2023新高考新教材版物理高考第二轮复习-专题十二 交变电流 (一)

2023新高考新教材版物理高考第二轮复习

专题十二交变电流

高频考点

考点一交变电流的产生与描述

基5出交变电流的产生及描述等。

重难交变电流的图像、有效值的计算等。

限时25分钟，正答率:/7。

基础

1.（2021辽宁,5,4分）如图所示,N匝正方形闭合金属线圈abed边长为L,线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁

场垂直且与线圈共面的轴。0'以角速度3匀速转动,ab边距轴全线圈中感应电动势的有效值为（）

A.NBL2o>B-NBL2co

1D.?NBL23

C-NBL2u)

答案B

2.（2018海南单科,7,5分）（多选）如图,在磁感应强度大小为B的匀强磁场中,有一面积为S的矩形单匝

闭合导线框abed,ab边与磁场方向垂直,线框的电阻为R。使线框以恒定角速度3绕过ad、be中点的轴旋转。下列说法正确

的是（）

A.线框abed中感应电动势的最大值是BS3

B.线框abed中感应电动势的有效值是BS3

C.线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大

D.线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大

答案AC

3.（2021天津,3,5分）如图所示,闭合开关后,R=5。的电阻两端的交流电压为11=50esin10ntV,电压表和电流表均为理想交

流电表，贝山）

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A.该交流电周期为0.02s

B.电压表的读数为100V

C.电流表的读数为10A

D.电阻的电功率为1kW

答案C

重难

4.（2021北京,5,3分）一正弦式交变电流的i-t图像如图所示。下列说法正确的是（）

A.在t=0.4s时电流改变方向

B.该交变电流的周期为0.5s

C.该交变电流的表达式为i=2cos5nt（A）

D.该交变电流的有效值为当A

答案C

5.（2021浙江6月选考,5,3分）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期T和最大值Um相同,

则实线所对应的交流电的有效值U满足（）

A.U=|umB.U=yUm

C.U>fUmD.Uv苧Um

答案D

6.（2021浙江1月选考,16,2分）（多选）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中

以恒定角速度绕00'轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其他电阻不计，图乙中的Um为已知量。则金属框转动一

周（）

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乙

A.框内电流方向不变

B.电动势的最大值为Um

C.流过电阻的电荷量

A

2

D.电阻产生的焦耳热QW*

IX

答案BD

7.(2021江苏,12,8分)贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛,2020年我国风力发电量高达4000亿千瓦时。某种风力发电

机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转动。已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大

小为0.20T,线圈的匝数为100、面积为0.50m2、电阻为0.60若磁体转动的角速度为90rad/s,线圈中产生的感应电流

为50A,求:

(1)线圈中感应电动势的有效值E;

(2)线圈的输出功率P。

答案(1)450位V(2)30kW

考点二变压器远距离输电

基5出变压器的电压、电流和功率关系的分析计算，变压器和交变电流的综合考查。

重难变压器与电路的综合考查、远距离输电的计算等。

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限时55分钟，正答率:/14o

基础

1.（2019江苏单科,1,3分）某理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:10,当输入电压增加20V时，输出电压（）

A.降低2VB.增加2VC.降低200VD.增加200V

答案I）

2.（2021广东,7,4分）某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为

0.2S,电压最大值为0.05Vo理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、副线圈匝数比为1:60。下列说法正确的是

（）

永磁铁

A.交流电的频率为10Hz

充电电路

B.副线圈两端电压最大值为3V螺线管

C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关

D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率

答案B

3.（2020江苏单科,2,3分）电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如图所示。其原线圈匝数较少，串联在电路中,

副线圈匝数较多,两端接在电流表上。则电流互感器（）电路

A.是一种降压变压器B.能测量直流电路的电流

C.原、副线圈电流的频率不同D.副线圈的电流小于原线圈的电流

答案D

4.（2017北京理综,16,6分）如图所示，理想变压器的原线圈接在u=220让sin100E（V）的交流电源上，副线圈接有R=55Q的

负载电阻，原、副线圈匝数之比为2:1,电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（）

A.原线圈的输入功率为2200W

B.电流表的读数为1A

C.电压表的读数为110近V

D.副线圈输出交流电的周期为50s

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答案B

5.（2020课标川,20,6分）（多选）在图甲所示的交流电路中,电源电压的有效值为220V,理想变压器原副线圈的匝数比为10:1,R,、

R2、R3均为固定电阻,R2=10Q,R3=20。，各电表均为理想电表。已知电阻R2中电流i2随时间t变化的正弦曲线如图乙所示。

下列说法正确的是（）

乙

A.所用交流电的频率为50HzB.电压表的示数为100V

C.电流表的示数为1.0AD.变压器传输的电功率为15.0W

答案AD

重难

6.（2022湖南,6,4分）如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头R初始位置在副线圈正中间，输入端接入电压有效值恒

