪坝·高二重庆八中校考期末)如图所示,磁感应强度大小为 的匀强磁场中,
匝数为 、边长为 的正方形线圈绕垂直于磁场的轴 匀速转动,其角速度为 ,线圈总电阻为 。则
( )A.理想电流表的示数为 B.线圈转动过程中的最大电流为
C.线圈转动一周产生的热量为 D.当线圈与中性面的夹角为 时,线圈产生的瞬时电动势为
27.(2023秋·天津河西·高二天津市第四十二中学校考期末)如图甲所示,理想变压器原、副线圈匝
数比为5:1,原线圈a、b两端输入如图乙所示正弦交流电压,副线圈c、d连接的电阻R=10Ω,下列说
法正确的是( )
A.理想电压表示数为
B.理想电流表示数为0.4A
C.电阻R的电功率为40W
D.原线圈输入的交变电压的瞬时值表达式为
28.(2023秋·内蒙古通辽·高二开鲁县第一中学校考期末)图为街头变压器给用户供电的示意图。输
出电压通过输电线输送的用户,两条输电线的总电阻为 ,变阻器R代表用户用电器的总电阻,当用户
用电器增加时,相当于滑动变阻器接入电路中的阻值减小。输入电压可以认为保持不变,不计电表的内
阻及变压器上的能量损失,当用户用电器增加时,则( )
A.电压表 的示数减小 B.电流表 的示数增大C.电压表 的示数减小 D.电流表 的示数减小
29.(2022·安徽滁州·模拟预测)如图所示的理想变压器电路中,三个灯泡L1、L2、L3完全相同,定
值电阻的阻值为R,变压器原副线圈的匝数比为1:2。开始时三个开关均断开,a、b端接入恒定的正弦
交流电压,闭合开关 、 ,灯泡L1、L2均正常发光,定值电阻R消耗的功率与一个灯泡消耗的功率相
同,则下列说法正确的是( )
A.灯泡的电阻为4R
B.再闭合S3,灯泡L3也能正常发光
C.再闭合S3,灯泡L1、L2均变暗
D.闭合S3后,灯泡L2亮度变暗,再断开S1,灯泡L2亮度不变
30.如图所示,理想变压器的原、副线圈匝数比为2:1,原线圈通过灯泡L1与正弦式交流电源相连,电
源电压恒定,副线圈通过导线与灯泡L2和L3相连,三个灯泡规格完全相同.开始时开关S处于断开状态.
当S闭合后,所有灯泡都能发光.下列说法中正确的是
A.闭合开关S后,灯泡L1和L2亮度相同
B.闭合开关S后,灯泡L1变亮,灯泡L2的亮度不变
C.闭合开关S后,灯泡L2两端的电压变小
D.闭合开关S后,变压器原线圈的输入功率不变
31.(2022秋·广东湛江·高三校考阶段练习)如图所示为远距离输电示意图,升压变压器和降压变压
器为理想变压器,发电机输出电压不变,输出功率为 、升压变压器输出电压为 、输电线损失功率为、降压变压器输出电压为 ,当并入电路的用电器增多时( )
A. 变大 B. 变大 C. 变大 D. 变大
三、解答题
32.(2022秋·湖南长沙·高三长郡中学阶段练习)如图所示,已知电源电动势 ,内阻 ,
保护电阻 。
(1)当电阻箱R读数为多少时,保护电阻 消耗的电功率最大,并求这个最大值;
(2)当电阻箱R读数为多少时,电阻箱R消耗的功率 最大,并求这个最大值;
(3)求电源的最大输出功率。
33.(2018·全国·高三专题练习)如图所示电路中,电阻R1=3 Ω,R3=6 Ω.调节电阻箱R2的阻值,
使其接入电路的阻为R2=3 Ω,S扳至1时,电流表的示数为1.0 A,S扳至2时,电流表示数为1.5 A,
电流表内阻不计。
(1)求S扳至2时,外电路的总电阻;
(2)求电源的电动势和内阻;
(3)将S扳至1,调节电阻箱R2的阻值,当R2为多大时,电阻箱R2的上功率最大?34.(2022秋·江苏常州·高二阶段练习)如图所示,已知电源电动势E=6V,内阻r=1Ω,若电阻箱R
的最大值为3Ω,R=6Ω,求:
0
(1)当电阻箱R的读数为多少时,电阻箱R的功率最大,并求这个最大值;
(2)电阻箱R的功率最大时,电源的效率是多少?
35.(2016·福建南平·高三阶段练习)如图所示,R为电阻箱,电压表为理想电压表.当电阻箱读数为
时,电压表读数为 ;当电阻箱读数为 时,电压表读数为 .求:
(1)电源的电动势E和内阻r。
(2)当电阻箱R读数为多少时,电源的输出功率最大?最大值 为多少?此时电源的效率为多少?
