2024年高考物理復(fù)習(xí) 恒定電流與交變電流 練習(xí)（解析版）

考點(diǎn)01恒定電流

考向一電路中的功率及效率

1.（2023?廣東梅州?統(tǒng)考一模I多選）如圖所示，某掃地機(jī)器人電池容量為2000mA?h,額定工作電壓為15V,

額定功率為30W,則下列說法正確的是（）

A.掃地機(jī)器人正常工作時的電流是2A

B.掃地機(jī)器人的電阻是7.5Q

C.題中mA-h是能量的單位

D.掃地機(jī)器人充滿電后能正常工作的時間約為lh

【答案】AD

p30

【詳解】A.掃地機(jī)器人正常工作時的電流是/=g=0A=2A,故A正確；B.掃地機(jī)器人是非純電阻用

電器，無法計(jì)算掃地機(jī)器人的電阻，故B錯誤；C.題中mA-h是電量的單位，故C錯誤；D.掃地機(jī)器人

充滿電后能正常工作的時間f=義=2000x103h=lh,故D正確。

I2

故選AD。

考向二電路的動態(tài)分析及含電容器電路的分析

2.（2022?江蘇?高考真題）如圖所示，電路中燈泡均正常發(fā)光，阻值分別為K=20，與=3Q,7?,=2。，凡=4。,

電源電動勢E=12V,內(nèi)阻不計(jì)，四個燈泡中消耗功率最大的是（）

￡=12V

A.&B.R2C.&D.4

【答案】A

【詳解】由電路圖可知R3與R4串聯(lián)后與R2并聯(lián)，再與RI串聯(lián)。并聯(lián)電路部分的等效電阻為

R并『M=2Q,由閉合電路歐姆定律可知，干路電流即經(jīng)過R1的電流為/1=/=W7^=3A，

（n+5+尺4）N+N并

并聯(lián)部分各支路電流大小與電阻成反比，則/2=g=2A,/3=乙=著丁=1A,四個燈泡的實(shí)際功率分

/<2K3+K4

別為4=/；K=18W,6=/；7?2=12W,A=/；/?3=2W,a=/：《=4W,故四個燈泡中功率最大的是RI。

故選Ao

3.（2024?四川成都??？家荒＃┤鐖D所示，電源內(nèi)阻等于燈泡的電阻，當(dāng)開關(guān)閉合.滑動變阻器滑片位于某

位置時，水平放置的平行板電容器間一帶電液滴恰好處于靜止?fàn)顟B(tài)，燈泡L正常發(fā)光，現(xiàn)將滑動變阻器滑

片由該位置向。端滑動，則（）

A.燈泡將變亮，R中有電流流過，方向豎直向上

B.液滴帶正電，在滑片滑動過程中液滴將向下做勻加速運(yùn)動

C.電源的路端電壓增大，輸出功率也增大

D.滑片滑動過程中，帶電液滴電勢能將減小

【答案】D

【詳解】A.滑動變阻器滑片向a端滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的阻值增加，流過燈泡的電流減小，

燈泡變暗；電源內(nèi)電壓降低，燈泡兩端的電壓降低，滑動變阻器兩端的電壓升高，電容器與滑動變阻器并

聯(lián)，加在電容器兩端的電壓升高，電容器繼續(xù)充電，R中有電流流過，方向豎直向上，A錯誤；

BD.液滴受電場力豎直向上，電容器下極板帶正電，因此液滴帶正電，由于電容器兩端的電壓升高，內(nèi)部

電場強(qiáng)度增加，液滴加速向上運(yùn)動，電場力做正功，電勢能減小，B錯誤，D正確；

C.由于外電阻大于內(nèi)電阻，當(dāng)外電阻增加時，電源的輸出功率減小，C錯誤。

故選D。

4.（2024?海南?校聯(lián)考一模）如圖所示的電路中，電源電動勢E和內(nèi)阻r恒定不變，為定值電阻。閉合開

關(guān)S后，滑動變阻器的滑片從右端逐漸向左端滑動的過程中，下列說法正確的是（）

E,

s

Pi匚-----"

R

A.路端電壓保持不變

B.電源的效率逐漸降低

C.電源的輸出功率一定逐漸增大

D.滑動變阻器的功率定先增大后減小

【答案】B

【詳解】A.閉合開關(guān)S后，滑動變阻器的滑片從右端逐漸向左端滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的電

