備戰(zhàn)2024年高考物理易錯(cuò)題（新高考專用）

易錯(cuò)點(diǎn)13交變電流.（4大陷阱）-備戰(zhàn)2024年高考物理

考試易錯(cuò)題備戰(zhàn)含答案易錯(cuò)點(diǎn)13交變電流

目錄

01易錯(cuò)陷阱（4大陷阱）

02舉一反三

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】混淆交變電流的“四值”

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】不會(huì)求非正弦變化交變電流的有效值

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】不理解理解變壓器的原理或亂套變壓器的公式

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】分析變壓器的動(dòng)態(tài)分析因果關(guān)系不明

03易錯(cuò)題通關(guān)

易錯(cuò)點(diǎn)一：混淆交變電流的“四值”

交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較

物理量重要關(guān)系適用情況及說明

e=_EmSincot

瞬時(shí)值計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況

z=/msincot

EmHBSco

峰值.Em討論電容器的擊穿電壓

lm~R+r

口EmUm

E-小3TT也（1）計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量（如電

功、電功率、電熱等）

有效值F（2）電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的值

（只適用于正弦（3）保險(xiǎn)絲的熔斷電流

式交變電流）（4）交流電表的讀數(shù)

———卜①

E—BLvE=vr~^

平均值計(jì)算通過電路橫截面的電荷量

了二工

7R+r

易錯(cuò)點(diǎn)二：不會(huì)目向非正弦變化交變電流的有效值

交變電流有效值的求解方法

1.公式法

利用E=￡、。=受、/=%計(jì)算，只適用于正(余)弦式交變電流。

2.有效值的定義計(jì)算法(非正弦式電流)

計(jì)算時(shí)要抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”，列式求解，注

意時(shí)間至少取一個(gè)周期或?yàn)橹芷诘恼麛?shù)倍。

3.能量關(guān)系法

當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí)，可利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求有效值。

易錯(cuò)點(diǎn)三：不理解理解變壓器的原理或亂套變壓器的公式

1.理想變壓器的原理

理想變壓器的原理是電磁感應(yīng)里的理解互感現(xiàn)象，是因原線圈的磁通量變化穿過副線圈，

副線圈又反過來影響原線圈，且穿過原副線圈磁通量和磁通量變化時(shí)刻都是相同的.可表示

為：

2.理想變壓器基本規(guī)律

(1)理想變壓器的基本特點(diǎn)

①無漏磁，故原、副線圈中的。、等相同.

②線圈無電阻，因此無電壓降，U=E=若.

③根據(jù)法=笑得，套在同一鐵芯上的線圈，無論是原線圈，還是副線圈，該比例都成

一而后UiU3

SL,則有—=-=-=???

n\ri2

(2)理想變壓器的基本關(guān)系

功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即戶入=戶出

原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即彳=生，與副線圈的個(gè)

電壓關(guān)系

數(shù)無關(guān)

①只有一個(gè)副線圈時(shí)：7=-

h771

電流關(guān)系

②有多個(gè)副線圈時(shí)：由尸入=月出得1=%4+叢入+…

或71/71=hlh+1^3+,?,+InHn.

頻率關(guān)系f\=fz,變壓器不改變交流電的頻率

易錯(cuò)點(diǎn)四：分析變壓器的動(dòng)態(tài)分析因果關(guān)系不明確

1.常見的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況.

原、副線圈的匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析

的順序是RUz-PLli。負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨原、副線圈的匝數(shù)比的變化

而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是“1、2f"ff12fpif/l.

2.變壓器與電路動(dòng)態(tài)分析相結(jié)合問題的分析方法

（1）分清不變量和變量。

⑵弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系。

⑶利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析判定。

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】混淆交變電流的“四值”

【例1】（2024?河南省名校聯(lián)盟大聯(lián)考）（多選）如圖所示，一個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)輸出

端連接在理想變壓器的原線圈”上，副線圈內(nèi)通過理想二極管接有電容C=2xlO7F的電

容器和阻值R=20Q的電阻，理想變壓器匝數(shù)比々：%=1：2。已知交流發(fā)電機(jī)內(nèi)勻強(qiáng)磁場

的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=°.2T,發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)N=l°,內(nèi)阻不計(jì)且線圈面積是°-2m2,發(fā)電機(jī)

轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為25rad/s,電壓表是理想電表，下列說法正確的是（）

A.電壓表示數(shù)為10VB.電阻R的電功率等于10W

C.電容器上的電荷量為2啦x10-3CD.電容器上的電荷量為4X10-3C

支式練習(xí)

【變式1T】（2023湖南卷高考真題）某同學(xué)自制了一個(gè)手搖交流發(fā)電機(jī)，如圖所示。大

輪與小輪通過皮帶傳動(dòng)（皮帶不打滑），半徑之比為4:1,小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。

