交變電流（二）-2025屆高考一輪物理電磁知能強(qiáng)化營(yíng)（含解析）

交變電流（2）——2025屆高考物理電磁

一、單選題

1.如圖所示，理想變壓器原副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為2:1,電阻A=&=10。，電流表和電壓表均

為理想交流電表。若電流表A的示數(shù)為1A,則電壓表V的示數(shù)為（）

A.2VB.2.5VC.4VD.10V

2.圖為某一正弦交變電流的輸出電流,則該輸出電流的有效值為（）

C.10V2AD.5A

3.如圖所示是火花塞點(diǎn)火的原理圖。變壓器原線(xiàn)圈與蓄電池、開(kāi)關(guān)組成閉合回路，開(kāi)關(guān)由閉

合變?yōu)閿嚅_(kāi)的瞬間，副線(xiàn)圈感應(yīng)出上萬(wàn)伏高壓，火花塞產(chǎn)生電火花，則（）

A.這個(gè)變壓器為降壓變壓器

B.開(kāi)關(guān)一直閉合時(shí)火花塞兩端也有高壓

C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，變壓器鐵芯中的磁通量減小

D.若開(kāi)關(guān)接到副線(xiàn)圈回路，閉合開(kāi)關(guān)瞬間火花塞也能產(chǎn)生電火花

4.如圖所示為某種周期性變化的交變電流的電流一時(shí)間關(guān)系圖象，其中前半個(gè)周期電流按正

弦規(guī)律變化，則一個(gè)周期內(nèi)該電流的有效值為（）

。與。

5.如圖甲所示，電壓表和電流表均為理想電表，理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為1:2,定值

電阻用=50、&與&的阻值相等，E、R兩端接入如圖乙所示的交流電源，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí),

電阻曷和&消耗的功率相等，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)K閉合，下列說(shuō)法正確的是（）

B.電流表中電流方向每秒改變50次

C.R]=10Q

D.電源的輸出功率為120W

二、多選題

6.如圖所示的電路中，定值電阻N=40Q,7?2=10Q,R為電阻箱，理想變壓器原線(xiàn)圈匝數(shù)

為々=2200,副線(xiàn)圈匝數(shù)%可以通過(guò)滑片P調(diào)節(jié)，其最大值為1500匝。當(dāng)滑片在圖中位置

時(shí)副線(xiàn)圈匝數(shù)%=800,此時(shí)原線(xiàn)圈接220V的交流電源，開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)后，小燈泡L（10V,

10W）正常發(fā)光。已知當(dāng)小燈泡兩端的電壓低于5V時(shí)，它將不再發(fā)光，小燈泡的阻值為定

值，不隨電壓發(fā)生變化。下列說(shuō)法正確的是（）

A.小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電阻箱的阻值為70。

B.僅閉合開(kāi)關(guān)K小燈泡不再發(fā)光

C.閉合開(kāi)關(guān)KB,僅將4調(diào)至1200匝可使小燈泡恰好發(fā)光

D.閉合開(kāi)關(guān)K后，僅調(diào)節(jié)R可使小燈泡再次正常發(fā)光

7.如圖所示的理想變壓器，原線(xiàn)圈電路中有定值電阻叫，阻值為29，接入電動(dòng)勢(shì)為

e=220sin(W0MV的交流電源，內(nèi)阻不計(jì)。副線(xiàn)圈電路中定值電阻&和滑動(dòng)變阻器a串

聯(lián)，%的阻值和滑動(dòng)變阻器的最大阻值均為凡，原、副線(xiàn)圈的匝數(shù)比為10：1，電壓表和電流

表均為理想交流電表。在滑動(dòng)變阻器滑片P從最上端緩慢向下滑動(dòng)至最下端的過(guò)程中，下列

說(shuō)法正確的是()

A.電壓表和電流表的示數(shù)均逐漸變大

B.&兩端電壓與耳兩端電壓之比始終為1:5

C.通過(guò)&的電流的頻率始終為5Hz

D.凡和凡消耗的總功率逐漸增大

8.如圖甲所示，兩點(diǎn)間接入電壓如圖乙變化的交流電源，電阻凡=10C,滑動(dòng)變阻器4

初始狀態(tài)電阻為10Q,理想變壓器原、副線(xiàn)圈匝數(shù)比為2:1,貝U()

