交變電流（一）-2025屆高考物理一輪復(fù)習(xí)（含解析）

交變電流（1）——2025屆高考物理電磁

一、單選題

1.以下所列數(shù)據(jù)，不屬于交流電有效值的是（）

A.交流電表測(cè)量的示數(shù)

B.保險(xiǎn)絲標(biāo)注的額定電流規(guī)格

C.電容器標(biāo)注的耐壓值

D.電飯鍋上所標(biāo)的“220V”電壓

2.某發(fā)電廠向工廠供電，輸送的功率為尸，輸出的電壓為U,輸電線路的總電阻為若用

原、副線圈的匝數(shù)之比為1：10的理想升壓變壓器輸電，則工廠得到的功率為（）

22

二P~rP2rPrPr

A.2B.-^—TC.P--JD.P--2

lot/100。2100。210C/

3.如圖甲所示含有理想變壓器的電路中，電阻與、&的阻值分別為2Q、3。，電流表A】、

A2和電壓表V1、V2均為理想交流電表，變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2:1,a、6兩端接如圖

乙所示的交流電時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.a、b端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為u=220夜sin50”（V）

B.電壓表V］、V2示數(shù)之比為7:3

C.若增大電阻與，則&消耗的電功率變大

D.若增大原、副線圈匝數(shù)比，則電流表A】示數(shù)變大

4.某變壓器內(nèi)部示意圖如圖所示，定值電阻.、&分別連在理想變壓器原，副線圈上，且

?=4與，理想變壓器原，副線圈匝數(shù)之比為2:1,左側(cè)接線柱接在交流電源上，則與、凡的

功率之比為（）

C.l:2D.l:3

5.如圖甲所示，理想變壓器的原、副線圈匝數(shù)比%=10:1,L和L2是相同型號(hào)的白熾

燈，L與電容器C串聯(lián)，L2與帶鐵芯的線圈L串聯(lián)，V為理想交流電壓表。當(dāng)原線圈接有如

圖乙所示的正弦交變電壓時(shí)，電路穩(wěn)定后，兩只燈泡的亮度相同，貝U()

A.與副線圈并聯(lián)的電壓表在t=lxl0-2s時(shí)的示數(shù)為o

B.與副線圈并聯(lián)的電壓表在。=0.5xl(r2s時(shí)的示數(shù)為22夜V

C.當(dāng)原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00Hz時(shí)，燈泡L1變亮，燈泡L2變暗

D.當(dāng)原線圈所接正弦交變電壓的頻率變?yōu)?00Hz時(shí)，燈泡L1變暗，燈泡L?變亮

6.如圖所示是法拉第發(fā)現(xiàn)電磁感應(yīng)現(xiàn)象的裝置示意圖，軟鐵環(huán)上繞有M、N兩個(gè)線圈，匝數(shù)

比為2:3,線圈般與直流電源、開(kāi)關(guān)加相連，線圈N與電阻R、開(kāi)關(guān)S?相連。忽略一切損

耗，將S1、S2閉合穩(wěn)定后，下列說(shuō)法正確的是()

A.M、N線圈兩端電壓之比為3:2B.M,N線圈兩端電壓之比為2:3

C.R中電流由afbD.R中電流為0

二、多選題

7.在如圖所示的電路中，輸入交變電壓的瞬時(shí)值M=22夜sinl(X)7r?V),理想變壓器原、副

線圈的匝數(shù)比々：%=2：1,兩定值電阻凡、&的阻值相同。在滑動(dòng)變阻器的滑片P向上滑動(dòng)

一小段的過(guò)程中，與、&兩端電壓的變化量分別為△〃、△〃，打的電功率的變化量為

△6。下列說(shuō)法正確的是（）

A.&中電流的頻率是叫中電流頻率的2倍

=-AC/.

2

D.當(dāng)滑片P移到最上端時(shí)，用兩端的電壓為4.4V

8.如圖所示，交流發(fā)電機(jī)通過(guò)電阻不計(jì)的導(dǎo)線為右側(cè)的電路供電，電壓表和電流表均為理想

交流電表，變壓器為理想變壓器，6是原線圈的中心抽頭，副線圈兩端接有滑動(dòng)變阻器R和

小燈泡L,電阻不計(jì)的金屬線圈A3CD在磁場(chǎng)中勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。下列說(shuō)法正確的是（）

A.當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由。撥向人而其他條件不變時(shí)，穩(wěn)定后電壓表的示數(shù)增大

B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)而其他條件不變時(shí)，電流表的示數(shù)增大

