历年高考交变电流试题汇总
高考物理电磁学知识点之交变电流真题汇编附答案
高考物理电磁学知识点之交变电流真题汇编附答案一、选择题1．一理想变压器原、副线圈的匝数比为5∶1，原线圈输入电压的变化规律如图甲所示，副线圈所接电路如图乙所示，P 为滑动变阻器R 的滑动片。
下列说法正确的是（ ）A ．副线圈输出电压的频率为100HzB ．副线圈输出电压的有效值为62VC ．P 向下移动时，变压器的输出功率增加D ．P 向下移动时，原、副线圈的电流都减小2．普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流互感器来连接，图中电流互感器ab 一侧线圈的匝数较少，工作时电流为I ab ，cd 一侧线圈的匝数较多，工作时电流为I cd ，为了使电流表能正常工作，则（ ）A ．ab 接MN 、cd 接PQ ，I ab ＜I cdB ．ab 接MN 、cd 接PQ ，I ab ＞I cdC ．ab 接PQ 、cd 接MN ，I ab ＜I cdD ．ab 接PQ 、cd 接MN ，I ab ＞I cd3．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 ．10VB ．10 VC ．5D ．2V4．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 5．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311V6．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1n n =，原线圈接入电压2202sin100u tV π=的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P 从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（ ）A ．副线圈中交变电流的频率为100HzB ．0t =时，电压表的示数为0C ．电流表的示数先变小后变大D ．电流表的示数先变大后变小7．如图所示，左右两个电路中，当a 、b 两端和e 、f 两端分别接220V 的交变电压时，测得c 、d 两端和g 、h 两端的电压均为110V ．若分别在c 、d 两端和g 、h 两端加上110V 交变电压，则a 、b 两端和e 、f 两端测得的电压将分别是( )A ．220V ，220VB ．220V ，110VC ．110V ，110VD ．220V ， 0V8．如图所示，一个N 匝矩形闭合线圈，总电阻为R ，在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的转轴OO '以恒定的角速度ω转动，线圈产生的电动势的最大值为m E ，从线圈平面与磁感线平行时开始计时，则（ ）A ．线圈电动势的瞬时值表达式为m sin e E t ω=B ．当线圈转过2π时，磁通量的变化率达到最大值C ．穿过线圈的磁通量的最大值为m E ωD ．线圈转动一周产生的热量为2mE R πω9．如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表为理想电表，R 0为定值电阻，在a 、b 端输入正弦交流电，开关S 闭合后，灯泡能正常发光，则下列说法正确的是（ ）A ．闭合开关S ，电压表的示数变小B ．闭合开关S ，电流表的示数变小C ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 向下移，灯泡变亮D ．闭合开关S 后，将滑动变阻器的滑片P 向下移，电流表的示数变小10．如图所示，N 匝矩形导线框以角速度ω绕对称轴OO '匀速转动，线框面积为S ，线框电阻、电感均不计，在OO '左侧有磁感应强度为B 的匀强磁场，外电路接有电阻R ，理想电流表A ，则：（ ）A ．从图示时刻起，线框产生的瞬时电动势为sin e NB S t ωω=B ．交流电流表的示数2I NBS ω=C ．R 两端电压的有效值2U NBS ω=D ．一个周期内R 的发热量()2NBS Q R πω=11．如图所示,交流电流表A 1、A 2、A 3分别与电容器C ．线圈L 和电阻R 串联后接在同一个交流电源上,供电电压瞬时值为U 1=U m sinω1t,三个电流表读数相同．现换另一个电源供电,供电电压瞬时值为U 2=U m sinω2t,ω2=2ω1.改换电源后,三个电流表的读数将( )A ．A 1将减小,A 2将增大,A 3将不变B ．A 1将增大,A 2将减小,A 3将不变C ．A 1将不变,A 2将减小,A 3将增大D ．A 1将减小,A 2将减小,A 3将不变 12．一只电阻分别通过四种不同形式的电流，电流随时间变化的情况如图所示，在相同时间内电阻产生的热量最大的是（ ） A ． B ．C ．D．13．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14．图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的交流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器．现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一个位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A。
高考物理电磁学知识点之交变电流基础测试题及解析
高考物理电磁学知识点之交变电流基础测试题及解析一、选择题1．如图甲所示，理想变压器原副线圈的匝数比为5 ：1，V 和R 1、R 2分别是电压表、定值电阻，且R 1＝5R 2．已知ab 两端电压u 按图乙所示正弦规律变化．下列说法正确的是A ．电压u 瞬时值的表达式2202sin10(V)u t π=B ．电压表示数为40VC ．R 1、R 2两端的电压之比为5 ：1D ．R 1、R 2消耗的功率之比为1 ：52．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 kVB ．110 kVC ．440 kVD ．880 kV3．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a 、b 间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c 、d 间作为副线圈，在a 、b 间输入电压为U 1的交变电流时，c 、d 间的输出电压为U 2，在将滑动触头从M 点顺时针转到N 点的过程中( )A ．U 2>U 1，U 2降低B ．U 2>U 1，U 2升高C ．U 2<U 1，U 2降低D ．U 2<U 1，U 2升高4．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50Hz5．如图所示，一理想变压器的原、副线圈匝数之比为12:55:1n n =，原线圈接入电压2202sin100u tV π=的交流电源，图中电表均为理想电表，闭合开关后，当滑动变阻器的滑动触头P 从最上端滑到最下端的过程中，下列说法正确的是（ ）A ．副线圈中交变电流的频率为100HzB ．0t =时，电压表的示数为0C ．电流表的示数先变小后变大D ．电流表的示数先变大后变小6．一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 。
高考物理专题复习：交变电流的描述
高考物理专题复习：交变电流的描述一、单选题1．一边长为L 的正方形单匝线框绕垂直于匀强磁场的固定轴转动，线框中产生的感应电动势e 随时间t 的变化情况如图所示。
