2025年高二物理人教版寒假衔接讲练 提升练-12 交变电流（学生版）

12交变电流内容早知道☛第一层巩固提升练（4大题型）题型1交变电流的四值题型2变压器的原理题型3变压器两端电路的动态分析题型4远距离输电☛第二层能力提升练☛第三层拓展突破练交变电流的四值⭐积累与运用⭐积累与运用1.周期(T):交变电流完成一次周期性变化(线圈转一周)所需的时间，单位是秒(s),计算公式为2.频率(f):交变电流在1s内完成周期性变化的次数。单位是赫兹(Hz)。周期和频率的关系：或3.瞬时值：交变电流某一时刻的值，是时间的函数。如电流的瞬时值i=Imsinwt。4.峰值：交变电流(电流、电压或电动势)所能达到的最大的值，也叫最大值。5.有效值：跟交变电流的热效应等效的恒定电流的值。对正弦式交变电流，其有效值和峰值的关系为：6.平均值：感应电动势的平均,电流的平均值1．（2024·陕西西安·一模）如图甲为按压式发电手电筒。以一定的频率不断按压手柄时，其内置发电机会产生如图乙所示的交变电流，已知与其串联的白炽灯泡额定电压为9V、阻值为。若该灯泡恰好正常发光，则该发电机（

）A．输出电流的最大值为0.5AB．输出电流的有效值为0.5AC．输出的交流电频率为50HzD．一个周期内输出电流的平均值为0.5A2．（2025·河南濮阳·模拟预测）如图所示，在磁感应强度大小为的匀强磁场中，一边长为的单匝正方形线圈绕垂直于磁场的轴匀速转动，角速度为，矩形线圈通过滑环与理想变压器相连，理想变压器与阻值为的负载电阻相连，不计其他电阻，变压器原、副线圈匝数之比为，图示位置线圈平面与磁场平行，下列说法正确的是（

）A．当线圈平面与磁场垂直时，线圈中的电动势最大B．线圈中的电动势最大值为C．从图示位置开始计时，线圈中的电动势随时间变化的关系式为D．线圈转动过程中电阻的功率为（多选）3．（2025·湖北·一模）如图甲所示，矩形线圈abcd在匀强磁场中匀速转动可以产生交变电流，其电动势e随时间t变化的图像如图乙所示，线圈电阻，电阻，则下列说法正确的是（

）A．图示位置产生的感应电动势最大 B．时，电流表的示数为0C．电阻R两端电压为7.5V D．矩形线圈的转速为（多选）4．（23-24高二下·天津·期末）如图甲所示是目前市面上流行的手摇手机充电器，它体型小，携带方便，可以在紧急状态下给手机临时充电，其示意图如图乙所示。若某人摇动手柄给手机充电时，其内部线圈在匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴匀速转动，下列说法正确的是（

