2023年高考物理二輪復(fù)習(xí)：恒定電流與交變電流（含解析）

專題09恒定電流與交變電流

一、單選題

1.（2022?江蘇,模擬預(yù)測）智能手機有自動調(diào)節(jié)屏幕亮度的功能，光照強度變大時屏幕變亮，反之變暗。

圖中電路元件R/、心中一個為定值電阻，另一個為光敏電阻（其有“阻值隨光照強度的減小而增大”這一

特性）。該電路可實現(xiàn)"有光照射光敏電阻時小燈泡變亮，反之變暗”這一功能。由分析可得下列說法正

確的是（）

A.R為定值電阻，處為光敏電阻

B.R?為定值電阻，處為光敏電阻

C.有光照射時電源的輸出功率一定增大

D.沒有光照射時電源的效率比有光照射時電源的效率低

【答案】B

【詳解】A.若凡是光敏電阻，光照射上時，心阻值減小，則電路總電阻減小，總電流增大，電源內(nèi)電

壓增大、外電壓減小，流過尺和小燈泡的電流減小，燈泡的實際功率變小，小燈泡變暗，A錯誤；

B.若處是光敏電阻，光照射?時，后阻值減小，則電路總電阻減小，總電流增大，電源內(nèi)電壓增大、外

電壓減小，處兩端電壓減小，流過艮的電流減小，流過必和小燈泡的電流增大，小燈泡的實際功率變大,

小燈泡變亮，B正確；

C.由以上分析知以為光敏電阻，則

R_（，1+距）-2

外凡+R燈+火2

當R外時電源輸處功率最大，但各個電阻具體參數(shù)未知，無法確定出R外與r的大小關(guān)系，則無法判

斷有光照射時電源的輸出功率是否一定增大，C錯誤；

D.電源的效率為

〃="/總一"總'*100%=（1-—）x100%

EI總E

當有光照時處減小，則R總減小，故//曾大，貝叼減小，則沒有光照射時電源的效率比有光照射時電源的

效率高，D錯誤。

故選Bo

2.（2022?廣東,模擬預(yù)測）如圖所示電路，兩電源電動勢分別為耳、與，內(nèi)阻分別為4、4,且％=&,

n>r2,R為滑動變阻器，P為滑動變阻器滑片，燈泡電阻可認為不變?，F(xiàn)閉合開關(guān)斯，單刀雙擲開關(guān)S?接

1時，燈泡均正常發(fā)光，則下列說法中錯誤的是（）

A.若滑片P向下滑動，則L2變亮，L3變暗

B.若滑片P向下滑動，則L變暗，L?變亮

C.若將單刀雙擲開關(guān)昆切換至2,則L、L2XL3均變亮

D.若將單刀雙擲開關(guān)S?切換至2,則電源的輸出功率可能變小

【答案】D

【詳解】AB.將滑動變阻器的滑片P向下調(diào)節(jié)，變阻器接入電路的電阻變大，R與燈L2并聯(lián)的部分電阻變

大，外電路總電阻變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律分析得知，干路電流/減小，Ls燈泡亮度變暗；

路端電壓U變大，Ls燈兩端的電壓S變小，尺與燈L,并聯(lián)電路的電壓

?！霾?/p>

U增大,S減小，則U”曾大，燈Lz變亮；

流過L的電流

/減小，Z?增大，//減小，燈泡L1二度變暗,AB正確；

CD.若將單刀雙擲開關(guān)S?切換至2,電源電動勢不變，內(nèi)電阻變小，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知

Z=—^―

4卜

電路干路電流增大，外電路電壓變大，外電路各用電器阻值不變，故各支路電流增大，燈泡L-L2,L3均

變亮，C正確；

pm=「R外

電路總電流增大，路端電阻不變，輸出功率一定增大，D錯誤。

本題選擇錯誤的，故選D。

3.(2022?遼寧丹東二模)如圖所示電路，三個定值電阻4、與、&的阻值之比為123。當在/、3之間

接入一穩(wěn)壓電源，在C、。之間接入一電容器時，電容器的帶電量為2?，F(xiàn)將電源、電容器的位置互調(diào)，

此時電容器的帶電量為2,貝U()

