（五年高考真题）2016届高考物理 专题十一 交变电流（全国通用）
考点一 交变电流的产生及描述
1．(2015·四川理综，4，6分)(难度★★)小型手摇发电机线圈共N匝，每匝可简化 为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴OO′， 线圈绕OO′匀速转动，如图所示．矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势 线圈电阻，则发电机输出电压( )
的最大值都为e0，不计
A．峰值是e0 C．有效值是
B．峰值是2e0
2
Ne0 2
D．有效值是2Ne0
解析 矩形线圈ab边和cd边产生的感应电动势的最大值都为e0，所以发电 机的电
动势峰值为2Ne0，A、B错误；由于不计线圈的电阻，所以电机的输 出电压峰值为2Ne0，故2Ne0有效值为＝2Ne0，故D正确．
2
答案 D
2．(2014·江苏单科，7，4分)(难度★★)(多选)如图所示，在线圈上端放置一盛有 冷水的金属杯，现接通交流电源，过了几分钟，杯内的水沸腾起来．若要缩 时间，下列措施可行的有( )
短上述加热
A．增加线圈的匝数 B．提高交流电源的频率 C．将金属杯换为瓷杯
1
D．取走线圈中的铁芯
解析 该装置的工作原理是，线圈内变化的电流产生变化的磁场，从而使金 属杯体
率一定时，线圈产
内产生涡流，再把电能转化为内能，使杯内的水发热．交流电源的频
生的磁场越强，杯体内磁通量变化就越快，产生的涡流就 越大，增加线圈的匝数会使线圈产生的磁场增强，而取走线圈中的铁芯会使 线圈产生的磁场减弱，故A正确、D错误；交流电源的频率增大，杯体内磁 通量变化加快，产生的涡流增大，故B正确；瓷为绝缘材料，不能产生涡流， 故C错误．
答案 AB
3．(2014·天津理综，7，6分)(难度★★★)(多选)如图1所示，在匀强磁场中，一 矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与磁感线垂直的轴匀速转动，产生 势图象如图2中曲线a，b所示，则( )
的交变电动
A．两次t＝0时刻线圈平面均与中性面重合 B．曲线a、b对应的线圈转速之比为2∶3 C．曲线a表示的交变电动势频率为25 Hz D．曲线b表示的交变电动势有效值为10 V
解析 线圈经过中性面时不切割磁感线，此时感应电动势为零，选项A正确；
由
图可知曲线a、b的周期之比为2∶3，则对应的线圈转速之比为3∶2，选 项B错误；曲
1－2
线a的周期为Ta＝4×10 s，其频率为fa＝＝25 Hz，选项C 正确；曲线a、b表示的交
Ta变电流的峰值之比为误．
答案 AC
Emaωa32＝＝，又Ema＝15 V， Emb＝10 V，Ub＝Emb＝52 V，选项D错Embωb22
4．(2013·福建理综，15，6分)(难度★★★)如图所示，实验室一台手摇交流发电
机，
内阻r＝1.0 Ω，外接R＝9.0 Ω的电阻．闭合开关S，当发电机转子以 某一转速匀速转
2
动时，产生的电动势e＝102sin(10πt)V，则( )
A．该交变电流的频率为10 Hz B．该电动势的有效值为102 V C．外接电阻R所消耗的电功率为10 W D．电路中理想交流电流表的示数为1.0 A
解析 根据题意知，转子转动的角速度ω＝10π,又ω＝2πf，则该交流电的
频
率f＝5 Hz，A项错误；该交变电流电动势最大值Em＝102 V，则有效值 E＝项错误；根据欧姆定律可得，电路中电流I＝
2
Em
2
＝10 V，B
ER＋r＝1.0 A， 即电流表的示数为1.0 A,
电阻R消耗的电功率P＝IR＝9.0 W，C项错误，D 项正确．
答案 D
如
5．(2013·海南单科,3，3分)(难度★★)通过一阻值R＝100 Ω的电阻的交变电流 图所示，其周期为1 s．电阻两端电压的有效值为( )
A．12 V
B．410 V
C．15 V
D．85 V
0.1
U222
解析 由有效值定义可得×1 s＝(0.1 A)×R×0.4 s×2＋(0.2 A)×R×
Rs×2，其中R＝100 Ω，
可得U＝410 V，B正确． 答案 B
6．(2012·北京理综，15，6分)(难度★★)一个小型电热器若接在输出电压为10 V 的直流电源上，消耗电功率为P；若把它接在某个正弦式交流电源上，其消 耗的电功率为.
2如果电热器电阻不变，则此交流电源输出电压的最大值为 ( )
A．5 V
B．52 V C．10 V
D．102 V
P
3
U2PU2U效
解析 根据公式P＝可结合交流电的有效值定义＝,U效＝知其有效
R2R2
值U效＝
52 V，有效值和最大值的关系2U效＝Um，即最大值为Um＝52× 正确．
答案 C
2 V＝10 V，选项C
7．(2011·天津理综，4,6分)(难度★★★)在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁 线垂直的转轴匀速转动，如图甲所示，产生的交变电动势的图象如图乙所
感
示，则( )
A．t＝0.005 s时线框的磁通量变化率为零 B．t＝0.01 s时线框平面与中性面重合 C．线框产生的交变电动势有效值为311 V D．线框产生的交变电动势频率为100 Hz
解析 交变电流知识的考查.由图乙可知，该交变电动势瞬时值的表达式为e ＝
311sin(100πt)．当t＝0.005 s时，瞬时值e＝311 V，此时磁通量变化率最 大，A错误；同理当t＝0.01 s时，e＝0 V，此时线框处于中性面位置，磁通
量最大，磁通量的变化
率为零，B正确；对于正弦交变电流其有效值为Emax/2， 题给电动势的有效值为220 V，C错误；交变电流的频率为f＝1/T＝ω/2π＝
答案 B
50 Hz，D错误．
考点二 变压器 电能的输送
1. (2015·新课标全国Ⅰ,16，6分)(难度★★★)一理想变压器的原、副线圈的匝数 比为3∶1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线圈一侧接
在电压为
220 V的正弦交流电源上，如图所示．设副线圈回路中电阻两端的 电压为U，原、副线圈回路中电阻消耗的功率的比值为k，则( )
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