2025人教高中物理復習講義+練習：選擇性必修二《交變電流》單元練習（含答案）

2025人教高中物理同步講義練習選擇性必修二第

三章《交變電流》單元練習（含答案）第三章

《交變電流》單元練習

選擇題（共12小題）

1.有關電感對交變電流的影響的以下說法中，正確的是（）

A.電感對交變電流有阻礙作用

B.電感對交變電流阻礙作用的大小叫容抗

C.電感對交變電流的阻礙作用跟線圈的自感系數(shù)無關

D.線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，電感對交變電流的阻礙作用就越小

2.交流發(fā)電機的線圈轉到中性面位置時，下列說法中正確的是（）

A.電流方向發(fā)生改變B.電流達到最大值

C.線圈的磁通量為零D.感應電動勢最大

3.如圖所示，可以將電壓升高供給電燈的變壓器是圖（）

4.電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電

路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端與電流表連接。如果原線圈匝數(shù)為5匝，副線圈匝數(shù)為400匝，當

電流表示數(shù)為0.5A時，原線圈中的電流為（）

A.2.5AB.20AC.40AD.200A

5.關于下列器材的原理和用途，敘述錯誤的是（)

A.變壓器只能改變交流電壓，不能改變恒定直流電壓

B.扼流圈對變化的電流有阻礙作用

C.磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用

D.真空冶煉爐的工作原理是通過線圈發(fā)熱使爐內金屬熔化

6.如圖所示，鐵芯上繞有兩個線圈，由于漏磁，導致每個線圈產(chǎn)生的磁場都只有一半穿過對方。當

線圈1接入電壓為40V的交流電路中時，線圈2上的電壓為U；如果線圈2接入電壓為U的交

7.如圖，是某風力發(fā)電節(jié)能路燈的電路簡化圖。風速為V時，交流發(fā)電機的電動勢表達式為e=2v

?sinwt,能感應風速大小的調節(jié)器（不消耗副線圈電路的電能）可以控制變壓器副線圈的滑片P

上下移動，使燈泡始終保持額定電壓正常發(fā)光，下列說法正確的是（）

B.風速變大時，滑片P將向上移動

C.風速變大時，變壓器的輸入電壓變大

D.風速變大時，變壓器的輸出電壓變大

8.如圖，一理想自耦變壓器線圈AB繞在一個圓環(huán)形閉合鐵芯上，正弦交流電壓u=311sinlOOE（V）,

1

Li和L2為相同的燈泡，電阻R2=352。恒定不變，定值電阻阻值R為燈泡阻值的不當滑片P處

于如圖所示示位置時，AB端與PB端匝數(shù)比為4：1；SBS2閉合時，兩燈泡均正常發(fā)光。下列

說法正確的是（）

A.燈泡正常發(fā)光的電壓Uo=22V

B.燈泡正常發(fā)光的電功率P=22W

C.Si、S2均閉合時，將P沿逆時針方向轉動，L1變亮

D.斷開Si,閉合S2,將P沿逆時針方向轉動，電阻R消耗的電功率變大

9.如圖甲所示，“超薄磁吸無線充電器”直接吸附在手機上進行充電。該充電器的工作原理如圖乙

所示，送電線圈通入正弦式交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生感應電流，為手機電池充電，若送電線

圈和受電線圈匝數(shù)比ni：112=5：1,兩個線圈中所接電阻的阻值分別為5R和R。當ab間接上

iz=220&S譏（lOOTrt”的正弦交變電壓，手機兩端的電壓為5V,充電電流為2A。把兩線圈視為

理想變壓器，下列說法正確的是（）

cR

A.受電線圈中電流的頻率為100Hz

B.受電線圈兩端電壓U2為44V

C.R的值為16.25ft

D.充電時，送電線圈的輸入功率為88W

10.變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯

（磁芯）。如圖甲所示，電路接在一正弦交流電源上，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3：1,

