2023新高考新教材版物理高考第二輪復習

專題十二交變電流

高頻考點

考點一交變電流的產生與描述

基5出交變電流的產生及描述等。

重難交變電流的圖像、有效值的計算等。

限時25分鐘，正答率:/7。

基礎

1.（2021遼寧,5,4分）如圖所示,N匝正方形閉合金屬線圈abed邊長為L,線圈處于磁感應強度大小為B的勻強磁場中，繞著與磁

場垂直且與線圈共面的軸。0'以角速度3勻速轉動,ab邊距軸全線圈中感應電動勢的有效值為（）

A.NBL2o>B-NBL2co

1D.?NBL23

C-NBL2u)

答案B

2.（2018海南單科,7,5分）（多選）如圖,在磁感應強度大小為B的勻強磁場中,有一面積為S的矩形單匝

閉合導線框abed,ab邊與磁場方向垂直,線框的電阻為R。使線框以恒定角速度3繞過ad、be中點的軸旋轉。下列說法正確

的是（）

A.線框abed中感應電動勢的最大值是BS3

B.線框abed中感應電動勢的有效值是BS3

C.線框平面與磁場方向平行時，流經線框的電流最大

D.線框平面與磁場方向垂直時，流經線框的電流最大

答案AC

3.（2021天津,3,5分）如圖所示,閉合開關后,R=5。的電阻兩端的交流電壓為11=50esin10ntV,電壓表和電流表均為理想交

流電表，貝山）

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A.該交流電周期為0.02s

B.電壓表的讀數為100V

C.電流表的讀數為10A

D.電阻的電功率為1kW

答案C

重難

4.（2021北京,5,3分）一正弦式交變電流的i-t圖像如圖所示。下列說法正確的是（）

A.在t=0.4s時電流改變方向

B.該交變電流的周期為0.5s

C.該交變電流的表達式為i=2cos5nt（A）

D.該交變電流的有效值為當A

答案C

5.（2021浙江6月選考,5,3分）如圖所示，虛線是正弦交流電的圖像，實線是另一交流電的圖像，它們的周期T和最大值Um相同,

則實線所對應的交流電的有效值U滿足（）

A.U=|umB.U=yUm

C.U>fUmD.Uv苧Um

答案D

6.（2021浙江1月選考,16,2分）（多選）發電機的示意圖如圖甲所示，邊長為L的正方形金屬框，在磁感應強度為B的勻強磁場中

以恒定角速度繞00'軸轉動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其他電阻不計，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉動一

周（）

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乙

A.框內電流方向不變

B.電動勢的最大值為Um

C.流過電阻的電荷量

A

2

D.電阻產生的焦耳熱QW*

IX

答案BD

7.(2021江蘇,12,8分)貫徹新發展理念，我國風力發電發展迅猛,2020年我國風力發電量高達4000億千瓦時。某種風力發電

機的原理如圖所示，發電機的線圈固定，磁體在葉片驅動下繞線圈對稱軸轉動。已知磁體間的磁場為勻強磁場，磁感應強度的大

小為0.20T,線圈的匝數為100、面積為0.50m2、電阻為0.60若磁體轉動的角速度為90rad/s,線圈中產生的感應電流

為50A,求:

(1)線圈中感應電動勢的有效值E;

