2022屆高考物理二輪復(fù)習練習：交變電流(含答案)

交變電流

一、單選題

1.如圖所示，M為理想變壓器，原線圈直接接在電壓”=311sin314f（V）的正弦交流

電源上，負線圈直接接上滑動變阻器作為負載。圖中的電表均可視為理想電表。當滑

動變阻器的滑片P向上滑動時，示數(shù)發(fā)生變化的電表是（）

C.A］、A2、V2D.A1、A2,M、V,

2.如圖所示，有一理想變壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為〃：1,原線圈兩端接入正弦

交流電源，電壓為“UocoslOOirtV,副線圈接有一個交流電流表和一個電動機。電動

機線圈電阻為R,當開關(guān)S接通后，電流表讀數(shù)為/,在磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場

中，電動機帶動一電阻為人質(zhì)量為相、長為/的金屬桿在光滑的沒有電阻的導(dǎo)軌上以

速度v勻速上升，重力加速度為g。下列判斷正確的是（）

XXX

■i

XXXTIv

XXX

A.電動機兩端電壓為/R,其消耗的電功率為FR

B.電動機的熱功率為產(chǎn)R,副線圈電壓的有效值為巴

n

C.原線圈中的電流為〃/,副線圈電流的頻率為50Hz

D2J22

D.變壓器的輸入功率為/%+mgy+三二

r

3.某理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為10:1,當輸入電壓增加20V時，輸出電

壓（）

A.增加200VB.增加2VC.降低200VD.降低2V

4.某同學(xué)自己繞制了兩個線圈套在可拆變壓器的鐵芯上，組成了一個新變壓器，如圖

甲所示，線圈。作為原線圈連接到學(xué)生電源的交流輸出端，電源輸出的電壓如圖乙所

示，線圈匕接小燈泡。若他組成的新變壓器可視為理想變壓器，則（）

A.電源輸出電壓的頻率為100Hz

B.減少副線圈6的匝數(shù)，小燈泡變暗

C.小燈泡兩端并聯(lián)一個電阻，電源的輸出功率減小

D.將線圈“改接在學(xué)生電源的直流輸出端，小燈泡也能發(fā)光

5.近年來，手機無線充電技術(shù)越來越普及。圖甲是某款手機的無線充電裝置，其工作

原理如圖乙所示，其中送電線圈和受電線圈的匝數(shù)比/：%=5：1,兩個線圈中所接電

阻的阻值均為R。當b間接上220V的正弦交變電壓后，受電線圈中產(chǎn)生交變電流

以給手機充電，這時手機兩端的電壓為5V,充電電流為2A。設(shè)送電線圈端輸入電壓

為4,受電線圈cd端輸出電壓為。2,若把裝置線圈視為理想變壓器，則下列說法正

確的是（）

A.若送電線圈中電流均勻增加，則受電線圈中電流也一定均勻增加

B.流過送電線圈與受電線圈的電流之比為5:1

C.充電時，電壓a大小為42.5V

D.電阻R阻值為18.75。

6.如圖（a）,在水平方向的勻強磁場中，有一正方形閉合線框繞豎直軸。0'逆時針勻

速轉(zhuǎn)動，己知線框的匝數(shù)為100匝，通過線圈的磁通量①隨時間/變化的關(guān)系如圖

（b）所示。下列說法正確的是（）

A.線框轉(zhuǎn)動的角速度為5(hrrad/s

B.0~0.01s內(nèi)線圈的平均感應(yīng)電動勢為20V

C.0.05s時線圈的瞬時感應(yīng)電動勢為2(1TV

D.一個周期內(nèi)線圈中感應(yīng)電動勢的有效值為50底》V

7.如圖所示，理想變壓器的原線圈與輸出電壓有效值恒定的正弦交流電源相連，副線

圈通過導(dǎo)線與燈泡L和滑動變阻器R相連，若將滑動變阻器滑片上滑，則滑動過程

中，下列說法正確的是()

