交变电流（试题部分）

专题十二交变电流

考情探究

课标解读

考情分析备考指导

考点内容

表1.通过实验，口识交变电流。本专题知识是电磁感应知识的应用和

2.能用公式和图俅描述正弦交变电延伸，因此运用电磁意应定律来理解交

生和描述十

流。变电流的产生及变压器的原理是关铤从近几年密题看，高考对本专题内容考查

和核心。(1)交变电流的变化规律，如交命题频率较低。主要体现在“三突出・：一

变电流解时值表达式、交变电流图像是突出考看交变电流的产生过程;二是突

的考壹：(2)交变电流瞬时值、峰值、有出考萱交变电流的图像和交变电流的“四

1.通过实验，探究并了解变压器原、副

效值、平均值的理解和计算;(3)变压器值”;三是突出考查变压器及远距离检电。

变压器、电能线图电压与匝效的关系。

的原理、远距离搐电的考宣;(4)含有变难度不大，多以选择1S的形式含题。变压

的输送2.知道远距离输电时通常果用高压党

压罟的动态分析问题。这都是高考的器结合电路分析仍将是今后命题的热

电的原因。

重点。交变电流与工农业生产和日常

生活紧密联系，所以复习时一定要注意

理论与实际的结合6

真题探秘

枝2•龙总本题考立了文交电流的产生

和描述，以及考生计克变电温产生虻杈、

和我值的编定、年为感应电动劳及安培

(2019天津理编，8,6分)<多选)单匣团介矩形缀很胆阻为A,

俵角仇岩也力做功的分析和视斯能力，是核心*芥

伍句强破场中烧与破感战垂11的轴句速转动.穿过线标的破通员中能量ffl•念的体观

感长垂1■的

轴9速R动,；

莪亚27生

惑山匕沟:找麴是半包的，电他为R

专题WS1感应电动势软火值及达大

中的8.SW型通量的最大位..发然题中法

有恰出E、S,但可以从用像中获职相夫

由苗可知身的敷堀偿息⑦.从而求得感应电动势的

A.〈时刻线板平面与中性面垂直聂大伍：②我挺匀速转动是德定外力做

也士范时间功的关收

B.线根的超应电动势有效值为2詈

C.线框转一周外力所做的功决岁N

D.从七0列过程中线板的平均感应由动势为限

却律必才内后：交流电的产生和

柏述若杳形式：阳彤拈舍考攵交流电的

产生规*.a个物理量的计具

多才亲蒙BC由。，图像可知.在手时刻穿过线机的磁通量展大.线楣处于中

性面位置，选项A错误；交变电流感应电动势的最入值为纥=55如=弓”,有效

值£=牛£/上厂二.诜项印廊;线框匀速转•同时外力所做的功等丁•克服安培力

产能力工求不瓢交交也流瞬时值、球伉.

