2024年高考物理总复习：交变电流（附答案解析）VIP

2024年高考物理总复习：交变电流

一.选择题（共12小题）

1.（2023•衡阳二模）电流i随时间I变化的关系如图，它的有效值是（）

C.2V7AD.20A

2.（2023•莱西市校级学业考试）如图垂直于纸面向里的有界匀强磁场中有一个矩形线框

abed,线框以00'为轴匀速转动，OO'与磁场右边界里合。若线框中产生电流的峰值为1m,

由图示位置开始计时，则下列可以正确描述线框中电流随时间变化的图像是（）

0I，

B.

3.（2023•吉水县校级一模）如图所示，是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速

转动所产生的交变电动势的图象，根据图象可知（）

A.此交变电动势的瞬时表达式为e=200sin0.02t

B.t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零

C.此交变电动势的瞬时表达式为e=200sin10（hrt

D.t=0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大

4.（2023•青羊区校级模拟）如图所示，边长为L的正方形线圈abed其匝数为n,总电阻为

r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线00'恰好位于匀强磁场的边界线上,

磁场的磁感应强度为B,若线圈从图示位置开始，以角速度3绕00'轴匀速转动，则

以下判断中错误的是（）

o

A.闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=nBL%sin3t（V）

B.在1=工时刻，破场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通量随时间变化最快

23

224

C.从t=0时刻到时刻，电阻R上产生的热量为Q=nBL\?R

2316（R+r）2

2

D.从t=0时刻到t=工时刻，通过R的电荷量

232（Rm）

5.（2008•茂名二模）如图甲所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和启利器组

成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了保护启动器常在启

动器的两极并上一纸质电容器C.某教室的一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮

的情况，经检查灯管是好的。电压正常，镇流器无故障，其原因可能是（）

A.启动器两脚与启动器座接触不良

B.电容器C断路

C.电容器C击穿而短路

D.镇流器自感系数L太大

6.（2021•海淀区模拟）如图2所示的交流电路中，灯Li、L2和L3均发光，如果保持交变

电源两端电压的有效值不变，但频率减小，各灯的亮、暗变化情况为（）

A.灯Li、L2均变亮，灯L3变暗

B.灯Li、L2>L3均变暗

C.灯Li不变，灯L2变暗，灯L3变亮

D.灯Li不变，灯L2变亮，灯L3变暗

7.（2020•款城二模）在下列四幅u-t图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是

4uZV

311

01:"(IOqs)

