秘籍18 交流电-2021年高考物理抢分秘籍（解析版）

秘籍18交流电

一、备考策略

・命题特点：直流电路部分重点考查闭合电路的分析与计算、电路动态过程分析、含电容器电路的分析

与计算等，一般以选择题或实验题的形式出现(实验见第15讲)，直流电路知识通常也会融入电磁感应情景

综合考查。交变电流、变压器与远距离输电基本以选择题的形式出现。

•思想方法：程序法、等效法、分析推理法。

二、基础知识

典型特征:电流产生

-

方向发生改变交

如

电

流

-

交流

发电机

1.产生

在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的轴匀速转动的线圈里产生的是交变电流，实验装置如图所示.

2.过程分析

(2)如图所示：在乙位置和丁位置时，线圈垂直切割磁感线，产生的电动势和电流最大；在甲位置和丙位

置时，线圈不切割磁感线，产生的电动势和电流均为零。

1.正弦式交变电流的表达式

e=EmSincaf,u=Umsin(ot,i—Imsincot,其中Em为最大值，也叫峰值。

2.正弦式交变电流的峰值

(1)转轴在线圈所在平面内目与磁场垂直。当线圈平面与磁场平行时，线圈中的感应电动势达到峰值，

且满足Em=nBSco,,

(2)决定因素：由线圈匝数〃、磁感应强度8、转动角速度。和线圈面积S决定，与线圈的形状无关，与

转轴的位置无关。

(3)如图所示的几种情况中，如果”、B、3、S均相同，则感应电动势的峰值均为Em=〃8S。

1.对有效值的理解

(1)交变电流的有效值是根据电流的热效应定义的，理解有效值重点在“等效”，“效果”相同在定义中体现

为相同电阻、相同时间，产生相同热量，交变电流与多大的直流电“效果”相同，有效值就是多大。

(2)如果没有特别说明，交变电流的电压、电流以及用电器上标出的额定电压、额定电流，都是指其有效

值。

2.有效值的计算

卷求出其有效值。

(1)对于正弦交变电流，可先根据求出最大值，然后根据£=

(2)当电流是按非正(余)弦规律变化时，必须根据电流的热效应来求解有效值，且时间一般取一个周期。

其具体做法是：假设让交变电流通过电阻R,计算交变电流在一个周期内产生的热量。(可分段计算)，其中

热量Q用相应的物理量的有效值表示(如Q=FRf，Q=U1t/R),进而求出相应的有效值。

3.几种常见电流的有效值

电流名称电流图线有效值

正弦式

/./

交变电流—)---------------

、、

正弦半波/=%

12

电流

正弦单向、\-/—A.

./1

脉冲电流0

矩形脉冲Ix

上胫m

电流

\

\

非对称性/=*(/?+玲

./

Z-1___

交变电流/.

特别提醒：(1)E毒、/=卷)只适用于正弦式交变电流，对于按其他规律变化的交变电流，上述关系式

一般不再适用。

(2)对于非正弦式交变电流有效值的计算，时间一般选取一个周期。

(3)凡涉及能量、电功以及电功率等物理量时均用有效值，在确定保险丝的熔断电流时也用有效值。

交变电流的四值对比

物理含义重要关系适用情况

e=EmsinM计算线圈某一时刻的受力

瞬时值交变电流某一时刻的值

z=/msincoZ情况

最大值最大的瞬时值Em—nBScOIm—R+厂确定用电器的耐压值

(1)计算与电流热效应相

关的量(如功率、热量)

E=Em/yj2

跟交变电流的热效应等效(2)交流电表的测量值

有效值u=uWi

的恒定电流值(3)电器设备标注的额定

I=I/y[2

m电压、额定电流

(4)保险丝的熔断电流

交变电流图象中图线与时

平均值间轴所围面积与时间的比-A0；£计算通过电路截面的电量

E-嗝r-R+r

值

特别提醒：(1)交变电流的平均值不等于有效值，不是初、末状态瞬时值的平均值。

(2)交变电流的平均值与交变电流的方向及所取时间的长短均有关。

(3)计算通过导体某一截面的电荷量时，只能用交变电流的平均值。

电阻、感抗、京抗的比较

电阻感抗容抗

电容器两极板上积累

定向移动的自由电荷

由于电感线圈的自感的电荷对这个方向定

产生的原因与不动的离子间的碰

现象阻碍电流的变化向移动的电荷的反抗

撞

作用

对直流、交流均有阻只对变化的电流（如交不能通直流，只能通

在电路中的特点

碍作用流）有阻碍作用变化的电流

由导体本身（长短、粗由线圈的自感系数和

由电容的大小和交流

决定因素细、材料）决定，与温交流的频率决定（成正

的频率决定（成反比）

度有关比）

电流通过电阻做功，电能和磁场能往复转电能与电场能往复转

化与做功电能的转

电能转化为内能化化

三、常考考点

考点一交流电的产生及“四值"的应用

1.两个特殊位置的特点

△①

⑴线圈平面与中性面重合时，S±B,①最大，菽=0，e=0,i=0,电流方向将发生改变.

