【历届高考试题】2012版《6年高考4年模拟》：交变电流、电磁学

【物理精品】2012版《6年高考4年模拟》
交变电流、电磁学部分
第一部分 六年高考荟萃
2011年高考题
1(福建第15题).图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n 1:n 2=5:1，电阻R=20 Ω，L 1、L 2为规格相同的两只小灯泡，S 1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 的变化关系如图所示。

现将S 1接1、S 2闭合，此时L 2正常发光。

下列说法正确的是
A.输入电压u 的表达式u=202sin(50π)V
C.只断开S 2后，原线圈的输入功率增大
B.只断开S 1后，L 1、L 2均正常发光
D.若S 1换接到2后，R 消耗的电功率为0.8W
解析：答案D 。

些题考查变压器和电路动态变化等知识点。

由输入电压u 随时间t 的变化关系图象可知，交变电流周期为0.02s ，输入电压u 的表达式 选项A 错误，只断开S 1后，L 1、L 2均不能发光，选项B 错误，只断开S 2后，灯泡L 1、L 2串联接入电路，变压器输出电流变小，原线圈的输入功率减小，选项C 错误，若S 1换接到2后，变压器输出电压U=4V ，R 中电流为I=0.2A ，R 消耗的电功率为P=UI=0.8W ，选项D 正确
2．(四川第20题).如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩
形线圈的周期为T ，转轴O 1O 2垂直于磁场方向，线圈
电阻为2Ω。

从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，
线圈转过60°时的感应电流为1A 。

那么
A.线圈消耗的电功率为4W
B.线圈中感应电流的有效值为2A
C.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos
2t T
π D. 任意时刻穿过线圈的磁通量为Φ=T πsin 2t T π
【思路点拨】线圈从垂直于中性面位置启动，则瞬时值的表达式为余弦函数。

由此构造出瞬
时值表达式，可求出电动势的最大值，然后是有效值，再到功率，从而完成A ．B ．C 的筛选；再画出线圈转动的截面图，可知其磁通量变化规律确是正弦函数，但对线圈的最大磁通量，即BS 的计算有误，即排除D 项。

【精讲精析】选AC 。

由于线圈垂直于中性面启动，则瞬时表达式可记为
，代入数据可知，得最大值，即有效值
以及，功率为，瞬时值表达式为。

再由于
，则任意时刻穿过线圈的磁通量为
，可知D 错。

3(浙江第16题).如图所示，在铁芯上、下分别绕有匝数n 1=800和
m 2=200的两个线圈，上线圈两端u=51sin314tV 的交流电源相连，将下线圈两端接交流电压表，则交流电压表的读数可能是
A. 2.0V
B. 9.0V
C. 12.7V
D. 144.0V
答案：A 解析：交流电源电压的有效值
，如果看成理想的来处理有：、、，解得，故交流电压表的读数应该小于，所以答案为A 。

4（2011安徽第19题）．如图所示的区域内有垂直于纸面的匀强磁场，磁感应强度为B 。

电阻为R 、半径为L 、圆心角为45°的扇形闭合导线框绕垂直于纸面的O 轴以角速度ω匀速转动（O 轴位于磁场边界）。

则线框内产生的感应电流的有效值为
A ．22BL R ω
B ．222BL R
ω C ．224BL R
ω D ．24BL R ω 答案：D
解析：交流电流的有效值是根据电流的热效应得出的，线框转动周期为T ，而线框转动一周 只有T/4的时间内有感应电流，则有222(
)4L BL T R I RT R ω
=，所以24BL I R ω=。

D 正确。

450 O
L
ω u
V
n 1 n 2
5（2011新课标理综第17题）.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。

现闭合开关，灯泡正常发光。

若用U 和I 分别表示此时电压表和电流表的读数，则（A ）
解析：主要考查理想变压器原副线圈电压、电流与匝数的关系。

U 2=220V ，根据U 1：U 2=n 1:n 2得，U 1=110V 。

I 2=P/U 2=0.1A ，根据I 1：I 2= n 2：n 1得I 1=0.2A 。

所以正确答案是A 。

6（2011天津第4题）．在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生的交变电动势的图
象如图2所示，则
A ．t =0.005s 时线框的磁通量变化率
为零
B ．t =0.01s 时线框平面与中性面重合
C ．线框产生的交变电动势有效值为
311V
D ．线框产生的交变电动势的频率为
100Hz
【解析】：交变电流知识的考查。