已知匀强磁场的磁感应强度为B ，则结合图中所给信息可判定（ ）A ．t 1时刻穿过线框的磁通量最大B ．t 2时刻穿过线框的磁通量为零C ．t 3时刻穿过线框的磁通量变化率为零D ．线框转动的角速度为m2E BL 2．如图，在甲、乙两图分别接交流电源，下列关于图中灯泡亮度变化的说法正确的是（ ）A ．在甲图中增大交流电频率，灯泡变亮B ．在甲图的线圈L 中插入铁芯，灯泡变亮C ．在乙图中增大交流电频率，灯泡变亮D ．在乙图的电容器中插入电介质，灯泡变暗 3．如图，1D 、2D 是两只理想二极管（正向电阻为零，反向电阻无穷大），电阻123R R R R ===，当A 、B 两端接正弦交流电m sin u U t ω=时，则A 、B 之间电流的有效值为（ ）A B C ．m23U RD ．m2U R4．如图所示，闭合开关后，5R =Ω的电阻两端的交流电压为V u t π=，电压表和电流表均为理想交流电表，则（ ）A ．该交流电周期为0.02sB ．电压表的读数为100VC ．电流表的读数为10AD ．电阻的电功率为1kW5．如图所示电路，电阻1R 与电阻2R 阻值相同，都为R ，和1R 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），在A 、B 间加一正弦交流电20sin100π(V)t μ=，则加在2R 上的电压有效值为（ ）A ．B ．20VC ．D ．6．电阻R 1、R 2与交流电源按照图甲所示的电路连接，R 1=10 Ω，R 2=20 Ω。
闭合开关S 后，通过电阻R 2的正弦式交变电流i 随时间t 变化的图像如图乙所示。
则（ ）A ．通过R 1的电流有效值是1.2 AB ．R 1两端的电压有效值是6 VC ．通过R 2的电流最大值是D ．R 2两端的电压最大值是7．一个灯泡，上面写着“220V 40W”，当它正常工作时，通过灯丝电流的峰值是（ ）A ．211B ．211C ．112D ．1128．如图甲乙分别是两种交流电的i 2-t 、i -t 关系图像，则甲、乙两种交流电的有效值之比为（ ）A B C ．1 D ．2二、多选题9．如图甲所示，正方形闭合导线圈abcd 平面垂直放在图示匀强磁场中，导线圈匝数为20匝、边长为0.1m 、总电阻为1 磁感应强度B 随时间t 的变化，关系如图乙所示，则以下说法正确的是（ ）A ．导线圈中产生的是正弦交变电流B ．在 5.5s t =时导线圈产生的感应电流为0.8AC ．在0~2s 内通过导线横截面的电荷量为1CD ．在0~6s 内，导线圈内产生的焦耳热为1.92J10．如图（a ）所示，理想变压器原、副线圈匝数比为n 1：n 2=1：5，定值电阻R 1的阻值为10Ω，滑动变阻器R 2的最大阻值为50Ω，定值电阻R 3的阻值为10Ω，图中电表均为理想电表。
交变电流及电磁场高考真题荟萃
1.（10天津）为探究理想变压器原、副线圈电压、电流的关系，将原线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈连接相同的灯泡L 1、L 2，电路中分别接了理想交流电压表V 1、V 2和理想交流电流表A 1，A 2，导线电阻不计，如图所示。
当开关S 闭合后（ ）A.A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值不变B. A 1示数变大，A 1与A 2示数的比值变大C. V 2示数变小，V 1与V 2示数的比值变大D. V 2示数不变，V 1与V 2示数的比值不变2.（10江苏）如图所示的电路中，电源的电动势为E,内阻为r,电感L 的电阻不计，电阻R 的阻值大于灯泡D 的阻值，在t=0时刻闭合开关S,经过一段时间后，在t=t 1时刻断开S,下列表示A 、B 两点间电压U AB 随时间t 变化的图像中，正确的是（ ）3（10江苏）在如图多事的远距离输电电路图中，升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂的输出电压和输电线的电阻均不变，随着发电厂输出功率的增大，下列说法中正确的有（ ）A ．升压变压器的输出电压增大B ．降压变压器的输出电压增大C ．输电线上损耗的功率增大D ．输电线上损耗的功率占总功率的比例增大4（10海南）1873年奥地利维也纳世博会上，比利时出生的法国工程师格拉姆在布展中偶然接错了导线，把另一直流发电机发出的电接到了自己送展的直流发电机的电流输出端。
由此而观察到的现象导致了他的一项重要发明，从而突破了人类在电能利用方中的一个瓶颐．此项发明是（ ）A ．新型直流发电机B ．直流电动机C ．交流电动机D ．交流发电机5（10海南）如右图，一理想变压器原副线圈匝数之比为4：1 ，原线圈两端接入一正弦交流电源；副线圈电路中R 为负载电阻，交流电压表和交流电流表都是理想电表．下列结论正确的是（ ）A ．若电压表读数为6V ，则输入电压的最大值为242VB ．若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则电流表的读数减小到原来的一半C ．若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输入功率也增加到原来的2倍D ．若保持负载电阻的阻值不变．输入电压增加到原来的2倍，则输出功率增加到原来的4倍6（10全国）图中为一理想变压器，其原线圈与一电压有效值不变的交流电源相连：P 为滑动头。
高考物理电磁学知识点之交变电流真题汇编附答案(1)
高考物理电磁学知识点之交变电流真题汇编附答案(1)一、选择题1．如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图象，则（）A．用户用电器上交流电的频率是100HzB．发电机输出交流电的电压有效值是500VC．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小2．一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈．通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈，在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2，在将滑动触头从M点顺时针转到N点的过程中()A．U2>U1，U2降低B．U2>U1，U2升高C．U2<U1，U2降低D．U2<U1，U2升高3．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．3.52A B．3.5A C．5A D．52A4．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．如图所示，理想变压器原线圈a、b两端接正弦交变电压u，u＝2202sin（100πt）V，原、副线圈的匝数比n1∶n2＝10∶1，电压表接在副线圈c、d两端，输电线的等效电阻为R，原来开关S是断开的。
则当S闭合一段时间后（）A．电压表示数不变，示数为22 V B．电压表示数不变，示数为2202V C．灯泡L两端的电压将变大D．电流表示数一定为06．下列关于交流电路的说法错误的是（）A．电容器的击穿电压为交流电压的最大值B．电路中电流表的示数为电流的有效值C．教室内日光灯的额定电压为电压的有效值D．电路中保险丝的熔断电流为电流的最大值7．2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。
2024全国高考真题物理汇编：交变电流章节综合
2024全国高考真题物理汇编交变电流章节综合一、单选题 1．（2024湖北高考真题）在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡1L 的电阻是灯泡2L 的2倍。
假设两个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。
闭合开关S ，灯泡1L 、2L 的电功率之比12:P P 为（ ）A ．2︰1B ．1︰1C ．1︰2D ．1︰42．（2024浙江高考真题）理想变压器的原线圈通过a 或b 与频率为f 、电压为u 的交流电源连接，副线圈接有三个支路、如图所示。
