2024年高考物理交变电流（4大陷阱）考试易错题（含答案）

高考材料

易错点13,交变电流

目录

01易错陷阱(4大陷阱)

02举一反三

【易错点提醒一】混淆交变电流的“四值”

［易错点提醒二】不会求非正弦变化交变电流的有效值

【易错点提醒三】不理解理解变压器的原理或乱套变压器的公式

【易错点提醒四】分析变压器的动态分析因果关系不明

03易错题通关

易错点一：混淆交变电流的“四值”

交变电流的瞬时值、峰值、有效值和平均值的比较

物理量重要关系适用情况及说明

e=£*msincot

瞬时值计算线圈某时刻的受力情况

i=Imsincot

Em--nBSco

峰值Em讨论电容器的击穿电压

ImR+r

EmUm

E6U(1)计算与电流的热效应有关的量(如电

功、电功率、电热等)

Im

有效值16(2)电气设备“铭牌”上所标的值

⑶保险丝的熔断电流

(只适用于正弦

(4)交流电表的读数

式交变电流)

——A0

E—BLvE=n----

A/

平均值计算通过电路横截面的电荷量

_E

R+r

易错点二：不会求非正弦变化交变电流的有效值

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交变电流有效值的求解方法

1.公式法

利用E=牛、。=半、/=与计算，只适用于正(余)弦式交变电流。

V2V2V2

2.有效值的定义计算法(非正弦式电流)

计算时要抓住“三同”：“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”，列式求解，注

意时间至少取一个周期或为周期的整数倍。

3.能量关系法

当有电能和其他形式的能转化时，可利用能的转化和守恒定律来求有效值。

易错点三：不理解理解变压器的原理或乱套变压器的公式

1.理想变压器的原理

理想变压器的原理是电磁感应里的理解互感现象，是因原线圈的磁通量变化穿过副线圈,

副线圈又反过来影响原线圈，且穿过原副线圈磁通量和磁通量变化时刻都是相同的.可表示

为:

2.理想变压器基本规律

(1)理想变压器的基本特点

A0

①无漏磁，故原、副线圈中的。、---相同.

△t

A0

②线圈无电阻，因此无电压降，U=Ep

UA0

③根据一=—得，套在同一铁芯上的线圈，无论是原线圈，还是副线圈，该比例都成

n

一UiU3

乂，则有一=一=一

mm〃3

(2)理想变压器的基本关系

功率关系原线圈的输入功率等于副线圈的输出功率，即户入=户由

I)Z71

原、副线圈的电压比等于匝数比，即方=工，与副线圈的个

电压关系Ifrr

数无关

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①只有一个副线圈时：~^=~

1ri

电流关系

②有多个副线圈时：由户入=户出得

或为4=为2+为自H---FInnn.

频率关系f\=fu变压器不改变交流电的频率

易错点四：分析变压器的动态分析因果关系不明确

1.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.

原、副线圈的匝数比不变，分析各物理量随负载电阻的变化而变化的情况，进行动态分析

的顺序是r一/2一尸2一马一/1。负载电阻不变，分析各物理量随原、副线圈的匝数比的变化

而变化的情况，进行动态分析的顺序是“1、Z-*u2f心-a?-＞尸］-A.

2.变压器与电路动态分析相结合问题的分析方法

（1）分清不变量和变量。

⑵弄清理想变压器中电压、电流、功率之间的联系和相互制约关系。

⑶利用闭合电路欧姆定律、串并联电路特点进行分析判定。

三

【易错点提醒一】混淆交变电流的“四值”

【例1】（2024•河南省名校联盟大联考）（多选）如图所示，一个小型交流发电机输出

端连接在理想变压器的原线圈外上，副线圈的通过理想二极管接有电容C=2xIO—,F的电

容器和阻值R=20Q的电阻，理想变压器匝数比〃i：〃2=1：2。已知交流发电机内匀强磁场

的磁感应强度8=02T,发电机线圈匝数N=10,内阻不计且线圈面积是02m2,发电机

转动的角速度大小为25rad/s,电压表是理想电表,下列说法正确的是（）

3

A.电压表示数为10VB.电阻尺的电功率等于10W

C.电容器上的电荷量为2行义KT'cD.电容器上的电荷量为4x1。-3C

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曼里金电工组电容器上的电荷量时电容器两端的电压用有铲值而不是最大值；求电阻R的