△①

（2）线圈平面与中性面垂直时，，S〃B,<0=0,后最大，e最大，i最大，电流方向不改变.

2.正弦交流电"四值"的应用

考点二变压器和远距离输电

1.理想变压器动态分析的两种情况

(1)负载电阻不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随匝数比的变化情况.

(2)匝数比不变，讨论变压器原、副线圈两端的电压、电流、电功率等随负载电阻的变化情况.

2.理想变压器问题分析技巧

(1)根据题意分清变量和不变量；

(2)弄清“谁决定谁”的制约关系.对电压而言，输入决定输出；对电流、电功(率)而言，输出决定输

入.

3.远距离输电问题的解题关键

(1)整个输电线路由三个回路组成，回路间通过变压器建立联系.

(2)关键是通过分析，利用题目条件，首先求出中间回路的电流.

考点三理想变压器的动态分析

常见的理想变压器的动态分析一般分匝数比不变和负载电阻不变两种情况.

1.匝数比不变的情况(如图甲所示)

(l)Ui不变，根据，输入电压Ui决定输出电压6，不论负教电阻R如何变化，6不变.

(2)当负载电阻发生变化时，卜变化，输出电流12决定输入电流h，故li发生变化.

(3)以变化引起P2变化，P1=P2,故Pl发生变化.

2.负载电阻不变的情况血图乙所示)

⑴Ui不变，发生变化，故6变化.

(2)R不变，3变化，故L发生变化.

（3）根据P2=，P2发生变化,再根据P1=P2,故Pl变化,P1=U1I1，U1不变，故11发生变化.

题型一交流电的产生及“四值"的应用

例1、（2019•高考天津卷）单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，穿

过线框的磁通量①与时间t的关系图象如图所示.下列说法正确的是（）

A.g时刻线框平面与中性面垂直

B.线框的感应电动势有效值为'警

C.线框转一周外力所做的功为4野

r\I

D.从t=0至Ut=［过程中线框的平均感应电动势为华

【解析】由①一t图象可知，，寸穿过线框的磁通量最大，则线框位于中性面，A错误；线框中产生的

感应电动势的最大值应为Em=NBS3,又3=竿，N=l,BS=（Dm,则整理得Em="¥，因此感应电动势

的有效值为E=；^=警处，B正确;

由功能关系可知线框转动一周外力所做的功等于线框中产生的焦耳

E22n2（DmT—（D4（Dm

热，有W=V=^詈，C正确；0〜;的过程中，线框中产生的平均感应电动势为£=m竿=竿，D错

nnI4II

4

误.

【答案】BC

【变式探究】（2018•高考全国卷HI）—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

该电阻接到正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为QB该电阻上电压的峰值均为uo,周期均为T,

如图所示.则Q方：QIE等于（）

A.1：巾B.\[2:1

C.1：2D.2：1

【答案】D

【解析】根据焦耳定律知产生的热量与方波中的电流方向的变化无关，故Q〃=%：而正弦交流电电

r\

压的有效值等于峰值的。故Q产一＞丁=需丁，所以5~=苧，D正确.

题型二理想变压器和远距离输电

例2、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9：1

B.原、副线圈匝数比为1：9

C.此时a和b的电功率比为9：1

D.此时a和b的电功率比为1：9

【答案】AD

【解析】因为两灯泡额定电压相同且均正常发光，且输入电压为灯泡额定电压的10倍，所以理想变

压器的输入、输出电压比为9：1,由理想变压器变压规律可知，原、副线圈的匝数比为9：1,A项正确，

B项错误；由理想变压器变流规律可知，原、副线圈的电流比为1：9,由电功率P=UI可知，a和b的电

功率之比为1：9,C项错误，D项正确.

