2023年高考物理二轮复习：恒定电流与交变电流（含解析）

专题09恒定电流与交变电流

一、单选题

1.（2022・江苏,模拟预测）智能手机有自动调节屏幕亮度的功能，光照强度变大时屏幕变亮，反之变暗。

图中电路元件R/、心中一个为定值电阻，另一个为光敏电阻（其有“阻值随光照强度的减小而增大”这一

特性）。该电路可实现"有光照射光敏电阻时小灯泡变亮，反之变暗”这一功能。由分析可得下列说法正

确的是（）

A.R为定值电阻，处为光敏电阻

B.R?为定值电阻，处为光敏电阻

C.有光照射时电源的输出功率一定增大

D.没有光照射时电源的效率比有光照射时电源的效率低

【答案】B

【详解】A.若凡是光敏电阻，光照射上时，心阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电

压增大、外电压减小，流过尺和小灯泡的电流减小，灯泡的实际功率变小，小灯泡变暗，A错误；

B.若处是光敏电阻，光照射®时，后阻值减小，则电路总电阻减小，总电流增大，电源内电压增大、外

电压减小，处两端电压减小，流过艮的电流减小，流过必和小灯泡的电流增大，小灯泡的实际功率变大,

小灯泡变亮，B正确；

C.由以上分析知以为光敏电阻，则

R_（，1+距）-2

外凡+R灯+火2

当R外时电源输处功率最大，但各个电阻具体参数未知，无法确定出R外与r的大小关系，则无法判

断有光照射时电源的输出功率是否一定增大，C错误；

D.电源的效率为

〃="/总一"总'*100%=（1-—）x100%

EI总E

当有光照时处减小，则R总减小，故//曾大，贝叼减小，则没有光照射时电源的效率比有光照射时电源的

效率高，D错误。

故选Bo

2.（2022・广东,模拟预测）如图所示电路，两电源电动势分别为耳、与，内阻分别为4、4,且％=&,

n>r2,R为滑动变阻器，P为滑动变阻器滑片，灯泡电阻可认为不变。现闭合开关斯，单刀双掷开关S?接

1时，灯泡均正常发光，则下列说法中错误的是（）

A.若滑片P向下滑动，则L2变亮，L3变暗

B.若滑片P向下滑动，则L变暗，L?变亮

C.若将单刀双掷开关昆切换至2,则L、L2XL3均变亮

D.若将单刀双掷开关S?切换至2,则电源的输出功率可能变小

【答案】D

【详解】AB.将滑动变阻器的滑片P向下调节，变阻器接入电路的电阻变大，R与灯L2并联的部分电阻变

大，外电路总电阻变大，根据闭合电路欧姆定律分析得知，干路电流/减小，Ls灯泡亮度变暗；

路端电压U变大，Ls灯两端的电压S变小，尺与灯L,并联电路的电压

。■并

U增大,S减小，则U”曾大，灯Lz变亮；

流过L的电流

/减小，Z?增大，//减小，灯泡L1二度变暗,AB正确；

CD.若将单刀双掷开关S?切换至2,电源电动势不变，内电阻变小，根据闭合电路欧姆定律可知

Z=—^―

4卜

电路干路电流增大，外电路电压变大，外电路各用电器阻值不变，故各支路电流增大，灯泡L-L2,L3均

变亮，C正确；

pm=「R外

电路总电流增大，路端电阻不变，输出功率一定增大，D错误。

本题选择错误的，故选D。

3.(2022•辽宁丹东二模)如图所示电路，三个定值电阻4、与、&的阻值之比为123。当在/、3之间

接入一稳压电源，在C、。之间接入一电容器时，电容器的带电量为2。现将电源、电容器的位置互调，

此时电容器的带电量为2,贝U()