）A．线圈转动的快慢程度会影响感应电动势的最大值B．当线圈转到图乙所示位置时，电流方向将发生改变C．若从图乙位置开始计时，线圈中的电流瞬时值表达式为D．当线圈转到图乙所示位置时，穿过线圈磁通量的变化率最大变压器的原理⭐积累与运用⭐积累与运用1.功率关系(或单位时间内的能量关系):P入=P出(P出决定P入)。2.电压关系：与匝数比决定U₂)。有多个副线圈时，3.电流关系：只有一个副线圈或I₁n₁=I₂n₂(I₂及匝数比决定I₁)。由P入=P出及P=UI推出有多个副线圈时，U₁I₁=U₂I₂+U₃I₃+…+UnIn。5．（2024·北京朝阳·模拟预测）我们一般把变压器分成左右两个电路来看待，使得在分析时将问题变得复杂。现在我们将变压器与负载视为一个整体，等效为一个新的电阻，变成一个单一的回路。若已知原、副线圈的匝数比为，副线圈所接电阻为，则等于（）A． B． C． D．6．（23-24高二下·广西河池·期末）实验室用交流发电机和理想变压器组合给阻值为12Ω的电阻R0供电，电路如图所示。交流发电机的线圈内阻为4Ω，导线电阻不计，当理想变压器原、副线圈匝数比为1∶3时，R0消耗的功率与线圈内阻消耗的功率比为（）A．1∶1 B．3∶1 C．1∶3 D．1∶4（多选）7．（23-24高二下·广西河池·期末）电磁感应研究的是其他形式能转化为电能的特点和规律，其核心是法拉第电磁感应定律和楞次定律。关于涡流、互感和自感、电磁阻尼和电磁驱动，下列说法正确的是（）A．真空冶炼炉锅体中的涡流是由恒定磁场产生的B．自感现象是特殊的电磁感应现象，同一线圈加铁芯后线圈自感系数增大C．互感现象是变压器工作的基础，互感现象说明了磁场具有能量D．阻尼摆摆动时产生的涡流不一定总是阻碍其运动变压器两端电路的动态分析⭐积累与运用⭐积累与运用常见的两种动态变化情况1.匝数比不变的情况(如图甲所示)①U₁不变，根,输入电压U₁决定输出电压U₂,无论负载电阻R如何变化，U₂不变。②当负载电阻发生变化时，I₂变化，输出电流I₂决定输入电流I,故I₁发生变化。③I₂变化引起P₂变化，P₁=P₂,故P₁发生变化。2.负载电阻不变的情况(如图乙所示)①U₁不变发生变化，故U₂变化。②R不变，U₂变化，故I₂发生变化。③先根据,判断P₂发生变化，再根据P₁=P₂,判断P₁发生变化，P₁=U₁I₁，U₁不变，故I₁发生变化。8．（2025·湖南益阳·一模）如图是街头变压器通过降压给用户供电的示意图。变压器的输入电压是市区电网的电压，负载变化时输入电压保持不变。输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻用表示，变阻器R代表用户用电器的总电阻，当用电器增加时，相当于R的值减小（滑动片向下移）。忽略变压器上的能量损失，不计电压表、电流表的内阻对电路的影响。当用户的用电器增加时，下列说法正确的是（）A．电流表A的示数不变 B．电压表的示数变大C．上损失的电功率变大 D．电压表的示数变大8．（23-24高二下·广东茂名·期末）如图所示某一火警报警系统原理图，理想变压器原线圈接有电压有效值恒定的交流电源，已知图中电阻R的阻值恒定，热敏电阻的阻值随温度升高而减小，电压表和电流表均为理想电表，当处的温度升高时，下列说法正确的是（）A．电流表的示数将减小 B．电流表的示数将增大C．电压表的示数将减小 D．电路消耗的总功率不变10．（23-24高二下·河南开封·期末）如图甲所示，是国产某型号手机无线充电装置，其工作原理图如图乙所示，送电线圈和受电线圈回路中串联的电阻阻值均为R，把送电线圈和受电线圈构成的功能部分视为理想变压器，则下列说法正确的是（）A．将手机换成铝片放到工作的充电器上，铝片会发热B．受电线圈回路中电阻产生的热量比送电线圈中电阻产生的热量小C．若手机电池出现短路故障，送电线圈两端的电压会增大D．若受电线圈中的电流恒为1A时，充满容量为的电池，至少需要100min（多选）11．（23-24高二下·广东深圳·期末）如图所示是某小区通过变压器降压给住户供电的示意图。理想变压器的输入电压保持不变，输出电压通过输电线输送给用户，输电线的总电阻用表示，用户用电器等效为变阻器R。当用户增多时，相当于滑片P向下移动，下列说法正确的有（）A．变压器原线圈中的电流变小B．通过电阻的电流变大C．变压器副线圈两端电压变大D．用户用电器R两端的电压变小远距离输电⭐积累与运用⭐积累与运用远距离输电基本电路图及输电电路中各物理量之间的关系。输出电流电压损失△U=U₂-U₃=I₂R线功率损失△P=△U12．（23-24高二下·广东东莞·期末）远距离输电示意图如图所示，两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数比，在的原线圈两端接入一正弦交流电，其电压变化规律满足，若原线圈的输入电功率，输电线总电阻为。不考虑其他因素的影响，则输电线上损失的电功率为（）A．1kW B．2kW C．10kW D．20kW13．（23-24高二下·广东广州·期末）如图所示为远距离输电的简易图，M和N为理想升压变压器和理想降压变压器，已知变压器M的原、副线圈匝数比为，变压器N的原、副线圈匝数比为，变压器M原、副线圈两端的电压分别为，，变压器N原、副线圈两端的电压分别为、，发电厂输出电压恒定，输电线的总电阻为r。则下列说法正确的是（）A．的频率大于的频率B．用户增多，、均不变C．通过变压器M原线圈的电流等于通过变压器N副线圈的电流D．用户增多，输电线上损耗的电功率不变（多选）14．（2024·安徽·模拟预测）特高压输电技术是中国独有的先进技术，该技术可将输电电压提高到1000kV及以上。某水电站的输出功率为，发电机的输出电压为250V，经升压变压器升压、降压变压器降压后送至用户。已知用户获得的电压为220V，远距离输电线的总电阻为，在输电过程中输电线上损失的功率为输出功率的4%。若升压及降压变压器均可视为理想变压器，不计其它线路中导线的电阻，下列说法正确的是（）A．升压变压器副线圈中的电流为600AB．升压变压器的输出电压为150kVC．降压变压器原、副线圈的匝数比为7200:11D．若改用1000kV特高压输电，则输电线上损失的功率将变为输出功率的9%（多选）15．（23-24高二下·广东汕尾·期末）如图为远距离输电的原理图，电路中的变压器和都认为是理想变压器，发电厂的输出电压恒定，输电线上的电阻不变。若用户接入的用电器增多，下列说法正确的有（）A．为升压变压器，为降压变压器B．输电线损失的功率减小C．升压变压器的输出电压变小D．加在用户两端的电压变小1．（2025·安徽·一模）我国在电力输送领域是世界上首屈一指的科技霸主，目前已研制成功了全套关键设备，建成了世界电压等级最高、输电能力最强的交直流输电网络。如图为远距离输电系统简化情景图，已知发电厂输出的交流电压为，理想升压变压器的原副线圈匝数比为，理想降压变压器的原副线圈匝数比为，高压输电线的总阻值为。设用户(负载)是纯电阻，且阻值为，则输电效率为（