【变式探究】如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表.下列说法正

确的是（）

A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，R1消耗的功率变大

B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大

C.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表Ai示数变大

D.若闭合开关S,则电流表Ai示数变大、A2示数变大

【答案】B

【解析】当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻增大，变压器副线圈的

总负载的等效电阻增大，Ri中电流减小，&两端电压减小，电压表示数变大，Ri消耗的电功率变小，选项

A错误，B正确；当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，变压器副线圈输出电流减小，输出功率减小，

根据变压器输入功率等于输出功率，变压器输入功率减小，电流表Ai示数变小，选项C错误；若闭合开关

S,变压器副线圈的总负载的等效电阻减小，则Ri中电流增大，Ri两端电压增大，电压表示数减小，电流

表A2示数减小，电流表Ai示数变大，选项D错误.

【举一反三】（2018•高考江苏卷）采用220kV高压向远方的城市输电.当输送功率一定时，为使输电线

1

上损耗的功率减小为原来的不输电电压应变为（）

A.55kVB.110kV

C.440kVD.880kV

【答案】C

【解析】设输送功率为p,则有P=UI,其中U为输电电压，I为输电电流.为使输电线上损耗的功率

减小为原来的四分之一，山（为输电线的电阻，恒定不变）可知应使变为原来的二分之一，又输

P1K=|2RRI

送功率不变，则输电电压应变为原来的2倍，即440kV,选项C正确.

题型四理想变压器中的动态分析

例4、如图所示，电源电压保持不变，若将滑动变阻器的滑动触头向左滑动，关于两电表示数的变

化，下列判断中正确的是（）

A.电流表的示数变大

B.电流表的示数变小

C.电压表的示数变大

D.电压表的示数变小

【答案】AC

【解析】若将滑动变阻器触头向左滑动，滑动变阻器接入电路的电阻减小，则滑动变阻器分得的电压

减小，原线圈两端电压增大，而匝数比不变，所以副线圈两端电压增大，电压表示数增大;负载两端电压增

大，则副线圈电流增大;根据匝数比不变，则原线圈的电流增大，电流表示数增大.故AC正确，BD错误，

故选AC。

【变式探究】如图所示，理想变压器原线圈输入电压u=UmSin3t,副线圈电路中Ro为定值电阻，R是

滑动变阻器M和V2是理想交流电压表，示数分别用5和6表示;Ai和A2是理想交流电流表，示数分别用

k和L表示.下列说法正确的是（）

B.滑片P向下滑动过程中，Ui变小

C.滑片P向下滑动过程中，6增大

D.滑片P向下滑动过程中，k变大

【答案】D

【解析】V］和V2是理想交流电压表，示数5和5表示电压的有效值，故A错误;滑片P向下滑动过

程中，总电阻减小，副线圈的电压只与输入电压和匝数有关，所以Ui、6不变，流过Ro的电流卜变大，

根据变压器原理得k变大，故D正确，BC错误，故选D。

题型五传感器的简单应用

例5、现要组装一个由热敏电阻控制的报警系统，要求当热敏电阻的温度达到或超过60℃时，系统

报警.提供的器材有:热敏电阻，报警器（内阻很小，流过的电流超过1c时就会报警），电阻箱（最大阻值为

999.9Q）,直流电源（输出电压为U,内阻不计），滑动变阻器Ri（最大阻值为1000C）,滑动变阻器R4最大

阻值为2000Q）,单刀双掷开关一个，导线若干.在室温下对系统进行调节.已知U约为18V,k约为10mA;

流过报警器的电流超过20mA时，报警器可能损坏;该热敏电阻的阻值随温度升高而减小，在60℃时阻值

为650.0Q.

⑴完成待调节的报警系统原理电路图的连线.

电源

电阻箱滑动变阻器

—9*——

—

热敏电阻

(2)电路中应选用滑动变阻器(填"Ri"或"R2”).

(3)按照下列步骤调节此报警系统：

①电路接通前，需将电阻箱调到一固定的阻值，根据实验要求，这一阻值为Q;滑动变阻器的滑

片应置于(填"a"或"b")端附近，不能置于另一端的原因是。

②将开关向(填"c"或"d")端闭合，缓慢移动滑动变阻器的滑片，直至。

(4)保持滑动变阻器滑片的位置不变，将开关向另一端闭合，报警系统即可正常使用.

【答案】⑴连线如图所示.

