交變電流（二）-2025屆高考一輪物理電磁知能強化營（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火的原理圖。變壓器原線圈與蓄電池、開關組成閉合回路，開關由閉

合變?yōu)閿嚅_的瞬間，副線圈感應出上萬伏高壓，火花塞產(chǎn)生電火花，則（）

A.這個變壓器為降壓變壓器

B.開關一直閉合時火花塞兩端也有高壓

C.開關斷開，變壓器鐵芯中的磁通量減小

D.若開關接到副線圈回路，閉合開關瞬間火花塞也能產(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間關系圖象，其中前半個周期電流按正

弦規(guī)律變化，則一個周期內(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，當開關斷開時,

電阻曷和&消耗的功率相等，現(xiàn)將開關K閉合，下列說法正確的是（）

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，理想變壓器原線圈匝數(shù)

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

時副線圈匝數(shù)%=800,此時原線圈接220V的交流電源，開關K斷開后，小燈泡L（10V,

10W）正常發(fā)光。已知當小燈泡兩端的電壓低于5V時，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。下列說法正確的是（）

A.小燈泡正常發(fā)光時，電阻箱的阻值為70。

B.僅閉合開關K小燈泡不再發(fā)光

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

D.閉合開關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，原線圈電路中有定值電阻叫，阻值為29，接入電動勢為

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

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

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

說法正確的是()

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&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，兩點間接入電壓如圖乙變化的交流電源，電阻凡=10C,滑動變阻器4

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

甲乙

A.若滑動變阻器與=10Q時，電流表示數(shù)為4.4A

B.若滑動變阻器滑片向右移動時，鳥的功率逐漸減小

C.若改變滑動變阻器&阻值，使&的功率最大時，此時&=1OQ

D.若保持滑動變阻器&=《Q不變，只改變原副線圈開數(shù)比，使&功率最大時，原副線圈匝

數(shù)比為3:1

9.一交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢圖像如圖所示，該交流電通過一自耦變壓器對一電阻供

電，不計發(fā)電機內(nèi)阻.下列說法正確的是（）

O'

A.電壓表的示數(shù)為12V

B.發(fā)電機線圈中電流方向每秒鐘改變10次

C，=0.05s時發(fā)電機線圈平面與磁場方向平行

D.自耦變壓器滑片P向上滑動時，電阻R兩端電壓增大

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

導線從環(huán)形鐵芯中間穿過時，與繞在鐵芯上的線圈相連的交流電流表A指針會發(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，當用該表測50Hz的正弦式交變電流時，

A.A表中通過的交變電流頻率為100Hz

B.若A表中示數(shù)為50mA時，導線中被測電流為25A

C.若導線中通10A的恒定電流時，A表的示數(shù)為20mA

D.若只增大線圈匝數(shù)〃2,則A表的示數(shù)將變小

三、計算題

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

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

泡都恰好正常發(fā)光。求：

（1）原線圈的匝數(shù)〃1；

（2）原線圈中的電流。

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

了，如今新冠病毒在全國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

共中央應對新冠肺炎疫情工作領導小組印發(fā)《意見》在有效防控疫情的同時積極有序推進復

工復產(chǎn)。為了防止復工復產(chǎn)期間停電事故的發(fā)生，某工廠購買了一臺應急備用發(fā)電機及升壓

變壓器及降壓變壓器各一臺。如圖，發(fā)電機內(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,輸電線總電阻R=5。。工廠共36個車間，每個車間有“220V,22W”燈10

盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則：

“in2"3〃4

（1）發(fā)電機輸出功率多大？

（2）發(fā)電機電動勢多大？

（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)電機的原理圖，其矩形線圈在勻強磁場中繞垂直于磁

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

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時刻，線

圈平面與磁場方向平行，穿過每匝線圈的磁通量⑦隨時間/按圖乙所示正弦規(guī)律變化。（取

71=3.14）求：

甲乙

(1)交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值；

(2)電路中交流電壓表的示數(shù)；

(3)從圖示位置轉(zhuǎn)過90°,通過線圈的電荷量和整個回路的焦耳熱。

四、實驗題

14.在用可拆變壓器“探究變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關系”實驗中。

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

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)原線圈所接的電源應是(填“交流電”或“直流電”)；

(3)若變壓器兩線圈的匝數(shù)分別為100和200,測得的電壓分別為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&兩端電壓為則通過兩電阻的電流之比為2:1；若設通過

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

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，這個變壓器將蓄電池的低電壓轉(zhuǎn)化為上萬伏高壓，是升壓變壓器，