当S 接a 时，三个灯泡均发光，若（ ）A ．电容C 增大，L 1灯泡变亮B ．频率f 增大，L 2灯泡变亮C ．R G 上光照增强，L 3灯泡变暗D ．S 接到b 时，三个泡均变暗3．（2024北京高考真题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u 随时间t 变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V ，3W”的灯泡。
若灯泡正常发光，下列说法正确的是（ ）A ．原线圈两端电压的有效值为B ．副线圈中电流的有效值为0.5AC ．原、副线圈匝数之比为1∶4D ．原线圈的输入功率为12W4．（2024广东高考真题）将阻值为50 的电阻接在正弦式交流电源上。
电阻两端电压随时间的变化规律如图所示。
下列说法正确的是（ ）A ．该交流电的频率为100HzB ．通过电阻电流的峰值为0.2AC ．电阻在1秒内消耗的电能为1JD ．电阻两端电压表达式为π)V u t =5．（2024湖南高考真题）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。
某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图所示。
已知发电机转子以角速度ω匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电线路上的总电阻可简化为一个定值电阻0R 。
当用户端接一个定值电阻R 时，0R 上消耗的功率为P 。
不计其余电阻，下列说法正确的是（ ）A ．风速增加，若转子角速度增加一倍，则0R 上消耗的功率为4PB ．输电线路距离增加，若0R 阻值增加一倍，则0R 消耗的功率为4PC ．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则0R 上消耗的功率为8PD ．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R ，则0R 上消耗的功率为6P6．（2024山东高考真题）如图甲所示，在-d ≤x ≤d ，-d ≤y ≤d 的区域中存在垂直Oxy 平面向里、磁感应强度大小为B 的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d 的正方形线圈与磁场边界重合。
高考物理专练题交变电流(试题部分)
高考物理专练题交变电流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。
线框在磁感应强度为B的匀强磁场中,以与电路连接的一边所在直线为轴垂直于磁场以角速度ω匀速转动,不计其他电阻,则下列说法正确的是()A.若从图示位置开始计时,线框中感应电动势的瞬时值为e=NBSωsinωtB.线框通过中性面前后,流过电阻R的电流方向将发生改变,1秒钟内流过电阻R的电流方向改变ω次πC.线框从图示位置转过60°的过程中,通过电阻R的电荷量为NBS2(R+r)D.电压表的示数跟线框转动的角速度ω大小无关答案ABC3.(2020届吉林长春质量监测,6)(多选)如图甲所示为风力发电的简易模型。
在风力的作用下,风叶带动与其固定在一起的磁铁转动,转速与风速成正比。
若某一风速时,线圈中产生的正弦式电流如图乙所示。
下列说法正确的是()A.电流的表达式为i=0.6sin10πt(A)B.磁铁的转速为10r/sC.风速加倍时电流的表达式为i=1.2sin10πt(A)D.风速加倍时线圈中电流的有效值为3√2A5答案AD考点二变压器、电能的输送1.(2019广西南宁、玉林、贵港等高三毕业班摸底,16)如图所示,为一变压器的实物图,若将其视为理想变压器,根据其铭牌所提供的信息,以下判断正确的是()A.副线圈的匝数比原线圈多B.当原线圈输入交流电压110V时,副线圈中输出交流电压6VC.当原线圈输入交流电压220V时,副线圈输出直流电压12VD.当变压器输出为12V和3A时,原线圈电流为9√2A55答案B2.(2018江西上饶六校一联)如图所示,一正弦交流电瞬时值表达式为e=220sin100πt(V),通过一个理想电流表,接在一个理想变压器两端,变压器起到降压作用,开关S闭合前后,A、B两端输出的电功率相等,以下说法正确的是()A.流过r的电流方向每秒钟变化50次B.变压器原线圈匝数小于副线圈匝数C.开关从断开到闭合时,电流表示数变小D.R=√2r答案D方法理想变压器的动态分析1.(多选)如图所示,理想变压器的副线圈接有规格为“44V44W”的灯泡和线圈电阻为r=1Ω的电动机,原线圈上接有u=220√2sin100πt(V)的正弦交流电压,此时灯泡和电动机都正常工作,且原线圈中的理想交流电流表示数为1A,不考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化,则下列说法正确的是()A.变压器原、副线圈的匝数之比为4∶1B.电动机的输出功率为176WC.电动机的热功率为16WD.若电动机被卡住,灯泡仍正常发光,则电流表示数将变为9A,此时应立即切断电源答案CD2.如图所示的电路中,理想变压器原、副线圈的匝数比n1∶n2=11∶1,原线圈接u=220√2sin100πt(V)的交流电,电阻R1=2R2=10Ω,D1、D2均为理想二极管(正向电阻为零,反向电阻为无穷大),则副线圈电路中理想交流电流表的读数为()A.3AB.2√5AC.√10AD.√3A答案A3.如图所示为一理想变压器,原线圈接在一输出电压为u=U0sinωt的交流电源两端。
近6年全国各地高考物理真题汇编：交变电流(Word版含答案)
2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：交变电流学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________一、单选题（本大题共12题）1．（2022·山东·高考真题）如图所示的变压器，输入电压为220V ，可输出12V 、18V 、30V 电压，匝数为1n 的原线圈中电随时间变化为m cos(100π)=U t μ．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1V 。
将阻值为12Ω的电阻R 接在BC 两端时，功率为12W 。
下列说法正确的是（ ）A ．n 1为1100匝，m U 为220VB ．BC 间线圈匝数为120匝，流过R 的电流为1.4AC ．若将R 接在AB 两端，R 两端的电压为18V ，频率为100HzD ．若将R 接在AC 两端，流过R 的电流为2.5A ，周期为0.02s2．（2021·重庆·高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线圈两端的电压为220V ，副线圈两端的电压为4.4V ，副线圈的电流为1.0A ，若将该变压器视为理想变压器，则（ ）A ．原、副线圈匝数之比为25:1B ．原线圈的电流为0.02AC ．副线圈两端的电压最大值为5VD ．原、副线圈的功率之比为50:13．（2022·浙江·高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两侧的两个线圈转动。
下列说法正确的是（ ）A ．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场B ．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C ．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电D ．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电4．（2021·福建·高考真题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R 为输电线的总电阻。
2012-2018年高考物理真题汇编 专题13 交变电流