甲乙

A.若滑動(dòng)變阻器與=10Q時(shí)，電流表示數(shù)為4.4A

B.若滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，鳥(niǎo)的功率逐漸減小

C.若改變滑動(dòng)變阻器&阻值，使&的功率最大時(shí)，此時(shí)&=1OQ

D.若保持滑動(dòng)變阻器&=《Q不變，只改變?cè)本€(xiàn)圈開(kāi)數(shù)比，使&功率最大時(shí)，原副線(xiàn)圈匝

數(shù)比為3:1

9.一交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖像如圖所示，該交流電通過(guò)一自耦變壓器對(duì)一電阻供

電，不計(jì)發(fā)電機(jī)內(nèi)阻.下列說(shuō)法正確的是（）

O'

A.電壓表的示數(shù)為12V

B.發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈中電流方向每秒鐘改變10次

C，=0.05s時(shí)發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈平面與磁場(chǎng)方向平行

D.自耦變壓器滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電阻R兩端電壓增大

10.鉗形電流表是一種測(cè)量交變電流的儀表，其工作原理如圖所示。當(dāng)通有交變電流的單匝

導(dǎo)線(xiàn)從環(huán)形鐵芯中間穿過(guò)時(shí)，與繞在鐵芯上的線(xiàn)圈相連的交流電流表A指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不

考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知丐=500匝，當(dāng)用該表測(cè)50Hz的正弦式交變電流時(shí)，

A.A表中通過(guò)的交變電流頻率為100Hz

B.若A表中示數(shù)為50mA時(shí)，導(dǎo)線(xiàn)中被測(cè)電流為25A

C.若導(dǎo)線(xiàn)中通10A的恒定電流時(shí)，A表的示數(shù)為20mA

D.若只增大線(xiàn)圈匝數(shù)〃2,則A表的示數(shù)將變小

三、計(jì)算題

11.在如圖所示的電路中，理想變壓器的原線(xiàn)圈輸入電壓有效值為60V的正弦交流電，通過(guò)

副線(xiàn)圈向10只標(biāo)有“12V,L5A”的并聯(lián)燈泡供電，副線(xiàn)圈匝數(shù)％為180匝。電路接通后，燈

泡都恰好正常發(fā)光。求：

（1）原線(xiàn)圈的匝數(shù)〃1；

（2）原線(xiàn)圈中的電流。

12.2020年屬于不平凡的一年，原本屬于全國(guó)人民的新春佳節(jié)卻被一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情打破

了，如今新冠病毒在全國(guó)白衣天使和所有工作人員的共同努力下得到了有效的遏制，根據(jù)中

共中央應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組印發(fā)《意見(jiàn)》在有效防控疫情的同時(shí)積極有序推進(jìn)復(fù)

工復(fù)產(chǎn)。為了防止復(fù)工復(fù)產(chǎn)期間停電事故的發(fā)生，某工廠(chǎng)購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)及升壓

變壓器及降壓變壓器各一臺(tái)。如圖，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻為1C,升壓變壓器匝數(shù)比為1:10,降壓變壓

器匝數(shù)比9:1,輸電線(xiàn)總電阻R=5。。工廠(chǎng)共36個(gè)車(chē)間，每個(gè)車(chē)間有“220V,22W”燈10

盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則：

“in2"3〃4

（1）發(fā)電機(jī)輸出功率多大？

（2）發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)多大？

（3）輸電的效率是多少？

13.圖甲所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線(xiàn)圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁

場(chǎng)方向的固定軸按如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線(xiàn)圈的匝數(shù)〃=50匝，電阻廠(chǎng)=20,線(xiàn)圈的兩端

經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，阻值R=8O,與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。在，=0時(shí)刻，線(xiàn)

圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線(xiàn)圈的磁通量⑦隨時(shí)間/按圖乙所示正弦規(guī)律變化。（取