Ri、R2、R3、R4均為定值電阻，R3=10C,RI=R2=R4=20Q,電表均為理想電表。已知R3中電

流i3隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）

A.電流表A的示數(shù)為1.5A

B.電壓表V的示數(shù)為130V

C.正弦交流電源的輸出電壓為130位V

D.正弦交流電源的輸出電功率為65W

11.如圖（a）所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1,RT為阻值隨溫度升高而減小的熱

敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電源電壓u隨時間t按

正弦規(guī)律變化，如圖（b）所示。下列說法正確的是（）

A.u隨t變化的規(guī)律為u=250夜sin（lOOirt）V

B.變壓器原、副線圈中的電流之比為3：1

C.變壓器輸入、輸出功率之比為1：3

D.若熱敏電阻RT的溫度升高，則電流表的示數(shù)變小，變壓器的輸入功率變大

12.如圖“復興號”高鐵的供電流程是將電網(wǎng)高壓U1經(jīng)過牽引變電所進行變壓（可視作理想變壓器）

降至U2,通過接觸網(wǎng)上的電線與車頂上的受電器進行接觸完成受電，機車最終獲得U3的電壓使

高鐵機車運行，牽引變電所到機車之間線路的電阻不可忽略。根據(jù)上述信息可知（）

A.牽引變電所變壓器的原、副線圈匝數(shù)比ni：n2=U2：Ui

B.機車獲得的電壓U3與牽引變電所輸出的電壓U2相等

2

C.如果高鐵機車功率為P,則牽引變電所到機車之間線路的等效電阻為「=必盧-

D.如果高鐵機車功率為P,牽引變電所到機車之間線路損耗的電功率為P夜="記乳

多選題（共3小題）

（多選）13.如圖所示，理想變壓器原線圈通過理想電流表接在輸出電壓u=220應sinlOOm（V）的

交流電源的兩端，副線圈中接有理想電壓表及阻值R=5O。的電阻。已知原、副線圈匝數(shù)之比為

11：1,則下列說法中正確的有（）

A.電壓表的示數(shù)為20V

B.電流表的示數(shù)為4.4A

C.原線圈的輸入功率為16W

D.通過電阻R的交變電流的頻率為50Hz

（多選）14.如圖所示，水平放置的金屬導軌由bade和bcM兩部分組成，bcM是以O點為圓心、

L為半徑的半圓導軌，c為半圓中點，扇形bOc內存在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里

的勻強磁場，金屬桿OP的P端與圓弧bcM接觸良好，O點與e點有導線相連，金屬桿OP繞O

點以角速度3在b、M之間做往復運動（導體棒OP在b、M點換向時間可忽略）。己知導軌左側

接有阻值為R的定值電阻，其余部分電阻均不計。下列說法正確的是（）

A.金屬桿OP在磁場區(qū)域內沿順時針方向轉動時，P點電勢低于O點電勢

B/3

B.金屬桿0P在磁場區(qū)域內轉動時，其產(chǎn)生的感應電動勢大小為一丁

Dr2>.

C.金屬桿OP在磁場區(qū)域內轉動時，回路中電流的大小為一^―

D.回路中電流的有效值為魚3

4R

（多選）15.自行車的發(fā)電花鼓可以在騎行時為車燈提供不超過額定值的電能，其原理簡化為圖（甲）

所示，圖中N、S是與摩擦小輪同軸轉動的一對磁極，磁極周圍固定一個與理想變壓器原線圈相

連的矩形線框，變壓器的輸出端與車燈相連。勻速騎行時，摩擦小輪在車輪的驅動下帶動磁極旋

轉，變壓器輸出正弦式交流電。某輛裝有發(fā)電花鼓的自行車的部分結構如圖（乙）所示，其中大

齒輪與踏板相連，半徑較小的小齒輪1和半徑較大的小齒輪2與后輪同軸固定，騎行者可調節(jié)變

速器使鏈條掛在不同的小齒輪上，騎行時摩擦小輪與車輪、車輪與地面均不打滑。下列說法正確

的是（）

圖（甲）圖（乙）

A.車行速度越快，車燈一定越亮

B.車行速度越快，交流電的周期一定越大

C.同樣的車行速度，鏈條掛在小齒輪1上和掛在小齒輪2上，燈泡亮度相同

D.同樣的車行速度，變壓器的原線圈匝數(shù)越多，車燈越亮

三.實驗題（共2小題）

16.做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗。

（1）以下給出的器材中，本實驗需要用到的有。（填選項字母）

A.變壓器工作時副線圈電壓周期與原線圈不相同

B.實驗中要通過改變原、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關系，需要運用的科

學方法是理想模型法

C.為了人身安全，實驗中只能使用低壓交流電源，電壓不要超過12V

D.變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應當用多用電表的“直流電壓擋”

（3）為了減小能量傳遞過程中的損失，減小渦流，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。作為橫

擋的鐵芯Q的硅鋼片應按照下列哪種方法設計=

（4）由于交變電流的電壓是變化的，所以實驗中測量的是電壓的_________值（選填“平均”、

“有效”）；若在實驗中用匝數(shù)ni=100匝和n2=200匝的變壓器,對應的電壓測量數(shù)據(jù)如表所示。

根據(jù)測量數(shù)據(jù)，下列說法正確的是。

實驗次數(shù)1234

U1/V1.701.902.202.40

U2/V3.504.004.505.00

A.ni一定是原線圈

B.ni可能是副線圈

C.112一定是原線圈

D.n2可能是副線圈

17.在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系”實驗中：

（1）實驗室中有下列器材：

A.可拆變壓器（鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈）

B.條形磁鐵

C.交流電壓表

D.開關、導線若干

在本實驗中，上述器材不用的是（填器材序號字母），還需用到的器材有

（填“低壓交流電源”或“低壓直流電源”）。

（2）某學生做實驗時，先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓

（選填“增大”“減小”或“不變”）；然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到

副線圈兩端的電壓（選填“增大”“減小”或“不變”）；上述探究過程采用的實驗方法

是。

（3）若實驗電路圖如圖（b）所示，實驗時ni=800匝，112=400匝，斷開S,接通電源，觀察到

電壓表的讀數(shù)為6V,貝|：

①若可拆變壓器為理想變壓器，則變壓器的輸入電壓有效值為；

A.3V

B.6V2V

C.12V

D.15V

②若燈泡的額定電壓為6V,閉合S,燈泡能否正常發(fā)光？（填“能”或“不能”）。

18.如圖所示，單匝矩形線圈在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的de邊勻速轉動，周期為0.2s,線圈