C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)而其他條件不變時(shí)，小燈泡變暗

D.當(dāng)線圈ABCD的轉(zhuǎn)速增加一倍而其他條件不變時(shí)，電壓表和電流表的示數(shù)均增加一倍

9.圖甲為新能源電動(dòng)汽車的無(wú)線充電原理圖，M為匝數(shù)”=50匝、電阻r=2.0。的受電線

圈，N為送電線圈。當(dāng)送電線圈N接交變電流后，在受電線圈內(nèi)產(chǎn)生了與線圈平面垂直的磁

場(chǎng)，其磁通量。隨時(shí)間/變化的規(guī)律如圖乙。下列說(shuō)法正確的是（）

A.受電線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為10后V

B.在％時(shí)刻，受電線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)為20V

C.在白時(shí)間內(nèi)，通過(guò)受電線圈的電荷量為lx10<c

D.在4時(shí)間內(nèi)，通過(guò)受電線圈的電荷量為2xl（y2c

10.如圖甲所示為一臺(tái)小型發(fā)電機(jī)的示意圖，單匝線圈逆時(shí)針轉(zhuǎn)動(dòng)。若從中性面開(kāi)始計(jì)時(shí)，

產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)隨時(shí)間的變化規(guī)律如圖乙所示。已知發(fā)電機(jī)線圈內(nèi)阻不計(jì)，外接燈泡的電阻為

R=2Q,理想電壓表與燈泡并聯(lián)。則下列判斷正確的是（）

甲乙

A7=0.01s時(shí)，線圈位置與中性面重合

B./=0.005s時(shí)，電壓表讀數(shù)為60V

C.燈泡的電功率為18W

D.e隨/變化的規(guī)律為e=6應(yīng)sin（50m）V

三、計(jì)算題

11.用一小型交流發(fā)電機(jī)向遠(yuǎn)處用戶供電，其原理圖如圖所示，已知發(fā)電機(jī)線圈Med匝數(shù)

N=100,面積S=0.03m2,線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度。=100兀rad/s,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

近

B=—To輸電時(shí)先用升壓變壓器將電壓升高，到達(dá)用戶區(qū)再用降壓變壓器將電壓降低，之

71

后供用戶使用，輸電導(dǎo)線的總電阻火=10。，變壓器都是理想變壓器，降壓變壓器原、副線

圈的匝數(shù)比為4:羯=10:1。用戶區(qū)標(biāo)有“220V8.8kW”的電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，發(fā)電機(jī)線

圈電阻廠不可忽略。

（1）求輸電導(dǎo)線上損耗的電功率;

（2）若升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為4:%=1:8,求交流發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大

值和升壓變壓器原線圈兩端電壓；

（3）若升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為々：4=1:8,求交流發(fā)電機(jī)線圈電阻消耗的熱功率。

12.如圖所示，由N匝導(dǎo)線繞成的矩形框，從圖示位置開(kāi)始以角速度①在磁感應(yīng)強(qiáng)度大小為

3的勻強(qiáng)磁場(chǎng)中，繞對(duì)稱軸0。勻速轉(zhuǎn)動(dòng)。已知線框面積為S、總電阻為廣，外電路接有阻值

為R的電阻和理想二極管求：

O

（1）線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60。時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小e；

（2）轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中電阻H的熱功率P。

13.如圖所示，用一小型交流發(fā)電機(jī)向遠(yuǎn)處用戶供電。已知發(fā)電機(jī)線圈Med匝數(shù)N=100

匝，面積S=0.01m2,線圈勻速轉(zhuǎn)動(dòng)的角速度0=3OO7irad/s,勻強(qiáng)磁場(chǎng)的磁感應(yīng)強(qiáng)度

B=J,輸電線總電阻R=10Q,升壓、降壓變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器原、副

71

線圈匝數(shù)比為々：〃2=1:8，降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為%:%=10:1,若標(biāo)有“220V,