(2)線圈的輸出功率P。

答案(1)450位V(2)30kW

考點二變壓器遠距離輸電

基5出變壓器的電壓、電流和功率關系的分析計算，變壓器和交變電流的綜合考查。

重難變壓器與電路的綜合考查、遠距離輸電的計算等。

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限時55分鐘，正答率:/14o

基礎

1.（2019江蘇單科,1,3分）某理想變壓器原、副線圈的匝數之比為1:10,當輸入電壓增加20V時，輸出電壓（）

A.降低2VB.增加2VC.降低200VD.增加200V

答案I）

2.（2021廣東,7,4分）某同學設計了一個充電裝置，如圖所示。假設永磁鐵的往復運動在螺線管中產生近似正弦式交流電,周期為

0.2S,電壓最大值為0.05Vo理想變壓器原線圈接螺線管，副線圈接充電電路，原、副線圈匝數比為1:60。下列說法正確的是

（）

永磁鐵

A.交流電的頻率為10Hz

充電電路

B.副線圈兩端電壓最大值為3V螺線管

C.變壓器輸入電壓與永磁鐵磁場強弱無關

D.充電電路的輸入功率大于變壓器的輸入功率

答案B

3.（2020江蘇單科,2,3分）電流互感器是一種測量電路中電流的變壓器,工作原理如圖所示。其原線圈匝數較少，串聯在電路中,

副線圈匝數較多,兩端接在電流表上。則電流互感器（）電路

A.是一種降壓變壓器B.能測量直流電路的電流

C.原、副線圈電流的頻率不同D.副線圈的電流小于原線圈的電流

答案D

4.（2017北京理綜,16,6分）如圖所示，理想變壓器的原線圈接在u=220讓sin100E（V）的交流電源上，副線圈接有R=55Q的

負載電阻，原、副線圈匝數之比為2:1,電流表、電壓表均為理想電表。下列說法正確的是（）

A.原線圈的輸入功率為2200W

B.電流表的讀數為1A

C.電壓表的讀數為110近V

D.副線圈輸出交流電的周期為50s

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答案B

5.（2020課標川,20,6分）（多選）在圖甲所示的交流電路中,電源電壓的有效值為220V,理想變壓器原副線圈的匝數比為10:1,R,、

R2、R3均為固定電阻,R2=10Q,R3=20。，各電表均為理想電表。已知電阻R2中電流i2隨時間t變化的正弦曲線如圖乙所示。

下列說法正確的是（）

乙

A.所用交流電的頻率為50HzB.電壓表的示數為100V

C.電流表的示數為1.0AD.變壓器傳輸的電功率為15.0W

答案AD

重難

6.（2022湖南,6,4分）如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數相同，滑動觸頭R初始位置在副線圈正中間，輸入端接入電壓有效值恒

定的交變電源。定值電阻Ri的阻值為R,滑動變阻器R2的最大阻值為9R,滑片P2初始位置在最右端。理想電壓表⑨的示數

為U,理想電流表0的示數為1?下列說法正確的是（）

A.保持Pi位置不變,P2向左緩慢滑動的過程中,l減小,U不變

B.保持Pi位置不變,Pz向左緩慢滑動的過程中，吊消耗的功率增大

C.保持P2位置不變,Pi向下緩慢滑動的過程中,l減小,U增大

D.保持P2位置不變,Pi向下緩慢滑動的過程中,用消耗的功率減小

答案B

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7.（2022廣東惠州二模）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數之比m:n2=1：3,M、N接在電壓有效值不變的交流電源兩端。光照強

度由強變弱過程，光敏電阻R的阻值由小變大，燈泡L的阻值不變很火）

A.通過光敏電阻和燈泡的電流之比為1:3

B.燈泡的亮度由亮變暗

C.原線圈兩端的電壓始終不變

D.光敏電阻兩端的電壓逐漸變小

答案B

8.（2019海南單科,8,5分）（多選）如圖，一理想變壓器輸入端接交流恒壓源,輸出端電路由Ri、R2和R3三個電阻構成。將該變壓

器原、副線圈的匝數比由5:1改為10:1后（）

1

A.流經Ri的電流減小到原來的了

B.R2兩端的電壓增加到原來的2倍

1

C.R3兩端的電壓減小到原來的5

D.電阻上總的熱功率減小到原來的;

