培优点二十一交变电流及理想变压器
一、考点分析
1对于本知识点，高考中主要是以选择题的形式考查交变电流的形成、交变电流的特征量及变压器的工作原理。2注意要点：变压器联系着两个电路：原线圈电路、副线圈电路。原线圈在原线圈电路中相当于一用电器，副线圈在副线圈电路中相当于电源。
二、考题再现
典例12018全国III卷16一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q方；若该电阻接到正弦交变电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值为u0，周期为T，如图所示。则Q方Q正等于
A12
B21
C12
D21
【解析】根据题述，正弦交变电流的电压有效值为u0，而方波交流电的有效值为u0，根据2
焦耳定律和欧姆定律，QI2RTU2T，可知在一个周期T内产生的热量与电压有效值的二R
次方成正比，Q方
Q正

u02



u02
2

21，选项
D
正确。
【答案】D
典例22016全国Ⅰ卷16一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻R1、R2和R3的阻值分别为3Ω、1Ω和4Ω，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压
的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为4I。该
变压器原、副线圈匝数比为
A2
B3
C4
D5
f【解析】开关断开时，电路如图甲所示，原、副线圈的电流比II2＝
21，通过R2的电流I2＝I
21，副线圈的输出电压U2＝I2R2＋R3＝5
I2
1，由UU12＝
12可得原线圈两端的电压U1＝5I
212，则U＝U1＋IR1＝5I
212＋3I；开关闭合时，电路如图乙所示，原、副线圈的电流比I42′I＝
21，通过R2的电流I2′＝4
I2
1，副线圈的输出电压U2′＝I2′R2＝4I
21，由UU12′′＝
12可得原线圈两端的电压U1′＝4I
212，则U＝U1′＋4IR1＝4I
212＋12I，联立解得
12＝3，选项B正确。【答案】B
三、对点速练
1．如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，其矩形线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴OO′匀速转动。磁场的磁感应强度B＝2×10－2T，线圈的面积S＝002m2，匝数N＝400匝，线圈总电阻r＝2Ω，线圈的两端经集流环和电刷与电阻R＝8Ω连接，与电阻R并联的交流电压表为理想电表，线圈的转速
＝5π0rs。在t＝0时刻，线圈平面与磁场方向平行，则下列说法正确的是
A．交流发电机产生电动势随时间的变化关系是e＝82si
100tVB．交流电压表的示数为8VC．从t＝0时刻开始线圈平面转过30°的过程中，通过r