2019年高考物理试题分类汇编：交流电

2019年高考物理试题分类汇编：交流电
1．（2018福建卷）如图，理想变压器原线圈输入电压u=sin m
t U
ω，副线圈电路中0R 为
定值电阻，R 是滑动变阻器。

和
是理想交流电压表，示数分别用
1
U 和2
U
表示；
是理想交流电流表，示数分别用
1
I
和
2
I
表示。

下列说法正确的是
A ．
1
I 和2
I 表示电流的瞬间值 B ．1U 和2
U 表示电压的最大值
C ．滑片P 向下滑动过程中，2U 不变、1
I 变大 D ．滑片P 向下滑动过程中，2U 变小、1
I
变小
答案：C
2．（2018天津卷）.通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率Ｐ，原线圈的电压U 保持不变，输电线路的总电阻为Ｒ．当副线圈与原线圈的匝数比为ｋ时，线路损耗的电功率为Ｐ１，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到ｎｋ，线路损耗的电功率为Ｐ２，则Ｐ１和1
2
P P 分别为（ ）
A ．
n kU PR 1, B ．n R kU P 1
,2⎪⎭⎫ ⎝⎛ C ．21,n kU PR D ．22
1,n
R kU P ⎪⎭⎫ ⎝⎛ 解析：根据理想变压器的变压比有 U U k 1=，U
U
nk 2=
线路的输送功率不变有 2211I U I U P ==
根据焦耳定律有 R kU
P R U P R I P 2212
1
1)()(===， R I P 22
2=，22221212
2121
n
U U I I P P ===。

答案D 。

3．（2018广东卷）.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt （V ），对此电动势，下列表述正确的有
A.
最大值是V B.频率是100Hz C
．有效值是周期是0.02s 答案：CD
4．（2018北京高考卷）．一个小型电热器若接在输出电压为10V 的直流电源上，消耗电功率为
P ；若把它接在某个正弦交流电源上，其消耗的电功率为2
P ．如果电热器电阻不变，则
此交流电源输出电压的最大值为
A ．5V
B ．
C ．10V
D ．答案：C 5．（2018山东卷）.图甲是某燃气炉点火装置的原理图。

转换器将直流电压转换为图乙所示的正弦交变电压，并加在一理想变压器的原线圈上，变压器原、副线圈的匝数分别为1n 、2n 。

○
V 为交流电压表。

当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V 时，就会在钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。

以下判断正确的是 A ．电压表的示数等于5V
B
C ．实现点火的条件是
2
1
1000n n > D ．实现点火的条件是2
1
1000n n <
答案：BC
6．（2018四川卷）．如图所示，在铁芯P 上绕着两个线圈a 和b ，则
A ．线圈a 输入正弦交变电流，线圈b 可输出恒定电流
B ．线圈a 输入恒定电流，穿过线圈b 的磁通量一定为零
C ．线圈b 输出的交变电流不对线圈a 的磁场造成影响
D ．线圈a 的磁场变化时，线圈b 中一定有电场 答案：D
7．(2018全国新课标).自耦变压器铁芯上只绕有一个线圈，原、副线圈都只取该线圈的某部分，一升压式自耦调压变压器的电路如图所示，其副线圈匝数可调。

已知变压器线圈总匝数为1900匝；原线圈为1100匝，接在有效值为220V 的交流电源上。

当变压器输出电压调至最大时，负载R 上的功率为2.0kW 。

设此时原线圈中电流有效值为I 1，负载两端电压的有效值为U 2，且变压器是理想的，则U 2和I 1分别约为
A.380V 和5.3A
B.380V 和9.1A
C.240V 和5.3A
D.240V 和9.1A [答案]B
[解析]先判断出原副线圈的匝数，由式
12
1
2n n U U =得3802=U V 。

负载R 上的功率就是变
压器的输出功率，因为是理想变压器，故输入功率U1I1等于输出功率，从而求出I1=9.1A 。

8．（2018江苏卷）．某同学设计的家庭电路保护装置如图所示，铁芯左侧线圈L 1由火线和零线并行绕成，当右侧线圈L 2中产生电流时，电流经放大器放大后，使电磁铁吸起铁质开关K ，
从而切断家庭电路，仅考虑L 1在铁芯中产生的磁场，下列说法正确的有
A ．家庭电路正常工作时，L 2中磁通量为零
B ．家庭电路中使用的电器增多时，L 2中的磁通量不变
C ．家庭电路发生短路时，开关K 将被电磁铁吸起
D ．地面上的人接触火线发生触电时，开关K 将被电磁铁吸起。

