2019高考物理解题方法讲与练12交变电流的综合应用含解析

2019 届高考物理复习针对训练：交变电流一、单项选择题1．如下图的电路中，ab 间接上某一沟通电源，三盏灯都正常发光．若保持电源电压恒定，增大沟通电的频次，以下说法正确的选项是（）A．L1变暗， L3变亮B．L1、L2、L3都变亮C．L1、L2、L3都变暗D． L1、 L2、 L3亮度都不变【答案】 A2．关于理想变压器 ,以下说法中不正确的选项是（）A．原线圈的输入功率跟着副线圈的输出功率增大而增大B．原线圈的输入电流跟着副线圈的输出电流增大而增大C．原线圈的电压不随副线圈的输出电流变化而变化D．当副线圈的电流为零时 ,原线圈的电压也为零【答案】 D3．匀强磁场中，矩形金属线框绕与磁感线垂直转轴匀速转动，如图 1 所示，产生的交变电动势的图象如图 2 所示，则（）A ． t=0.01s 时线框的磁通量为零B． t=0.01s 时线框的感生电动势最大C．线框转动过程中电流的方向不变D ．该交变电动势的刹时价表达式为（V）【答案】 D4．如下图的电路由沟通电源供电，L 为带有铁芯且不计直流电阻的线圈，以下方案中可能使小灯泡变暗的是A．仅增添电源的频次B．仅拔出线圈中的铁芯C．仅减小线圈的匝数D．仅换用与沟通电源电压有效值同样的直流电源【答案】 A5．从发电站输出的功率为220kW, 输电线的总电阻为1Ω,分别用 110V 和 110KV 两种电压输电 .两种状况下输电线上由电阻造成的电压损失之比为( )A ． 1000： 1B． 1： 1000C． 106： 1D． 1：106【答案】 A6．如下图，将一平均导线围成一圆心角为60°的扇形导线框OMN ，O 为圆心，半径为 R，线框总电阻为r，将线框 O 点置于坐标系的原点，在二、四象限有垂直于纸面向外的匀强磁场，磁感觉强度为B．从 t=0 时辰开始，导线框绕O 点以角速度ω匀速转动，则导线框中感觉电流的有效值为（）A．B．C．D．【答案】 C7．如图甲所示，一矩形金属线圈在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动，产生的电动势随时间的变化图象如图乙所示，则（）A ．线圈转动的频次为4HzB．时穿过线圈的磁通量为零C ．时穿过线圈的磁通量变化率为零D．该线圈产生的电动势表达式为【答案】 D8．电阻为1Ω线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的转轴匀速转动，产生交变电流的图像如图所示，连结阻值为10Ω的电阻，由图中信息能够判断A ．在 t=0． 01 时辰穿过线圈的磁通量为零B．在 t 时辰线圈磁通量的刹时价为BSsin ωtC ．电阻每秒种产生的热量为5JD ．一个周期内电阻耗费电功率为5W【答案】A9．如下图，一自耦变压器接在沟通电源上，V l、 V 2为理想电压表。