A.副線圈兩端電壓變大

B.原線圈中電流增大

C.電源的輸出功率不變

D.燈泡L亮度變亮

二、多選題

8.如圖所示，一小水電站，輸出的電功率為P=20kW,輸出電壓“>=4()0V,經(jīng)理

想升壓變壓器(升壓后遠距離輸送，升壓變壓器工的匝數(shù)比4：〃2=1：5,輸電線總電

阻為/^lOC,最后經(jīng)理想降壓變壓器心降為220V向用戶供電。下列說法正確的是

()

A.輸電線上的電流為50AB.用戶得到的電功率為19kW

C.輸電線上損失的電壓為500VD.變壓器72的匝數(shù)比"3：%=95:11

9.如圖所示，MN、PQ是兩條在水平面內(nèi)、平行放置的金屬導(dǎo)軌，導(dǎo)軌的右端接理想

變壓器的原線圈，變壓器的副線圈與阻值為R的電阻組成閉合回路，變壓器的原副線

圈匝數(shù)之比〃/："2=上導(dǎo)軌寬度為乙質(zhì)量為，"的導(dǎo)體棒"垂直MMPQ放在導(dǎo)軌

上，在水平外力作用下做往復(fù)運動，其速度隨時間變化的規(guī)律是v=v”,sin與）,范

圍足夠大的勻強磁場垂直于軌道平面，磁感應(yīng)強度為B,導(dǎo)軌、導(dǎo)體棒、導(dǎo)線電阻不

計，電流表為理想交流電表.則下列說法中正確的是（）

Ma

XXlxX

XXXX

XXXX

PbQ

A.導(dǎo)體棒兩端的電壓有效值為

B.電阻R上的電壓為立也?

2k

C.電流表的示數(shù)為警

kR

D.導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率為空j

2k2R

10.如圖所示為某水電站的輸電原理圖。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為小、“2,

降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)分別為"3、n4,則（）

輸電線

升壓變壓器降壓變壓器

A.m<n2B.m>n2C.giuD.ri3<n4

11.如圖所示，一個匝數(shù)N=20、電阻/的矩形線圈，以固定轉(zhuǎn)速50r/s在勻強磁

場中旋轉(zhuǎn)，從圖示位置開始計時，其產(chǎn)生的交變電流通過一匝數(shù)比4：%=20:3的理想

變壓器，給副線圈電路供電，定值電阻6=10C,4=5C,/?=1Q；燈泡L的電阻恒

為10。，額定電壓為24V,燈泡正常工作，可以判斷（)

A.電阻R消耗的電功率為2.25W

B.穿過線圈平面的最大磁通量為普wb

IOOTT

C.矩形線圈的熱功率為0.1296W

D./=0時刻流過線圈的電流為零

12.如圖所示，有矩形線圈，面積為S,匝數(shù)為M整個線圈內(nèi)阻為廣，在勻強磁場8

中繞00'軸以角速度。勻速轉(zhuǎn)動，外電路電阻為上當線圈由圖示位置轉(zhuǎn)過90。的過程

中，下列說法正確的是（）

B

可

0-

R

A.磁通量的變化量為△①=NBS

B.平均感應(yīng)電動勢為E=‘"包

冗

NBS①2

C.電阻R所產(chǎn)生的熱量為

y=------------

R

D.通過電阻R的電荷量為9”

三、填空題

13.如圖所示，線圈的自感系數(shù)L和電容器的電容C都很?。↙=lmH,C=200pF）,

結(jié)合線圈和電容器的主要功能，可知該電路的輸出端就只有（填“直流”