定的交变电源。定值电阻Ri的阻值为R,滑动变阻器R2的最大阻值为9R,滑片P2初始位置在最右端。理想电压表⑨的示数

为U,理想电流表0的示数为1„下列说法正确的是（）

A.保持Pi位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中,l减小,U不变

B.保持Pi位置不变,Pz向左缓慢滑动的过程中，吊消耗的功率增大

C.保持P2位置不变,Pi向下缓慢滑动的过程中,l减小,U增大

D.保持P2位置不变,Pi向下缓慢滑动的过程中,用消耗的功率减小

答案B

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7.（2022广东惠州二模）如图，理想变压器原、副线圈匝数之比m:n2=1：3,M、N接在电压有效值不变的交流电源两端。光照强

度由强变弱过程，光敏电阻R的阻值由小变大，灯泡L的阻值不变很火）

A.通过光敏电阻和灯泡的电流之比为1:3

B.灯泡的亮度由亮变暗

C.原线圈两端的电压始终不变

D.光敏电阻两端的电压逐渐变小

答案B

8.（2019海南单科,8,5分）（多选）如图，一理想变压器输入端接交流恒压源,输出端电路由Ri、R2和R3三个电阻构成。将该变压

器原、副线圈的匝数比由5:1改为10:1后（）

1

A.流经Ri的电流减小到原来的了

B.R2两端的电压增加到原来的2倍

1

C.R3两端的电压减小到原来的5

D.电阻上总的热功率减小到原来的;

答案CD

9.（2021河北,8,6分）（多选）如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L,匝数为N,放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理

想变压器的原、副线圈匝数分别为no、m和0,两个副线圈分别接有电阻Ri和R2。当发电机线圈以角速度3匀速转动时，理想

电流表读数为I。不计线圈电阻，下列说法正确的是（)

A.通过电阻R2的电流为皿

工2

B.电阻R2两端的电压为这更1

C.no与m的比值为—----9

1R1

D.发电机的功率为生叱西3

n0

答案BC

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10.（2021福建34分）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电阻。若变压器视为理想变

压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当住户使用的用电器增加时,图中各电表的示数变化情况

是（）

A.Ai增大,V2不变,V3增大

BA增大,V2减小,V3增大

C.A2增大,V2增大,V3减小

D.A2增大,V2不变,V3减小

答案D

11.（2021海南,9,4分）（多选）如图，理想变压器原线圈接在u=220V2sin100irt（V）的交流电源上，副线圈匝数可通过滑片P来调

节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比m:n2=2:1,为了使图中“100V,50W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行

的是（）

A.仅将滑片P向上滑动

B.仅将滑片P向下滑动

C.仅在副线圈电路中并联一个阻值为20Q的电阻

D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为20。的电阻

答案BD

12.（2020山东,5,3分）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比巾:血=22:3,输入端a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙

所示。灯泡L的电阻恒为15Q,额定电压为24V。定值电阻Ri=10Q、R2=5Q,滑动变阻器R的最大阻值为10Qo为使灯

泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（）

A.1QB.5QC.6QD.8Q

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答案A

13.（2021山东,9,4分）（多选）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1:3,输入电压为7.5V的正弦交流

电。连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10Q。开关S接1时，右侧变压器原、副线圈匝数比为2:1,R上的

功率为10W;接2时，匝数比为1:2,R上的功率为Po以下判断正确的是（）

A.r=10QB.r=5Q

C.P=45WD.P=22.5W

答案BD

14.（2021湖北,6,4分）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻

值为R的定值电阻，在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（）

A.电流表Ai示数减小

B.电流表4示数增大

C.原线圈输入功率先增大后减小

D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大

答案A

易混易错

1.交流电产生热量的计算（2018课标川,16,6分）一电阻接到方波交流电源上,在一个周期内产生的热量为Q方;若该电阻接到正

弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q正。该电阻上电压的峰值均为uo,周期均为T,如图所示。则Q方:Q正等于（）

