1、专题 12 交流电【2018 高考真题】1采用 220 kV 高压向远方的城市输电当输送功率一定时，为使输电线上损耗的功率减小为原来的 ，输电电压应变为（ ）A. 55 kV B. 110 kV C. 440 kV D. 880 kV【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（江苏卷）【答案】 C点睛：本意以远距离输电为背景考查输电线路的电能损失，解题时要根据输送电功率不变，利用输电线路损失的功率 P 损 =I2R 解题。2教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻 R供电，电路如图所示，理想交流电流表 A、理想交流电压表 V 的读数分别为
2、 I、 U， R 消耗的功率为 P。若发电机线圈的转速变为原来的 ，则A. R 消耗的功率变为B. 电压表 V 的读数为C. 电流表 A 的读数变为 2ID. 通过 R 的交变电流频率不变【来源】2018 年全国普通高等学校招生同一考试理科综合物理试题（天津卷）【答案】 B【解析】试题分析：根据公式 分析电动机产生的交流电的最大值以及有效值、频率的变化情况；根据 判断原副线圈中电流电压的变化情况，根据副线圈中功率的变化判断原线圈中功率的变化；变为原来的 ，C 错误；转速减小为原来的 ，则频率变为原来的 ，D 错误 【点睛】本题考查了交流电最大值，有效值，频率，变压器等；需要知道交流电路中电表的
3、示数为有效值，在理想变压器中，恒有 ，副线圈消耗的功率决定了原线圈的输入功率3一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 u0，周期为 T，如图所示。则 Q 方 : Q 正 等于A. B. C. 1:2 D. 2:1【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国 III 卷）【答案】 D【解析】试题分析 本题考查交变电流的图线、正弦交变电流的有效值、焦耳定律及其相关的知识点。解析 根据题述，正弦交变电流的电压有效值为 ，而方波交流电的有效值为 u0，根据焦耳定律和欧姆定律， Q=
4、I2RT= T，可知在一个周期 T 内产生的热量与电压有效值的二次方成正比，Q 方 Q 正 = u02（ ） 2=21 ，选项 D 正确。点睛 此题将正弦交变电流和方波 交变电流、有效值、焦耳定律有机融合。解答此题常见错误是：一是把方波交变电流视为正弦交变电流；二是认为在一个周期 T 内产生的热量与电压有效值，导致错选 B；三是比值颠倒，导致错选 C。4 （多选）如图（a） ，在同一平面内固定有一长直导线 PQ 和一导线框 R，R 在 PQ 的右侧。导线 PQ 中通有正弦交流电流 i，i 的变化如图（b）所示，规定从 Q 到 P 为电流的正方向。导线框 R 中的感应电动势A. 在 时为零B.
5、在 时改变方向C. 在 时最大，且沿顺时针方向D. 在 时最大，且沿顺时针方向【来源】2018 年全国普通高等学校招生统一考试物理（全国 III 卷）【答案】 AC点睛 此题以交变电流图象给出解题信息，考查电磁感应及其相关知识点。解答此题常见错误主要有四方面：一是由于题目以交变电流图象给出解题信息，导致一些同学看到题后，不知如何入手；二是不能正确运用法拉第电磁感应定律分析判断；三是不能正确运用楞次定律分析判断，陷入误区。【2017 高考真题】1【2017天津卷】在匀强磁场中，一个 100 匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总
6、电阻为 2 ，则A t=0 时，线圈平面平行于磁感线B t=1 s 时，线圈中的电流改变方向C t=1.5 s 时，线圈中的感应电动势最大D一个周期内，线圈产生的热量为28J【答案】AD【考点定位】交变电流的规律和“四值问题”【名师点睛】本题要正确理解正弦交变电流的规律和法拉第电磁感应定律。2【2017北京卷】如图所示，理想变压器的原线圈接在 20sin(V)ut的交流电源上，副线圈接有 R=55 的负载电阻，原、副线圈匝数之比为 2:1，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是A原线圈的输入功率为 220 2WB电流表的读数为 1 AC电压表的读数为 110 VD副线圈输出交流电的周期为
7、 50 s【答案】B【解析】电表的读数均为有效值，原线圈两端电压有效值为 220 V，由理想变压器原、副线圈两端电压与线圈匝数成正比，可知副线圈两端电压有效值为 110 V，C 错误；流过电阻 R 的电流为 2 A，可知负载消耗的功率为 220 W，根据能量守恒可知，原线圈的输入功率为 220 W，A 错误；由 P=UI 可知，电流表的读数为 1 A，B 正确，由交变电压瞬时值表达式可知， =100 rad/s，周期 T=0.02 s，D 错误。【考点定位】正弦式交变电流的“四值”、理想变压器原副线圈电压、电流、功率与匝数的关系【名师点睛】理想变压器原副线圈两端电压、电流、功率与匝数的关系需注