線圈是由漆包線繞制而成的邊長為L的正方形，共〃匝，總阻值為R。磁體間磁場可視為

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場。大輪以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),

轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直。線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個(gè)阻值恒為7?的燈泡。假設(shè)發(fā)電

時(shí)燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）

A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4口

B.燈泡兩端電壓有效值為3瓶“8之2。

C.若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為L的多匝正方形線圈，則燈

泡兩端電壓有效值為電跖①

3

D.若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮

【變式1-2]（2023?江蘇南通三模）如圖所示，紙面內(nèi)有一“凹”字形單匝金屬線框組

成閉合回路，置于垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場中，線框的總電阻為R,

邊長如圖所示.線框繞動(dòng)軸做角速度為。的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則從圖示位置（）

b

A轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中電流方向發(fā)生改變

B.轉(zhuǎn)動(dòng)180。的過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量為零

C.轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為33片0

D.轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電流的有效值為生絲絲

【變式1-3］（多選（2023廣東省深圳市翠園中學(xué)槿擬）如圖所示，矩形線圈面積為S,

匝數(shù)為M線圈總電阻為廣，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中軸以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng),

外電路電阻為R。下列說法正確的是（）

\o

I

IB

。'R

―II——

A.當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，通過電阻R的電荷量為——

+r

B.從圖示位置轉(zhuǎn)過180。這段時(shí)間穿過線圈磁通量的變化量大小為0

兀N°B2s2(OR

C.當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，電阻R上所產(chǎn)生的熱量為

4(r+7?)2

D.從圖示位置開始計(jì)時(shí)，電阻R兩端電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為M=A?Scocosa

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】不會(huì)求非正弦變化交變電流的有效值

【例2】2023?廣東?模擬預(yù)測）電流，隨時(shí)間f變化的關(guān)系如下圖，它的有效值是（)

z/A

773

375

1346t/s

1I

—6>/3

A.1OAB.10^Ac.277AD.2OA

變式練習(xí)

【變式IT】.（20241湖北武漢一中模擬）如圖是某一線圈通過的交流電的電流一時(shí)間關(guān)

系圖像（前半個(gè)周期為正弦波形的3）,則一個(gè)周期內(nèi)該電流的有效值為（

M

z7A3T

/(!

4T

公1

O——~?

T_T_t/s

-42

-2/o

C.當(dāng)

AB?爭。D.—7

-11。20

【變式1-2]（2022.湖北?黃岡中學(xué)二模）一種調(diào)光臺(tái)燈電路示意圖如圖甲所示，它通過

雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)節(jié)亮度。給該臺(tái)燈接220V的正弦交流電后加在燈管兩端

220H0

Bww

A.220V-正vC.110VD-w

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】不理解理解變壓器的原理或亂套變壓器的公式

【例4】例1如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比m：112=4：1,當(dāng)導(dǎo)體棒AB

在勻強(qiáng)磁場中作勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，電流表Ai的示數(shù)為

12mA,則電流表A2的示數(shù)為（A

A.3mAB.48mAC.與R的阻值有關(guān)D.0X

例2一臺(tái)理想變壓器原線圈匝數(shù)匝，兩個(gè)副線圈的匝XXXX

B

圖1

數(shù)分別是0=60匝，n3=600匝，若通過兩個(gè)副線圈中的電流強(qiáng)度分別是b=lA,l3=4A,求

原線圈中的電流強(qiáng)度.

變式練習(xí)

【變式1-1】2022?廣東佛山市高三（下）二模）氮化線手機(jī)充電器具有體積小、功率大、

發(fā)熱量少的特點(diǎn)，圖甲是這種充電器的核心電路。交流電經(jīng)前端電路和氨化錢開關(guān)管后，在

他端獲得如圖乙所示的高頻脈沖直流電，經(jīng)理想變壓器降壓后在〃端給手機(jī)充電，則正常

工作時(shí)，變壓H器cd輸出端（）

前

端

U電

路

一

A.輸出的電壓也是直流電壓

2

B.輸出電流的頻率為亍

C.輸出電流的有效值大于/端輸入電流的有效值

D.需將輸入電壓轉(zhuǎn)變?yōu)榻涣麟?，輸出端才?huì)有電壓輸出

【變式1-2］（2022?山東高考試題）如圖所示的變壓器，輸入電壓為220V,可輸出12V、

18V、30V電壓，匝數(shù)為%的原線圈中電隨時(shí)間變化為〃=UmCOS（100w）.單匝線圈繞

過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數(shù)為0.1V。將阻值為120的電阻R接在兩端時(shí),

功率為12W。下列說法正確的是（）

A.wi為1100匝，。皿為220V

B.間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為1.4A

C.若將R接在AB兩端，R兩端的電壓為18V,頻率為100Hz

D.若將R接在AC兩端，流過R的電流為2.5A,周期為0.02s

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】分析變壓器的動(dòng)態(tài)分析因果關(guān)系不明確

