2024年高考物理總復(fù)習(xí)：交變電流（附答案解析）

2024年高考物理總復(fù)習(xí)：交變電流

一.選擇題（共12小題）

1.（2023?衡陽二模）電流i隨時間I變化的關(guān)系如圖，它的有效值是（）

C.2V7AD.20A

2.（2023?萊西市校級學(xué)業(yè)考試）如圖垂直于紙面向里的有界勻強磁場中有一個矩形線框

abed,線框以00'為軸勻速轉(zhuǎn)動，OO'與磁場右邊界里合。若線框中產(chǎn)生電流的峰值為1m,

由圖示位置開始計時，則下列可以正確描述線框中電流隨時間變化的圖像是（）

0I，

B.

3.（2023?吉水縣校級一模）如圖所示，是一多匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速

轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的圖象，根據(jù)圖象可知（）

A.此交變電動勢的瞬時表達(dá)式為e=200sin0.02t

B.t=0.01s時，穿過線圈的磁通量為零

C.此交變電動勢的瞬時表達(dá)式為e=200sin10（hrt

D.t=0.02s時，穿過線圈的磁通量的變化率最大

4.（2023?青羊區(qū)校級模擬）如圖所示，邊長為L的正方形線圈abed其匝數(shù)為n,總電阻為

r,外電路的電阻為R,ab的中點和cd的中點的連線00'恰好位于勻強磁場的邊界線上,

磁場的磁感應(yīng)強度為B,若線圈從圖示位置開始，以角速度3繞00'軸勻速轉(zhuǎn)動，則

以下判斷中錯誤的是（）

o

A.閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式e=nBL%sin3t（V）

B.在1=工時刻，破場穿過線圈的磁通量為零，但此時磁通量隨時間變化最快

23

224

C.從t=0時刻到時刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為Q=nBL\?R

2316（R+r）2

2

D.從t=0時刻到t=工時刻，通過R的電荷量

232（Rm）

5.（2008?茂名二模）如圖甲所示是日光燈的電路圖，它主要是由燈管、鎮(zhèn)流器和啟利器組

成的，鎮(zhèn)流器是一個帶鐵芯的線圈，啟動器的構(gòu)造如圖乙所示，為了保護啟動器常在啟

動器的兩極并上一紙質(zhì)電容器C.某教室的一盞日光燈總是出現(xiàn)燈管兩端亮而中間不亮

的情況，經(jīng)檢查燈管是好的。電壓正常，鎮(zhèn)流器無故障，其原因可能是（）

A.啟動器兩腳與啟動器座接觸不良

B.電容器C斷路

C.電容器C擊穿而短路

D.鎮(zhèn)流器自感系數(shù)L太大

6.（2021?海淀區(qū)模擬）如圖2所示的交流電路中，燈Li、L2和L3均發(fā)光，如果保持交變

電源兩端電壓的有效值不變，但頻率減小，各燈的亮、暗變化情況為（）

A.燈Li、L2均變亮，燈L3變暗

B.燈Li、L2>L3均變暗

C.燈Li不變，燈L2變暗，燈L3變亮

D.燈Li不變，燈L2變亮，燈L3變暗

7.（2020?款城二模）在下列四幅u-t圖象中，能正確反映我國居民生活所用交流電的是

4uZV

311

01:"(IOqs)

?一311

8.（2022?海南一模）如圖1所示的方波電壓的最人值為ui，如圖2所示的正弦波電壓的最

大值為U2,方波和正弦波的周期相等。將同一電阻R分別接到方波、正弦波交流電源上

時。一個周期內(nèi)接正弦波所產(chǎn)生的熱量是接方波電壓時的2,則上■的值為（）

95

9.（2020?浙江模擬）如圖所示，某電路的輸入端輸入的電流既有直流成分，又有交流低頻

成分和交流高頻成分，若通過該電路只把交流的低頻成分輸送到卜.一級，那么關(guān)于該電

路中各器件的作用，有下列說法正確的是（）

A.A在此的功能為通直流,陽交流，電容應(yīng)盡可能小一些

B.。在此的功能為通低頻,阻高頻，電容應(yīng)盡可能小一些

C.C2在此的功能為通高頻,阻低頻，電容應(yīng)盡可能小?些

D.C2在此的功能為通高頻,阻低頻，電容應(yīng)盡可能大一些

10.（2023?湖南模擬）變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)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=IOC,RI=R2

=R4=20C,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\歷丫

D.正弦交流電源的輸出電功率為65W

11.（2023?湖南模擬）如圖所小為理想變壓器，其原、副線圈匝數(shù)比為k,所接電源為有效

值恒定的正弦交流電壓，H不計電源內(nèi)阻。原線圈接有定值電阻Ro,副線圈接有定值電

阻Ri、R3,以及滑動變阻器R2,四個理想交流電表的連接如圖所示?，F(xiàn)將R2的滑動觸

頭向下滑動少許，電表的示數(shù)變化量的絕對值分別為AUi、AU2、Ah、412,則下列說

A.電壓表V2的示數(shù)減小，電流表A2的示數(shù)減小

B.電壓表Vi的示數(shù)增大，電流表Ai的示數(shù)增大

△%±

孤：和一百

△UlAU22

D.-k

△11：Al2

12.（2022?臨渭區(qū)二模）模20年9月,中國發(fā)布“雙碳戰(zhàn)略”，計劃到2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰、