A.1：V2B.V2:1C.1:2D.2:1

答案D

2.变压器电路的动态分析（2021湖南,6,4分）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为mm2,输入端C、D接入电压有效值恒定的

交变电源，灯泡Li、L2的阻值始终与定值电阻Ro的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b端的过程中，两个灯泡

始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）

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A.Li先变暗后变亮,l_2一直变亮

B.Li先变亮后变暗,l_2一直变亮

C.Li先变暗后变亮,l_2先变亮后变暗

D.Li先变亮后变暗,l_2先变亮后变暗

答案A

题型模板

题型一变压器动态变化模型

典型模型

模型特征：变压器匝数比不变、负载电阻变化，是最常见的动态变化模型。

1.（2020北京,9,3分）如图所示，理想变压器原线圈接在u=Umsin（3t+q））的交流电源上，副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电

表内电阻影响。闭合开关5后（）

A.电流表A2的示数减小B.电压表的示数减小

C.电压表V2的示数不变D.电流表A的示数不变

答案A

2.（2015安徽理综,16,6分）图示电路中，变压器为理想变压器,a、b接在电压有效值不变的交流电源两端,Ro为定值电阻,R为滑

动变阻器。现将滑动变阻器的滑片从某一位置滑动到另一位置,观察到电流表Ai的示数增大了0.2A,电流表A2的示数增大了

0.8A,已知各表均为理想交流电表，下列说法正确的是（）

A.电压表Vi、V2示数都增大B.滑动变阻器滑片是沿d-c方向滑动的

C.电压表V2示数不变,V3示数减小D.该变压器是升压变压器

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答案C

变式题型

题型特征:变式1:含有二极管的类型。变式2:变压器匝数、负载电阻都可改变。

3.变式1（2020云南镇沅一中期末）（多选）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数分别为m、n2o原线圈通过一理想电流表

A接正弦交流电源,一个二极管和阻值为R的负载电阻串联后接到副线圈的两端。假设该二极管的正向电阻为零，反向电阻为

无穷大。用交流电压表测得a、b两端和c、d两端的电压分别为Uab和11回则（）

A.Uab：Ucd=ni：n2

B.增大负载电阻的阻值R,电流表的读数变小

C.负载电阻的阻值越小,c、d间的电压Ucd越大

D.将二极管短路,电流表的读数加倍

答案BD

4.变式2（2015天津理综,6,6分）（多选）如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头

Q来调节，在副线圈两端连接了定值电阻Ro和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头。在原线圈上加一电压为U的正弦交

流电厕（）

A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大

B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变小

C.保持P的位通不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大

D.保持P的位直不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小

答案BC

题型二远距离输电模型

典型模型

模型特征：讨论输电功率损失问题。

1.（2020课标II,19,6分）（多选）特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压

输电技术。假设从A处采用550kV的超高压向B处输电，输电线上损耗的电功率为AP,到达B处时电压下降了AU。在保持A

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处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下，改用1100kV特高压输电,输电线上损耗的电功率变为到达B处时电压下

降了△U'。不考虑其他因素的影响，则（）

A.AP'4APB.AP'=^AP

4

C.AU'4AUD.AU'^AU

4

答案AD

2.（2012天津理综,4,6分）通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P,原线圈的电压U保持不变,输电线路的总电阻为