【例5】如圖2所示電路中的變壓器為理想變壓器，S為單刀雙擲開關(guān)。P是滑動(dòng)變阻

器R的滑動(dòng)觸頭,5為加在原線圈兩端的交變電壓分別為原線圈和副線圈中的電流。

下列說法正確的是)

A.保持P的位置及3不變，S由b切換到。，則原線圈的電

B.保持P的位置及必不變，S由a切換到b,則b減小

C.保持P的位置及Ui不變，S由b切換到a,則li增大

D.保持U1不變，S接在b端，將P向上滑動(dòng)，則原線圈的

輸入功率不變

支式練習(xí)圖2

【變式（2022?湖南高考試題）如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭R

初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒定的交變電源。定值電阻凡的阻值為A,

滑動(dòng)變阻器凡的最大阻值為9H，滑片P?初始位置在最右端。理想電壓表V的示數(shù)為U,

理想電流表A的示數(shù)為/。下列說法正確的是（）

A.保持P1位置不變，P?向左緩慢滑動(dòng)的過程中，/減小，U不變

B.保持P1位置不變，P?向左緩慢滑動(dòng)的過程中，用消耗的功率增大

C.保持P?位置不變，B向下緩慢滑動(dòng)的過程中，/減小，U增大

D.保持P?位置不變，R向下緩慢滑動(dòng)的過程中，與消耗的功率減小

【變式1-2］（2023?廣東?模擬預(yù)測）隨著社會(huì)發(fā)展，人民生活水平的提高，電能在工業(yè)、

農(nóng)業(yè)、國防、科研和人民生活中，以及在國民經(jīng)濟(jì)的其他各個(gè)部門中，將愈來愈廣泛的應(yīng)用，

它即能大大地提高勞動(dòng)生產(chǎn)率，改善勞動(dòng)條件，又能提高人們的物質(zhì)生活和文化生活水平。

遠(yuǎn)程輸電、電網(wǎng)監(jiān)控、用電安全等等，都是提高電網(wǎng)運(yùn)行效率，實(shí)現(xiàn)可靠供電,并對(duì)其的安全

狀況進(jìn)行掌控的極其重要環(huán)節(jié)。如圖所示，理想變壓器原線圈輸入電壓"=U”,sin&,通過

單刀雙擲開關(guān)S1可改變變壓器原線圈的匝數(shù)，電路中R/、&、尺3為定值電阻，R是滑動(dòng)變

阻器，V是理想交流電壓表，示數(shù)用U表示，A是理想交流電流表，示數(shù)用/表示，下列說

法正確的是（）

A./表示電流的瞬時(shí)值，U表示電壓的最大值

B.若將滑片P向上滑動(dòng)，變壓器輸入功率變大

C.若閉合開關(guān)S2,則U不變，/變大

D.若將原線圈開關(guān)S由1擲向2,則U、/都變大

【變式1-31（2024廣東省四校高三上學(xué)期第一次聯(lián)考）某實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行交變電流實(shí)驗(yàn)研究，

交流發(fā)電機(jī)輸出的交變電壓如圖甲所示，將其接在如圖乙所示電路的。、6端，滑動(dòng)變阻器

總電阻為2R,3只相同燈泡的電阻為R且電阻恒定不變。接通電源后調(diào)節(jié)滑片P處于正中

央時(shí)，三只相同燈泡均正常發(fā)光。下列說法中正確的是（）

C.滑片P向下移動(dòng)，乙變暗、4變暗D.滑片P向上移動(dòng)，4變暗、4變亮

易錯(cuò)題通關(guān)

1.（2023海南卷高考真題）下圖是工廠利用"=22O0sinlOORV的交流電給36V照

明燈供電的電路，變壓器原線圈匝數(shù)為1100匝，下列說法正確的是（)

6

u?

