交变电流（一）-2025届高考物理一轮复习（含解析）

交变电流（1）——2025届高考物理电磁

一、单选题

1.以下所列数据，不属于交流电有效值的是（）

A.交流电表测量的示数

B.保险丝标注的额定电流规格

C.电容器标注的耐压值

D.电饭锅上所标的“220V”电压

2.某发电厂向工厂供电，输送的功率为尸，输出的电压为U,输电线路的总电阻为若用

原、副线圈的匝数之比为1：10的理想升压变压器输电，则工厂得到的功率为（）

22

二P~rP2rPrPr

A.2B.-^—TC.P--JD.P--2

lot/100。2100。210C/

3.如图甲所示含有理想变压器的电路中，电阻与、&的阻值分别为2Q、3。，电流表A】、

A2和电压表V1、V2均为理想交流电表，变压器原、副线圈匝数比为2:1,a、6两端接如图

乙所示的交流电时，下列说法正确的是（）

A.a、b端电压的瞬时值表达式为u=220夜sin50”（V）

B.电压表V］、V2示数之比为7:3

C.若增大电阻与，则&消耗的电功率变大

D.若增大原、副线圈匝数比，则电流表A】示数变大

4.某变压器内部示意图如图所示，定值电阻.、&分别连在理想变压器原，副线圈上，且

«=4与，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，则与、凡的

功率之比为（）

C.l:2D.l:3

5.如图甲所示，理想变压器的原、副线圈匝数比%=10:1,L和L2是相同型号的白炽

灯，L与电容器C串联，L2与带铁芯的线圈L串联，V为理想交流电压表。当原线圈接有如

图乙所示的正弦交变电压时，电路稳定后，两只灯泡的亮度相同，贝U()

A.与副线圈并联的电压表在t=lxl0-2s时的示数为o

B.与副线圈并联的电压表在。=0.5xl(r2s时的示数为22夜V

C.当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz时，灯泡L1变亮，灯泡L2变暗

D.当原线圈所接正弦交变电压的频率变为100Hz时，灯泡L1变暗，灯泡L?变亮

6.如图所示是法拉第发现电磁感应现象的装置示意图，软铁环上绕有M、N两个线圈，匝数

比为2:3,线圈般与直流电源、开关加相连，线圈N与电阻R、开关S?相连。忽略一切损

耗，将S1、S2闭合稳定后，下列说法正确的是()

A.M、N线圈两端电压之比为3:2B.M,N线圈两端电压之比为2:3

C.R中电流由afbD.R中电流为0

二、多选题

7.在如图所示的电路中，输入交变电压的瞬时值M=22夜sinl(X)7r«V),理想变压器原、副

线圈的匝数比々：%=2：1,两定值电阻凡、&的阻值相同。在滑动变阻器的滑片P向上滑动

一小段的过程中，与、&两端电压的变化量分别为△〃、△〃，打的电功率的变化量为

△6。下列说法正确的是（）

A.&中电流的频率是叫中电流频率的2倍

=-AC/.

2

D.当滑片P移到最上端时，用两端的电压为4.4V

8.如图所示，交流发电机通过电阻不计的导线为右侧的电路供电，电压表和电流表均为理想

交流电表，变压器为理想变压器，6是原线圈的中心抽头，副线圈两端接有滑动变阻器R和

小灯泡L,电阻不计的金属线圈A3CD在磁场中匀速转动。下列说法正确的是（）

A.当单刀双掷开关由。拨向人而其他条件不变时，稳定后电压表的示数增大

B.当滑动变阻器的滑动触头向下滑动而其他条件不变时，电流表的示数增大

C.当滑动变阻器的滑动触头向上滑动而其他条件不变时，小灯泡变暗

D.当线圈ABCD的转速增加一倍而其他条件不变时，电压表和电流表的示数均增加一倍

9.图甲为新能源电动汽车的无线充电原理图，M为匝数”=50匝、电阻r=2.0。的受电线

圈，N为送电线圈。当送电线圈N接交变电流后，在受电线圈内产生了与线圈平面垂直的磁

场，其磁通量。随时间/变化的规律如图乙。下列说法正确的是（）

A.受电线圈产生的电动势的有效值为10后V

B.在％时刻，受电线圈产生的电动势为20V

C.在白时间内，通过受电线圈的电荷量为lx10<c

D.在4时间内，通过受电线圈的电荷量为2xl（y2c

10.如图甲所示为一台小型发电机的示意图，单匝线圈逆时针转动。若从中性面开始计时，

产生的电动势随时间的变化规律如图乙所示。已知发电机线圈内阻不计，外接灯泡的电阻为

R=2Q,理想电压表与灯泡并联。则下列判断正确的是（）

甲乙

A7=0.01s时，线圈位置与中性面重合

B./=0.005s时，电压表读数为60V

C.灯泡的电功率为18W

D.e随/变化的规律为e=6应sin（50m）V

三、计算题

11.用一小型交流发电机向远处用户供电，其原理图如图所示，已知发电机线圈Med匝数

N=100,面积S=0.03m2,线圈匀速转动的角速度。=100兀rad/s,匀强磁场的磁感应强度

近

B=—To输电时先用升压变压器将电压升高，到达用户区再用降压变压器将电压降低，之

71

后供用户使用，输电导线的总电阻火=10。，变压器都是理想变压器，降压变压器原、副线

圈的匝数比为4:羯=10:1。用户区标有“220V8.8kW”的电动机恰能正常工作，发电机线

圈电阻厂不可忽略。

（1）求输电导线上损耗的电功率;