35.(2022秋·山东枣庄·高二枣庄市第三中学期中)如图所示,电源电动势 ,内电阻 ,
电容器的电容 ,电阴 , , 、 为电阻箱,闭合开关S。
(1)若 ,求电路稳定时电容器的带电量Q;
(2)调节电阻箱 的阻值,求 功率的最大值。36.(2019秋·贵州黔西·高二阶段练习)如图,电路中 为阻值为 的定值电阻,R为电阻箱,电源
内阻不可忽略,A为理想电流表,当电阻箱阻值为 时,电流表示数为2A;当电阻箱阻值为 时,电
流表示数为1A.
(1)求电源的电动势和内电阻;
(2)调节电阻箱的阻值,当R为多少时,R0消耗功率最大,最大是多少?
(3)当R为多少时,R消耗的功率最大,最大是多少?
37.(2023秋·湖北·高二校联考期末)小明坐在汽车的副驾驶位上看到一个现象:当汽车的电动机启
动时,汽车的车灯会瞬时变暗。汽车的电源、电流表、车灯、电动机连接的简化电路如图所示,已知汽
车电源电动势为 ,内阻为 。车灯接通电动机未启动时,电流表示数为 ,电动机启动的瞬间,
电流表示数达到 。求:
(1)车灯的电阻为多少;
(2)电动机启动时,车灯的功率减少了多少?
38.(2022秋·广东广州·高二广州市协和中学校联考期末)如图所示电路,A、B为竖直放置的平行板
电容器的两极板。一质量为 且带正电的小球,用绝缘细线悬于两极板间的O点。闭合开关S后,小球静止时细线与竖直方向的夹角 。已知两极板间距 ,电源电动势 ,内阻 ,
电阻 , , , , ,求:
(1)电阻 两端的电压;
(2)小球所带的电荷量。
39.(2022秋·陕西渭南·高二统考期末)如图所示电路,电源内阻 ,定值电阻 ,
平行板电容器两板间距 ,板长 。两极板左端正中间有一可源源不断地向板间水平发出初
速度 、带正电微粒的装置,当S闭合,并在平行板间加入垂直于纸面向外的匀强磁场,磁感
应强度 ,带电微粒恰好可沿板中线做匀速直线运动(已知带电微粒质量为 ,电量
,不计粒子间的相互作用,重力不计)。
(1)平行板间的电压为多大?
(2)电源电动势E为多大?
(3)若撤去磁场,带电微粒能否飞出电场?若能,求出粒子飞出电场时沿垂直于极板方向的偏转位移大
小及此时速度的大小:若不能,求出粒子打在极板的位置距极板右端的距离及打在极板前瞬间速度的大
小。40.(2022秋·山东菏泽·高二山东省鄄城县第一中学期中)如图,电源的内阻 ,定值电阻
,竖直放置的平行金属板 A、B 与滑动变阻器 R 相连,金属板间距 ,一个质量
,电量 的带电小球用绝缘细线悬挂于O点,当R滑片放置距左端四分之一处时,
接通开关S,小球静止时与竖直方向的夹角 。当R滑出至最右端时,接通开关S,小球静止时与竖直方
向的夹角为45°。( , ),求:
(1)当夹角为 时,A、B间的匀强电场的场强大小;
(2)电源的电动势大小。
41.(2023秋·河北邯郸·高二校考期末)将硬导线中间一段弯成直径d=1m的半圆形,它在磁感应强度
大小 、方向如图所示的匀强磁场中绕ab轴匀速转动,硬导线在a、b两处通过电刷与外电路连
接,外电路有一“12V,12W”的小灯泡并正常发光,电路中除灯泡外,其余部分电阻不计,求:
(1)硬导线在磁场中匀速转动的转速n:
(2)由图示位置开始计时,该感应电流的瞬时值表达式及在 时导线中的瞬时电流i。
42.(2023秋·湖北武汉·高二武汉外国语学校(武汉实验外国语学校)校考期末)如图所示,一个小
型旋转电枢式交流发电机,其矩形线圈的边 ,边 ,共有 匝,总电阻
为 ,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为 的定值电阻,电压表为理想电表,线圈以角速度 在磁感应强度为 的匀强磁场中绕与磁场方向垂直的对称轴 匀速转动,从
图示位置(线圈平面与磁场平行)开始计时,求:( ,结果可保留根号)
(1)写出线圈转动过程中感应电动势的瞬时值表达式;
(2)线圈从图示位置开始到转过 时的瞬时电流;
(3)电压表示数;
(4)线圈转一圈的过程中整个电路产生的焦耳热;
(5)从图示位置开始的 周期内通过R的电荷量。
43.(2017春·北京·高二北京四中期中)图为一个小型交流发电机的原理示意图,其矩形线圈的面积
为S,共有n匝,线圈总电阻为r,可绕与磁场方向垂直的固定对称轴 转动,线圈处于磁感应强度为
