2017-2018学年高中物理-交变电流-单元试卷
一、单选题
1．某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器，将电压升高到220kW输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是( )
A．根据公式，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
B．根据公式，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍
C．根据公式P=I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减小为原来的
D．根据公式P=UI，提高电压后输电线上的功率损耗增大库原来的20倍
2．（2015高二下·会宁期中）如图甲为一理想自耦变压器，输入端接交流稳压电源，其电压随时间变化关系如图乙所示．已知n1、n2的比值为2：1，负载电阻R的阻值为5Ω，下面正确的说法有（ ）
A．负载电阻R消耗的电功率约为48W
B．通过负载电阻R的电流的有效值为22A
C．通过负载电阻R的电流的频率为100Hz
D．通过负载电阻R的电流的频率为25Hz
3．（2019高二上·西湖月考）线圈在匀强磁场中转动时产生交流电，则下列说法中正确的是（ ）
A．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势最大
B．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势也是零
C．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次
D．每当线圈越过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次
4．（人教版物理选修1-1第三章第三节交变电流同步训练）发电机的转子在匀速转动过程中，下列物理量没有发生改变的有（ ）
A．穿过线圈的磁通量 B．线圈中产生的感应电动势
C．闭合回路中的电流 D．闭合回路中电流变化的周期
5．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图是一正弦式交变电流的电流图象．由图象可知，这个电流的（ ）
A．最大值为10A，周期为0.02s
B．最大值为10A，周期为0.01s
C．最大值为 A，周期为0.02s
D．最大值为 A，周期为0.01s
6．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图所示为一小型交流发电机模型，矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴以较小的角速度转动，线圈通过两滑环与电刷和电流表相连，在实验中可看到（ ）
A．电流表指针将左右摆动
B．线圈平面转到与磁感线相垂直时，电流表的指针偏转最大
C．线圈平面转到与磁感线相平行时，电流表的指针偏转最小
D．线圈匀速转动时，电流表的指针指向一个方向的固定值
7．（人教版物理高二选修3-2 5.1交变电流同步检测卷）关于交变电流和直流电的说法中，正确的是( )
A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流
B．直流电的大小和方向一定不变
C．交变电流一定是按正弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性的变化
8．（2015高二下·龙海期中）某手摇交流发电机，其线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴（位于线圈平面内）匀速转动，产生的交变电流i随时间t变化的图象如图，由图象可知（ ）
A．该交变电流频率是0.4Hz
B．该交变电流有效值是0.8A
C．该交变电流瞬时值表达式是i=0.8sin（5πt）
D．t=O．ls时穿过线圈平面的磁通量最大
9．（2015高二下·深圳期中）有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”的字样，这“220V”是指（ ）
A．交流电电压的瞬时值 B．交流电电压的最大值
C．交流电电压的平均值 D．交流电电压的有效值
二、多选题
10．（人教版物理高二选修3-2 5.2描述交变电流的物理量同步检测卷）下列各个量，其中所指为有效值的是( )
A．交流电压表的示数 B．保险丝的熔断电流
C．电容器的击穿电压 D．家庭用的220V交流电压
11．（2015高二上·内蒙古期末）某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的有（ ）
A．最大值是 V B．频率是100Hz
C．有效值是 V D．周期是0.02s
12．（2015高二下·福州期中）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示．此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路．不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（ ）
A．交变电流的周期为0.25s B．交变电流的频率为4Hz
C．交变电流的有效值为 A D．交变电流的最大值为4A
三、填空题
13．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图为交流发电机的工作原理图，经过0.05s线框从图示位置匀速转过90°．如图所示位置线框中的感应电流 （选填“最大”或“最小”），该发电机产生的 交流电的频率为 ．
14．（人教版物理选修1-1第三章第三节交变电流同步训练）我们日常生活中使用“220V50Hz”正弦交流电，那么该交流电电压的峰值为 V，该交流电的周期为 s．
15．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图是某正弦式交变电流的图象，则此正弦式交变电流的频率为 Hz，电流的有效值为 A．
16．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图是一电热水壶的铭牌，由铭牌可知，该电热水壶在额定电压下工作时，所使用的交流电压的最大值为 V，交流电的周期为 s．
电器名称：电热水壶
型 号：WK﹣9016B
额定电压：220V
工作频率：50Hz
额定功率：2 200W．
17．（人教版物理高二选修3-2 5.2描述交变电流的物理量同步检测卷）有一正弦交流电，它的电压随时间变化的情况如图所示，则电压的峰值为 V；有效值为 V；交流电的；频率为 Hz.
