交變電流-2021-2023年高考物理真題分項(xiàng)匯編（江蘇專用）（解析版）

專題12交變電流

1.（2023?江蘇省高三月考）兩人在赤道上站立，各自手握金屬繩OP。，的一端，繞東西方向的水平軸沿

順時(shí)針?lè)较騽蛩贀u動(dòng)，周期為T(mén),將金屬繩連入電路，閉合回路如圖所示，取金屬繩在圖示的最高位置時(shí)為

f=0時(shí)刻，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.電路中存在周期為7的變化電流

B.r=0時(shí)刻，回路中磁通量最大，電路中電流最大

C./=,時(shí)刻，電流向左通過(guò)靈敏電流計(jì)

D./=（時(shí)刻，回路磁通量最大，電路中電流最大

【答案】A

【解析】金屬繩在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中勻速搖動(dòng)時(shí)，產(chǎn)生周期性變化的電流，所以這個(gè)電路中存在周期為T(mén)的

T

變化電流，故A正確；在時(shí)刻，金屬繩向下運(yùn)動(dòng)，由右手定則可知，電流向右通過(guò)靈敏電流計(jì)，故C

T

錯(cuò)誤；在f=0時(shí)刻和時(shí)刻，磁通量的變化率最小，則電路中電流最小，故B、D錯(cuò)誤。

2.（2023?江蘇南京市高三檢測(cè)）如圖所示為一交流電壓隨時(shí)間變化的圖像。每個(gè)周期內(nèi)，前三分之一

周期電壓按正弦規(guī)律變化，后三分之二周期電壓恒定。根據(jù)圖中數(shù)據(jù)可得此交流電壓的有效值為（）

C.8VD.3V13V

【答案】B

【解析】在0?1s內(nèi)是正弦式電流，則電壓的有效值等于3陋V.在1?3s內(nèi)是恒定電流，則有效值

3gV29V2U1

等于9V.則在。?3s內(nèi)，產(chǎn)生的熱量為Rxls+_Fx2s=^x3s,解得V,故選B。

3.（2023?江蘇無(wú)錫市模擬）如圖所示，電阻為r的金屬直角線框abed放置在磁感應(yīng)強(qiáng)度為8的勻強(qiáng)磁

場(chǎng)中，人1兩點(diǎn)連線與磁場(chǎng)垂直，ab、cd長(zhǎng)均為/,be長(zhǎng)為21,定值電阻阻值為凡線框繞ad連線以角速

第1頁(yè)共9頁(yè)

度G勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則（

a

xxxx>X

xxxx>R

xxxx>

d

A.線框每轉(zhuǎn)一圈，回路電流方向改變一次

B.〃、d兩點(diǎn)間的電壓為吸Bp①

25/2①cos必

電流瞬時(shí)值的表達(dá)式為i=

C.R+r

4BZ2

D.半個(gè)周期內(nèi)通過(guò)R的電荷量為而

【答案】D

【解析】線框產(chǎn)生的是正弦式交流電，正弦式交流電在一個(gè)周期內(nèi)電流方向改變2次，故A錯(cuò)誤；回

路中產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)有效值為E=^=^^=y[2Bl2co,a、d兩點(diǎn)間的電壓為路端電壓。=急?=

空警，故B錯(cuò)誤；線框從中性面開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，電流瞬時(shí)值表達(dá)式；於sin°f=^%sinM,C錯(cuò)誤；半

R-\~rR-\~rR~\-r

個(gè)周期內(nèi)通過(guò)我的電荷量4=了加=器=祟，故D正確。

4.（2023?江蘇省常熟中學(xué)模擬）圖甲是某發(fā)電機(jī)的示意圖，正方形金屬框邊長(zhǎng)為L(zhǎng),其兩端與兩個(gè)半

圓環(huán)相連，在磁感應(yīng)強(qiáng)度為B的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中以恒定角速度繞。0,軸轉(zhuǎn)動(dòng)。阻值為R的電阻兩端的電壓如圖