,E

阻值逐漸減小，外電路中的總電阻值逐漸減小，由閉合電路的歐姆定律/=彳^可知，電路中總電流I逐

N外十―

漸增大，由。=E->,可知路端電壓U逐漸減小，A錯誤；B.由電源的效率公式〃=?,可知路端電壓

E

U逐漸減小，電動勢E不變，則有電源的效率逐漸降低，B正確；C.當(dāng)外電路的電阻值與電源內(nèi)阻值相等

時，電源輸出功率最大，由于在初始時刻外電路的電阻值與電源內(nèi)阻值的關(guān)系不清楚，因此電源的輸出功

率不一定逐漸增大，也可能逐漸減小，C錯誤；D.滑動變阻器消耗的電功率

Pu2-______E_______￡______

U+f+砰一（&-R）2+4&R-，可知當(dāng)R=4時，滑動變阻器消耗

」R------------Li

的電功率最大，因R和R0的數(shù)值關(guān)系不確定，因此不能判定滑動變阻器功率的變化情況，D錯誤。

故選B。

5.（2024?貴州?統(tǒng)考一模）（多選）如圖所示電路，電鍵S閉合后，電流表Ai、A2和電壓表V同一時刻讀數(shù)

分別記為刀、3U；滑動變阻器滑片向右滑動過程中，電流表Ai、A2和電壓表V示數(shù)變化量的大小分別

為A］、"、AU,電源有內(nèi)阻，電表均看作理想電表，則（）

c.D.震不斷增大

【答案】AC

【詳解】A.滑片向右滑動，總電阻變小，總電流人變大，電壓表。=￡-/2（〃+尺3），電壓表示數(shù)變小，電

，，U一

流表A1不數(shù)乙其中U減小、12增大，則電流表A1不數(shù)H變大，故A正確；B.由A項(xiàng)可知，

電壓表示數(shù)變小，故B錯誤；C.由人=12一上可知，公式兩邊求變化（求微分）其中AG

人2“2

為正數(shù)，△/?為正數(shù)，AU為負(fù)數(shù)，代入符號，則有故C正確；D.由。=￡-/2“+4）可知,

公式兩邊求變化（求微分）A[/=0-A/2（r+7?3）,則有￥=一（廠+與），當(dāng)=r+'=定值，故D錯誤。

MA/2

故選ACo

6.（2023?河南新鄉(xiāng)?統(tǒng)考一模）（多選）如圖所示的電路中，電源的電動勢和內(nèi)阻恒定，電流表、電壓表均

為理想電表，開關(guān)S閉合后，當(dāng)滑動變阻器的滑片向右滑動的過程中，下列說法正確的是（）

Er

f—I_

&aR2b

A.電流表的示數(shù)變小B.電壓表的示數(shù)變小

C.定值電阻以消耗的功率一定變大D.滑動變阻器消耗的功率一定變小

【答案】AC

【詳解】A.當(dāng)滑動變阻器的滑片向右移動時，變阻器接入電路的阻值增大，回路總電阻增大，根據(jù)閉合電

路歐姆定律可得，回路總電流減小，所以電流表示數(shù)減小，故A正確；C.回路總電流減小，內(nèi)電壓減小,

路端電壓增大，即R3兩端電壓增大，其消耗的功率增大，故C正確；BD.R3兩端電壓增大，流過R3的

電流增大，流過R1和R2的電流減小，R1兩端電壓減小，滑動變阻器兩端電壓增大，所以電壓表讀數(shù)增大，

滑動變阻器消耗的功率不一定減小，故BD錯誤。

故選ACo

7.（2023?安徽?校聯(lián)考二模）（多選）如圖所示，電源電動勢為E,內(nèi)阻不計(jì)，凡、&、%為阻值相同的定

值電阻，Rj為滑動變阻器，電表均為理想電表。現(xiàn)將&的滑片向右滑動，電壓表Vi、V2的示數(shù)改變量的絕

對值分別為AG、△%，電流表A的示數(shù)改變量的絕對值為A7,下列說法正確的是（）

B.<\U2

【答案】BD

【詳解】A.變阻器滑片向右滑動，接入回路中的變阻器電阻變大，電路總電阻變大，根據(jù)閉合電路的歐姆

定律可知，干路電流減小，而電流表接在干路，則電流表示數(shù)減小，故A錯誤；BCD.設(shè)4=%=%=r，

可知&與&并聯(lián)，則其等效電阻R并=手工=4/而q=/R并=/?4，由此可知當(dāng)=￡,其比值大小不變,

R+R22△/2

而由于電源內(nèi)阻不計(jì),則根據(jù)電路圖可得-則可知等二尺,大小不變,由此也可得

At/,<\U2,故BD正確，C錯誤。

故選BD。

8.（2023?黑龍江?校聯(lián)考模擬預(yù)測）（多選）如圖所示，在滑動變阻器的滑片P向下端滑動過程中，理想電

壓表Vi、V2的示數(shù)變化量的絕對值分別為AQ、AC/2,理想電流表AI、A2、A3示數(shù)變化量的絕對值分別