专题13 交变电流 2012年真题1．（2012福建卷）如图，理想变压器原线圈输入电压u=sin mt Uω，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1U 和2U表示；和是理想交流电流表，示数分别用1I和2I表示.下列说法正确的是A ．1I和2I表示电流的瞬间值 B ．1U 和2U表示电压的最大值C ．滑片P 向下滑动过程中，2U 不变、1I 变大 D ．滑片P 向下滑动过程中，2U变小、1I变小答案：C解析：交流电压表和交流电流表测量的是有效值，选项A 、B 错误.滑片P 向下滑动时，接入电路中的电阻减小，副线圈负载电阻减小，因为原、副线圈的匝数比不变，所以U 1U 2不变，因I 2=U 2/R+R0，所以I 2U 1I 1=U 2I 2，所以I 1变大，故选项C 正确.2．（2012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12P P 分别为（ ）A ．n kU PR 1, B ．n R kU P 1,2⎪⎭⎫ ⎝⎛ C ．21,n kU PR D ．221,nR kU P ⎪⎭⎫ ⎝⎛ 答案D.解析：根据理想变压器的变压比有 U U k 1=，UUnk 2= 线路的输送功率不变有 2211I U I U P ==根据焦耳定律有 R kUPR U P R I P 221211)()(===，R I P 222=，222212122121nU U I I P P ===.3．（2012广东卷）.某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin 100πt （V ），对此电动势，下列表述正确的有A.最大值是频率是100Hz C．有效值是周期是0.02s 答案：CD解析：最大值E m =50 V ，有效值为 E=Em/2=252V ，频率为50Hz ，周期为T=1/f=0.02 s,所以CD 正确.4．（2012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2P ．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 ．5VB ．C ．10VD ．答案：C解析：设该电热器的电阻为R ，题中正弦交流电源输出电压的有效值为U ，则P/2=U 2/R ；加直流电时，P=（10V ）2/R ；又由最大值U m，可解出U m =10 V.故选项C 正确.5．（2012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 BC ．实现点火的条件是211000n n >D ．实现点火的条件是211000n n <答案：BC解析：电压表示数为电压有效值，由图乙可得，选项A 错误、B 正确；副线圈电压峰值为5 000 V 时，n2/n 1=U m2/U m1=1 000压峰值大于5 000 Vn 2/n 1>1 000C 正确、D 错误.6．（2012四川卷）．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解析：a 、b 线圈相当于变压器的原、副线圈，根据电磁感应定律可知，当线圈a 输入正弦交变电流时，线圈b 将输出正弦交变电流，故A 选项错误；当线圈a 输入恒定电流，将产生不变的磁场，则穿过线圈b 的磁通量不为零，只是磁通量的变化为零，故B 选项错误；线圈b 输出的交变电流也要产生磁场，对线圈a 的磁场也会产生影响，故C 选项错误；根据麦克斯韦电磁场理论可知，变化的磁场周围将产生电场，则线圈a 中的磁场变化时，线圈b 中一定有电场，故D 选项正确.7．(2012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5.3AB.380V 和9.1AC.240V 和5.3AD.240V 和9.1A 答案：B解析：先判断出原副线圈的匝数，由式1212n n U U =得V U 3802=.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11I U 等于输出功率，从而求出A I 1.91=.8．（2012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. 答案：ABD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.9．（2012重庆卷）．如题图所示，理想变压器的原线圈接入t uπ100sin 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 : 1B ． 交变电压的频率为100H ZC ． 副线圈中电流的有效值为4AD ． 变压器的输入功率为880W 答案：C解析：根据接入电压t u π100sin 211000=，输入电压有效值为11 000V ，要使“220 V/880W ”的电器正常工作，则通过用电器的电流为A UPI 4==，副线圈输出电压为V U Ir U 244=+=出，原副线圈匝数比等于输入电压与输出电压之比，为2 750∶61，A错误，C 正确；交流电的频率Hz f 502==πω，B P 出=P RL +P r =880W+42×6 W=976 W ， D 错误.10．（2012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 ===1122103n 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．（2012安徽卷）.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；(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） 答案：(1) t l l B e ωωsin 211= (2) )sin(0211ϕωω+=t l l B e (3)222212)(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 ωωθsin 2sin 211==的电动势.且两边电动图2图1图3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0ϕ，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2222122)(2r R l l RB RI Q +==πωωπ2013年真题1. （2013高考山东理综第14题）图甲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，○A 为交流电流表.线圈绕垂直于磁场方向的水平轴OO’沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是A ．电流表的示数为10AB ．.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 ．0.02s 时电阻R 中电流的方向自右向左 答案：C解析：电流表的示数为交变电流的有效值，为10A ，选项A 正确.由图乙可知，周期为0.02s ，频率为f=50Hz ，线圈转动的角速度为ω=2πf=100πrad/s ，选项B 错误.0.01s 时产生的感应电流为负最大，线圈平面与磁场方向平行，选项C 正确.由右手定则可判断0.02s 时电阻R 中电流的方向自左向右，选项D 错误.2.(2013高考江苏物理第8题)如图所示，理想变压器原线圈接有交流电源，当副线圈上的滑片P 处于图示位置时，灯泡L 能发光. 要使灯泡变亮，可以采取的方法有 （A ）向下滑动P（B ）增大交流电源的电压 （C ）增大交流电源的频率 （D ）减小电容器C 的电容 答案：BC解析：要使灯泡变亮，可以采取的方法有：向上滑动P ，或增大交流电源的电压，增大交流电源的频率，或增大电容器C 的电容，选项BC 正确AD 错误.3．（2013高考四川理综第2题）用220V 的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110V ，通过负载的电流图象如图所示，则 A.