2060年實現(xiàn)碳中和。電力作為遠(yuǎn)程輸送能量的載體，特高壓遠(yuǎn)距離輸送清潔電能是實現(xiàn)

碳中和的重要途徑之-o若保持輸送電能總功率、輸電距離不變的情況下，從原來的

150kV高壓輸電升級為1350kV的特高壓輸電，下列說法正確的是（

A.若輸電線不變，則輸電線中的電流變?yōu)樵瓉淼?倍

B.若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼墓?/p>

3

C.若輸電線不變，則輸電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼墓?/p>

9

D.若更換宜徑為原來輸電線直徑』的同種材料制成的輸電線，則輸電線上損失的功率不

9

變

二.多選題（共5小題）

（多選）13.（2023?葫蘆島一模）如圖所示，足夠長不計電阻的光滑導(dǎo)軌間距為2m,中間

有勻強磁場。磁感應(yīng)強度為LOT,在導(dǎo)軌上放有長度與導(dǎo)軌間距相等且不計電阻的金屬

棒。導(dǎo)軌右端連接在理想變壓器的原線圈上，副線圈與阻值為20。的電阻相連。理想變

樂器原副線圈而數(shù)比為I：2.電壓表是理想電表，金屬棒的速度

丫=10/5$5.11（10兀1）111/￡。下列說法正確的是（）

P.\.....\Q

“?I??2'一吉

A.電壓表的示數(shù)為14.14VB.電壓表的示數(shù)為20V

C.電阻消耗的功率為40WD.電阻消耗的功率為80W

（多選）14.（2022?金鳳區(qū)校級四模）如圖甲是線圈繞垂直于磁場的軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)

動時所產(chǎn)生的正弦交流電壓圖像，把該交流電壓加在如圖乙中理想變壓器的A、B兩端。

已知變壓器原線圈I和副線圈H的匝數(shù)比為5：I,交流電流表和交流電壓表均為理想電

B.在l=0.1s和0.3s時,穿過線圈的磁通量最大

C.電壓表的示數(shù)為2&V

D.電流表的示數(shù)為0.40A

（多選）15.（2023?茂名一模）一理想變壓器的電路圖如圖甲所示，原線圈兩端所加的正弦

交變電壓隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。副線圈所接電路中有額定功率均為100W

的兩個相同燈泡Li和L2,電壓表的示數(shù)為60V燈泡Li恰好正常發(fā)光。電壓表和電流表

均為理想電表，開始時開關(guān)S斷開，則下列說法正確的是（）

A.電流表的示數(shù)為0.6A

B.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：3

C.閉合開關(guān)S后，燈泡Li的功率為25W

D.閉合開關(guān)S后，變壓器的輸入功率為200W

（多選）16.（2020?成都噗擬）圖（a）為一交流發(fā)電機示意圖，線圈abed在勻強磁場中繞

固定軸OO,沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，圖（b）是該發(fā)電機的電動勢e隨時間t余弦規(guī)律變

化的圖象。已知線圈電阻為2.5C,定值電阻R=IOC,電表均為理想交流電表。由此可

B.電壓表讀數(shù)為10V

C.t=0/s時刻，穿過線圈的磁通量為零

D.0?0.05s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為0.04C

（多選）17.（2020?武漢模擬）如圖（a）所示，在勻強磁場中，一電阻均勻的正方形單匝

導(dǎo)線框abed繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸ab勻速轉(zhuǎn)動，線框產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的

A.cd邊兩端電壓的有效值為16.5V

B.當(dāng)線框平面與中性面的夾角為45°時，線框產(chǎn)生的電動勢的大小為22V

C.從t=0到t=0.01s時間內(nèi)，通過線框某一截面的電荷量為4.4X102c

D.線框轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的焦耳熱為3.87J

三.計算題（共3小題）

18.（2022?丹陽市校級三模）如圖中所示為某一發(fā)電機的實物模型，其工作原理可簡化為如

圖乙所示：強磁場的磁感應(yīng)強度大小為亞T,矩形線圈的總電阻為0.3。、匝數(shù)為5。匝、

2

面積為0.2nf,可繞垂直于勻強磁場的軸勻速轉(zhuǎn)動.現(xiàn)將該發(fā)電機接在理想變壓器的原線

圈上，副線圈接有規(guī)格均為“220V,U0W”的燈泡Li、L2,如圖丙所示,現(xiàn)在使發(fā)電

機勻速轉(zhuǎn)動，使兩燈泡均正常發(fā)光，已知理想變壓器的原副線圈匝數(shù)之比為1：10,電壓

表為理想交流電表，其余電阻均不計。求：

9

（1）理想交流電壓表的讀數(shù)；

（2）手搖發(fā)電機勻速轉(zhuǎn)動的角速度。

19.（2022?順義區(qū)二模）如圖所示為一個小型交流發(fā)電鞏的示意圖，其線框ABCD底數(shù)n

=100匝，面枳為S=（）.02n?,總電阻r=10C,繞垂直于磁場的釉00'勻速轉(zhuǎn)動，角速

度o）=100rad/s。已知勻強磁場磁感應(yīng)強度B=&T,矩形線框通過滑環(huán)與理想變壓器相

連，副線圈與電阻相接，電表均為理想電表，電壓表示數(shù)為U=180V。從線框轉(zhuǎn)至中性

面位置開始計時，求：

」0’