（2）若升压变压器原、副线圈匝数比为4:%=1:8,求交流发电机线圈产生的电动势的最大

值和升压变压器原线圈两端电压；

（3）若升压变压器原、副线圈匝数比为々：4=1:8,求交流发电机线圈电阻消耗的热功率。

12.如图所示，由N匝导线绕成的矩形框，从图示位置开始以角速度①在磁感应强度大小为

3的匀强磁场中，绕对称轴0。匀速转动。已知线框面积为S、总电阻为广，外电路接有阻值

为R的电阻和理想二极管求：

O

（1）线框从图示位置转过60。时的感应电动势大小e；

（2）转动过程中电阻H的热功率P。

13.如图所示，用一小型交流发电机向远处用户供电。已知发电机线圈Med匝数N=100

匝，面积S=0.01m2,线圈匀速转动的角速度0=3OO7irad/s,匀强磁场的磁感应强度

B=J,输电线总电阻R=10Q,升压、降压变压器均为理想变压器，升压变压器原、副

71

线圈匝数比为々：〃2=1:8，降压变压器原、副线圈的匝数比为%:%=10:1,若标有“220V,

8.8kW”的电动机恰能正常工作。求：

（1）输电线路上损耗的电功率AP；

（2）交流发电机线圈的电阻厂。（结果保留一位小数）

四、实验题

14.如图所示，为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，我们把没有用导线相连的线圈套

在同一闭合的铁芯上，一个线圈连到电源的输出端，另一个线圈连到小灯泡上，如图所示,

试回答下列问题：

(1)线圈应连到学生电源的(选填“直流”、“交流”)输出端上；

(2)将与灯泡相连的线圈拆掉部分匝数其余装置不变继续实验灯泡亮度将(选填“变

亮”、“变暗”)这说明灯泡两端的电压______(选填“变大”、“变小”)；

(3)在实验中，测得变压器原、副线圈的匝数分别为180匝和90匝，原线圈电压为12V,

由此可以计算出副线圈电压为Vo

参考答案

1.答案：C

解析：A.交流电表测量的示数是交流电的有效值，选项A不符合题意；

B.保险丝标注的额定电流规格是交流电的有效值，选项B不符合题意；

C.电容器标注的耐压值是交流电的最大值，选项C符合题意；

D.电饭锅上所标的“220V”电压是交流电的有效值，选项D不符合题意；

故选C。

2.答案：C

解析：发电厂输出的电流为

输电线路上的电流为A=若

n210(7

工厂得到的功率为p=p--上二

2loot/2

故选c。

3.答案：B

解析：由图乙可知交流电频率/=50Hz,0=2讨'=100兀，则八6端电压的瞬时值表达式为

u=220V2sinl00^(V)，A错误；变压器原、副线圈匝数比为2:1,设电流表A1的示数为1,

则电流表A2的示数为2/，电压表V2的读数为。2=2次2，设原线圈两端的电压为U'，则

，=区=：,解得。=2力，根据欧姆定律可知，电阻与两端的电压为。；=用，则电压表

V1的读数为=U；+UL则电压表V]、V?示数之比为*=g,B正确；增大电阻.，输入

电压一定，则原线圈电流表A1的示数变小，根据?=生，电流表A2的示数变小，%消耗的

电功率变小，c错误；若增大原、副线圈匝数比，根据B、C选项的分析，原线圈电流表A]

的示数会减小，D错误。

4.答案：B

解析：用的功率片£=景

变压器次级电压，即&两端电压为。2=公。1=二

"12

&的功率X=yl=m=p

~g4&

故选Bo

5.答案：C

解析：AB.与副线圈并联的电压表的示数为副线圈两端电压的有效值，在不改变其他条件

时，其示数不变，为。2=血。1=工、邺lv=22V

7R1041

故AB错误；

CD.正弦交变电压原频率为

y=1=50HZ

当频率变为100Hz时，容抗减小，L中电流增大，功率增大，灯泡L1变亮，感抗增大，L2

中电流减小，功率减小，灯泡L2变暗，故C正确，D错误。

故选C。

6.答案：D

解析：根据题意可知，线圈”与直流电源相连，将S1、S2闭合稳定后，线圈M产生恒定的

磁场，穿过线圈N的磁通量不变，则线圈N中无感应电动势，无感应电流。

故选D。

7.答案：BD

解析：A.变压器改变的是交流电的电压和电流，不改变频率，A错误；

B.凡和&都是定值电阻，有

MJ=MR

又由理想变压器特点知原副线圈上的电流与匝数成反比，则有=1A/2

可得AH十％

B正确;