由图2可知，该交变电动势瞬时值的表达式为311sin100e t π=。

当t =0.005s 时，瞬时值e =311V ，此时磁通量变化率最大，A 错；同理当t =0.01s 时，e =0V ，此时线框处于中性面位置，磁通量最大，磁通量的变化率为零，B 正确；对于正弦交变电流其有效值为E max /2，题给电动势的有效值为220V ，C 错；交变电流的频率为f =1/T =ω/2π=50Hz ，D 错。

【答案】：B
7（2011山东第20题）.为保证用户电压稳定在220V ，变电所需适时进行调压，图甲为变压器示意图。

保持输入电压1u 不变，当滑动接头P 上下移动时可改变输出电压。

某此检测得到用户电压2u 随时间t 变化的曲线如图乙所示。

以下正确的是 （ ） A.V t u )50sin(21902π= B.V t u )100sin(21902π=
C.为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当下移
D.为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当上移
答案：BD
解析：由电压2u 随时间t 变化的曲线可知，用户电压的最大值是V 2190，周期是s 2102-⨯，所以V t u )100sin(21902π=，A 错误，B 正确；根据2
121U U n n =，1n 减小，2u 增大，因此为使用户电压稳定在220V ，应将P 适当上移，C 错误，D 正确。

8(广东第19题).图7（a ）左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R=55Ω，
为理想电流表和电压表，若原线圈接入如图7（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2A
B. 原、副线圈匝数比为1:2
C. 电压表的示数为电压表的有效值
D. 原线圈中交变电压的频率为100Hz
9（2011海南第11题）.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_____，流过灯泡b 的电流为___, 解析：副线圈电压23a a a U U P R v === 1122103
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 = A
v R (a)
(b)
10．(江苏第13题)题13-1图为一理想变压器，ab 为原线圈，ce 为副线圈，d 为副线圈引
出的一个接头。

原线圈输入正弦式交变电压的u-t 图象如题13-2图所示。

若只在ce 间接一只R ce =400 Ω的电阻，或只在de 间接一只R de =225 Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W 。

(1)请写出原线圈输入电压瞬时值u ab 的表达式；
(2)求只在ce 间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I 1；
(3)求ce 和de 间线圈的匝数比ce de
n n 。

解析：
2010年高考题
1．2010·重庆·1７一输入电压为220v ，输出电压为36V 的变
压器副线圈烧坏，为获知此变压器元、复线圈匣数，某同学拆
下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上新饶了5匣线圈。

如题
17图所示，然后将原来线圈接到220v 交流电源上，测得新绕线
全的端电压为1v
，按理想变压器分析，该变压器烧坏前的原、
副线数分别为
A ．1100,360 B.1100，180
C ．2200,180 D. 2200,360
【答案】B
【解析】对新绕线的理想变压器，根据变压比公式得11001
22053131=⨯==U U n n 变压器烧坏前，同理 180220
3611001212=⨯==U U n n ，B 正确。

2. 2010·天津·1下列关于电磁波的说法正确的是
A ．均匀变化的磁场能够在空间产生电场
B ．电磁波在真空和介质中传播速度相同
C ．只要有电场和磁场，就能产生电磁波
D ．电磁波在同种介质中只能沿直线传播
答案：A
3. 2010·天津·7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
答案：AD
4. 2010·全国卷Ⅱ·19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。

现令P 从均匀密绕的副线圈最底端开始，沿副
线圈匀速上滑，直至白炽灯L 两端的电压等于其额定电压为止。

用1I 表示流
过原线圈的电流，2I 表示流过灯泡的电流，2U 表示灯泡两端的电压，2N 表示灯泡消耗的电功率（这里的电流、电压均指有效值：电功率指平均值）。

下列4个图中，能够正确反映相应物理量的变化趋势的是
5. 2010·江苏物理·3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=t1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
答案：B
6. 2010·江苏物理·7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
答案：CD
7. 2010·福建·13中国已投产运行的1000kV 特高压输电是目前世界上电压最高的输电工程。

