2017_2018学年高中物理考点12交变电流(含2014年高考试题)新人教版

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2018年高考物理1.5轮资料汇编专题12交变电流试题精选精练

专题12 交变电流一、单选题1．一个闭合的矩形线圈放在匀强磁场中匀速转动，角速度为ω时，线圈中产生的交变电动势的最大值为E0，周期为T0，外力提供的功率为P0.若使线圈转动的角速度变为2ω，线圈中产生的交变电动势的最大值为E，周期为T，外力提供的功率为P.则E、T和P的大小为（）A．E＝2E0，T＝12T0，P＝2P0B．E＝E0，T＝12T0，P＝2P0C．E＝2E0，T＝T0，P＝2P0D．E＝2E0，T＝12T0，P＝4P0【答案】 D2．如图所示，有一矩形线圈绕OOˊ轴在匀强磁场中匀速转动产生交变电流，通过滑环接一理想变压器．线路中接有电压表和电流表，不计矩形线圈和导线的电阻。

滑动接头P可以上下移动，副线圈上接有可调电阻R，下列判断正确的是（）A．当P位置不动、R增大时，电压表的示数增大B ．当P 位置不动、R 增大时，电压表的示数减小C ．当P 位置向上移动、R 不变时，电流表的示数增大D ．当P 位置向上移动、R 不变时，电流表的示数减小【答案】 C【解析】因不计矩形线圈和导线的电阻，电压表的示数即电动势的有效值，电动势不变，电压表示数不变，故选项A 、B 错误；根据理想变压器变压规律1122U n U n =，副线圈输出电压U 2=211n U n，因n 1减小，U 2会增大，由输出功率等于输入功率P 2=22111U P U I R==知，电流表示数I 1会增大，故选项C 正确，选项D 错误。

考点：理想变压器规律及动态分析3．为了减少远距离输电过程中的电能损失，往往采用高压输电，当高压到达用户端时再变为低压．若某变电站将电压0110002sin100V u t π=的交流电降为220V 供居民小区用电，则变电所变压器（）A ．原、副线圈匝数比为50∶1B ．副线圈中电流的频率是100HzC ．原线圈的导线比副线圈的要粗D ．输入原线圈的电流等于居民小区各用电器电流的总和[来【答案】 A【解析】由交流电瞬时值表达式可知，最大值为110002V ，频率为50Hz ，则有效值为11000V ，变压器原副线圈匝数比为50：1，A 正确；原副线圈中交变电流频率相同，B 错误；原副线圈功率相同，由P=IU 知副线圈电压低则电流大，则副线圈导线要粗些，C 错误；变压器输入功率等于输出功率，电流不相等，D 错误。

高二物理交变电流试题

高二物理交变电流试题1.远距离输送一定功率的交流电，若输电电压提高n倍，则输电导线的电功率损失是原来的________，输电导线的电压损失是原来的_________.【答案】【解析】功率不变根基P=UI计算电压升高之后，输电电流的降低，再根据U=IR计算损失的电压，电功率的损失只能用纯电阻的发热功率来计算P损=()【考点】考查输电线路损失的电压、功率的计算问题点评：要想清楚电损问题，必须从电路图开始讲起，输电线路电能的损耗相当于是升压变压器的副线圈提供电动势，输电线分一部分电压，其余的大部分加在了降压变压器原线圈两端，把输电线路理解成非纯电阻电路就相应的简单多了。

2.如图所示，变压器的原线圈及两个副线圈的匝数比为n1：n2：n3=4：2：1，所连接的三个灯泡消耗的电功率相同，则流过每个灯泡的电流之比I1：I2：I3=-_________，每个灯的电阻之比为R1：R2：R3=_________。

【答案】1：1：2 4：4：1【解析】先对两个副线圈，由功率相等：I2U2=I3U3，即。

设原线圈两端电压为U、R1两端电压U1，根据功率关系有I1U1=I1U，所以U=2U1，再由将两组电流比合并在一起：I1：I2：I3=1：1：2；与功率关系联立得：R1：R2：R3=4：4：1【考点】本题考查了含有多级副线圈的变压器问题。

点评：本题解题关键是多级副线圈电流关系只能利用原副线圈能量守恒关系解决。

3.如图所示为理想变压器，它的初级线圈在交流电源上，次级线圈接有一个标有“12V100W”灯泡，书籍变压器初、次级线圈的匝数之比为18：1，那么小灯泡正常工作时，图中的电压表的读数为_________V，电流表的读数_________A。