乙所示，Um為已知，其他電阻不計(jì)，則金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)一周（）

A.框內(nèi)電流方向不變

B.電動(dòng)勢(shì)的有效值大于學(xué)Um

C.流過(guò)電阻的電荷量為等

D.電阻產(chǎn)生的焦耳熱為皿嘿

【答案】D

【解析】金屬框每次經(jīng)過(guò)中性面時(shí)框內(nèi)電流方向都會(huì)改變，故A錯(cuò)誤；由題圖乙可知，金屬框產(chǎn)生感

0

應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的圖像應(yīng)為完整的正弦曲線，所以電動(dòng)勢(shì)的有效值等于2Um,故B錯(cuò)誤；金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)一周的過(guò)程

_TTA04比2

中，流過(guò)電阻的電荷量為4=/xWxduTxZxduWxdn-^一,故C錯(cuò)誤；設(shè)金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度為。，

第2頁(yè)共9頁(yè)

2兀任⑹T

則有為=8〃e金屬框轉(zhuǎn)動(dòng)的周期為T(mén)=],根據(jù)焦耳定律可得電阻產(chǎn)生的焦耳熱為。=口^2元，聯(lián)立上

TiUmBL?

述三式解得。=R,故D正確。

5.（2023?江蘇宿遷模擬）如圖所示，發(fā)電機(jī)內(nèi)部線圈處于磁體和圓柱形鐵芯之間的徑向磁場(chǎng)中，磁體

的N、S極間的過(guò)渡區(qū)域?qū)挾群苄?，可忽略不?jì)。線圈的匝數(shù)為N、面積為S、總電阻為r,線圈所在位置

的磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為瓦當(dāng)線圈以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，額定電壓為U、電阻為R的小燈泡在電路中恰能

正常發(fā)光，則（）

發(fā)電機(jī)內(nèi)部徑向磁場(chǎng)

A.發(fā)電機(jī)輸出的電流為正弦波交流電

B.燈泡兩端電壓U=^NBSco

C.感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值是（1+5）U

D.轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量始終為零

【答案】C

【解析】線圈在徑向磁場(chǎng)中做切割磁感線運(yùn)動(dòng)，產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小不變，方向做周期性變化，發(fā)

電機(jī)輸出的電流為矩形波交流電，A錯(cuò)誤；線圈以角速度。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律，則有

感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值為Em=N3S°,因磁場(chǎng)是輻向磁場(chǎng)，線圈切割磁感線的有效速度大小不變，所以發(fā)電機(jī)

NBSm

產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值E=N8s°,燈泡兩端電壓U=R7凡B錯(cuò)誤；根據(jù)閉合電路歐姆定律，電源

Ur

電動(dòng)勢(shì)大小為E=R（R+r）=（1+左）U,C正確；若轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中穿過(guò)線圈的磁通量始終為零，則不會(huì)產(chǎn)

生感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，D錯(cuò)誤。

6.（2023?江蘇揚(yáng)州市檢測(cè)）如圖所示，在豎直平面內(nèi)有一半圓形區(qū)域，。為圓心，為半圓的水平

直徑，區(qū)域內(nèi)有磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為8、方向垂直于豎直平面向里的勻強(qiáng)磁場(chǎng)。在4、。兩點(diǎn)各固定一顆水平

的光滑釘子，一個(gè)由線軟導(dǎo)線制成的閉合導(dǎo)線框ACDE掛在兩顆釘子上，在導(dǎo)線框的E處有一個(gè)動(dòng)滑輪，

動(dòng)滑輪下面掛重物，使導(dǎo)線處于繃緊狀態(tài)。設(shè)導(dǎo)線框的電阻為r,圓的半徑為R,從f=0時(shí)刻開(kāi)始，將導(dǎo)線