假设甲、乙两地原来用500kV 的超高压输电，输电线上的损耗电功率为P 。

在保持输送电功率和输电线电阻都不变的条件下，现改用1000kV 特高压输电，若不考虑其他因素的影响，则输电线上损耗的电功率变为 A. 4p B. 2
p C.2P D.4P 答案：A
8．2010·北京·19在如图所示的电路中，两个相同的小灯泡L 1和L 2分别串联一个带铁芯的电感线圈L 和一个滑动变阻器R 。

闭合开关S 后，调整R ，使L 1和L 2发光的亮度一样，此时流过两个灯泡的电流均为I 。

然后，断开S 。

若t ′时刻再闭合S ，则在t ′前后的一小段时间内，正确反映流过L 1的电流L 1、流过L 2的电流l 2随时间t 变化的图像是
【答案】B
【解析】本题考查通电自感，与滑动变阻器R 串联的L 2，没有自感直接变亮，电流变化图像和A 中图线，C D 错误。

与带铁芯的电感线圈串联的L 1，自感强电流逐渐变大，B 正确。

9. 2010·上海物理·7电磁波包含了γ射线、红外线、紫外线、无线电波等，按波长由长到短的排列顺序是
（A ）无线电波、红外线、紫外线、γ射线
（B ）红外线、无线电波、γ射线、紫外线
（C ）γ射线、红外线、紫外线、无线电波
（D ）紫外线、无线电波、γ射线、红外线
【解析】A
本题考查电磁波普。

难度：易。

10. 2010·海南物理·11873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
【答案】B
【解析】直流发电机发电时接另一直流发电机，则另一直流发电机实际成了直流电动机，B 正确。

11．2010·海南物理·9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242V
B．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
【答案】AD
【解析】若电压表读数为6V，则输入电压为
1
4
6V24V
1
U=⨯=
是有效值，因此其最大值
为242V，A正确；若输入电压不变，副线圈匝数增加到原来的2倍，则输出电压也增加到原来的2倍，电流表示数应增加到原来的2倍，B错；若输入电压不变，负载电阻的阻值增加到原来的2倍，则输出电流减小到原来的一半，输入功率等于输出功率即P IU
=也减小到原来的一半，C错；若保持负载电阻的阻值不变．输入电压增加到原来的2倍，输出电
压增大到原来的2倍，则由
2
U
P
R
=
可知输出功率增加到原来的4倍，D正确。

12.2010·全国卷Ⅰ·22图1
是利用激光测转的原理示意图，图中圆盘可绕固定轴转动，盘
边缘侧面上有一小段涂有很薄的反光材料。

当盘转到某一位置时，接收器可以接收到反光涂层所反射的激光束，并将所收到的光信号转变成电信号，在示波器显示屏上显示出来（如图2所示）。

（1）若图2中示波器显示屏横向的每大格（5小格）对应的时间为5.00×10-2 s ，则圆盘的转速为__________________转/s 。

（保留3位有效数字）
（2）若测得圆盘直径为10.20 cm ，则可求得圆盘侧面反光涂层的长度为 ________ cm 。

（保留3位有效数字）
【答案】⑪4.55转 /s ⑫2.91cm
【解析】⑪从图2可知圆盘转一圈的时间在横坐标上显示22格，由题意知图2中横坐标上每格表示1.00×10-2s ，所以圆盘转动的周期是0.22s ，则转速为4.55转 /s
⑫反光引起的电流图像在图2中横坐标上每次一格，说明反光涂层的长度占圆盘周长的22分之一为91.22220
.10
14.32222=⨯⨯=r πcm 。

【命题意图与考点定位】匀速圆周运动的周期与转速的关系,以及对传感器所得图像的识图。

2009年高考题
一、选择题
1.（09·天津·9）（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∆∆。

2.（09·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 （ ABD ）
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
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。

3.（09·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202sin100V 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 （ AB ）
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
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
121U 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==
ππf 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。

