专题13 交流电-三年(2017-2019)高考真题物理分项汇编(带解析)

专题13 交流电

1．（2019·江苏卷）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1：10，当输入电压增加20 V时，输出电压 A．降低2 V B．增加2 V C．降低200 V D．增加200 V 【答案】D

n2U1n1UU1，即副线圈两端电压与原【解析】由理想变压器原、副线圈电压比等于匝数比即，得：2n1U2n2线圈两端电压成正比，所以有：

2．（2018·江苏卷）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

1，输电电压应变为 4B．110 kV

A．55 kV 【答案】C

【解析】本意考查输电线路的电能损失，意在考查考生的分析能力。当输电功率P=UI，U为输电电压，I为输电

P线路中的电流，输电线路损失的功率为P损=I2R，R为输电线路的电阻，即P损=R。当输电功率一定时，U输电线路损失的功率为原来的

1，则输电电压为原来的2倍，即440 V，故选项C正确。 43．（2018·天津卷）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I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的

1，则 2的C．440 kV

D．880 kV

2，当输入电压增加20V时，输出电压增大200V，故D正确。

A．R消耗的功率变为

1P 212B．电压表V的读数为U C．电流表A的读数变为2I

D．通过R的交变电流频率不变 【答案】B

【解析】根据公式EmnBS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；根据

2πn可知转速变为原来的，则角速度变为原来的，根据EmnBS可知电动机产生的最大电动势为原

来的

1212Em111，根据U可知发电机的输出电压有效值变为原来的，即原线圈的输出电压变为原来的，根据

22222n1U111U可知副线圈的输入电压变为原来的，即电压表示数变为原来的，根据P可知R消耗的电功

n2U222R1n1I211U率变为P，A错误B正确；副线圈中的电流为2，即变为原来的，根据nI可知原线圈中的电I42221R流也变为原来的

111，C错误；转速减小为原来的，则频率变为原来的，D错误。 2224．（2018·全国III卷）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．1:2 B．2:1 C．1:2 D．2:1 【答案】D

【解析】根据题述，正弦交变电流的电压有效值为u0，而方波交流电的有效值为u0，根据焦耳定律和欧姆定律，22u02UQ=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∶1，

2R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。

5．（2018·全国III卷）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tB．在tC．在tT时为零 4T时改变方向 2T时最大，且沿顺时针方向 2D．在tT时最大，且沿顺时针方向 【答案】AC

【解析】由图（b）可知，导线PQ中电流在t=T/4时达到最大值，变化率为零，导线框R中磁通量变化率为零，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/4时导线框中产生的感应电动势为零，选项A正确；在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率方向不变，导致导线框R中磁通量变化率的正负不变，根据楞次定律，所以在t=T/2时，导线框中产生的感应电动势方向不变，选项B错误；由于在t=T/2时，导线PQ中电流图象斜率最大，电流变化率最大，导致导线框R中磁通量变化率最大，根据法拉第电磁感应定律，在t=T/2时导线框中产生的感应电动势最大，由楞次定律可判断出感应电动势的方向为顺时针方向，选项C正确；由楞次定律可判断出在t=T时感应电动势的方向为逆时针方向，选项D错误。

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。

6．（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。设线圈总电阻为2 Ω，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8π2J 【答案】AD

【解析】t=0时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A正确；每经过一次中性面（线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值）电流的方向改变一次，t=1 s时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故B错误；t=1.5 s时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零（

0），根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，t，有效值

，一个周期内线

故C错误；感应电动势最大值

圈产生的热量，故D正确。

【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。 7．（2017·北京卷）如图所示，理想变压器的原线圈接在

的交流电源上，副线圈接有R=55 Ω

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2202W B．电流表的读数为1 A C．电压表的读数为1102V D．副线圈输出交流电的周期为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，ω=100π rad/s，周期T=0.02 s，D错误。

【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。