或“交流”）和（填“高頻”或“低頻”）電流。

14.（1）如圖為一正弦交變電流的圖象，由圖可知電流的有效值上,電流瞬時

值表達式i=______

(2)如圖所示，《和《是輸電線，在圖中空圈內(nèi)填入所用的電表的符號,若己

知變壓比為100：1,變流比為100：1,并且知道電壓表示數(shù)為220V,電流表示數(shù)為

1000A,則輸電線路中的功率為W。

四、解答題

15.一臺發(fā)電機產(chǎn)生的按正弦規(guī)律變化的電動勢的峰值為400V,線圈勻速轉(zhuǎn)動的角速

度為314rad/s,試寫出電動勢瞬時值的表達式，如果該發(fā)電機與只含電阻的負載組成

的閉合電路的總電阻為2000C,則電路中電流的峰值為多少？電流的瞬時值表達式怎

樣？

16.如圖所示，理想變壓器有兩個副線圈，原線圈1接220V交流電源，副線圈2的

匝數(shù)為30匝，兩端接有“6V12W”的燈泡3副線圈3的輸出電壓為I10V,兩端接

有電阻R。若L正常發(fā)光且通過R的電流為0.4A,求：

(1)副線圈3的匝數(shù)“3

(2)原線圈1的匝數(shù)〃/和通過它的電流//

17.某發(fā)電站通過燒煤發(fā)電。發(fā)電站通過升壓變壓器、輸電線和降壓變壓器把電能輸

送給生產(chǎn)和照明用戶，發(fā)電機輸出功率是120kW,輸出電壓是240V,升壓變壓器

原、副線圈的匝數(shù)之比為1:50,輸電線的總電阻為20Q,用戶需要的電壓為220V。

求：

(1)輸電線上損失的電功率；

(2)降壓變壓器原、副線錢的匝數(shù)比。

參考答案：

1.B

【解析】

【詳解】

理想變壓器原線圈直接接在電壓〃=31Isin314f(V)的正弦交流電源上，因電表測量交流電

的有效值，可知必讀數(shù)不變，根據(jù)變壓器匝數(shù)比等于電壓比可知，次級電壓不變，即V2

示數(shù)不變：當滑動變阻器的滑片P向上滑動時，變壓器次級電阻減小，則次級電流變大，

即A2讀數(shù)變大，則變壓器初級電流也變大，即Ai示數(shù)變大。

故選Bo

2.D

【解析】

【詳解】

A.電動機不是純電阻元件，不能用歐姆定律計算其兩端電壓，其消耗的電功率也不等于

PR,故A錯誤；

B.電動機的熱功率為尸凡由題意可知原線圈電壓的有效值為

根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律有

解得副線圈電壓的有效值為

4

?Jin

故B錯誤；

C.根據(jù)理想變壓器變流規(guī)律有

In

所以原線圈中的電流為

n

變壓器不改變電流的頻率，所以副線圈電流的頻率等于原線圈電流的頻率，為

故C錯誤;

答案第1頁，共13頁

D.金屬桿上升過程中所受安培力大小為

rr

電動機的輸出功率為

B2/2y2

比=（尸+=+————

變壓器的輸入功率為

B2l2v2

以=%+/29R=〃zgy+--------------+/2R9

故D正確。

故選D。

3.B

【解析】

【詳解】

根據(jù)

U2n2

得

AU〕_n}

△Uzn2

即

2010

△51

解得

A—=2V

即輸出電壓增加2V,故B符合題意，ACD不符合題意。

故選B?

4.B

【解析】

【詳解】

A.根據(jù)電源輸出的電壓的圖像可讀出正弦交流電的周期T=0.02s,則頻率為

/=_=50HZ

答案第2頁，共13頁

A錯誤；

B.變壓器的輸入電壓為

不呼…

不變，增大原線圈匝數(shù)勺，根據(jù)

5=幺

?2

可知，副線圈的輸出電壓力變小，即小燈泡獲得的電壓變小，故燈泡的功率變小而變暗,

B正確;

C.在小燈泡旁邊并接一個電阻，則負載總電阻變小，而副線圈的輸出電壓^2,故變壓器

的輸出功率為

變大，則電源的輸出功率變大，c錯誤;