【答案】216V 0.463A【解析】电压表、电流表示数，用电器标称值都是有效值，本题电压表的示数就是原线圈两端的电压，电流表的读数就是原线圈电流的有效值由公式由∵，得=0.463A【考点】本题考查理想变压器工作原理和原副线圈电压，电流的关系点评：变压器问题不用死记公式，要灵活运用，此题中给出了副线圈小灯泡的额定功率，所以不用求出电流大小，直接应用功率的关系式求解会很简单。

2018版高三物理一轮复习专题11交变电流含2014年高考真题

专题11 交变电流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n 1、n 2.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 ＝n 1∶n 2B ．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 1 I 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U2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I2增大，则原线圈输入电流I1也增大，故选项C错误；此时变压器输出功率P2＝U2I2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．。

高考物理真题考点点拨精析考点12 交变电流新课标

考点12 交变电流一、选择题1.（2011·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55R≈Ω，、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;(1)最大值和有效值之间的关系(2)变压器的变压原理(3)电流表、电压表的示数均指有效值(4)原、负线圈的匝数比等于电压比【精讲精析】选A.C.电流表的示数为：AARUI255110===,A正确；原、负线圈的电压比等于匝数比，所以匝数比为2:1，B错误；电压表的示数指交变电流的有效值，C正确；由（b）知交流电的周期为0.02s,故频率为50HZ,D错误。

2.（2011·福建理综·T15）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数之比n1:n2=5:1，电阻R=20 Ω，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S1接1、S2闭合，此时L2正常发光。

下列说法正确的是A VA.输入电压u 的表达式u=202sin(50πt)VB.只断开S 2后，L 1、L 2均正常发光C.只断开S 2后，原线圈的输入功率增大D.若S 1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V t u )100sin(220π=,A 错；只断开S 2，L 1、L 2的电压小于额定电压，都不能正常发光，B 错；只断开S 2，负载电阻变大，功率变小，C 错；S 1换接到2后，据RU P 2出=和21n nU U =出入得R 消耗的功率为0.8W ，故选D.3.（2011·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。

2013-2018年新课标全国卷专题分类汇总——专题12：交变电流

专题12：交变电流考情分析：考查频率较低，考查角度单一，主要考查变压器匝数与电流、电压的关系。

建议：了解基本题型，明确变压器匝数与电流、电压的关系，同时知道输入功率与输出功率的关系。

1、（2015年新课标全国卷I ）一理想变压器的原、副线圈的匝数比为3：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接在电压为220V 的正弦交流电源上，如图所示。

设副线圈回路中电阻两端的电压为U ，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k ，则A ．U =66V ，k =19B ．U =22V ，k =19C ．U =66V ，k =13D ．U=22V ，k =132、（2016年新课标全国卷III ）（多选）如图，理想变压器原、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a 和b ，当输入电压U 为灯泡额定电压的10倍时，两灯泡均能正常发光。

下列说法正确的是A ．原、副线圈匝数比为9∶1B ．原、副线圈匝数比为1∶9C ．此时a 和b 的电功率之比为9∶1D ．此时a 和b 的电功率之比为1∶93、（2018年新课标全国卷III ）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u 0，周期为T ，如图所示。

则Q 方:Q 正等于A ．1:B ． :1C ．1:2D ．2:14、（2014年新课标全国卷II ）（多选）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为n 1、n 2。

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 =n 1:n 2B ．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，cd 间的电压U cd 越大D ．将二极管短路，电流表的读数加倍5、（2016年新课标全国卷I ）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R 1、R 2和R 3的阻值分别是3Ω、1Ω和4Ω，○A 为理想交流电流表，U 为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。

高考物理新电磁学知识点之交变电流真题汇编附答案解析(1)

高考物理新电磁学知识点之交变电流真题汇编附答案解析(1)一、选择题1．一台交流发电机的线圈电阻为2 Ω,将其输出端接在电阻为20 Ω的电阻丝上,其输出电压从某时刻开始随时间变化的图象如图所示,则( )A ．线圈转动的角速度为25 rad/sB ．电阻丝的发热功率为250 WC ．交流发电机的电动势有效值为502 VD ．若将此发电机接在匝数比为1∶2的理想变压器上可使输出频率提高1倍2．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，如图甲所示．产生的感应电动势如图乙所示，则（）A ．线框产生的交变电动势有效值为311VB ．线框产生的交变电动势频率为100HzC ．0.01s t =时线框平面与中性面重合D ．0.015st =时线框的磁通量变化率为零 3．如图所示，单匝闭合金属线框abcd 在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴OO'匀速转动，设穿过线框的最大磁通量为Φm ，线框中产生的最大感应电动势为E m ，从线框平面与磁场平行时刻（图示位置）开始计时，下面说法正确的是A ．线框转动的角速度为m mE Φ B ．线框中的电流方向在图示位置发生变化C ．当穿过线框的磁通量为Φm 的时刻，线框中的感应电动势为E mD ．若转动周期减小一半，线框中的感应电动势也减小一半4．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U 时电视为零，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压为正值）。