18．（人教版物理高二选修3-2 5.2描述交变电流的物理量同步检测卷）一交流电压随时间变化的图象如图所示，则此交流电的频率是 Hz；若将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于 A。
19．（2015高二上·内蒙古期末）机床照明电的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的．如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是 匝．
20．（2016高二上·连云港期中）如图是按正弦规律变化的交变电流的图象．根据图象所标的数据可知，该交变电流的频率是 Hz，电流的有效值是 A．
21．（2015高二下·清流期中）如图所示，副线圈上有一个标有“220V，10W”字样的灯泡正常发光，电流表和电压表都为理想表，原、副线圈的匝数比为20：11，则原线圈中电压表的示数为 V，原线圈中的电流表示的示数为 ．
22．（2015高二下·株洲期中）照明用的交流电电压瞬时值表达式为μ=220 sin100πt（V），则该交流电电压的有效值为 V；如果用该照明用的交流电给手机电池充电（充电电压约为4V）．则手机充电器是 （填“升压”或“降压”）变压器．
四、综合题
23．（2015高二下·黑龙江期中）如图所示，副线圈上有一个标有“220V，22W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电流表示数为0.025A，则
（1）原、副线圈的匝数比为多少？
（2）电压表的示数为多少伏？
24．（2016·无锡模拟）有一个阻值为R的电阻，若将它接在电压为20V的直流电源上，其消耗的功率为P；若将它接在如图所示的理想变压器的次级线圈两端时，其消耗的功率为 ．已知变压器输入电压为u=220sin100πt（V），不计电阻随温度的变化．求：
（1）理想变压器次级线圈两端电压的有效值．
（2）此变压器原、副线圈的匝数之比．
25．（人教版物理高二选修2-1 4.2变压器同步练习）一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的电压上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就断．
（1）熔丝的熔断电流是多大？
（2）当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？
答案解析部分
1．【答案】C
【知识点】电能的输送
【解析】【分析】输电线损失的电能是输电线电阻的发热所消耗的，只能利用P=I2R来计算，I=P/U。
电压升高了20倍，电流减小为原来的1/20，A错。
根据P=I2R提高电压后输电线上的功率损耗将减小为原来的，B错，C对；
计算电能的损耗不能用P=UI，所以D错。
故答案选C
【点评】注意各电压、电流、电阻之间的对应性，电损是指输电线电阻的发热问题，并不能用总的输电电压与电流去计算，易错点需注意。
2．【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：A、由乙图得到理想变压器的输出电压的最大值为Um=311V，故有效值为：U1= =220V；
已知n1、n2的比值为2：1，
根据理想变压器的变压比得副线圈电压U2=110V，
所以通过负载电阻消耗的电功率为 ，故A错误；
B、通过负载电阻R的电流的有效值为I2= =22A，故B正确；
CD、由乙图得周期T=0.02s，所以通过负载电阻R的电流的频率为f= =50Hz，故CD错误；
故选：B．
【分析】先根据乙图得到变压器的输出电压的最大值和周期，求解出有效值；再根据理想变压器的变压比公式求解输入电压；理想变压器的输入功率和输出功率相等．
3．【答案】D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【分析】当线圈位于中性面时，线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零．故A错误．当穿过线圈的磁通量为零时，磁通量变化率最大，感应电动势最大．故B错误．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变两次．经过中性前后，磁通量变化情况相反，根据楞次定律，经过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次。故D正确。
故选D
【点评】交流电产生的原理是电磁感应，遵守电磁感应的普遍规律：法拉第电磁感应定律和楞次定律．线圈经过中性面时，磁通量为零，但感应电动势不是零，而是最大。
4．【答案】D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A、发电机转子在匀速转动时，通过线圈的磁通量、产生感应电动势及电流均随时间呈周期性变化；故ABC不正确；
D、闭合回路中电流变化的周期等于线圈的转动周期，其大小不变化；故D正确；
故选：D．
【分析】明确交流发电机的工作原理，知道哪些量在随时间作周期性变化．
5．【答案】A