A°-----ZL-----°D

A.a>e2

B.Q2>Qt

C.電源、電容器的位置互調(diào)后，短路電阻片，電容器所帶電量將減小

D.電源、電容器的位置互調(diào)后，短路電阻4，電容器所帶電量將增大

【答案】A

【詳解】AB.假定該穩(wěn)壓電源的電動勢為E,當在/、8之間接入一穩(wěn)壓電源時，電路如圖所示,

4』_2

』一&+R?”_一§

同理當在C、。之間接入一穩(wěn)壓電源時，有

為ExC=2EC

凡+R15

可知有

e2<fl

故A正確，B錯誤；

CD.電源、電容器的位置互調(diào)后，電路結(jié)構(gòu)為：處與電容器串聯(lián)然后與凡并聯(lián)，再與心串聯(lián)，并沒有短

路電阻處，故CD錯誤。

故選Ao

4.（2022?安徽,模擬預(yù)測）如圖為一電源電動勢為￡,內(nèi)阻為廠的穩(wěn)定電路。電壓表A的內(nèi)阻為5kQ。B為

靜電計，a，C,為兩個理想的電容器且耐壓值足夠高。在開關(guān)閉合一段時間后，下列說法正確的是（）

A.J上電荷量為0

B.若將滑動變阻器滑片向右滑，則C,上電荷量增大

C.若Q>Cz，則電壓表兩端大于靜電計兩端電壓

D.將S斷開，使C?兩極距離增大，B張角減小

【答案】A

【詳解】A.由于電壓表兩端沒有電壓，電容器Q沒有被充電，電量為零，故A正確；

B.電路穩(wěn)定后，電容器C2的電壓等于電源的電動勢，保持不變，將變阻器滑動觸頭P向右滑動，電容器

G的電壓不變，電量不變，故B錯誤；

C.由于靜電計的兩個電極是彼此絕緣的，電壓表是由電流表改裝成的，電路穩(wěn)定后，電路中沒有電流，

電壓表兩端沒有電壓，而電容器Q充電，兩端存在電壓。所以電壓表兩端的電勢差小于靜電計兩端的電勢

差，故C錯誤；

D.將電鍵S斷開，電容器的電量0不變，板間距離增大，電容C減小，由公式C=5分析可知，板間電

壓增大，靜電計張角增大，故D錯誤；

故選Ao

5.（2022?重慶?高考真題）低壓鹵素燈在家庭電路中使用時需要變壓器降壓。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.鹵素燈兩端的電壓有效值為6&VB.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為55:3

C.流過鹵素燈的電流為0.24AD.鹵素燈的電阻為968fl

【答案】B

【詳解】A.鹵素燈上標記的額定電壓12V即為鹵素燈兩端的電壓有效值，A錯誤；

B.根據(jù)理想變壓器的原理可知

4220_55

n2U2123

B正確；

C.流過鹵素燈的電流為

P50W^A

U12V6

C錯誤；

D.鹵素燈是非線性元件，電阻隨著電壓不同而改變，D錯誤。

故選Bo

6.（2022?廣東?模擬預(yù)測）圖甲中理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1,電阻R=10Q,匕、L?為規(guī)格相同

的兩只小燈泡。原線圈接一個經(jīng)雙可控硅調(diào)節(jié)后的電壓U,。隨時間f的變化規(guī)律如圖乙所示，正弦交流

電的每一個二分之一周期中，前四分之一周期電壓被截去。現(xiàn)將S八力、S3閉合，此時L?正常發(fā)光。下列

說法錯誤的是（）

C.只斷開S3后，L,能正常發(fā)光D.只斷開S后，原線圈的輸入功率減小

【答案】B

【詳解】A.令輸入電壓的有效值為根據(jù)正弦式交流電的有效值與有效值的定義

R2R

解得

Ui=10V

故A正確；

B.根據(jù)理想變壓器的電壓匝數(shù)關(guān)系

解得副線圈兩端電壓

U2="5=-xlOV=5V

n,2

則R消耗的電功率為

P=J=2.5W

R

故B錯誤；

C.只斷開S3后，Lz電壓不受影響，L2正常發(fā)光，故C正確；

D.只斷開，后，負載電阻變大，輸出電壓不變，根據(jù)

輸出功率減小，則輸入功率也減小，故D正確。

故選Bo

7.（2022.遼寧,一模）在工業(yè)用電的線路中常常有很大的交流電流，交流電流表的量程小于待測的電流,

為了測量大電流可以使用電流互感器。電流互感器的工作原理與變壓器是一致的，則下列說法正確的是

（）

A.電流互感器的原線圈匝數(shù)小于副線圈的匝數(shù)，原線圈要串聯(lián)在交流電路中

B.電流互感器的原線圈匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)，原線圈要串聯(lián)在交流電路中

C.電流互感器的原線圈匝數(shù)小于副線圈的匝數(shù)，原線圈要并聯(lián)在交流電路中

D.電流互感器的原線圈匝數(shù)大于副線圈的匝數(shù)，原線圈要并聯(lián)在交流電路中

【答案】A

【詳解】由題意知，副線圈的電流應(yīng)小于原線圈的電流，根據(jù)