答案CD

9.（2021河北,8,6分）（多選）如圖，發電機的矩形線圈長為2L、寬為L,匝數為N,放置在磁感應強度大小為B的勻強磁場中。理

想變壓器的原、副線圈匝數分別為no、m和0,兩個副線圈分別接有電阻Ri和R2。當發電機線圈以角速度3勻速轉動時，理想

電流表讀數為I。不計線圈電阻，下列說法正確的是（)

A.通過電阻R2的電流為皿

工2

B.電阻R2兩端的電壓為這更1

C.no與m的比值為—----9

1R1

D.發電機的功率為生叱西3

n0

答案BC

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10.（2021福建34分）某住宅小區變壓器給住戶供電的電路示意圖如圖所示，圖中R為輸電線的總電阻。若變壓器視為理想變

壓器，所有電表視為理想電表，不考慮變壓器的輸入電壓隨負載變化，則當住戶使用的用電器增加時,圖中各電表的示數變化情況

是（）

A.Ai增大,V2不變,V3增大

BA增大,V2減小,V3增大

C.A2增大,V2增大,V3減小

D.A2增大,V2不變,V3減小

答案D

11.（2021海南,9,4分）（多選）如圖，理想變壓器原線圈接在u=220V2sin100irt（V）的交流電源上，副線圈匝數可通過滑片P來調

節。當滑片P處于圖示位置時，原、副線圈的匝數比m:n2=2:1,為了使圖中“100V,50W”的燈泡能夠正常發光，下列操作可行

的是（）

A.僅將滑片P向上滑動

B.僅將滑片P向下滑動

C.僅在副線圈電路中并聯一個阻值為20Q的電阻

D.僅在副線圈電路中串聯一個阻值為20。的電阻

答案BD

12.（2020山東,5,3分）圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數比巾:血=22:3,輸入端a、b所接電壓u隨時間t的變化關系如圖乙

所示。燈泡L的電阻恒為15Q,額定電壓為24V。定值電阻Ri=10Q、R2=5Q,滑動變阻器R的最大阻值為10Qo為使燈

泡正常工作，滑動變阻器接入電路的電阻應調節為（）

A.1QB.5QC.6QD.8Q

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答案A

13.（2021山東,9,4分）（多選）輸電能耗演示電路如圖所示。左側變壓器原、副線圈匝數比為1:3,輸入電壓為7.5V的正弦交流

電。連接兩理想變壓器的導線總電阻為r,負載R的阻值為10Q。開關S接1時，右側變壓器原、副線圈匝數比為2:1,R上的

功率為10W;接2時，匝數比為1:2,R上的功率為Po以下判斷正確的是（）

A.r=10QB.r=5Q

C.P=45WD.P=22.5W

答案BD

14.（2021湖北,6,4分）如圖所示，理想變壓器原線圈接入電壓恒定的正弦交流電，副線圈接入最大阻值為2R的滑動變阻器和阻

值為R的定值電阻，在變阻器滑片從a端向b端緩慢移動的過程中（）

A.電流表Ai示數減小

B.電流表4示數增大

C.原線圈輸入功率先增大后減小

D.定值電阻R消耗的功率先減小后增大

答案A

易混易錯

1.交流電產生熱量的計算（2018課標川,16,6分）一電阻接到方波交流電源上,在一個周期內產生的熱量為Q方;若該電阻接到正

弦交流電源上，在一個周期內產生的熱量為Q正。該電阻上電壓的峰值均為uo,周期均為T,如圖所示。則Q方:Q正等于（）

A.1：V2B.V2:1C.1:2D.2:1

答案D

2.變壓器電路的動態分析（2021湖南,6,4分）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數比為mm2,輸入端C、D接入電壓有效值恒定的