交变电流的综合应用李仕才专题十二：交变电流的综合应用交变电流的描述交变电流在高考中以选择题的形式出现，其中交变电流的描述的考查在高考中占了很大的比例，主要的描述方法有以下几种．1．图象描述正弦交流电图象一般是i－t，e－t，Φ－t图象，每个图象上一个完整的正弦曲线的水平2π长度就是一个周期，根据ω＝可以求得ω，由周期也可求得频率．Ti－t、e－t图象峰值对应线圈平面处于与磁感线平行的位置，磁通量为零，磁通量变化率最大．i－t、e－t图象与横轴交点处，对应线圈位于中性面位置，磁通量最大，磁通量变化率为零．Φ－t图象峰值对应电流为零，Φ－t图象是正弦规律变化时，对应的i－t、e－t图象是余弦规律变化．感应电动势最大值E m＝nBSω.2．用物理量来描述交变电流(1)“四值”指的是：交变电流的最大值、瞬时值、有效值和平均值．(2)“四值”的应用：①在求解电容器的击穿电压等物理量用最大值．②在研究某一时刻通有交流电的导体受到的安培力时应采用瞬时值．瞬时值可由瞬时值表达式计算得出．③求电功、电功率(平均功率除外)以及确定保险丝的熔断电流等物理量时，要用有效值计算．I m正弦交流电的有效值与最大值间存在I＝的关系，其他交变电流只能根据交流电有效2值的定义依据电流的热效应来计算．－④求一段时间内通过导体横截面的电荷量时要用平均值，如q＝I t.－E－ΔΦ－平均值的计算要用法拉第电磁感应定律E＝n和欧姆定律I＝来计算．并且不同Δt R＋r时间段内的平均值可能会不同．例如图，理想变压器原、副线圈匝数比n1:n2＝2:1，和均为理想电表，灯泡电阻R L＝6 Ω，AB端电压u1＝12 2si n100πt(V)．下列说法正确的是()A.电流频率为100 HzB. 的读数为24 VC. 的读数为0.5 AD.变压器输入功率为6 W解析交流电的瞬时值的表达式为u＝U m sinωt＝U m sin2πft，由此可知，电流频率为501U m U1n2Hz，A项错误；变压器的输入电压U 1＝＝12 V，电压表测量变压器的输出电压U2＝＝6 V，2 n1U2B项错误；电流表示数I2＝＝1 A，C项错误；变压器输入功率与输出功率相等，P1＝P2＝I2U2R1＝6 W，D项正确．答案 D2。

交变电流1．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。

利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。

若发电机线圈的转速变为原来的，则A. R消耗的功率变为B. 电压表V的读数为C. 电流表A的读数变为2ID. 通过R的交变电流频率不变【来源】2018年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 B【点睛】本题考查了交流电最大值，有效值，频率，变压器等；需要知道交流电路中电表的示数为有效值，在理想变压器中，恒有，副线圈消耗的功率决定了原线圈的输入功率．考点定位】考查了理想变压器，电功率的计算【方法技巧】对于变压器需要掌握公式、，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型：一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象。

当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源。

考点定位】变压器的构造和原理【名师点睛】根据图象准确找出已知量，是对学生认图的基本要求，准确掌握理想变压器的特点及电压、电流比与匝数比的关系，是解决本题的关键。

1．如图所示，理想变压器原副线圈各接一个电阻和，原线圈中接有220V交流电源，此时两只电阻上的电压都是10V，设变压器原副线圈的匝数比为n：1，电阻和消耗的功率之比为k：1，则A． B．C． D．【答案】 A【解析】考点：考查了理想变压器【名师点睛】对于变压器需要掌握公式、，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，2．如图甲所示，自耦理想变压器输入端a、b接入图乙所示的交流电源，一个二极管和两个阻值均为R=40 Ω的负载电阻接到副线圈的两端，电压表和电流表均为理想交流电表。

交变电流【满分：110分时间：90分钟】一、选择题（本大题共12小题，每小题5分，共60分。

在每小题给出的四个选项中， 1~8题只有一项符合题目要求； 9~12题有多项符合题目要求。

全部选对的得5分，选对但不全的得3分，有选错的得0分。

）1．在如图所示的电路中，理想变压器的匝数比为2:1，四个标有“6 V、6 W”的完全相同的灯泡L1、L2、L3、L4，按如图方式接入电路，其中L1恰能正常发光；忽略灯泡电阻随电压的变化，电路中的电表均为理想交流电表，下列选项中正确的是( )A．L2、L3、L4均能正常发光B．电流表的示数为0.5 AC．m、n两点间所加的电压为14 VD．整个电路消耗的总功率为18 W【答案】 C考点：变压器【名师点睛】对于变压器问题；首先知道电压和电流与匝数的关系；变压器的输入功率等于输出功率；一般是先从初级电压开始计算次级电压，然后从次级电流和功率讨论初级功率．4．在匀强磁场中一矩形金属框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则( )A．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合B．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零C．线框产生的交变电动势有效值为311 VD．线框产生的交变电动势频率为100 Hz【答案】 A【解析】【详解】由图乙可知，当0.01s时，感应电动势为零，则此时穿过线框回路的磁通量最大，处于中性面，故A正确；由图乙可知，当0.005s时，感应电动势最大，则此时穿过线框回路的磁通量变化率最大，故B错误；线框产生的产变电动势的有效值：，故C错误；由图可知，交流电的周期为0.02s，则频率为：，故D错误。