热敏电阻

(2)Rz

⑶①650.0b接通电源后，流过报警器的电流会超过20mA,报警器可能损坏②c报警器开始报

警

【解析】(1)先用电阻箱替代热敏电阻，连接成闭合回路进行调试.电路图连接如答案所示.

(2)当电路中电流lc=10mA时，根据闭合电路欧姆定律有k=，解得R总=1800。，此时热敏电阻的阻值

为650Q,则滑动变阻器的阻值为1150Q,所以滑动变阻器选R2.

(3)①当热敏电阻阻值小于650。时•，报警隅就会报警，用电阻箱替代热敏电阻进行调节，应把电阻箱

的阻值调到650d若接通电源后电路中的电流过大(超过20mA),报警器就会损坏，电流越小越安全，所以

为了电路安全，闭合开关前滑片应置于b端.

②用电阻箱替代热敏电阻进行调试，应将开关向c端闭合，开关闭合后要减小电路中的电阻直至报警

器报警.

【变式探究】（2017江苏单科）某同学通过实验制作一个简易的温控装置，实验原理电路图如图甲所

示，继电器与热敏电阻Rt、滑动变阻器R串联接在电源E两端，当继电器的电流超过15mA时，衔铁被吸

合，加热器停止加热，实现温控.继电器的电阻约20。，热敏电阻的阻值Rt与温度t的关系如下表所示。

t/℃30.040.050.060.070.080.0

Rt/Q199.5145.4108.181.862.949.1

⑴提供的实验器材有:电源EI（3V,内阻不计）、电源E2（6V,内阻不计）、滑动变阻器Ri（0〜200C）、滑

动变阻器R2（0〜500Q）、热敏电阻Rt、继电器、电阻箱（0〜999.9Q）、开关S、导线若干。为使该装置实现对

30〜80℃之间任一温度的控制，电源E应选用（选填"Ei"或"2"）,滑动变阻器R应选用（选

⑵实验发现电路不工作.某同学为排查电路故障，用多用电表测量各接点间的电压，则应将如图乙所

示的选择开关旋至（选填或"D"）。

（3）合上开关S,用调节好的多用电表进行排查.在图甲中，若只有b、c间断路，则应发现表笔接入a、

b时指针（选填"偏转"或"不偏转，接入a、c时指针（选填"偏转"或"不偏转"）。

（4）排除故障后，欲使衔铁在热敏电阻为50°C时被吸合，下列操作步骤的正确顺序是。（填写

各步骤前的序号）

①将热敏电阻接入电路

②观察到继电器的衔铁被吸合

③断开开关，将电阻箱从电路中移除

④合上开关，调节滑动变阻器的阻值

⑤断开开关，用电阻箱替换热敏电阻，将阻值调至108.1C

【答案】⑴E2R2(2)C(3)不偏转偏转⑷⑤④②③①

【解析】⑴当温度控制在30℃,衔铁被吸合时，&两端的电压约为Ut=IRt=0Q15x200V=3V,继电器

两端的电压LT=R=0.015X20V=0.3V,故需电源电动势大于3V,选E2.当温度控制在80℃时，电路中的总

电阻:R*==400C,远大于热敏电阻、继电器以及滑动变阻器Ri的电阻的总和，故滑动变阻器选R2.

(2)A挡位测量电阻值，B挡位测量交流电压，C挡位测量直流电压，D挡位测量电流值，故为测量各接

入点的电压，应将开关旋至C挡.