電阻為50。磁場只分布在de邊的左側，若線圈從如圖所示垂直磁場方向開始計時，線圈轉過30°

時的感應電流為1A。

（1）線圈從圖示位置轉過90°的整個過程中，流經(jīng)線圈導線橫截面的電荷量為多少？

（2）求線圈中感應電流的有效值？

XXX；

ad

XXX

B

XXX

b'---'c

XXX：

19.電力公司要檢修電路，需停電一天，為了保障正常的教學，學校用一臺不計內阻的發(fā)電機來提

供照明用電，如圖所示。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：4,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為

4：1,輸電線的總電阻為40。全校共有22個班，每班有“220V,40W”燈6盞，若只保證全部

電燈正常發(fā)光，則

（1）降壓變壓器副線圈的電流14多大？

（2）輸電線損失的功率多大？

（3）升壓變壓器的輸入電壓Ui多大?

20.圖（甲）為小型旋轉電樞式交流發(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00'勻速轉動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10O,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連

接，電阻R=90C,與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表.在t=0時刻，線圈平面與磁場方向平行，

穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖（乙）所示正弦規(guī)律變化.求:

（1）交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值;

(2)從線框經(jīng)過圖示位置開始計時，寫出交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式;

(3)電路中交流電壓表的示數(shù).

第三章《交變電流》單元練習

一.選擇題（共12小題）

1.有關電感對交變電流的影響的以下說法中，正確的是（）

A.電感對交變電流有阻礙作用

B.電感對交變電流阻礙作用的大小叫容抗

C.電感對交變電流的阻礙作用跟線圈的自感系數(shù)無關

D,線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，電感對交變電流的阻礙作用就越小

【解答】解：A、電感對交流電有阻礙作用。故A正確；

B、電感對交變電流阻礙作用的大小叫感抗，電容對交變電流阻礙作用的大小叫容抗。故B錯誤；

C、D、電感對交流電有阻礙作用，阻礙作用越大，感抗越大，感抗與自感系數(shù)、交流電頻率成正

比，故C錯誤，D錯誤。

故選：Ao

2.交流發(fā)電機的線圈轉到中性面位置時，下列說法中正確的是（）

A.電流方向發(fā)生改變B.電流達到最大值

C.線圈的磁通量為零D.感應電動勢最大

【解答】解：A、線圈平面每經(jīng)過中性面一次，感應電流與感應電動勢方向均改變一次，故A正

確；

B、中性面位置，感應電流為零，故B錯誤；

C、中性面位置，磁感線與線圈平面垂直，磁通量最大，故C錯誤；

D、中性面位置，磁通量最大，磁通量變化率為零，感應電動勢為零，故D錯誤；

故選：Ao

3.如圖所示，可以將電壓升高供給電燈的變壓器是圖（）

A.

C.

【解答】解：A、甲圖中原線圈接入恒定電流，變壓器不能工作，故A錯誤;

B、乙圖中，原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)多，所以是降壓變壓器，故B錯誤；

C、丙圖中，原線圈匝數(shù)比副線圈匝數(shù)少，所以是升壓變壓器，故C正確；

D、丁圖中，原線圈接入恒定電流，變壓器不能工作，故D錯誤。

故選：Co

4.電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器，工作原理如圖所示。其原線圈匝數(shù)較少，串聯(lián)在電

路中，副線圈匝數(shù)較多，兩端與電流表連接。如果原線圈匝數(shù)為5匝，副線圈匝數(shù)為400匝，當

電流表示數(shù)為0.5A時，原線圈中的電流為（）

【解答】解：電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器，由夕=皆可知，11=^12=^XO.5A

=40A,故C正確，ABD錯誤。

故選：Co

5.關于下列器材的原理和用途，敘述錯誤的是（）

變壓聘扼流陶磁電式儀表我空冶煉爐

A.變壓器只能改變交流電壓，不能改變恒定直流電壓

B.扼流圈對變化的電流有阻礙作用

C.磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框能起電磁阻尼的作用

D.真空冶煉爐的工作原理是通過線圈發(fā)熱使爐內金屬熔化

【解答】解：A、變壓器只能改變電壓不能改變交流電的頻率；故A正確

B、扼流圈是利用電感對電流的阻礙作用，線圈的電阻阻礙作用很小，故B正確；

C、磁電式儀表中用來做線圈骨架的鋁框中可以產(chǎn)生感應電流能起電磁阻尼的作用，故C正確。

D、真空冶煉爐的工作原理是爐中金屬產(chǎn)生渦流使爐內金屬熔化，不是線圈發(fā)熱，故D錯誤；

本題是選原理和用途錯誤的，故選：D。

6.如圖所示，鐵芯上繞有兩個線圈，由于漏磁，導致每個線圈產(chǎn)生的磁場都只有一半穿過對方。當

線圈1接入電壓為40V的交流電路中時，線圈2上的電壓為U；如果線圈2接入電壓為U的交

)