所以A正确，BCD错误。

5．如图甲是远距离输电线路示意图，图乙是用户端电压随时间变化的图象，则( )A．发电机产生的交流电的频率是100 HzB．降压变压器输出的电压有效值是340 VC．输电线的电流仅由输送功率决定D．仅增加升压变压器的副线圈匝数，其他条件不变，输电线上损失的功率减小【答案】 D点睛：本题考查了有关交流电描述的基础知识，要根据交流电图象正确求解最大值、有效值、周期、频率、角速度等物理量，同时正确书写交流电的表达式．6．如图所示，理想变压器原线圈接交流电源和理想交流电流表，副线圈接热水器和抽油烟机，原副线圈的匝数比为4:1，副线圈上电源的瞬时值，开关S断开时，电流表示数是1A，开关S闭合时，电流表示数是1．25A，下列说法正确的是A．交流电源输出电压的最大值是55VB．交流电源输出电压的最大值是880VC．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是1100WD．S闭合时，抽油烟机消耗的功率是220V【答案】 D【解析】考点：考查了理想变压器【名师点睛】对于变压器需要掌握公式1122U n U n =、1222I n I n =，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型，一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象．同时当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源，7．一个矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，周期为T ．从中性面开始计时，当t ＝T 时，线圈中感应电动势的瞬时值为3 V ，则此交流电的有效值为 （ ） A ．6 V B ．3 V C ．3 V D ． 6 V 【答案】 C【解析】矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动时，从中性面开始计时，线圈中感应电动势的瞬时值表达式为; 当 时瞬时值e=3V ，代入解得 E m =6V ；电动势有效值，故选C. 点睛：对于感应电动势的瞬时值表达式e=E m sinωt 要注意计时起点必须是从中性面开始，否则表达式中初相位不为零.11．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为22:3，原线圈接的交流电，副线圈接电阻R 1=R 2=30Ω, D 为二极管。

热点29 交变电流、交变电流的图象(Ⅰ) 正弦式交变电流的函数表达式、峰值和有效值(Ⅰ) (1)交变电流：大小和方向都随时间做周期性变化的电流．方向做周期性变化是交变电流的重要特征． (2)交变电流的图象描述了电流或电压随时间的变化规律，正弦式交变电流的图象是一条正弦或余弦曲线． (3)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，正弦式交变电流的有效值与最大值的关系为：E ＝E m2，U ＝U m 2，I ＝I m2.在计算电功、电功率、电热时用交变电流的有效值． (4)正弦式交变电流的表达式i ＝I m sin ωt ＝nBSωRsin ωt . 其中最大值I m ＝nBSωR ，有效值I ＝I m 2＝nBSω2R.热点30 理想变压器(Ⅱ) 远距离输电(Ⅰ)(1)理想变压器的规律：U 1U 2＝n 1n 2，I 1I 2＝n 2n 1，P 1＝P 2.功率不变，频率不变，磁通量的变化率不变．(2)理想变压器原、副线圈的制约关系：U 1决定U 2，I 2决定I 1，P 2决定P 1.(3)输电线上损耗的功率P 损＝I 2r ＝(PU )2r .由此可以看出当输送电功率一定时，输电电压U 提高到原来的n 倍，输电线上损耗的功率减小为原来的1n 2.热点一 交变电流的图象和“四值”问题1．边长为a 的N 匝正方形线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线且与线圈在同一平面内的对称轴匀速转动，转速为n ，线圈所围面积内的磁通量φ随时间t 变化的规律如图所示，图象中φ0为已知。