（I）線框中感應(yīng)電動勢的瞬時值表達(dá)式；

（2）電流表的示數(shù)；

（3）當(dāng)原、副線圈匝數(shù)比為2：1時，電阻R的阻值及消耗的電功率。

20.（2022?朝陽區(qū)校級模擬）如圖所示為交流發(fā)電機的示意圖。線圈abed繞垂直于磁場的

軸逆時針方向勻速轉(zhuǎn)動，角速度a）=2nrad/so已知產(chǎn)生的交流電電動勢的最大值為

10V2V,線圈abed電阻為1。，小燈泡電阻為4C,其他電阻忽略不計。求：

（1）線圈在圖示位置時，線圈中的感應(yīng)電流是多少？

（2）若在燈泡兩端并聯(lián)交流電壓表，則電壓表示數(shù)？

（3）外力驅(qū)動線圈轉(zhuǎn)動一周所做的功？

2024年高考物理總復(fù)習(xí)：交變電流

參考答案與試題解析

一.選擇題（共12小題）

1.（2023?衡陽二模）電流i隨時間t變化的關(guān)系如圖，它的有效值是（）

7x/3

3舊

-6后

A.I0AB.10^3AC.2V7AD.20A

【考點】交變電流的峰值、有效值、平均值和瞬時值；交變電流的圖像和函數(shù)表達(dá)式.

【專題】定量思想；方程法；交流電專題；推理能力.

【答案】A

【分析】根據(jù)等效熱值法，結(jié)合圖像的數(shù)據(jù)分析出交變電流的有效值。

【解答】解—：根據(jù)有效值的定義，可得Q=〃Rt口譽跳

可以知道一個周期3s內(nèi)：Q=l2Rtl+l2Rt+I2Tt=

[（7V3）2+（6V3）2+5V3）2]R=3OOR=3I^R

解得：Iq=10A,故A正確，BCD錯誤。

故選：A。

【點評】本題主要考查了交流電的相關(guān)應(yīng)用，熟悉等效熱值法即可完成分析，難度不大。

2.（2023?萊西市校級學(xué)業(yè)考試）如圖垂直于紙面向里的有界勻強磁場中有一個矩形線框

abed,線框以O(shè)O,為軸勻速轉(zhuǎn)動，00'與磁場右邊界重合。若線框中產(chǎn)生電流的峰值為Im,

由圖示位置開始計時，則下列可以正確描述線框中電流隨時間變化的圖像是（）

-Im

【考點】交變電流的圖像和函數(shù)表達(dá)式；交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理.

【專題】定性思想；推理法；交流電專題；推理能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)楞次定律判斷出感應(yīng)電流的方向.由感應(yīng)電動勢的表達(dá)式e=Emsinw,由

歐姆定律求出此線圈感應(yīng)電流的表達(dá)式，再選擇圖象.

【解答】解：圖示時刻開始，由楞次定律判斷出線圈中感應(yīng)電流方向為：a-d-*c-*b-*a

線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢表達(dá)式為e=-Emsincot=-BSoosinwl,S是線圈面積的一半，

則感應(yīng)電流的表達(dá)式為i=g3Lsin3t=1sin3t，其中3=西上

RRmR

故線圈中感應(yīng)電流按正弦規(guī)律變化，根據(jù)數(shù)學(xué)知識得知，故ABC錯誤，D正確：

故選：D。

【點評】本題雖沒有明確什么方向為感應(yīng)電流的正方向，但不影響答題.同時也可以假

設(shè)磁場沒有界，則感應(yīng)電流變化規(guī)律應(yīng)是余弦曲線，從而可快速確定當(dāng)一半磁場時的答

案.

3.（2023?吉水縣校級一模）如圖所示，是一多匝線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場的軸勻速

轉(zhuǎn)動所產(chǎn)生的交變電動勢的圖象，根據(jù)圖象可知（）

A.此交變電動勢的瞬時表達(dá)式為c=200sin0.02t

B.t=0.01s時，穿過線圈的磁通量為零

C.此交變電動勢的瞬時表達(dá)式為e=200sin10（hrt

D.1=0.02s時，穿過線圈的磁通量的變化率最大

【考點】交變電流的圖像和函數(shù)表達(dá)式.

【專題】計算題；定量思想；推理法；交流電專題.

【答案】C

【分析】線圈在中性面時，磁通量最大，磁通量的變化率為零，感應(yīng)電動勢為零，在與

中性面垂直的位置，磁通量為零，磁通量變化率最大，感應(yīng)電動勢最大，根據(jù)圖象得出

周期，從而得出角速度的大小，列出電動勢的瞬時表達(dá)式。

【解答】解：AC、由圖象知，周期T=0.02s,則有：（o=-52L=ioonrad/s*

則瞬時表達(dá)式為：e=Emsincot=200sin1OOntV.故A錯誤,C正確。

B、l=0.01s時?，感應(yīng)電動勢為零，知處于中性面位置，磁通量最大。故B錯誤。

D、在l=0.02s時，感應(yīng)電動勢為零，知磁通量的變化率為零。故D錯誤。

故選：Co

【點評】解決本題的關(guān)鍵知道中性面的特點，以及掌握感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式，并能