上的C點(diǎn)繞圓心。以恒定角速度。從A點(diǎn)沿圓弧移動(dòng)到。點(diǎn)，導(dǎo)線始終繃緊。此過(guò)程導(dǎo)線中（）

第3頁(yè)共9頁(yè)

A.張力保持不變

B.感應(yīng)電流的方向先順時(shí)針后逆時(shí)針

C.感應(yīng)電流隨時(shí)間t的變化關(guān)系為i=sBR2；ncot

D.產(chǎn)生的電熱為理磬

【答案】D

【解析】對(duì)滑輪E分析可知，兩邊導(dǎo)線拉力總是相等的，則兩邊導(dǎo)線與豎直方向的夾角總相等，隨著C

點(diǎn)沿圓弧從A點(diǎn)移到。點(diǎn)，AC段與CZ）段導(dǎo)線之和先增大后減小，則AE段與ED段導(dǎo)線之和先減小后增

大，AE段導(dǎo)線與￡?段導(dǎo)線的夾角2a先增大后減小，由2Frcosa=mg可知導(dǎo)線的拉力先增大后減小，選

項(xiàng)A錯(cuò)誤；設(shè)C點(diǎn)轉(zhuǎn)過(guò)的角度為6=03根據(jù)幾何知識(shí)可得，線框上在磁場(chǎng)區(qū)域內(nèi)的三角形的面積為S=

1

2-2Z?Z?sin6*=7?2sin6,磁通量為。=BS=BR2sin仇因。角從0到180。，則導(dǎo)線框中的磁通量先增大后減小，

根據(jù)楞次定律可知，感應(yīng)電流先沿逆時(shí)針?lè)较颍笱仨槙r(shí)針?lè)较?，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；根據(jù)法拉第電磁感應(yīng)定律E

=后可知，導(dǎo)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間t的變化關(guān)系為e=a）BR2cosmt,感應(yīng)電流隨時(shí)間t的變化關(guān)系為i

a>BR2coscotcoBR2E2T

=;,故c錯(cuò)誤；導(dǎo)線框中感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的有效值為E=y,故導(dǎo)線中產(chǎn)生的電熱為。=75=

TUDB2K

-2r，故D正確。

7.（2023?江蘇省名校聯(lián)考）如圖，一理想變壓器油端接交流電源，原線圈匝數(shù)為100匝，Ri、&、R3

阻值相等。則當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)Ri的功率為尸1,當(dāng)S閉合時(shí)R的功率為尸2,且Pi：B=9：25,則副線圈匝

數(shù)為（）

A.25B.50C.200D.400

【答案】B

【解析】設(shè)原、副線圈的匝數(shù)比為“開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)原線圈電流為11,開(kāi)關(guān)閉合時(shí)原線圈電流為“，由

Pi：尸2=9：25、2=尸7?可知/1："=3：5；設(shè)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)副線圈電流為“，開(kāi)關(guān)閉合時(shí)副線圈電流為/2’，

設(shè)R1=R2=R3=R,則開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)副線圈電壓為Ui'=h'R=nhR,此時(shí)原線圈輸出電壓為5=冗5'="1限

總電壓為U=U1+/1R=〃2/1R+/1R,由歐姆定律可知開(kāi)關(guān)閉合時(shí)副線圈電阻為R=0.5R,此時(shí)副線圈電壓為

2

U2'=h'0.5R=0.5nhR,此時(shí)原線圈輸出電壓為。2="。2，=0.5〃2/2凡總電壓為U=U2+hR=0.5nhR+hR,

1

聯(lián)立解得九=2,則副線圈的匝數(shù)為力=5x100=50,故B正確，A、C、D錯(cuò)誤。

8.（2023?江蘇南京市高三檢測(cè)）如圖，理想變壓器原線圈接有效值保持不變的正弦交流電壓，電壓表

和電流表均為理想交流電表，以為熱敏電阻（溫度升高，電阻減?。?，Ro、Ri為定值電阻，C為電容器，通

電后隨著比溫度升高，下列說(shuō)法正確的是（）

第4頁(yè)共9頁(yè)