变压器输入功率约为3.9W B.输出电压的最大值是110VC.变压器原、副线圈的匝数比是1∶2D.负载电流的函数表达式i=0.05sin(100πt+π/2)A 答案：A解析：通过负载的电流有效值为0.0252A ，变压器输入功率约为P=UI=110×0.0252W=3.9W ，选项A 正确.变压器输出电压的最大值是1102V ，选项B 错误.由变压公式，变压器原、副线圈的匝数比是2∶1，选项C 错误.负载电流的函数表达式i=0.05sin(100πt)A ，选项D 错误.4. （2013高考广东理综第16题）如图5，理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=2:1，○V 和○A 均为理想电表，灯泡电阻R L =6Ω，AB 端电压t u π100sin 2121=(V).下列说法正确的是 A.电流频率为100Hz B. ○V 的读数为24V C. ○A 的读数为0.5AD. 变压器输入功率为6W答案：D解析：由ω=100π=2πf解得：f=50Hz，选项 A错.AB端电压有效值U1=12V，根据变压公式，副线圈电压U2=6V，○V的读数为6V.由欧姆定律可得I= U2/ R L=1A，○A的读数为1A ，选项BC 错误.由理想变压器功率关系，变压器输入功率为P= I U2=6W ,选项D正确.5. （2013高考福建理综第15题）如图,实验室一台手摇交流发电机,内阻r=1.0Ω,外接R=9.0Ω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sin10πt（V），则A.该交变电流的频率为10HzB.该电动势的有效值为VC.外接电阻R所消耗的电功率为10WD.电路中理想交流电流表○A的示数为1.0A答案：D解析：由2πf=10π可得该交变电流的频率为f=5Hz，选项A错误.该电动势的最大值为，有效值为10V，选项B错误.外接电阻R中电流I=E/(R+r)=1A，电路中理想交流电流表○A的示数为1.0A，外接电阻R所消耗的电功率为P=I2R=9W，选项C错误D正确.2014年真题1． [2014·新课标Ⅱ卷] 如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n1、n2.原线圈通过一理想电流表A接正弦交流电源，一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端．假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为无穷大．用交流电压表测得a、b端和c、d端的电压分别为U ab和U cd，则( )A．U ab∶U cd＝n1∶n2B．增大负载电阻的阻值R，电流表的读数变小C．负载电阻的阻值越小，c、d间的电压U cd越大D．将二极管短路，电流表的读数加倍答案:BD解析：经交流电压表、交流电流表测得的值分别为交变电压和交变电流的有效值，根据变压器公式U ab U 2＝n 1n 2得到输出电压，而输出电压U 2不等于c 、d 端电压，因二极管具有单向导电性，输入电压通过变压器变压后经二极管整流后有效值发生变化， U cd ＝2U 22＝2n 2U ab2n 1，则U ab ∶U cd ＝2n 1∶n 2，故A 错误．增大负载电阻的阻值R, U ab 不变，U cd 也不变，根据P 出＝U 2cdR可知输出功率减小，根据理想变压器的输入功率等于输出功率可知，输入功率必减小，故电流表读数变小，B 正确，C 错误．二极管短路时，U ′cd ＝U 2，输出功率P ′出＝U ′2cd R ＝U 22R＝2P 出，故输入功率P 1也加倍，而输入电压U 1不变，根据P 1＝U 1I 1得电流表读数加倍，D 正确． 2．[2014·四川卷] 如图所示，甲是远距离输电线路的示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图像，则( )甲 乙A ．用户用电器上交流电的频率是100 HzB ．发电机输出交流电的电压有效值是500 VC ．输出线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定D ．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小 答案:D解析： 从图乙得到交流电的频率是50 Hz ，变压器在输电过程中不改变交流电的频率， A 错误；从图乙得到发电机输出电压的最大值是500 V ，所以有效值为250 2 V ，B 错误；输电线的电流是由降压变压器的负载电阻和输出电压决定的，C 错误；由于变压器的输出电压不变，当用户用电器的总电阻增大时，输出电流减小，根据电流与匝数成反比的关系可知，输电线上的电流减小，由P 线＝I 线R 线可知，输电线上损失的功率减小，D 正确．3．[2014·山东卷] 如图所示，将额定电压为60 V 的用电器通过一理想变压器接在正弦交变电源上．闭合开关S 后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表(均为理想电表)的示数分别为220 V 和2.2 A ．以下判断正确的是( )A ．变压器输入功率为484 WB ．通过原线圈的电流的有效值为0.6 AC ．通过副线圈的电流的最大值为2.2 AD ．变压器原、副线圈匝数比n 1∶n 2＝11∶3 答案:BD解析： 理想电流表没有电阻，显示的2.2 A 是理想变压器的输出电流的有效值，理想电压表的电阻无穷大，显示的220 V 是理想变压器的输入电压的有效值．用电器正常工作，所以，理想变压器的输出电压的有效值为60 V ．根据理想变压器的电压与匝数成正比，可得n 1∶n 2＝U 1∶U 2＝11∶3 ，选项D 正确．理想变压器的输入功率等于输出功率，P 入＝P 出＝60×2.2 W ＝132 W ，选项A 错误．根据理想变压器的电流与匝数成反比，即I 1∶I 2＝n 2∶n 1，可得通过原线圈的电流的有效值为I 1＝n 2n 1I 2＝0.6 A ，选项B 正确．通过变压器的是正弦交流电，所以副线圈的电流的最大值为I m ＝2I 2＝2.2 2 A ，选项C 错误．4． [2014·福建卷Ⅰ] 图为模拟远距离输电实验电路图，两理想变压器的匝数n 1＝n 4<n 2＝n 3，四根模拟输电线的电阻R 1、R 2、R 3、R 4的阻值均为R ，A 1、A 2为相同的理想交流电流表，L1、L 2为相同的小灯泡，灯丝电阻R L >2R ，忽略灯丝电阻随温度的变化．当A 、B 端接入低压交流电源时( ) A ．A 1、A 2两表的示数相同 B ．L 1、L 2两灯泡的亮度相同 C ．R 1消耗的功率大于R 3消耗的功率 D ．R 2两端的电压小于R 4两端的电压 答案:D解析： 由于n 1<n 2，所以左边的理想变压器为升压变压器，低压交流电源经过理想升压变压器后，由于功率不变，所以电流变小，则A 1表的示数小于A 2表的示数，故A 项错误；由U 1U 2＝n 1n 2，U 3＝U 2－I A1·2R 及U 3U 4＝n 3n 4可知，L 1两端的电压U L1＝U 4＝U 1－n 4n 3·I A1·2R ，又L 2两端的电压U L2＝U 1－I A2·2R ，因n 4n 3I A1<I A2，故U L1>U L2，由P ＝U 2R可知，L 1的功率大于L 2的功率，所以L 1的亮度大于L 2，故B 项错误；由于A 1表的示数小于A 2表的示数，由P ＝I 2R 可知，R 1消耗的功率小于R 3消耗的功率，故C 项错误；由于A 1表的示数小于A 2表的示数，由U ＝IR 可知，R 2两端的电压小于R 4两端的电压，故D 项正确．5．[2014·江苏卷] 远距离输电的原理图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2，电压分别为U 1、U 2，电流分别为I 1、I 2，输电线上的电阻为R .变压器为理想变压器，则下列关系式中正确的是( )A. I 1I 2＝n 1n 2 B ．I 2＝U 2RC ．I 1U 1＝I 22R D ．