靈活運用。

4.(2023?青羊區(qū)校級模擬)如圖所示，邊長為L的正方形線圈abed其匝數(shù)為n,總電阻為

r,外電路的電阻為R,ab的中點和cd的中點的連線00'恰好位于勻強磁場的邊界線上,

磁場的磁感應(yīng)強度為B,若線圈從圖示位置開始，以角速度3繞OO'軸勻速轉(zhuǎn)動，則

以下判斷中錯誤的是()

A.閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式e=nBL%sin3t(V)

B.在1=工時刻，磁場穿過線圈的磁通量為零，但此時磁通最隨時間變化最快

23

C.從t=o時刻到時刻，電阻R上產(chǎn)生的熱量為、=色豈上L祭

2316(R+r)2

2

D.從t=o時刻到t=」L時刻，通過R的電荷量q=-

232(*)

【考點】交變電流的峰值、有效值、平均值和瞬時值；功率、平均功率和瞬時功率；交

流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理.

【專題】定量思想：推理法；交流電專題：分析綜合能力.

【答案】A

【分析】線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦式交變電流，根據(jù)規(guī)律可列出感應(yīng)電動

勢的瞬時表達(dá)式，最大值與有效值的加倍；每當(dāng)線框通過中性面時，電流方向改變；

當(dāng)磁通量為零時，線柩切割速度最大，產(chǎn)生的電動勢也最大；

根據(jù)有效值由佳耳定律求熱量；根據(jù)電荷量的經(jīng)驗公式求電量。

【解答】解：A、由閉合電路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式e=Emsins,而最大值E,?=

AnBcoL2,所以回路中感應(yīng)電動勢的瞬時表達(dá)式：e=AnBcoL2sinwt,故A錯誤；

22

B、在（=旦時刻，線圈從圖示位置轉(zhuǎn)過90°,此時磁場穿過線圈的磁通量最小，磁通

23

量變化率最大，故B正確

C、電壓有效值為與，從t=0至?xí)r刻，電阻R產(chǎn)生的焦耳熱為、=上:?旦

V223R打23

=四包或故c正確；

16（R+r）2

D、從t=0至-時刻，通過R的電荷量：q=故D正確。

23R4T2（*）

本題選錯誤的，

故選：A,

【點評】線框在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生正弦式交變電流.而對于電表讀數(shù)、求產(chǎn)生

的熱量均由交變電的有效值來確定，而涉及到耐壓值時，則由最大值來確定。而通過某

一電量時，則用平均值來求，同時注意線圈只有一半在磁場中運動。

5.（2008?茂名二模）如圖甲所示是日光燈的電路圖，它主要是由燈管、鎮(zhèn)流器和啟動器組

成的，鎮(zhèn)流器是一個帶鐵芯的線圈，啟動器的構(gòu)造如圖乙所示，為了保護啟動器常在啟

動器的兩極并上一紙質(zhì)電容器C.某教室的一盞日光燈總是出現(xiàn)燈管兩端亮而中間不亮

的情況，經(jīng)檢查燈管是好的。電壓正常，鎮(zhèn)流器無故障，其原因可能是（）

A

甲z.

A.啟動器兩腳與啟動器座接觸不良

B.電容器C斷路

C.電容器C擊穿而短路

D.鎮(zhèn)流器自感系數(shù)L太大

【考點】電感器及感抗.

【專題】交流電專題：埋解能力.

【答案】C

【分析】在鎮(zhèn)流器上感應(yīng)不出高壓，就不能點亮日光燈。問題出現(xiàn)在啟動器內(nèi)的金屬片

未出現(xiàn)接觸后而斷開，在鎮(zhèn)流器上感應(yīng)出高電壓。

【解答】解：日光燈啟動器的作用是，當(dāng)電壓加到啟動器兩端時，啟動器內(nèi)的金屬片受

熱膨脹而短路，短路后金屬片放熱斷開，斷開時在鎮(zhèn)流器上感應(yīng)出高壓加到口光燈兩端,

使日光燈內(nèi)的汞電離導(dǎo)通，日光燈發(fā)光。ABD都不會影響啟動器內(nèi)的金屬片功能，只

有“電容器C擊穿而短路“不能使金屬片斷開。故C正確，A、B、D錯誤。

故選：Co

【點評】解決本題的關(guān)鍵掌握啟動器的原理。

6.（2021?海淀區(qū)模擬）如圖2所示的交流電路中，燈Li、L2和L3均發(fā)光，如果保持交變

電源兩端電壓的有效值不變，但頻率減小，各燈的亮、暗變化情況為（）

A.燈Li、L2均變亮，燈L3變暗

B.燈Li、L2、L3均變暗

C.燈Li不變，燈L2變暗，燈L3變亮

D.燈Li不變，燈L2變亮，燈L3變暗

【考點】電阻、電容和電感對交變電流的影響；電容器及容抗.

【專題】定性思想；推理法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合.

【答案】D

【分析】電感線圈對交流電的阻礙作用與交流電的頻率.、及自感系數(shù)成正比。電容器內(nèi)

部是真空或電介質(zhì)，隔斷直流。能充電、放電，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的

特性。進行分析。

【解答】解：輸入的交流的頻率減小，對電阻R沒影響，Li燈亮度不變；電感線圈特點

是通低頻阻高頻，頻率減小，則電感的阻礙作用減小，所以L2燈的亮度變亮；電容器的

特點是通高頻阻低頻，頻率減小，則電容器的阻礙作用增大，所以L3燈更暗一些。故

ABC錯誤，D正確

故選：Do

【點評】對于電容和電感的特性可以利用感抗和容抗公式記憶：XL=2EL,XC=-—，

2兀fC

L是電感，C是電容，f是頻率

7.（2020?鹽城二模）在下列四幅u-t圖象中，能正確反映我國居民生活所用交流電的是

【考點】交變電流.