C.30VD.40V

【解答】解：設線圈1的匝數(shù)為ni,線圈2的匝數(shù)為n2,因為漏磁，所以會導致每個線圈產(chǎn)生的

磁場都只有一半穿過對方；當線圈1接入電壓為40V的交流電路中時，線圈2上的電壓為U；則

有:

40n2n

=y1=r

n

u-n22

如果線圈2接入電壓為U的交流電路中時，設線圈1上的電壓為UI根據(jù)原副線圈的匝數(shù)比和

電壓的比值關系可知:

Un2712

—2—

40U2的2n

聯(lián)立可得:—X----=------X-----2-=4

UUqn2%

解得：U*i=10V,故A正確，BCD錯誤;

故選：Ao

7.如圖，是某風力發(fā)電節(jié)能路燈的電路簡化圖。風速為V時，交流發(fā)電機的電動勢表達式為e=2v

?sina）t,能感應風速大小的調節(jié)器（不消耗副線圈電路的電能）可以控制變壓器副線圈的滑片P

上下移動，使燈泡始終保持額定電壓正常發(fā)光，下列說法正確的是（）

A.風速變大時，流過燈泡的電流變大

B.風速變大時，滑片P將向上移動

C.風速變大時，變壓器的輸入電壓變大

D.風速變大時，變壓器的輸出電壓變大

【解答】解：AD、調節(jié)器可以控制變壓器副線圈的滑片P上下移動，使燈泡始終保持額定電壓正

常發(fā)光，所以風速變大時，流過燈泡的電流不變，變壓器的輸出電壓不變，故AD錯誤;

C、由題意可知

e=2vsinoot

所以風速變大時，交流發(fā)電機的電動勢變大，則變壓器的輸入電壓變大，故C正確;

B、由變壓器原副線圈電壓與匝數(shù)關系

%711

02九2

可知，輸入電壓U1增大，輸出電壓U2不變，原線圈匝數(shù)不變時，副線圈的匝數(shù)應減小，則滑片

P向下移動，故B錯誤；

故選：Co

8.如圖，一理想自耦變壓器線圈AB繞在一個圓環(huán)形閉合鐵芯上，正弦交流電壓u=311sinl00m(V),

1

Li和L2為相同的燈泡，電阻R2=352。恒定不變，定值電阻阻值R為燈泡阻值的不當滑片P處

于如圖所示示位置時，AB端與PB端匝數(shù)比為4：1；Si、S2閉合時，兩燈泡均正常發(fā)光。下列

A.燈泡正常發(fā)光的電壓Uo=22V

B.燈泡正常發(fā)光的電功率P=22W

C.Si、S2均閉合時，將P沿逆時針方向轉動，L1變亮

D.斷開Si,閉合S2,將P沿逆時針方向轉動，電阻R消耗的電功率變大

【解答】解：A、由u=311sinl00m(V)得有效值為：

U=粵”=率卜=220V

V2V2

根據(jù)變壓器的工作原理可得:

U1

U0九2

代入數(shù)據(jù)解得：Uo=44V,故A錯誤；

B、對Li,根據(jù)歐姆定律可得：

人=案=益力=0.1254

則P=UoI=44XO.125W=5.5W,故B錯誤；

C、從原副線圈匝數(shù)比為4：1到原副線圈匝數(shù)比為1：1的變化過程中，R與L2在原線圈回路中

的等效電阻減小，可知原線圈電流增大，Li變亮，故C正確；

D、從原副線圈匝數(shù)比為4：1到原副線圈匝數(shù)比為1：1的變化過程中，R消耗的功率有最大值，

可知R消耗的功率先增大后減小，故D錯誤；

故選：Co

9.如圖甲所示，“超薄磁吸無線充電器”直接吸附在手機上進行充電。該充電器的工作原理如圖乙

所示，送電線圈通入正弦式交變電流后，受電線圈中產(chǎn)生感應電流，為手機電池充電，若送電線

圈和受電線圈匝數(shù)比ni：n2=5：1,兩個線圈中所接電阻的阻值分別為5R和R。當ab間接上

u=220&sin（100TTt”的正弦交變電壓，手機兩端的電壓為5V,充電電流為2A。把兩線圈視為

理想變壓器，下列說法正確的是（）

cR

A.受電線圈中電流的頻率為100Hz

B.受電線圈兩端電壓U2為44V

C.R的值為16.25。

D.充電時，送電線圈的輸入功率為88W

【解答】解：A、由u=220&S譏（100忒”得：W=100TT

由3=2近得：f=^-=i?^Hz=50Hz

Z7TZ7T

即兩線圈中電流的頻率均為50Hz,故A錯誤；

C、理想變壓器原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，則有：---

代入數(shù)據(jù)解得：h=0.4A

結合能量守恒有：UL=U手l2+MR+/〉5R

代入數(shù)據(jù)解得：R=16.25。

故C正確；

B、受電線圈兩端的電壓U2=U手+I2R=5V+2X16.25V=37.5V

故B錯誤；

D、送電線圈輸入功率P=l2U2=2X37.5W=75W

D故錯誤。

故選：Co

10.變壓器是利用電磁感應的原理來改變交流電壓的裝置，主要構件是初級線圈、次級線圈和鐵芯

（磁芯）。如圖甲所示，電路接在一正弦交流電源上，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為3：1,