»一311

8.（2022•海南一模）如图1所示的方波电压的最人值为ui，如图2所示的正弦波电压的最

大值为U2,方波和正弦波的周期相等。将同一电阻R分别接到方波、正弦波交流电源上

时。一个周期内接正弦波所产生的热量是接方波电压时的2,则上■的值为（）

95

9.（2020•浙江模拟）如图所示，某电路的输入端输入的电流既有直流成分，又有交流低频

成分和交流高频成分，若通过该电路只把交流的低频成分输送到卜.一级，那么关于该电

路中各器件的作用，有下列说法正确的是（）

A.A在此的功能为通直流,阳交流，电容应尽可能小一些

B.。在此的功能为通低频,阻高频，电容应尽可能小一些

C.C2在此的功能为通高频,阻低频，电容应尽可能小•些

D.C2在此的功能为通高频,阻低频，电容应尽可能大一些

10.（2023•湖南模拟）变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初

级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。如图甲所示，电路接在一正弦交流电源上，理想变压

器原、副线圈的匝数之比为3：1,Ri、R2>R3、R4均为定值电阻，R3=IOC,RI=R2

=R4=20C,电表均为理想电表。已知R3中电流i3随时间t变化的规律如图乙所示。下

列说法正确的是（）

A.电流表A的示数为1.5A

B.电压表V的示数为130V

C.正弦交流电源的输出电压为130\历丫

D.正弦交流电源的输出电功率为65W

11.（2023•湖南模拟）如图所小为理想变压器，其原、副线圈匝数比为k,所接电源为有效

值恒定的正弦交流电压，H不计电源内阻。原线圈接有定值电阻Ro,副线圈接有定值电

阻Ri、R3,以及滑动变阻器R2,四个理想交流电表的连接如图所示。现将R2的滑动触

头向下滑动少许，电表的示数变化量的绝对值分别为AUi、AU2、Ah、412,则下列说

A.电压表V2的示数减小，电流表A2的示数减小

B.电压表Vi的示数增大，电流表Ai的示数增大

△%±

孤：和一百

△UlAU22

D.-k

△11：Al2

12.（2022•临渭区二模）模20年9月,中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、

2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现

碳中和的重要途径之-o若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的

150kV高压输电升级为1350kV的特高压输电，下列说法正确的是（

A.若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的9倍

B.若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的工

3

C.若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的工

9

D.若更换宜径为原来输电线直径』的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不

9

变

二.多选题（共5小题）

（多选）13.（2023•葫芦岛一模）如图所示，足够长不计电阻的光滑导轨间距为2m,中间

有匀强磁场。磁感应强度为LOT,在导轨上放有长度与导轨间距相等且不计电阻的金属

棒。导轨右端连接在理想变压器的原线圈上，副线圈与阻值为20。的电阻相连。理想变

乐器原副线圈而数比为I：2.电压表是理想电表，金属棒的速度

丫=10/5$5.11（10兀1）111/£。下列说法正确的是（）

P.\.....\Q

“•I•?2'一吉

A.电压表的示数为14.14VB.电压表的示数为20V

C.电阻消耗的功率为40WD.电阻消耗的功率为80W

（多选）14.（2022•金凤区校级四模）如图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转

动时所产生的正弦交流电压图像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的A、B两端。

已知变压器原线圈I和副线圈H的匝数比为5：I,交流电流表和交流电压表均为理想电

B.在l=0.1s和0.3s时,穿过线圈的磁通量最大

C.电压表的示数为2&V

D.电流表的示数为0.40A

（多选）15.（2023•茂名一模）一理想变压器的电路图如图甲所示，原线圈两端所加的正弦

交变电压随时间变化的关系图像如图乙所示。副线圈所接电路中有额定功率均为100W

的两个相同灯泡Li和L2,电压表的示数为60V灯泡Li恰好正常发光。电压表和电流表

均为理想电表，开始时开关S断开，则下列说法正确的是（）

A.电流表的示数为0.6A

B.变压器原、副线圈的匝数比为10：3

C.闭合开关S后，灯泡Li的功率为25W

D.闭合开关S后，变压器的输入功率为200W

（多选）16.（2020•成都噗拟）图（a）为一交流发电机示意图，线圈abed在匀强磁场中绕

固定轴OO,沿顺时针方向匀速转动，图（b）是该发电机的电动势e随时间t余弦规律变

化的图象。已知线圈电阻为2.5C,定值电阻R=IOC,电表均为理想交流电表。由此可

B.电压表读数为10V

C.t=0/s时刻，穿过线圈的磁通量为零

D.0〜0.05s内，通过电阻R的电荷量为0.04C

（多选）17.（2020•武汉模拟）如图（a）所示，在匀强磁场中，一电阻均匀的正方形单匝

导线框abed绕与磁感线垂直的转轴ab匀速转动，线框产生的交变电动势随时间变化的

A.cd边两端电压的有效值为16.5V

B.当线框平面与中性面的夹角为45°时，线框产生的电动势的大小为22V

C.从t=0到t=0.01s时间内，通过线框某一截面的电荷量为4.4X102c

D.线框转动一周产生的焦耳热为3.87J

三.计算题（共3小题）

18.（2022•丹阳市校级三模）如图中所示为某一发电机的实物模型，其工作原理可简化为如

图乙所示：强磁场的磁感应强度大小为亚T,矩形线圈的总电阻为0.3。、匝数为5。匝、

2

面积为0.2nf,可绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动.现将该发电机接在理想变压器的原线

圈上，副线圈接有规格均为“220V,U0W”的灯泡Li、L2,如图丙所示,现在使发电

机匀速转动，使两灯泡均正常发光，已知理想变压器的原副线圈匝数之比为1：10,电压

表为理想交流电表，其余电阻均不计。求：

9

（1）理想交流电压表的读数；

（2）手摇发电机匀速转动的角速度。

19.（2022•顺义区二模）如图所示为一个小型交流发电巩的示意图，其线框ABCD底数n

=100匝，面枳为S=（）.02n?,总电阻r=10C,绕垂直于磁场的釉00'匀速转动，角速

度o）=100rad/s。已知匀强磁场磁感应强度B=&T,矩形线框通过滑环与理想变压器相

连，副线圈与电阻相接，电表均为理想电表，电压表示数为U=180V。从线框转至中性

面位置开始计时，求：

」0’

