2023广东版物理高考第二轮复习-专题十二 交变电 (一)

2023广东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

基础交变电流的产生过程、交变电流的“四值"等基本应用。

重难交变电流的图像及“四值"灵活应用。

基础

1.（2022广东,4,4分）如图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线

圈,小＞巾,二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的

电阻,转子是中心在O点的条形磁铁，绕O点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不

计线圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（）

A.两线圈产生的电动势的有效值相等

B.两线圈产生的交变电流频率相等

C.两线圈产生的电动势同时达到最大值

D.两电阻消耗的电功率相等

答案B

2.（2022广东五华一模,6）如图甲所示为发电机构造示意图，线圈匀速转动,产生的电动势随时间变化规

律如图乙所示。发电机线圈的内阻为10Q,外接电阻阻值为100Q,下列说法正确的是（）

B.t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零

C.电流表测量的是交变电流的平均值

D.电压表的示数为311V

答案A

3.（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00'以角速度3匀速转动,ab边距轴4线圈中感应

电动势的有效值为（）

H

A.NBL2wB.yNBL2wC.|NBL2U)

答案B

4.（2022广东梅州中学开学考,3）如图甲、乙、丙、丁是一台旋转电枢式交流发动机的原理图，设线圈的

角速度为3,感应电动势和感应电流的最大值分别为Em和Im,由图可以判断下列说法正确的是（）

A.电流计的左端为正极

B.交流电的方向在图乙的位置要改变一次

C.如果从图甲开始计时，线圈产生的感应电动势e=Emsin3t

D.如果从图乙开始计时，线圈产生的感应电流i=Imsin3t

答案C

重难

5.（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日A

答案C

6.（2019天津理综,8,6分）（多选）单匝闭合矩形线框电阻为R,在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转

动，穿过线框的磁通量①与时间t的关系图像如图所示。下列说法正确的是（）

B.线框的感应电动势有效值为罕

C线框转一周外力所做的功为年

D.从t=0到t=：过程中线框的平均感应电动势为空

答案BC

7.（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=1u

mB.U=yUm

答案D

8.（2021浙江1月选考,16,2分）侈选）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0。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（）

甲

A才匡内电流方向不变

B.电动势的最大值为Um

C.流过电阻的电荷量q=等

D.电阻产生的焦耳热

K

答案BD

考点二变压器远距离输电

基础变压器的结构与原理、远距离输电的基本传输电路及高压输电的原理。

重难含理想变压器电路的电压、电流、功率的关系，远距离输电的原理及各个回路电压、电流、功率

的关系等内容。

综合远距离输电电路的综合分析与计算等内容。

基础

1.（2022广东潮州二模,9）（多选）某同学的电动自行车充电器是一输入电压为220V,输出电压为48V

的变压器，由于副线圈烧坏了，为修复该充电器，该同学拆下烧坏的副线圈，用绝缘导线在铁芯上绕了5匝

线圈，如图所示，将原线圈接到220V交流电源上，测得新绕线圈两端电压为2V。贝！］（）

A.该充电器原线圈有550匝

B.该充电器原线圈有1100匝

C.被烧坏的副线圈有120匝

D.被烧坏的副线圈有240匝

答案AC

2.（2022广东一模,10）（多选）如图是进行变压器演示实验的示意图,在铁环上用刷有绝缘漆的铜丝绕制

匝数分别为由、山的两个线圈。线圈m与开关Si、干电池Ei、交流电源E2构成电路，交流电源E2的

电动势e=6或sinlOOnt（V）,线圈m与开关S2.灵敏电流计G、交流电压表V构成电路。则（）

A.若Si接"1",在将S2接"3"的瞬间灵敏电流计指针将发生偏转

B.若S2接"3",在将Si接"1"的瞬间灵敏电流计指针将发生偏转

C.若Si接"2",在S2接"4"后,电压表指针的摆动频率为驷Hz

ni

D.若Si接"2"S接"4",稳定后电压表的读数为强V

答案BD

3.（2022广东联考,10）侈选）某小型水电站的电能输送示意图如图所示，发电机（内阻不计）输出的正弦交

流电压的有效值为250V,发电机通过升压变压器和降压变压器向用户供电。已知输电线的总电阻

Ro=4Q,降压变压器的原、副线圈匝数之比n3:"=4:1,降压变压器的副线圈与阻值R=ll。的电阻

及电压表组成闭合电路,理想电压表的示数为220V。变压器均视为理想变压器,则下列说法正确的是

（）

A通过Ro电流的有效值为5A

B.升压变压器的原、副线圈匝数之比n1：n2=l：4

C.输电线电阻Ro两端电压的最大值为40V

D.发电机的输出功率为4500W

答案AD

重难

4.（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0.05V。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（）