/=卫籍J选项5岫；从，=0到七£的过程中平均感应电动势

所做的功.『=有效依、平均依的理解和计算.要具备建

KKI4

AGB.S-0二半.选项D错误..।阳玷含分析间1i的旋力

37=—：

基础篇固本夯基

基础集训

考点一交变电流的产生和描述

1.（2019河北密水金卷模拟一乂多选）如图所示，线照ABCD匝数n=10,面积8=0.4m2,边里MN（与线圈的AB边重合）右侧存在磁感

应强度B=；T的匀强磁场，若线圈从图示位置开始绕AB边以w=1Qnrad/S的角速度勺速转动。则以下说法正明的是（）

A.线图产生的是正弦交流电

B.线圈在转动过程中产生的最大感应电动势为80V

C.线图转动2s时瞬时感应电动势为40百V

D.线图产生的感应电动势的有效值为40V

答案BD

2.图1中,单匝矩形线图abed在与强磁场中绕垂直磁场的轴转动6改变线图的转速，穿过该线圄的磁通量随时间分别按图2中图

线甲,乙的规律变化。设线图的电阻为1Qa则：）

人图线甲对应线图在t=0时产生的感应电动势最大

B.图线甲、乙对应的线图在t=2.0s时，线圈平面均平行于磁感线

C.图线甲、乙对应的线圈转速之比为5:4

D.图线甲对应的线圈中交变电流的峰值为2.5TTA

答案C

3.（多选）如图所示，空间有范围足够大的勺强磁场，磁场方向竖直向下，在磁场中竖直放置两相对的相同金属圆环，两环相距L,用外力

便一根长度也为L的金属杆沿环匀速率运动，用导线将金属杆和外电阻相连，整个过程中只有金属阡切割磁感线。已知磁感应强度

大小为B,圆环半径为R,杆转动角速度为旧金属杆和电阻的阻值均为r,其他电阻不计，则（）

A.在金属杆从09环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变大后变小

B.在金属杆从IB环最高点向最低点转动过程中，流过外电阻的电流先变小后变大

C.流过外电阻的电流有效值为空空

4r

D.流过外电阻的电流有效值为第

答案BC

考点二变压器、电能的输送

第2页，共12页

4（2018东北三校联考,12,4分）（多选）如图所示为远距离输电示意图，升压变压器「和降压变压器T2均为理想变压器

=1:m,n3:n4=n:1（m,n都大于1）。输电线的总电阻为2r,升压变压器「原线圈电压的有效值为U,「的原线图输入的电功率为P。

下列说法正确的是（）

A.降压变压器T2副线圈的电压为则

B.输电线上的电流为占

C,用电设备的数目增多，降压变压器T?原线圈的电压变大

D.用电设备的数目减少，输电线上的电流减小

答案BD

5.如图所示，四个相同的电灯与理想自器变压器连接，其额定电压为U,已知原线圈和副线圈的匝数比为3:1,当接上交流电源后，副线

图上三个灯泡均正常发光，则下列说法正眄的是（）

1-------

—i--

41I1

00W

—

—T

•W,—

A.Li能正常工作

B.Li不能正常工作，且两端电压小于U

C.交流电源电压为2U

D.交流电源电压为3U

答案A

6.（多选）如图，矩形姣圈abed与理想变压需原姣固组成闭合电路,线圈在有界与强磁场中绕垂直于磁场的be边匀速转动,磁场只分

布在be边的左侧.磁感应强度大小为B,线圈面积为S,转动角速度为3,匝数为N,线圈电阻不计。下列说法正确的是（）

A.将原线图触头P向上滑动时.灯泡变暗

B.电容器的电容C变大时，灯泡变暗

C.图示位置时，矩形线圈中瞬时感应电动势最大

D.若线圈abed转动的角速度变为20则变压器原线图电压的有效值为NBSio

答案AD

综合篇知能转换

综合集训

拓展一交流电有效值的求解

1.用示为一交流电的电流随时间而变化的图像，此交流电的有效值是（）

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A.5V2AB.3.5V2A

第3页，共12页

C.3.5AD.5A

答案D

2.（2018福建宁谯期末）阻值为R的电炉丝通以大小为I的恒定电流时其电功率为P,当把它接在某正弦交流电源两蹄时其电功率

也为P6则该交流电源电压的最大值为（）

A.ylRB.V2IR

C.IRD.2IR

答案B

3.如图所示电路，电阻R与电阻R2阻值相同，都为R,和R并联的D为理想二极管（正向电阻可看作零，反向电阻可看作无穷大），在

A、B间加一正弦交流电u=20应sinlOOEV,则加在R2两端的电压有效值为（）

A.10VB.20V

C.15VD.5710V

答案D

拓展二交变电流“四值”的理解

4（2018河北张家口期末）（多选）如图所示，处在垂亘纸面向外、磁感应强度大小为B的匀强磁场中的单匝矩形线框MNPQ,以恒定

的角速度3绕对角线NQ转动。已知MN长为h.NP长为12,线程电阻为Rot=0时刻线程平面与纸面重合，下列说法正确的是

（）

♦MJ•♦♦无'