為結(jié)、AZ2,",下列說法正確的是（）

A.電壓表Vi示數(shù)增大，電流表Ai示數(shù)增大

B.電壓表V2示數(shù)減小，電流表A3示數(shù)增大

C.A/】=A/3—A/2

A（7,AU,

D——L>——-

?A/】A/1

【答案】BC

【詳解】AB.滑片P向下滑動的過程中，滑動變阻器接入電路的電阻減小，電路中總電阻減小，干路電流

增大，即電流表A1示數(shù)增大，路端電壓減小，電壓表VI示數(shù)減小，電阻R1分壓增大，并聯(lián)支路電壓減

小，即電壓表V2示數(shù)減小，通過電阻R2的電流減小，即電流表A2示數(shù)減小，總電流等于通過電流表A2、

A3的電流之和，所以電流表A3示數(shù)增大，A錯誤，B正確；C.由于電流表A1示數(shù)增大，A2示數(shù)減小，

A3示數(shù)增大，有M=AZ3-AZ2,C正確;D.由閉合電路歐姆定律可得笠=〃，苧=廠+打，則有華〈笠,

Z-XZ]/if?Z-XJI?Z-Ajtj

D錯誤。

故選BC。

9.（2023?福建廈門?廈門一中校考三模）在如圖所示電路中，電壓表和電流表均視為理想電表，電源內(nèi)阻不

可忽略。閉合電鍵S,將滑動變阻器滑片P緩慢向左移動過程中，燈泡的電阻恒定不變，電壓表示數(shù)變化量

的絕對值為AU,電流表示數(shù)變化量的絕對值為4,則下列判斷正確的是（）

/y—?

--11-—1

'^

R

A.燈泡變亮B.電容器的帶電量變大

C.電源的效率可能減小D.也變大

A/

【答案】B

,E

【詳解】A.滑片P左移，滑動變阻器的阻值變大，電路中總電阻變大，由閉合電路歐姆定律可知/=k，

即干路電流變小，燈泡位于干路上，通過的電流變小，則尸=/公,小燈泡的功率變小，亮度變暗，故A錯

誤；B.電容器直接連在電源兩端，電壓等于路端電壓，由閉合電路歐姆定律可知。=石-〃，即路端電壓

變大，對電容器有Q=C。，故電容器的帶電量增大，故B正確；C.電源的效率與外電路電阻成正比，滑

動變阻器電阻變大，外電路總電阻變大，故電源效率提高，故C錯誤；D.由閉合電路歐姆定律可知，變化

前后分別滿足H+/G+&）=E,七+/2。+&）=￡，聯(lián)立可知當(dāng)=-0+&）,即當(dāng)?shù)闹挡蛔?，故D錯

A/A/

誤。

故選Bo

考點(diǎn)02交變電流

考向一交變電流的產(chǎn)生及描述

1.（2022?河北?高考真題）張家口市壩上地區(qū)的風(fēng)力發(fā)電場是北京冬奧會綠色電能的主要供應(yīng)地之一，其發(fā)

電、輸電簡易模型如圖所示，已知風(fēng)輪機(jī)葉片轉(zhuǎn)速為每秒z轉(zhuǎn)，通過轉(zhuǎn)速比為的升速齒輪箱帶動發(fā)電機(jī)

線圈高速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)線圈面積為S,匝數(shù)為N,勻強(qiáng)磁場的磁感應(yīng)強(qiáng)度為2,f=0時刻，線圈所在平面與

磁場方向垂直，發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的交變電流經(jīng)過理想變壓器升壓后。輸出電壓為U。忽略線圈電阻，下列說法

正確的是（）

A.發(fā)電機(jī)輸出的電壓為

B.發(fā)電機(jī)輸出交變電流的頻率為2萬成

C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為也乃

D.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時電動勢e=母兀NBSnzsinQ?！▃）

【答案】C

【詳解】B.發(fā)電機(jī)線圈的轉(zhuǎn)速為nz,輸出交變電流的頻率為，=/=應(yīng)，B錯誤；A.線圈繞垂直于磁場

的軸勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的為正弦交流電，最大值為Em=2萬1Z,輸出電壓的有效值為E=芳=◎兀NBSnz,

v2

A錯誤；C.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為乂=5=叵警竺，C正確；D.發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的瞬時電動勢為