永睥铁

充电电路

螺线管

A.交流电的频率为10Hz

B.副线圈两端电压最大值为3V

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

5.（2021广东广州一模,4）如图a,理想变压器的原线圈接入图b所示的正弦式交变电压。副线圈接10

个并联的灯泡，每个灯泡的额定电压为4V、额定电流为0.1A。若灯泡都正常工作很U（）

B.图b中交流电的频率为25Hz

C.图a中原线圈中的电流为1A

D.图a中原、副线圈的匝数比为55:1

答案D

6.（2020课标HI,20,6分）侈选）在图（a）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：LRi、R2、R3均为固定电阻,R2=10Q,R3=20Q,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（b）所示。下列说法正确的是（）

A.所用交流电的频率为50Hz

B.电压表的示数为100V

C.电流表的示数为1.0A

D.变压器传输的电功率为15.0W

答案AD

7.（2021广东新高考适应卷,7,4分）科学中心某款手摇点火器原理如图所示。当钢针和金属板间瞬时电

压超过5000V时可以产生电火花。已知匀强磁场的磁感应强度B大小为0.2T,手摇发电机线圈的面

积为0.25m2洪50匝，不计内阻。变压器为理想变压器，其原、副线圈匝数比为1：100。下列说法正

确的是（）

A.线圈转速等于2r/s时，点火器可以产生电火花

B.线圈转速等于4r/s时，点火器可以产生电火花

C.电压表的示数为5V时，点火器可以产生电火花

D.电压表的示数为25V时，点火器可以产生电火花

答案B

8.（2021山东,9,4分）侈选）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10。。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P。

以下判断正确的是（）

A.r=10QB.r=5QC.P=45WD.P=22.5W

答案BD

月A

iZFCZJ

9.（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Pi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'G的示数为U,理想电流表③的示数为I。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,1减小,U不变

B.保持P1位置不变,P2向左缓慢滑动的过程中,Ri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,1减小,U增大

保持位置不变,向下缓慢滑动的过程中,消耗的功率减小

D.P2PiRi

答案B

10.（2022山东,4,3分）如图所示的变压器输入电压为220V,可输出12V、18V、30V电压,匝数为

m的原线圈中电压随时间变化为u=Umcos（100nt）o单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示

数为0。V.将阻值为12Q的电阻R接在BC两端时，功率为12Wo下列说法正确的是（）

V7

Am为1100,Um为220V

B.BC间线圈匝数为120,流过R的电流为1.4A

C.若将R接在AB两端,R两端的电压为18V,频率为100Hz

D.若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A,周期为0.02s

答案D

11.（2020河南、广东、湖南、湖北四省部分学校联考,17）如图所示为远距离输电的简化电路图，升压

变压器与发电厂相连，降压变压器与用户相连，两变压器均为理想变压器，发电厂输出功率为P、升压变

压器原线圈两端电压和输电线总电阻保持不变。当升压变压器原、副线圈匝数比为k时,用户得到的功

率为Pio则当升压变压器的原、副线圈匝数比为nk时，用户得到的功率为（）

A.(l-n2k2)P+n2k2PiB.(l-n2)P+n2Pi

«1-舒+今D.(l-意)P+福

答案B

12.（2020广东佛山二模,19）侈选）如图所示,某学习小组模拟远距离输电，手摇发电机产生e=10V2sin

8m（V）稳定的交流电。通过两个变压器（m:n2=n4：g）给三个相同的灯泡供电。若变压器为理想变压

器。11（）

A.闭合开关Si,灯泡Li两端电压为10V

B.开关全闭合时，通过灯泡电流的频率都为4Hz

C.开关全闭合时，输电线消耗的电功率最大

D.依次闭合开关Si、S2、S3,直至三个开关全部闭合，在此过程中灯泡Li越来越亮

答案BC

勿/比；勿干曰

1.易混:互感器的应用1（2020江苏单科23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（）

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

2.易混:变压器的原线圈串联用电器的电路分析1（2016课标田,19,6分）（多选）如图，理想变压器原、副线

圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b0当输入电压U为灯泡额定电压的10倍时,两灯均能正常发光,