I 1U 1＝I 2U 2 答案:D解析： 对理想变压器来说，输出功率决定输入功率，两者总相等，故选项D 正确；对只有一组副线圈的理想变压器来说，通过原、副线圈的电流之比等于原、副线圈的匝数之比的倒数，因此选项A 错误；输出电流决定输入电流，I 2是由用户的电流决定的，I 1是由I 2决定的，与输电线上的电阻无关，选项B 错误；输出功率决定输入功率，升压变压器的输入功率应等于用户的功率与输电线上消耗的功率之和，故选项C 错误．6． [2014·天津卷] 如图1所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图像如图2中曲线a 、b 所示，则( )图1 图2 A ．两次t ＝0时刻线圈平面均与中性面重合 B ．曲线a 、b 对应的线圈转速之比为2∶3 C ．曲线a 表示的交变电动势频率为25 Hz D ．曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V 答案:AC解析： 本题考查交变电流图像、交变电流的产生及描述交变电流的物理量等知识，从图像可以看出，从金属线圈旋转至中性面时开始计时，曲线a 表示的交变电动势的周期为4×10－2s ，曲线b 表示的交变电动势的周期为6×10－2s ，所以A 、C 正确，B 错误；由E m ＝NBSω可知，E m a E m b ＝ωa ωb ＝T b T a ＝32，故E m b ＝23E m a ＝10 V ，曲线b 表示的交流电动势的有效值为5 2 V ，D 错误．7． [2014·浙江卷] 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，流入用户端的电流为I 2.则( )A. 用户端的电压为I 1U 1I 2B. 输电线上的电压降为UC. 理想变压器的输入功率为I 21r D. 输电线路上损失的电功率为I 1U 答案:A解析： 本题考查电能的输送、理想变压器等知识．理想变压器输入端与输出端功率相等， U 1I 1＝ U 2 I 2，用户端的电压U 2＝ I 1I 2U 1，选项A 正确；输电线上的电压降ΔU ＝U －U 1＝I 1r ，选项B 错误；理想变压器输电线上损失的功率为I 21r ，选项C 、D 错误．8． [2014·广东卷] 如图11所示的电路中，P 为滑动变阻器的滑片，保持理想变压器的输入电压U 1不变，闭合开关S ，下列说法正确的是( )A ．P 向下滑动时，灯L 变亮B ．P 向下滑动时，变压器的输出电压不变C ．P 向上滑动时，变压器的输入电流变小D ．P 向上滑动时，变压器的输出功率变大 答案:BD解析： 由于理想变压器输入电压不变，则副线圈电压U 2不变，滑片P 滑动时，对灯泡两端的电压没有影响，故灯泡亮度不变，则选项A 错误；滑片P 下滑，电阻变大，但副线圈电压由原线圈电压决定，则副线圈电压不变，故选项B 正确；滑片P 上滑，电阻减小，副线圈输出电流I 2增大，则原线圈输入电流I 1也增大，故选项C 错误；此时变压器输出功率P 2＝U 2I 2将变大，故选项D 正确．9． [2014·浙江卷] 如图1所示，两根光滑平行导轨水平放置，间距为L ，其间有竖直向下的匀强磁场，磁感应强度为B .垂直于导轨水平对称放置一根均匀金属棒．从t ＝0时刻起，棒上有如图2所示的持续交变电流I ，周期为T ，最大值为I m ，图1中I 所示方向为电流正方向．则金属棒( )第20题图1第20题图2A ．一直向右移动B ．速度随时间周期性变化C ．受到的安培力随时间周期性变化D ．受到的安培力在一个周期内做正功 答案:ABC解析： 本题考查安培力、左手定则、牛顿运动定律、功等知识．在0～T2，导体棒受到向右的安培力，大小恒为B I m L ，向右做匀加速直线运动；在T2～T ，导体棒受到安培力向右，大小仍为BI m L ，而此时速度仍然还是向左，做匀减速直线运动，之后不断重复该运动过程．故选项A 、B 、C 正确；安培力在一个周期内做功为0，选项D 错误．2015年真题1. （15江苏卷）一电器中的变压器可视为理想变压器，它将220V 交变电流改为110V ，已知变压器原线圈匝数为800，则副线圈匝数为 A ．200 B ．400 C ．1600 D ．3200 解析：根据2121n n U U =，解得4002=n . 答案：B2．（15北京卷）利用所学物理知识，可以初步了解常用的一卡通（IC 卡）的工作原理及相关问题.IC 卡内部有一个由电感线圈 L 和电容 C 构成的 LC 振荡电路，公交车上的读卡机（刷卡时“嘀”的响一声的机器）向外发射某一特定频率的电磁波.刷卡时，IC 卡内的线圈 L中产生感应电流，给电容 C 充电，达到一定的电压后，驱动卡内芯片进行数据处理和传输.下列说法正确的是IC 卡工作所需要的能量来源于卡内的电池B ．仅当读卡机发射该特定频率的电磁波时，IC 卡才能有效工作C ．若读卡机发射的电磁波偏离该特定频率，则线圈 L 不会产生感应电流D ．IC 卡只能接收读卡机发射的电磁波，而不能向读卡机传输自身的数据信息 答案：B解析：IC 卡内只是一个 LC 振荡电路，并没有电池，故A 选项错；只有当读卡机发出特定频率的电磁波时，IC 卡才能正常工作，故 B 选项对；当读卡机发射的电磁波偏离该频率时，也会产生变化的磁场，但达不到电谐振，线圈中仍可以产生的电流但较小，故 C 错；IC 卡是可以和读卡机进行数据传输的，如可以显示卡内余额，故 D 选项错.3.（15福建卷）图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T 的原、副线圈匝数分别为n 1 、n 2 .在T 的原线圈两端接入一电压sin m u U t ω=的交流电源，若输送电功率为P ，输电线的总电阻为2r ，不考虑其它因素的影响，则输电线上损失的电功率为()212.()4m U n A n r 221B.()4mU n n r2212C.4()()m n P r n U 2221D.4()()mn Pr n U 答案：C解析：原线圈电压的有效值：21m U U =，根据2121n n U U =可求：2122m Un n U =，又因为是理想变压器，所以T 的副线圈的电流功率等于输入功率P ，所以输电线上电流2U PI =，导线上损耗的电功率2 221242⎪⎪⎭⎫⎝⎛⎪⎪⎭⎫⎝⎛=='mUPnnrrIP，所以C正确，A、B、D错误.4.（15四川卷）小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′，线圈绕OO′匀速转动，如图所示.矩形线圈ab 边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压A．峰值是e0B．峰值是2e0C．有效值是22Ne D．有效值是02Ne 答案：D解析：由题意可知，线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，因此对单匝矩形线圈总电动势最大值为2e0，又因为发电机线圈共N匝，所以发电机线圈中总电动势最大值为2Ne0，根据闭合电路欧姆定律可知，在不计线圈内阻时，输出电压等于感应电动势的大小，即其峰值为2Ne0，故选项A、B错误；又由题意可知，若从图示位置开始计时，发电机线圈中产生的感应电流为正弦式交变电流，由其有效值与峰值的关系可知，U＝2mU，即U＝2Ne，故选项C错误；选项D正确.5.（15安徽卷）图示电路中，变压器为理想变压器，a、b接在电压有效值不变的变流电源两端，R0为定值电阻，R为滑动变阻器.现将变阻器的滑片从一个位置滑动到另一位置，观察到电流表A1的示数增大了0.2 A，电流表A2的示数增大了0.8 A，则下列说法正确的是A．电压表V1示数增大B．电压表V2、V3示数均增大C．该变压器起升压作用D．变阻器滑片是沿c→d的方向滑动答案：D解析：根据变压器原理，输出电压U2保持不变，而A2示数变大说明回路电阻变小，所以滑动变阻器电阻R 减小了，即变阻器滑片是沿c →d 的方向滑动，故答案为D ．6.（15广东卷）图5为气流加热装置的示意图，使用电阻丝加热导气管，视变压器为理想变压器，原线圈接入电压有效值恒定的交流电并保持匝数不变，调节触头P ，使输出电压有效值由220V 降至110V ，调节前后A ．