则R2两端电压的有效值为（）A．510V B．10 VC．55V D．102V5．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．52A6．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7．两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8．2016年底以来，共享单车风靡全国各大城市。

专题十二交变电流(讲解部分) 高考物理复习专题(教师用)

注意 ①变压器只能改变交流电压,若原线圈加直流电压,则副线圈输出电压为零,并且由于线圈对直流电无感抗,而使电流很大(相当于短路)易损坏直流电源。
②对“日”字形铁芯的变压器 U1 ≠ n1 ,因为穿过原副线圈的磁通量的变
U 2 n2
化率不等。
例图中B为理想变压器,接在交变电压有效值保持不变的电源上。指示灯 L1和L2完全相同(其阻值均恒定不变),R是一个定值电阻,电压表、电流表都为理想电表。开始时开关S是闭合的,当S断开后,下列说法正确的是( )
应用二探究远距离输电的几个物理量之间的变化规律
1.理清三个回路远距离输电电网间的基本结构如图所示。输电过程的电路被划分为三个独立的回路,即电源回路1、输送回路2和用户回路3。在每个回路中,变压器的原线圈是回路的用电器,而相应的副线圈是下一个回路的电源,每个回路均可应用闭合电路欧姆定律、串并联电路的规律,而变压器的电压、电流、功率关系则是联系不同回路的桥梁。
R中的U是指输电电压,即从发电机发出经过变压器升压后的
电压。
c.注意三个式子中U的不同,切记不要混淆。
知能拓展
拓展一交流电有效值的求解
1.交变电流有效值的规定交变电流、恒定电流I直分别通过同一电阻R,在交流的一个周期内产生的焦耳热分别为Q交、Q直,若Q交=Q直,则交变电流的有效值I=I直(直流有效值也可以这样算)。 2.对有效值的理解 (1)交流电流表、交流电压表的示数是指有效值; (2)用电器铭牌上标的值(如额定电压、额定功率等)指的均是有效值; (3)计算热量、电功率及保险丝的熔断电流用的是有效值;
2 m
·T
=
R 2R 2
2R 2
U 2 ·T,所以该交流电压的有效值U=Um ,可见选项D正确。

全国通用2018届高考物理一轮复习高手必备+萃取高招专题12交变电流含17高考真题及解析课件20170921313

Ⅰ
理想变压 Ⅱ 器远距离输 Ⅰ 电
变压器电能的输送
★★★ ★☆ 5年4 考
课标全 2016· 国Ⅰ16 题课标全 2016· 国Ⅲ19 题课标全 2015· 国Ⅰ16 题课标全 2014· 国Ⅱ21 题
考点35
考点36
流的产生和描述 1.(多选)(2016· 课标全国Ⅲ,21,6分) 如图,M为半圆形导线框,圆心为OM;N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为 ON;两导线框在同一竖直面(纸面)内;两圆弧半径相等;过直线OMON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OM和ON的轴,以相同的周期T逆时针匀速转动,则( ) A.两导线框中均会产生正弦交变电流 T t= 8 B.两导线框中感应电流的周期都等于 T C.在时,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
2�� ,可得周期 T=0.02 T
s,故 B 正确。
由于电压的有效值为 100 V,则该电压加在“100 V
1
100 W”的灯泡两
端,电阻消耗的电功率 100 W,故 C 错误。将 t=400 s 代入瞬时表达式, 得瞬时电压值为 100 V,故 D 正确。
【答案】 BD
考点35
考点36
��Φ
适用情况及说明
E I= R+r
计算通过电路横截面的电荷量
考点35
考点36
试做真题
高手必备
萃取高招
对点精练
典例导引1(2017· 湖北黄冈模拟)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,如图甲所示,产生的交变电动势的图象如图乙所示, 则( )

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。

2017-2018学年人教版高二交变电流期末复习物理试题(解析版)