）A． B． C． D．2．（23-24高二下·湖南·期末）太阳能光伏发电是一种新型清洁能源，我国光伏装机容量已突破3亿千瓦。一光伏发电站输出电压恒为250V，现准备向远处输电，输电示意图如图所示。若该发电站的输出功率为，该发电站到用户之间采用5500V高压进行远距离输电，输电线的总电阻为，用户获得220V电压。变压器视为理想变压器，下列说法正确的是（）A．升压变压器的原、副线圈匝数比为1∶20B．输电线上损失的功率为C．降压变压器的原、副线圈匝数比为24∶1D．若用户消耗的功率增大，则用户电路两端的电压也增大3．（2024·浙江绍兴·一模）如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2:1，其输入端接正弦交流电源，电动势有效值保持不变，输出端电路由R1、R2、R3和R4四个电阻构成，将该变压器的匝数比改为4:1后，下列说法正确的是（）A．R1两端的电压增大到原来的2倍 B．R2两端的电压增大到原来的4倍C．R3的热功率减小到原来的 D．R4的热功率减小到原来的4．（2024·江西·一模）如图甲的理想变压器原线圈接在一正弦交流电源上，电源电压如图乙所示，副线圈匝数可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比，此时一额定功率为44W，额定电压为220V的灯泡，发现其亮度低于正常亮度。灯泡电阻恒定，下列说法正确的是（

）A．该交流电源的频率为100HzB．此时通过灯泡电流的有效值为0.2AC．灯泡两端电压表达式为D．将滑片P向下滑动，灯泡变亮5．（2024·四川遂宁·模拟预测）如图所示的“日”字形理想变压器，铁芯的上下左右结构均对称，中间线圈的匝数为4，左、右线圈的匝数分别为4和2，左、右线圈所接的电阻均为，不计线圈的电阻，在中间线圈两端加上正弦交流电压，下列说法正确的是（

）A．左、右两个线圈的输出电压之比为B．中间线圈的端电压与左线圈的端电压之比为C．左、右两个线圈的输出电流之比为D．流过中间线圈、左线圈的电流之比为6．（2024·陕西·模拟预测）多数学校备有应急发电机，其工作原题可简化为如图所示的矩形线框在匀强磁场中绕垂直磁场方向的轴匀速转动。已知矩形线框的匝数为100，面积为，匀强磁场的磁感应强度大小为，线框转动的角速度为。线框与理想变压器原线圈相连，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈连在电路中的电阻。电流表为理想电表，不计线框的电阻，电流表的读数为（）A． B． C． D．3A7．（2024·云南大理·一模）理想变压器、电阻R、理想交流电流表A、理想交流电压表V按图甲连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比为11:1，电阻R=10Ω，原线圈输入的交流电如图乙所示，下列说法正确的是（）A．交流电的频率为100Hz B．电压表读数为VC．电流表读数为2A D．变压器的输入功率为44W8．（2024·浙江·一模）两个形状不同但所围面积和电阻均相同的单匝闭合线圈，分别放在如图甲、乙所示的磁场中。甲图中是磁感应强度为B0的匀强磁场，线圈在磁场中以周期T绕OO′轴匀速转动；乙图中磁场变化规律为，从图示位置开始计时。比较两个线圈，下列说法正确的是（）A．磁通量的变化规律相同B．电流方向变化的频率不同C．相同的时间内产生的焦耳热不同D．产生的电动势有效值不同9．（23-24高三下·山东滨州·期中）如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，是其左边界，一个面积为S的N匝矩形线圈垂直磁场放置，AD边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕AD边以角速度绕图示方向匀速转动，线圈的总电阻为R，下列说法正确的是（）A．线圈中产生按正弦规律变化的交流电B．线圈每次转到图示位置时瞬时电流最大C．线圈中产生的交流电的电动势有效值为D．线圈转动一周产生的热量为10．（2023·湖北武汉·模拟预测）如图所示，矩形线圈面积为S，匝数为N，线圈总电阻为r，在磁感应强度为B的匀强磁场中绕轴以角速度匀速转动，外电路电阻为R。下列说法正确的是（