B的匀强磁场中,线圈在转动时可以通过滑环和电刷保持与外电路电阻R的连接,在外力作用下线圈以恒
定的角速度 绕轴 匀速转动,(不计转动轴及滑环与电刷的摩擦)从图示位置开始计时,求:
(1)请写出线圈产生的电动势的瞬时值表达式;
(2)求线圈匀速转动过程中交流电压表的示数;
(3)不计摩擦,经过时间t,求外界驱动线圈做的功。
44.(2022春·浙江宁波·高二期中)如图所示,边长为L的正方形线圈abcd由n个匝组成,总电阻为
r。外电路中小灯的电阻为R。若线圈从图示位置开始,在匀强磁场中以角速度 绕OO'轴匀速转动,匀
强磁场的磁感应强度为B,交流电压表为理想电表。试求:
(1)闭合电路中产生感应电动势的最大值;(2)从图示位置开始计时,写出感应电动势瞬时表达式;
(3)线圈从图示位置转动180°过程中,通过R的电荷量;
(4)线圈从图示位置转动180°过程中,电路中产生热量;
(5)电压表示数。
45.(2021春·贵州黔南·高二阶段练习)如图所示,面积为 ,匝数为100匝的矩形线圈,在
的匀强磁场中绕垂直于磁感线的 轴以角速度 匀速转动。已知线圈总电阻 ,外
电路电阻 。求:
(1)从图示位置开始计时,感应电动势的瞬时表达式;
(2)在线圈由图示位置转过90°的过程中,电阻R上产生的焦耳热( 取3.14);
(3)在线圈由图示位置转过90°的过程中,通过电阻R的电荷量。
46.(2023秋·江苏南通·高二统考期末)如图所示,一小型旋转电枢式交流发电机的矩形线圈共有
匝,线圈总电阻为 ,边 ,边 ,与线圈两端相接触的集流环上接有一个阻值为
的定值电阻。现线圈从初始位置(线圈平面与磁场平行)绕与匀强磁场方向垂直的轴 匀速转动。已
知磁感应强度为 ,线圈的角速度为 ,电压表为理想电表。求:
(1)电压表的示数 ;
(2)当线圈平面与初始位置的夹角为 时, 边受到的安培力大小 。47.(2022秋·重庆沙坪坝·高二重庆南开中学校考期末)矩形线框 以恒定的角速度 绕对角线
转动。 的左侧存在着垂直纸面向外、磁感应强度为 B的匀强磁场,已知 长为 , 长为 ,
线框电阻为R。 时刻线框平面与纸面重合,求:
(1)线框中电流的最大值;
(2)线框转动一周的过程中电阻上产生的热量。
48.(2022·全国·高二专题练习)交流发电机的原理如图甲所示,闭合的矩形线圈放在匀强磁场中,
绕 轴匀速转动,在线圈中产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示,已知线圈的电阻为 ,
求:
(1)线圈电阻上产生的电热功率是多少?
(2)保持线圈匀速转动, 内外界对线圈做的功是多少?
49.(2021秋·云南临沧·高二阶段练习)如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发电
机的电压U1=250V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R线=8Ω,在用户端用降压变压器把电压
降为U4=220V。已知输电线上损失的功率P线=5kW,假设两个变压器均是理想变压器,求:
(1)输电线上的电流I线;
(2)降压变压器的匝数比n3︰n4。50.(2022春·黑龙江牡丹江·高二牡丹江市第二高级中学期末)某小型水电站发电机的输出功率 P=
200kW,发电机的电压U=500V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R输=4Ω,在用户端用降压
1
变压器把电压降为U =220V。已知输电线上损失的功率为发电机输出功率的5%,假设两个变压器均是理
4
想变压器,求:
(1)输电线上的电流。
(2)升压变压器的匝数比。
(3)降压变压器的输入电压。
51.(2021春·江西·高二期中)某小型水电站发电机的输出功率为P,发电机输出的电压为U,经变压
器升压后向远处输电,用户端用降压变压器降压。已知输电线的电阻为 R,输电线上损失的功率为发电机
输出功率的 倍,用户得到的电压为发电机输出电压的 倍。已知两个变压器均为理想变压器,求:
(1)输电线上的电流 ;
(2)升压变压器原、副线圈匝数比与降压变压器原、副线圈匝数比的乘积。【