A.Vi表的示數(shù)和V2表的示數(shù)都不變

B.理想變壓器的輸入功率減小

C.通過(guò)R的電流始終為零，Ri不消耗電能

D.若電容器電容減小，則A2表的示數(shù)增大

【答案】A

【解析】理想變壓器原線圈接有效值保持不變的正弦交流電壓，則Vi表的示數(shù)和V2表的示數(shù)都不變，

故A正確；隨著KT溫度升高，電阻減小，輸出電流變大，輸入電流也變大，理想變壓器的輸入功率和輸出

功率均增大，故B錯(cuò)誤；電容器電勢(shì)差等于母兩端電壓，輸出電流變化的過(guò)程中，Rr兩端電壓會(huì)發(fā)生變化，

根據(jù)C=￡可知，電容器的電荷量改變，說(shuō)明有電流通過(guò)R,凡消耗電能，故C錯(cuò)誤；電容器的電容與Ai

表的示數(shù)無(wú)關(guān)，故D錯(cuò)誤。

9.（2023?江蘇鹽城市模擬）“西電東輸”是我國(guó)實(shí)現(xiàn)經(jīng)濟(jì)跨地區(qū)可持續(xù)快速發(fā)展的重要保證.在輸送功

率一定的情況下，將輸電電壓提高為原來(lái)的4倍，則輸電導(dǎo)線上的電能損失將減小為原來(lái)的（）

A-16B-8C-4D-2

【答案】A

P

【解析】根據(jù)P線=產(chǎn)凡可得「線=（77）2R,將輸電電壓提高為原來(lái)的4倍，則輸電導(dǎo)線上的

1

電能損失將減小為原來(lái)的花。故選A。

10.（2023?江蘇淮安市模擬）無(wú)線充電器能給手機(jī)充電正是因?yàn)閮烧邇?nèi)部有線圈存在，當(dāng)電源的電流通

過(guò)無(wú)線充電器的送電線圈會(huì)產(chǎn)生變化的磁場(chǎng)，手機(jī)端的受電線圈靠近該磁場(chǎng)就會(huì)產(chǎn)生電流，雙方密切配合，

手機(jī)成功無(wú)線充電。如圖為自制的簡(jiǎn)易無(wú)線充電裝置，由一個(gè)電磁爐（發(fā)射線圈）、一個(gè)接收線圈、一個(gè)二

極管、一個(gè)車(chē)載充電器構(gòu)成，發(fā)射線圈與接收線圈的匝數(shù)比?。?=10：1,若電磁爐兩端所加電壓為u=

22OV2sin314f（V）,不考慮充電過(guò)程中的各種能量損失.則下列說(shuō)法正確的是（）

A.通過(guò)車(chē)載充電器的電流為交流電

B.通過(guò)車(chē)載充電器的電流方向周期性地變化

C.車(chē)載充電器兩端電壓的有效值約為22V

第5頁(yè)共9頁(yè)

D.車(chē)載充電器兩端電壓的有效值約為22求V

【答案】D

【解析】接收線圈與車(chē)載充電器之間連接一個(gè)二極管，二極管具有單向?qū)щ娦?，一個(gè)周期內(nèi)只有半個(gè)

Uim

周期的交流電能通過(guò)二極管，所以通過(guò)車(chē)載充電器的電流方向不變，不是交流電，A、B錯(cuò)誤；由法=?,

Uim220x1U22TU?

