【创新设计】（山东专用）2022高考物理二轮专题辅导训练专题4第9讲高考命题热点9交变电流、理想变压器的综合问题分析（含解析）高考命题热点 9.交变电流、理想变压器的综合问题分析交变电流的综合问题，涉及交流电路最大值、有效值、平均值、瞬时值的计算，与电磁感应、安培力、闭合电路欧姆定律的综合应用等，解答时应注意以下三点：(1)交变电流的产生过程．(2)交变电流的图象和交变电流的“四值”的应用．(3)理想变压器的原理及应用．变压器动态分析的思路【典例】 (2022·哈尔滨市二模)(6分)如图4－9－16所示，有一矩形线圈的面积为S，匝数为N，内阻不计，绕OO′轴在水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置开始计时．矩形线圈通过滑环接一理想变压器，滑动触头P上下移动时可改变输出电压，副线圈接有可调电阻R，下列判断正确的是( )图4－9－16A．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωtB．矩形线圈从图示位置经过时间时，通过电流表的电荷量为0C．当P位置不动，R增大时，电压表读数也增大D．当P位置向上移动、R不变时，电流表读数减小审题流程第一步：抓关键点→获取信息第二步：分析选项→找解题依据→得答案：A项：计时起点，Em＝NBSωe＝NBSωcosωt，A对．B项：矩形线圈经时间t＝＝，所以ΔΦ＝BS≠0＝·t＝N≠0，B错．C项：当P位置不动，n1不变U2一定，电压表读数不变，C错．D项：当P位置向上移动，n1减小U2增大，I2增大，I1增大，电流表读数增大，D错．解析 计时起点，线圈内的感应电动势为最大值Em＝NBSω-2-\n，所以感应电动势的瞬时值表达式为e＝NBSωcosωt，A选项正确．矩形线圈从图示位置经过时间，线圈磁通量的变化量为ΔΦ＝BS，故通过电流表的电荷量q＝N，即不为0，B选项错误．电压表示数是线圈产生的感应电动势的有效值，即总是，C选项错误．当P位置向上移动，输出电压升高，R不变时，输出功率增大，电流表读数增大，选项D错误．答案 A(2022·保定一模)(6分)如图4－9－17所示，匝数为100匝的矩形线圈abcd位于磁感应强度B＝T的水平匀强磁场中，线圈面积S＝0.5m2，内阻不计．线圈绕垂直于磁场的轴以角速度ω＝10πrad/s匀速转动．线圈通过金属滑环与理想变压器原线圈相连，变压器的副线圈接入一只“12V，12W”灯泡，灯泡正常发光，下列说法中正确的是( )图4－9－17A．通过灯泡的交变电流的频率是50HzB．变压器原、副线圈匝数之比为10∶1C．矩形线圈中产生的电动势的最大值为120VD．若将灯泡更换为“12V,24W”且保证其正常发光，需要增大矩形线圈的转速解析 由ω＝2πf可得通过灯泡的交变电流的频率是5Hz，选项A错误；矩形线圈在水平匀强磁场中转动产生感应电动势最大值为Em＝NBSω＝100××0.5×10πV＝120V，变压器输入电压为120V，由变压器变压公式可知，变压器原、副线圈匝数之比为10∶1，选项B正确，C错误；因副线圈电压仍为12V，故将灯泡更换为“12V,24W”能保证其正常发光，不需要增大矩形线圈的转速，选项D错误．答案 B-2-