（I）线框中感应电动势的瞬时值表达式；

（2）电流表的示数；

（3）当原、副线圈匝数比为2：1时，电阻R的阻值及消耗的电功率。

20.（2022•朝阳区校级模拟）如图所示为交流发电机的示意图。线圈abed绕垂直于磁场的

轴逆时针方向匀速转动，角速度a）=2nrad/so已知产生的交流电电动势的最大值为

10V2V,线圈abed电阻为1。，小灯泡电阻为4C,其他电阻忽略不计。求：

（1）线圈在图示位置时，线圈中的感应电流是多少？

（2）若在灯泡两端并联交流电压表，则电压表示数？

（3）外力驱动线圈转动一周所做的功？

2024年高考物理总复习：交变电流

参考答案与试题解析

一.选择题（共12小题）

1.（2023•衡阳二模）电流i随时间t变化的关系如图，它的有效值是（）

7x/3

3旧

-6后

A.I0AB.10^3AC.2V7AD.20A

【考点】交变电流的峰值、有效值、平均值和瞬时值；交变电流的图像和函数表达式.

【专题】定量思想；方程法；交流电专题；推理能力.

【答案】A

【分析】根据等效热值法，结合图像的数据分析出交变电流的有效值。

【解答】解—：根据有效值的定义，可得Q=〃Rt口誉跳

可以知道一个周期3s内：Q=l2Rtl+l2Rt+I2Tt=

[（7V3）2+（6V3）2+5V3）2]R=3OOR=3I^R

解得：Iq=10A,故A正确，BCD错误。

故选：A。

【点评】本题主要考查了交流电的相关应用，熟悉等效热值法即可完成分析，难度不大。

2.（2023•莱西市校级学业考试）如图垂直于纸面向里的有界匀强磁场中有一个矩形线框

abed,线框以OO,为轴匀速转动，00'与磁场右边界重合。若线框中产生电流的峰值为Im,

由图示位置开始计时，则下列可以正确描述线框中电流随时间变化的图像是（）

-Im

【考点】交变电流的图像和函数表达式；交流发电机及其产生交变电流的原理.

【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理能力.

【答案】D

【分析】根据楞次定律判断出感应电流的方向.由感应电动势的表达式e=Emsinw,由

欧姆定律求出此线圈感应电流的表达式，再选择图象.

【解答】解：图示时刻开始，由楞次定律判断出线圈中感应电流方向为：a-d-*c-*b-*a

线圈中产生的感应电动势表达式为e=-Emsincot=-BSoosinwl,S是线圈面积的一半，

则感应电流的表达式为i=g3Lsin3t=1sin3t，其中3=西上

RRmR

故线圈中感应电流按正弦规律变化，根据数学知识得知，故ABC错误，D正确：

故选：D。

【点评】本题虽没有明确什么方向为感应电流的正方向，但不影响答题.同时也可以假

设磁场没有界，则感应电流变化规律应是余弦曲线，从而可快速确定当一半磁场时的答

案.

3.（2023•吉水县校级一模）如图所示，是一多匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴匀速

转动所产生的交变电动势的图象，根据图象可知（）

A.此交变电动势的瞬时表达式为c=200sin0.02t

B.t=0.01s时，穿过线圈的磁通量为零

C.此交变电动势的瞬时表达式为e=200sin10（hrt

D.1=0.02s时，穿过线圈的磁通量的变化率最大

【考点】交变电流的图像和函数表达式.

【专题】计算题；定量思想；推理法；交流电专题.

【答案】C

【分析】线圈在中性面时，磁通量最大，磁通量的变化率为零，感应电动势为零，在与

中性面垂直的位置，磁通量为零，磁通量变化率最大，感应电动势最大，根据图象得出

周期，从而得出角速度的大小，列出电动势的瞬时表达式。

【解答】解：AC、由图象知，周期T=0.02s,则有：（o=-52L=ioonrad/s*

则瞬时表达式为：e=Emsincot=200sin1OOntV.故A错误,C正确。

B、l=0.01s时•，感应电动势为零，知处于中性面位置，磁通量最大。故B错误。

D、在l=0.02s时，感应电动势为零，知磁通量的变化率为零。故D错误。

故选：Co

【点评】解决本题的关键知道中性面的特点，以及掌握感应电动势的瞬时表达式，并能

灵活运用。

4.(2023•青羊区校级模拟)如图所示，边长为L的正方形线圈abed其匝数为n,总电阻为

r,外电路的电阻为R,ab的中点和cd的中点的连线00'恰好位于匀强磁场的边界线上,

磁场的磁感应强度为B,若线圈从图示位置开始，以角速度3绕OO'轴匀速转动，则

以下判断中错误的是()

A.闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=nBL%sin3t(V)

B.在1=工时刻，磁场穿过线圈的磁通量为零，但此时磁通最随时间变化最快

23

C.从t=o时刻到时刻，电阻R上产生的热量为、=色岂上L祭

2316(R+r)2

2

D.从t=o时刻到t=」L时刻，通过R的电荷量q=-

232(*)

【考点】交变电流的峰值、有效值、平均值和瞬时值；功率、平均功率和瞬时功率；交

流发电机及其产生交变电流的原理.