A.電源電壓有效值為22O/VB.交變電流的周期為0.02s

C.副線圈匝數(shù)為180匝D.副線圈匝數(shù)為240匝

2.（2023?河北省新高考九師聯(lián)盟高三下學(xué)期2月質(zhì)檢）如圖甲、乙所示分別是A、B兩種

交流電的i—r關(guān)系圖像，則A、8兩種交流電的有效值之比為（）

3.（2023?廣東茂名一模）無線充電技術(shù)已經(jīng)在新能源汽車等領(lǐng)域得到應(yīng)用。地下鋪

設(shè)供電的送電線圈，車上的受電線圈與蓄電池相連，如圖所示。送電線圈和受電線圈匝數(shù)比

為4:%=4:1。當(dāng)送電線圈接上圖中的正弦交流電后，受電線圈中的電流為2A。不考慮線

圈的自感，忽略電能傳輸?shù)膿p耗，下列說法正確的是（）

A.受電線圈的電流方向每秒改變50次

B.送電線圈的輸入功率為110W

C.受電線圈的輸出電壓為500V

D.送電線圈的輸入電壓為220后V

4.（2023,廣東?統(tǒng)考二模）下圖是一款小型電鉆及其簡化電路圖，它由變壓器及電機(jī)兩部分

構(gòu)成，變壓器為理想變壓器，電機(jī)的內(nèi)阻為1Q,額定電壓為11V,額定電流為2.0A。當(dāng)變

壓器輸入電壓為220V的正弦交流電時(shí)電鉆正常工作，下列說法正確的是（）

A.變壓器的原、副線圈匝數(shù)之比是20:1B.變壓器原線圈電流的最大值為0.1A

C.變壓器的輸入功率為4WD.電機(jī)的效率約為82%

5.（2023?廣東佛山?統(tǒng)考二模）如圖，某興趣小組設(shè)計(jì)用一小風(fēng)力發(fā)電機(jī)給燈泡供電。發(fā)電

機(jī)線圈與風(fēng)葉固定在同一轉(zhuǎn)軸上一起轉(zhuǎn)動(dòng)，燈泡正常發(fā)光。若線圈轉(zhuǎn)速變?yōu)樵瓉淼?倍，理

想變壓器副線圈匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼钠渌麠l件不變，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻不計(jì)，則以下說法正確的是

（）

A.流經(jīng)燈泡電流的頻率增大

B.流經(jīng)燈泡電流的最大值減小

C.燈泡兩端電壓的有效值增大

D.發(fā)電機(jī)線圈中的感應(yīng)電動(dòng)勢大小不變

6.（2022?浙江省Z20名校聯(lián)盟三模）（多選）如圖所示，水平導(dǎo)體棒次?質(zhì)量m=0.1兀kg、

長L=lm、電阻凡5=0.25Q,其兩個(gè)端點(diǎn)分別搭接在豎直平行正對(duì)放置的兩光滑金屬圓

環(huán)上，兩圓環(huán)半徑均為廠=lm、電阻不計(jì)。阻值R=0.250的電阻用導(dǎo)線與圓環(huán)相連接，

理想交流電壓表V接在電阻R兩端。整個(gè)空間有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為3=1T、方向豎直向下

的勻強(qiáng)磁場。導(dǎo)體棒次?在外力廠作用下以速率v=lm/s繞兩圓環(huán)的中心軸0。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，

仍在圓環(huán)最低點(diǎn)時(shí)記為仁0時(shí)刻，重力加速度為g=10m/s2。下列說法正確的是（）

B.電壓表的示數(shù)為變V

A.棒中的電流，=2sin，（A）

2

C.從/=0到0.5m的過程中通過R的電量為2cD.從，=0到0.5兀s的過程中外力廠做

功為1.5兀J

7.（2023?四川?樹德中學(xué)模擬預(yù)測）如圖所示，一矩形〃匝閉合線圈勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁

場方向的轉(zhuǎn)軸。。'以恒定的角速度。轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈電阻為R,從如圖位置（線圈平面與磁場方

向平行）為/=。時(shí)刻開始計(jì)時(shí)，線圈平面轉(zhuǎn)過60。時(shí)線圈中的感應(yīng)電流的大小為Io,則下列

判斷正確的是（）

o

O'

A.在0?工時(shí)間內(nèi)穿過線圈的磁通量一直在增大

CD

TT

B.在。?一時(shí)間內(nèi)線圈中的感應(yīng)電流先增大后減小

co

C.一個(gè)周期內(nèi)，線圈上產(chǎn)生的熱量為四區(qū)

CD

D.穿過線圈的磁通量最大值為名述

na）

8.（2024福建名校質(zhì)檢）（多選）在我國南海上有一浮桶式波浪發(fā)電燈塔，其原理如圖甲所

示。浮桶內(nèi)的磁體通過支柱固定在暗礁上，浮桶內(nèi)置圓形線圈隨波浪相對(duì)磁體沿豎直方向做

簡諧運(yùn)動(dòng)，其速度隨時(shí)間滿足v=0.4兀sinm■（單位：m/s）,且始終處于輻射磁場中，該線圈

與阻值R=15Q的燈泡串聯(lián)；浮桶下部由內(nèi)、外兩密封圓筒構(gòu)成（俯視圖乙中陰影部分），

其內(nèi)部為產(chǎn)生磁場的磁體；線圈匝數(shù)0=200匝，線圈所在處磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小B=0.1T,