副线圈中的电流比为1∶2B ．副线圈输出功率比为2∶1C ．副线圈的接入匝数比为2∶1D ．原线圈输入功率比为1∶2 答案：C解析：设原线圈中电流为I 1，匝数为n 1，两端输入电压为U 1，输入功率为P 1，幅线圈中电流为I 2，匝数为n 2，两端输出电压为U 2，输出功率为P 2，根据理想变压器原副线圈两端电压与匝数关系有：21U U ＝21n n，所以当输出电压U 2由220V 降至110V 时，副线圈匝数n 2也应减少为一半，故选项C 正确；由于副线圈两端所接用电器不变，所以当用电器电压减半时，其电流I 2也减半，故选项A 错误；根据功率计算式P ＝UI 可知，副线圈中输出功率P 2变为原来的1/4，故选项B 错误；由能量守恒定律可知，原线圈中输入功率P 1也变为原来的1/4，故选项D 错误.2016年真题1.[2016·全国卷Ⅲ] 如图所示，M 为半圆形导线框，圆心为O M ；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆心为O N ；两导线框在同一竖直面(纸面)内；两圆弧半径相等；过直线O M O N 的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面．现使线框M 、N 在t ＝0时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过O M 和O N 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动，则( )图1A ．两导线框中均会产生正弦交流电B ．两导线框中感应电流的周期都等于TC ．在t ＝T8时，两导线框中产生的感应电动势相等D ．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等 答案：BC解析： 设导线圈半径为l ，角速度为ω，两导线框切割磁感线的等效长度始终等于圆弧半径，因此在产生感应电动势时其瞬时感应电动势大小始终为E ＝12B ωl 2，但进磁场和出磁场时电流方向相反，所以线框中应该产生方波交流式电，如图所示，A 错误；由T ＝2πω可知，两导线框中感应电流的周期相同，均为T ，B 正确；在t ＝T8时，两导线框均在切割磁感线，故两导线框中产生的感应电动势均为12B ωl 2，C 正确；对于线框M ，有E 2R ·T 2＋E 2R ·T 2＝U 2有M R·T ，解得U 有M ＝E ；对于线框N ，有E 2R ·T 4＋0＋E 2R ·T 4＋0＝U 2有NR·T ，解得U有N＝22E ，故两导线框中感应电流的有效值并不相等，D 错误．2.[2016·全国卷Ⅰ] 一含有理想变压器的电路如图1所示，图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别为3 Ω、1 Ω 和4 ΩU 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定．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 .该变压器原、副线圈匝数比为( )图1A ．2B ．3。
高考交变电流常考题型总结与解题方法
交变电流专题复习考点1：交变电流的四值1、（多选）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。
设线圈总电阻为2 Ω，则（）A．t=0时，线圈平面平行于磁感线B．t=1 s时，线圈中的电流改变方向C．t=1.5 s时，线圈中的感应电动势最大8πJD．一个周期内，线圈产生的热量为2【答案】AD2、（多选）一台小型发电机(图1甲)产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图乙所示．已知发电机线圈内阻为5.0 Ω，现外接一只电阻为95.0 Ω的灯泡，则（）A. 电压表V的示数为220 VB. 电路中的电流方向每秒钟改变100次C. 通过灯泡电流的最大值为2.2 AD. 发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为48.4 J【答案】 BC3、（单选）两矩形线圈分别在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速转动，线圈中产生的感应电动势e随时间t的变化关系分别如图中甲、乙所示，则下列说法正确的是（）A. 两交变电流的频率之比f甲：f乙=1：2B. 两交变电流的电动势有效值之比E甲：E乙=3：1C. t=1s时，两线圈中的磁通量的变化率均为零D. t=1s时，两线圈均处在与中性面垂直的位置上【答案】 C4、（多选）如图所示，图线a是线圈在匀强磁场中匀速转动时所产生正弦交流电的图象，当调整线圈转速后，所产生正弦交流电的图象如图线b所示，以下关于这两个正弦交流电的说法正确的是（）A．交流电a的瞬时值为u=10sin5πtVB．线圈先后两次转速之比为2：3C．交流电b电压的有效值为320VD．先后两次在t=0时刻穿过线圈的磁通量变化率均为零【答案】AD由图电压最大值U m=10V，周期T a=0.4S，25/rad sTπωπ==，交流电压的瞬时值表达式为u=U m sinωt=10sin5πtV．故A正确．由图T b=0.6s，则线圈先后两次转速之比n a：n b=T b：T a=3：2．故B错误．由电动势的最大值E m=NBSω，则两个电压最大之值比U ma：U mb=ω a：ωb=3：2，有效值U a：U b=3：2，则交流电b电压的有效值为1023V．故C错误．t=0时刻U=0根据法拉第定律，磁通量变化率为零，而磁通量最大．故D正确；故选AD.5、（多选）图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动，线圈的两端经集流环和电刷与阻值为R＝10 Ω的电阻连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，示数是100 V．图乙是穿过矩形线圈的磁通量Φ随时间t变化的图像，线圈电阻忽略不计，则下列说法正确的是：（）A．电阻R上的电功率为10 00WB．0.02 s时R两端的电压瞬时值为零C．R两端的电压u随时间t变化的规律是u＝141.4 cos100πt(V)D．通过R的电流i随时间t变化的规律是i＝10cos 100πt(A)【答案】AC4、6、（单选）交流发电机线圈电阻r ＝1 Ω，用电器电阻R ＝9 Ω，电压表示数为9 V ，如图所示，那么该交流发电机（ ）A ．电动势的峰值为10 VB ．电动势的有效值为9 VC ．交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值为D ．交流发电机线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为【答案】D 【解析】用电器电阻R =9Ω，电压表示数为9V ，则电路中的电流：991U I A A R ===所以，电路中的电动势：E=I （R+r ）=1×（1+9）V=10V ．电压表的读数是交流电的有效值，所以10V 是电路中电动势的有效值，其最大值：2102m E BS E V ω===，故A 、B 错误；由交流电的产生与变化的规律可知，交流发电机线圈通过中性面时电动势的瞬时值最小为零，故C 错误；线圈自中性面转过90°的过程中的平均感应电动势为：22022BS BS V t E πωωππ∆Φ====∆，故D 正确。
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2009年高考物理试题分类汇编——交变电流
（09年天津卷） 9.（6分）（1）如图所示，单匝矩形闭合导线框abcd 全部处于磁感应强度为B 的水平匀强磁场中，线框面积为S ，电阻为R 。
线框绕与cd 边重合的竖直固定转轴以角速度ω匀速转动，线框中感应电流的有效值I= 。
线框从中性面开始转过2
π
的过程中，通过导线