^2UU

e=Emsincot=IjrNBSnzsin(2)〃z)1,D錯誤。

故選Co

2.（2022?廣東?高考真題溷是簡化的某種旋轉(zhuǎn)磁極式發(fā)電機(jī)原理圖。定子是僅匝數(shù)幾不同的兩線圈，4>%,

二者軸線在同一平面內(nèi)且相互垂直，兩線圈到其軸線交點(diǎn)。的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉(zhuǎn)子

是中心在。點(diǎn)的條形磁鐵，繞。點(diǎn)在該平面內(nèi)勻速轉(zhuǎn)動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計(jì)線圈電阻、

自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）

rCZZH

Ro

m—?F

\I?

M哥

I

A.兩線圈產(chǎn)生的電動勢的有效值相等B.兩線圈產(chǎn)生的交變電流頻率相等

C.兩線圈產(chǎn)生的電動勢同時達(dá)到最大值D.兩電阻消耗的電功率相等

【答案】B

【詳解】AD.根據(jù)E=〃孚可得兩線圈中磁通量的變化率相等，但是匝數(shù)不等，則產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大

Ar

U2

值不相等，有效值也不相等；根據(jù)戶=—可知，兩電阻的電功率也不相等，選項(xiàng)AD錯誤；B.因兩線圈

R

放在同一個旋轉(zhuǎn)磁鐵的旁邊，則兩線圈產(chǎn)生的交流電的頻率相等，選項(xiàng)B正確；C.當(dāng)磁鐵的磁極到達(dá)一線

圈附近時，一個線圈的磁通量最大，感應(yīng)電動勢為0,另一個線圈通過的磁通量最小，感應(yīng)電動勢最大，可

知兩線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢不可能同時達(dá)到最大值，選項(xiàng)C錯誤。

故選B。

3.（2022?浙江?高考真題）如圖所示，甲圖是一種手搖發(fā)電機(jī)及用細(xì)短鐵絲顯示的磁場分布情況，搖動手柄

可使對稱固定在轉(zhuǎn)軸上的矩形線圈轉(zhuǎn)動；乙圖是另一種手搖發(fā)電機(jī)及磁場分布情況，皮帶輪帶動固定在轉(zhuǎn)

)

乙

A.甲圖中線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強(qiáng)磁場

B.乙圖中線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強(qiáng)磁場

C.甲圖中線圈轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流是正弦交流電

D.乙圖線圈勻速轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生的電流是正弦交流電

【答案】A

【詳解】A.甲圖中細(xì)短鐵絲顯示的磁場分布均勻，則線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場可視為勻強(qiáng)磁場，故A正確；B.乙

圖中細(xì)短鐵絲顯示的磁場分布不均勻，則線圈轉(zhuǎn)動區(qū)域磁場不能看成勻強(qiáng)磁場，故B錯誤；C.根據(jù)發(fā)電機(jī)

原理可知甲圖中線圈在勻強(qiáng)磁場中繞垂直磁場的轉(zhuǎn)軸勻速轉(zhuǎn)動時才能產(chǎn)生正弦交流電，故C錯誤；D.乙圖

中是非勻強(qiáng)磁場，則線圈勻速轉(zhuǎn)動時不能產(chǎn)生正弦交流電，故D錯誤;

故選Ao

4.（2022?湖北?高考真題）（多選）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（）

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

【答案】AC

n,80%H

【詳解】A.根據(jù)上二一^,可得接收線圈的輸出電壓約為U2=8V；B.由于存在磁漏現(xiàn)象，電流比不

n2U2

再與匝數(shù)成反比，故B錯誤；C.變壓器是不改變其交變電流的頻率的，故C正確；D.由于穿過發(fā)射線圈

的磁通量與穿過接收線圈的磁通量大小不相同，所以穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的不相

同，故D錯誤。

故選AC。

5.（2021?遼寧?高考真題）如圖所示，N匝正方形閉合金屬線圈abed邊長為L,線圈處于磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

2的勻強(qiáng)磁場中，繞著與磁場垂直且與線圈共面的軸。。,以角速度。勻速轉(zhuǎn)動，仍邊距軸%線圈中感應(yīng)

電動勢的有效值為（）

D.縣NBI3①

C.-NBI3G)