）A．在图示位置，线圈中的电流瞬时值为0B．从图示位置开始计时，电阻R两端电压瞬时值表达式为C．当线圈由图示位置转过90°的过程中，电阻R上所产生的热量为D．当线圈由图示位置转过90°的过程中，通过电阻R的电荷量为11．（2023·江苏南京·模拟预测）如图所示，交流发电机的矩形线框共有匝，总电阻，。绕垂直于磁场方向的对称轴以的转速匀速转动，给的电阻供电。线框所在匀强磁场的磁感应强度，其处于中性面时开始计时，则（）A．电阻R两端的最大电压为40VB．通过R的电流方向在内改变1次C．在内外力至少对系统做功πJD．在内通过线框导线横截面的电荷量为（多选）12．（23-24高二下·福建泉州·期末）泉州地处山区，水力资源丰富，现利用市内某条流量m3/s、落差m的河流发电并进行远距离输电。如图所示，若发电机输出功率为W，输出电压恒为240V，输电线路总电阻Ω，允许损失功率为输出功率的6%，要满足居民220V的用电需求。重力加速度m/s2，水的密度kg/m3，则（

）A．发电机的效率为45%B．该输电线路所使用的理想升压变压器的匝数比是3∶50C．该输电线路所使用的理想降压变压器的匝数比是180∶11D．若用户区消耗的功率增大，则用户区获得的电压将变小（多选）13．（23-24高二下·湖南长沙·期末）图甲为远距离输电示意图，理想升压变压器原、副线圈匝数比为1：1000，理想降压变压器原、副线圈匝数比为1000：1，输电线的总电阻为1000Ω，若升压变压器的输入电压如图乙所示，用户端电压为220V。下列说法正确的是（

）

A．输电线中的电流为3A B．电站输出的功率为7500kWC．输电线路损耗功率为900kW D．用户端交变电流的频率为100Hz（多选）14．（2024·四川巴中·一模）如图所示，理想变压器原线圈接的交流电，原、副线圈匝数比，已知定值电阻，，R是滑动变阻器，电压表和电流表均为理想交流电表，以下说法正确的是（

）A．时，理想变压器的输出功率最大B．理想变压器的最大输出功率为C．理想变压器的输出功率最大时，电流表的示数为D．时，滑动变阻器消耗的功率最大（多选）15．（2024·天津蓟州·三模）如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为20∶1，b是原线圈的中心抽头，电压表和电流表均为理想电表，原线圈c、d两端加上交变电压，其瞬时值表达式为，则（）A．单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为11VB．单刀双掷开关与a连接，时，电压表的示数为C．单刀双掷开关由a扳向b，电压表和电流表的示数均变大D．单刀双掷开关与a连接，在滑动变阻器触头P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小（多选）16．（2024·广东·模拟预测）在探究变压器的线圈两端电压与匝数的关系时，某同学分别在可拆变压器的铁芯上绕制了两个线圈，制作了一个如图所示的降压变压器，线圈a连接到学生电源的交流输出端，线圈b与小灯泡相连接，两线圈的电阻均可忽略不计。闭合电源开关，发现小灯泡很亮，为了降低小灯泡的亮度，下列措施可行的是（）A．适当减少线圈b的匝数 B．将交流输出电压适当减小C．将线圈a、b增加相同匝数 D．将线圈a改接在直流输出端（新应用）1．（23-24高二下·浙江宁波·期末）如图甲所示，一圆形线圈面积，匝数，电阻不计，处于匀强磁场中，磁感应强度随时间正弦变化的图象如图乙所示（取垂直纸面向里为正方向）。导线框右边与理想变压器的原线圈连接，已知变压器的原、副线圈的匝数比为，与副线圈连接的电阻为理想二极管，下列说法正