则下列说法中正确的是( )A ．t 1时刻线圈中感应电动势最大B ．t 2时刻线圈中感应电流为零C ．匀强磁场的磁感应强度大小为φ0Na2D ．线圈中瞬时感应电动势的表达式为e ＝2N πφ0n cos 2πnt答案： D2．将阻值为100 Ω的电阻丝绕成一个110匝的闭合矩形线圈，让其在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的轴匀速转动，产生的感应电动势如图乙所示。

交变电流纵观近几年高考试题，预测2019年物理高考试题还会考：1、对本专题知识点高考每年必考．命题频率较高的知识点有交变电流的变化规律(包括图象)、最大值与有效值等，以选择题的形式出现。

2、变压器的原理，电压比、电流比及功率关系是考查的重点；将本章知识与电磁感应等结合的力、电综合题，或考查与本章知识有关的实际应用。

考向01 交变电流的产生和描述1.讲高考（1）考纲要求能掌握交变电流的产生和描述，会写出交变电流的瞬时值表达式；能认识交变电流的图象和进行有效值、最大值的计算．（2）命题规律交变电流的产生及描述(e、u、i的瞬时值表达式、最大值、有效值、周期、频率)，特别是有效值的计算是考查的热点。

案例1．一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。

该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。

则Q方:Q 正等于A. B. C. 1:2 D. 2:1【来源】2018年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国III卷）【答案】 D点睛此题将正弦交变电流和方波交变电流、有效值、焦耳定律有机融合。

解答此题常见错误是：一是把方波交变电流视为正弦交变电流；二是认为在一个周期T内产生的热量与电压有效值，导致错选B；三是比值颠倒，导致错选C。

考点定位】交变电流的规律和“四值问题”考点定位】电感、电容对交流电的阻碍作用【名师点睛】本题主要考查电感、电容对交流电的阻碍作用，即感抗、容抗的大小与什么因素有关，记住这个问题不难解决．2．讲基础（1）正弦交流电的产生和图象①产生：在匀强磁场里，线圈绕垂直于磁场方向的轴匀速转动．②中性面：与磁场方向垂直的平面；中性面的特点：(a)线圈位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零；(b)线圈转动一周，两次经过中性面．线圈每经过中性面一次，电流的方向就改变一次．③图象：用以描述交流电随时间变化的规律，如果线圈从中性面位置开始计时，其图象为正弦函数曲线．（2）正弦交变电流的函数表达式、峰值和有效值①正弦式交变电流的函数表达式(线圈在中性面位置开始计时)( 其中ω等于线圈转动的角速度，E m＝nBSω)(a)电动势e随时间变化的规律：e＝E m sin_ωt.(b)负载两端的电压u随时间变化的规律：u＝U m sinωt.(c)电流i随时间变化的规律：i＝I m sinωt.②交变电流的瞬时值、峰值、有效值(a)瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数．(b)峰值：交变电流的电流或电压所能达到的最大值，也叫最大值．(c)有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值叫做交变电流的有效值．对正弦交流电，其有效值和峰值的关系为：，，.(d)平均值：是交变电流图象中波形与横轴所围面积跟时间的比值．3．讲典例案例1．（多选）将一总电阻为1Ω，匝数n=4的线圈放在匀强磁场中，已知磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻其穿过线圈的磁通量按图示规律变化，则（）A．在0～8s内与8s～10s内线圈内的电流方向相同B．在0～8s内通过线圈导线截面的电荷量为8CC．在8s～10s线圈中感应电动势为1VD．现象中产生交变电流的有效值为2A【答案】 BD【趁热打铁】（多选）如图所示，电阻为r的矩形线圈面积为S，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度ω匀速转动．匀强磁场的磁感应强度为B，t＝0时刻线圈平面与磁场垂直，各电表均为理想交流电表，则( )A．滑片P下滑时，电压表的读数变大B．图示位置线圈中的感应电动势最大C．线圈从图示位置转过180°的过程中，电阻R上产生的焦耳热为D．1s内流过R的电流方向改变次【答案】 ACD【解析】P下滑时外阻变大，电流变小，内压变小，外压变大，则电压表的读数变大。