故A錯誤；

B.開關一直閉合時通過變壓器原線圈的電流不變，穿過鐵芯的磁通量不變，無法在副線圈感

應出感應電動勢，故B錯誤；

C.開關斷開，變壓器原線圈的電流減小，則變壓器鐵芯中的磁通量減小，故C正確；

D.若開關接到副線圈回路，穿過鐵芯的磁通量不變，無法在副線圈感應出感應電動勢，故D

錯誤。

故選C。

4.答案：B

解析：設電流的有效值為/,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.電壓表測量的是交流電的有效值，/=0.01s時其示數(shù)不為零，故A錯誤；

B.由題圖乙知交流電的周期為0.02s,每個周期內(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錯誤；

C.原、副線圈的電流之比為

人上二

121

當開關斷開時，電阻用和此消耗的功率相等，則

1/=IE

可得

R?-20Q

故c錯誤；

D.開關K閉合后，副線圈等效電阻為

R=旦&=10。

7?2+4

E、R兩端接入電壓的有效值為

[/=30^V=30V

A/2

原線圈兩端電壓為

UH&

副線圈兩端電壓為

U2=I2R'

結(jié)合

/]_n2_2

/2ni1

幺_區(qū)」

U2n22

可得原、副線圈的電流分別為

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”，=800時。,=80V,小燈泡正常發(fā)光時其阻值&=生=10。，

U2n2P

p

額定電流/=工=小，此時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項錯誤；閉合開關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,它們再與叫串聯(lián)，所以此時它們的電壓為

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,所以通過用的電流為2A+0.5A=2.5A,電壓為

2.5x40V=100V,即此時副線圈兩端的電壓。2=100V+20V=120V,由4=3可知，

U2n2

〃；=1200,C項正確；閉合開關K后，若要使小燈泡再次正常發(fā)光，設此時流過&的電流為

I,則流過鳥的電流為/+/',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,故無法通過僅調(diào)節(jié)R使小燈泡再次

正常發(fā)光，D項錯誤。

7.答案：BD

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

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

變壓器的電流比，可知原線圈的電流也增大，故與兩端的電壓增大，因交流電源的電動勢有

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

B.設原線圈的電流為，，副線圈的電流為右，則鳥的電壓為

5=1鳥

凡的電壓為

U2—，2尺2

則有

a_/國

U212R2

又

_L=Zk=,R=2母=2R,

A410

解得

幺」

U25

故B正確；

C.電源的電動勢的瞬時值表達式

e-220sin(l00兀。)V

可知

^=l(X)7irad/s

則交流電的頻率為

/=—=50Hz

2兀

因變壓器不會改變交流電的頻率，故通過此的電流的頻率始終為50Hz,故C錯誤。

D.由A項分析，可知流過原、副線圈的電流都增大，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

將滑動變阻器與變壓器作為一個整體，則等效電阻為

若滑動變阻器4=10Q時，流過原線圈的電流

220

，:U。A=4.4A

1&+&4X10+10

根據(jù)

I]%=12n2

解得

A=8.8A

A錯誤；

B.若滑動變阻器滑片向右移動時，滑動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，通過原線圈的電流減小，根據(jù)

6=//

可知，若滑動變阻器滑片向右移動時，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，當變壓器等效電阻

匕=K

結(jié)合上述有

R2=2.5Q

時，%消耗的功率最大，即若改變滑動變阻器耳阻值，使此的功率最大時，此時

R2=2.5Q

C錯誤;

D.根據(jù)上述，若保持滑動變阻器&=，Q不變，只改變原副線圈開數(shù)比，使此功率最大時，

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.電動勢有效值為

E=-^V=6A/2V

V2

則電壓表的示數(shù)為6瓜，故A錯誤;

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

10次，故B正確;

C./=0.05s時，電動勢最大，此時磁通量變化率最大，磁通量為零，則發(fā)電機線圈平面與磁

場方向平行，故C正確;

D.自耦變壓器滑片P向上滑動時，原線圈匝數(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錯誤;

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

圈電流與匝數(shù)成反比可知，若G中通過的電流為50mA,則導線中的被測電流為25A,故B

正確;

C.若導線中通過的是10A的恒定電流，變壓器不工作，副線圈中無感應電流，G中沒有電流

通過，故C錯誤;

D.根據(jù)變流比

A]/]—fir,l

若只增大線圈匝數(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，變壓器原線圈副線框輸出電壓為12V

變壓器原線闊輸入電壓q=60v

由變壓器變壓原理存」=一

%n2

可得4=900匝

（2）副線圈〃2所連單個燈泡的額定功率《=12Vxl.5A=18W

由理想變壓器輸入、輸出功率關系有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的總電流為

，3毀A*

兩個變壓器之間輸電線上的電流為

±上=4A

R~29

故輸電線上損耗的電功率

&="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)電機的電動勢

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-/圖線可知

2

B=2.0x10-2恤，r=6.28xl0-s

因為中m=5S,所以