A°-----ZL-----°D

A.a>e2

B.Q2>Qt

C.电源、电容器的位置互调后，短路电阻片，电容器所带电量将减小

D.电源、电容器的位置互调后，短路电阻4，电容器所带电量将增大

【答案】A

【详解】AB.假定该稳压电源的电动势为E,当在/、8之间接入一稳压电源时，电路如图所示,

4』_2

』一&+R?”_一§

同理当在C、。之间接入一稳压电源时，有

为ExC=2EC

凡+R15

可知有

e2<fl

故A正确，B错误；

CD.电源、电容器的位置互调后，电路结构为：处与电容器串联然后与凡并联，再与心串联，并没有短

路电阻处，故CD错误。

故选Ao

4.（2022•安徽,模拟预测）如图为一电源电动势为£,内阻为厂的稳定电路。电压表A的内阻为5kQ。B为

静电计，a，C,为两个理想的电容器且耐压值足够高。在开关闭合一段时间后，下列说法正确的是（）

A.J上电荷量为0

B.若将滑动变阻器滑片向右滑，则C,上电荷量增大

C.若Q>Cz，则电压表两端大于静电计两端电压

D.将S断开，使C?两极距离增大，B张角减小

【答案】A

【详解】A.由于电压表两端没有电压，电容器Q没有被充电，电量为零，故A正确；

B.电路稳定后，电容器C2的电压等于电源的电动势，保持不变，将变阻器滑动触头P向右滑动，电容器

G的电压不变，电量不变，故B错误；

C.由于静电计的两个电极是彼此绝缘的，电压表是由电流表改装成的，电路稳定后，电路中没有电流，

电压表两端没有电压，而电容器Q充电，两端存在电压。所以电压表两端的电势差小于静电计两端的电势

差，故C错误；

D.将电键S断开，电容器的电量0不变，板间距离增大，电容C减小，由公式C=5分析可知，板间电

压增大，静电计张角增大，故D错误；

故选Ao

5.（2022・重庆•高考真题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“12V50W”的交流卤

素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为220V的交流电后能正常工作，则（）

A.卤素灯两端的电压有效值为6&VB.变压器原、副线圈的匝数比为55:3

C.流过卤素灯的电流为0.24AD.卤素灯的电阻为968fl

【答案】B

【详解】A.卤素灯上标记的额定电压12V即为卤素灯两端的电压有效值，A错误；

B.根据理想变压器的原理可知

4220_55

n2U2123

B正确；

C.流过卤素灯的电流为

P50W^A

U12V6

C错误；

D.卤素灯是非线性元件，电阻随着电压不同而改变，D错误。

故选Bo

6.（2022・广东•模拟预测）图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1,电阻R=10Q,匕、L?为规格相同

