高考物理易错题专练：交变电流

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

z-/msincot

EmITBSCO

峰值Em讨论电容器的击穿电压

lm~R+r

口EmTJUm计算与电流的热效应有关的量(如电

Ek%也(1)

功、电功率、电热等)

有效值F(2)电气设备“铭牌”上所标的值

(只适用于正弦⑶保险丝的熔断电流

式交变电流)(4)交流电表的读数

———A0

E=BLv

平均值计算通过电路横截面的电荷量

7=工

R+r

易错点二：不会求非正弦变化交变电流的有效值

交变电流有效值的求解方法

1.公式法

利用E=,、U=蕾、/=/计算，只适用于正(余)弦式交变电流。

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

①无漏磁，故原、副线圈中的0、第相同.

②线圈无电阻，因此无电压降，U=E=rr^.

③根据£=等得，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

立，则有5=2=2=3

〃2«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，即尸入=产出

原、副线圈的电压比等于匝数比，即々=生，与副线圈的个

电压关系&772

数无关

①只有一个副线圈时：y=—

h771

电流关系

②有多个副线圈时：由户入=户出得+…+〃乙

或71/71=72772+7s773+,•,+InHn.

频率关系£=£,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

的顺序是欠一/2一尸2一尸1一/1。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、物-*u2f，2-Pl-*八.

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。

三9

【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々上，副线圈&通过理想二极管接有电容C=2xlO^F的电

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

的磁感应强度5=0.2T,发电机线圈匝数N=10,内阻不计且线圈面积是°.2m\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（）

A.电压表示数为10VB.电阻A的电功率等于10W

C.电容器上的电荷量为2行xlO^CD.电容器上的电荷量为4X10-3C

支式练习

【变式IT】（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L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8的匀强磁场。大轮以角速度。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R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口

B.灯泡两端电压有效值为3缶BY。

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L的多匝正方形线圈，则灯

泡两端电压有效值为4扃①

3

D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮

【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8的匀强磁场中，线框的总电阻为R,

边长如图所示.线框绕前轴做角速度为。的匀速圆周运动。则从图示位置（）

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

C.转动90°时回路中感应电动势大小为33L2口

D.转动过程中电流的有效值为空善

【变式『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r,在磁感应强度为B的匀强磁场中轴以角速度3匀速转动,

外电路电阻为上下列说法正确的是（）

O

B

R

当线圈由图示位置转过90。的过程中，通过电阻R的电荷量为一以

A.

R+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

7TN-B2S2COR

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

4(r+R)2

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=NBSOCOS&

【易错点提醒二】不会求非正弦变化交变电流的有效值

)

支式练习

【变式1T】.（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（）

八i/A3T

，o

OT_T_

42

-2/0

AcD.—IQ

-IB-冬。-肉。20

【变式『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.U2v

【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m：n2=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Ai的示数为

12mA,则电流表A2的示数为（）

A.3mAB.48mAC.与R的阻值有关D.0

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，n3=600匝，若通过两个副线圈中的电流强度

分别是卜=1A,b=4A,求原线圈中的电流强度.

变式练习

【变式1T】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钱开关管后，在

漏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力端给手机充电，则正常

工作时，变压器cd输出端（）

前

制信号

端高频控

电,rmiL

路

开关管

氮化线

TT

乙

甲

压

直流电

压也是

出的电

A.输

2

为了

频率

流的

输出电

B.

效值

流的有

入电

端输

于仍

值大

的有效

出电流

C.输

出

电压输

才会有

输出端

电，

为交流

压转变

入电

将输

D.需

V、

出12

可输

0V,

为22

电压

，输入

压器

的变

所示

如图

试题）

东高考

2•山

］（202

1-2

【变式

圈绕

单匝线

兀。.

100

Cos（

=Um

为〃

间变化

电随时

线圈中

的原

为〃1

，匝数

V电压

、30

18V

,

端时

在两

阻R接

的电

12。

值为

将阻

.1V。

数为0

的示

压表

，电

压表

流电

接交

芯连

过铁

)

（

的是

正确

说法

下列

W。

为12

功率

0V

皿为22

，。

00匝

为11

A.m

.4A

流为1

的电

流过R

匝，

120

数为

圈匝

间线

B.

Hz

100

率为

V,频

为18

电压

端的

，R两

两端

在AB

将R接

C.若

s

0.02

期为

,周

.5A

流为2

的电

过R

，流

两端

在AC

将R接

D.若

确

系不明

因果关

态分析

器的动

析变压

】分

醒四

点提

【易错