交变电流1. 如图是交流发电机的示意图，图甲到图丁分别表示线圈转动过程中的四个位置，其中甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，乙、丁中线圈与磁场方向平行，则在线圈转动的过程中直流电流表有示数的位置是( )A. 甲、丙B. 乙、丁C. 甲、乙D. 丙、丁【答案】B【解析】试题分析：由题意可知，根据右手定则，得：乙、丁中线圈虽与磁场方向平行，但切割速度与磁场垂直，故有感应电流出现，而甲、丙中的线圈与磁场方向垂直，但切割速度与磁场平行，因此没有感应电流，故B正确，ACD错误；故选B．考点：交流电【名师点睛】考查右手定则的应用，注意切割速度的理解，并形成结论：磁通量最大时，切割速度与磁场平行；磁通量最小时，切割速度与磁场垂直。

2. 如图甲所示是一台交流发电机的构造示意图，线圈转动产生的感应电动势随时间变化的规律如图乙所示；发电机线圈电阻为1Ω，外接电阻为4Ω，则（）A. 线圈转速为50r/sB. 电压表的示数为2.5VC. 负载电阻的电功率为2WD. 线圈转速加倍，电压表读数变为原来的4倍【答案】C【解析】A项：由图可知：，由公式，解得：，故A错误；B项：交变电流的最大值为：，有效值为：，由闭合电路欧姆定律可知，，故B错误；C项：负载电阻的电功率为：，故C正确；..................3. 如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，a、b两点间的电压为，R 为可变电阻，P为额定电流1A、用铅锑合金制成的保险丝。

为使保险丝中的电流不超过1A，可变电阻R连入电路的最小阻值是（）A. 2.2ΩB. ΩC. 22ΩD. Ω【答案】A【解析】原线圈输入电压根据电压与匝数成正比代入数据解得：原线圈的最大输入功率为输出功率等于输入功率由公式：解得：故应选A。

4. 如图甲所示的“火灾报警系统”电路中，理想变压器原副线圈匝数之比为10:1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，R0为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，R1为变阻器，当通过报警器的电流超过某值时，报警器报警，下列说法正确的是（）A. 电压表V的示数为20VB. R0处出现火警时，电流表A的示数减小C. R0处出现火警时，变压器的输入功率增大D. 要使报警器的临界温度升高，可将R1的滑片P适当向下移动【答案】C【解析】设此电压的最大值为U m，电压的有效值为U．，代入数据得图乙中电压的有效值为110 V．变压器原、副线圈中的电压与匝数成正比，所以变压器原、副线圈中的电压之比是10：l，所以电压表的示数为11V，故A错误．R0处出现火警时，电阻减小，则次级电流变大，变压器输出功率变大，则变压器的输入功率增大，电流表示数变大，选项C正确，B错误；R1的滑片P适当向下移动，R1电阻变大，则次级电流变大，R0上电压变大，则报警器两端电压减小，则报警器的临界温度就降低了，故选项D错误；故选C.点睛：根据电流的热效应，求解交变电流的有效值是常见题型，要熟练掌握．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．5. 一矩形线圈绕垂直于匀强磁场方向、并位于线圈平面内的固定轴转动，线圈中的感应电动势e随时间t 的变化情况如图所示，则A. t1时刻穿过线圈的磁通量为零B. t2时刻穿过线圈的磁通量为零C. t3时刻穿过线圈的磁通量变化率为零D. t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零【答案】AD【解析】A项：t1时刻，感应电动势为最大值，通过线圈的磁通量为零，故A正确；B项：t2时刻感应电动势为零，线圈通过中性面时，磁通量最大，故B错误；C项：t3时刻，感应电动势为最大值，由法拉第电磁感应定律可知，t3时刻穿过线圈的磁通量变化率最大，故C错误；D项：t4时刻感应电动势为零，由法拉第电磁感应定律可知，t4时刻穿过线圈的磁通量变化率为零，故D正确。