Ri、R2、R3、R4均為定值電阻，R3=10Q,RI=R2=R4=20Q,電表均為理想電表。己知R3中電

流i3隨時間t變化的規(guī)律如圖乙所示。下列說法正確的是（）

,“A

A..............n.

"2

01\123t/(X10-s)

-------------------------F........o

甲----------------------------------------乙

A.電流表A的示數(shù)為1.5A

B.電壓表V的示數(shù)為130V

C.正弦交流電源的輸出電壓為130aV

D.正弦交流電源的輸出電功率為65W

【解答】解：A、由R3中電流i3隨時間t變化的圖像可知R3中電流的最大值為/A,則電流的

有效值IR3=1A,則UR3=R3IR3=1OX1V=1OV,R4中電流IR4=零4=為四=1^A=0.5A,變壓

/<4汽4ZU

器的輸出電流I2=IR3+IR4=1A+O.5A=1.5A,由變壓器的變流比公式乜=也可知電流表A的示

Hi

數(shù)Ii=0.5A,故A錯誤;

B.電阻R2兩端的電壓:UR2=l2R2=1.5X20V=30V,變壓器的輸出電壓U2=UR2+UR3=30V+10V

=40V,由變壓器的變壓比公式蟲="可知電壓表的示數(shù)Ui=120V,故B錯誤；

U2n2

C.正弦交流電源的輸出電壓Uo=Ui+LRi=12OV+2OXO.5V=13OV,故C錯誤；

D.正弦交流電源的輸出電功率Po=UoIo=Uoh=13OXO.5W=65W,故D正確。

故選：D。

11.如圖（a）所示，理想變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為3：1,RT為阻值隨溫度升高而減小的熱

敏電阻，R1為定值電阻，電壓表和電流表均為理想交流電表。原線圈所接電源電壓u隨時間t按

正弦規(guī)律變化，如圖（b）所示。下列說法正確的是（）

A.u隨t變化的規(guī)律為u=250或sin（100m）V

B.變壓器原、副線圈中的電流之比為3：1

C.變壓器輸入、輸出功率之比為1：3

D.若熱敏電阻RT的溫度升高，則電流表的示數(shù)變小，變壓器的輸入功率變大

【解答】解：A、由圖像得，電源電壓的峰值為Um=250V^V

周期為T=0.02s

貝!J3=y-=Q-g^rad/s=100nrad/s

u隨t變化的規(guī)律為u=Umsin3t=250&sin（lOOirt）V

故A正確；

B、理想變壓器原副線圈電流比等于匝數(shù)的反比，則變壓器原、副線圈中的電流之比為1：3

故B錯誤；

C、變壓器輸入功率等于輸出功率，故C錯誤；

D、若熱敏電阻RT的溫度升高，RT的阻值減小，副線圈回路總電阻減小，電壓不變，則電流增

大，電流表的示數(shù)增大，由P=UI得，變壓器的輸出功率增大，變壓器的輸入功率等于輸出功率，

則變壓器的輸入功率增大，故D錯誤。

故選：Ao

12.如圖“復興號”高鐵的供電流程是將電網(wǎng)高壓U1經(jīng)過牽引變電所進行變壓（可視作理想變壓器）

降至U2,通過接觸網(wǎng)上的電線與車頂上的受電器進行接觸完成受電，機車最終獲得U3的電壓使

高鐵機車運行，牽引變電所到機車之間線路的電阻不可忽略。根據(jù)上述信息可知（）

A.牽引變電所變壓器的原、副線圈匝數(shù)比ni：n2=U2：Ui

B.機車獲得的電壓U3與牽引變電所輸出的電壓U2相等

2

C.如果高鐵機車功率為P,則牽引變電所到機車之間線路的等效電阻為「=空砂二

D.如果高鐵機車功率為P,牽引變電所到機車之間線路損耗的電功率為。夜=當產(chǎn)

【解答】解：A、電網(wǎng)的電壓為U1,牽引變電所進行變壓降至U2,則變電所的變壓器原、副線圈

匝數(shù)比為ni：n2=Ui：U2,故A錯誤;

B、由題，饋線的電阻不能忽略不計，所以機車獲得的電壓U3小于牽引變電所輸出的電壓U2,

故B錯誤;

P

C、若高鐵機車功率為P,則機車獲得的電流：I=,所以牽引變電所到機車之間線路的等效電

?,U-Uouu,-ul口

阻QA為r=2?]3=?_3,故c錯樂;