8.8kW”的電動(dòng)機(jī)恰能正常工作。求：

（1）輸電線路上損耗的電功率AP；

（2）交流發(fā)電機(jī)線圈的電阻廠。（結(jié)果保留一位小數(shù)）

四、實(shí)驗(yàn)題

14.如圖所示，為探究變壓器線圈兩端電壓與匝數(shù)的關(guān)系，我們把沒(méi)有用導(dǎo)線相連的線圈套

在同一閉合的鐵芯上，一個(gè)線圈連到電源的輸出端，另一個(gè)線圈連到小燈泡上，如圖所示,

試回答下列問(wèn)題：

(1)線圈應(yīng)連到學(xué)生電源的(選填“直流”、“交流”)輸出端上；

(2)將與燈泡相連的線圈拆掉部分匝數(shù)其余裝置不變繼續(xù)實(shí)驗(yàn)燈泡亮度將(選填“變

亮”、“變暗”)這說(shuō)明燈泡兩端的電壓______(選填“變大”、“變小”)；

(3)在實(shí)驗(yàn)中，測(cè)得變壓器原、副線圈的匝數(shù)分別為180匝和90匝，原線圈電壓為12V,

由此可以計(jì)算出副線圈電壓為Vo

參考答案

1.答案：C

解析：A.交流電表測(cè)量的示數(shù)是交流電的有效值，選項(xiàng)A不符合題意；

B.保險(xiǎn)絲標(biāo)注的額定電流規(guī)格是交流電的有效值，選項(xiàng)B不符合題意；

C.電容器標(biāo)注的耐壓值是交流電的最大值，選項(xiàng)C符合題意；

D.電飯鍋上所標(biāo)的“220V”電壓是交流電的有效值，選項(xiàng)D不符合題意；

故選C。

2.答案：C

解析：發(fā)電廠輸出的電流為

輸電線路上的電流為A=若

n210(7

工廠得到的功率為p=p--上二

2loot/2

故選c。

3.答案：B

解析：由圖乙可知交流電頻率/=50Hz,0=2討'=100兀，則八6端電壓的瞬時(shí)值表達(dá)式為

u=220V2sinl00^(V)，A錯(cuò)誤；變壓器原、副線圈匝數(shù)比為2:1,設(shè)電流表A1的示數(shù)為1,

則電流表A2的示數(shù)為2/，電壓表V2的讀數(shù)為。2=2次2，設(shè)原線圈兩端的電壓為U'，則

，=區(qū)=：,解得。=2力，根據(jù)歐姆定律可知，電阻與兩端的電壓為。；=用，則電壓表

V1的讀數(shù)為=U；+UL則電壓表V]、V?示數(shù)之比為*=g,B正確；增大電阻.，輸入

電壓一定，則原線圈電流表A1的示數(shù)變小，根據(jù)?=生，電流表A2的示數(shù)變小，%消耗的

電功率變小，c錯(cuò)誤；若增大原、副線圈匝數(shù)比，根據(jù)B、C選項(xiàng)的分析，原線圈電流表A]

的示數(shù)會(huì)減小，D錯(cuò)誤。

4.答案：B

解析：用的功率片￡=景

變壓器次級(jí)電壓，即&兩端電壓為。2=公。1=二

"12

&的功率X=yl=m=p

~g4&

故選Bo

5.答案：C

解析：AB.與副線圈并聯(lián)的電壓表的示數(shù)為副線圈兩端電壓的有效值，在不改變其他條件

時(shí)，其示數(shù)不變，為。2=血。1=工、鄴lv=22V

7R1041

故AB錯(cuò)誤；

CD.正弦交變電壓原頻率為

y=1=50HZ

當(dāng)頻率變?yōu)?00Hz時(shí)，容抗減小，L中電流增大，功率增大，燈泡L1變亮，感抗增大，L2

中電流減小，功率減小，燈泡L2變暗，故C正確，D錯(cuò)誤。

故選C。

6.答案：D

解析：根據(jù)題意可知，線圈”與直流電源相連，將S1、S2閉合穩(wěn)定后，線圈M產(chǎn)生恒定的

磁場(chǎng)，穿過(guò)線圈N的磁通量不變，則線圈N中無(wú)感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，無(wú)感應(yīng)電流。

故選D。

7.答案：BD

解析：A.變壓器改變的是交流電的電壓和電流，不改變頻率，A錯(cuò)誤；

B.凡和&都是定值電阻，有

MJ=MR

又由理想變壓器特點(diǎn)知原副線圈上的電流與匝數(shù)成反比，則有=1A/2

可得AH十％

B正確;

RI

C.設(shè)與兩端電壓分別為U，U'Rl,滑片上滑，副線圈電阻減小電流增大，原線圈電流增大，

用兩端電壓增大，知

△5-

其電功率的變化量為州=世上-畋上

&&&

c錯(cuò)誤；

D.當(dāng)滑片尸移到最上端時(shí)，副線圈電阻只有此，設(shè)為凡將原副線圈及副線圈電路等效為原

線圈的一個(gè)電阻R,由％=/附，U4U>A=-/2,&=/，凡

n2%

（\2

聯(lián)立可得夫'=殳鳥(niǎo)=4凡

由閉合電路歐姆定律，對(duì)原線圈電路有

。=22V=困+IR'=5困=5URI

可得與兩端的電壓為4.4V,D正確。

故選BDo

8.答案：AD

解析：A.當(dāng)單刀雙擲開(kāi)關(guān)由。撥向6而其他條件不變時(shí)，變壓器原線圈的匝數(shù)減小，根據(jù)