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】由图象可知，电流的最大值为10A，周期T=0.02s；
故选：A．
【分析】根据图象可以直接得出电流的最大值和周期的大小，根据周期与频率的关系得出频率的大小．
6．【答案】A
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A、线圈较小的角速度匀速转动时，当线圈平面转动一周的时间内，线圈中的感应电流方向改变两次，所以检流计指针将左右摆动，故A正确；
B、线圈平面转到与磁感线相垂直时，线圈边框运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，检流计的指针偏转最小，故B错误；
C、线圈平面转到与磁感线相平行时，线圈中磁通量的变化率最大，检流计的指针偏转最大，故C错误；
D、线圈较小的角速度匀速转动时，检流计的指针左右摆动，故D错误；
故选：A．
【分析】要解决此题，需要掌握发电机的制作原理，知道发电机是根据电磁感应原理制成的，感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关．
7．【答案】D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】直流电的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变．交变电流的特征是电流的方向随时间改变．交变电流有多种形式，正弦式交流电只是交变电流中最基本、最简单的一种。
故选D
【分析】直流电的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变．交变电流的特征是电流的方向随时间改变。
8．【答案】C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：A、题中图象描述的是电流随时间的变化关系，周期为T=0.4s，故频率为f=2.5Hz，故A错误；
B、由图可知，该交流电的峰值是Im=0.8A，有效值为I= ，故B错误；
C、角速度ω= =5π rad/s，交变电流瞬时值表达式是i=0.8sin（5πt） A，故C正确；
D、t=O．ls时，产生的感应电流最大，即线圈平面与磁场平面平行，穿过线圈平面的磁通量为零，故D错误
故选：C
【分析】直接从图象中即可求出交流电的峰值及周期，从而求频率，写出电流的瞬时值表达式．
9．【答案】D
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”是指的有效值．由于是交流电，所以电压的瞬时值是不断在发生变化．
故选：D
【分析】家用电器上所标的值均是有效值，而不是最大值；交流电表所测的也是有效值．
10．【答案】A,B,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】交流电压表和电流表的示数均为有效值，保险丝的熔断电流为有效值，电容器的击穿电压为最大值，无特别说明的均指有效值。
故选ABD
【分析】电流值无特别说明的均指有效值。
11．【答案】C,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：由输出端的交变电压瞬时值表达式知电压最大值为50V，有效值为 ，
周期为 ，频率为 =50Hz，故CD正确，AB错误．
故选：CD．
【分析】由输出端的交变电压瞬时值表达式知电压最大值、角速度，从而计算出有效值、周期和频率．
12．【答案】A,B,C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：A、由图可知，交流电周期 T=0.25s，故A正确；
B、交流电周期 T=0.25s，则交变电流的频率为 f= =4Hz，故B正确；
CD、由图可知，交流电的最大电压 Um=20V，所以交变电流的最大值为 Im= = A=2A
所以交变电流的有效值为 I= Im= A，故C正确，D错误；
故选：ABC
【分析】从图象中可以直接读出该交流电电压最大值以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解．由欧姆定律求电流的最大值．
13．【答案】最大；5Hz
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】图示位置，线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的电流最大；
经过0.05s线框从图示位置匀速转过90°，周期为：
T=0.05×4=0.2s．
因此交流电的频率为：
；
故答案为：最大，5Hz．
【分析】当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中的电流为零，当线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的电流最大；再由经过0.05s线框从图示位置匀速转过90°，来确定周期，根据 ，求得频率．
14．【答案】220；0.02