【专题】定量思想：推理法；交流电专题：分析综合能力.

【答案】A

【分析】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流，根据规律可列出感应电动

势的瞬时表达式，最大值与有效值的加倍；每当线框通过中性面时，电流方向改变；

当磁通量为零时，线柩切割速度最大，产生的电动势也最大；

根据有效值由佳耳定律求热量；根据电荷量的经验公式求电量。

【解答】解：A、由闭合电路中感应电动势的瞬时表达式e=Emsins,而最大值E,„=

AnBcoL2,所以回路中感应电动势的瞬时表达式：e=AnBcoL2sinwt,故A错误；

22

B、在（=旦时刻，线圈从图示位置转过90°,此时磁场穿过线圈的磁通量最小，磁通

23

量变化率最大，故B正确

C、电压有效值为与，从t=0至时刻，电阻R产生的焦耳热为、=上:♦旦

V223R打23

=四包或故c正确；

16（R+r）2

D、从t=0至-时刻，通过R的电荷量：q=故D正确。

23R4T2（*）

本题选错误的，

故选：A,

【点评】线框在匀强磁场中匀速转动，产生正弦式交变电流.而对于电表读数、求产生

的热量均由交变电的有效值来确定，而涉及到耐压值时，则由最大值来确定。而通过某

一电量时，则用平均值来求，同时注意线圈只有一半在磁场中运动。

5.（2008•茂名二模）如图甲所示是日光灯的电路图，它主要是由灯管、镇流器和启动器组

成的，镇流器是一个带铁芯的线圈，启动器的构造如图乙所示，为了保护启动器常在启

动器的两极并上一纸质电容器C.某教室的一盏日光灯总是出现灯管两端亮而中间不亮

的情况，经检查灯管是好的。电压正常，镇流器无故障，其原因可能是（）

A

甲z.

A.启动器两脚与启动器座接触不良

B.电容器C断路

C.电容器C击穿而短路

D.镇流器自感系数L太大

【考点】电感器及感抗.

【专题】交流电专题：埋解能力.

【答案】C

【分析】在镇流器上感应不出高压，就不能点亮日光灯。问题出现在启动器内的金属片

未出现接触后而断开，在镇流器上感应出高电压。

【解答】解：日光灯启动器的作用是，当电压加到启动器两端时，启动器内的金属片受

热膨胀而短路，短路后金属片放热断开，断开时在镇流器上感应出高压加到口光灯两端,

使日光灯内的汞电离导通，日光灯发光。ABD都不会影响启动器内的金属片功能，只

有“电容器C击穿而短路“不能使金属片断开。故C正确，A、B、D错误。

故选：Co

【点评】解决本题的关键掌握启动器的原理。

6.（2021•海淀区模拟）如图2所示的交流电路中，灯Li、L2和L3均发光，如果保持交变

电源两端电压的有效值不变，但频率减小，各灯的亮、暗变化情况为（）

A.灯Li、L2均变亮，灯L3变暗

B.灯Li、L2、L3均变暗

C.灯Li不变，灯L2变暗，灯L3变亮

D.灯Li不变，灯L2变亮，灯L3变暗

【考点】电阻、电容和电感对交变电流的影响；电容器及容抗.

【专题】定性思想；推理法；电磁感应与电路结合.

【答案】D

【分析】电感线圈对交流电的阻碍作用与交流电的频率.、及自感系数成正比。电容器内

部是真空或电介质，隔断直流。能充电、放电，能通交流，具有隔直通交、通高阻低的

特性。进行分析。

【解答】解：输入的交流的频率减小，对电阻R没影响，Li灯亮度不变；电感线圈特点

是通低频阻高频，频率减小，则电感的阻碍作用减小，所以L2灯的亮度变亮；电容器的

特点是通高频阻低频，频率减小，则电容器的阻碍作用增大，所以L3灯更暗一些。故

ABC错误，D正确

故选：Do

【点评】对于电容和电感的特性可以利用感抗和容抗公式记忆：XL=2EL,XC=-—，

2兀fC

L是电感，C是电容，f是频率

7.（2020•盐城二模）在下列四幅u-t图象中，能正确反映我国居民生活所用交流电的是

【考点】交变电流.