课标Ⅲ专用2018年高考物理总复习必考部分专题十二交变电流习题课件20170921327

A.U=66 V,k=
1 9 1 D.U=22 V,k= 3
B.U=22 V,k=
答案 A
1 2 设原线圈中电流为I,由 = 知副线圈中的电流I2=3I,由题意知副线圈中电阻两端的
I I2
n n1
电压U=3IR,则原线圈回路中R两端的电压UR=IR= ,原线圈两端的电压U1=3U,由闭合电路中电压关系可知U1+UR=220 V,即3U+ =220 V,U=66 V,原线圈回路中电阻消耗的功率P1=I2R,副线圈
A.副线圈中的电流比为1∶2 B.副线圈输出功率比为2∶1 C.副线圈的接入匝数比为2∶1 D.原线圈输入功率比为1∶2
答案 C 电阻丝的阻值R可认为不变,由欧姆定律I= 可知副线圈中的电流取决于副线圈的输
U 22 出电压,故调节前后副线圈中电流之比为2∶1,A错误;再由P2=I2U2或P2= 可知副线圈的输出功 R
答案 AD
由Φ-t图可知,t=0时,Φ=0,则线圈平面平行于磁感线,选项A正确;t=1 s时Φ=0,此时电
2 T
动势最大,t=0.5 s和t=1.5 s时,Φ最大,此时电动势为0,电流改变方向,选项B、C错误;交流电电动势的最大值Em=nBSω=nΦm =4π V,有效值E= Em=2 2 π V,一个周期内线圈产生的热量Q=
U R
率之比应为4∶1,B错误;而理想变压器输入功率总是等于输出功率,故原线圈的输入功率之比也
2 1 为4∶1,D错误;因原线圈的输入电压U1、匝数n1恒定,故由电压关系 = 可知副线圈的接入匝
U n1
U n2
数比为2∶1,C正确。
8.(2015江苏单科,1,3分)一电器中的变压器可视为理想变压器,它将220 V交变电流改变为110 V。已知变压器原线圈匝数为800,则副线圈匝数为 ( A.200 B.400 C.1 600 D.3 200

2012年高考物理题库【考点12】交变电流(含答案)

考点12 交变电流一、选择题1.（2018·天津理综·T4）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21PP分别为( )A.PRkU,1n B.2()PRkU,1nC. PRkU,21n D.2()PRkU, 21n【解题指南】解答本题时首先计算原线圈的电流，再根据原、副线圈电流与匝数的关系及功率的公式计算出线路损耗的功率，并进一步求出副线圈匝数变化前后线路损耗功率的比值【解析】选D.原线圈的电流为：1PIU=，由于P、U不变，故I1不变，由1221I nkI n==得2212()PP I R RkU==；由1221'''I nnkI n==得2222'()PP I R RnkU==，则2211PP n=，故选项D正确.2.（2018·浙江理综·T20）为了测量储罐中不导电液体的高度,将与储罐外壳绝缘的两块平行金属板构成的电容器C置于储罐中,电容器可通过开关S与线圈L或电源相连,如图所示.当开关从a拨到b时,由L与C构成的回路中产生周期2T=.当罐中的液面上升时()A.电容器的电容减小B.电容器的电容增大C.LC回路的振荡频率减小D.LC回路的振荡频率增大【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：【解析】选B 、C.液面上升时，两板间的电介质变多，根据电容的决定式kd SC r πε4=知，电容器电容C 增大，选项B 正确、A 错误；根据振荡电流的周期LC T π2=可知，周期变大，由f=1/T 可知，频率变小，选项C 正确、D 错误.3.（2018·江苏物理·T7）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中的磁通量为零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【解题指南】解答本题时可按以下思路分析：,方向相反,所以线圈L1中的磁通量是零,线圈L 2中的磁通量也为零,A 正确;家庭电路中的用电器增多时或发生短路时,通过火线和零线的电流增大,但大小仍然相等,合磁通量仍为零,线圈L 2中的磁通量也为零,B 正确、C 错误;地面上的人接触火线时,电流从人体通过,通过火线和零线的电流大小不再相等,线圈L 2中有磁通量通过,产生感应电流,电磁铁开始工作,将开关K 吸起,起到断电保护的作用,D 正确,所以答案选A 、B 、D.4.（2018·新课标全国卷·T17）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【解题指南】解答本题应把握以下两点：（1）明确输出电压最大时，副线圈的匝数.（2）根据电压、电流及功率与原副线圈的匝数关系式求解.【解析】选B.由理想变压器原、副线圈中电压、电流及功率关系可得：2121n n U U =，1221n n I I =，211P I U =，所以当变压器输出电压调至最大时，副线圈的匝数也最大n 2=1900匝，负载R 上的功率也最大为2.0kW ，则)(380220110019001122V U n n U =⨯==，)(1.9220100.23121A U P I =⨯==，故选项B 正确.5.（2012·北京理综·T15）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.5 VB.C.10 VD. V 【解题指南】本题需要把握以下两点: (1)交变电流有效值的定义.(2)正弦式交变电流有效值和最大值的关系.【解析】选C.设交变电压有效值为U ，根据有效值定义，有t R t R U ⨯=⨯22102，25=U ，交变电压最大值V U m 10225=⨯=6.（2018.山东理综T18）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n 1、n 2,○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5VB.C.实现点火的条件是21n n >1000 D.实现点火的条件是21n n <1000【解题指南】解答本题应把握以下三点：（1）理解正弦交变电流u-t 图象的物理含义. （2）知道电压表的示数是电压的有效值.（3）利用变压器电压与线圈匝数的关系求点火条件.【解析】选B 、C.由正弦交变电流u-t 图象可知：最大电压值为5V ，故有效值为25V ，电压表显示的是有效值，A 错，B 对；由变压器电压与线圈匝数的关系可知，1211225n nU n n U ==，当变压器副线圈电压的瞬时值大于5000V ，即125n n >5000，所以12n n >1000，C 对，D 错. 7.（2018·广东理综·T19）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VB.频率是100HzC.有效值是VD.周期是0.02s【解题指南】求解本题需掌握交流电的最大值，瞬时值，有效值、周期、频率基本物理量及其彼此之间的关系. 【解析】选C 、D.交变电动势瞬时值的表达式为t NBS t E e m ωωωsin sin ===50sin100πt ，故交变电动势的最大值为50V ，有效值为2252==m E E V ，故A 错C 对.由ππω1002==f 得频率是f=50Hz ，周期s f T 02.01==，故B 错D 对.8.（2018·福建理综·T14）如图,理想变压器原线圈输入电压u=U m sin ωt,副线圈电路中R 0为定值电阻,R 是滑动变阻器.○V 1和○V 2是理想交流电压表,示数分别用U 1和U 2表示;○A 1和○A 2是理想交流电流表,示数分别用I 1和I 2表示.下列说法正确的是( )A.I 1和I 2表示电流的瞬时值B.U 1和U 2表示电压的最大值C.滑片P 向下滑动过程中,U 2不变、I 1变大D.滑片P 向下滑动过程中,U 2变小、I 1变小【解题指南】解答本题时可按以下思路分析:【解析】选C.交流电压表和交流电流表显示的示数都为有效值,A 、B 错.由于输入端电压U 1和理想变压器匝数比不变,所以U 2不变.滑片P 向下滑动过程中,电阻变小,电流I 2变大,输出功率变大,则输入功率变大,电流I 1变大,C 对、D 错,故选C.9.（2018·海南单科·T4）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12V，6W”的小灯泡并联在副线圈的两端。