D、若高鐵機車功率為P,則牽引變電所到機車之間線路損耗的電功率為:P損=I2r=P（『3）,

故D正確。

故選：D。

二.多選題（共3小題）

（多選）13.如圖所示，理想變壓器原線圈通過理想電流表接在輸出電壓u=220&sinl00E（V）的

交流電源的兩端，副線圈中接有理想電壓表及阻值R=50Q的電阻。已知原、副線圈匝數(shù)之比為

11：b則下列說法中正確的有（）

A.電壓表的示數(shù)為20V

B.電流表的示數(shù)為4.4A

C.原線圈的輸入功率為16W

D.通過電阻R的交變電流的頻率為50Hz

【解答】解：A、由表達式知原線圈電壓有效值為220V,副線圈兩端電壓為：［/2=*=20心

電壓表的示數(shù)等于20V,故A正確；

B、副線圈的電流為：I=^=|§A=0.4A,根據(jù)電流與匝數(shù)成反比知，電流表示數(shù)為人=守=

備4故B錯誤；

C、輸入功率等于輸出功率為：P=UI=20X0.4W=8W,故C錯誤；

D、頻率為：f=i?"=50Hz,故D正確；

故選：AD。

（多選）14.如圖所示，水平放置的金屬導軌由bade和bcM兩部分組成，bcM是以。點為圓心、

L為半徑的半圓導軌，c為半圓中點，扇形bOc內存在磁感應強度大小為B、方向垂直紙面向里

的勻強磁場，金屬桿OP的P端與圓弧bcM接觸良好，O點與e點有導線相連，金屬桿OP繞O

點以角速度3在b、M之間做往復運動（導體棒OP在b、M點換向時間可忽略）。已知導軌左側

接有阻值為R的定值電阻，其余部分電阻均不計。下列說法正確的是（）

A.金屬桿OP在磁場區(qū)域內沿順時針方向轉動時，P點電勢低于O點電勢

B.金屬桿OP在磁場區(qū)域內轉動時，其產(chǎn)生的感應電動勢大小為二一

B/川

C.金屬桿OP在磁場區(qū)域內轉動時，回路中電流的大小為一^―

D.回路中電流的有效值為夕

4R

【解答】解：A.金屬桿OP在磁場區(qū)域內沿順時針方向轉動時，由右手定則可知，P點電勢高于

。點電勢，故A錯誤;

B.金屬桿OP位于磁場區(qū)域時，根據(jù)法拉第電磁感應定律可知其產(chǎn)生的電動勢

E=BLt=BLH護=杷170）,故B正確；

C.金屬桿0P位于磁場區(qū)域時，根據(jù)閉合電路歐姆定律可知回路中電流的大小為：

/1=常=要，故C錯誤；

D.金屬桿0P運動一個周期T時，只有一半時間在切割磁感線產(chǎn)生感應電流，根據(jù)有效值的定

義有

或Rx凈+0=I^RT

解得回路中電流有效值為：/茲=空①，故D正確。

故選：BDo

（多選）15.自行車的發(fā)電花鼓可以在騎行時為車燈提供不超過額定值的電能，其原理簡化為圖（甲）

所示，圖中N、S是與摩擦小輪同軸轉動的一對磁極，磁極周圍固定一個與理想變壓器原線圈相

連的矩形線框，變壓器的輸出端與車燈相連。勻速騎行時，摩擦小輪在車輪的驅動下帶動磁極旋

轉，變壓器輸出正弦式交流電。某輛裝有發(fā)電花鼓的自行車的部分結構如圖（乙）所示，其中大

齒輪與踏板相連，半徑較小的小齒輪1和半徑較大的小齒輪2與后輪同軸固定，騎行者可調節(jié)變

速器使鏈條掛在不同的小齒輪上，騎行時摩擦小輪與車輪、車輪與地面均不打滑。下列說法正確

的是（）

圖（甲）圖（乙）

A.車行速度越快，車燈一定越亮

B.車行速度越快，交流電的周期一定越大

C.同樣的車行速度，鏈條掛在小齒輪1上和掛在小齒輪2上，燈泡亮度相同

D.同樣的車行速度，變壓器的原線圈匝數(shù)越多，車燈越亮

【解答】解：A.車速越快，摩擦小輪轉動越快，穿過線框的磁通量變化率大，產(chǎn)生的感應電動勢

越大，所以車燈越亮，故A正確；

B.車速越快，摩擦小輪轉動越快，磁鐵轉動越快，交流電周期越小，故B錯誤；

C.車速相同，磁鐵轉速相同，產(chǎn)生的感應電動勢相同，所以燈泡亮度相同，故C正確；

D.由變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關系可得

Ui

n

。22

解得車燈電壓為

所以原線圈匝數(shù)越大，車燈電壓越小，燈泡越暗，故D錯誤。

故選：ACo

三.實驗題（共2小題）

16.做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗。

（1）以下給出的器材中，本實驗需要用到的有ACE。（填選項字母）

A.mm

,Hl

（2）下列說法正確的是Co

A.變壓器工作時副線圈電壓周期與原線圈不相同

B.實驗中要通過改變原、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的關系，需要運用的科

學方法是理想模型法

C.為了人身安全，實驗中只能使用低壓交流電源，電壓不要超過12V

D.變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應當用多用電表的“直流電壓擋”