电功率和电压表示数不是用有效值而是用最大值。

【答案】BD

【解析】发电机产生的电动势峰值&=NBSco=10x0.2x0.2x25V=10V

电压表示数为有效值，且9=碧F=5内

即电压表示数为5j5v，A错误；电阻R两端的电压02=5&=i°J5v

U2

故电阻火的电功率尸=g=10W,B正确；由于二极管的单向导电性，电容器只充电不

R

放电，故电容器两端的电压最大值为交流电峰值，由变压器的匝数比关系可知电阻尺两端

的电压最大值为20V,此即电容器两端的电压最大值。故电容器上的电荷量

2=CL/=2X10-4X20C=4X10-3C,C错误，D正确。

变式练习

【变式1T】（2023湖南卷高考真题）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大

轮与小轮通过皮带传动（皮带不打滑），半径之比为4:1,小轮与线圈固定在同一转轴上。

线圈是由漆包线绕制而成的边长为上的正方形，共〃匝，总阻值为R。磁体间磁场可视为

磁感应强度大小为B的匀强磁场。大轮以角速度出匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，

转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为尺的灯泡。假设发电

时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）

A.线圈转动的角速度为4。

B.灯泡两端电压有效值为

C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为上的多匝正方形线圈，则灯

泡两端电压有效值为40〃"0

3

D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮

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【答案】AC

【解析】大轮和小轮通过皮带传动，线速度相等，小轮和线圈同轴转动，角速度相等,

根据v=@r,根据题意可知大轮与小轮半径之比为4:1,则小轮转动的角速度为4。，线圈

转动的角速度为4。，A正确；线圈产生感应电动势的最大值纥1ax=〃8S-4。

又S=联立可得Emm=4〃B?m

则线圈产生感应电动势的有效值£=g詈=2皿〃8万0

V2

REI—

根据串联电路分压原理可知灯泡两端电压有效值为。=-----=^2nBl｝（o

R+R

B错误；若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为上的多匝正方形线圈,

则线圈的匝数变为原来的2倍,线圈产生感应电动势的最大值耳皿=8〃3万0

此时线圈产生感应电动势的有效值*=卡=4皿〃8片。

根据电阻定律

S

可知线圈电阻变为原来的2倍，即为2R,根据串联电路分压原理可得灯泡两端电压有

效值u'==giBLco,c正确；若仅将小轮半径变为原来的两倍，根据v=@r

7?+27?3

门nBSa>

可知小轮和线圈的角速度变小，根据E=一五一，可知线圈产生的感应电动势有效值变小,

则灯泡变暗，D错误。

【变式1-2]（2023•江苏南通三模）如图所示，纸面内有一“凹”字形单匝金属线框组

成闭合回路，置于垂直于纸面向里、磁感应强度大小为6的匀强磁场中，线框的总电阻为

R,边长如图所示.线框绕的轴做角速度为。的匀速圆周运动。则从图示位置（）

X

X

X

X

b

A转动90°时回路中电流方向发生改变

B.转动180。的过程中通过导线截面的电荷量为零

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C.转动90°时回路中感应电动势大小为381%

D.转动过程中电流的有效值为

2R

【答案】C

【解析】通过一次中性面（即磁场与线框面积垂直位置时）电流方向才会发生改变,

故A错误；转动180。的过程中通过导线截面的电荷量为

”应=量△=丝=变5=竺二，故B错误；

RRRR

转动90°时回路中感应电动势大小为Em=38工2。

Em

故C正确；转动过程中电流的有效值为正_3j为片。，故D错误

1------------

【变式1-3］（多选（2023广东省深圳市翠园中学槿拟）如图所示，矩形线圈面积为S,

匝数为N,线圈总电阻为，，在磁感应强度为8的匀强磁场中。0'轴以角速度3匀速转动,

外电路电阻为凡下列说法正确的是（）

I

R

A.当线圈由图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为——

7?+r

B.从图示位置转过180。这段时间穿过线圈磁通量的变化量大小为0

C.当线圈由图示位置转过90。的过程中，电阻R上所产生的热量为兀N"BS①R

4(r+7?)