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】我们日常生活中使用“220V50Hz”正弦交流电，那么该交流电电压的峰值为220V，该交流电的周期0.02s．
故答案为：220；0.02
【分析】根据频率和周期，平常标称的电压为正弦交变电流有效值．
15．【答案】50；5
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】由图可知，该交流电的电流最大值为 A，周期为0.02s，
所以有有效值： ，
频率： ．
故答案为：50；5
【分析】根据图象可读出该交流电的周期和最大值，然后根据频率和周期，最大值与有效值的关系可直接求解．
16．【答案】；0.02
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】由图知：电水壶的额定电压为220V；则交流电的最大值为： ；
交流电的周期 ；
故答案为： ；0.02
【分析】由表中数据可以得到额定电压、额定功率，由电功率公式P=UI可以求得电流，由W=Pt可以求得电能．
17．【答案】10V； V或7.07V；2.5Hz
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】由图可知，该交流电的电压最大值为： ，所以有效值为： ， 。
【分析】本题考查对正弦式电流的图象和三角函数表达式的分析以及正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率的计算。
18．【答案】50；0.14
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】图像可知，该交流电的周期为T=0.2s；
所以此交流电的频率 ；
电压的有效值 ，所以电流的有效值 。
因此电路中保险丝的额定电流不能低于0.14A
【分析】计算流过保险丝的电流应该是电流的有效值，不要算成最大值。
19．【答案】108
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：由理想变压器的规律可知，电压之比等于线圈匝数之比；
则有：
=
解得：n2= =108匝；
故答案为：108．
【分析】理想变压器线圈匝数之比等于电压之比，已知输入电压和输出电压和原线圈的匝数，代入即可求得副线圈匝数．
20．【答案】5；5
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：由图可知，周期为0.2s，故频率f= = =5Hz；
根据图象可知该交流电的电流最大值是Im=10A，有效值为I= =5 A，
故答案为：5；5 ．
【分析】由交流电的图象的纵坐标的最大值读出电流的最大值，再根据最大值和有效值的表达式可求得有效值；同时读出周期，由f= 可求出频率．
21．【答案】400；0.025
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：根据题意灯泡正常发光，知副线圈两端的电压
根据电压与匝数成正比，有
代入数据：
解得：
根据输入功率等于输出功率，得
得原线圈电流
故答案为：400；0.025
【分析】灯泡正常发光说明副线圈的电压为220V，根据变压器中电压与匝数成正比，求原线圈电压表的示数；根据输入功率等于输出功率求原线圈中电流表的示数；
22．【答案】220；降压
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：该交流电电压的有效值 ，
充电电压约为4V，而交流电压为220V，所以手机充电器是降压变压器．
故答案为：220；降压．
【分析】根据最大值和有效值的关系求出有效值的大小，要给手机充电，则必须压把电压降低．
23．【答案】（1）解：灯泡正常发光，灯泡额定电流为
根据电流与匝数成反比
代入数据解得：
（2）解：根据电压与匝数成正比，有
代入数据：
解得：
【知识点】变压器原理
【解析】【分析】（1）副线圈电流等于灯泡的额定电流，根据电流与匝数成反比求原副线圈的匝数之比；（2）根据电压与匝数成正比求电压表的示数；
24．【答案】（1）解：直流电源的电压U0=20V，设变压器次级线圈两端的电压的有效值为U2，根据题意有：
，P=
得：
（2）解：变压器输入的电压有效值为：
根据变压器电压比公式，可得：
n1：n2=U1：U2=11：1
【知识点】变压器原理
【解析】【分析】根据功率公式求出变压器次级线圈两端的电压的有效值，根据变压器输入电压的瞬时表达式求出最大值，从而求出有效值，再根据电压之比等线圈匝数比求解．
25．【答案】（1）变压器输入功率等于输出功率U1I1=U2I2
当I2=12 mA时，I1即为熔断电流．代入数据，得I1=0.98 A
（2）P入=P出=U2I2=1.80×104×10×10﹣3=180W
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】（1）变压器输入功率等于输出功率U1I1=U2I2当I2=12 mA时，I1即为熔断电流．代入数据，得I1=0.98 A