71=3.14）求：

甲乙

(1)交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值；

(2)電路中交流電壓表的示數(shù)；

(3)從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)90°,通過(guò)線(xiàn)圈的電荷量和整個(gè)回路的焦耳熱。

四、實(shí)驗(yàn)題

14.在用可拆變壓器“探究變壓器電壓與線(xiàn)圈匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中。

(1)變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)和材料應(yīng)選用(選填選項(xiàng)前的字母)；

A.整塊的硅鋼鐵芯

B.涂有絕緣漆的銅片疊成

C.涂有絕緣漆的硅鋼片疊成

(2)原線(xiàn)圈所接的電源應(yīng)是(填“交流電”或“直流電”)；

(3)若變壓器兩線(xiàn)圈的匝數(shù)分別為100和200,測(cè)得的電壓分別為3.7V和8.0V。據(jù)此可知

該變壓器是(填“升壓”或“降壓”)變壓器。

參考答案

1.答案：c

解析：根據(jù)變壓器電壓和匝數(shù)的關(guān)系可知，輸入電壓與輸出電壓之比為

:。2=2：1

則電阻與兩端電壓為■，電阻&兩端電壓為則通過(guò)兩電阻的電流之比為2:1；若設(shè)通過(guò)

電阻&的電流為A,則通過(guò)電阻8的電流為2/2,根據(jù)電流和匝數(shù)的關(guān)系可知，原線(xiàn)圈的輸

入電流為區(qū)，因電流表示數(shù)為1A,則

2

"+2/,=1A

22

即

I2=0.4A

電壓表示數(shù)為

U2=12Kl=4V

故選C。

2.答案：B

解析：根據(jù)有效值的定義正弦交變電流有效值為

/=與=5島

V2

故選B。

3.答案：C

解析：A.根據(jù)題意可知，這個(gè)變壓器將蓄電池的低電壓轉(zhuǎn)化為上萬(wàn)伏高壓，是升壓變壓器，

故A錯(cuò)誤；

B.開(kāi)關(guān)一直閉合時(shí)通過(guò)變壓器原線(xiàn)圈的電流不變，穿過(guò)鐵芯的磁通量不變，無(wú)法在副線(xiàn)圈感

應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故B錯(cuò)誤；

C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，變壓器原線(xiàn)圈的電流減小，則變壓器鐵芯中的磁通量減小，故C正確；

D.若開(kāi)關(guān)接到副線(xiàn)圈回路，穿過(guò)鐵芯的磁通量不變，無(wú)法在副線(xiàn)圈感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故D

錯(cuò)誤。

故選C。

4.答案：B

解析：設(shè)電流的有效值為/,根據(jù)有效值的定義可得尸=[考]R.g+（2/o）2R.：,解得

/=—7,故B正確。

20

5.答案：D

解析：A.電壓表測(cè)量的是交流電的有效值，/=0.01s時(shí)其示數(shù)不為零，故A錯(cuò)誤；

B.由題圖乙知交流電的周期為0.02s,每個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，變壓器不改變交流電的

周期，因此電流表中電流方向每秒改變100次，故B錯(cuò)誤；

C.原、副線(xiàn)圈的電流之比為

人上二

121

當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電阻用和此消耗的功率相等，則

1/=IE

可得

R?-20Q

故c錯(cuò)誤；

D.開(kāi)關(guān)K閉合后，副線(xiàn)圈等效電阻為

R=旦&=10。

7?2+4

E、R兩端接入電壓的有效值為

[/=30^V=30V

A/2

原線(xiàn)圈兩端電壓為

UH&

副線(xiàn)圈兩端電壓為

U2=I2R'