高考物理九江电磁学知识点之交变电流解析含答案一、选择题1．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I 2．则（ ）A ．用户端的电压为I 1U 1/I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 12rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U2．如图所示，有一矩形线圈面积为S ，匝数为N ，总电阻为r ，外电阻为R ，接触电阻不计.线圈绕垂直于磁感线的轴'OO 以角速度w 匀速转动，匀强磁场的磁感应强度为.B 则()A ．当线圈平面与磁感线平行时，线圈中电流为零B ．电流有效值2NBSw I R r=+ C 2NBSwD ．外力做功的平均功率()22222N B S w P R r =+ 3．采用220 kV 高压向远方的城市输电．当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的14，输电电压应变为（ ） A ．55 kV B ．110 kV C ．440 kV D ．880 kV4．在匀强磁场中，一矩形金属线圈绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所示，则 ( )A．t＝0.005s时线圈平面与磁场方向平行B．t＝0.010s时线圈的磁通量变化率最大C．线圈产生的交变电动势频率为100HzD．线圈产生的交变电动势有效值为311V5．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为2∶1，电阻55Ω，电流表、电压表均为理想电表。

原线圈A、B端接入如图乙所示的正弦交流电压，下列说法正确的是A．电流表的示数为4.0AB．电压表的示数为155.6VC．副线圈中交流电的频率为50HzD．穿过原、副线圈磁通量的变化率之比为2∶16．如图所示为某住宅区的应急供电系统，由交流发电机和副线圈匝数可调的理想降压变压器组成．发电机中矩形线圈所围的面积为S，匝数为N，电阻不计，它可绕水平轴OO′在磁感应强度为B的水平匀强磁场中以角速度ω匀速转动．矩形线圈通过滑环连接降压变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，R0表示输电线的电阻．以线圈平面与磁场平行时为计时起点，下列判断正确的是A．若发电机线圈某时刻处于图示位置，变压器原线圈的电流瞬时值为零B．发电机线圈感应电动势的瞬时值表达式为e = NBSω sinωtC．当用电量增加时，为使用户电压保持不变，滑动触头P应向上滑动D．当滑动触头P向下移动时，变压器原线圈两端的电压将升高7．如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，原线圈输入如图乙所示的交变电压。

温馨提示:此题库为Word版，请按住Ctrl,滑动鼠标滚轴，调节合适的观看比例，点击右上角的关闭按钮可返回目录。

考点12交变电流、选择题1. （2018 •广东理综• T19）图（a）左侧的调压装置可视为理想变压器, 负载电路中为理想电流表和电压表。

若原线圈接入如图（b）所示的正弦交变电压，电压表的示数为110V,下列表述正确的是A.电流表的示数为2AB. 原、副线圈匝数比为1:2C.电压表的示数为电压的有效值D. 原线圈中交变电压的频率为100Hz【思路点拨】：解答本题应该把握以下四点最大值和有效值之间的关系变压器的变压原理电流表、电压表的示数均指有效值原、负线圈的匝数比等于电压比110A = 2A,A正确；原、负线圈的电压比等于匝数比，所以R 55匝数比为2:1 , B错误；电压表的示数指交变电流的有效值，【精讲精析】选A.C.电流表的示数为:C正确；由（b）知交流电的周期为0.02s,故频率为50HZ,D错误。

2. （2018 •福建理综• T15）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比m:n 2=5:1，电阻R=20 ■ 1, L1、L2为规格相同的两只小灯泡，S1为单刀双掷开关。