【专题】定性思想：推理法；交流电专题；理解能力.

【答案】C

【分析】根据对家庭用电（交流电）的了解回答，知道我国生活用电电压220V为有效值。

【解答】解：我们日常生活中用的都是正弦式交流电，电压是220V,频率是50Hz.周

期为0.02s

电压的最大值为：220j^V=311V,故C正确，ABD错误。

故选：Co

【点评】本题考查交流电的性质，要注意明确我们平常所说的电压为有效值，要知道正

弦式交流电最大值是有效值的倍。

8.（2022•海南一模）如图1所示的方波电压的最大值为ui，如图2所示的正弦波电压的最

大值为U2,方波和正弦波的周期相等。将同一电阻R分别接到方波、正弦波交流电源上

时。一个周期内接正弦波所产生的热量是接方波电压时的2,则上■的值为（）

图2

C.-1

4"I

【考点】交变电流的峰值、有效值、平均值和瞬时值；交变电流的图像和函数表达式.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理能力.

【答案】B

【分析】根据正弦式交变电流电压的有效值与最大值的关系,求得交变电压的有效值,

再根据热量的计算公式进行比较。

【解答】解：根据焦耳定律知，电阻接在方波交流电源上时,

2

U2

二

4故

1T-T=-

正弦交流电电压的有效值等于峰值的2R3

U1

ACD错误，B正确。

故选：Bo

【点评】本题考查交变电流中有效值与最大值的关系，解题的关键在于掌握正弦式交变

电压存在u=久。

V2

9.（2020•浙江模拟）如图所示，某电路的输入端输入的电流既有直流成分，又有交流低频

成分和交流高频成分，若通过该电路只把交流的低频成分输送到下一级，那么关于该电

路中各器件的作用，有下列说法正确的是（）

A.Ci在此的功能为通直流,阻交流，电容应尽可能小一些

B.。在此的功能为通低频,阻高频，电容应尽可能小一些

C.02在此的功能为通高频.阻低频,电容应尽可能小一些

D.C2在此的功能为通高频,阻低频，电容应尽可能大•些

【考点】电阻、电容和电感对交变电流的影响；电容器及容抗.

【专题】定性思想：推理法；交流电专题；推理能力.

【答案】C

【分析】电路的输入端输入的电流既有直流成分，又有交流低频成分和交流高频成分,

要只把交流的低频成分输送到下一级，该电路要隔掉直流，通低频，阻高频，根据电容

的特性进行判断。

【解答】解：AB、Ci在此的功能为通交流，隔直流，使直流不能到达下一级电路，叫隔

直电容，电容尽可能大一些，故AB错误；

CD、C2与输出电路并联，起到通高频，阻低频，使高频成分能通过，低频成分到达下一

级，C2乂叫高频旁路电容，电容应尽可能小一些，故C正确，D错误。

故选：Co

【点评】电容器的特性在理解的基础上记住：通交流隔直流，通高频阻低频，也可以用

容抗公式记忆：Xc=1

2兀fC

10.（2023♦湖南模拟）变压器是利用电磁感应的原理来改变交流电压的装置，主要构件是初

级线圈、次级线圈和铁芯（磁芯）。如图甲所示，电路接在一正弦交流电源上，理想变压

器原、副线圈的匝数之比为3：1,RHR2、R3、R4均为定值电阻，R3=10C，RI=R2

=R4=20C,电表均为理想电表。已知R3中电流i3随时间t变化的规律如图乙所示。下

列说法正确的是（）

A.电流表A的示数为1.5A

B.电压表V的示数为130V

C.正弦交流电源的输出电压为130\历丫

D.正弦交流电源的输出电功率为65W

【考点】变压器的构造和原理；电功和电功率；交变电流的图像和函数表达式.

【专题】定量思想；方程法；交流电专题；推理能力.

【答案】D

【分析】根据交流电的最大值确定有效值，利用串并联电路的特点求得副线圈两端的电

压，结合原副线圈两端的电压之比与匝数成正比，求得原线圈两端的电压，分析原线圈

电路，再根据欧姆定律以及原副线圈电流与匝数之比之间的关系即可求得电流表示数，

由电功率的公式求出电源的输出电功率。

【解答】解•：A、由R3中电流i3随时间t变化的图像可知R3中电流的最大值为45A,

则电流的有效值IR3=1A,则UR3=R3lR3=10XIV=10V,R4中电流1R4=

—A=0.5A,变压器的输出电流I2=IR3+IR4=1A+0.5A=1.5A,由变压器的

R4R420

T门

变流比公式U二,可知电流表A的示数II=0.5A,故A错误：

【2nl

B.电阻R2两端的电压：UR2=I2R2=1.5X20V=30V,变压器的输出电压U2=UR2+UR3

Un

=30V+10V=40V,由变压器的变压比公式‘二」可知电压表的示数Ui=120V,故B

与n2

错误；

C.正弦交流电源的输出电压Uo=Ui+hRi=12OV+2OXO.5V=13OV,故C错误;