（3）為了減小能量傳遞過程中的損失，減小渦流，鐵芯是由相互絕緣的硅鋼片平行疊成。作為橫

擋的鐵芯Q的硅鋼片應按照下列哪種方法設計C

(4)由于交變電流的電壓是變化的，所以實驗中測量的是電壓的有效值(選填“平均”、“有

效”)；若在實驗中用匝數(shù)ni=100匝和n2=200匝的變壓器，對應的電壓測量數(shù)據(jù)如表所示。根

據(jù)測量數(shù)據(jù)，下列說法正確的是C。

實驗次數(shù)1234

U1/V1.701.902.202.40

U2/V3.504.004.505.00

A.ni一定是原線圈

B.ni可能是副線圈

C.n2一定是原線圈

D.n2可能是副線圈

【解答】解：(1)做“探究變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關系”的實驗需要交流電源，交流電

壓表，變壓器，故ACE正確，BD錯誤。

故選：ACEo

(2)A.變壓器工作時只改變電壓，不改變頻率，所以副線圈電壓頻率與原線圈相同，副線圈電

壓周期與原線圈相同，故A錯誤；

B.實驗中，在原、副線圈匝數(shù)和原線圈兩端電壓三個變量中保持兩個不變，改變一個來研究匝

數(shù)比與原、副線圈電壓之比的關系，用的是控制變量法，故B錯誤；

C.變壓器改變的是交流電壓，因此為了人生安全，原線圈兩端只能使用低壓交流電源，所以交

流電壓不能超過12V,故C正確；

D.變壓器的原線圈接低壓交流電，測量副線圈電壓時應當用多用電表的“交流電壓擋”，故D錯

誤。

故選：Co

(3)根據(jù)楞次定律和安培定則，產(chǎn)生的渦旋電流的方向與左側面平行，為了減小渦旋電流在鐵芯

中產(chǎn)生的熱量，相互絕緣的硅鋼片應平行于前表面(后表面)，故C正確，AB錯誤。

故選：Co

（4）由于交變電流的電壓是變化的，實驗中測量的是電壓的有效值。

由于有漏磁、原副線圈內阻分壓等因素，所以副線圈實際測量的電壓值應該小于理論值，由理想

變壓器規(guī)律

&nx1

。2n22

1

由表格數(shù)據(jù)值Ui總是略小于54,故Ui應該是副線圈的電壓值，m一定是副線圈，n2一定是原

線圈，故C正確，ABD錯誤。

故選：Co

故答案為：（1）ACE；（2）C；（3）C；（4）有效，Co

17.在“探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關系”實驗中：

（1）實驗室中有下列器材：

A.可拆變壓器（鐵芯、兩個己知匝數(shù)的線圈）

B.條形磁鐵

C.交流電壓表

D.開關、導線若干

在本實驗中，上述器材不用的是B（填器材序號字母），還需用到的器材有低壓交流電源

（填“低壓交流電源”或“低壓直流電源”）。

（2）某學生做實驗時，先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓

增大（選填“增大”“減小”或“不變”）；然后再保持副線圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，

觀察到副線圈兩端的電壓減?。ㄟx填“增大”“減小”或“不變”）；上述探究過程采用的實

驗方法是控制變量法。

（3）若實驗電路圖如圖（b）所示，實驗時m=800匝，n2=400匝，斷開S,接通電源，觀察到

電壓表的讀數(shù)為6V,貝人

①若可拆變壓器為理想變壓器，則變壓器的輸入電壓有效值為C；

A.3V

B.6V2V

C.12V

D.15V

②若燈泡的額定電壓為6V,閉合S,燈泡能否正常發(fā)光？」（填“能”或“不能”）。

【解答】解：（1）實驗室中有下列器材有可拆變壓器（鐵芯、兩個已知匝數(shù)的線圈）、交流電壓表

及開關、導線若干，不需要的是條形磁鐵；還需要用到低壓交流電源。

（2）先保持原線圈的匝數(shù)不變，增加副線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓增大，再保持副線

圈的匝數(shù)不變，增加原線圈的匝數(shù)，觀察到副線圈兩端的電壓減??；上述方法為控制變量法。

（3）①電壓表示數(shù)為變壓器的輸出電壓，根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關系，變壓器原線圈兩