【專題】定性思想：推理法；交流電專題；理解能力.

【答案】C

【分析】根據(jù)對家庭用電（交流電）的了解回答，知道我國生活用電電壓220V為有效值。

【解答】解：我們?nèi)粘Ｉ钪杏玫亩际钦沂浇涣麟姡妷菏?20V,頻率是50Hz.周

期為0.02s

電壓的最大值為：220j^V=311V,故C正確，ABD錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查交流電的性質(zhì)，要注意明確我們平常所說的電壓為有效值，要知道正

弦式交流電最大值是有效值的倍。

8.（2022?海南一模）如圖1所示的方波電壓的最大值為ui，如圖2所示的正弦波電壓的最

大值為U2,方波和正弦波的周期相等。將同一電阻R分別接到方波、正弦波交流電源上

時。一個周期內(nèi)接正弦波所產(chǎn)生的熱量是接方波電壓時的2,則上■的值為（）

圖2

C.-1

4"I

【考點】交變電流的峰值、有效值、平均值和瞬時值；交變電流的圖像和函數(shù)表達(dá)式.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理能力.

【答案】B

【分析】根據(jù)正弦式交變電流電壓的有效值與最大值的關(guān)系,求得交變電壓的有效值,

再根據(jù)熱量的計算公式進行比較。

【解答】解：根據(jù)焦耳定律知，電阻接在方波交流電源上時,

2

U2

二

4故

1T-T=-

正弦交流電電壓的有效值等于峰值的2R3

U1

ACD錯誤，B正確。

故選：Bo

【點評】本題考查交變電流中有效值與最大值的關(guān)系，解題的關(guān)鍵在于掌握正弦式交變

電壓存在u=久。

V2

9.（2020?浙江模擬）如圖所示，某電路的輸入端輸入的電流既有直流成分，又有交流低頻

成分和交流高頻成分，若通過該電路只把交流的低頻成分輸送到下一級，那么關(guān)于該電

路中各器件的作用，有下列說法正確的是（）

A.Ci在此的功能為通直流,阻交流，電容應(yīng)盡可能小一些

B.。在此的功能為通低頻,阻高頻，電容應(yīng)盡可能小一些

C.02在此的功能為通高頻.阻低頻,電容應(yīng)盡可能小一些

D.C2在此的功能為通高頻,阻低頻，電容應(yīng)盡可能大?些

【考點】電阻、電容和電感對交變電流的影響；電容器及容抗.

【專題】定性思想：推理法；交流電專題；推理能力.

【答案】C

【分析】電路的輸入端輸入的電流既有直流成分，又有交流低頻成分和交流高頻成分,

要只把交流的低頻成分輸送到下一級，該電路要隔掉直流，通低頻，阻高頻，根據(jù)電容

的特性進行判斷。

【解答】解：AB、Ci在此的功能為通交流，隔直流，使直流不能到達(dá)下一級電路，叫隔

直電容，電容盡可能大一些，故AB錯誤；

CD、C2與輸出電路并聯(lián)，起到通高頻，阻低頻，使高頻成分能通過，低頻成分到達(dá)下一

級，C2乂叫高頻旁路電容，電容應(yīng)盡可能小一些，故C正確，D錯誤。

故選：Co

【點評】電容器的特性在理解的基礎(chǔ)上記?。和ń涣鞲糁绷?，通高頻阻低頻，也可以用

容抗公式記憶：Xc=1

2兀fC

10.（2023?湖南模擬）變壓器是利用電磁感應(yīng)的原理來改變交流電壓的裝置，主要構(gòu)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,RHR2、R3、R4均為定值電阻，R3=10C，RI=R2

=R4=20C,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\歷丫

D.正弦交流電源的輸出電功率為65W

【考點】變壓器的構(gòu)造和原理；電功和電功率；交變電流的圖像和函數(shù)表達(dá)式.

【專題】定量思想；方程法；交流電專題；推理能力.

【答案】D

【分析】根據(jù)交流電的最大值確定有效值，利用串并聯(lián)電路的特點求得副線圈兩端的電

壓，結(jié)合原副線圈兩端的電壓之比與匝數(shù)成正比，求得原線圈兩端的電壓，分析原線圈

電路，再根據(jù)歐姆定律以及原副線圈電流與匝數(shù)之比之間的關(guān)系即可求得電流表示數(shù)，

由電功率的公式求出電源的輸出電功率。

【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45A,

則電流的有效值IR3=1A,則UR3=R3lR3=10XIV=10V,R4中電流1R4=

—A=0.5A,變壓器的輸出電流I2=IR3+IR4=1A+0.5A=1.5A,由變壓器的

R4R420

T門

變流比公式U二,可知電流表A的示數(shù)II=0.5A,故A錯誤：

【2nl

B.電阻R2兩端的電壓：UR2=I2R2=1.5X20V=30V,變壓器的輸出電壓U2=UR2+UR3

Un

=30V+10V=40V,由變壓器的變壓比公式‘二」可知電壓表的示數(shù)Ui=120V,故B

與n2

錯誤；

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

D.正弦交流電源的輸出電功率Po=UoIo=Uoh=130X0.5W=65W,故D正確。

故選：Do

【點評】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理，明確變壓比、變流比是解題的關(guān)鍵，對于原