横截面的电荷量q= 。
答案：（1）
R
BS 22ω，
R
BS
解析：本题考查交变流电的产生和最大值、有效值、平均值的关系及交变电流中有关电荷量的计算等知识。
电动势的最大值ωBS E =m ，电动势的有效值2
m E E =
，电流的有效值
R
BS R
E I 22ω=
=
；R
BS R
t t
R t R
E t I q =
=
=
=
=∆Φ
∆∆∆Φ
∆∆。
（09年广东物理）9．图为远距离高压输电的
示意图。
关于远距离输电，下列表述正确的是
A ．增加输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B ．高压输电是通过减小输电电流来减小电路
的发热损耗
C ．在输送电压一定时，输送的电功率越大，输电过程中的电能损失越小
D ．高压输电必须综合考虑各种因素，不一定是电压越高越好 答案：ABD
解析：依据输电原理，电路中的功率损耗线R I P 2
=∆，而S
L R ρ
=线,增大输电线的横截
面积，减小输电线的电阻，则能够减小输电线上的功率损耗，A 正确；由P=UI 来看在输送功率一定的情况下，输送电压U 越大，则输电电流越小，则功率损耗越小，B 正确；若输电电压一定，输送功率越大，则电流I 越大，电路中损耗的电功率越大，C 错误；输电电压并不是电压越高越好，因为电压越高，对于安全和技术的要求越高，因此并不是输电电压越高越好，D
正确。
（09年江苏物理）6．如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比为1：5，原线圈两端
的交变电压为100V u t π= 氖泡在两端电压达到100V 时开始发光，下列说法中正确的有
A ．开关接通后，氖泡的发光频率为100Hz
B ．开关接通后，电压表的示数为100 V
C ．开关断开后，电压表的示数变大
D ．开关断开后，变压器的输出功率不变
答案：AB
解析：本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变压器变压原理、功率等问题彻底理解。
由交变电压的瞬时值表达式知，原线圈两端电压的有效值为22
201=
U V=20V ，由
2
12
1U U n n =
得副线圈两端的电压为1002=U V ，电压表的示数为交
流电的有效值，B 项正确；交变电压的频率为502100==
π
πf Hz ，一个周期内电压两次大于
100V ，即一个周期内氖泡能两次发光，所以其发光频率为100Hz ，A 项正确；开关断开前后，输入电压不变，变压器的变压比不变，故输出电压不变，C 项错误；断开后，电路消耗的功率减小，输出功率决定输入功率，D 项错误。
（09年海南物理）9．一台发电机最大输出功率为4000kW,电压为4000V ，经变压器1T 升压后向远方输电。
输电线路总电阻1k ΩR =．到目的地经变压器2T 降压，负载为多个正常发光的灯泡（220V 、60W ）。
若在输电线路上消耗的功率为发电机输出功率的10%,变压器1T 和2T 的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则
A ．1T 原、副线圈电流分别为3
10A 和20A B ．2T 原、副线圈电压分别为5
1.810V ⨯和220V C ．1T 和2T 的变压比分别为1：50和40：1 D ．有4
610⨯盏灯泡（220V 、60W ）正常发光 答案：ABD
（09年海南物理）12．钳型表的工作原理如图所示。
当通有交流电的导线从环形铁芯的中间穿过时，与绕在铁芯上的线圈相连的电表指针会发生偏转。
由于通过环形铁芯的磁通量与导线中的电流成正比，所以通过偏转角度的大小可以测量导线中的电流。
日常所
用交流电的频率在中国和英国分别为50Hz 和60Hz 。
现用一钳型电流表在中国测量某一电流，电表读数为10A ；若用同一电表在英国测量同样大小的电流，则读数将是 A 。
若此表在中国的测量值是准确的，且量程为30A ；为使其在英国的测量值变为准确，应重新将其量程标定为 A ．
答案：12 （2分） 25（2分）
（09年山东卷）19．某小型水电站的电能输送示意图如下。
发电机的输出电压为200V ，输电线总电阻为r ，升压变压器原副线圈匝数分别为n ，n 2。
降压变压器原副线匝数分别为n 3、n 4（变压器均为理想变压器）。
要使额定电压为220V 的用电器正常工作，则
A ．
3214n n n n >
B ．321
4
n n n n <
C ．升压变压器的输出电压等于降压变压器的输入电压
D ．升压变压器的输出功率大于降压变压器的输入功率 答案：AD
解析：根据变压器工作原理可知
12
2
220n n U =，
334
220
n U n =
，由于输电线上损失一部分电压，
升压变压器的输出电压大于降压变压器的输入电压，有23U U >，所以
321
4
n n n n >
，A 正确，BC
不正确。
升压变压器的输出功率等于降压变压器的输入功率加上输电线损失功率，D 正确。
考点：变压器工作原理、远距离输电 提示：理想变压器的两个基本公式是：⑴
122
2
U n U n =，即对同一变压器的任意两个线圈，
都有电压和匝数成正比。
⑵12P P =
，即无论有几个副线圈在工作，变压器的输入功率总等于
所有输出功率之和。
只有当变压器只有一个副线圈工作时，才有1
22
12211,
n n I I I U I U =
=。
远距离输电，从图中应该看出功率之间的关系是：P 1=P 2，P 3=P 4，P 1/=P r =P 2。
电压之间的关系
是：3311232244
,,r U
n U n U U U U n U n ===+。
电流之间的关系是：3124232143,,r I I n n I I I I n I n =
===。
输电线上的功率损失和电压损失也是需要特别注意的。
分析和计算时都必须用
2
2
2,r r P I r U I r ==，而不能用2
r r U P r
=。
特别重要的是要会分析输电线上的功率损失
2
12221
r P L P U S U S ρ⎛⎫=⋅∝ ⎪⎝⎭。
（09年四川卷）17.如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为10：1，R 1＝20 Ω，R 2＝30 Ω，C 为电容器。
已知通过R 1的正弦交流电如图乙所示，则
A.交流电的频率为0.02 Hz
B.原线圈输入电压的最大值为
200 V C.电阻R 2的电功率约为6.67 W D.通过R 3的电流始终为零 答案：C
解析：根据变压器原理可知原副线圈中电流的周期、频率相同，周期为0.02s 、频率为50赫兹，A 错。
由图乙可知通过R 1的电流最大值为I m ＝1A 、根据欧姆定律可知其最大电压为U m ＝20V ，再根据原副线圈的电压之比等于匝数之比可知原线圈输入电压的最大值为200 V 、B 错；因为电容器有通交流、阻直流的作用，则有电流通过R 3和电容器，D 错；根据正弦交流电的峰值和有效值关系并联电路特点可知电阻R 2的电流有效值为I
、电压有效值为U ＝
U m
，电阻R 2的电功率为P 2＝UI ＝203
W 、C 对。
（09年福建卷）16.一台小型发电机产生的电动势随时间变化的正弦规律图象如图甲所示。
已知发电机线圈内阻为5.0Ω，则外接一只电阻为95.0Ω的灯泡，如图乙所示，则
A.电压表○
v 的示数为220v B.电路中的电流方向每秒钟改变50次
C.灯泡实际消耗的功率为484w
D.发电机线圈内阻每秒钟产生的焦耳热为24.2J
答案：D
解析：电压表示数为灯泡两端电压的有效值,由图像知电动势的最大值E m =2220V ，有
效值E=220V ，灯泡两端电压()
V r R RE
U 209=+=
，A 错；由图像知T =0.02S ，一个周期内电
流方向变化两次，可知1s 内电流方向变化100次，B 错；灯泡的实际功率
459.8W
W 95
209R
U
P 2
2
==
=
,C 错；电流的有效值A r
R E I 2.2=+=
，发电机线圈内阻每秒钟产
生的焦耳热为J J rt I Q r 2.24152.222=⨯⨯==，D 对。