結(jié)合

/]_n2_2

/2ni1

幺_區(qū)」

U2n22

可得原、副線(xiàn)圈的電流分別為

4=4A

/2=2A

因此電源的輸出功率為

P=UI、=120W

故D正確。

故選D。

6.答案：BC

解析：由幺=以可知，當(dāng)”，=800時(shí)。,=80V,小燈泡正常發(fā)光時(shí)其阻值&=生=10。，

U2n2P

p

額定電流/=工=小，此時(shí)電阻箱與小燈泡和與串聯(lián)，所以電阻箱的阻值

UL

R=U2-U；-I&=30Q,A項(xiàng)錯(cuò)誤；閉合開(kāi)關(guān)KB,電阻箱與小燈泡串聯(lián)后與&并聯(lián)，它們

的總電阻R=（"+&）胃=8Q,它們?cè)倥c叫串聯(lián)，所以此時(shí)它們的電壓為

總H+4+&

。烏區(qū)=竺丫，而。［=。:一^=Wv<5V,所以小燈泡不發(fā)光，B項(xiàng)正確；若要

總R息+&338+R3

小燈泡恰好發(fā)光，其電壓U0=5V,電流/°=0.5A,則此時(shí)電阻箱的電壓為1°R=15V,4的

電壓為Uo+1°R=2OV,電流為三A=2A,所以通過(guò)用的電流為2A+0.5A=2.5A,電壓為

2.5x40V=100V,即此時(shí)副線(xiàn)圈兩端的電壓。2=100V+20V=120V,由4=3可知，

U2n2

〃；=1200,C項(xiàng)正確；閉合開(kāi)關(guān)K后，若要使小燈泡再次正常發(fā)光，設(shè)此時(shí)流過(guò)&的電流為

I,則流過(guò)鳥(niǎo)的電流為/+/',故有。2=（/+/'）?+/&，解得/'=0.8A,即電阻箱與小燈泡

的總電壓為/'R2=8V,而小燈泡正常發(fā)光的電壓為10V,故無(wú)法通過(guò)僅調(diào)節(jié)R使小燈泡再次

正常發(fā)光，D項(xiàng)錯(cuò)誤。

7.答案：BD

解析：A.在滑動(dòng)變阻器滑片尸從最上端緩慢向下滑動(dòng)至最下端的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的有效

值減小，則副線(xiàn)圈的總電阻減小，所以副線(xiàn)圈的電流增大，即電流表的示數(shù)逐漸增大；根據(jù)

變壓器的電流比，可知原線(xiàn)圈的電流也增大，故與兩端的電壓增大，因交流電源的電動(dòng)勢(shì)有

效值不變，所以原線(xiàn)圈兩端的電壓變小，故電壓表的示數(shù)逐漸減小，故A錯(cuò)誤；

B.設(shè)原線(xiàn)圈的電流為，，副線(xiàn)圈的電流為右，則鳥(niǎo)的電壓為

5=1鳥(niǎo)

凡的電壓為

U2—，2尺2

則有

a_/國(guó)

U212R2

又

_L=Zk=,R=2母=2R,

A410

解得

幺」

U25

故B正確；

C.電源的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式

e-220sin(l00兀。)V

可知

^=l(X)7irad/s

則交流電的頻率為

/=—=50Hz

2兀

因變壓器不會(huì)改變交流電的頻率，故通過(guò)此的電流的頻率始終為50Hz,故C錯(cuò)誤。

D.由A項(xiàng)分析，可知流過(guò)原、副線(xiàn)圈的電流都增大，根據(jù)

P=「R

可知.和&消耗的總功率逐漸增大，故D正確。

故選BDo

8.答案：BD

解析：A.電源的有效值

220旅

U=二V=220V

°nV2

將滑動(dòng)變阻器與變壓器作為一個(gè)整體，則等效電阻為

若滑動(dòng)變阻器4=10Q時(shí)，流過(guò)原線(xiàn)圈的電流

220

，:U。A=4.4A

1&+&4X10+10

根據(jù)

I]%=12n2

解得

A=8.8A

A錯(cuò)誤；

B.若滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻增大，根據(jù)上述，等效電阻增大，根

據(jù)

&+&

可知，通過(guò)原線(xiàn)圈的電流減小，根據(jù)

6=//

可知，若滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，用的功率逐漸減小，B正確;