知副線圈匝數(shù)應(yīng)大于大于原線圈匝數(shù)，電流互感器應(yīng)串聯(lián)接入電路中，故A正確，BCD錯誤。

故選Ao

8.（2022?福建福建一模）工廠檢驗電動機的質(zhì)量時，要用到1千多伏電壓可調(diào)的高壓電。利用一個自耦

變壓器和一個升壓變壓器可滿足這個要求。如圖為自耦變壓器部分示意圖，已知該自耦變壓器可視為理想

變壓器，線圈總匝數(shù)為1250匝，其中原線圈為1100匝，接在有效值為220V的交流電源上，則輸出端

可以得到最高電壓是（）

220V

A.193.6VB.1936VC.250VD.2500V

【答案】C

【詳解】對于自耦變壓器，若要計算輸出的最大電壓，只需滿足副線圈為1250匝時，由變壓器兩端的電

壓與匝數(shù)成正比，即有

UAB="U=^^x220V=250V

ABn,1100

故選Co

9.（2022?廣東?模擬預(yù)測）如圖，用兩臺理想變壓器進行遠距離輸電，第一臺升壓變壓器原線圈的電壓恒

定不變。當輸送功率為尸。時，降壓變壓器輸出端用戶可得到的功率為Q99P。。為了能輸送更大的電功率，

將兩臺變壓器之間的線路更換，新線路電阻為原線路電阻的一半，其他輸電設(shè)備不變。線路中電能的損失

除兩變壓器之間的電線發(fā)熱外，其他損失不計，升壓變壓器原線圈輸入電壓恒定。關(guān)于該新的輸電線路，

下列說法正確的是（）

線路電阻

用

升壓變壓器降壓變壓器

A.若實際輸送功率是2P0,則輸電線損失功率為0。1馬

B.若實際輸送功率是2P。,則輸電線損失功率為O.O2Po

C.若用戶實際功率是1.98P0,則實際輸送的總功率為2.02Po

D.若用戶實際功率是0.99P。，則實際輸送的總功率為

【答案】B

【詳解】AB.對于原輸電線路，輸送的電功率為耳，用戶可得到的功率為0.99兄，則原輸電線路上損失的

電功率為0.01《。設(shè)升壓變壓器副線圈的電壓為U,原輸電線路的總電阻為心有

0.0叫=

更換新的輸電線后，設(shè)輸送功率為P,由于升壓變壓器原線圈輸入電壓恒定，故副線圈輸出電壓不變，輸

p

電線上的電流為輸電線路損失的功率為

若實際輸送功率是2坊時,

辱=0.02尸。

A項錯誤，B項正確；

C.用戶得到的功率與輸送功率之間的關(guān)系為

心戶-TA嗎

若用戶的實際功率為1.98片，則此時實際輸送的總功率為2《，C項錯誤；

D.若實際輸送的總功率為［時，則損失的功率

2

練=|x1=0.005《

用戶得到的實際功率應(yīng)0.9951，故D項錯誤。

故選Bo

10.（2022?寧夏?石嘴山市第三中學(xué)模擬預(yù)測）北京奧運場館的建設(shè)體現(xiàn)了“綠色奧運”的理念。國家體育

館‘‘鳥巢"隱藏著一座年發(fā)電量比較大的太陽能光伏發(fā)電系統(tǒng)，假設(shè)該發(fā)電系統(tǒng)的輸出電壓恒為250V,

通過理想變壓器向遠處輸電，如圖，輸電線的總電阻為8。，升壓變壓器工原、副線圈匝數(shù)比為1：16,下列

說法正確的是（）

A.若用戶消耗功率減少，則升壓變壓器工輸出電壓6減小

B.若用戶消耗功率增加，則用戶電路兩端電壓以增大

C.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為1x105w,則輸電線損失的功率為5x103w

D.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為1x105w,用戶獲得220V電壓，則降壓變壓器匚原、副線圈的匝數(shù)比為200:11

【答案】C

【詳解】A.根據(jù)理想變壓器變壓規(guī)律可知

%=16U]=4000V

雖然用戶消耗功率減少，但因為S始終不變，所以S始終不變，故A錯誤；

B.若用戶消耗功率增加，則發(fā)電系統(tǒng)輸出功率一定增大，「原線圈電流力增大，根據(jù)理想變壓器變流規(guī)