【解析】因原线圈是双线绕法，所以家庭电路正常工作时1L 、2L 磁通量为0，A 、B 正确；家庭电路短路时，1L 、2L 磁通量仍为0，C 错误；地面上的人接触火线发生触电时，两根电线电流不等且变化，开关K 被磁铁吸起，D 正确。

【答案】ABD
9．（2018重庆卷）．如题15图所示，理想变压器的原线圈接入t u π100
sin 211000=(V)的交变电压，副线圈通过电阻r=6Ω导线对“220V/880W ”电器R L 供电，该电器正常工作。

由此可知 A ． 原、副线圈的匝数比为50 : 1 B ． 交变电压的频率为100H Z C ． 副线圈中电流的有效值为4A D ． 变压器的输入功率为880W 答案：C 10．（2018海南卷）.如图：理想变压器原线圈与10V
的交流电源相连，副线圈并联两个小
灯泡a 和b ，小灯泡a 的额定功率为0.3w ，正常发光时电阻为30Ω可，已知两灯泡均正常发光，流过原线圈的电流为0.09A ，可计算出原、副线圈的匝数比为_____，10:3流过灯泡b 的电流为___0.2A, 解析：副线圈电压23a U U v ==
=
112210
3
n U n U ==， 3b a U U v == 由能量守恒得： 11a b b U I p U I =+ 代人数据得：0.2b I A =
11．（2018安徽卷）.（16分） 图1是交流发电机模型示意图。

在磁感应强度为B 的匀强磁场中，有一矩形线图abcd 可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴'
OO 转动，由线圈引起的导线ae 和df 分别与两个跟线圈一起绕'
OO 转动的金属圈环相连接，金属圈环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转动中就可以保持和外电话电阻R 形成闭合电路。

图2是线圈的住视图，导线ab 和cd 分别用它们的横截面来表示。

已知ab 长度为1L , bc 长度为2L ,线圈以恒定角速度ω逆时针转动。

（只考虑单匝线圈）
(1)线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t 时刻整个线圈中的感应电动势1e 的表达式；
图2
图1
图3
(2)线圈平面处于与中性面成0ϕ夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t 时刻整个线圈中的感应电动势2e 的表达式；
(3)若线圈电阻为r ，求线圈每转动一周电阻R 上产生的焦耳热。

（其它电阻均不计） 23.(1) t l l B e ωωsin 211= (2) )sin(0211ϕωω+=t l l B e (3)2
2
2212)
(r R l l RB Q +=
πω
解析：(1)从中性面开始计时，经过时间t ，线圈平面转过的角度t ωθ=，ab 边和cd
边的速度22l v ω
=，则两边分别产生大小为t l Bl v Bl e ωω
θsin 2
sin 211==的电动势。

且两边电动势串联，故线圈中产生的电动势t l Bl e ωωsin 211=
(2)若线圈从与中性面夹角0ϕ位置时开始计时，其初相为0
ϕ，其表达式为：
)sin(0211ϕωω+=t l l B e
(3)由闭合电路欧姆定律得回路中电流有效值为
t r R l Bl I ωωsin )
(221+=
由焦耳定律得2
2
22122
)
(2r R l l RB R
I Q +=
=πωω
π
12．（2018江苏卷）．（15分）某兴趣小组设计一种发电装置，如图所示，在磁极与圆柱状铁芯之间形成的两磁场区域的圆心角α均为
4
9
p ，磁场均沿半径方向，匝数为N 的矩形线圈abcd 边长ab=cd=l 、bc=ad=2l ，线圈以角速度ω绕中
心轴匀速转动，bc 与ad 边同时进入磁场，在磁场中，两条边的经过处的磁感应强度大小均为B ，方向始终与两条边的运动方向垂直，线圈的总电阻为r ，外接电阻为R ，求
（1）线圈切割磁感线时，感应电动势的大小E m （2）线圈切割磁感线时，bc 边所受安培力的大小F （3）外接电阻上电流的有效值I 【答案】
(1)bc 、ad 边的运动速度2
l
v ω
= ， 感应电动势NBlv E m 4=，解得ω22NBl E m =。

（2）电流R r E I m m +=, 安培力 l NBI F m 2=，解得 R
r l B N F +=ω
3224.
(3)一个周期内，通电时间T t 9
4=,R 上消耗的电能Rt I W m 2=，且RT I W 2
=
解得)
(342R r NBl I +=ω。