可得接收線圈的電壓有效值為。2=丁=一V=22V,由電流的熱效應(yīng)可得一鼠2=-廢?7，解得車(chē)載充

22

電器兩端電壓的有效值約為U3=gV,C錯(cuò)誤，D正確。

11.（2023?江蘇省揚(yáng)州中學(xué)高三檢測(cè)）如圖所示為遠(yuǎn)距離輸電原理圖，變壓器7\、石為理想變壓器,

Ti原、副線圈的匝數(shù)比為1：10,於原、副線圈的匝數(shù)比為10：1,發(fā)電機(jī)的輸出功率為P,輸出電壓為U,

用電器Ro兩端的電壓為0.98U,則輸電線的電阻R為（）

U2

A.

P

0.2。2D.喑

c.P

【答案】B

pp

【解析】Ti的輸入電流為/=與，輸出電流為r=而，則"的輸出電流為/,則電阻R上消耗的功率為

p"於

P—0.98（//=2R'解得區(qū)=彳-，故選B。

12.（2023?江蘇蘇州市模擬）如圖甲所示，在間接入乙圖所示正弦式交流電，通過(guò)理想變壓器和二

極管。2給阻值R=20。的純電阻負(fù)載供電，已知。、為相同的理想二極管，正向電阻為0,反向電

阻無(wú)窮大，變壓器原線圈〃i=110匝，副線圈總匝數(shù)力2=20匝，。為副線圈中心抽頭，為保證安全，二極

管的反向耐壓值至少為Uo,設(shè)電阻火上消耗的熱功率為P,則有（）

甲乙

A.Uo=2(h[2V,P=20W

B.Uo=4OV,尸=80W

C.UQ=40y[2V,P=20W

D.Uo=2OV,尸=20W

【答案】C

第6頁(yè)共9頁(yè)

【解析】在AB間接入正弦式交流電的有效值《=220V,變壓器原線圈”1=110匝，副線圈物=20匝，

根據(jù)卷=點(diǎn)得：U2=40V,而二極管的反向耐壓值至少為UO,它需要承受交流電的最大值，所以為=4岫

TJ2?02

V,。為副線圈中心抽頭，則電阻R兩端電壓為20V,所以電阻R消耗的熱功率尸為：尸=云=方=20W,

故選C。

13.（2022?江蘇贛榆模擬）如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動(dòng)觸頭Pi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R的阻值為R，滑動(dòng)變阻器&的最大阻值為9R,

滑片巳初始位置在最右端。理想電壓表的示數(shù)為U,理想電流表的示數(shù)為/。下列說(shuō)法正確的是（）

A.保持Pi位置不變，巳向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，/減小，U不變

B.保持P位置不變，P2向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，以消耗的功率增大

C.保持尸2位置不變，Pi向下緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，/減小，U增大

D.保持P2位置不變，Pi向下緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，以消耗的功率減小

【答案】B

【解析】由題意可知，原、副線圈的匝數(shù)比為2,則副線圈的電流為2/,根據(jù)歐姆定律可得副線圈的電

壓有效值為仍=2/以，則變壓器原線圈兩端的電壓有效值為0=25=4/凡，設(shè)接入交變電源的電壓有效值

為Uo,則UO=4/RI+/R2,可得/=/注玄；保持Pi位置不變，B向左緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，/不斷變大，根

4g~rl\2

據(jù)歐姆定律有5=4/&,可知變壓器原線圈兩端的電壓有效值變大，輸入端接入的電壓有效值不變，則R?