（2）P入=P出=U2I2=1.80×104×10×10﹣3=180W
【分析】要求熔丝的熔断电流，需要求出输入功率，而输入功率等于输出功率；
1 / 12017-2018学年高中物理-交变电流-单元试卷
一、单选题
1．某发电厂原来用11kV的交流电压输电，后来改用升压变压器，将电压升高到220kW输电，输送的电功率都是P，若输电线路的电阻为R，则下列说法中正确的是( )
A．根据公式，提高电压后输电线上的电流增为原来的20倍
B．根据公式，提高电压后输电线上的功率损耗将增大为原来的400倍
C．根据公式P=I2R，提高电压后输电线上的功率损耗减小为原来的
D．根据公式P=UI，提高电压后输电线上的功率损耗增大库原来的20倍
【答案】C
【知识点】电能的输送
【解析】【分析】输电线损失的电能是输电线电阻的发热所消耗的，只能利用P=I2R来计算，I=P/U。
电压升高了20倍，电流减小为原来的1/20，A错。
根据P=I2R提高电压后输电线上的功率损耗将减小为原来的，B错，C对；
计算电能的损耗不能用P=UI，所以D错。
故答案选C
【点评】注意各电压、电流、电阻之间的对应性，电损是指输电线电阻的发热问题，并不能用总的输电电压与电流去计算，易错点需注意。
2．（2015高二下·会宁期中）如图甲为一理想自耦变压器，输入端接交流稳压电源，其电压随时间变化关系如图乙所示．已知n1、n2的比值为2：1，负载电阻R的阻值为5Ω，下面正确的说法有（ ）
A．负载电阻R消耗的电功率约为48W
B．通过负载电阻R的电流的有效值为22A
C．通过负载电阻R的电流的频率为100Hz
D．通过负载电阻R的电流的频率为25Hz
【答案】B
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：A、由乙图得到理想变压器的输出电压的最大值为Um=311V，故有效值为：U1= =220V；
已知n1、n2的比值为2：1，
根据理想变压器的变压比得副线圈电压U2=110V，
所以通过负载电阻消耗的电功率为 ，故A错误；
B、通过负载电阻R的电流的有效值为I2= =22A，故B正确；
CD、由乙图得周期T=0.02s，所以通过负载电阻R的电流的频率为f= =50Hz，故CD错误；
故选：B．
【分析】先根据乙图得到变压器的输出电压的最大值和周期，求解出有效值；再根据理想变压器的变压比公式求解输入电压；理想变压器的输入功率和输出功率相等．
3．（2019高二上·西湖月考）线圈在匀强磁场中转动时产生交流电，则下列说法中正确的是（ ）
A．当线圈位于中性面时，线圈中感应电动势最大
B．当穿过线圈的磁通量为零时，线圈中感应电动势也是零
C．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变一次
D．每当线圈越过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次
【答案】D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【分析】当线圈位于中性面时，线圈的磁通量最大，磁通量变化率为零，感应电动势为零．故A错误．当穿过线圈的磁通量为零时，磁通量变化率最大，感应电动势最大．故B错误．线圈在磁场中每转一周，产生的感应电动势和感应电流的方向改变两次．经过中性前后，磁通量变化情况相反，根据楞次定律，经过中性面时，感应电动势和感应电流的方向就改变一次。故D正确。
故选D
【点评】交流电产生的原理是电磁感应，遵守电磁感应的普遍规律：法拉第电磁感应定律和楞次定律．线圈经过中性面时，磁通量为零，但感应电动势不是零，而是最大。
4．（人教版物理选修1-1第三章第三节交变电流同步训练）发电机的转子在匀速转动过程中，下列物理量没有发生改变的有（ ）
A．穿过线圈的磁通量 B．线圈中产生的感应电动势
C．闭合回路中的电流 D．闭合回路中电流变化的周期
【答案】D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A、发电机转子在匀速转动时，通过线圈的磁通量、产生感应电动势及电流均随时间呈周期性变化；故ABC不正确；
D、闭合回路中电流变化的周期等于线圈的转动周期，其大小不变化；故D正确；
故选：D．
【分析】明确交流发电机的工作原理，知道哪些量在随时间作周期性变化．
5．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图是一正弦式交变电流的电流图象．由图象可知，这个电流的（ ）
A．最大值为10A，周期为0.02s
B．最大值为10A，周期为0.01s
C．最大值为 A，周期为0.02s
D．最大值为 A，周期为0.01s
【答案】A
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】由图象可知，电流的最大值为10A，周期T=0.02s；
故选：A．
【分析】根据图象可以直接得出电流的最大值和周期的大小，根据周期与频率的关系得出频率的大小．
6．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图所示为一小型交流发电机模型，矩形线圈在匀强磁场中绕中心轴以较小的角速度转动，线圈通过两滑环与电刷和电流表相连，在实验中可看到（ ）