4.（09·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1
T 和2T 的耗损可忽略，发电机处于满负荷工作状态，则（ ABD ）
A ．1T 原、副线圈电流分别为310A 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4610⨯盏灯泡（220V 、60W ）正常发光
5.（09·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 25
6.（09·山东·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 （ AD ）
A ．3214
n n n n > B ．
3214n 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
解析：根据变压器工作原理可知122220n n U =，334220
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
3214n 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：⑪ 1222
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。

⑫12P 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
2212211,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2r r U P r =。

特别重要的是要会分析输电线上的功率损失2
12221r P L P U S U S ρ⎛⎫=⋅∝ ⎪⎝⎭。

7.（09·四川·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
（ C ）
A.交流电的频率为0.02 Hz
B.原线圈输入电压的最大值为2002 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
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 ＝m 12
I 2R R 、电压有效值为U ＝U m /2V ，电阻R 2的电功率为P 2＝UI ＝203
W 、C 对。

9.（09·福建·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 （ D ）
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
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 95209R 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。

2006—2008年高考题
题组一
一、选择题
1.（08·北京·18）一理想变压器原、副线圈匝数比n 1:n 2=11:5。

原线
圈与正弦交变电源连接，输入电压u 如图所示。

副线圈仅接入一个
10 Ω的电阻。

则 （ D ）
A ．流过电阻的电流是20 A
B ．与电阻并联的电压表的示数是1002V
C ．经过1分钟电阻发出的热量是6×103 J
D ．变压器的输入功率是1×103W
解析 原线圈中电压的有效值是220V ，由变压比知副线圈中电压为100V ，流过电阻的
电流是10A ；与电阻并联的电压表的示数是100V ；经过1分钟电阻发出的热量是6×1034J 。

2.（08·天津·17）一理想变压器的原线圈上接有正弦交变电压，其最大值保持不变，副线
圈接有可调电阻R
设原线圈的电流为I 1，输入功率为P 1，副线圈的电流为I 2，输出功率为P 2。

当R 增大时
（ B ）
A ．I 1减小，P 1增大
B ．I 1减小，P 1减小
C ．I 2增大，P 2减小
D ．I 2
增大，P 2增大
解析 理想变压器的特点是输入功率等于输出功率，当负载电阻增大时，由于副线圈的
电压不变，所以输出电流I 2减小，导致输出功率P 2减小，所以输入功率P 1减小；输入
的电压不变，所以输入的电流I 1减小，B 正确
3.（08四川·16）如图，一理想变压器原线圈接入一交流电源，副线圈电路
中R 1、R 2、R 3和R 4均为固定电阻，开关S 是闭合的。

和为理想电
压表，读数分别为U 1和U 2； 、 和为理想电流表，读数分别
为I 1、I 2和I 3。

现断开S ，U 1数值不变，下列推断中正确的是 （ BC ）
A ．U 2变小、I 3变小
B ．U 2不变、I 3变大
C ．I 1变小、I 2变小
D ．I 1
A A A V V
V A R
变大、I 2变大
解析：因为变压器的匝数与U 1不变，所以U 2与两电压表的示数均不变．当S 断开时，
因为负载电阻增大，故次级线圈中的电流I 2减小，由于输入功率等于输出功率，所以I 1
也将减小，C 正确；因为R 1的电压减小，故R 2、R 3两端的电压将增大，I 3变大，B 正确．
4.（08宁夏·19）如图a 所示，一矩形线圈abcd 放置在匀强磁场中，
并绕过ab 、cd 中点的轴OO ′以角速度ω 逆时针匀速转动。

若以线
圈平面与磁场夹角45θ︒＝时（如图b ）为计时起点，并规定当电流
自a 流向b 时电流方向为正。

则下列四幅图中正确的是
（ D ）
【解析】本题考查正弦交流电的产生过程、楞次定律等知识和规律。

从a 图可看出线圈
从垂直于中性面开始旋转，由楞次定律可判断，初始时刻电流方向为b 到a ，故瞬时电
流的表达式为i =－i m cos （π4
+ωt ），则图像为D 图像所描述。