原线圈接正弦交变电源，输入电压u随时间t的变化关系如图乙所示。

现将S接1、S2闭合，此时L2正常发光。

下列说法正确的是（）R ：5A. 输入电压u的表达式u=20、.2sin（50二t）VB. 只断开Sa后，L i、L2均正常发光C. 只断开Sa后，原线圈的输入功率增大D. 若S换接到2后，R消耗的电功率为0.8W【思路点拨】解答本题时可按以下思路分析：由图乙得输入端电压的最大值、有效值及周期；由变压器的匝数比得副线圈的电压；据开关的变换分析负载的变化，从而知道功率的变化【精讲精析】选D.由图乙知周期为0.02s，因此输入电压的表达式u =20、一2sin（100二t）V ,A错；只断开S, L i、L2的电压小于额定电压，都不能正常发光，B错；只断开S2,负载电阻变大，功率变小，C错；S i换接到22后，据P =U出和U A =土得R消耗的功率为0.8W,故选D.R U出匕3. （2018 •新课标全国卷・T17）如图，一理想变压器原副线圈的匝数比为1: 2;副线圈电路中接有灯泡，灯泡的额定电压为220V,额定功率为22W原线圈电路中接有电压表和电流表。

1．一正弦式交变电流的瞬时电流与时间的关系式为i ＝102sin ωt (A)，其中ω＝314rad/s 。

它的电流的有效值为( )A ．10AB ．102AC ．50AD ．314A 答案：A解析：由题中所给电流的表达式i ＝102sin ωt (A)可知，电流的最大值为102A ，对正弦式交变电流有I 有＝I 最大值2，所以有效值为10A ，选项A 正确。

2．如图，实验室一台手摇交流发电机，内阻r ＝1.0 Ω，外接R ＝9.0 Ω的电阻。

闭合开关S ，当发电机转子以某一转速匀速转动时，产生的电动势e ＝102sin10πt (V)，则 ( )A ．该交变电流的频率为10 HzB ．该电动势的有效值为10 2 VC ．外接电阻R 所消耗的电功率为10 WD ．电路中理想交流电流表的示数为1.0 A答案：D3．一台电风扇的额定电压为交流220V 。

在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I 随时间t 的变化如图所示。

这段时间内电风扇的用电量为 ( )A ．3.9×10－2度 B ．5.5×10－2度 C ．7.8×10－2度D ．11.0×10－2度答案：B解析：由于电风扇正常工作，根据W ＝UIt 可得：W ＝220×(0.3×10＋0.4×10＋0.2×40)×60J ＝1.98×105J ＝5.5×10－2kW·h ，选项B 正确。

4．一个匝数为100匝，电阻为0.5Ω的闭合线圈处于某一磁场中，磁场方向垂直于线圈平面，从某时刻起穿过线圈的磁通量按图示规律变化。

则线圈中产生交变电流的有效值为 ( )A ．52AB ．25AC ．6AD ．5A 答案：B解析：0～1s 内线圈中产生的感应电动势E 1＝n ΔΦΔt ＝100×0.01V ＝1V ,1～1.2s 内线圈中产生的感应电动势E 2＝nΔφΔt ＝100×0.010.2V ＝5V ，对一个定值电阻，在一个周期内产生的热量Q ＝Q 1＋Q 2＝120.5×1＋520.5×0.2J ＝12J ，根据交变电流有效值的定义Q ＝I 2Rt ＝12得：I ＝25A ，故B 正确，ACD 错误。

专题12 交变电流2021年高考题1．（2021·山东卷）输电能耗演示电路如图所示。

左侧变压器原、副线圈匝数比为1∶3，输入电压为7.5V 的正弦交流电。

连接两理想变压器的导线总电阻为r ，负载R 的阻值为10Ω。

开关S 接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2∶1，R 上的功率为10W ；接2时，匝数比为1∶2，R 上的功率为P 。

以下判断正确的是（ ）A ．10Ωr =B ．5Ωr =C ．45W P =D ．22.5W P =【答案】BD 【解析】当开关S 接1时，左侧变压器次级电压U 2=3×7.5V=22.5V电阻R 上的电压，即右侧变压器的次级电压410V U PR ==电流441A U I R== 则右侧变压器初级电压3210V 20V 1U =⨯=电流311A=0.5A 2I =⨯则2335ΩU U r I -== 当开关S 接2时，设输电电流为I ，则右侧变压器的次级电流为0.5I ；右侧变压两边电压关系可知2340.5U Ir IRn n -= 解得I =3A则R 上的功率2(0.5)22.5W P I R ==故选BD 。