(3)若be间断路，ab只与电源正极相连通，ab间无电压，如图

故多用电表指针不偏转。

若be间断路，a点与电源正极相连通，c点与电源负极相连通，a、c两点间的电压为电源电动势，如

图

故多用电表指针偏转。

(4)要想保证温度控制在50C,由题目表中可得Rt=108.1Q,因此我们要用电阻箱代替热敏电阻，把电

阻箱电阻调整到108.1Q,闭合电路调节滑动变阻器，让继电器吸合(即让电路中的电流为15mA),再将电

阻箱移除，将热敏电阻接入电路，完成实验。

一、单选题

1.(2021•福建漳州市•高三二模)如图，理想变压器的原、副线圈匝数比为1():1,飞为滑动变阻器，&

为定值电阻，C为电容器，L为额定功率11W的灯泡，原线圈两端加电压“=22O0sinlOOm(V),灯

泡恰好正常发光，则(

A.灯泡的额定电流为也AB.流过R,的电流始终为零

2

c.R1滑片向下滑动时，灯泡L变亮D.R1滑片向下滑动时，原线圈的电流变小

【答案】D

【详解】

A.由原线圈的电压的瞬时表达式可知，原线圈的电压有效值为

U、=%=200V

根据理想变压器的电压关系可得

U,=20V

灯泡的额定电流为

所以A错误；

B.电容器有通交流隔直流的特点，所以流过R2的电流不可能始终为0,则B错误；

C.用滑片向下滑动时，不会改变副线圈的电压，所以灯泡L亮度不变，则C错误；

D.用滑片向下滑动时，电阻增大，电流减小，则副线圈的总电流减小，总功率减小，根据理想变压器原

副线圈功率相等的性质，则有

UJ\=UL

原副线圈电压不变时，副线圈电流减小，所以原线圈的电流变小，则D正确；

故选D。

2.（2021•浙江高三二模）小芳设计了一个电吹风，其电路图如图所示，变压器原、副线圈的匝数分别为

Ni、N2,小风扇的额定电压为60V。o、b、c、d为四个固定触点，转动扇形金属触片P的位置可同时接触

两个触点，使电吹风可处于关机、吹热风和吹冷风三种工作状态。在电吹风吹热风时（）

小风扇变

电点

压

器

丝

触片同时接触、

A.Pab,Ni：N2=11B3

触片同时接触

B.Pa,b,Ni：N2=3011

触片同时接触、

C.Pbc,Ni：N2=1103

触片同时接触、

D.Pbc,Ni：NZ=3011

【答案】A

【详解】

由题意可知，电吹风吹热时，电热丝需连入电路中,触片P同时接触a,b,由变压器电压和匝数关系可得

N、_U\_22011

N2一4-60-3

A正确，BCD错误，故选A。

3.（2021•重庆高三二模）理想变压器原线圈匝数小=270匝，输入如题图甲所示的正弦交变电压。P是副

线圈上的滑动触头，当P处于题图乙所示位置时，副线圈连入电路的匝数小=135匝，灯泡L恰能正常发

光，电容器C刚好不被击穿，R是滑动变阻器。下列说法正确的是（）

A.电容渊的击穿电压为11V

B.若R的滑片不动，向下移动P,则电容器的电容变小

C.若R的滑片不动，向下移动P,则原线圈的输入功率变大

D.若P不动，向上移动R的滑片，则灯泡变暗

【答案】D

【详解】

A.原线圈输入电压的峰值为

4=226

则副线圈输出电压的峰值为

人2=。=11反

/

由于电容器C刚好不被击穿，则电容器的击穿电压为11、历V，故A错误；

B.根据电容器电容决定式。=型-可知，当R的滑片不动，向下移动P,电容器的电容不变，故B错

4兀kd

误；

U.n.

C.若R的滑片不动，向下移动P,则负载总电阻R怂不变，副线圈匝数减小，根据3=」可知，副线圈

U2n2

U2

输出电压有效值3减小，再根据＜■可知，副线圈输出功率P2减小，根据［=8可知，原线圈的输

入功率变小，故C错误；

D.若P不动，向上移动R的滑片，则滑动变阻器接入电阻变大，负载总电阻变大，副线圈匝数不变，根

据；广=」可知，副线圈输出电压有效值3不变，根据“二三■可知副线圈回路总电流减小，则根据

力及2R总

&可知，灯泡功率减小，则灯泡变暗，故D正确。

故选D。

二、多选题

4.（2021•天津红桥区•高三一模）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Li、Lz,电路中分别接了理想交流电压表VI、Vz和理

想交流电流表4、A2,导线电阻不计，如下图所示。当开关S闭合后（）

A.Ai示数变大，Ai与Az示数的比值不变

B.Ai示数变大，Ai与A2示数的比值变大

c.V2示数变小，Vi与V2示数的比值变大

D.V2示数不变，变压器输入功率变大

【答案】AD

【详解】

线圈接到电压有效值不变的正弦交流电源上，所以V1与V2示数及比值均不变。当开关S闭合后，副线圈

的总电阻减小，根据欧姆定律得A2示数变大，则根据变压器的电流关系可知，A1示数变大，而A1与A2示

数的比值不变。根据P=。/可知，变压器的输入功率变大。

故选AD。

5.（2021•四川成都市•高三二模）如图，乙和乙是输电线，甲、乙是两个互感器（可视为理想变压

器），其中的线圈匝数关系为：勺：4=200:1,%:%=1：100,电流表和电压表均为理想交流电表。下

列说法正确的是（）

Li

L2

farm)