D.正弦交流电源的输出电功率Po=UoIo=Uoh=130X0.5W=65W,故D正确。

故选：Do

【点评】本题考查了变压器的构造和原理，明确变压比、变流比是解题的关键，对于原

线圈串联电阻的电路，需要从电流入手分析。

II.（2023•湖南模拟）如图所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为k,所接电源为有效

值恒定的正弦交流电压，且不计电源内阻。原线圈接有定值电阻Ro,副线圈接有定值电

阻Ri、R3，以及滑动变阻器R2,四个理想交流电表的连接如图所示。现将R2的滑动触

头向下滑动少许，电表的示数变化量的绝对值分别为AUi、AU2、Ah、△”，则下列说

法正确的是（）

A.电压表V2的示数减小，甩流表A2的示数减小

B.电压表Vi的示数增大，电流表Ai的示数增大

r劭1

---•------=---

△12AI1k2

△UlAU22

D.：-k

△EAl2

【考点】变压器的动态分析•；变压器的构造和原理.

【专题】信息给予题：定量思想；推理法；交流电专题：理解能力.

【答案】D

【分析】AB.把副线圈负载电阻看作变压器原线圈的等效电阻，根据欧姆定律求解原线圈

电流的变化，根据理想变压器电流与匝数比的关系、电压与函数比的关系，分析作答；

CD.根据理想变压器电压与匝数比、电流与匝数比的关系得到变压器原副线圈电压佗变化

量、电流的变化量与匝数比的关系，然后作答。

【解答】解：AB.把副线圈负载电阻看作变压器原线圈的等效电阻，设原副线圈匝数比

为k,根据理想变压器电压与匝数比的关系Ui=kU”理想变压器电流与匝数比的关系

UikU

[1=，，原线圈等效电阻R原二2=k2•累=k2R,滑动变阻器的触头向下滑动,

kLhL2

k

则副线圈电路总电阻值增大，作出该变压器的等效电路如图所示:

R）

可知原线圈等效电阻k2R增大，根据欧姆定律I广可知,电流表Ai示数减小

z

R0+kR

根据理想变压器电流与匝数比的关系可知电流表A2示数也减小

在原线圈电路中，根据电压关系，原线圈两端电压Ui=Uo-hRo增大，即V|示数增大

根据理想变压器电压与匝数比的关系，副线圈两端电压增大，即V2示数增大，故AB错

误;

C.设变压器原副线圈匝数比为k,根据理想变压器电压比与匝数比的关系可得副线圈两

端电压与二”Ui

根据理想变压器电流比与匝数比的关系可得副线圈中的电流l2=kh

UiInAUtAin

由丁石巾^=k则有权=k，△jy=k

△UiAlo

联立得端：AT7=1

△UiAu

因此天廿：9故C错误;

△12△I1

△UiAUAI

D.结合以上分析,22-k*k=k2»故D正确。

AA

△11,I2-U2AIJ

故选：D。

【点评】本题考杳了变压器原线圈回路含负载的动态变化问题；变压器原副线圈电压的

变化量、电流的变化量与匝数比的关系的解题的关键。

12.（2022•临渭区二模）2020年9月，中国发布“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、

2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现

碳中和的重要途径之一。若保持输送电能总功率、输电距离不变的情况下，从原来的

150kV高压输电升级为1350kV的特高压输电，下列说法正确的是（）

A.若输电线不变，则输电线中的电流变为原来的9倍

B.若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的工

3

C.若输电线不变，则渝电线上损失的功率变为原来的工

9

D.若更换直径为原来输电线直径工的同种材料制成的输电线，则输电线上损失的功率不

9

变

【考点】远距离输电：变压器的构造和原理.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题：推理能力.