D.从图示位置开始计时，电阻R两端电压瞬时值表达式为M=NBScocoscot

【答案】BC

【解析】由—£=-N--A-①-、1-=-^~F,q=I-M

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n

由图示位置转过90。所用的时间A,i3兀，A①=BS

ixi—i——二—

co2co

解得电荷量为4=咨，故A错误；

图示位置磁通量为①1=0,从图示位置转过180°时磁通量为①2=0

则从图示位置转过180。这段时间穿过线圈磁通量的变化量大小为0,故B正确;

叵E

电流的有效值为/==2111=NBSco

R+rR+rV2（7?+r）

n

由图示位置转过90。所用的时间,万兀

t=—=—

CD2①

兀N°B2s2g)R

电阻R产生的焦耳热。=FRt=

4(7?+r)2

故C正确；从图示位置开始计时，感应电动势的瞬时值e=e皿cos0/

R

从图示位置开始计时，电阻R两端电压瞬时值表达式为u=------NBSCDcosa）t

R+r

故D错误。

【易错点提醒二】不会求非正弦变化交变电流的有效值

【例2】2023,广东•模拟预测）电流z•随时间，变化的关系如下图，它的有效值是（)

|z/A

7V3~；

A.10AB.1073AC.2V7AD.20A

易错分析：求此|非正弦变化交变电流的有效值,不是根据有效值的概念在一个周期内，而

任意取时间段。

【答案】A

【解析】根据有效值的定义，可得。=/比=毒&

可以知道一个周期3s内0=3OOR=3/p?

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解得/有=10A,故项选A正确。

支式练习

【变式1-1】.（20241湖北武汉一中模拟）如图是某一线圈通过的交流电的电流一时间关

系图像（前半个周期为正弦波形的g）,则一个周期内该电流的有效值为（）

z7A3T

1o

4T

OT-A

T_T_t/s

,42

一21。

A.B.一I。

NZ

【答案】B

【解析】设该电流的有效值为/,由尸RT

解得八争。，故B正确。

【变式1-2］（2022•湖北・黄冈中学二模）一种调光台灯电路示意图如图甲所示，它通过

双向可控硅电子器件实现了无级调节亮度。给该台灯接220V的正弦交流电后加在灯管两端

的电压如图乙所示，则此时交流电压表的示数为（）

A.220VC.110VD.

V2

【答案】c

（220Y

【解析】设电压的有效值为U,根据有效值定义有［7?）TU2

，•—=—T

R2R

解得t/=110V,故选C正确。

【易错点提醒三】不理解理解变压器的原理或乱套变压器的公式

【例4】例1如图1所示，理想变压器原、副线圈匝数比n［：Q=4：1,当导体棒AB

在匀强磁场中作匀速直线运动切割磁感线时，电流表飞的示数为

B

图1

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12mA,则电流表A2的示数为（）

A.3mAB.48mAC.与R的阻值有关D.0

易错分析：|错解:B

错因分析：根据初、次级满足区=乙，得选项B正确变压器的原理是电磁感应里的理

解互感现象，是因原线圈的磁通量变化穿过副线圈，副线圈又反过来影响原线圈，且穿过原

副线圈磁通量和磁通量变化时刻都是相同的.

【答案】D

【解析】变压器原理，铁芯中有变化的磁场，副线圈上才产生感应电动势.当导体棒

AB在匀强磁场中作匀速直线运动切割磁感线，在原线圈中产生的感应电动势的恒定的，因

而铁芯中的磁场不发生变化，所以选项D正确.

例2一台理想变压器原线圈匝数ni=1100匝，两个副线圈的匝数分别是n2=60匝，的=600

匝，若通过两个副线圈中的电流强度分别是12=1A,b=4A,求原线圈中的电流强度.