的两只小灯泡。原线圈接一个经双可控硅调节后的电压U,。随时间f的变化规律如图乙所示，正弦交流

电的每一个二分之一周期中，前四分之一周期电压被截去。现将S八力、S3闭合，此时L?正常发光。下列

说法错误的是（）

C.只断开S3后，L,能正常发光D.只断开S后，原线圈的输入功率减小

【答案】B

【详解】A.令输入电压的有效值为根据正弦式交流电的有效值与有效值的定义

R2R

解得

Ui=10V

故A正确；

B.根据理想变压器的电压匝数关系

解得副线圈两端电压

U2="5=-xlOV=5V

n,2

则R消耗的电功率为

P=J=2.5W

R

故B错误；

C.只断开S3后，Lz电压不受影响，L2正常发光，故C正确；

D.只断开，后，负载电阻变大，输出电压不变，根据

输出功率减小，则输入功率也减小，故D正确。

故选Bo

7.（2022.辽宁,一模）在工业用电的线路中常常有很大的交流电流，交流电流表的量程小于待测的电流,

为了测量大电流可以使用电流互感器。电流互感器的工作原理与变压器是一致的，则下列说法正确的是

（）

A.电流互感器的原线圈匝数小于副线圈的匝数，原线圈要串联在交流电路中

B.电流互感器的原线圈匝数大于副线圈的匝数，原线圈要串联在交流电路中

C.电流互感器的原线圈匝数小于副线圈的匝数，原线圈要并联在交流电路中

D.电流互感器的原线圈匝数大于副线圈的匝数，原线圈要并联在交流电路中

【答案】A

【详解】由题意知，副线圈的电流应小于原线圈的电流，根据

知副线圈匝数应大于大于原线圈匝数，电流互感器应串联接入电路中，故A正确，BCD错误。

故选Ao

8.（2022•福建福建一模）工厂检验电动机的质量时，要用到1千多伏电压可调的高压电。利用一个自耦

变压器和一个升压变压器可满足这个要求。如图为自耦变压器部分示意图，已知该自耦变压器可视为理想

变压器，线圈总匝数为1250匝，其中原线圈为1100匝，接在有效值为220V的交流电源上，则输出端

可以得到最高电压是（）

220V

A.193.6VB.1936VC.250VD.2500V

【答案】C

【详解】对于自耦变压器，若要计算输出的最大电压，只需满足副线圈为1250匝时，由变压器两端的电

压与匝数成正比，即有

UAB="U=^^x220V=250V

ABn,1100

故选Co

9.（2022・广东•模拟预测）如图，用两台理想变压器进行远距离输电，第一台升压变压器原线圈的电压恒

定不变。当输送功率为尸。时，降压变压器输出端用户可得到的功率为Q99P。。为了能输送更大的电功率，

将两台变压器之间的线路更换，新线路电阻为原线路电阻的一半，其他输电设备不变。线路中电能的损失

除两变压器之间的电线发热外，其他损失不计，升压变压器原线圈输入电压恒定。关于该新的输电线路，

下列说法正确的是（）

线路电阻

用

升压变压器降压变压器

A.若实际输送功率是2P0,则输电线损失功率为0。1马

B.若实际输送功率是2P。,则输电线损失功率为O.O2Po

C.若用户实际功率是1.98P0,则实际输送的总功率为2.02Po

D.若用户实际功率是0.99P。，则实际输送的总功率为

【答案】B

【详解】AB.对于原输电线路，输送的电功率为耳，用户可得到的功率为0.99兄，则原输电线路上损失的

电功率为0.01《。设升压变压器副线圈的电压为U,原输电线路的总电阻为心有

0.0叫=

更换新的输电线后，设输送功率为P,由于升压变压器原线圈输入电压恒定，故副线圈输出电压不变，输

p

电线上的电流为输电线路损失的功率为

若实际输送功率是2坊时,

辱=0.02尸。

A项错误，B项正确；

C.用户得到的功率与输送功率之间的关系为

心户-TA吗

若用户的实际功率为1.98片，则此时实际输送的总功率为2《，C项错误；

D.若实际输送的总功率为［时，则损失的功率

2

练=|x1=0.005《

用户得到的实际功率应0.9951，故D项错误。

故选Bo

10.（2022•宁夏・石嘴山市第三中学模拟预测）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，输电线的总电阻为8。，升压变压器工原、副线圈匝数比为1：16,下列