24

【答案】B

【詳解】交流電的最大值和兩條邊到轉(zhuǎn)軸的距離無關(guān)，為Em=NBSs=NBsE,因此有效值為

V22

故選Bo

6.（2021?天津?高考真題）如圖所示，閉合開關(guān)后，R=5。的電阻兩端的交流電壓為〃=500sin10RV，電

壓表和電流表均為理想交流電表，則（）

A.該交流電周期為。.02sB.電壓表的讀數(shù)為100V

C.電流表的讀數(shù)為10AD.電阻的電功率為IkW

【答案】C

【詳解1A.該交流電的周期T=女=^s=0.2s,B.電壓表的讀數(shù)為交流電的有效值，即U=笆￡V=50V,

0）10萬V2

選項(xiàng)B錯誤；C.電流表的讀數(shù)為/=!=當(dāng)A=10A,選項(xiàng)C正確；D.電阻的電功率為

R5

P=iu=10x5OW=5OOW,選項(xiàng)D錯誤。

故選Co

7.（2021?北京?高考真題）一正弦式交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）

A.在片0.4s時電流改變方向B.該交變電流的周期為0.5s

C.該交變電流的表達(dá)式為，=2COS5TUAD.該交變電流的有效值為正A

2

【答案】C

【詳解】A.由圖可知t=0.4s時電流為正方向最大，電流方向沒有發(fā)生變化，故A錯誤；B.由圖可知，

該交變電流的周期為T=0.4s，故B錯誤;C.由圖可知，電流的最大值為強(qiáng)=2A,角速度為。=干=5%rad/s,

故該交變電流的表達(dá)式為i=imaxCosm=2cos5就A,故C正確；D.該交變電流的有效值為i=,=0A,

故D錯誤。

故選C。

8.（2021?浙江?高考真題）如圖所示，虛線是正弦交流電的圖像，實(shí)線是另一交流電的圖像，它們的周期T

和最大值相同，則實(shí)線所對應(yīng)的交流電的有效值U滿足（）

C.u>^^-

D.U

22

【答案】D

【詳解】因虛線是正弦交流電的圖像，則該交流電的有效值為u有效值=蚩=當(dāng)"，由圖可知，在任意時刻，

實(shí)線所代表的交流電的瞬時值都不大于虛線表示的正弦交流電的瞬時值，則實(shí)線所代表的交流電的有效值

小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則。＜且公。

2

故選D。

故選ACo

9.（2021?浙江?高考真題）（多選）發(fā)電機(jī)的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應(yīng)強(qiáng)度

為B的勻強(qiáng)磁場中以恒定角速度繞。0'軸轉(zhuǎn)動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其它電阻不計(jì),

圖乙中的U”為已知量。則金屬框轉(zhuǎn)動一周（

B.電動勢的最大值為〃

C.流過電阻的電荷絲勾D.電阻產(chǎn)生的焦耳熱也回

RR

【答案】BD

【詳解】A.當(dāng)線框轉(zhuǎn)動時，框內(nèi)電流方向每經(jīng)過中性面一次都要變化一次，而線圈和外電路接點(diǎn)處通過換

向器，保證電流的方向不發(fā)生變化，從而使加在電阻兩端的電壓方向保持不變，A錯誤；B.由圖乙可知，

電動勢的最大值為Um,B正確；C.線圈轉(zhuǎn)過半周，則流過電阻的電荷量為q=7加=￡加=絲=遮，

RRR

ADf2TJ

則金屬框轉(zhuǎn)過一周流過電阻的電荷量為q=2q=簧，C錯誤；D.因?yàn)椋瑒t。=康，金屬框

轉(zhuǎn)過一周電阻產(chǎn)生的焦耳熱_[/22萬.漢ZmBL?，D正確。

Q——T---------------——

RRa>R

故選BDo

10.(2021?江蘇?高考真題)貫徹新發(fā)展理念，我國風(fēng)力發(fā)電發(fā)展迅猛，2020年我國風(fēng)力發(fā)電量高達(dá)4000億

千瓦時。某種風(fēng)力發(fā)電機(jī)的原理如圖所示，發(fā)電機(jī)的線圈固定，磁體在葉片驅(qū)動下繞線圈對稱軸轉(zhuǎn)動，已

知磁體間的磁場為勻強(qiáng)磁場，磁感應(yīng)強(qiáng)度的大小為0.2T,線圈的匝數(shù)為100、面積為Q5m2,電阻為0.6Q,

若磁體轉(zhuǎn)動的角速度為90rad/s,線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電流為50A。求：

