2024-2025年高考物理一轮复习：交变电流（含解析）

2024—2025年高考物理一轮复习交变电流专练

一、单选题（本大题共6小题）

1.如图所示为某款磁吸式无线充电宝对手机充电的原理图，它的发射线圈两端

为电压22V的正弦式交流电，手机内部接收线圈的电压为6V。已知接收线圈的

匝数为30匝，装置由于漏磁，接收线圈的磁通量约为发射线圈磁通量的70%。

下列说法正确的是（）

A.发射线圈的匝数为110匝

B.让手机略微远离充电装置，接受线圈的电压不变

C.接收线圈的电压最大值为6亚V

D.充电时，接收线圈始终有远离发射线圈的趋势

2.某变压器内部示意图如图所示，定值电阻A、分别连在理想变压器原、副

线圈上，且R1=4R2，理想变压器原、副线圈匝数之比为2:1,左侧接线柱接在

交流电源上，则Hi、的功率之比为（）

A.1:1B.2:1D.1:3

3.如图甲所示，线圈处于垂直线圈平面的磁场中，已知B=B（）cos3t,中间“

菱形”为利用二极管的单向导电性设计的桥式整流电路，其与线圈连接为直流电

动机供电.已知桥式整流电路的输出电压与时间的关系图线如图乙所示，直流电

动机的输入功率为10〃，电动机线圈的电阻为2。，电动机正常工作，则下列判

断正确的是（）

A.电动机输出功率为8勿

B.电动机中的电流方向可能由P向Q

C.线圈输出电流为交变电流，频率为10”z

D.当磁感应强度最大时，线圈受到的安培力最大

4.风力发电装置呈现风车外形，风吹向叶片驱动风轮机转动，风轮机带动内部

匝数为N的矩形铜质线圈在水平匀强磁场中以角速度3绕垂直于磁场的水平转轴

。。'顺时针匀速转动产生交流电，发电模型简化为如图所示.已知N匝线圈产生

的感应电动势的最大值为5m.则（）

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A.当线圈转到图示位置时产生的感应电流方向为DCBA

B.当线圈转到竖直位置时电流表的示数为零

C.当线圈转到图示位置时磁通量的变化率最大

D.穿过线圈的最大磁通量为殳

5.用一台理想变压器对电动汽车充电.该变压器原、副线圈的匝数比为1:2,输

出功率为8,80〃，原线圈的输入电压虱=220但7皿100兀/:".关于副线圈输出

电流的有效值和频率正确的是（）

A.20450HzB.2Q*A,50Hz

C.204100HzD.20*A,100Hz

6.Ri、7?2为两个完全相同的定值电阻，旧两端的电压随时间周期性变化的规律

如图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的J3倍），两端的电压随时

间按正弦规律变化如图2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比QI：Q2

为（）

图1

A.2:3B.4:3

二、多选题（本大题共4小题）

7.如图，理想变压器原、副线圈匝数比为巧：丐，输入端C、，接入电压有效值恒

定的交变电源，灯泡4、右的阻值始终与定值电阻凡的阻值相同。在滑动变阻器

E的滑片从a端滑动到6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（）

A.4先变暗后变亮，心一直变亮

B.乙先变亮后变暗，心一直变亮

C.电源的输出功率先增大后减小

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D.电源的输出功率先减小后增大

8.如图为交变电流的两种引出方式，图甲采用两滑环引出电流，图乙则采用换

向器实现电流的导出，两装置其他部分完全一样.发电机矩形线框匝数为乂面

积为S,线框所在位置的磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为6,线框从图

示位置开始以角速度。绕轴转动，图中电阻阻值均为凡不计其他电阻，下列说

法正确的是（）

B.甲图电流表读数等于乙图电表的读数

C.乙图中线框转动一圈，通过电流表的电流方向改变两次

JtN282s20

D.两装置线圈转一圈，克服安培力做功均为

R

9.（多选）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为k:l,a、b接入电压

有效值恒定的交变电源，其中7?2为滑动变阻器，R1、号为定值电阻，电流

表、电压表均为理想电表，当滑动变阻器7?2的滑片向下移动后，电流表及电压

表八%示数变化量的绝对值分别用|//|、|/u|和MU3I表示，下列判断正确的

是（）

A-篙=RiB.四=色

⑷Ik2

10.（多选）如图所示电路，理想变压器原、副线圈的匝数之比为1:4,左端接

入一交变电源，其输出电压的有效值为Uo,H为滑动变阻器（阻值范围为0〜

20012）,定值电阻&=5。,电流表、电压表均为理想电表，示数分别为/、U,

变化量的绝对值分别为|//|、|/U|.当滑动变阻器的滑片P向下滑动的过程中，

下列判断正确的是（）

A.电压表示数变大

B.电流表示数变大

c段-50

D.当彳=80。时，副线圈的输出功率最大

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三、实验题(本大题共2小题)