線圈串聯(lián)電阻的電路，需要從電流入手分析。

II.（2023?湖南模擬）如圖所示為理想變壓器，其原、副線圈匝數(shù)比為k,所接電源為有效

值恒定的正弦交流電壓，且不計電源內(nèi)阻。原線圈接有定值電阻Ro,副線圈接有定值電

阻Ri、R3，以及滑動變阻器R2,四個理想交流電表的連接如圖所示?，F(xiàn)將R2的滑動觸

頭向下滑動少許，電表的示數(shù)變化量的絕對值分別為AUi、AU2、Ah、△”，則下列說

法正確的是（）

A.電壓表V2的示數(shù)減小，甩流表A2的示數(shù)減小

B.電壓表Vi的示數(shù)增大，電流表Ai的示數(shù)增大

r劭1

---?------=---

△12AI1k2

△UlAU22

D.：-k

△EAl2

【考點】變壓器的動態(tài)分析?；變壓器的構(gòu)造和原理.

【專題】信息給予題：定量思想；推理法；交流電專題：理解能力.

【答案】D

【分析】AB.把副線圈負(fù)載電阻看作變壓器原線圈的等效電阻，根據(jù)歐姆定律求解原線圈

電流的變化，根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系、電壓與函數(shù)比的關(guān)系，分析作答；

CD.根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比、電流與匝數(shù)比的關(guān)系得到變壓器原副線圈電壓佗變化

量、電流的變化量與匝數(shù)比的關(guān)系，然后作答。

【解答】解：AB.把副線圈負(fù)載電阻看作變壓器原線圈的等效電阻，設(shè)原副線圈匝數(shù)比

為k,根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系Ui=kU”理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系

UikU

[1=，，原線圈等效電阻R原二2=k2?累=k2R,滑動變阻器的觸頭向下滑動,

kLhL2

k

則副線圈電路總電阻值增大，作出該變壓器的等效電路如圖所示:

R）

可知原線圈等效電阻k2R增大，根據(jù)歐姆定律I廣可知,電流表Ai示數(shù)減小

z

R0+kR

根據(jù)理想變壓器電流與匝數(shù)比的關(guān)系可知電流表A2示數(shù)也減小

在原線圈電路中，根據(jù)電壓關(guān)系，原線圈兩端電壓Ui=Uo-hRo增大，即V|示數(shù)增大

根據(jù)理想變壓器電壓與匝數(shù)比的關(guān)系，副線圈兩端電壓增大，即V2示數(shù)增大，故AB錯

誤;

C.設(shè)變壓器原副線圈匝數(shù)比為k,根據(jù)理想變壓器電壓比與匝數(shù)比的關(guān)系可得副線圈兩

端電壓與二”Ui

根據(jù)理想變壓器電流比與匝數(shù)比的關(guān)系可得副線圈中的電流l2=kh

UiInAUtAin

由丁石巾^=k則有權(quán)=k，△jy=k

△UiAlo

聯(lián)立得端：AT7=1

△UiAu

因此天廿：9故C錯誤;

△12△I1

△UiAUAI

D.結(jié)合以上分析,22-k*k=k2?故D正確。

AA

△11,I2-U2AIJ

故選：D。

【點評】本題考杳了變壓器原線圈回路含負(fù)載的動態(tài)變化問題；變壓器原副線圈電壓的

變化量、電流的變化量與匝數(shù)比的關(guān)系的解題的關(guān)鍵。

12.（2022?臨渭區(qū)二模）2020年9月，中國發(fā)布“雙碳戰(zhàn)略”，計劃到2030年實現(xiàn)碳達(dá)峰、

2060年實現(xiàn)碳中和。電力作為遠(yuǎn)程輸送能量的載體，特高壓遠(yuǎn)距離輸送清潔電能是實現(xiàn)

碳中和的重要途徑之一。若保持輸送電能總功率、輸電距離不變的情況下，從原來的

150kV高壓輸電升級為1350kV的特高壓輸電，下列說法正確的是（）

A.若輸電線不變，則輸電線中的電流變?yōu)樵瓉淼?倍

B.若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓變?yōu)樵瓉淼墓?/p>

3

C.若輸電線不變，則渝電線上損失的功率變?yōu)樵瓉淼墓?/p>

9

D.若更換直徑為原來輸電線直徑工的同種材料制成的輸電線，則輸電線上損失的功率不

9

變

【考點】遠(yuǎn)距離輸電：變壓器的構(gòu)造和原理.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題：推理能力.