说法正确的是（）

A.若用户消耗功率减少，则升压变压器工输出电压6减小

B.若用户消耗功率增加，则用户电路两端电压以增大

C.若该发电系统输送功率为1x105w,则输电线损失的功率为5x103w

D.若该发电系统输送功率为1x105w,用户获得220V电压，则降压变压器匚原、副线圈的匝数比为200:11

【答案】C

【详解】A.根据理想变压器变压规律可知

%=16U]=4000V

虽然用户消耗功率减少，但因为S始终不变，所以S始终不变，故A错误；

B.若用户消耗功率增加，则发电系统输出功率一定增大，「原线圈电流力增大，根据理想变压器变流规

律可知副线圈电流Z?也增大，即输电电流增大，又因为

U3=U2-I2r

并且S不变,所以5减小，则口减小，故B错误；

CD.若该发电系统输送功率为4=1x105w,则「原线圈电流为

/,=—=400A

5

工副线圈电流，即输电电流为

，2=2/1=25A

n2

输电线损失的功率为

AP=Z1r=5X103W

丁2原线圈电压为

C/3=C/2-/2r=3800V

所以降压变压器T?原、副线圈的匝数比为

n3U3190

丁「TT

故C正确，D错误。

故选Co

二、多选题

11.（2022•天津模拟预测）如图所示，片是光敏电阻（光照增强，电阻减小），C是电容器，&是定值电

阻。闭合开关，当4受到的光照强度减弱时（）

A.电源两端电压减小B.光敏电阻用两端的电压增大

C.通过电阻凡的电流增大D.电容器C所带的电荷量减小

【答案】BD

【详解】c.当A受到的光照强度减弱，则光敏电阻4阻值变大，根据闭合电路欧姆定律

i=——-——

/+R]+7?2

可知，回路中的电流减小，则通过电阻凡的电流减小，故C错误；

A.回路中的电流减小，则根据闭合电路欧姆定律

U=E-Ir

可知，路端电压增大，即电源两端电压增大，故A错误；

D.电阻此的电压为

U2=IR2

则回路中的电流减小，电阻凡的电压减小，故电容器C的电压减小，根据

Q=CU2

可知，电容器。所带的电荷量减小，故D正确；

B.根据电路中的电压关系有

U=UX+U2

由于路端电压。增大，而电阻用的电压S减小，则光敏电阻A两端的电压伪增大，故B正确。

故选BDO

12.（2022•山西省翼城中学校模拟预测）某无级充电装置的原理如图所示，该装置主要由供电线圈和受电

线圈组成，可等效为一个理想变压器，从受电线圈输出的交流电经过转化装置变为直流电给电池充电。已

知供电线圈匝数大于受电线圈匝数，供电线路中保护电阻R=50Q,其余电阻不计。充电时，供电线圈接有

效值。。=220V的正弦交流电，受电线圈cd端的输出电压4=20V、输出电流/?=4A,下列说法正确的

是（）

充

电

电

池

A.ct/端电压的最大值为20血V

B.供电线圈和受电线圈匝数比为10：1

C.充电时，成端的输入功率为80W

D.若输入端ab接220V直流电，也能进行充电

【答案】AB

【详解】A.cd端输出电压为正弦交流电压，最大值为有效值的加倍，即20后V,故A正确；

B.由变压器电压与匝数的关系得

U§-UR="

U2n2

由欧姆定律得

UR二必R

解得

nx_10

n21

故B正确；

C.ab端的输入功率

尸入=U0Il=U0x&A=88W

«i一

故C错误；

D.变压器不能在直流电下工作，故D错误。

故选AB。

三、解答题

13.(2022•北京延庆•一模)自从钻木取火之后人类第一次烧烤起，烹饪的炉灶在不断地进步，电磁炉(图

甲)是百万年间的一次炊具革命一发热主体就是锅自己。电磁炉要用铁锅的原因众说纷纭，我们来揭秘

其中原理。电磁炉可以看做一个变压器：炉盘相当于原线圈，锅底既是副线圈又是负载，通过电磁感应产

生涡流来加热食物。由于没有铁芯，炉盘的能量传输会有一定损耗，传输效率为〃。锅底感应的电动势与

原线圈电压的比值称作耦合系数，设为"。一方面铁锅是顺磁质，耦合系数很高，适合做锅体；另一方面

铁锅的电阻较为合适，这是由炉盘中的阻抗匹配决定的。电磁炉工作原理可简化为图乙，电源为频率、有

效值恒定的电压U,炉盘中配有定值阻抗咫，锅体回路中的电阻相当于负载。

(1)若通过匹配阻抗口的电流为/,求锅体中感应电动势的有效值；

(2)若锅体等效电阻为民求流过匹配阻抗&的电流；

(3)更换不同锅体，相当于调节负载电阻，设传输效率〃和耦合系数〃都不变，求锅体等效电阻R为多大

时加热食物的功率最大。

“2R

【答案】(1)一阳)；(2)4=-0”；(3)R=」

r/R+nRxr/

【详解】(1)阻抗心的电流为/,则原线圈两端电压

U\=U-IR*

根据

U

--2=n

5

解得锅体中感应的电动势有效值

U2=nU,=n(U-IRx)

(2)原线圈中满足