2．（2021·河北卷）如图，发电机的矩形线圈长为2L 、宽为L ，匝数为N ，放置在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为0n 、1n 和2n ，两个副线圈分别接有电阻1R 和2R ，当发电机线圈以角速度ω匀速转动时，理想电流表读数为I ，不计线圈电阻，下列说法正确的是（ ）A ．通过电阻2R 的电流为12n In B ．电阻2R 两端的电压为211n IR n C ．0n 与1n 的比值为212NBL IR ωD ．发电机的功率为21202()NBL I n n n ω+【答案】BC 【解析】AB ．由题知理想电流表读数为I ，则根据欧姆定律U 1= IR 1根据变压器电压与匝数的关系有0011n U n U =，0022n U n U = 代入数据有U 0= 011n IR n ，U 2= 211n IR n 再由欧姆定律有U 2= I 2R 2可计算出I 2=2112n R I n R 综上可知，A 错误、B 正确；C ．由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则有E max = NB 2L 2ω，U 0==NBL 2ω由选项AB 知U 0= 011n IR n 则2011n n IR ω= C 正确；D ．由于变压器为理想变压器则有P 0= P 1 + P 2= U 1I + U 2I 2= I 2R 1 + U 2I 2代入选项ABC 公式有P 0=2221221012n R n R I n n R ω⎛⎫+ ⎪⎝⎭由于矩形线圈产生的交变电流直接输入原线圈，则发电机的功率为P 0，D 错误。

高考物理专题电磁学知识点之交变电流全集汇编含答案解析一、选择题1．如图所示为远距离交流输电的简化电路图．发电厂的输出电压是U ，用等效总电阻是r 的两条输电线输电，输电线路中的电流是I 1，其末端间的电压为U 1．在输电线与用户间连有一理想变压器，流入用户端的电流是I 2．则（ ）A ．用户端的电压为I 1U 1/I 2B ．输电线上的电压降为UC ．理想变压器的输入功率为I 12rD ．输电线路上损失的电功率为I 1U2．如图所示，一交流电的电流随时间而变化的图象。

此交流电流的有效值是（ ）A ．3.52AB ．3.5AC ．5AD ．52A3．如图是交流发电机的示意图，匀强磁场方向水平向右，磁感应强度为B ，线圈ABCD 从图示位置（中性面）开始计时，绕垂直于磁场方向的轴OO ′逆时针匀速转动。

已知转动角速度为ω，线圈ABCD 的面积为S ，匝数为N ，内阻为r ，外电路总电阻为R （包括滑环和电刷的接触电阻和电表电阻），规定线圈中产生的感应电流方向沿ABCD 为正方向，下列说法正确的是（ ）A ．线圈产生感应电动势的瞬时值为02sin e NB S t ωω=B ．电路中产生的电流有效值为022()NB S I R r ω=+ C ．外电路的电压峰值为02m NB S R U R r ω=+ D ．1秒内线圈中电流方向改变2ωπ次 4．如图所示，一理想变压器，左右两边接有额定电压均为U 的4盏完全相同的灯泡（额定功率为P）左端接在一电压恒为U o的交流电源两端。

此4盏灯刚好正常发光。

下列说法中正确的是（）A．该变压器的原副线圈匝数比为1∶3B．此时交流电源输出的功率为3PC．U o=4UD．如果灯L2突然烧断，L1将变亮，而其余2盏将变暗5．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。

利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。

高考物理新电磁学知识点之交变电流解析含答案(5)一、选择题1．如图所示，变压器输入有效值恒定的电压，副线圈匝数可调，输出电压通过输电线送给用户(电灯等用电器)，R 表示输电线的电阻，则（ ）A ．用电器增加时，变压器输出电压增大B ．要提高用户的电压，滑动触头P 应向下滑C ．用电器增加时，输电线的热损耗减少D ．用电器增加时，变压器的输入功率增加2．如图甲所示电路，已知电阻21R R R ==，和1R 并联的D 是理想二极管（正向电阻可视为零，反向电阻为无穷大），在A 、B 之间加一个如图乙所示的交变电压（0AB U >时电压为正值）。