(课标专用 A版)高考物理专题十二交变电流试题-人教版高三全册物理试题

专题十二交变电流挖命题【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与描述交变电流的产生2016课标Ⅲ,21,6分 3 能量观念★★☆2017某某理综,6,6分 3 能量观念2014某某理综,7,6分 3 能量观念交变电流的描述2018课标Ⅲ,16,6分 3 能量观念等效法变压器、电能的输送变压器2016课标Ⅰ,16,6分 3 能量观念等效法★★★2016课标Ⅲ,19,6分 3 能量观念2015课标Ⅰ,16,6分 3 能量观念2014课标Ⅱ,21,6分 3 能量观念等效法2018某某理综,4,6分 3 能量观念2016某某理综,5,6分 3 能量观念2015安徽理综,16,6分 3 能量观念2015广东理综,15,4分 3 能量观念电能的输送2015福建理综,15,6分 3 能量观念2014福建理综,16,6分 3 欧姆定律能量观念2014浙江理综,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与变压器的原理是关键和核心。

交变电流的有效值、平均值、图像与变压器原理、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严密联系,所以复习时一定要注意理论与实际的结合。

【真题典例】破考点【考点集训】考点一交变电流的产生与描述1.(2018山西太原一模)(多项选择)图1中,单匝矩形线圈abcd在匀强磁场中绕垂直磁场的轴转动。

改变线圈的转速,穿过该线圈的磁通量随时间分别按图2中图线甲、乙的规律变化。

设线圈的电阻为1.0Ω,如此( )A.图线甲对应线圈在t=0时产生的感应电动势最大B.图线甲、乙对应的线圈在t=2.0s时,线圈平面均平行于磁感线C.图线甲、乙对应的线圈转速之比为5∶4D.图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5πA答案BC2.(2018东北三校联考,9,4分)(多项选择)如下列图,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。