D.將線圈a改接在學(xué)生電源的直流輸出端，變壓器上的磁通量不變，不能利用互感產(chǎn)生感

應(yīng)電動勢，則副線圈無電流，燈泡不能發(fā)光，D錯誤;

故選Bo

5.D

【解析】

【分析】

本題考查理想變壓器與輸電線路。

【詳解】

A.若送電線圈中電流均勻增加，則受電線圈中電流為恒定電流，所以A錯誤;

B.根據(jù)理想變壓器的工作原理，原副線圈的電流與匝數(shù)成反比，則流過送電線圈與受電

線圈的電流之比為1:5,所以B錯誤;

CD.根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)關(guān)系有

=lx2A=-A

n,255

答案第3頁，共13頁

UHR

U?=/?R+U手機

整理可得

2A

220V=5心+—R

5

&=（2R+5）V

聯(lián)立解得

七=42.5V

t/,=5^2=212.5V

R=18.75。

所以C錯誤，D正確。

故選D。

6.C

【解析】

【詳解】

A.由圖（b）可知，線框中磁通量變化的周期為0.02s,角速度為

co=—=100^rad/s

T

A錯誤；

B.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，可得

△①

E=N——=40V

Ar

B錯誤;

C.0.05s時線圈的磁通量為零，磁通量變化率最大，此時的瞬時感應(yīng)電動勢為最大值為

Em=NBSco=20兀7

C正確;

D.根據(jù)定義可知，有效值為

￡=-^=10x/2^V

D錯誤。

答案第4頁，共13頁

故選c。

7.B

【解析】

【詳解】

A.原線圈輸入電壓不變，原副線圈端電壓不變，故A錯誤；

B.滑動變阻器滑片向上滑動，滑動變阻接入電路中電阻變小，由于副線圈兩端電壓不

變，由歐姆定律可知，通過滑動變阻電流變大，副線圈中電流變大，則原線圈電流變大，

故B正確；

C.原線圈電壓不變，原線圈輸入電流變大，原線圈輸入功率變大，原線圈輸入功率等于電

源輸出功率，既然原線圈輸入功率增大，則電源的輸出功率變大，C錯誤；

D.副線圈兩端電壓％不變，燈泡電阻不變，由

可知燈泡實際功率不變，燈泡亮度不變，故D錯誤。

故選B。

8.BD

【解析】

【詳解】

A.設(shè)理想升壓變壓器的輸出電壓為則

U}n25

解得

q=2ooov

對于理想升壓變壓器輸入輸出功率相等，則

P=u&

可得輸電線上的電流L為

/,=10A

故A錯誤;

答案第5頁，共13頁

B.輸電線損失的電功率為

降=/）=lkW

兩變壓器均為理想變壓器，因此用戶得到的電功率為

扁=?一2=l9kW

故B正確；

C.輸電線上損失的電壓為

%=//=100V

故c錯誤；

D.降壓變壓器的輸入電壓為

%=4-。報=1900丫

用戶端電壓為％=220V,則降壓變壓器的匝數(shù)比為

2=4.=史

故D正確。

故選BDo

9.BD

【解析】

【詳解】

A.根據(jù)題意，電動勢的瞬時值表達式為

e=BL%sin（爭）

則最大電動勢為

Em=BLv1n

有效值為

E石吟BLv1H

A錯誤：

B.由于大電動勢為

Em=BLV/?

答案第6頁，共13頁

則電動勢的有效值為

E

E=-^

V2

則副線圈兩端的電壓為

En

——=—}=k

U2n2

則

u『應(yīng)

22k

B正確;

c.則副線圈電流為

I=u2=近B&

2R2kR

在根據(jù)

則電流表讀數(shù)為

J一五BLvm

1k2k2R

C錯誤；

D.根據(jù)能量守恒，導(dǎo)體棒克服安培力做功的功率等于電阻R的熱功率，故

p"叫J

R2k2R

D正確。

故選BD。

10.AC

【解析】

【詳解】

AB.根據(jù)

U2n2

解得

ni<ni

答案第7頁，共13頁

A正確，B錯誤;

CD.根據(jù)

9=凸.