8、意因果关系，电压由原线圈决定副线圈，电流与功率则由副线圈决定原线圈。3【2017江苏卷】某音响电路的简化电路图如图所示，输入信号既有高频成分，也有低频成分，则（A）电感 L1的作用是通高频 （B）电容 C2的作用是通高频（C）扬声器甲用于输出高频成分 （D）扬声器乙用于输出高频成分【答案】BD【考点定位】电感、电容对交流电的阻碍作用【名师点睛】本题主要考查电感、电容对交流电的阻碍作用，即感抗、容抗的大小与什么因素有关，记住这个问题不难解决【2016 高考真题】1 【2016四川卷】如图所示，接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡 L 供电，如果将原、副线圈减少相同匝数，其它条件不变，则A小灯泡
9、变亮B小灯泡变暗C原、副线圈两段电压的比值不变D通过原、副线圈电流的比值不变【答案】B【解析】根据变压器电压与匝数关系， 12Un，因为是降压变压器，则 n1n2，则当原、副线圈减少相同匝数时，由数学知识可知 12n变大，则 U2减小，故灯泡变暗，选项 AC 错误，B 正确；根据 12In可知通过原、副线圈电流的比值变小，选项 D 错误。考点：变压器【名师点睛】此题是对变压器原理的考查；首先要记住原副线圈的电压与匝数关系 12Un，从题目中知道为降压变压器，原线圈匝数大于副线圈匝数；判断原副线圈减小相同的匝数时原副线圈的匝数比的变化要用到数学知识，这里稍微有点难度.2 【2016全国新课标卷】
10、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 1:9C此时 a 和 b 的电功率之比为 9:1 D此时 a 和 b 的电功率之比为 1:9【答案】AD【考点定位】考查了理想变压器，电功率的计算【方法技巧】对于变压器需要掌握公式 12Un、 12I，以及知道副线圈的电流以及功率决定了原线圈中的电流和功率，理想变压器是理想化模型：一是不计线圈内阻；二是没有出现漏磁现象。当电路中有变压器时，只要将变压器的有效值求出，则就相当于一个新的恒定电源。3
11、【2016天津卷】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 A1示数变大D若闭合开关 S，则电流表 A1示数变大、A 2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， R 的阻值变大，副线圈中电流变小，原线圈中电流也变小，电流表 A1示数变小； R1消耗的功率及两端电压均变小，副线圈总电压不变，则电压表的示数变大，选项 AC 错误，B 正确。若闭合开关 S，则副线
12、圈总电阻变小，电流变大，原线圈中电流变大，电流表 A1示数变大； R1两端电压变大， R2两端电压变小，电流表 A2示数变小，选项 D 错误。【考点定位】变压器；电路的动态分析【名师点睛】此题考查变压器问题的动态分析；要知道变压器副线圈电压是由原线圈电压和匝数比决定的，与副线圈中负载无关；副线圈电路的动态分析基本上和直流电路的动态分析一样，先从局部变化的电阻开始分析，然后分析总电阻，再分析电流，然后再分析各局部的电压和电流。 4 【2016全国新课标卷】一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻 R1、 R2和 R3的阻值分别为3 、1 和 4 ， 为理想交流电流表， U 为正弦交流电压源，输出
13、电压的有效值恒定。当开关 S 断开 A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A2 B3 C4 D5【答案】B【考点定位】变压器、欧姆定律【名师点睛】本题主要考查变压器、欧姆定律。解决这类问题的关键是掌握变压器的构造和原理，对于变压器需要掌握公式12Un、12I，并能熟练运用。此题值得注意的是变压器的原线圈与电阻串联后接入交流电压。5 【2016江苏卷】一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在 a、 b 间作为原线圈通过滑动触头取该线圈的一部分，接在 c、 d 间作为副线圈在 a、 b 间输入电压为 U1的交变电流时，c、 d 间
14、的输出电压为 U2，在将滑动触头从 M 点顺时针旋转到 N 点的过程中A U2U1， U2降低 B U2U1， U2升高C U2U1， U2降低 D U2U1， U2升高【答案】C【解析】由题图知自耦变压器原线圈的匝数大于副线圈的匝数，根据变压器的变压规律 21nU可知，U2U1；在将滑动触头从 M 点顺时针旋转到 N 点的过程中，副线圈的匝数减少，所以 U2降低，故 A、B、D 错误；C 正确【考点定位】考查变压器【方法技巧】主要是对自耦变压器的理解，分清原副线圈及在转动的过程中线圈的匝数怎么变、理想变压器的规律。6 【2016海南卷】图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为 4:1， RT为阻值随温度升高而减小的热敏电阻， R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表。原线圈所接电压 u 随时间 t 按正弦规律变化，如图（b）所示。下列说法正确的是A变压器输入、输出功率之比为 4:1B变压器原、副线圈中的电流强度之比为 1:4C u 随 t 变化的规律为 u=51sin(50 t)（国际单位制）D若热敏电阻 RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大【答案】BD【考点定位】变压器的构造和原理【名师点睛】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。