易错分析：错解：根据初、次级满足区=A，得出：­L=”旦，।产3A

I1，2+，3〃1

错因分析：上述错解的原因是生搬硬套公式，电流强度与匝数成反比，仅适用于理想变

压器只有一只副线圈的情况，

【答案】2.24a

【解析】本题有两个副线圈，应根据理想变压器无能量损失来分析，由于理想变压器无

能量损失，所以有P1=P2+P3（P1为原线圈输入功率，P2、P3分别为两只副线圈的输出功率）

根据电功率公式有：115=126+133①

L

又因为D=区,U2=色■。1②—=—,U3=-Ux③

U2n2nxU3n3n{

把②③代入①，整理得：Lnilm+h%所以L=M+"3/3=1X60+4x600A=2.24

nx1100

支式练习

【变式IT】2022•广东佛山市高三（下）二模）氮化像手机充电器具有体积小、功率大、

发热量少的特点，图甲是这种充电器的核心电路。交流电经前端电路和氨化线开关管后，

在成端获得如图乙所示的高频脉冲直流电，经理想变压器降压后在cd端给手机充电，则正

常工作时，变压器cd输出端（）

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前

端

电

路

氮化线开关管

甲乙

A.输出的电压也是直流电压

2

B.输出电流的频率为了

C.输出电流的有效值大于而端输入电流的有效值

D.需将输入电压转变为交流电，输出端才会有电压输出

.【答案】C

【解析】经过变压器输出的电压为交流电压，A错误；由乙图可知周期为T,故输出电流的

频率为了=），B错误；由于变压器为降压变压器，则输入电压有效值大于输出电压有效值,

根据变压器的输入功率等于输出功率，可知输出电流的有效值大于仍端输入电流的有效值,

C正确；变压器的工作原理是电磁感应，只要输入电流的大小发生变化，产生的磁场就会发

生变化，磁通量就会发生变化，输出端就会有电压输出，故不需要将输入电压转变为交流电，

输出端也可以有电压输出，D错误；

【变式1-2】（2022•山东高考试题）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4的原线圈中电随时间变化为〃=4cos。00兀。.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12Q的电阻R接在8C两

端时，功率为12W。下列说法正确的是（）

A.〃i为1100匝，。皿为220V

B.8C间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4A

C.若将R接在48两端，R两端的电压为18V,频率为100Hz

D.若将火接在NC两端，流过五的电流为2.5A,周期为0.02s

【答案】D

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【解析】变压器的输入电压为220V,原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输

入交流电压的最大值为220日V，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为

220V

nk

-1=而五，解得原线圈为2200匝，A错误；根据图像可知，当原线圈输入220V时，BC

nV

间的电压应该为12V,故8c间的线圈匝数关系有为n=——=120

B错误；若将R接在端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，N8间的电压应该为

18Vo根据交流电原线圈电压的表达式可知，交流电的角速度为100万，故交流电的频率为

/=^=*=50Hz,C错误；若将R接在NC端，根据图像可知，当原线圈输入220V时,

T27r

/C间的电压应该为30V,根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为

交流电的周期为7°,D正确（

【易错点提醒四】分析变压器的动态分析因果关系不明确

【例5】如图2所示电路中的变压器为理想变压器，S为单刀双掷开关。P是滑动变阻

器R的滑动触头，必为加在原线圈两端的交变电压，1八I分别为原线圈和副线圈中的电流。

下列说法正确的是

A.保持P的位置及5不变，S由b切换到a,则原线圈的电流不变

B.保持P的位置及5不变，S由a切换到b,则12减小

C.保持P的位置及5不变，S由b切换到a,则k增大5、

P

D.保持3不变，S接在b端，将P向上滑动，则原线圈的输入功率

易错分析：|错解:A、D坐J——--------L

错因分析：因5不变，所以原线圈中的电流不变，选项A正确；同理陶?D也正确，

上述错解的原因是辨不清原副线圈中的变量与不变量,理不明各量间"谁制约谁"的制约关系，

导致错选.

【答案】B

【解析】保持P的位置及Ui不变，S由b切换到a的过程中，副线圈匝数增多，输出

电压增大，则R上消耗的功率也增大，原线圈的输入功率也增大；5不变，输入电流I1增

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大，所以选项A、D错而C正确。保持P的位置及U]不变，S由a切换到b的过程中，副线

圈匝数减少，则输出电压减少，输出电流也减少。故选项B也正确。

支式练习

【变式1-11（2022•湖南高考试题）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头耳

初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻4的阻值为R,

滑动变阻器&的最大阻值为9R,滑片巳初始位置在最右端。理想电压表V的示数为U,

理想电流表A的示数为/。下列说法正确的是（）

A.保持P1位置不变，Pz向左缓慢滑动的过程中，/减小，。不变

B.保持P1位置不变，P。向左缓慢滑动的过程中，用消耗的功率增大

C.保持P?位置不变，R向下缓慢滑动的过程中，/减小，。增大

D.保持此位置不变，耳向下缓慢滑动的过程中，4消耗的功率减小

【答案】B

【解析】由题意可知，原副线圈的匝数比为2,则副线圈的电流为2/,根据欧姆定律可得

副线圈的电压有效值为U2=2IR.