A.矩形线框产生的感应电动势有效值为?Bhlzw

B,矩形线框转过n时的电流为零

C,矩形线程转动一周,通过线椎任意横概面的电荷量为华

D.矩形线卷转过TT过程中产生的热量为嘤刎

答案ABD

5.（2019湖北黄冈中学模拟）（多选）如图甲所示是一种振动发电装量的示意图，半径为r=0.1m、匝效n=20的线图位于辅向分布的

磁场中，磁场的磁感线均沿半径方向均匀分布（其石视图如图乙所示），线圈所在位置的磁感应强度的大小均为型T,线圈电阻为

n

Ri=0.5d它的引出线接有R2=9.5。的小电珠L,外力推动姣圈卷架的P端,使蝮圈沿轴姨极往复运动.姣圈运动速度v随时间t变

化的规律如图丙所示（摩撩等损耗不计），则（）

一林

甲乙

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A.小电珠中电流的峰值为0.16A

B.小电珠中电流的有效值为0.16A

第4页，共12页

C.电压表的示数约为1.5V

D.t=0.1s时外力的大小为0.128N

答案AD

应用篇知行合一

应用一探究理想变压器的动态分析

应用集训

1.（2018河北唐山联考,10）（多选）如图所示，理想变压器的副纹网接有规格为14V44W的灯泡和线图电网为r=1Q的电动机⑥,

原线圈上接有u=220或sin100E（V）的正弦交流电压，此时灯泡和电动机都正常工作，且原线圈中的理想交流电流表示数为1A,不

考虑灯泡电阻变化和电动机内阻变化，则下列说法正确的是（）

A.变压器原、副线圈的匝数之比为4:1

B.电动机的输出功率为176W

C.电动机的热功率为16W

D.若电动机械卡住，灯泡仍正常发光,则电流表示数将变为9A,此时应立即切断电源

答案CD

2.（2018湖北武汉部分学校起点调研）（多选）含有理想变压器的电路如图所示L、1_2、La为“24V2W”的灯泡,凡为理想交流电压

奏,a、b端接正弦交流电源（输出电压的有效值恒定）。当开关S闭合时，灯泡均正常发光。下列说法正确的是（）

A.变压器原、副线圈匝数比为1:2

B.电压表的示数为72V

C.变压器的输入功率为8W

D.若在副钱圈上再并联一个相同的灯泡，灯泡Li可能会烧毁

答案BD

3.如图所示，理想变压器的原线图接有频率为f、电压为U的交流电,副线圈接有光敏电阻Ri（光照增强时，光敏电阻阻值减小）、用

电器R海下列说法正确的是（）

A.P位置不动,当光照增强时，变压器的输入功率减小

B.光照强度不变，当滑动触头P向上滑动时，用电器消耗的功率增大

G当f减小时，变压附的输入功率减小

D.P位置不动,光照聋度不变，当U增大时，用电器消耗的功率增大

答案D

应用二探究远距离输电的几个物理量之间的变化规律

应用集训

第5页，共12页

1.（多选）如图所示是发电厂通过升压变压器进行高压输电，接近用户靠时再通过降压变压器降压给用户供电的示意图（图中变压器

均可视为理想变压器，图中电表均为理想交流电表）。设发电厂输出的电压一定,两条输电线总电阻用Ro表示，滑动变阻器R接入电

路的电阻相当于用户用电器的总电阻。当用电器增加时,相当于R接入电路的电阻变小，期当用电进入高峰时（）

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A.电压表VKV2的读数均不变，电流表A2的读数增大,电流表Ai的读数减小

B.电压表V3、V4的读数均减小，电流表A2的读数增大,电流表Aa的读数增大

C,电压表Vz、V3的读数之差与电流表A2的读数的比值不变

。.输电线路损森功率增大

答案BCD

2.（2015福建理综,15.6分）图为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，升压变压器T的原、副姣圈匝数分别为ni、IU在T

的原我圈两端接入一电压u=Umsin3t的交流电球若输送电功率为P,输电线的总电阻为2i■，不考虑其他因素的影响，则输电或上损

失的电功率为（）

A（空）脸B.Q）眼

’T124r'rij4r

答案c

5年高考

A组基础题组

1.（2018课标川,16,6分）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热■为Q方;若该电阻接到正弦交流电源上,在一个周期内

产生的热■为Q正。该电阻上电压的峰值均为uc,周期均为「如图所示。则Q方:Q正等于（）

A.1:近B.V21C.1:2D.2:1

答案D

2.（2016课标川,21,6分）（多选）如图,M为半况形导线程，圆心为。通N是圆心角为直角的扇形导线框,圆心为ON；两导线框在同一签

直面（纸面）内;两圆弧半径相等;过直线OMON的水平面上方有一匀强磁场，磁场方向垂直于纸面。现使线格M、N在t=0时从图示

位置开始，分别绕垂直于班面且过0M和Oz的轴以相同的周期T逆时料与速转动，则（）

XXXXXXX

XXXXXXX

A.两号线框中均会产生正弦交流电

B,两导线楣中感应电流的周期都等于T

C.在t］时,两导线框中产生的感应电动势相等

O

D.两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等

答案BC

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3.（2016课标1,16,6分）一含宥理想变压概的电路如图所示，图中电阻Ri,R2和R3的限值分别为3dle和40,®为理想交流