RI

C.设与两端电压分别为U，U'Rl,滑片上滑，副线圈电阻减小电流增大，原线圈电流增大，

用两端电压增大，知

△5-

其电功率的变化量为州=世上-畋上

&&&

c错误；

D.当滑片尸移到最上端时，副线圈电阻只有此，设为凡将原副线圈及副线圈电路等效为原

线圈的一个电阻R,由％=/附，U4U>A=­/2,&=/，凡

n2%

（\2

联立可得夫'=殳鸟=4凡

由闭合电路欧姆定律，对原线圈电路有

。=22V=困+IR'=5困=5URI

可得与两端的电压为4.4V,D正确。

故选BDo

8.答案：AD

解析：A.当单刀双掷开关由。拨向6而其他条件不变时，变压器原线圈的匝数减小，根据

U2n2

可知，次级电压变大，则稳定后电压表的示数增大，选项A正确；

B.当滑动变阻器的滑动触头向下滑动而其他条件不变时，次级电阻变大，则次级电流减小，

则初级电流减小，即电流表的示数减小，选项B错误；

C.当滑动变阻器的滑动触头向上滑动而其他条件不变时，次级电阻减小，而次级电压不变，

则次级电流变大，即小灯泡变亮，选项C错误；

D.当线圈ABCD的转速增加一倍而其他条件不变时，根据

E,“=NBa）S

可知感应电动势的最大值增加一倍，有效值增加一倍，则次级电压有效值增加一倍，电压表

示数增加一倍，次级电流增加一倍，则初级电流增加一倍，即电流表的示数增加一倍，选项

D正确。

故选ADo

9.答案：AC

解析：A.由图乙可知TnjpxlO-Ss

受电线圈的最大磁通量为之=2.0x107Wb

根据正弦交变电流特征可知，受电线圈产生的电动势最大值为

2兀_A27i

E=nd>——=50x2.0x10^x---------V=20V

mmT71x10-3

所以受电线圈产生的电动势的有效值为

石=枭=10内

72

故A正确;

B.由图乙可知，％时刻磁通量变化率为0,由法拉第电磁感应定律可知，此时受电线圈产生的

电动势为0V,故B错误;

-cJ口WVE'①A<Z>

CD.1艮^§q=It=—t=n---1—TI-------

rrtr

代入数据解得

^^1.0xW2C

故C正确；D错误。

故选ACo

10.答案：AC

解析：A/=0.01s时，感应电动势为零，线圈位置与中性面重合。故A正确;

B.电压表读数为有效值，由乙图知线圈电动势为盘=6回

其有效值为石=华V=6V

V2

F

电路中的电流为/=7=3A

电压表示数为U=IR=6N

故B错误；

C.灯泡的电功率为尸=八氏=18W

故C正确；

D.e随/变化的规律为0=纥用11&(\9

其中Em=60V,=y,T=0.02s

代入数据，得e=6拒sinlOCto(V)

故D错误。

故选ACo

11.答案：(1)160W

(2)3000V280V

(3)640W

解析：(1)电动机恰能正常工作，W/4=—=40A

U4

根据理想变压器的电流与匝数的关系可知人=也

A%

解得人=4A

输电导线上损耗的电功率AP=/；R

解得AP=160W

(2)发电机线圈产生的电动势的最大值Em=NBS0

解得治=300应V

根据理想变压器的电压与匝数的关系可知区=%

U&%

解得。3=2200V

升压变压器副线圈两端电压。2=+人氏

解得。2=2240V

根据理想变压器的电压与匝数的关系可知七="

U2n2

解得Ui=280V

(3)升压变压器原线圈输入功率《=AP+七

解得《=8960W

又4=。/

解得/i=32A

F

发电机线圈电阻消耗的热功率4=4E-皿=匕•-含-科

72

解得后=640W

222

田田，八1/C、n（DNBS~R

12.答案：（1）e=—NBSa）（2）P=----^―

24（7?+r）

解析：（1）矩形闭合导线框在磁场中转动，产生的交流电的电动势最大值为

Em=NBSa>

从图示位置开始计时，则线框中交变电流的电动势瞬时值表达式e=NBScocos（ot

线框从图示位置转过60。时的感应电动势大小e=N3S»cos60。=LiVBSo

2

NBSco

（2）根据正弦式交变电流的最大值和有效值的关系可知，有效值E=

V2

二极管具有单向导电性，一个周期中只有一半时间电路中有电流，根据电流的热效应得

R+r2R+r

解得电路中的总电压E'=半

则电阻H的发热功率