交變電源，燈泡Li、L2的阻值始終與定值電阻Ro的阻值相同。在滑動變阻器R的滑片從a端滑動到b端的過程中，兩個燈泡

始終發光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（）

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A.Li先變暗后變亮,l_2一直變亮

B.Li先變亮后變暗,l_2一直變亮

C.Li先變暗后變亮,l_2先變亮后變暗

D.Li先變亮后變暗,l_2先變亮后變暗

答案A

題型模板

題型一變壓器動態變化模型

典型模型

模型特征：變壓器匝數比不變、負載電阻變化，是最常見的動態變化模型。

1.（2020北京,9,3分）如圖所示，理想變壓器原線圈接在u=Umsin（3t+q））的交流電源上，副線圈接三個阻值相同的電阻R,不計電

表內電阻影響。閉合開關5后（）

A.電流表A2的示數減小B.電壓表的示數減小

C.電壓表V2的示數不變D.電流表A的示數不變

答案A

2.（2015安徽理綜,16,6分）圖示電路中，變壓器為理想變壓器,a、b接在電壓有效值不變的交流電源兩端,Ro為定值電阻,R為滑

動變阻器?，F將滑動變阻器的滑片從某一位置滑動到另一位置,觀察到電流表Ai的示數增大了0.2A,電流表A2的示數增大了

0.8A,已知各表均為理想交流電表，下列說法正確的是（）

A.電壓表Vi、V2示數都增大B.滑動變阻器滑片是沿d-c方向滑動的

C.電壓表V2示數不變,V3示數減小D.該變壓器是升壓變壓器

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答案C

變式題型

題型特征:變式1:含有二極管的類型。變式2:變壓器匝數、負載電阻都可改變。

3.變式1（2020云南鎮沅一中期末）（多選）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數分別為m、n2o原線圈通過一理想電流表

A接正弦交流電源,一個二極管和阻值為R的負載電阻串聯后接到副線圈的兩端。假設該二極管的正向電阻為零，反向電阻為

無窮大。用交流電壓表測得a、b兩端和c、d兩端的電壓分別為Uab和11回則（）

A.Uab：Ucd=ni：n2

B.增大負載電阻的阻值R,電流表的讀數變小

C.負載電阻的阻值越小,c、d間的電壓Ucd越大

D.將二極管短路,電流表的讀數加倍

答案BD

4.變式2（2015天津理綜,6,6分）（多選）如圖所示，理想變壓器的原線圈連接一只理想交流電流表，副線圈匝數可以通過滑動觸頭

Q來調節，在副線圈兩端連接了定值電阻Ro和滑動變阻器R,P為滑動變阻器的滑動觸頭。在原線圈上加一電壓為U的正弦交

流電廁（）

A.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數變大

B.保持Q的位置不動，將P向上滑動時，電流表讀數變小

C.保持P的位通不動，將Q向上滑動時，電流表讀數變大

D.保持P的位直不動，將Q向上滑動時，電流表讀數變小

答案BC

題型二遠距離輸電模型

典型模型

模型特征：討論輸電功率損失問題。

1.（2020課標II,19,6分）（多選）特高壓輸電可使輸送中的電能損耗和電壓損失大幅降低。我國已成功掌握并實際應用了特高壓

輸電技術。假設從A處采用550kV的超高壓向B處輸電，輸電線上損耗的電功率為AP,到達B處時電壓下降了AU。在保持A

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處輸送的電功率和輸電線電阻都不變的條件下，改用1100kV特高壓輸電,輸電線上損耗的電功率變為到達B處時電壓下

降了△U'。不考慮其他因素的影響，則（）

A.AP'4APB.AP'=^AP

4

C.AU'4AUD.AU'^AU

4

答案AD

2.（2012天津理綜,4,6分）通過一理想變壓器，經同一線路輸送相同的電功率P,原線圈的電壓U保持不變,輸電線路的總電阻為

R?當副線圈與原線圈的匝數比為k時,線路損耗的電功率為Pio若將副線圈與原線圈的匝數比提高到nk,線路損耗的電功率

為P2。則Pi和P2/P1分別為（）

APR1

AW'n

cPR1

C?而胃D偷唱

答案D

變式題型

題型特征:變式1:討論輸電電壓損失問題。變式2:輸電過程分析。

3.變式1（2018江蘇單科23分）采用220kV高壓向遠方的城市輸電。當輸送功率一定時,為使輸電線上損耗的功率減小為原

來的*輸電電壓應變為（）

A.55kVB.110kVC.440kVD.880kV

答案C

4.變式2（2020浙江7月選考,11,3分）如圖所示，某小型水電站發電機的輸出功率P=100kW,發電機的電壓Ui=250V,經變壓

器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻R埃=8Q,在用戶端用降壓變壓器把電壓降為5=220V。已知輸電線上損失的功率P線=5