则变压器原线圈的电压有效值为5=2。2=477?,

设输入交流电的电压有效值为则U0=4IRX+IR2

可得I=—%—

48+用

保持耳位置不变，P?向左缓慢滑动的过程中，/不断变大，根据欧姆定律：U]=4IR

可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则&两端的电压不断变小，

则电压表示数。变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等,

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可知灭消1耗的功率增大，故B正确，A错误；设原副线圈的匝数比为〃，同理可得

U]="2尔

2

则Uo=nIR1+IR2,整理可得I=aD

〃1+1\，2

保持B位置不变，耳向下缓慢滑动的过程中，"不断变大，则/变小，对此由欧姆定律可

知。=〃?2,可知。不断变小，根据原副线圈的功率相等可知此消耗的功率

P=IU—0。"_)

1102

//+&nR}+R2

片=-------

整理可得〃+工4-+-2&

n&

可知77=3时，4消耗的功率有最大值，可知4消耗的功率先增大，后减小，故CD错误

【变式1-2】（2023•广东•模拟预测）随着社会发展，人民生活水平的提高，电能在工业、

农业、国防、科研和人民生活中，以及在国民经济的其他各个部门中，将愈来愈广泛的应用，

它即能大大地提高劳动生产率，改善劳动条件，又能提高人们的物质生活和文化生活水平。

远程输电、电网监控、用电安全等等，都是提高电网运行效率，实现可靠供电,并对其的安全

状况进行掌控的极其重要环节。如图所示，理想变压器原线圈输入电压〃=U,“sinof,通过

单刀双掷开关Si可改变变压器原线圈的匝数，电路中R/、a、%为定值电阻，尺是滑动变

阻器，V是理想交流电压表，示数用。表示，A是理想交流电流表，示数用/表示，下列说

法正确的是（）

A./表示电流的瞬时值，。表示电压的最大值

B.若将滑片P向上滑动，变压器输入功率变大

C.若闭合开关S2，则U不变，/变大

D.若将原线圈开关均由1掷向2,则U、/都变大

【答案】D

【解析】交流电表的示数为有效值，故A错误；P向上移动过程中，R变大，由于交流电源

高考材料

原副线圈匝数不变，副线圈两端电压不变，变压器输出功率变小，所以变压器输入功率变小,

故B错误；当开关S2闭合后副线圈电压不变，副线圈负载电阻变小，副线圈电流变大，R,

两端电压变大，所以电压表示数。变小，/变小，故C错误；当开关Si由1掷向2时，副

线圈两端电压升高，电阻不变，所以。变大，/变大，故D正确；

【变式1-3]Q024广东省四校高三上学期第一次联考）某实验室进行交变电流实验研究，

交流发电机输出的交变电压如图甲所示，将其接在如图乙所示电路的6端，滑动变阻器

总电阻为2尺，3只相同灯泡的电阻为R且电阻恒定不变。接通电源后调节滑片P处于正中

央时，三只相同灯泡均正常发光。下列说法中正确的是（）

A.变压器原、副线圈的匝数比为2：1B.小灯泡的额定电压为6V

C.滑片P向下移动，右变暗、右变暗D.滑片P向上移动，右变暗、L遒

亮

【答案】D

【解析】设灯泡的额定电压为〃，额定电流为/,原线圈的电流为原线圈的电压为G，

副线圈的总电流为，2,副线圈的电压为仿，电源的总电压为U,接通电源后调节滑片P处

于正中央时，滑动变阻器的电阻为七三只相同灯泡均正常发光，则有4=/1*31

U2=ULU=UL+Ur

n,I,313

根据原副线圈两端电流与匝数成反比，得,=,=-7=；

«271

得5=3”,根据欧姆定律的。=UL+U[=4UL=18V,解得a=4.5V,故AB错误；

滑片P向下移动，滑动变阻器阻值变小，副线圈总电阻偏小，则/2变大，4变大，U不变,

S减小，5减小，则右变亮、右变暗；滑片P向上移动，滑动变阻器阻值变大，副线圈总

电阻增大，则A变小，/i变小，。不变，5增大,5增大,则右变暗、右变亮，故C错误，

D正确。

易错题通关

1.（2023海南卷高考真题）下图是工厂利用M=220/sinlOORV的交流电给36V

高考材料

照明灯供电的电路，变压器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是（）

A.电源电压有效值为220日VB.交变电流的周期为0.02s