U*n4

解得

H4<ri3

C正確，D錯誤。

故選AC。

II.ACD

【解析】

【詳解】

A.燈泡L的電阻恒為10。，額定電壓為24V,燈泡正常工作，則

/L=^L=—=2.4A

RL10

則

/,=0.9A

/2=1.5A

因此

^=72/?=1.52X1=2.25W

A正確；

B.以固定轉(zhuǎn)速5017s在勻強磁場中旋轉(zhuǎn)，則

co=2兀n=100zrrad/s

由A推理得

<7,=/,/?(+24=33V

由

丸=叢=空

n2U23

則

U、=220V

答案第8頁，共13頁

由

"l

?2Zl

則

/,=0.36A

所以

E=G+//=220+0.36X1=220.36V

因為

Em=NBS①

則

廢=2=上mWb

Na>\00萬

B錯誤;

C.矩形線圈的熱功率為

p=z2r=0.362xl=0.1296W

C正確;

D.f=0時刻，磁通量最大，磁通量變化率為零，流過線圈的電流為零，D正確。

故選ACD?

12.BD

【解析】

【詳解】

A.圖示位置磁通量為

中1=0

轉(zhuǎn)過90。時磁通量為

①2=3S

則磁通量的變化量

△①=62-①]=BS

故A錯誤；

B.根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，平均感應(yīng)電動勢為

答案第9頁，共13頁

廠、△①NBS2NBSco

E=N——=-~~—=---------

△1」萬

t-X------7T

4CD

故B正確;

C.感應(yīng)電動勢的最大值為

Em=NBSco

有效值為

E=kE.

電流的有效值為

I上

R+r

電阻R產(chǎn)生的熱量

Q=I2Rt

時間為

71

t=—2=—兀

CD2（0

聯(lián)立解得

4（7?+r）2

故C錯誤;

D.通過電阻R的電量

E、△①NBS

q=7It=-----1=N-----=------

R+rR+rR+r

故D正確。

故選BDo

13.直流低頻

【解析】

【詳解】

電感器對直流無阻礙，對交流電有阻礙作用，根據(jù)

XL=2nLf

知，自感系數(shù)很小，頻率越低，感抗越小，所以阻礙作用為：通低頻，阻高頻。

答案第10頁，共13頁

電容器不能通過直流，而交流電通過電容器，根據(jù)

知電容C越小，頻率越低，容抗越大，所以阻礙作用為：通高頻，阻低頻。

因此電路的主要作用是阻高頻、通低頻，輸出低頻交流電和直流電:

14.

(A)2.2xlO9

【解析】

【詳解】

（1）由題圖可知電流的有效值為

/=與=10向

72

由題圖可知交變電流峰值為

，m=20A

角頻率為

a)=—=\(X)7trad/s

T

所以電流瞬時值表達式為

i=20sin100nr(A)

（2）由題圖可知電表1所接變壓器原線圈并聯(lián)在兩根輸電線上，所以該變壓器為電壓互感

器，電表1應(yīng)是電壓表V。電表2所接變壓器原線圈串聯(lián)在一根輸電線上，所以該變壓器

為電流互感器，電表2應(yīng)是電流表A。

⑷根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律可知輸電電壓為

答案第II頁，共13頁

4

t7=100C/v=2.2X10V

根據(jù)理想變壓器變流規(guī)律可知輸電電流為

5

/=1()()/.A=lxl()A

所以輸電線路中的功率為

P=(7/=2.2xl09W

15.6?=400sin314rV,0.2A,z=0.2sin314rA

【解析】

【詳解】

根據(jù)電動勢瞬時值的公式

e=Einsincot

由