甲乙

〃4

i-0-1

A.甲是电流互感器，乙是电压互感器

B.甲是电压互感器，乙是电流互感器

C.若V表示数为30V,则输电线两端的电压最大值为60（X）V

D.若A表示数为5A,则通过输电线的电流有效值为500A

【答案】BD

【详解】

AB.甲图的原线圈两端接电源两端的电压，所以是电压互感器，已知“：4=200:1,乙图的原线圈串联

接入输电线的一根导线，所以是电流互感器，故A错误，B正确；

c.电压表测电压的有效值，若v表示数为30V,则输电线两端的电压有效值为

——x30V=6000V

1/?.,21

故C错误；

D.电流表测电流的有效值，若A表示数为5A,则通过输电线的电流有效值为

I,=2=—x5A=500A

%1

故D正确。

故选BDo

6.（2021•天津高三一模）我国在“西电东输”工程中采用超高压输电，利用升压变压器把电压提高到几百

千伏输送，到东部再用降压变压器把电压降到用户需要的电压。下列说法正确的是（）

A.升压变压器原线圈匝数大于副线圈匝数B.降压变压器原线圈匝数大于副线圈匝数

C.降压变压器原线圈中的电流大于副线圈中的电流D.在变压过程中交变电流的频率保持不变

【答案】BD

【详解】

A.升压变压器原线圈匝数小于副线圈匝数，A错误；

B.降压变压器原线圈匝数大于副线圈匝数，B正确；

C.降压变压器原线圈中的电流小于副线圈中的电流，C错误；

D.变压器改变电压大小，不改变交变电流的频率，D正确。

故选BDo

7.（2021•天津和平区•高三一模）如图所示，单匝矩形线圈在有界匀强磁场中绕垂直于磁场的de边匀速

转动，周期为0.2s,线圈电阻为50。磁场只分布在de边的左侧，若线圈从如图所示开始计时，线圈转过

30。时的感应电流为1A,那么（）

3

XXX：

a\~j"

X夕X出X

XXXI

A.线圈中感应电流的有效值为2A

B.线圈磁通量变化率的最大值为'（wb/s）

71

C.线圈从图示位置转过90。的整个过程中，流经线圈导线横截面的电量为4=」-（O

5乃

D.线圈消耗的电功率为5W

【答案】CD

【详解】

AD.由图可知，产生的交变电流为半波式正弦交变电流，线圈转过30。时的感应电流为1A,所以电流的最

大值为2A,此线框只有半个周期时间内有电流，因此由有效值的定义可得

电流的有效值为1A,线圈消耗的功率

尸=[2R=]X5W=5W

故A错误，D正确;

B.由A可知，电动势的最大值为10V

E—〃弛

△t

线圈磁通量变化率"的最大值为10(wb/s),故B错误:

\t

C.由B可知

8s刃=10

所以

27r

8s竺=10

0.2

解得

71

线圈从图示位置转过90°的整个过程中，磁通量的变化量为,，此时流经横截面的电荷量为

71

q=：C

5万

故c正确。

故选CD。

8.(2021•福建福州市•高三二模)如图，一理想变压器原、副线圈匝数比为4(31,原线圈与一可变电阻串

联后，接入一正弦交流电源；副线圈电路中固定电阻的阻值为R。，负载电阻的阻值R=94,v是理想电

压表。现将负载电阻的阻值减小为火=4%,保持变压器输入电流不变，此时电压表读数为2.0V,则

()

B.此时原线圈两端电压的最大值约为14V

C.原线圈两端原来的电压有效值约为20V

D.原线圈两端原来的电压有效值约为28V

【答案】BC

【详解】

AB.副线圈输出电压的有效值为

20

U2=UR+U^=2.0V+^-V=2.5V

则原线圈输入电压的有效值为

U|=4U=10V

最大值为

u、"包24V

故A错误、B正确；

CD.变压器输入电流不变，则流过副线圈电路的电流也不变，所以负载电阻变化前副线圈输出电压的有效

值为

U：=2U、=5V

则原线圈两端的电压有效值为

U；=4U：=20V

故C正确、D错误。

故选BC。

三、解答题

9.（2019•浙江高三其他模拟）如图甲所示是某同学设计的一种振动发电装置的示意图，它的结构是一个

套在辐向形永久磁铁槽中的半径为r=O.lm、匝数n=100的线圈，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布

(其右视图如图乙所示)。线圈所在位置磁感应强度B