C.副线圈匝数为180匝D.副线圈匝数为240匝

【答案】BC

2200

【解析】电源电压的有效值U=-^V=220V,选项A错误;

27r27r

交流电的周期T=——=——s=0.02s,选项B正确;

CD100乃

■根据变压器变压公式"

（Z36

可得副线圈匝数％1=函义1100=180匝，选项C正确，D错误。

2.（2023•河北省新高考九师联盟高三下学期2月质检）如图甲、乙所示分别是/、5两种

交流电的关系图像，则/、3两种交流电的有效值之比为（）

z7A

4

0

0：511]52

।t/s

-2

A.V3:2B.V30:6D.1:1

【答案】A

【解析】设/、8两种交流电的有效值分别为4、A，由交流电有效值的定义及题图数据有

222

/17?X1=27;X0.5+47?X0.5

2Rxl+(2⑹7X0.5

Z27?xl.5=

解得乙二厢A/

23

比较可得4Z=g：2,所以选项A正确

3.（2023•广东茂名一模）无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺

设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比

高考材料

为〃］：〃2=4:1。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2A。不考虑线

圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（）

地面供电装置车身底部感应装置

y/v

220V2y,A/

°|o,o\~（/02>z/s

-220V2------

A.受电线圈的电流方向每秒改变50次

B.送电线圈的输入功率为110W

C.受电线圈的输出电压为50后旷

D.送电线圈的输入电压为220夜旷

【答案】B

【解析】受电线圈的电流频率与送点线圈中的电流频率相同，即为/="=50Hz

一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，A错误；

BD.根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为

0有效输入=220及x*V=220V

受电线圈中的电流为2A,可得送电线圈中的电流大小为/送=%•/受=!x2A=0.5A

nx4

送电线圈的输入功率为尸=220x0.5W=110W

B正确，D错误；对受电线圈的输出电压有母人=区

。受〃2

得。受=55V,C错误。

4.（2023・广东•统考二模）下图是一款小型电钻及其简化电路图，它由变压器及电机两部分

构成，变压器为理想变压器，电机的内阻为1。，额定电压为11V,额定电流为2.0A。当变

压器输入电压为220V的正弦交流电时电钻正常工作，下列说法正确的是（）

高考材料

A.变压器的原、副线圈匝数之比是20:1B.变压器原线圈电流的最大值为0.1A

C.变压器的输入功率为4WD,电机的效率约为82%

【答案】AD

_n.U.22020

【解析】变压器的原副线圈匝数之比是,=#=丁=不

n2U2111

选项A正确；原线圈的电流为/|=a/2=《x2A=0.1A

nx20

变压器原线圈电流的最大值=01ViA

选项B错误；.原、副线圈功率相等为尸=6/2=11X2W=22W

选项C错误；电机的效率为〃=="、:一1'I=82%,选项D正确。

U2I211x2

5.（2023•广东佛山•统考二模）如图，某兴趣小组设计用一小风力发电机给灯泡供电。发电

机线圈与风叶固定在同一转轴上一起转动，灯泡正常发光。若线圈转速变为原来的2倍，理

想变压器副线圈匝数变为原来的其他条件不变，发电机内阻不计，则以下说法正确的是

()

A.流经灯泡电流的频率增大

B.流经灯泡电流的最大值减小

C.灯泡两端电压的有效值增大

D.发电机线圈中的感应电动势大小不变

【答案】A

【解析】线圈转速变为原来的2倍，可知周期变为原来的故交流电的频率变为原来的2

倍，A正确；根据交流电压的最大值公式2=冲5口

周期变为原来的角速度变为原来的2倍，故发电机线圈中的感应电动势最大值变为原来

高考材料

的2倍，同时理想变压器副线圈匝数变为原来的;，设原来原副线圈匝数比为区，根据理

2%

n

nU\_2。1

想变压器原副线圈电压与匝数比的关系有2=汁，1—=Q,解得6=6'