电流表”为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为I;当S闭合时，电流表的示数为41。该变

压器原、副线龌匝数比为（）

A.2B.3C.4D.5

答案B

＜（2016课标川,19.6分）（多选）如图，理想变压器便、副线圈分别接有额定电压相同的灯泡a和b。当输入电压U为灯泡额定电压

的10倍时，两灯均雀正常发光，下列说法正确的是（）

A.原、副线圈匝数比为9:1

B.原、副线圈匝数比为1:9

C.此时a和b的电功率之比为9:1

D.此时a和b的电功率之比为1.9

答案AD

5.（2015课标1,16,6分）一理想变压器的原、副线图的匝数比为3:1,在原、副饯圈的回路中分别接有阻值相同的电阻，原线图一侧

接在电压为220V的正弦交流电源上，如图所示。设副线圈回路中电阻两端的电压为U,原、副线图回路中电阻消耗的功率的比值

为k顺）

A.U=66V,k=1B.U=22V,k=J

C.U=66V,k=1D.U=22V,k=1

答案A

B组综合题组

1.（2015海南单科,10,5分乂多选）如图，一理想变压器原、副线图匝数之比为4:1,原线圈与一可变电阻串联后，接入一正弦交流电源;

哥级圈电路中固定电阻的阻值为Ro,负载电阻的阻值R=11Ro,凡是理想电压裹。现将负载电阻的阻值减小为R=5Ro,保持变压器

输入电流不变，此时电压表的读数为5.0%则（）

A.此时原线圈荫端电压的最大值约为34V

B.此时原线圈荫端电压的最大值约为24V

C,原线圈两端原来的电压有效值约为68V

D.原线圈两端原来的电压有效值约为48V

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答案AD

2.（2015天滓理琮66分）（多选）如图所示，理想变压器的原线圈连接一只理想交流电流表，副线圈匝数可以通过滑动触头Q来调节,

在副线图两端连接了定值电阻Ro和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头。在隙线圈上加一电压为U的正弦交流电，则（）

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A.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读数变大

B.保持Q的位置不动，将P向上滑动时，电流表读敢变小

C.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变大

D.保持P的位置不动，将Q向上滑动时，电流表读数变小

答案BC

3.（2018天滓理综46分）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电,

电路如图所示，理想交流电流表A、理慰交流电压表V的读数分别为I、U,R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的;,

则（）

A.R消耗的功率变为;P

B.电压表V的读数变为;U

C.电流表A的读数变为2I

D.通过R的交变电流频率不变

答案B

4（2016天津理综,5,6分）如图所示,理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电家均为理想电表°下列说法正确的是（）

A.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,心消耗的功率变大

B.当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电压表V示数变大

C当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时,电流表Ai示数变大

D.若闭合开关S,则电流衰Ai示数变大、A2示数变大

答案B

C组教师专用题组

（2017天津理缘,6,6分）（多选）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线图，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动,穿过该线圈的

磁通量随时间按图示正弦规律变化。设皴圈总电阻为2。，则（）

A.t=0时，线图平面平行于磁感线

B.t=1s时，线圈中的电流改变方向

C.t=1.5s时，线圈中的感应电动势最大

D.一个周期内,线图产生的热■为8解J

答案AD

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3年模拟

时间:40分钟分值:43分

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一、单项选择题（每题3分，共15分）

1.（2020届河北枣强中学第一次月考.3）如图所示的理想变压器电路，电表均为理想电表，滑动变阻器接入电路的阻值为100,原线图

接电压为220V的正弦交流电，开关S接1时,原.副战圈匝数比为111下列说法正确的是（）

A.变压器输入功率与输出功率之比为11:1

B.1min内滑动变阻器上产生的热量为2400J

C.仅将开关S从1拔到2,电流表示数减小

D.仅将滑动变阴器的滑片向下滑动，两电表示数均虢小

答案B

2.（2019河北衡水中学高考横拟九）如图为小型施转电枢式交流发电机的原理图,其矩形线图在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂

直于磁场方向的固定轴。。'勺速转动。磁场的磁感应强度B=&x10-2「线图的面积S=0.02ml匝数N=4Q0,线图总电阻尸2C,线

图的两端经集流环和电刷与阻值为R=8Q的电阻连接,与电阻R并联的交流电压表为理想电表每图的转速n=^r/s6在t=0时刻,

线圈平面5磁场方向平行厕下列说法正确的是（）

A.交流发电机产生的电动势随时间的变化关系是2=8&sin100t（V）

B.交流电压表的示数为8V

C.从t=0时刻开始到线图平面转过30°的过程中，通过电阻的电荷量约为5.7x10-3c

D.电阻R上的热功率为6.4W

答案C

3.（2018天津河东一模）在日常生活中，各种家用电器所使用的电压不同,经常需要用变压船把220V交流电变成所需的电压，如图

所示为原、副线圈匝数比为ni：n2=10:1的理想变压器七是原线圈中的中心抽头,电压表和电流表均为理想交流电表，从某时刻开

始在原坡困c、d两端加上ui=220位sin100EW）的交变电压，则（）

A.当单刀双掷开关与a连接时，电压表的示数为22诋V

B.当单刀双掷开关与a连接时，在滑动变阻器滑片P向上移动的过程中，电压表和电流表的示数均变小

C当单刀双掷开关由a扳向b时,原线圈输入功率变小

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D.当单刀双掷开关由a扳向b时，调节滑动变阻器滑片到适当位置，有可能实现调节前、后原线厩检入功率相等

答案D

＜（2018河北石家庄质检）如图所示，理想变压器三个线图的匝数之比nim2：n3=10:5:1，其中匝数为m的原线圈接到220V的交流

电源上，匝数为m和m的荫个副线圈分别与电阻R2、R3组成闭合回路°已知通过电阻R3的电流B=2A,电阻R2=110Q则通过

电阻Rz的电流匕和通过原线圈的电流li分别是（）

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A.10A.12AB.10A,20A

C.1At0.7AD.1A.3A

答案C

5.（2019河北密水中学高考模拟+）图为一理想变压器，原、副线圄的总匝数比为12具原线网与一电压有效值恒为220V的交流

电源相连,P为滑动触头。现令P从均匀密绕的SI线圈底端开始，沿副线圉爆慢匀速上滑，直至标有“220V60旷的灯泡L两端的

电压等于其额定电压，在滑动过程中灯丝温度逐涌升高。也表示AB端的总电压,也表示灯泡两端的电压,用I2表示流过灯泡的电

流（这里的电流、电压均指有效值）。下列4个图中，不能正确反映相应物理量的变化趋势的是（）

答案C

二、多项选择题（银题4分，共28分）

6.（2020届河北街水中学第一次联考,8）如图甲所示是含有理想调压变压器的电路图,原坡图A、B端的输入电压如图乙所示，电压

A.输出电压的频率为50Hz

B.t=0.01s时，电压表示数为零

C.保持电阻R阻值不变,滑片P向上滑动，电流表示数增大

D.保持滑片P不动,若电阻R的阻值增大到原来的两信,则电阻R消耗的功率变成原来的;

答案AC

7.（2020届湖北利川四中9月月考,8）假设给原线图接如图甲所示的交变电流,每个周期T内，前勺电流恒定，后的电流技正弦式

规律变化。如图乙所示，理想变压器的原、副线圉匝数比为1:10,口、1_2是完全相同的两个灯泡。两电压表均为理想电表。下列说

法中正确的宥（

A.电压表Vi的示数为22V

B.闭合开关S后,电压表V2示数为闭合前的二倍

第10页，共12页

C.闭合开关S后,电压表V2示数不变

D.闭合开关S后,电压表V2示数为220V

答案AC

第10页，共12页

8.（2019福建四校二联,19）如图所示为远距离输电示意图，两变压器均为理想变压器，交流发电机的输出电压5恒定，用户电阻恒定。

设升压变压器原、副线圈的匝效比为h降压变压器原、副线圄的匝数比为k2,则下列判断正确