R»当副线圈与原线圈的匝数比为k时,线路损耗的电功率为Pio若将副线圈与原线圈的匝数比提高到nk,线路损耗的电功率

为P2。则Pi和P2/P1分别为（）

APR1

AW'n

cPR1

C•而胃D偷唱

答案D

变式题型

题型特征:变式1:讨论输电电压损失问题。变式2:输电过程分析。

3.变式1（2018江苏单科23分）采用220kV高压向远方的城市输电。当输送功率一定时,为使输电线上损耗的功率减小为原

来的*输电电压应变为（）

A.55kVB.110kVC.440kVD.880kV

答案C

4.变式2（2020浙江7月选考,11,3分）如图所示，某小型水电站发电机的输出功率P=100kW,发电机的电压Ui=250V,经变压

器升压后向远处输电，输电线总电阻R埃=8Q,在用户端用降压变压器把电压降为5=220V。已知输电线上损失的功率P线=5

kW,假设两个变压器均是理想变压器，下列说法正确的是（）

A.发电机输出的电流卜=40A

B.输电线上的电流I线=625A

C.降压变压器的匝数比n3：n4=190:11

D.用户得到的电流k=455A

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答案C

实践应用

5.（2010浙江理综,17,3分）某水电站，用总电阻为2.50的输电线输电给500km外的用户，其输出电功率是3、1。6kWo现用

500kV电压输电则下列说法正确的是（）

A.输电线上输送的电流大小为2.0x105A

B.输电线上由电阻造成的损失电压为15kV

C.若改用5kV电压输电，则输电线上损失的功率为9x108kW

D.输电线上损失的功率为AP=J,U为输电电压J为输电线的电阻

r

答案B

情境应用

简单熟悉

1.物理生活（2022吉林一模）红旗渠是二十世纪六十年代的伟大工程,被誉为“人工天河”，红旗渠居高临下，渠线长,落差大，沿渠

建电站，发电、灌溉两受益。某小型水电站远距离输电的简化电路如图所示,若发电机输出的电压随时间变化的函数关系式为

u=Umsinu）t,则下列说法正确的是（）

加

发电机升压降压用户

变压器变压器

A.用户用电器上交流电的频率若

B.发电机输出交流电的电压有效值为Um

C.输电线上的电流只由降压变压器原、副线圈的匝数比决定

D.当只有用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失的功率减小

答案D

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2.物理科技（2022云南昆明二模）如图甲所示为一台小型发电机构造示意图。磁极N、S间的磁场看成匀强磁场,磁感应强度大

小为上T,线圈共10匝，矩形线圈的面积为S„该发电机产生的感应电动势图像如图乙所示，该交流电通过自耦变压器对一定

值电阻R供电，不计发电机内阻，则下列说法正确的是（）

A.矩形线圈面积为12m2

B.电阻中电流方向每秒钟改变100次

C.线圈从t=0开始转过180。的过程中,电压表的读数先增大后减小

D.当变压器滑片P向上滑动时，电阻R消耗的功率减小

答案D

复杂熟悉

3.物理科技（2022天津二模）图1是手机无线充电器的示意图，其原理如图2所示:当送电线圈接上220V的正弦交变电流后，

会产生一个变化的磁场从而使手机中的受电线圈中产生交变电流,该电流经过其他装置转化为直流电给手机充电。该装置实际

上可等效为一个无漏磁的理想变压器:送电线圈的匝数为Ni,受电线圈的匝数为N2,且NI：N2=44:1O若手机电阻为5。，则该装

置给手机充电时,（）

受电线圈

无线充电器

A.流过送电、受电线圈的电流之比为5:1

B.受电线圈c、d端的输出电压为5V

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C.充电时流过手机的电流为44A

D.保持a、b端输入电压不变，若在充电时玩大型游戏（即增大手机用电功率），则受电线圈的输出电压将变大

答案B

4.物理科技（2022广东佛山二模）氮化锭手机充电器具有体积小、功率大、发热量少的特点，图甲是这种充电器的核心电路。

交流电经前端电路和氮化卷开关管后，在a、b端获得如图乙所示的高频脉冲直流电，经理想变压器降压后在c、d端给手机充

电，则正常工作时,变压器c、d输出端（）

一

前

端

311

电

路

一01T迎2T

TT

乙

A.输出的电压也是直流电压

2

B.输出电流的频率为亍

C.输出电流的有效值大于a、b端输入电流的有效值

D.需将输入电压转变为交流电，输出端才会有电压输出

答案C

复杂陌生

5.物理生活（2022四川宜宾二模）北京奥运场馆的建设体现了“绿色奥运”的理念。国家体育馆“鸟巢”隐藏着一座年发电量比较

大的太阳能光伏发电系统，假设该发电系统的输出电压恒为250V,通过理想变压器向远处输电，如图，所用输电线的总电阻为8

A.若该发电系统输送功率为1x105W,则输电线损失的功率为5x103w

B.若该发电系统输送功率为1*105W,用户获