即副线圈电压最大值不变，所以流经灯泡电流的最大值不变，B错误；副线圈电压最大值不

变，故灯泡两端电压的有效值不变，C错误；根据前面分析发电机线圈中的感应电动势最大

值变为原来的2倍，故线圈中感应电动势变为原来的2倍，D错误。

6.（2022•浙江省Z20名校联盟三模）（多选）如图所示，水平导体棒M质量加=01汨华、

长1=1m、电阻=0.25Q,其两个端点分别搭接在竖直平行正对放置的两光滑金属圆

环上，两圆环半径均为r=1m、电阻不计。阻值R=0.25Q的电阻用导线与圆环相连接，

理想交流电压表V接在电阻火两端。整个空间有磁感应强度大小为5=1T、方向竖直向下

的匀强磁场。导体棒ab在外力厂作用下以速率y=lm/s绕两圆环的中心轴。。'匀速转动,

M在圆环最低点时记为片0时刻，重力加速度为g=10m/s2。下列说法正确的是（）

A.棒中的电流，=2sin/（A）B.电压表的示数为』lv

2

C.从f=0到0.5成的过程中通过R的电量为2cD.从r=0到O.57IS的过程中外力尸做

功为1.5疝

【答案】CD

【解析】导体棒ab在圆环最低点时，速度v垂直与磁感线，有效切割速度最大，电动势最

大值为Em=B£%=lV

E

感应电流最大，为=0=2A

Kab+R

V

设经过时间t导体棒速度与磁感线夹角为e=a）t=T=t

r

此时导体棒有效切割速度为V=%cos9=cost

在导体棒中电流随时间变化规律为i=/mCOS/=2cos/（A）,故A错误；电压表示数为电阻R

高考材料

R1F、历

两端电压有效值，则UR=—E=-x^=—V

%2V24

故B错误；导体棒圆周运动的周期为7=汉=2万（s）

V

0.5成等于周期的四分之一，则在0〜0.5成时间内通过R的电量为

A①Lr1

%二夕总=三一厂=———=x7C=2C故c正确；从，=0到0.5兀s的过程中外力F做

火+"abK+lb也？

功等于导体棒增加的重力势能与电路产生的焦耳热之和，电流的有效值为/=电=瓜

V2

则焦耳热为Q=I\R+RQt=J?x0.5x0.5TTJ=0.5万J

导体棒增加的重力势能为AEp=mgr=0.17rxl0xlJ=^J

则外力做功为密=。+密=L5乃J,D正确。

7.（2023・四川•树德中学模拟预测）如图所示，一矩形〃匝闭合线圈匀强磁场中绕垂直于

磁场方向的转轴以恒定的角速度。转动，线圈电阻为R,从如图位置（线圈平面与磁场

方向平行）为/=0时刻开始计时，线圈平面转过60。时线圈中的感应电流的大小为/。，则下

列判断正确的是（）

B

--------1-------►

O'

rr

A.在0〜工时间内穿过线圈的磁通量一直在增大

CO

IT

B.在0〜工时间内线圈中的感应电流先增大后减小

co

c.一个周期内，线圈上产生的热量为出也

CD

D.穿过线圈的磁通量最大值为卫建

neo

【答案】D

77

【解析】•=0时，线圈平面与磁场方向平行，磁通量为0,当线圈转过］时，线圈平面与磁

TT

场方向垂直，磁通量最大，在0~二时间内，线圈转过的角度为丁，可知此过程线圈的磁通

CD

量先增大后减小，故A错误；f=0时，线圈平面与磁场方向平行，此时的磁通量变化率最

大，线圈中产生的电动势最大，线圈中的感应电流最大，当线圈转过1时，磁通量变化率

高考材料

TT

为0,线圈中的电动势为0,线圈中的感应电流为0,在o〜一时间内，线圈转过的角度为

0）

万，可知此过程线圈中的感应电流先减小后增大，故B错误；1=0时刻开始计时，线圈中

感应电流的表达式为/=/mCosO,线圈平面转过60。时线圈中的感应电流的大小为/（）,则有

/0=/mcos60°,解得线圈中感应电