A．电流表指针将左右摆动
B．线圈平面转到与磁感线相垂直时，电流表的指针偏转最大
C．线圈平面转到与磁感线相平行时，电流表的指针偏转最小
D．线圈匀速转动时，电流表的指针指向一个方向的固定值
【答案】A
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】A、线圈较小的角速度匀速转动时，当线圈平面转动一周的时间内，线圈中的感应电流方向改变两次，所以检流计指针将左右摆动，故A正确；
B、线圈平面转到与磁感线相垂直时，线圈边框运动方向与磁感线方向平行，不切割磁感线，检流计的指针偏转最小，故B错误；
C、线圈平面转到与磁感线相平行时，线圈中磁通量的变化率最大，检流计的指针偏转最大，故C错误；
D、线圈较小的角速度匀速转动时，检流计的指针左右摆动，故D错误；
故选：A．
【分析】要解决此题，需要掌握发电机的制作原理，知道发电机是根据电磁感应原理制成的，感应电流的方向与磁场方向和切割磁感线的方向有关．
7．（人教版物理高二选修3-2 5.1交变电流同步检测卷）关于交变电流和直流电的说法中，正确的是( )
A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流
B．直流电的大小和方向一定不变
C．交变电流一定是按正弦规律变化的
D．交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性的变化
【答案】D
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】直流电的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变．交变电流的特征是电流的方向随时间改变．交变电流有多种形式，正弦式交流电只是交变电流中最基本、最简单的一种。
故选D
【分析】直流电的特征是电流的方向不变，电流的大小可以改变．交变电流的特征是电流的方向随时间改变。
8．（2015高二下·龙海期中）某手摇交流发电机，其线圈绕垂直于匀强磁场方向的轴（位于线圈平面内）匀速转动，产生的交变电流i随时间t变化的图象如图，由图象可知（ ）
A．该交变电流频率是0.4Hz
B．该交变电流有效值是0.8A
C．该交变电流瞬时值表达式是i=0.8sin（5πt）
D．t=O．ls时穿过线圈平面的磁通量最大
【答案】C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：A、题中图象描述的是电流随时间的变化关系，周期为T=0.4s，故频率为f=2.5Hz，故A错误；
B、由图可知，该交流电的峰值是Im=0.8A，有效值为I= ，故B错误；
C、角速度ω= =5π rad/s，交变电流瞬时值表达式是i=0.8sin（5πt） A，故C正确；
D、t=O．ls时，产生的感应电流最大，即线圈平面与磁场平面平行，穿过线圈平面的磁通量为零，故D错误
故选：C
【分析】直接从图象中即可求出交流电的峰值及周期，从而求频率，写出电流的瞬时值表达式．
9．（2015高二下·深圳期中）有一台使用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”的字样，这“220V”是指（ ）
A．交流电电压的瞬时值 B．交流电电压的最大值
C．交流电电压的平均值 D．交流电电压的有效值
【答案】D
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：用交流电的电冰箱上标有额定电压为“220V”是指的有效值．由于是交流电，所以电压的瞬时值是不断在发生变化．
故选：D
【分析】家用电器上所标的值均是有效值，而不是最大值；交流电表所测的也是有效值．
二、多选题
10．（人教版物理高二选修3-2 5.2描述交变电流的物理量同步检测卷）下列各个量，其中所指为有效值的是( )
A．交流电压表的示数 B．保险丝的熔断电流
C．电容器的击穿电压 D．家庭用的220V交流电压
【答案】A,B,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】交流电压表和电流表的示数均为有效值，保险丝的熔断电流为有效值，电容器的击穿电压为最大值，无特别说明的均指有效值。
故选ABD
【分析】电流值无特别说明的均指有效值。
11．（2015高二上·内蒙古期末）某小型发电机产生的交变电动势为e=50sin100πt（V），对此电动势，下列表述正确的有（ ）
A．最大值是 V B．频率是100Hz
C．有效值是 V D．周期是0.02s
【答案】C,D
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：由输出端的交变电压瞬时值表达式知电压最大值为50V，有效值为 ，
周期为 ，频率为 =50Hz，故CD正确，AB错误．
故选：CD．
【分析】由输出端的交变电压瞬时值表达式知电压最大值、角速度，从而计算出有效值、周期和频率．