(1)線圈中感應(yīng)電動勢的有效值E；

(2)線圈的輸出功率尸。

【答案】(1)6.4X102V;(2)3.1X104W

【詳解】(1)電動勢的最大值綜=N8So

有效值E噪

NBSco

解得E=

帶入數(shù)據(jù)得E。6.4x102V

(2)輸出電壓"=石—"

輸出功率尸=〃/

解得P=/(E-/r)

代入數(shù)據(jù)得P=3.1x104W

11.（2023?浙江?校聯(lián)考一模）如圖甲所示同一線圈在磁感應(yīng)強(qiáng)度不同的磁場中轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生圖乙所示AB、C

三種周期相同，峰值不同的正弦式交流電，其中峰值圖丙為某理想變壓器原副線圈

匝數(shù)之比為3:1,4=用，則下列說法正確的是（）

A.產(chǎn)生B和C交流電，線圈的角速度之比為1：0

B.若將電感線圈接入輸出端M、N時，線圈對C交流電的感抗最大

C.若該電源作為丙圖電路的輸入電源，則電阻耳和用產(chǎn)生的熱量之比為1：9

D.對交流電B,f=0時刻，穿過線圈的磁通量最大

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)題意可知，周期相同，則由公式7='可知，產(chǎn)生B和C交流電，線圈的角速度之比為1:1,

CD

故A錯誤；B.根據(jù)公式Xz=2?_/L可知，由于交流電4B、C周期相同，即頻率相同，則線圈對三種交流

電的感抗相等，故B錯誤；C.根據(jù)題意，設(shè)原線圈中電流為/,由電流與線圈匝數(shù)成反比可得，副線圈中

電流為3/,由公式Q=『R，可知，由于4=鳥，則電阻尺和4產(chǎn)生的熱量之比為1：9,故C正確；D.由圖

可知，7=0時刻，交流電B感應(yīng)電動勢最大，此時線圈與中性面垂直，磁通量為零，故D錯誤。

故選Co

12.（2023?天津和平?統(tǒng)考二模）如圖為交流發(fā)電機(jī)的示意圖，N、S極間的磁場可視為水平方向的勻強(qiáng)磁場,

矩形線圈ABCD在勻強(qiáng)磁場中繞垂直于磁場的軸067逆時針勻速轉(zhuǎn)動，發(fā)電機(jī)的電動勢隨時間的變化規(guī)律

為e=20sinl00R（V）,電極間接有阻值為R=10O的定值電阻，線圈電阻不計(jì)，下列說法正確的是（）

A.此交流發(fā)電機(jī)的頻率為100Hz

B.電阻R消耗的功率為40W

C.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖位置時產(chǎn)生的電流方向?yàn)锳8CD

D.當(dāng)線圈轉(zhuǎn)到如圖位置時磁通量的變化率最大

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)題意可知此交流電的頻率為/=*=50Hz,故A錯誤；B.此發(fā)電機(jī)電動勢的有效值為

E=%V=1O0V,線圈電阻不計(jì)則電阻R消耗的功率為2=《=旦=但@_0=200，故B錯誤;C.由

RR10

右手定則可知，當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的電流方向?yàn)镈CBA,故C錯誤；D.當(dāng)線圈平面轉(zhuǎn)到圖示

位置時磁通量為零，在中性面的垂面，磁通量的變化率最大，故D正確。

故選Do

考向二理想變壓關(guān)系的應(yīng)用及動態(tài)分析遠(yuǎn)距離輸電

13.（2023?廣東?高考真題）用一臺理想變壓器對電動汽車充電，該變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:2,輸出

功率為&8kW,原線圈的輸入電壓必=220缶in（100R）V。關(guān)于副線圈輸出電流的有效值和頻率正確的是（

A.20A,50HzB.2O0A,50HzC.20A,100HzD.20&A,100Hz

【答案】A

【詳解】由題可知原線圈輸入電壓的有效值為4=空塢=220V,原線圈電流為L=f=40A,副線圈輸

V25

出電流的有效值為/2=4，=20A,變壓器無法改變電流的頻率，故/=?=粵Hz=50Hz。

n2242〃

故選Ao

14.（2023?北京?高考真題）自制一個原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正

弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實(shí)際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小

燈泡正常發(fā)光的是（）

A.僅增加原線圈匝數(shù)B.僅增加副線圈匝數(shù)

C.將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍D.將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈

【答案】B

【詳解】A.由叢=今知，僅增加原線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發(fā)光，故A

〃2Uz

錯誤；B.由&=9知，僅增加副線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2增大，有可能使小燈泡正常發(fā)光，故B