圓形線圈的直徑。=0.4m,電阻r=lQ。計(jì)算時(shí)近似取兀2=10。下列說法正確的是（）

甲乙

A.線圈中形成了周期為2s的正弦式交流電

B.燈泡電流最大時(shí)，線圈處于振動(dòng)的最大位移處

C.線圈中感應(yīng)電動(dòng)勢的峰值為32V

D.較長時(shí)間內(nèi)，燈泡的平均功率為60W

9.（2024?廣東廣州市綜合測試）如圖是手機(jī)無線充電器的模型，其工作原理與理想變壓器相

同，己知發(fā)射、接收線圈匝數(shù)比4:%=5:1,C,。端輸出電流，=J^sin（2萬X1050（A）,

則A、8端輸入電流的（）

接收線圈C

發(fā)射線圈

A.頻率為50kHzB.周期為2x104

C.有效值為0.2AD.最大值為

10.（2022高考湖北物理）近年來，基于變壓器原理的無線充電技術(shù)得到了廣泛應(yīng)用，其簡

化的充電原理圖如圖所示。發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數(shù)為1100匝，接收線圈的匝數(shù)

為50匝。若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%,忽略其它損耗，下

列說法正確的是（）

整流

接收線圈電路

發(fā)射線圈

A.接收線圈的輸出電壓約為8V

B.接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22:1

C.發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同

D.穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同

11.（2023?重慶市高三二診）如題圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為〃。、%,電

源電壓M=?sinof，定值電阻與、&（阻值未知）兩端電壓分別為U[、U],理想交

流電壓表V的示數(shù)為4，與、&、乙消耗的功率分別為《、尸2、PL。關(guān)于電路中電壓及

電功率的關(guān)系，下列說法正確的是（）

B.U=U/Ub

C片

D.《=2+2

■《naU2

12.（2023-浙江省溫州市三模）如圖甲是某款可以無線充電的手機(jī)置于相應(yīng)充電盤上的情

景，圖乙是其原理圖。受電線圈和送電線圈分別存在于手機(jī)和充電盤中，當(dāng)手機(jī)靜止置于充

電盤上時(shí)，兩線圈構(gòu)成裝置可視為理想變壓器。已知送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比

4:%=20:1,A=80凡，當(dāng)b間接220V的正弦交變電流，手機(jī)獲得電壓為5V,充電

電流為1A,則下列說法正確的是（）

A.所有手機(jī)都可以使用該充電盤進(jìn)行無線充電

B.湖端輸入恒定電流，也能對(duì)手機(jī)進(jìn)行無線充電

C.尺、4兩端的電壓之比為1：20

14

D.充電時(shí)，受電線圈cd兩端輸出電壓為10V

13.（2024?廣東.汕頭第一次模擬）圖乙是降壓變壓器圖甲給用戶供電的電路示意圖，R。表

示輸電線的總電阻、假設(shè)用戶端為純電阻用電器，總電阻為凡若變壓器視為理想變壓器、

輸入電壓恒定，電表視為理想電表，當(dāng)用戶使用的用電器減少時(shí)，則（）

A.用戶總電阻R減少B.電壓表V2示數(shù)增大

C.用電器R兩端電壓升高D.電流表A］示數(shù)保持不變

14.（2024?廣東省揭陽市與豐順3月聯(lián)考）如圖甲所示，理想變壓器原，副線圈的匝數(shù)之

比為10：1,8是原線圈的中心接頭，原線圈輸入電壓如圖乙所小，副線圈電路中Ri,R

為定值電阻，&為NTC型熱敏電阻（阻值隨溫度升高而減小），C為耐壓值為70V的電容器，

所有電表均為理想電表.下列判斷正確的是（）

A.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與A連接，傳感器&所在處溫度升高，Ai的示數(shù)變大，A2的示數(shù)減小

B.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)與B連接，副線圈兩端電壓的頻率變?yōu)?5Hz

C.當(dāng)單刀雙擲開關(guān)由A-8時(shí)，電容器C不會(huì)被擊穿

D.其他條件不變，單刀雙擲開關(guān)由時(shí)，變壓器的輸出功率變?yōu)樵瓉淼?.5倍

15.（2022?山東青島三模）（多選）如圖甲所示電路中，變壓器為理想變壓器，電壓表和

電流表均為理想電表，a、6接如圖乙所示電壓，Ro、Ri均為定值電阻，R為滑動(dòng)變阻器。現(xiàn)

將開關(guān)S斷開，觀察到電流表Ai的示數(shù)減小了0.1A,電流表A2的示數(shù)減小了0.5A,則下

列說法正確的是（）

A.變壓器原副線圈匝數(shù)之比5：1

B.電壓表V2的示數(shù)為40V

C.電壓表V3示數(shù)變化量的大小與電流表A1示數(shù)變化量的大小的比值不變

D.若再將滑動(dòng)變阻器的滑片向上滑動(dòng)，則電壓表V3與Vi的比值變小

易錯(cuò)點(diǎn)13交變電流

目錄

01易錯(cuò)陷阱（4大陷阱）

02舉一反三

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】混淆交變電流的“四值”

［易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】不會(huì)求非正弦變化交變電流的有效值

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】不理解理解變壓器的原理或亂套變壓器的公式

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒四】分析變壓器的動(dòng)態(tài)分析因果關(guān)系不明