下列说法正确的是（）

A.原、副线圈匝数比为9:1

B.原、副线圈匝数比为1：9

C.此时a和b的电功率之比为9:1

D.此时a和b的电功率之比为1：9

答案AD

3.易错:多匝副线圈变压器的应用|（2021河北,8,6分）侈选）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n。、ni和r«2,

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L不计

线圈电阻，下列说法正确的是（

A.通过电阻R2的电流为叽

n2

B.电阻R2两端的电压为四

C.no与m的比值为缥电

D.发电机的功率为逊吗叱也

答案BC

4.疑难:含二极管的电路分析1（2022广东梅州二模,6）（多选）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数

比为55：9,原线圈与一理想电流表串联，副线圈与一理想二极管和一灯泡串联，变压器的原线圈中输入

如图乙所示的交流电，副线圈电路中额定功率为9W的灯泡恰好正常发光。则（）

A.灯泡的额定电压为36V

B.灯泡正常发光时的电阻为72。

C.电流表的示数约为0.04A

D.通过灯泡电流的频率为50Hz

答案BCD

5.易错:|（2022广东模拟预测）如图所示为某水电站远距离输电的原理图。升压变压器的原、副线圈匝

数比为k,输电线的总电阻为R,升压变压器和降压变压器均为理想变压器，发电厂输出的电压恒为U,若

由于用户端负载变化，使发电厂输出功率增加了AP。下列说法正确的是（）

发

电

机曹

A.电压表Vi的示数不变,电压表V2的示数增大

B.电流表Ai、A2的示数均减小

C.输电线上损失的电压增加了等

2

D.输电线上损失的功率增加了名兽

答案C

6.疑难:变压器的原线圈串联用电器的电路分析1（2021广东深圳一模,8）（多选）某同学通过理想变压器把

电压u=220应sinQ00nt）V的交变电流降压后，给一个标有"20V、1A"的灯泡供电，变压器原、

副线圈匝数比为10:1.为使灯泡正常工作，可以在原线圈中串联一个电阻Ri或在副线圈中串联一个

电阻R2（图中未画出），则下列说法正确的有（）

A.该交变电流方向每秒改变100次

B.灯泡正常工作时，原线圈电流的有效值均为10A

C.Ri:R2=l：1

D.Ri与R2的功率之比为1:1

答案AD

题型模板

题型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.（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（）

R

A.电流表Ai示数减小

B.电流表A2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

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

电压表示数不变,示数减小

C.V2V3

D.该变压器是升压变压器

答案C

变式题型

题型特征:变式1：线圈匝数改变。变式2:含有二极管的类型。变式3:综合型。

3.变式1］（2016江苏单科,4,3分）一自耦变压器如图所示,环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间

作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分才妾在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为Ui的

交变电流时,c、d间的输出电压为6。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中（）

A.U2>U1,U2降低B.U2>U1,U2升高

C.U2<U1,U2降低D.U2<Ul,U2升高

答案c

4.变式2|（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ni、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5必则（）

A.Uab:Ucd=ni：02

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

5.变式3|（2015天津理综,6,6分）侈选）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的正弦交流电很!1（）

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的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大

D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小

答案BC

情境应用

简单熟悉

L物理模型1（2022浙江1月选考,9,3分）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分

布情况才密动手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动;乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮

A.甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场

B.乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场

C.甲图中线圈转动时产生的电流是正弦式交变电流

D.乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦式交变电流

答案A

2.物理科技1（2022江苏南通二模,2）互感式钳形电流表内部结构如图所示用流表与次级线圈相连用手

柄控制钳形铁芯上方开口的开合，则（）

次级线圈

A.该电流表可用来测量直流电

B.次级线圈匝数越少，电流表读数越大

C.该电流表测电流时相当于降压变压器

D.测量时电流表应串联在被测通电导线中

答案B

3.物理科技1（2022广东汕尾期末,5）2020年春新冠肺炎疫情在世界各地爆发蔓延，口罩需求大量增加，某

汽车厂决定改建生产线转产口罩,原生产线工作电压为380V,而口罩机工作电压为220V,现在需要

变压器来进行降压，若变压器原线圈匝数为3800,则副线圈匝数为（）

A.110B.220C.1100D.2200

答案D

4.物理生活|（2022广东韶关一模,8）（多选）近几年，许多品牌手机推出无线充电功能，手机无线充电的最

大便利是无需插拔数据线一放即充，如图所示为手机无线充电的工作原理示意图,其主要部件为充电板

中的送电线圈和手机中的受电线圈。下列说法中正确的是（）

A.送电线圈a、b间接稳压直流电源

B.手机无线充电利用了电磁感应原理

C.仅减少送电线圈的匝数,可增大c、d端的输出电流

D.仅减少送电线圈的匝数,可增大c、d端的输出电压

答案BD

5.物理生活|（2022广东大湾区联合模拟,8）侈选）如图所示为一种海上导航浮标的简化原理图。固定的

内圆筒上绕有线圈。某段时间内,海浪驱动固定在外浮筒的磁体相对于线圈运动产生正弦式交变电流,

频率为1Hz,电压最大值为31V。理想变压器原、副线圈匝数比为1：10,原线圈接内圆筒线圈的输出

端，副线圈接指示灯。下列说法正确的是（）

A.通过指示灯电流的频率为10Hz

B.指示灯两端电压的有效值约为220V

C.指示灯消耗的电功率等于变压器的输入功率

D.变压器的输入电压与绕在内圆筒上线圈的匝数无关

答案BC

复杂熟悉

6.物理生活|（2022广东江门一模,9）侈选）如图⑻所示，为家用燃气灶点火装置的电路原理图，转换器将

直流电压转换为图（b）所示的正弦交流电压，并加在理想变压器的原线圈上，电压表为交流电表，设变压器

原、副线圈的匝数分别为巾、当变压器副线圈输出电压的瞬时值大于时,就会在点火针

n2.5000V

两端间引发火花进而点燃燃气，则（）

A.闭合S,加在变压器原线圈上正弦交流电压的有效值为50V

B.某交流发电机要产生与图(b)相同频率的交流电，其线圈在磁场中的转速为100转/秒

C.闭合开关S,电压表的示数为25V2V

D.变压器原、副线圈的匝数也须满足9>100小时,才能实现点火

答案CD

7.物理生活|(2022广东广州一模,4)如图是手机无线充电器的模型，其工作原理与理想变压器相同，已知

发射、接收线圈匝数比ni：m=5:1,C、D端输出电流i=V2sin(2nxl05t)(A),则A、B端输入电流的

()

A.频率为50kHzB.周期为2x10-ss

C.有效值为0.2AD.最大值为V2A

答案C

8.物理生活|(2022广东佛山二模,7)氮化钱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钱开关管后，在ab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cd端给手机充电很！J正常工作时,变压器cd输出端()

311

°TT3T2T

~2T

乙

A.输出的电压也是直流电压

B.输出电流的频率为彳

C.输出电流的有效值大于ab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

9.物理生活|（2022广东汕头期末,6）如图所示为某电吹风的电路图,扇形金属触片P处于不同位置时，电

吹风可处于停机、吹热风、吹冷风三种工作状态。变压器为理想变压器，当P接触be时，标有"60V

60W”的小风扇正常工作，则此时（）

----O

220V交流电

A.小风扇两端电压最大值为60V

B.流过小风扇的电流小于1A

C.变压器原、副线圈匝数比ni：n2=ll：3

D.变压器的输入功率等于小风扇的输出功率

答案C

10.物理生活1（2022山东历城二中模拟,5）如图是一个家庭用的漏电保护器的简单原理图,它由两个主要

部分组成，图中左边虚线框内是检测装置,右边虚线框内是执行装置。检测装置是一个特殊的变压器，它

把即将引入室内的火线和零线并在一起绕在铁芯上作为初级线圈（ni匝），另绕一个次级线圈（皿匝）。执

行装置是一个由电磁铁控制的脱扣开关。当电磁铁的线圈中没有电流时