兩端的電壓不斷變小，則電壓表示數(shù)U變小，原線圈的電壓、電流都變大，則功率變大，根據(jù)原、副線圈

的功率相等，可知Ri消耗的功率增大，故B正確，A錯(cuò)誤；設(shè)原、副線圈的匝數(shù)比為n,同理可得5=網(wǎng)心,

則Uo=//Ri+/&,整理可得/=房合；保持P2位置不變，Pi向下緩慢滑動(dòng)的過(guò)程中，w不斷變大，則

/變小，對(duì)&由歐姆定律可知可知U不斷變小，根據(jù)原、副線圈的功率相等可知以消耗的功率為

2

P=IUr/、Rj（Uo-“2雷整理可得尸----%-----'當(dāng)"=3時(shí)’R1消耗的功率有最大值，

可知Ri消耗的功率先增大后減小，故C、D錯(cuò)誤。

14.（2023?江蘇南京市模擬）如圖所示，一平行金屬板A8與一線圈組成理想的LC振蕩電路，E為電

源，當(dāng)開(kāi)關(guān)S從1擲向2的同時(shí)，有一電子恰從極板中央飛入AB間，電子重力可忽略，射入方向與極板平

行。貝U電子（）

第7頁(yè)共9頁(yè)

A.可能從上極板邊緣飛出，飛出時(shí)動(dòng)能一定增大

B.可能從下極板邊緣飛出，飛出時(shí)動(dòng)能可能不變

C.可能從上極板邊緣飛出，飛出時(shí)動(dòng)能可能不變

D.可能從下極板邊緣飛出，飛出時(shí)動(dòng)能一定減小

【答案】C

【解析】當(dāng)開(kāi)關(guān)S從1擲向2后，兩板間將產(chǎn)生交變電場(chǎng)（設(shè)周期為T(mén)）,根據(jù)兩板間電壓的周期性可

知，若電子在板間的運(yùn)動(dòng)時(shí)間為彳的奇數(shù)倍，則電子在板間加速和減速的時(shí)間相等，根據(jù)對(duì)稱性可知電子從

兩板間射出時(shí)的豎直分速度為零，此時(shí)電子的動(dòng)能不變，且電子的豎直分位移方向向上。因?yàn)殡娮右欢ㄏ?/p>

向上加速，其豎直位移一定向上或等于零，所以電子不可能從兩板間中軸線的下方射出。綜上所述可知A、

B、D錯(cuò)誤，C正確。

15.（2023?江蘇南通市高三檢測(cè)）為了做好新冠疫情防控工作，小區(qū)物業(yè)利用紅外測(cè)溫槍對(duì)出入人員進(jìn)

行體溫檢測(cè)。下列關(guān)于紅外測(cè)溫槍的說(shuō)法中正確的是（）

A.紅外測(cè)溫槍接收到的是身體的熱量信號(hào)

B.體溫越高，測(cè)溫槍接受到最強(qiáng)輻射頻率越低

C.體溫越高，測(cè)溫槍接受到最強(qiáng)輻射波長(zhǎng)越短

D.紅外線屬于電磁波，其波長(zhǎng)小于紫外線的波長(zhǎng)

【答案】C

【解析】紅外測(cè)溫槍接收到的是人體輻射出的紅外線，并不是直接接收人體的熱量信號(hào)，故A錯(cuò)誤；

體溫越高，測(cè)溫槍接受到最強(qiáng)輻射頻率越高，波長(zhǎng)越短，故B錯(cuò)誤，C正確；紅外線屬于電磁波，根據(jù)電

磁波譜的排列順序可知，紅外線的波長(zhǎng)大于紫外線的波長(zhǎng)，故D錯(cuò)誤。

16.（2023?江蘇泰州市模擬）如圖所示的后車(chē)安裝了“預(yù)碰撞安全系統(tǒng)”，其配備的雷達(dá)會(huì)發(fā)射毫米級(jí)

電磁波（毫米波），并對(duì)前車(chē)反射的毫米波進(jìn)行運(yùn)算，則（）

A.毫米波的頻率比可見(jiàn)光高

B.毫米波遇到前車(chē)時(shí)會(huì)發(fā)生明顯衍射現(xiàn)象

C.經(jīng)前車(chē)反射后毫米波的速度將比反射前大

D.前車(chē)的金屬尾板遇到毫米波時(shí)會(huì)產(chǎn)生極其微弱的感應(yīng)電流

【答案】D

第8頁(yè)共9頁(yè)

【解析】從電磁波譜的順序可知毫米波的頻率比可