03易錯(cuò)題通關(guān)

易錯(cuò)點(diǎn)一：混淆交變電流的“四值”

交變電流的瞬時(shí)值、峰值、有效值和平均值的比較

物理量重要關(guān)系適用情況及說明

e=EmSincot

瞬時(shí)值計(jì)算線圈某時(shí)刻的受力情況

z=/msincot

Em=nBSco

峰值Em討論電容器的擊穿電壓

lfm~R+r

EmTTUm(1)計(jì)算與電流的熱效應(yīng)有關(guān)的量(如電

ERU一小

功、電功率、電熱等)

有效值F(2)電氣設(shè)備“銘牌”上所標(biāo)的值

(只適用于正弦(3)保險(xiǎn)絲的熔斷電流

式交變電流)(4)交流電表的讀數(shù)

———卜①

E—BLvE=rr~^

平均值計(jì)算通過電路橫截面的電荷量

7=工

1R+r

易錯(cuò)點(diǎn)二：不會(huì)目片非正弦變化交變電流的有效值

交變電流有效值白勺求解方法

1.公式法

方、/—生計(jì)算，只適用于正(余)弦式交變電流。

利用E-&u—g

2.有效值的定義計(jì)算法(非正弦式電流)

計(jì)算時(shí)要抓住“三同”：“相同時(shí)間”內(nèi)“相同電阻”上產(chǎn)生“相同熱量”，列式求解，注

意時(shí)間至少取一個(gè)周期或?yàn)橹芷诘恼麛?shù)倍。

3.能量關(guān)系法

當(dāng)有電能和其他形式的能轉(zhuǎn)化時(shí)，可利用能的轉(zhuǎn)化和守恒定律來求有效值。

易錯(cuò)點(diǎn)三：不理解理解變壓器的原理或亂套變壓器的公式

1.理想變壓器的原理

理想變壓器的原理是電磁感應(yīng)里的理解互感現(xiàn)象，是因原線圈的磁通量變化穿過副線圈，

副線圈又反過來影響原線圈，且穿過原副線圈磁通量和磁通量變化時(shí)刻都是相同的.可表示

為：

2.理想變壓器基本規(guī)律

(1)理想變壓器的基本特點(diǎn)

①無漏磁，故原、副線圈中的。、等相同.

②線圈無電阻，因此無電壓降，U=E=rr^.

③根據(jù)§=等得，套在同一鐵芯上的線圈，無論是原線圈，還是副線圈，該比例都成

立，則有…

Ml〃2"3

(2)理想變壓器的基本關(guān)系

功率關(guān)系原線圈的輸入功率等于副線圈的輸出功率，即戶入=?出

原、副線圈的電壓比等于匝數(shù)比，即告=生，與副線圈的個(gè)

電壓關(guān)系

數(shù)無關(guān)

①只有一個(gè)副線圈時(shí)：y=—

hni

電流關(guān)系

②有多個(gè)副線圈時(shí)：由尸入=產(chǎn)出得〃71=AA+如3+…+「乙

或71771=hn2++?,,+InUn.

頻率關(guān)系f\=G,變壓器不改變交流電的頻率

易錯(cuò)點(diǎn)四：分析變壓器的動(dòng)態(tài)分析因果關(guān)系不明確

1.常見的理想變壓器的動(dòng)態(tài)分析一般分匝數(shù)比不變和負(fù)載電阻不變兩種情況.

原、副線圈的匝數(shù)比不變，分析各物理量隨負(fù)載電阻的變化而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析

的順序是mm。負(fù)載電阻不變，分析各物理量隨原、副線圈的匝數(shù)比的變化

而變化的情況，進(jìn)行動(dòng)態(tài)分析的順序是“1、〃2fU2f22-P1-*.

2.變壓器與電路動(dòng)態(tài)分析相結(jié)合問題的分析方法

（1）分清不變量和變量。

⑵弄清理想變壓器中電壓、電流、功率之間的聯(lián)系和相互制約關(guān)系。

⑶利用閉合電路歐姆定律、串并聯(lián)電路特點(diǎn)進(jìn)行分析判定。

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒一】混淆交變電流的“四值”

【例1】（2024?河南省名校聯(lián)盟大聯(lián)考）（多選）如圖所示，一個(gè)小型交流發(fā)電機(jī)輸出

端連接在理想變壓器的原線圈”上，副線圈”通過理想二極管接有電容C=2xlOtF的電

容器和阻值R=20Q的電阻，理想變壓器匝數(shù)比4：%=上2。已知交流發(fā)電機(jī)內(nèi)勻強(qiáng)磁場

的磁感應(yīng)強(qiáng)度B=°.2T,發(fā)電機(jī)線圈匝數(shù)N=10,內(nèi)阻不計(jì)且線圈面積是°-2m2,發(fā)電機(jī)

轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度大小為25rad/s,電壓表是理想電表，下列說法正確的是（）

A.電壓表示數(shù)為10VB.電阻R的電功率等于10W

C.電容器上的電荷量為2亞xl（T3cD.電容器上的電荷量為4X10-3C

易錯(cuò)分析：求|電容器上的電荷量時(shí)電容器兩端的電壓用有鏟值而不是最大值;求電阻R的

電功率和電壓表示數(shù)不是用有效值而是用最大值。

【答案】BD

【解析】發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢峰值耳”=NBSo=10x0.2x0.2x25V=10V

電壓表示數(shù)為有效值，且E=^=5V^V

V2

即電壓表示數(shù)5?，A錯(cuò)誤；電阻R兩端的電壓02=5%=1O0V

U2

故電阻R的電功率2="=10亞，B正確；由于二極管的單向?qū)щ娦?，電容器只充電?/p>

R

放電，故電容器兩端的電壓最大值為交流電峰值，由變壓器的匝數(shù)比關(guān)系可知電阻R兩端

的電壓最大值為20V,此即電容器兩端的電壓最大值。故電容器上的電荷量

Q=CU=2xl（）Tx20c=4xl0「3c,C錯(cuò)誤，D正確。

變式練習(xí)

【變式1T】（2023湖南卷高考真題）某同學(xué)自制了一個(gè)手搖交流發(fā)電機(jī)，如圖所示。大

輪與小輪通過皮帶傳動(dòng)（皮帶不打滑），半徑之比為4:1,小輪與線圈固定在同一轉(zhuǎn)軸上。

線圈是由漆包線繞制而成的邊長為L的正方形，共九匝，總阻值為R。磁體間磁場可視為

磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場。大輪以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，帶動(dòng)小輪及線圈繞轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動(dòng),

轉(zhuǎn)軸與磁場方向垂直。線圈通過導(dǎo)線、滑環(huán)和電刷連接一個(gè)阻值恒為氏的燈泡。假設(shè)發(fā)電

時(shí)燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)，下列說法正確的是（）

A.線圈轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4g

B.燈泡兩端電壓有效值為3萬

C.若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為L的多匝正方形線圈，則燈

泡兩端電壓有效值為電1

3

D.若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮

【答案】AC

【解析】大輪和小輪通過皮帶傳動(dòng)，線速度相等，小輪和線圈同軸轉(zhuǎn)動(dòng)，角速度相等,

根據(jù)丫=0r，根據(jù)題意可知大輪與小輪半徑之比為4:1,則小輪轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4口，線圈

轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為4口，A正確；線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值&ax4。

又S=聯(lián)立可得43=4〃5不。

則線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值E=￡詈

V2

根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可知燈泡兩端電壓有效值為。=至-=屈nB/a）

R+R

B錯(cuò)誤；若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為L的多匝正方形線圈，

則線圈的匝數(shù)變?yōu)樵瓉淼?倍，線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的最大值或穌=8心？①

此時(shí)線圈產(chǎn)生感應(yīng)電動(dòng)勢的有效值E'=%=他屈①

A/2

根據(jù)電阻定律

S

可知線圈電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，即為2R，根據(jù)串聯(lián)電路分壓原理可得燈泡兩端電壓有

效值u'=——=電機(jī)-①,c正確；若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，根?jù)v=。廠可

R+2R3

lnBSo）

知小輪和線圈的角速度變小，根據(jù)石=^^,可知線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢有效值變小，

則燈泡變暗，D錯(cuò)誤。

【變式1-2]（2023?江蘇南通三模）如圖所示，紙面內(nèi)有一“凹”字形單匝金屬線框組

成閉合回路,置于垂直于紙面向里、磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8的勻強(qiáng)磁場中，線框的總電阻為R,

邊長如圖所示.線框繞成軸做角速度為。的勻速圓周運(yùn)動(dòng)。則從圖示位置（）

a

X

x

x

x

b

A轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中電流方向發(fā)生改變

B.轉(zhuǎn)動(dòng)180。的過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量為零

C.轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為

D.轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電流的有效值為舊迦?