平时注意线圈绕垂直于磁场的轴旋转时的瞬时电动势表达式的理解。

5.（08·海南·7）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为4∶1．原线圈接入一电压为u ＝
U 0sin ωt 的交流电源，副线圈接一个R ＝27.5 Ω的负载电阻．若U 0＝2202V ，ω＝100π
Hz ，则下述结论正确的是 （ AC ）
A ．副线圈中电压表的读数为55 V
B ．副线圈中输出交流电的周期为1 s 100π
C ．原线圈中电流表的读数为
0.5 A
D ．原线圈中的输入功率为110 2 W
【解析】：原线圈电压有效值U 1=220V ，由电压比等于匝数比可得副线圈电压U 2=55V ，
A 对；电阻R 上的电流为2A ，由原副线圈电流比等于匝数的反比，可得电流表示数为
0.5A ， C 对；输入功率为P =220×0.5W=110W ，D 错；周期T = 2πω
=0.02s ，B 错。

6.（08·广东·5）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应
电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示国。

此线圈与一个R ＝10Ω的电阻构成闭合电
路，不计电路的其他电阻。

下列说法正确的是 （ C ）
A ．交变电流的周期为0.125s
B ．交变电流的频率为8Hz
C ．交变电流的有效值为2A
D ．交变电流的最大值为4A
【解析】由e －t 图像可知，交变电流电流的周期为0.25s ，故频率为4Hz ，选项A 、B 错
误。

根据欧姆定律可知交变电流的最大值为2A ，故有效值为2A ，选项C 正确。

二、非选择题
7.（08上海物理·20 B ）某小型实验水电站输出功率是20kW ，输电线路总电阻是6Ω。

（1）若采用380 V 输电，求输电线路损耗的功率。

（2）若改用5000 V 高压输电，用户端利用n 1:n 2＝22：1的变压器降压，求用户得到的
电压。

答案：见解析
解析：（1）输电线上的电流强度为I ＝3
2010380
P U ⨯=A ＝52.63A 输电线路损耗的功率为P 损＝I 2R ＝52.632×6W ≈16620W ＝16.62kW
（2）改用高压输电后，输电线上的电流强度变为I ′＝3
20105000
P U ⨯='A ＝4A 用户端在变压器降压前获得的电压
U 1＝U －I ′R ＝（5000－4×6）V ＝4976V 根据 1122
U n U n =
用户得到的电压为U 2＝
211
n U n ＝122×4976V ＝226.18V 题组二
1.（07·广东物理·19）如图所示，沿水平方向放置一条平直光滑槽，它垂直穿过开有小孔的两平行薄板，板相距3.5L 。

槽内有两个质量均为m 的小球A 和B ，
球A 带电量为 +2q ，球B 带电量为－3q ，两球由长为2L 的轻杆相连，
组成一带电系统。

最初A 和B 分别静止于左板的两侧，离板的距离均为
L 。

若视小球为质点，不计轻杆的质量，在两板间加上与槽平行向右的
匀强电场E 后（设槽和轻杆由特殊绝缘材料制成，不影响电场
的分布），求：
⑪球B 刚进入电场时，带电系统的速度大小；
⑫带电系统从开始运动到速度第一次为零所需的时间及球A 相对右板的位置。

答案 对带电系统进行分析，假设球A 能达到右极板，电场力对系统做功为W 1，有： 0)5.13(5.221>⨯-+⨯=L qE L qE W 由此可以判定，球A 不仅能达到右极板， 而且还能穿过小孔，离开右极板。

假设球B 能达到右极板，电场力对系统做功为W 2，有：0)5.33(5.222<⨯-+⨯=L qE L qE W 由此判定，球B 不能达到右极板
综上所述，带电系统速度第一次为零时，球A 、B 应分别在右极板两侧。

（1）电系统开始运动时，设加速度为a 1，由牛顿第二定律：m qE a 221=＝m qE 球B 刚进入电场时，带电系统的速度为v 1，有：L a v 1212= 求得：m
qEL v 21= ⑫设球B 从静止到刚进入电场的时间为t 1，则：111a v t =
解得：qE
mL t 21= 球B 进入电场后，带电系统的加速度为a 2，由牛顿第二定律：
m qE m qE qE a 22232-=+-= 显然，带电系统做匀减速运动。

设球A 刚达到右极板时的速度为v 2，减速所需时间为t 2，。