U2n2

可知，次級(jí)電壓變大，則穩(wěn)定后電壓表的示數(shù)增大，選項(xiàng)A正確；

B.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向下滑動(dòng)而其他條件不變時(shí)，次級(jí)電阻變大，則次級(jí)電流減小，

則初級(jí)電流減小，即電流表的示數(shù)減小，選項(xiàng)B錯(cuò)誤；

C.當(dāng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭向上滑動(dòng)而其他條件不變時(shí)，次級(jí)電阻減小，而次級(jí)電壓不變，

則次級(jí)電流變大，即小燈泡變亮，選項(xiàng)C錯(cuò)誤；

D.當(dāng)線圈ABCD的轉(zhuǎn)速增加一倍而其他條件不變時(shí)，根據(jù)

E,“=NBa）S

可知感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)的最大值增加一倍，有效值增加一倍，則次級(jí)電壓有效值增加一倍，電壓表

示數(shù)增加一倍，次級(jí)電流增加一倍，則初級(jí)電流增加一倍，即電流表的示數(shù)增加一倍，選項(xiàng)

D正確。

故選ADo

9.答案：AC

解析：A.由圖乙可知TnjpxlO-Ss

受電線圈的最大磁通量為之=2.0x107Wb

根據(jù)正弦交變電流特征可知，受電線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)最大值為

2兀_A27i

E=nd>——=50x2.0x10^x---------V=20V

mmT71x10-3

所以受電線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的有效值為

石=梟=10內(nèi)

72

故A正確;

B.由圖乙可知，％時(shí)刻磁通量變化率為0,由法拉第電磁感應(yīng)定律可知，此時(shí)受電線圈產(chǎn)生的

電動(dòng)勢(shì)為0V,故B錯(cuò)誤;

-cJ口WVE'①A<Z>

CD.1艮^§q=It=—t=n---1—TI-------

rrtr

代入數(shù)據(jù)解得

^^1.0xW2C

故C正確；D錯(cuò)誤。

故選ACo

10.答案：AC

解析：A/=0.01s時(shí)，感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)為零，線圈位置與中性面重合。故A正確;

B.電壓表讀數(shù)為有效值，由乙圖知線圈電動(dòng)勢(shì)為盤(pán)=6回

其有效值為石=華V=6V

V2

F

電路中的電流為/=7=3A

電壓表示數(shù)為U=IR=6N

故B錯(cuò)誤；

C.燈泡的電功率為尸=八氏=18W

故C正確；

D.e隨/變化的規(guī)律為0=紇用11&(\9

其中Em=60V,=y,T=0.02s

代入數(shù)據(jù)，得e=6拒sinlOCto(V)

故D錯(cuò)誤。

故選ACo

11.答案：(1)160W

(2)3000V280V

(3)640W

解析：(1)電動(dòng)機(jī)恰能正常工作，W/4=—=40A

U4

根據(jù)理想變壓器的電流與匝數(shù)的關(guān)系可知人=也

A%

解得人=4A

輸電導(dǎo)線上損耗的電功率AP=/；R

解得AP=160W

(2)發(fā)電機(jī)線圈產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值Em=NBS0

解得治=300應(yīng)V

根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知區(qū)=%

U&%

解得。3=2200V

升壓變壓器副線圈兩端電壓。2=+人氏

解得。2=2240V

根據(jù)理想變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系可知七="

U2n2

解得Ui=280V

(3)升壓變壓器原線圈輸入功率《=AP+七

解得《=8960W

又4=。/

解得/i=32A

F

發(fā)電機(jī)線圈電阻消耗的熱功率4=4E-皿=匕?-含-科

72

解得后=640W

222

田田，八1/C、n（DNBS~R

12.答案：（1）e=—NBSa）（2）P=----^―

24（7?+r）

解析：（1）矩形閉合導(dǎo)線框在磁場(chǎng)中轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生的交流電的電動(dòng)勢(shì)最大值為

Em=NBSa>

從圖示位置開(kāi)始計(jì)時(shí)，則線框中交變電流的電動(dòng)勢(shì)瞬時(shí)值表達(dá)式e=NBScocos（ot

線框從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)60。時(shí)的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)大小e=N3S?cos60。=LiVBSo

2

NBSco

（2）根據(jù)正弦式交變電流的最大值和有效值的關(guān)系可知，有效值E=

V2

二極管具有單向?qū)щ娦裕粋€(gè)周期中只有一半時(shí)間電路中有電流，根據(jù)電流的熱效應(yīng)得

R+r2R+r

解得電路中的總電壓E'=半

則電阻H的發(fā)熱功率