12．（2015高二下·福州期中）小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速运动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系，如图所示．此线圈与一个R=10Ω的电阻构成闭合电路．不计电路的其他电阻，下列说法正确的是（ ）
A．交变电流的周期为0.25s B．交变电流的频率为4Hz
C．交变电流的有效值为 A D．交变电流的最大值为4A
【答案】A,B,C
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：A、由图可知，交流电周期 T=0.25s，故A正确；
B、交流电周期 T=0.25s，则交变电流的频率为 f= =4Hz，故B正确；
CD、由图可知，交流电的最大电压 Um=20V，所以交变电流的最大值为 Im= = A=2A
所以交变电流的有效值为 I= Im= A，故C正确，D错误；
故选：ABC
【分析】从图象中可以直接读出该交流电电压最大值以及周期等物理量，然后根据最大值与有效值以及周期与频率关系求解．由欧姆定律求电流的最大值．
三、填空题
13．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图为交流发电机的工作原理图，经过0.05s线框从图示位置匀速转过90°．如图所示位置线框中的感应电流 （选填“最大”或“最小”），该发电机产生的 交流电的频率为 ．
【答案】最大；5Hz
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】图示位置，线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的电流最大；
经过0.05s线框从图示位置匀速转过90°，周期为：
T=0.05×4=0.2s．
因此交流电的频率为：
；
故答案为：最大，5Hz．
【分析】当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈中的电流为零，当线圈平面与磁场方向平行时，线圈中的电流最大；再由经过0.05s线框从图示位置匀速转过90°，来确定周期，根据 ，求得频率．
14．（人教版物理选修1-1第三章第三节交变电流同步训练）我们日常生活中使用“220V50Hz”正弦交流电，那么该交流电电压的峰值为 V，该交流电的周期为 s．
【答案】220；0.02
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】我们日常生活中使用“220V50Hz”正弦交流电，那么该交流电电压的峰值为220V，该交流电的周期0.02s．
故答案为：220；0.02
【分析】根据频率和周期，平常标称的电压为正弦交变电流有效值．
15．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图是某正弦式交变电流的图象，则此正弦式交变电流的频率为 Hz，电流的有效值为 A．
【答案】50；5
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】由图可知，该交流电的电流最大值为 A，周期为0.02s，
所以有有效值： ，
频率： ．
故答案为：50；5
【分析】根据图象可读出该交流电的周期和最大值，然后根据频率和周期，最大值与有效值的关系可直接求解．
16．（人教版物理高二选修2-1 4.1交变电流的产生和描述同步练习）如图是一电热水壶的铭牌，由铭牌可知，该电热水壶在额定电压下工作时，所使用的交流电压的最大值为 V，交流电的周期为 s．
电器名称：电热水壶
型 号：WK﹣9016B
额定电压：220V
工作频率：50Hz
额定功率：2 200W．
【答案】；0.02
【知识点】交变电流的产生及规律
【解析】【解答】由图知：电水壶的额定电压为220V；则交流电的最大值为： ；
交流电的周期 ；
故答案为： ；0.02
【分析】由表中数据可以得到额定电压、额定功率，由电功率公式P=UI可以求得电流，由W=Pt可以求得电能．
17．（人教版物理高二选修3-2 5.2描述交变电流的物理量同步检测卷）有一正弦交流电，它的电压随时间变化的情况如图所示，则电压的峰值为 V；有效值为 V；交流电的；频率为 Hz.
【答案】10V； V或7.07V；2.5Hz
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】由图可知，该交流电的电压最大值为： ，所以有效值为： ， 。
【分析】本题考查对正弦式电流的图象和三角函数表达式的分析以及正弦式电流的最大值和有效值、周期和频率的计算。
18．（人教版物理高二选修3-2 5.2描述交变电流的物理量同步检测卷）一交流电压随时间变化的图象如图所示，则此交流电的频率是 Hz；若将该电压加在一阻值为1kΩ的纯电阻用电器上，用电器恰能正常工作，为避免意外事故的发生，电路中保险丝的额定电流不能低于 A。
【答案】50；0.14
【知识点】交变电流的图像与函数表达式；交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】图像可知，该交流电的周期为T=0.2s；
所以此交流电的频率 ；