幾2U2

正確；C.由a=答知，將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸

n2U2

出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故C錯誤；D.將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)，但由于原線圈的電壓

不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故D錯誤。

故選B。

15.（2023?浙江?高考真題）我國llOOkV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流，用

戶端用“逆變”設(shè)備再將直流變換成交流。下列說法正確的是（）

A.送電端先升壓再整流B.用戶端先降壓再變交流

C.llOOkV是指交流電的最大值D.輸電功率由送電端電壓決定

【答案】A

【詳解】AB.升壓和降壓都需要在交流的時候才能進(jìn)行，故送電端應(yīng)該先升壓再整流，用戶端應(yīng)該先變交

流再降壓，故A正確，B錯誤；C.llOOkV指的是交流電的有效值，故C錯誤；D.輸電的功率是由用戶

端負(fù)載的總功率來決定的，故D錯誤。

故選Ao

16.（2022?重慶?高考真題）低壓鹵素?zé)粼诩彝ル娐分惺褂脮r需要變壓器降壓。若將“12V50W”的交流鹵素

燈直接通過變壓器（視為理想變壓器）接入電壓為220V的交流電后能正常工作，則（）

A.鹵素?zé)魞啥说碾妷河行е禐?0VB.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55：3

C.流過鹵素?zé)舻碾娏鳛?.24AD.鹵素?zé)舻碾娮铻?680

【答案】B

【詳解】A.鹵素?zé)羯蠘?biāo)記的額定電壓12V即為鹵素?zé)魞啥说碾妷河行е?，A錯誤；B.根據(jù)理想變壓器的

n,U.22055p50W25

原理可知.=77k=：丁=彳，B正確；C.流過鹵素?zé)舻碾娏鳛镃錯誤；D.鹵素?zé)?/p>

n2U2123u12V6

是非線性元件，電阻隨著電壓不同而改變，D錯誤。

故選B。

17.（2022?北京?高考真題）某理想變壓器的原線圈接在220V的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為22000V,

輸出電流為300mA。該變壓器（）

A.原、副線圈的匝數(shù)之比為100：1B.輸入電流為30A

C.輸入電流的最大值為15忘AD.原、副線圈交流電的頻率之比為1：100

【答案】B

【詳解】A.原、副線圈的匝數(shù)之比為人="22011

訴=訴，故A錯誤；B.根據(jù)/=廣，可得輸入電流

?2U2ZUUU1UU為

為/I=%，2T00x300xl（r3A=30A,故B正確；C.輸入電流的最大值為二=&i=30拒A，故C錯誤;

%

D.變壓器不會改變交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1：1,故D錯誤。

故選B。

18.（2022?湖南?高考真題）如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數(shù)相同，滑動觸頭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。定值電阻明的阻值為凡滑動變阻器七的最大阻值為9R,

滑片P2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L下列說法正確的是（）

A.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，/減小，U不變

B.保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，R/消耗的功率增大

C.保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，/減小，U增大

D.保持P2位置不變，Pl向下緩慢滑動的過程中，幻消耗的功率減小

【答案】B

【詳解】AB.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6=2/凡，則變壓器原線圈的電壓有效值為5=2%=4/?,設(shè)輸入交流電的電壓有效值為U。，

則。。=4/?+/6，可得/=’保持R位置不變，已向左緩慢滑動的過程中，/不斷變大，根據(jù)歐姆

定律q=4/R,可知變壓器原線圈的電壓有效值變大，輸入電壓有效值不變，則&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R1消耗的

功率增大，故B正確，A錯誤；CD.設(shè)原副線圈的匝數(shù)比為〃，同理可得〃=“2外，則

整理可得/=，保持巳位置不變，R向下緩慢滑動的過程中，"不斷變大，貝I"變小，對&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與消耗的功率

H=叫=-2裂）），整理可得"2門總，可知〃=3時，用消耗的功率有最大

flK+1^2九+火2幾R]T--2---卜2H2

nRx

值，可知與消耗的功率先增大，后減小，故CD錯誤。

故選B。

19.（2022?山東?高考真題）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)為多

的原線圈中電壓隨時間變化為"=4cos（100m）.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12Q的電阻R接在BC兩端時，功率為12W。下列說法正確的是（）

A.如為1100匝，Um為220V

B.8c間線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為1.4A

C.若將R接在A8兩端，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

【答案】D

【詳解】A.變壓器的輸入電壓為220V,原線圈的交流電的電壓與時間成余弦函數(shù)關(guān)系，故輸入交流電壓

的最大值為22O0V,根據(jù)理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數(shù)比為;=就患，解得原線圈為2200匝，A