端電壓4=晟〃2=擺、6V=12匕故ABD錯誤，C正確；

②電壓表示數(shù)和燈泡的額定電壓為有效值，因此額定電壓為6V的燈泡能正常發(fā)光。

故答案為：（1）B；低壓交流電源；（2）增大;減小；控制變量法；（3）C；能。

四.計算題（共3小題）

18.如圖所示，單匝矩形線圈在有界勻強磁場中繞垂直于磁場的de邊勻速轉動，周期為0.2s,線圈

電阻為5。。磁場只分布在de邊的左側，若線圈從如圖所示垂直磁場方向開始計時，線圈轉過30°

時的感應電流為1A。

（1）線圈從圖示位置轉過90。的整個過程中，流經(jīng)線圈導線橫截面的電荷量為多少？

（2）求線圈中感應電流的有效值？

XXX；

ad

XXX

B

XXX

bl-------'c

XXX：

【解答】解：(1)線圈轉動的角速度為

2.712TT,.y八1/

3=T=-^raa/s=lOTirad/s

根據(jù)Em=BS3

可得BS=—=-Wb

(JI)IT

故線圈從圖示位置轉過90°的整個過程中，流經(jīng)線圈導線橫截面的電量為

（2）線圈轉動產(chǎn)生的感應電動勢的最大值為Em,最大電流Im,則

i-ImsinoDt

又線圈轉過30°時的感應電流為1A,所以

Im=2A

由于線圈在轉動過程中在半個周期內有感應電流，根據(jù)電流的熱效應可得

建2R《=12RT

解得1=1A

答：（1）線圈從圖示位置轉過90。的整個過程中，流經(jīng)線圈導線橫截面的電荷量為工C；

571

（2）線圈中感應電流的有效值為1A。

19.電力公司要檢修電路，需停電一天，為了保障正常的教學，學校用一臺不計內阻的發(fā)電機來提

供照明用電，如圖所示。升壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：4,降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為

4：1,輸電線的總電阻為40。全校共有22個班，每班有“220V,40W”燈6盞，若只保證全部

電燈正常發(fā)光，則

（1）降壓變壓器副線圈的電流14多大？

（2）輸電線損失的功率多大？

（3）升壓變壓器的輸入電壓Ui多大？

P=40X22X6W=5280W

降壓變壓器副線圈的電流

P_5280

A=24A

（2）降壓變壓器原線圈的電流

/=—/=Tx24A=6A

°3n-j44

輸電線損失的功率

AP=llR=144W

(3)降壓變壓器原線圈電壓為

g=%心=4x2201/=880V

九4

輸電線上損失的電壓為

AU=l3R=6X4V=24V

升壓變壓器的輸出電壓為

U2=(880+24)V=904V

升壓變壓器的輸入電壓為

[/=[/=1x9047=226V

12

n24

(4)用戶獲得的實際功率

P/a=P=5280W

所以發(fā)電機的輸出功率

P,e=P+AP=(5280+144)W=5424W

則輸電效率

P

用5280.nnn/cxnon/

T]=p—=5424X100%=97.3%

總

答：(1)降壓變壓器副線圈的電流14為24A；

(2)輸電線損失的功率為144W；

(3)升壓變壓器的輸入電壓Ui為226V；

(4)輸電效率為97.3%。

20.圖(甲)為小型旋轉電樞式交流發(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OO'勻速轉動，線圈的匝數(shù)n=100、電阻r=10C,線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連

接，電阻R=90。，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表.在t=0時刻，線圈平面與磁場方向平行，

穿過每匝線圈的磁通量隨時間t按圖(乙)所示正弦規(guī)律變化.求：

(2)從線框經(jīng)過圖示位置開始計時，寫出交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式；

(3)電路中交流電壓表的示數(shù).

【解答】解：(1)交流發(fā)電機產(chǎn)生感應電動勢的最大值為：Em=nBS3

而0m=BS,3=爺則有：％=駕%

由0-t圖線可知：0=2.0x10-2^6,T=6.28X10-2S

m

解得：Em=200V

(2)由圖知，t=0時刻感應電動勢為最大值，則感應電動勢的瞬時值表達式為：

e=nBSiocoscot=200cos1OOt(V)

(3)感應電動勢的有效值為：F=^=100V2IZ

v2

由閉合電路歐姆定律得，電路中電流的有效值為：16

=裊R+r=

電壓表的示數(shù)為：U=IR=90V2y

答：(1)交流發(fā)電機產(chǎn)生的電動勢的最大值為200V；

(2)從線框經(jīng)過圖示位置開始計時，交流發(fā)電機產(chǎn)生的感應電動勢的瞬時值表達式為e=

200cosl00t(V)；

(3)電路中交流電壓表的示數(shù)為90&V.

第三章《交變電流》單元練習

一.選擇題（共12小題）

1.有關電感對交變電流的影響的以下說法中，正確的是（）

A.電感對交變電流有阻礙作用

B.電感對交變電流阻礙作用的大小叫容抗

C.電感對交變電流的阻礙作用跟線圈的自感系數(shù)無關

D,線圈的自感系數(shù)越大，交變電流的頻率越高，電感對交變電流的阻礙作用就越小

【解答】解：A、電感對交流電有阻礙作用。故A正確；

B、電感對交變電流阻礙作用的大小叫感抗，電容對交變電流阻礙作用的大小叫容抗。故B錯誤；

C、D、電感對交流電有阻礙作用，阻礙作用越大，感抗越大，感抗與自感系數(shù)、交流電頻率成正

比，故C錯誤，D錯誤。

故選：Ao

2.交流發(fā)電