【答案】D

【分析】应用电功率公式求出输电流的变化情况，然后应用电功率公式分析答题。

【解答】解：A、在输电功率不变的情况下，输电电压150kV高压输电升级为135CkV,

输电电压变为原来的9倍，由电功率公式P=UI可知，输电电流变为原来的』，故A错

9

误；

B、若输电线不变，则输电线上损失的电压AU=IR,R不变，输电电流变为原来的』，

9

则电压变为原来的工，故B错误；

9

C、若输电线不变，由电功率公式P=1R可知，输电线上损失的功率变为原先的（2了,

9

即Jj故C错误；

81

D、若更换直径为原来输电线直径』的同种材料制成的输电线，面积变为原来的」一由

981

电阻定律R=pL知输电线的电阻变为原来的81倍，愉甩电流变为原来的工，由电功率

S9

公式P=FR可知输电线上损失的功率不变，故D正确。

故选：D。

【点评】知道远距离输电的原理与输电过程是解题的前提，根据题意应用电功率公式与

电阻定律即可解题。

二.多选题（共5小题）

（多选）13.（2023•葫芦岛一模）如图所示，足够长不计电阻的光滑导轨间距为2m,中间

有匀强磁场。磁感应强度为LOT,在导轨上放有长度与导轨间距相等且不计电阻的金属

棒。导轨右端连接在理想变压器的原线圈上，副线圈与阻值为20。的电阻相连。理想变

压器原副线圈匝数比为1：2。电压表是理想电表，金属棒的速度

v=loV2sin（10^t）m/s^下列说法正确的是（）

A.电压表的示数为14.14VB.电压表的示数为20V

C.电阻消耗的功率为40WD.电阻消耗的功率为80W

【考点】变压器的构造和原理；电功和电功率；导体切割磁感线时产生的感应电动势：

电磁感应中的能量类同题.

【专题】定量思想；等效替代法；电磁感应与电路结合；分析综合能力.

【答案】BD

【分析】根据E=BLv求出金属棒产生的电动势，金属棒电阻不计，则电压表的示数等

于金属棒产生的感应电动势的有效值。由变压器的规律求出电阻的电压，再求电阻消耗

的功率。

【解答】解：AB、金属棒产生的电动势为£=83=1.0义2乂1仍/^11（10111）丫=20^^11

（10nt）V,金属棒电阻不计，可知电压表的示数为2V=20V,故A错误,

V2

B正确;

CD、由Ui万n1,Ui=U得副线圈两端电压为U2=n/0lJigox20V=40W电阻消耗的

221

功率为p」乜二理T二80w，故C错误，D正确。

R20

故选：BD。

【点评】本题是电磁感应与变压器的综合，关键要掌握感应电动势公式E=BLv和变压

器的规律，要注意电压表测量的是交流电压的有效值。

（多选）14.（2022•金凤区校级四模）如图甲是线圈绕垂直于磁场的轴在匀强磁场中匀速转

动时所产生的正弦交流电压图像，把该交流电压加在如图乙中理想变压器的A、B两端。

已知变压器原线圈I和副线圈n的匝数比为5：1,交流电流表和交流电压表均为理想电

B.在t=O.ls和0.3s时，穿过线圈的磁通量最大

C.电压表的示数为2&V

D.电流表的不数为0.40A

【考点】交变电流的图像和函数表达式；变压器的构造和原理.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力.

【答案】AD

【分析】根据图甲所示图象求出感应电动势大小然后判断穿过线圈的磁通量大小；由图

甲所示图象求出交流电的周期，然后求出线圈转动的角速度：由图甲所示图象求出交流

电压的峰值，然后求出有效值，再根据变压器的电压比、变流比分析答题。

【解答】解：

A.由图甲所示图象可知，交流电的周期T=0.4s,线圈转动的角速度3=空_卫Lrad/s

T0.4

=5nrad/s,故A正确；

B.由图甲所示图象可知，在t=().Is、0.3s时，感应电动势最大，此时是磁通展的变化率

最大，此时穿过线圈的磁通量为零，故B错误；

C、由图甲所示图象可知，变压器原线圈输入电压的峰值Uim=l0V2V,变压器原线圈

Ulm10V2

输入电压的有效值Ui=v=10V,

由理想变压器的变压比」U=」n=互解得，副线圈电压U2=2V,电压比示数为2V,故C

U2n21

错误:

D、由欧姆定律可知，流过副线圈的电流：I2="=2A=2A,根据理想变压器的变流比

R1

jn

」_=，_=上解得原线圈电流h=0.40A,电流表读数为0.40A,故D正确。

12nl5

故选：ADo

【点评】本题考查了变压器的构造和原理、正弦式电流的图象和三角函数表达等知设点。

本题涉及到的公式比较多，记住这些公式，就能解决这道题。

（多选）15.（2023•茂名一模）一理想变压器的电路图如图甲所示，原线圈两端所加的正弦

交变电压随时间变化的关系图像如图乙所示。副线圈所接电路中有额定功率均为I00W

的两个相同灯泡Li和L2,电压表的示数为60V灯泡L］恰好正常发光。电压表和电流表

均为理想电表，开始时开关S断开，则下列说法正确的是（）

A.电流表的示数为0.6A

B.变压器原、副线圈的匝数比为10：3

C.闭合开关S后，灯泡Li的功率为25W

D.闭合开关S后，变压器的输入功率为200W

【考点】变压器的构造和原理；交变电流的图像和函数表达式.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力.