C.變壓器不消耗功率，將電阻與等效為電源的內(nèi)阻，當(dāng)變壓器等效電阻

匕=K

結(jié)合上述有

R2=2.5Q

時(shí)，%消耗的功率最大，即若改變滑動(dòng)變阻器耳阻值，使此的功率最大時(shí)，此時(shí)

R2=2.5Q

C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)上述，若保持滑動(dòng)變阻器&=，Q不變，只改變?cè)本€(xiàn)圈開(kāi)數(shù)比，使此功率最大時(shí)，

則有

/、2f、2

二4

夫2=—Q=7?,=10Q

91

解得

4_3

n21

D正確。

故選BDo

9.答案：BC

解析：A.電動(dòng)勢(shì)有效值為

E=-^V=6A/2V

V2

則電壓表的示數(shù)為6瓜，故A錯(cuò)誤;

B.由圖可知周期為0.2s,一個(gè)周期電流方向改變兩次，則發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈中電流方向每秒鐘改變

10次，故B正確;

C./=0.05s時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)磁通量變化率最大，磁通量為零，則發(fā)電機(jī)線(xiàn)圈平面與磁

場(chǎng)方向平行，故C正確;

D.自耦變壓器滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，原線(xiàn)圈匝數(shù)增大，根據(jù)

u昔5

可知電阻R兩端電壓減小，故D錯(cuò)誤。

故選BC-

10.答案：BD

解析：A.鉗形電流表不改變電流的頻率，故A錯(cuò)誤;

B.分析題意可知，原線(xiàn)圈的匝數(shù)：4=1匝，副線(xiàn)圈匝數(shù)：％=50。匝，根據(jù)變壓器原、副線(xiàn)

圈電流與匝數(shù)成反比可知，若G中通過(guò)的電流為50mA,則導(dǎo)線(xiàn)中的被測(cè)電流為25A,故B

正確;

C.若導(dǎo)線(xiàn)中通過(guò)的是10A的恒定電流，變壓器不工作，副線(xiàn)圈中無(wú)感應(yīng)電流，G中沒(méi)有電流

通過(guò)，故C錯(cuò)誤;

D.根據(jù)變流比

A]/]—fir,l

若只增大線(xiàn)圈匝數(shù)內(nèi)，小々不變，則鉗形電流表的示數(shù)A將變小，故D正確。

故選BDo

11.答案：（1）〃]=900匝（2）/]=3A

解析：（1）燈泡都恰好正常發(fā)光，變壓器原線(xiàn)圈副線(xiàn)框輸出電壓為12V

變壓器原線(xiàn)闊輸入電壓q=60v

由變壓器變壓原理存」=一

%n2

可得4=900匝

（2）副線(xiàn)圈〃2所連單個(gè)燈泡的額定功率《=12Vxl.5A=18W

由理想變壓器輸入、輸出功率關(guān)系有U/=10￡

解得4=3A

12.答案：(1)8000W(2)240V(3)99%

解析：（1）根據(jù)題意，所有燈都正常工作的總功率為

舄=36義10x22W=7920W

用電器都正常工作時(shí)的總電流為

，3毀A*

兩個(gè)變壓器之間輸電線(xiàn)上的電流為

±上=4A

R~29

故輸電線(xiàn)上損耗的電功率

&="R=42x5W=80W

升壓變壓器的輸出功率為

6=4+舄=（80+7920）W=8000W

而發(fā)電機(jī)輸出功率即為升壓變壓器的輸入功率

《=￡=8000W

（2）降壓變壓器上的輸入電壓

U3=9。4=1980V

輸電線(xiàn)上的電壓損失為

R

UK=IKRR=20V

因此升壓變壓器的輸出電壓為

。2=%+。3=2000V

升壓變壓器的輸入電壓為

q=^=2oov

升壓變壓器的輸入電流為

4=104=40A

發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)

E=j=200V+40xIV=240V

（3）輸電的效率

p7920

=x100%=----------X100%=99%

%出200x40

13.答案：（1）100V

（2）40瓜

（3）0.1C,7.85J

解析：（1）由⑦-/圖線(xiàn)可知

2

B=2.0x10-2恤，r=6.28xl0-s

因?yàn)橹衜=5S,所以