錯誤；B.根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時，BC間的電壓應(yīng)該為12V,故BC間的線圈匝數(shù)關(guān)系有

產(chǎn)=黑=120,BC間的線圈匝數(shù)為120匝，流過R的電流為/g=廠=不穴7=從，B錯誤；C.若將

R接在AB端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時，AB間的電壓應(yīng)該為18V。根據(jù)交流電原線圈電壓

的表達(dá)式可知，交流電的角速度為100萬，故交流電的頻率為/=4=?=50Hz,C錯誤；D.若將R接在

AC端，根據(jù)圖像可知，當(dāng)原線圈輸入220V時，AC間的電壓應(yīng)該為30V,根據(jù)歐姆定律可知，流過電阻R

的電流為〃C=°M=!?A=2.5A,交流電的周期為7=』=至=0.02$,D正確。

R12f（o

故選D。

20.（2022?天津?高考真題）（多選）如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻R,電表均為理想交流電表，a、b

接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開關(guān)$后（）

RS

C.電流表A1的示數(shù)變大D.電流表A2的示數(shù)變小

【答案】BC

【詳解】AC.閉合開關(guān)S后，負(fù)載電阻減小，匝數(shù)為%的線圈輸出功率變大，匝數(shù)為多的線圈輸入功率也

變大，a、b兩端電壓有效值不變，由々="/,可知電流表A1的示數(shù)變大，根據(jù)?=必，因也比值不變,

I2nxnx

L變大，I,變大,因此,R的發(fā)熱功率變大，故A錯誤,C正確;B.根據(jù)理想變壓器電壓比等于匝數(shù)比"=五,

U2n2

可知輸出電壓S不變，電壓表的示數(shù)不變，故B正確；D.根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)關(guān)系可得;=衛(wèi)

4%

由于匝數(shù)均保持不變，乙增大，所以增大，故電流表d的示數(shù)變大，故D錯誤。

故選BC。

21.（2022?福建?高考真題）（多選）某同學(xué)利用如圖所示電路模擬遠(yuǎn)距離輸電.圖中交流電源電壓為6V,

定值電阻凡=0=200,小燈泡L1、L?的規(guī)格均為“6V1.8W”，理想變壓器為、乙原副線圈的匝數(shù)比分

別為1：3和3：1.分別接通電路I和電路H,兩電路都穩(wěn)定工作時，（）

C.鳥上消耗的功率比此的大D.用上消耗的功率比4的小

【答案】BC

【詳解】若開關(guān)接cd端，則若電源電壓為U。，理想變壓器4、%的匝數(shù)比為友=2=%，用戶電阻為R負(fù)載,

〃]幾4

輸電線電阻為隔線，由變壓器工作原理和歐姆定律。升壓變壓器次級電壓力=?/。，降壓變壓器初級電壓

U3=U2~I2R^,降壓變壓器次級電壓a=3,?=%,I3=I2,可得輸電功率為

k%負(fù)載h

PS=U2I2=,輸電線上損耗的電功率為鼻線=4%線=/。導(dǎo)線,用戶得到的電功

K導(dǎo)線+K&負(fù)載導(dǎo)線+憶人負(fù)載）

k2U2,U2

9

率為絳載=%----,21f./R負(fù)載,若開關(guān)接ab端，則負(fù)載得到的功率尸負(fù)載=7^―r■飛出負(fù)載，輸電

（R導(dǎo)線+AR負(fù)載）（R導(dǎo)線+R負(fù)載）

C/22

線上損耗的電功率為雋線=7^-----亍不R導(dǎo)線，將%線=6=與=20。，R負(fù)載=旦。=20。,k=3帶入可知

（%線+K負(fù)載）'1用

可得練載＞舄載，即L?比L1更亮；七線＜外線，切上消耗的功率比&的大。

故選BC。

22.（2021?重慶?高考真題）某電動牙刷的充電裝置含有變壓器，用正弦交流電給此電動牙刷充電時，原線

圈兩端的電壓為220V,副線圈兩端的電壓為4.4V,副線圈的電流為1.0A,若將該變壓器視為理想變壓器，

則（）

A.原、副線圈匝數(shù)之比為25:1B.原線圈的電流為0。2A

C.副線圈兩端的電壓最大值為5VD.原、副線圈的功率之比為50:1

【答案】B

n.J22050

【詳解】A.由理想變壓器的變壓公式，可知原副線圈匝數(shù)之比為/