2R

【答案】C

【解析】通過一次中性面（即磁場與線框面積垂直位置時(shí)）電流方向才會(huì)發(fā)生改變，故

A錯(cuò)誤；轉(zhuǎn)動(dòng)180。的過程中通過導(dǎo)線截面的電荷量為

6BI}故B錯(cuò)誤;

RRRR

轉(zhuǎn)動(dòng)90°時(shí)回路中感應(yīng)電動(dòng)勢大小為&=33萬。

Em

故C正確；轉(zhuǎn)動(dòng)過程中電流的有效值為Z/23拒成2。故D錯(cuò)誤

1T=——=-----

R2R

【變式1-3］（多選（2023廣東省深圳市翠園中學(xué)槿擬）如圖所示，矩形線圈面積為S,

匝數(shù)為N,線圈總電阻為廣，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁場中軸以角速度3勻速轉(zhuǎn)動(dòng),

外電路電阻為凡下列說法正確的是（）

\o

I

B

R

A.當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，通過電阻R的電荷量為——

R+r

B.從圖示位置轉(zhuǎn)過180。這段時(shí)間穿過線圈磁通量的變化量大小為0

C.當(dāng)線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程中，電阻R上所產(chǎn)生的熱量為

4(r+7?)2

D.從圖示位置開始計(jì)時(shí),電阻R兩端電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為u—NBSCOCGSat

【答案】BC

—N△①_下-

【解析】由石=-----、/='一、q=I\t

△tR+r

71

由圖示位置轉(zhuǎn)過90。所用的時(shí)間A,.3兀，△①=3S

/Xt—l——二—

co2a）

解得電荷量為4=爐，故A錯(cuò)誤；

圖示位置磁通量為①1=0，從圖示位置轉(zhuǎn)過180°時(shí)磁通量為①2=。

則從圖示位置轉(zhuǎn)過180。這段時(shí)間穿過線圈磁通量的變化量大小為0,故B正確;

顯E

電流的有效值為/=E=2m=NBSco

R+rR+rV2（7?+r）

7T

由圖示位置轉(zhuǎn)過9。。所用的時(shí)間,2冗

t=——=-----

co2a）

乃N282s2。氏

電阻R產(chǎn)生的焦耳熱Q=i2Rt=

4（7?+r）2

故C正確；從圖示位置開始計(jì)時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢的瞬時(shí)值e=&cosof

D

從圖示位置開始計(jì)時(shí)，電阻火兩端電壓瞬時(shí)值表達(dá)式為"=-----NBScocoscot

R+r

故D錯(cuò)誤。

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒二】不會(huì)求非正弦變化交變電流的有效值

【例2】2023?廣東?模擬預(yù)測）電流z?隨時(shí)間f變化的關(guān)系如下圖，它的有效值是（）

|z/A

卜—

3ihH_kL

0~1234561s

IIII

IIII

-6同I—III

A.10AB.106AC.2夕AD.20A

易錯(cuò)分析：求此|非正弦變化交變電流的有效值,不是根據(jù)有效值的概念在一個(gè)周期內(nèi),

而任意取時(shí)間段。

【答案】A

【解析】根據(jù)有效值的定義，可得。=/2放=焉?

可以知道一個(gè)周期3s內(nèi)。=300尺=34尺

解得/有=10A,故項(xiàng)選A正確。

變式煉習(xí)

【變式1T】.（20241湖北武漢一中模擬）如圖是某一線圈通過的交流電的電流一時(shí)間關(guān)

系圖像（前半個(gè)周期為正弦波形的3），則一個(gè)周期內(nèi)該電流的有效值為（）

八〃A3T

/co-7-1-X、-T'-T

uT_TT~?s

■T7;

一21。一

A.B.@/0C.Bl。D.170

2222

【答案】B

2

【解析】設(shè)該電流的有效值為/,由/2RT=［恚］7?X|+（2/0）JRXI

解得/=@/0,故B正確。

【變式1-2】（2022.湖北.黃岡中學(xué)二模）一種調(diào)光臺(tái)燈電路示意圖如圖甲所示，它通過

雙向可控硅電子器件實(shí)現(xiàn)了無級(jí)調(diào)節(jié)亮度。給該臺(tái)燈接220V的正弦交流電后加在燈管兩端

的電壓如圖乙所示,

220110

A.220VB-否VwC.110VD-gVw

【答案】C

（220Y

【解析】設(shè)電壓的有效值為U,根據(jù)有效值定義有〔屹JT_U^T

~R-■~2~~R

解得u=nov,故選c正確。

【易錯(cuò)點(diǎn)提醒三】不理解理解變壓器的原理或亂套變壓器的公式

【例4】例1如圖1所示，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比m：皿=4：1,當(dāng)導(dǎo)體棒AB

在勻強(qiáng)磁場中作勻速直線運(yùn)動(dòng)切割磁感線時(shí)，電流表Ai的示數(shù)為

12mA,則電流表A2的示數(shù)為（）

A.3mAB.48mAC.與R的阻值有關(guān)D.0

易錯(cuò)分析：|錯(cuò)解:B

錯(cuò)因分析：根據(jù)初、次級(jí)滿足區(qū)=乙，得選項(xiàng)B正確變壓器

n21I

的原理是電磁感應(yīng)里的理解互感現(xiàn)象，是因原線圈的磁通量變化穿過副線圈，副線圈又反過

來影響原線圈，且穿過原副線圈磁通量和磁通量變化時(shí)刻都是相同的.

【答案】D

【解析】變壓器原理，鐵芯中有變化的