11.在实验室中探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系时，同学们发现了以下

几个问题，并展开了讨论。

(1)观察变压器的铁芯，发现它的结构和材料是_________；

A.整块硅钢铁芯B.整块不锈钢铁芯C.绝缘的硅钢片叠成

(2)观察原副线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数_________(填“

多”或“少”)；

(3)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的

关系，实验中需要运用的科学方法是；

A.控制变量法B.等效替代法C.整体隔离法

(4)实验中将电源接在原线圈两个接线柱之间，调整原副线圈的匝数之比为2

：3,用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为3.0V,则原线圈的输入电

压可能为_________;

A.1.8VB.2.OVC.2.2V

12.(6分)某同学在实验室进行探究变压器原、副线圈电压与匝数关系的实验

o他准备了可拆变压器、多用电表、开关和导线若干。

(1)实验需要以下哪种电源；

A.低压直流电源B.高压直流电源

C.低压交流电源D.高压交流电源

(2)该同学认真检查电路无误后，先保证原线圈匝数不变，改变副线圈匝数；

再保证副线圈匝数不变，改变原线圈匝数。分别测出相应的原、副线圈电压值。

由于交变电流电压是变化的，所以，我们实际上测量的是电压的__________值(

填“有效”或“最大”)。其中一次多用电表读数如图所示，此时电压表读数为

Xlj;xiooxioxi

OFFf_~UY_2.5

250-10

500

2.r510m5025v0500；Y

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(3)理想变压器原、副线圈电压应与其匝数成(填“正比”或“反比

”)，实验中由于变压器的铜损和铁损，导致原线圈与副线圈的电压之比一般—

(填“大于”“小于”或“等于")原线圈与副线圈的匝数之比。

(4)实验中原、副线圈的电压之比与它们的匝数之比有微小差别。原因不可能

为。(填字母代号)

A.原、副线圈上通过的电流发热B.铁芯在交变磁场作用下发热

C.变压器铁芯漏磁D.原线圈输入电压发生变化

四、解答题(本大题共2小题)

13.如图所示，一小型发电站通过升压变压器用和降压变压器房把电能输送给

用户(坊和员都是理想变压器)，已知发电机的输出功率为50kW,输出电压为

500V,升压变压器坊原、副线圈的匝数比为1:10,两变压器间输电导线的总电阻

为2Q.降压变压器用的输出电压为220V.求：

(1)输电导线上损失的电压；

(2)降压变压器房的原、副线圈的匝数比.

(3)若降压变压器用户端安装的都是“220V40W”的日光灯，则允许同时开多

少盏灯让其正常发光？

14.如图所示，将额定电压为60V的用电器通过一理想变压器接在正弦交变电源

上。闭合开关S后，用电器正常工作；交流电压表和交流电流表(均为理想电表

)的示数分别为220V和2.2A。求：

(1)变压器原副线圈的匝数比；

(2)如果在原线圈中接一个电流表，则它的读数多大？

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参考答案

I.【答案】C

【详解】A.装置由于漏磁接收线圈的磁通量约为发射线圈磁通量的70%,则有

—x70%=^,其中q=22V,U,=6V,%=30匝，代入各数据可得々=77匝，A

错误。

B.让手机略微远离充电装置，这时穿过接收线圈的磁通量会减少，因此接受电

压会减小，B错误；

C.手机内部接收线圈的电压为6V是正弦交流电有效值，则接收线圈的电压最大

值为6行V，C正确；

D.发射线圈接的是交流电，当发射线圈的电流减小时，由楞次定律可知接收线

圈有靠近的趋势，当发射线圈的电流增大时，由楞次定律可知接收线圈有远离的

趋势，D错误。选Co

2.【答案】A

【解析】原、副线圈两端的电压之比为2:1,即七、/?2两端的电压之比为2:1,所

以％、R2的功率之比为「血=普：3=1：1，A正确.

3.【答案】A

【解析】由题图乙可知桥式整流电路输出的直流电的电压峰值为10姆匕则有效

值为〃=曙，=10匕直流电动机的输入功率为10勿，则流过电动机的电流为/=

P

下=14电动机输出功率为P'=P-/2R=8VV,故A正确；根据楞次定律和二极管

的单向导电性，分析题图甲中的桥式整流电路可知，线圈中产生的正弦交流电的

电流方向整合为自上向下，即由Q流向P,故B错误；由题图乙可知，电路输出电

压的周期为0.1s,磁感应强度变化周期为0.2s,线圈输出交变电流的频率为/=*

Hz=5Hz,故C错误；当磁感应强度最大时，线圈电流为0,安培力为0,故D

错误.

4.【答案】C

【解析】当线圈转到题图所示位置时，根据右手定则判断知产生的感应电流方向

为2BCD,故A错误；当线圈转到竖直位置时，感应电流的瞬时值为零，但电流

表测量的是有效值，示数不为零，故B错误；当线圈转到题图所示位置时，线圈

与中性面垂直，感应电动势最大，磁通量的变化率最大，故C正确；由&.=

NBS3得,穿过线圈的最大磁通量为em=BS=子,故D错误.

IV3

5.【答案】A

【解析】由题意可知，原线圈两端的电压有效值%=220匕根据理想变压器的变

压规律£=£可得，副线圈两端的电压有效值外=440匕输出功率为8.8kW,则

通过副线圈电流的有效值/2=饯=204；变压器不改变交变电流的频率，7=急

11

s=—s,则副线圈中电流的频率/'=彳=50Hz,A正确.