则R 2两端电压的有效值为（ ）A ．510VB ．10 VC ．55VD ．102V3．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36VB ．原、副线圈中电流之比为55：9C ．变压器输入、输出功率之比为55：9D ．交流电源有效值为220V ，频率为50Hz4．教学用发电机能够产生正弦式交变电流。

利用该发电机(内阻可忽略)通过理想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A 、理想交流电压表V 的读数分别为I 、U ，R 消耗的功率为P 。

若发电机线圈的转速变为原来的12，则（ ）A．R消耗的功率变为12P B．电压表V的读数变为12UC．电流表A的读数变为2I D．通过R的交变电流频率不变5．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻1R、2R和3R的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R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。

该变图压器原、副线圈匝数的比值为（）A．2B．3C．4D．56．有一种自行车，它有能向自行车车头灯泡供电的小型发电机，其原理示意图如图甲所示，图中N，S是一对固定的磁极，磁极间有一固定的绝缘轴上的矩形线圈，转轴的一端有一个与自行车后轮边缘结束的摩擦轮．如图乙所示，当车轮转动时，因摩擦而带动摩擦轮转动，从而使线圈在磁场中转动而产生电流给车头灯泡供电．关于此装置，下列说法正确的是（）A．自行车匀速行驶时线圈中产生的是直流电B．小灯泡亮度与自行车的行驶速度无关C．知道摩擦轮与后轮的半径，就可以知道后轮转一周的时间里摩擦轮转动的圈数D．线圈匝数越多，穿过线圈的磁通量的变化率越大7．如图甲所示为一理想变压器，原、副线圈匝数比为22∶1，两个标有“10 V,5 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．原线圈与正弦交变电源连接，输入电压u如图乙所示，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想电表)。

专题十二交变电流探考情悟真题【考情探究】考点考向5年考情预测热度考题示例学业水平关联考点素养要素解法交变电流的产生及描述交变电流的产生2016课标Ⅲ,21,6分3科学推理★★☆2017天津理综,6,6分3焦耳定律模型建构2015四川理综,4,6分3科学推理交变电流的描述2019天津理综,8,6分3能量观念2018课标Ⅲ,16,6分3焦耳定律能量观念变压器、电能的输送变压器2019江苏单科,1,3分3科学推理★★★2016课标Ⅰ,16,6分3能量观念2016课标Ⅲ,19,6分3科学推理2015课标Ⅰ,16,6分3能量观念2018天津理综,4,6分3能量观念2016天津理综,5,6分3科学推理2015安徽理综,16,6分3科学推理2015广东理综,15,4分3科学推理电能的输送2018江苏理综,2,3分3能量观念2015福建理综,15,6分3能量观念分析解读本专题知识是电磁感应知识的应用和延伸,因此运用电磁感应定律来理解交变电流的产生及变压器的原理是关键和核心。

交变电流的有效值、平均值、图像及变压器原理、远距离输电是高考的重点。

交流电路与工农业生产和日常生活紧密联系,所以复习时一定要注意理论与实际的结合。

【真题探秘】破考点练考向【考点集训】考点一交变电流的产生及描述1.甲图是小型交流发电机的示意图,两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场,为理想交流电流表。

线圈绕垂直于磁场的水平轴OO'沿逆时针方向匀速转动,产生的电动势随时间变化的图像如图乙所示。

已知发电机线圈电阻为10Ω,外接一只阻值为90Ω的电阻,不计电路的其他电阻,则()A.电流表的示数为0.31AB.线圈转动的角速度为50πrad/sC.0.01s时线圈平面与磁场方向平行D.在线圈转动一周过程中,外电阻发热约为0.087J答案D2.(2018东北三校联考,9)(多选)如图所示,面积为S、匝数为N、电阻为r的正方形导线框与阻值为R的电阻构成闭合回路,理想交流电压表并联在电阻R的两端。