第二章 交变电流
(分值：100分 时间：60分钟)
一、选择题(本题共7小题，每小题6分，共42分，1～3小题为单选，4～7小题为双选，选对的得6分，双选只选一个且正确的得3分，选错或不答的得0分．)
1．(2012·北京高考)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交流电源上，其消耗的电功率为.如果电热器电阻不变，则此
2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
【解析】 设电热器的电阻为R，正弦交流电源电压的有效值为U效，接10 V直流电源
PU2102PU2效
时，P＝＝①；接交流电源时，＝②，联立①②解得U效＝52 V，故最大值Um＝2
RR2RU 效＝10 V，C选项正确．
【答案】 C
2．(2012·海南高考)如图1，理想变压器原、副线圈匝数比为20∶1，两个标有“12 V 6 W”的小灯泡并联在副线圈的两端．当两灯泡都正常工作时，原线圈电路中电压表和电流表(可视为理想的)的示数分别是( )
图1
A．120 V，0.10 A C．120 V，0.05 A
B．240 V，0.025 A D．240 V，0.05 A
U1n12P【解析】 副线圈电压U2＝12 V，由＝得U1＝240 V，副线圈中电流I2＝＝1 A，
U2n2
U由＝得I1＝0.05 A.
【答案】 D
3．一台电风扇的额定电压为交流220 V．在其正常工作过程中，用交流电流表测得某一段时间内的工作电流I随时间t的变化如图2所示．这段时间内电风扇的用电量为( )
I1n2
I2n1
1
图2
A．3.9×10度 C．7.8×10度
6
－2－2
－2
B．5.5×10度 D．11.0×10度
－2
【解析】 因1度＝3.6×10 J且电流表示数为电流有效值，故用电量W＝U(I1t1＋I2t2
＋I3t3)，代入数值得W＝5.5×10度，故B项正确．
【答案】 B
4．关于交变电流的下列说法中，正确的是( ) A．在一个周期内交变电流的方向改变两次
B．如果交变电流的最大值是5 A，那么交变电流的最小值是－5 A C．用交流电流表或电压表测定交变电流或电压时，指针来回摆动 D．交流电器设备上标出的电压或电流都是指有效值 【答案】 AD
5．如图3甲所示的电路中，A1、A2、A3为相同的电流表，C为电容器，电阻R1、R2、R3
的阻值相同，线圈L的电阻不计．在某段时间内理想变压器原线圈内磁场的变化如图乙所示，则在t1～t2时间内( )
－2
图3
A．电流表A1的示数比A2的小 B．电流表A2的示数比A3的小 C．电流表A1和A2的示数相同 D．电流表A3的示数为零
【解析】 由于加在原线圈中的磁场均匀变化，因此副线圈中产生的电动势是恒定的，所以I1＝I2，I3＝0，C、D选项正确．
2
【答案】 CD
6．(2013·四川高考改编)用220 V的正弦交流电通过理想变压器对一负载供电，变压器输出电压是110 V，通过负载的电流图象如图4所示，则( )
图4
A．变压器输入功率约为3.9 W B．输出电压的最大值是110 V C．变压器原、副线圈匝数比是2∶1
π??D．负载电流的函数表达式i＝0.05sin?100πt＋?A 2??
【解析】 根据i－t图象，负载电流的函数表达式i＝0.05 sin 100πt(A)，且Im＝0.05 A，通过负载的电流的有效值I2＝
Im
，输出电压的最大值Um＝2U2＝1102 V，变压
2
n1U12
器的输入功率P1＝P2＝I2U2≈3.9 W，变压器原、副线圈匝数比＝＝.选项A、C正确，选
n2U21
项B、D错误．
【答案】 AC
7．(2011·广东高考)如图5(a)左侧的调压装置可视为理想变压器，负载电路中R＝55 Ω，、分别为理想电流表和电压表．若原线圈接入如图(b)所示的正弦交变电压，电压表的示数为110 V，则下列表述正确的是( )
图5
A．电流表的示数为2 A B．原、副线圈匝数比为1∶2 C．电压表的示数为电压的有效值 D．原线圈中交变电压的频率为100 Hz
3
【解析】 由图(b)可知原线圈两端电压的有效值U1＝220 V，由＝可得原副线圈匝数之比＝＝
U1n1U2n2
n1U1220
＝2∶1，故B错误．电流表示数与电压表示数都为有效值，故C正确．电
n2U2110
U110
流表示数I＝＝ A＝2 A，故A正确．由图(b)可知T＝0.02 s，所以交变电压的频率为
R55f＝＝ Hz＝50 Hz，D错误． T0.02
【答案】 AC
二、非选择题(本题共5小题，共58分，计算题要写出必要的文字说明和验算步骤．) 8．(8分)通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持不变，输电线路的总电阻为R.当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P1，若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P2，则P1＝________，＝________．
【解析】 由理想变压器＝得副线圈电压U′＝kU，而理想变压器P入＝P出，副线圈电流I′＝1
1
P2P1
U1n1U2n2
PPP2P22″2
＝，线路损耗的电功率P1＝I′R＝()R.同理可知P2＝IR＝()R，U′kUkUnkUP21
则＝2 P1nP2R1
【答案】 2 2
（kU）n9．(8分)如图6所示为一理想自耦变压器，当它的滑片P向b方向移动时，R和R′保持不变，则交流电压表的示数将________，交流电流表的示数将________；若P的位置不动，滑动变阻器滑片Q向上移动时，电压表示数将________，电流表示数将________．(填“变大”、“变小”或“不变”)
图6
【解析】 当P向b滑动时，原线圈匝数增多，两端电压不变，副线圈匝数不变，则副线圈两端电压将减小，电流减小，输出功率减小，原线圈输入功率减小，电压不变，电流减
4