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6.【答案】B

【解析】设Ri、&的阻值均为R，根据题中所给信息，结合题图图像可得Qi=

字・升屋=歌Q2=毕至，贝吟=*B正确.

7.【答案】AD

111

【详解】AB.副线圈的总电阻为另二E+解得

（Ro+Rap）（Ro+Rpb（Rq+Rap）.（R（）+Rpb

氏2-,则滑动变阻器〃的滑片从己端滑

（R0+&印）+（&+RpJ2R。+R

到6端过程中，副线圈的总电阻先增大后减小，根据等效电阻关系有

"22

5=2！2二㈤乜』上I与，则等效电阻先增大后减小，由欧姆定律有

'A〃22

un

六二，A先减小后增大，4先减小后增大，则L］先变暗后变亮,

4)十△像%

根据H=U-/R,UQU、,则滑动变阻器A的滑片从a端滑到6端过程中,

%

逐渐减小，副线圈的电压巴增大过程中几增大；在副线圈的电压4减小过程

中，通过&的电流为

金勺逐渐增大，则。越来越小，则小=小-小，则L先变暗后变

段

亮,L2一直变亮，A正确，B错误;

CD.对于等效后的电路为电源接灯泡LI和等效电阻，由于灯泡的电阻与定值电阻

2

JJ;

R。,所以电源的输出功率为尸二

/0电：,由于电源的有效值恒定，而滑动变阻

(4+%)

器氏的滑片从a端滑到右端过程中，等效电阻先增大后减小，所以输出功率先减

小后增大，C错误，D正确。选AD。

8.【答案】BD

【详解】A.两图中图示位置是中性面位置，此时穿过线框的磁通量最大，但磁

通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律人可知此时线框中的电动

势为零，A错误；

BC.电流表测得的是交变电流的有效值，乙图中通过换向器后，电流方向不变,

但跟甲图中的电流热效应相同，所以交变电流的有效值相同，电流表读数相等,

B正确，C错误；

D.两装置线圈转一圈，克服安培力做功等于回路所产生的焦耳热，均为

Q=%,式子中%=%,U=NBSco,T=—,联立求得。=土屋%

m,D

R72coR

正确。选BD。

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9.【答案】BD

【解析】根据题意，由题图可知，电压表匕测夫3两端电压，流过夫3的电流等于电

流表的示数，则有%=/2/?3,滑片向下移动后，U'3=/'2R3,则两式相减变形有鲁

=R3,A错误，B正确；设交变电源电压的有效值为U,则有[/=力+/小1,又有战

=彩£=%可得1/=/^2+口2%,滑片向下移动后0=«/'2+口’2%,两式相减有°

="g―。2）+如‘2-/2）%,可得昔=|害=3,C错误，D正确.

10.【答案】BD

/i：/

【解析】由理想变压器的特点可知为/1="/?（）+/我，2=n2'.n1=4:1,可得为

=/1&+小，滑动变阻器R的滑片P向下滑动，R减小，所以/i变大，则/2变大，

可知电流表示数变大，而电源的输出功率为P=U0/i，则电源的输出功率变大，

原线圈两端电压为U]=u。-/]/?（）,因为A变大，所以Ui减小，g减小，电压表示

数减小，故A错误，B正确；交变电源电压的有效值为Uo=Ui+“Ro，又有?=

3，可得UO=£U2+、RO，化简得〃2=河）一（£）2禹/2,则昌=耨=

（里）2&=80。，故C错误；副线圈的输出功率即R的功率为P2=〃R=（转学77）2

R,当16&）=R时，R的功率最大，此时节=R=16Ro=8OD,故D正确.

一题多解当品=（烈YR时，副线圈的输出功率最大，即有R=（殁）2/?0=80。.

九2九1

11.【答案】C少AC

【详解】（1）[1]观察变压器的铁芯，它的结构是绝缘的硅钢片叠成，之所以做

成这种结构，一方面是防止磁漏，另一方面尽量减少涡流造成的能量损失，

故选Co

（2）[2]观察两个线圈的导线，发现粗细不同，根据

A_n2

h«1

可知，匝数少的电流大，则导线越粗，即导线粗的线圈匝数少。

（3）[3]实验中需要运用的科学方法是控制变量法；

故选Ao

（4）[4]若是理想变压器，则有变压器线圈两端的电压与匝数的关系

4=2

U2M2

原副线圈的匝数之比为2：3,用电压表测得副线圈的两个接线柱之间的电压为

3.0V,则原线圈的电压为2V。考虑到不是理想变压器，有漏磁等现象，则原线

圈所接的电源电压大于2V,可能为2.2V；

故选Co

12.【答案】（1）C（2）有效7.2V（3）正比大于（4）D

【详解】（1）探究变压器原、副线圈电压与匝数关系，应选择低压交流电源。

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故选Co

(2)多用电表测量的交流电压为有效值，不是最大值；多用电表选用的挡位是

交流电压的10V挡位，所以应该在0〜10V挡位读数，所以读数应该是7.2V。

(3)根