电压的有效值 ，所以电流的有效值 。
因此电路中保险丝的额定电流不能低于0.14A
【分析】计算流过保险丝的电流应该是电流的有效值，不要算成最大值。
19．（2015高二上·内蒙古期末）机床照明电的电压是36V，这个电压是把380V的电压降压后得到的．如果变压器的原线圈是1140匝，副线圈是 匝．
【答案】108
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：由理想变压器的规律可知，电压之比等于线圈匝数之比；
则有：
=
解得：n2= =108匝；
故答案为：108．
【分析】理想变压器线圈匝数之比等于电压之比，已知输入电压和输出电压和原线圈的匝数，代入即可求得副线圈匝数．
20．（2016高二上·连云港期中）如图是按正弦规律变化的交变电流的图象．根据图象所标的数据可知，该交变电流的频率是 Hz，电流的有效值是 A．
【答案】5；5
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：由图可知，周期为0.2s，故频率f= = =5Hz；
根据图象可知该交流电的电流最大值是Im=10A，有效值为I= =5 A，
故答案为：5；5 ．
【分析】由交流电的图象的纵坐标的最大值读出电流的最大值，再根据最大值和有效值的表达式可求得有效值；同时读出周期，由f= 可求出频率．
21．（2015高二下·清流期中）如图所示，副线圈上有一个标有“220V，10W”字样的灯泡正常发光，电流表和电压表都为理想表，原、副线圈的匝数比为20：11，则原线圈中电压表的示数为 V，原线圈中的电流表示的示数为 ．
【答案】400；0.025
【知识点】变压器原理
【解析】【解答】解：根据题意灯泡正常发光，知副线圈两端的电压
根据电压与匝数成正比，有
代入数据：
解得：
根据输入功率等于输出功率，得
得原线圈电流
故答案为：400；0.025
【分析】灯泡正常发光说明副线圈的电压为220V，根据变压器中电压与匝数成正比，求原线圈电压表的示数；根据输入功率等于输出功率求原线圈中电流表的示数；
22．（2015高二下·株洲期中）照明用的交流电电压瞬时值表达式为μ=220 sin100πt（V），则该交流电电压的有效值为 V；如果用该照明用的交流电给手机电池充电（充电电压约为4V）．则手机充电器是 （填“升压”或“降压”）变压器．
【答案】220；降压
【知识点】交变电流的峰值、有效值、平均值与瞬时值
【解析】【解答】解：该交流电电压的有效值 ，
充电电压约为4V，而交流电压为220V，所以手机充电器是降压变压器．
故答案为：220；降压．
【分析】根据最大值和有效值的关系求出有效值的大小，要给手机充电，则必须压把电压降低．
四、综合题
23．（2015高二下·黑龙江期中）如图所示，副线圈上有一个标有“220V，22W”字样的灯泡正常发光，原线圈中的电流表示数为0.025A，则
（1）原、副线圈的匝数比为多少？
（2）电压表的示数为多少伏？
【答案】（1）解：灯泡正常发光，灯泡额定电流为
根据电流与匝数成反比
代入数据解得：
（2）解：根据电压与匝数成正比，有
代入数据：
解得：
【知识点】变压器原理
【解析】【分析】（1）副线圈电流等于灯泡的额定电流，根据电流与匝数成反比求原副线圈的匝数之比；（2）根据电压与匝数成正比求电压表的示数；
24．（2016·无锡模拟）有一个阻值为R的电阻，若将它接在电压为20V的直流电源上，其消耗的功率为P；若将它接在如图所示的理想变压器的次级线圈两端时，其消耗的功率为 ．已知变压器输入电压为u=220sin100πt（V），不计电阻随温度的变化．求：
（1）理想变压器次级线圈两端电压的有效值．
（2）此变压器原、副线圈的匝数之比．
【答案】（1）解：直流电源的电压U0=20V，设变压器次级线圈两端的电压的有效值为U2，根据题意有：
，P=
得：
（2）解：变压器输入的电压有效值为：
根据变压器电压比公式，可得：
n1：n2=U1：U2=11：1
【知识点】变压器原理
【解析】【分析】根据功率公式求出变压器次级线圈两端的电压的有效值，根据变压器输入电压的瞬时表达式求出最大值，从而求出有效值，再根据电压之比等线圈匝数比求解．
25．（人教版物理高二选修2-1 4.2变压器同步练习）一个变压器（可视为理想变压器）的原线圈接在220V的电压上，向额定电压为1.80×104V的霓虹灯供电，使它正常发光．为了安全，需在原线圈回路中接入熔断器，使副线圈电路中电流超过12mA时，熔丝就断．
（1）熔丝的熔断电流是多大？
（2）当副线圈电路中电流为10mA时，变压器的输入功率是多大？
【答案】（1）变压器输入功率等于输出功率U1I1=U2I2
当I2=12 mA时，I1即为熔断电流．代入数据，得I1=0.98 A
（2）P入=P出=U2I2=1.80×104×10×10﹣3=180W
【知识点】变压器原理；交变电流的图像与函数表达式
【解析】【解答】（1）变压器输入功率等于输出功率U1I1=U2I2当I2=12 mA时，I1即为熔断电流．代入数据，得I1=0.98 A
（2）P入=P出=U2I2=1.80×104×10×10﹣3=180W
【分析】要求熔丝的熔断电流，需要求出输入功率，而输入功率等于输出功率；
1 / 1