律可知副線圈電流Z?也增大，即輸電電流增大，又因為

U3=U2-I2r

并且S不變,所以5減小，則口減小，故B錯誤；

CD.若該發(fā)電系統(tǒng)輸送功率為4=1x105w,則「原線圈電流為

/,=—=400A

5

工副線圈電流，即輸電電流為

，2=2/1=25A

n2

輸電線損失的功率為

AP=Z1r=5X103W

丁2原線圈電壓為

C/3=C/2-/2r=3800V

所以降壓變壓器T?原、副線圈的匝數(shù)比為

n3U3190

丁「TT

故C正確，D錯誤。

故選Co

二、多選題

11.（2022?天津模擬預(yù)測）如圖所示，片是光敏電阻（光照增強，電阻減小），C是電容器，&是定值電

阻。閉合開關(guān)，當4受到的光照強度減弱時（）

A.電源兩端電壓減小B.光敏電阻用兩端的電壓增大

C.通過電阻凡的電流增大D.電容器C所帶的電荷量減小

【答案】BD

【詳解】c.當A受到的光照強度減弱，則光敏電阻4阻值變大，根據(jù)閉合電路歐姆定律

i=——-——

/+R]+7?2

可知，回路中的電流減小，則通過電阻凡的電流減小，故C錯誤；

A.回路中的電流減小，則根據(jù)閉合電路歐姆定律

U=E-Ir

可知，路端電壓增大，即電源兩端電壓增大，故A錯誤；

D.電阻此的電壓為

U2=IR2

則回路中的電流減小，電阻凡的電壓減小，故電容器C的電壓減小，根據(jù)

Q=CU2

可知，電容器。所帶的電荷量減小，故D正確；

B.根據(jù)電路中的電壓關(guān)系有

U=UX+U2

由于路端電壓。增大，而電阻用的電壓S減小，則光敏電阻A兩端的電壓偽增大，故B正確。

故選BDO

12.（2022?山西省翼城中學(xué)校模擬預(yù)測）某無級充電裝置的原理如圖所示，該裝置主要由供電線圈和受電

線圈組成，可等效為一個理想變壓器，從受電線圈輸出的交流電經(jīng)過轉(zhuǎn)化裝置變?yōu)橹绷麟娊o電池充電。已

知供電線圈匝數(shù)大于受電線圈匝數(shù)，供電線路中保護電阻R=50Q,其余電阻不計。充電時，供電線圈接有

效值。。=220V的正弦交流電，受電線圈cd端的輸出電壓4=20V、輸出電流/?=4A,下列說法正確的

是（）

充

電

電

池

A.ct/端電壓的最大值為20血V

B.供電線圈和受電線圈匝數(shù)比為10：1

C.充電時，成端的輸入功率為80W

D.若輸入端ab接220V直流電，也能進行充電

【答案】AB

【詳解】A.cd端輸出電壓為正弦交流電壓，最大值為有效值的加倍，即20后V,故A正確；

B.由變壓器電壓與匝數(shù)的關(guān)系得

U§-UR="

U2n2

由歐姆定律得

UR二必R

解得

nx_10

n21

故B正確；

C.ab端的輸入功率

尸入=U0Il=U0x&A=88W

?i一

故C錯誤；

D.變壓器不能在直流電下工作，故D錯誤。

故選AB。

三、解答題

13.(2022?北京延慶?一模)自從鉆木取火之后人類第一次燒烤起，烹飪的爐灶在不斷地進步，電磁爐(圖

甲)是百萬年間的一次炊具革命一發(fā)熱主體就是鍋自己。電磁爐要用鐵鍋的原因眾說紛紜，我們來揭秘

其中原理。電磁爐可以看做一個變壓器：爐盤相當于原線圈，鍋底既是副線圈又是負載，通過電磁感應(yīng)產(chǎn)

生渦流來加熱食物。由于沒有鐵芯，爐盤的能量傳輸會有一定損耗，傳輸效率為〃。鍋底感應(yīng)的電動勢與

原線圈電壓的比值稱作耦合系數(shù)，設(shè)為"。一方面鐵鍋是順磁質(zhì)，耦合系數(shù)很高，適合做鍋體；另一方面

鐵鍋的電阻較為合適，這是由爐盤中的阻抗匹配決定的。電磁爐工作原理可簡化為圖乙，電源為頻率、有

效值恒定的電壓U,爐盤中配有定值阻抗咫，鍋體回路中的電阻相當于負載。

(1)若通過匹配阻抗口的電流為/,求鍋體中感應(yīng)電動勢的有效值；

(2)若鍋體等效電阻為民求流過匹配阻抗&的電流；

(3)更換不同鍋體，相當于調(diào)節(jié)負載電阻，設(shè)傳輸效率〃和耦合系數(shù)〃都不變，求鍋體等效電阻R為多大

時加熱食物的功率最大。

“2R

【答案】(1)一陽)；(2)4=-0”；(3)R=」

r/R+nRxr/

【詳解】(1)阻抗心的電流為/,則原線圈兩端電壓

U\=U-IR*

根據(jù)

U

--2=n

5

解得鍋體中感應(yīng)的電動勢有效值

U2=nU,=n(U-IRx)

(2)原線圈中滿足