【答案】D

【分析】應(yīng)用電功率公式求出輸電流的變化情況，然后應(yīng)用電功率公式分析答題。

【解答】解：A、在輸電功率不變的情況下，輸電電壓150kV高壓輸電升級為135CkV,

輸電電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，由電功率公式P=UI可知，輸電電流變?yōu)樵瓉淼摹?，故A錯

9

誤；

B、若輸電線不變，則輸電線上損失的電壓AU=IR,R不變，輸電電流變?yōu)樵瓉淼摹唬?/p>

9

則電壓變?yōu)樵瓉淼墓ぃ蔅錯誤；

9

C、若輸電線不變，由電功率公式P=1R可知，輸電線上損失的功率變?yōu)樵鹊模?了,

9

即Jj故C錯誤；

81

D、若更換直徑為原來輸電線直徑』的同種材料制成的輸電線，面積變?yōu)樵瓉淼摹挂挥?/p>

981

電阻定律R=pL知輸電線的電阻變?yōu)樵瓉淼?1倍，愉甩電流變?yōu)樵瓉淼墓?，由電功?/p>

S9

公式P=FR可知輸電線上損失的功率不變，故D正確。

故選：D。

【點評】知道遠(yuǎn)距離輸電的原理與輸電過程是解題的前提，根據(jù)題意應(yīng)用電功率公式與

電阻定律即可解題。

二.多選題（共5小題）

（多選）13.（2023?葫蘆島一模）如圖所示，足夠長不計電阻的光滑導(dǎo)軌間距為2m,中間

有勻強磁場。磁感應(yīng)強度為LOT,在導(dǎo)軌上放有長度與導(dǎo)軌間距相等且不計電阻的金屬

棒。導(dǎo)軌右端連接在理想變壓器的原線圈上，副線圈與阻值為20。的電阻相連。理想變

壓器原副線圈匝數(shù)比為1：2。電壓表是理想電表，金屬棒的速度

v=loV2sin（10^t）m/s^下列說法正確的是（）

A.電壓表的示數(shù)為14.14VB.電壓表的示數(shù)為20V

C.電阻消耗的功率為40WD.電阻消耗的功率為80W

【考點】變壓器的構(gòu)造和原理；電功和電功率；導(dǎo)體切割磁感線時產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢：

電磁感應(yīng)中的能量類同題.

【專題】定量思想；等效替代法；電磁感應(yīng)與電路結(jié)合；分析綜合能力.

【答案】BD

【分析】根據(jù)E=BLv求出金屬棒產(chǎn)生的電動勢，金屬棒電阻不計，則電壓表的示數(shù)等

于金屬棒產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值。由變壓器的規(guī)律求出電阻的電壓，再求電阻消耗

的功率。

【解答】解：AB、金屬棒產(chǎn)生的電動勢為￡=83=1.0義2乂1仍/^11（10111）丫=20^^11

（10nt）V,金屬棒電阻不計，可知電壓表的示數(shù)為2V=20V,故A錯誤,

V2

B正確;

CD、由Ui萬n1,Ui=U得副線圈兩端電壓為U2=n/0lJigox20V=40W電阻消耗的

221

功率為p」乜二理T二80w，故C錯誤，D正確。

R20

故選：BD。

【點評】本題是電磁感應(yīng)與變壓器的綜合，關(guān)鍵要掌握感應(yīng)電動勢公式E=BLv和變壓

器的規(guī)律，要注意電壓表測量的是交流電壓的有效值。

（多選）14.（2022?金鳳區(qū)校級四模）如圖甲是線圈繞垂直于磁場的軸在勻強磁場中勻速轉(zhuǎn)

動時所產(chǎn)生的正弦交流電壓圖像，把該交流電壓加在如圖乙中理想變壓器的A、B兩端。

已知變壓器原線圈I和副線圈n的匝數(shù)比為5：1,交流電流表和交流電壓表均為理想電

B.在t=O.ls和0.3s時，穿過線圈的磁通量最大

C.電壓表的示數(shù)為2&V

D.電流表的不數(shù)為0.40A

【考點】交變電流的圖像和函數(shù)表達(dá)式；變壓器的構(gòu)造和原理.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；分析綜合能力.

【答案】AD

【分析】根據(jù)圖甲所示圖象求出感應(yīng)電動勢大小然后判斷穿過線圈的磁通量大小；由圖

甲所示圖象求出交流電的周期，然后求出線圈轉(zhuǎn)動的角速度：由圖甲所示圖象求出交流

電壓的峰值，然后求出有效值，再根據(jù)變壓器的電壓比、變流比分析答題。

【解答】解：

A.由圖甲所示圖象可知，交流電的周期T=0.4s,線圈轉(zhuǎn)動的角速度3=空_衛(wèi)Lrad/s

T0.4

=5nrad/s,故A正確；

B.由圖甲所示圖象可知，在t=().Is、0.3s時，感應(yīng)電動勢最大，此時是磁通展的變化率

最大，此時穿過線圈的磁通量為零，故B錯誤；

C、由圖甲所示圖象可知，變壓器原線圈輸入電壓的峰值Uim=l0V2V,變壓器原線圈

Ulm10V2

輸入電壓的有效值Ui=v=10V,

由理想變壓器的變壓比」U=」n=互解得，副線圈電壓U2=2V,電壓比示數(shù)為2V,故C

U2n21

錯誤:

D、由歐姆定律可知，流過副線圈的電流：I2="=2A=2A,根據(jù)理想變壓器的變流比

R1

jn

」_=，_=上解得原線圈電流h=0.40A,電流表讀數(shù)為0.40A,故D正確。

12nl5

故選：ADo

【點評】本題考查了變壓器的構(gòu)造和原理、正弦式電流的圖象和三角函數(shù)表達(dá)等知設(shè)點。

本題涉及到的公式比較多，記住這些公式，就能解決這道題。

（多選）15.（2023?茂名一模）一理想變壓器的電路圖如圖甲所示，原線圈兩端所加的正弦

交變電壓隨時間變化的關(guān)系圖像如圖乙所示。副線圈所接電路中有額定功率均為I00W

的兩個相同燈泡Li和L2,電壓表的示數(shù)為60V燈泡L］恰好正常發(fā)光。電壓表和電流表

均為理想電表，開始時開關(guān)S斷開，則下列說法正確的是（）

A.電流表的示數(shù)為0.6A

B.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10：3

C.閉合開關(guān)S后，燈泡Li的功率為25W

D.閉合開關(guān)S后，變壓器的輸入功率為200W

【考點】變壓器的構(gòu)造和原理；交變電流的圖像和函數(shù)表達(dá)式.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；分析綜合能力.