【答案】BD

【分析】根据功率公式可求解电流表示数；利用电压有效值与最大值的关系以及

匕21可求出线圈的质数比，输入的功率的大小是由输出功率的大小决定的，

-,

U2n2

【解答】解：A、电流表的示数为I=E=期A"1.67A,故A错误：

U60

B、由图乙可知，输入电压的有效值为U疗效=驾返、=200丫，根据上=*,得：巴＞

V2取n2n2

=200=10>故B正确；

603

C、闭合开关S后，副线圈两端的电压不变，灯泡Li的功率不变，故C错误；

D、理想变压器原线圈的输入功率与副线圈所接用电器消耗的功率相等，两灯泡正常发光,

消耗的总功率为2OOW,故此时输入功率为200W,故D正确。

故选：BDo

【点评】本题主要考查变压器的知识，要能对变压器的最大值、有效值、瞬时值以及变

压器变压原理、功率等问题彻底理解.

（多选）16.（2020•成都噗拟）图（a）为一交流发电机示意图，线圈abed在匀强磁场中绕

固定轴OCT沿顺时针方向匀速转动，图（b）是该发电机的电动势e随时间t余弦规律变

化的图象。已知线圈电阻为2.5Q,定值电阻R=100,电表均为理想交流电表。由此可

以判定（）

图⑷图⑹

A.电流表读数为0.8A

B.电压表读数为10V

C.t=O.ls时刻，穿过线圈的磁通量为零

D.0〜0.05s内，通过电阻R的电荷量为0.04C

【考点】交变电流的图像和函数表达式；交流发电机及其产生交变电流的原理.

【专题】定量思想：推理法；交流电专题：推理能力.

【答案】AC

【分析】交流发电机产生电动势的最大Em—NBSC0,交流电压表显示的是路端电压有效

值，通过电阻的电量为空。

QR-Fr

【解答】解•：A、由图b可知，线圈产生的感应电动势的最大值为£^二16回V,周期T

E

=0.2s,线圈产生的感应电动势的有效值=10V

V2

根据闭合电路的欧姆定律可知I=_J=0.8A，故A正确；

R+r

B、电压表的示数U=IR=8V,故B错误；

C.t=0,1s时刻，线圈产生的感应电动势最大，此时线圈位于与中性面垂直位置，故穿

过线圈的磁通量为零，故c正确；

D线圈转动的角速度3早翁ad/s=】。兀raS线圈产生的最大感应电动势

E.n=BSa）,故BS=&二也返WbX^Wb，0〜005s内，通过电阻R的电荷量为q=

3ionD71D

金;二的尊C=0.0360故D错误；

R+rR+r25兀

故选：AC。

【点评】解决本题的关键知道正弦式交流电峰值的表达式Em=nBSu）,以及知道峰值与

有效值的关系，能从图中得出有效信息，难度不大。

（多选）17.（2020•武汉馍拟）如图（a）所不，在匀强磁场中，一电阻均匀的止方形单原

导线框abed绕与磁感线垂直的转轴ab匀速转动，线框产生的交变电动势随时间变化的

A.cd边两端电压的有效值为16.5V

B.当线框平面与中性面的夹角为45°时，线框产生的电动势的大小为22V

C.从t=0到t=O.OIs时间内，通过线框某一截面的电荷量为4.4X10-2c

D.线框转动一周产生的焦耳热为3.87J

【考点】交变电流的图像和函数表达式：交流发电机及其产生交变电流的原理.

【专题】定量思想：推理法；交流电专题；推理能力.

【答案】AB

【分析】从图象得出电动势最大俏、周期，从而算出电动势的有效值、角速度，进而知

瞬时值表达式和磁通量最大值，通过线框某一截面的电荷量线框转动一周

R

讦2

产生的焦耳热为Q=LT。

R

E

【解答】解：A、由图可知，Em=22V2V,有效值为：E=/=22V,cd切割磁感线产

V2

生电动势，相当于电源，cd两端的电压为路端电压U=_^E=165V,故A正确;

B、由图可知，Em=22&V,周期为：T=0.02s,角速度为：3