【答案】BD

【分析】根據(jù)功率公式可求解電流表示數(shù)；利用電壓有效值與最大值的關(guān)系以及

匕21可求出線圈的質(zhì)數(shù)比，輸入的功率的大小是由輸出功率的大小決定的，

-,

U2n2

【解答】解：A、電流表的示數(shù)為I=E=期A"1.67A,故A錯誤：

U60

B、由圖乙可知，輸入電壓的有效值為U療效=駕返、=200丫，根據(jù)上=*,得：巴＞

V2取n2n2

=200=10>故B正確；

603

C、閉合開關(guān)S后，副線圈兩端的電壓不變，燈泡Li的功率不變，故C錯誤；

D、理想變壓器原線圈的輸入功率與副線圈所接用電器消耗的功率相等，兩燈泡正常發(fā)光,

消耗的總功率為2OOW,故此時輸入功率為200W,故D正確。

故選：BDo

【點評】本題主要考查變壓器的知識，要能對變壓器的最大值、有效值、瞬時值以及變

壓器變壓原理、功率等問題徹底理解.

（多選）16.（2020?成都噗擬）圖（a）為一交流發(fā)電機示意圖，線圈abed在勻強磁場中繞

固定軸OCT沿順時針方向勻速轉(zhuǎn)動，圖（b）是該發(fā)電機的電動勢e隨時間t余弦規(guī)律變

化的圖象。已知線圈電阻為2.5Q,定值電阻R=100,電表均為理想交流電表。由此可

以判定（）

圖⑷圖⑹

A.電流表讀數(shù)為0.8A

B.電壓表讀數(shù)為10V

C.t=O.ls時刻，穿過線圈的磁通量為零

D.0?0.05s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為0.04C

【考點】交變電流的圖像和函數(shù)表達(dá)式；交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理.

【專題】定量思想：推理法；交流電專題：推理能力.

【答案】AC

【分析】交流發(fā)電機產(chǎn)生電動勢的最大Em—NBSC0,交流電壓表顯示的是路端電壓有效

值，通過電阻的電量為空。

QR-Fr

【解答】解?：A、由圖b可知，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的最大值為￡^二16回V,周期T

E

=0.2s,線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值=10V

V2

根據(jù)閉合電路的歐姆定律可知I=_J=0.8A，故A正確；

R+r

B、電壓表的示數(shù)U=IR=8V,故B錯誤；

C.t=0,1s時刻，線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢最大，此時線圈位于與中性面垂直位置，故穿

過線圈的磁通量為零，故c正確；

D線圈轉(zhuǎn)動的角速度3早翁ad/s=】。兀raS線圈產(chǎn)生的最大感應(yīng)電動勢

E.n=BSa）,故BS=&二也返WbX^Wb，0?005s內(nèi)，通過電阻R的電荷量為q=

3ionD71D

金;二的尊C=0.0360故D錯誤；

R+rR+r25兀

故選：AC。

【點評】解決本題的關(guān)鍵知道正弦式交流電峰值的表達(dá)式Em=nBSu）,以及知道峰值與

有效值的關(guān)系，能從圖中得出有效信息，難度不大。

（多選）17.（2020?武漢饃擬）如圖（a）所不，在勻強磁場中，一電阻均勻的止方形單原

導(dǎo)線框abed繞與磁感線垂直的轉(zhuǎn)軸ab勻速轉(zhuǎn)動，線框產(chǎn)生的交變電動勢隨時間變化的

A.cd邊兩端電壓的有效值為16.5V

B.當(dāng)線框平面與中性面的夾角為45°時，線框產(chǎn)生的電動勢的大小為22V

C.從t=0到t=O.OIs時間內(nèi)，通過線框某一截面的電荷量為4.4X10-2c

D.線框轉(zhuǎn)動一周產(chǎn)生的焦耳熱為3.87J

【考點】交變電流的圖像和函數(shù)表達(dá)式：交流發(fā)電機及其產(chǎn)生交變電流的原理.

【專題】定量思想：推理法；交流電專題；推理能力.

【答案】AB

【分析】從圖象得出電動勢最大俏、周期，從而算出電動勢的有效值、角速度，進而知

瞬時值表達(dá)式和磁通量最大值，通過線框某一截面的電荷量線框轉(zhuǎn)動一周

R

訐2

產(chǎn)生的焦耳熱為Q=LT。

R

E

【解答】解：A、由圖可知，Em=22V2V,有效值為：E=/=22V,cd切割磁感線產(chǎn)

V2

生電動勢，相當(dāng)于電源，cd兩端的電壓為路端電壓U=_^E=165V,故A正確;

B、由圖可知，Em=22&V,周期為：T=0.02s,角速度為：3