kW,假設兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（）

A.發電機輸出的電流卜=40A

B.輸電線上的電流I線=625A

C.降壓變壓器的匝數比n3：n4=190:11

D.用戶得到的電流k=455A

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答案C

實踐應用

5.（2010浙江理綜,17,3分）某水電站，用總電阻為2.50的輸電線輸電給500km外的用戶，其輸出電功率是3、1。6kWo現用

500kV電壓輸電則下列說法正確的是（）

A.輸電線上輸送的電流大小為2.0x105A

B.輸電線上由電阻造成的損失電壓為15kV

C.若改用5kV電壓輸電，則輸電線上損失的功率為9x108kW

D.輸電線上損失的功率為AP=J,U為輸電電壓J為輸電線的電阻

r

答案B

情境應用

簡單熟悉

1.物理生活（2022吉林一模）紅旗渠是二十世紀六十年代的偉大工程,被譽為“人工天河”，紅旗渠居高臨下，渠線長,落差大，沿渠

建電站，發電、灌溉兩受益。某小型水電站遠距離輸電的簡化電路如圖所示,若發電機輸出的電壓隨時間變化的函數關系式為

u=Umsinu）t,則下列說法正確的是（）

加

發電機升壓降壓用戶

變壓器變壓器

A.用戶用電器上交流電的頻率若

B.發電機輸出交流電的電壓有效值為Um

C.輸電線上的電流只由降壓變壓器原、副線圈的匝數比決定

D.當只有用戶用電器的總電阻增大時，輸電線上損失的功率減小

答案D

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2.物理科技（2022云南昆明二模）如圖甲所示為一臺小型發電機構造示意圖。磁極N、S間的磁場看成勻強磁場,磁感應強度大

小為上T,線圈共10匝，矩形線圈的面積為S?該發電機產生的感應電動勢圖像如圖乙所示，該交流電通過自耦變壓器對一定

值電阻R供電，不計發電機內阻，則下列說法正確的是（）

A.矩形線圈面積為12m2

B.電阻中電流方向每秒鐘改變100次

C.線圈從t=0開始轉過180。的過程中,電壓表的讀數先增大后減小

D.當變壓器滑片P向上滑動時，電阻R消耗的功率減小

答案D

復雜熟悉

3.物理科技（2022天津二模）圖1是手機無線充電器的示意圖，其原理如圖2所示:當送電線圈接上220V的正弦交變電流后，

會產生一個變化的磁場從而使手機中的受電線圈中產生交變電流,該電流經過其他裝置轉化為直流電給手機充電。該裝置實際

上可等效為一個無漏磁的理想變壓器:送電線圈的匝數為Ni,受電線圈的匝數為N2,且NI：N2=44:1O若手機電阻為5。，則該裝

置給手機充電時,（）

受電線圈

無線充電器

A.流過送電、受電線圈的電流之比為5:1

B.受電線圈c、d端的輸出電壓為5V

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C.充電時流過手機的電流為44A

D.保持a、b端輸入電壓不變，若在充電時玩大型游戲（即增大手機用電功率），則受電線圈的輸出電壓將變大

答案B

4.物理科技（2022廣東佛山二模）氮化錠手機充電器具有體積小、功率大、發熱量少的特點，圖甲是這種充電器的核心電路。

交流電經前端電路和氮化卷開關管后，在a、b端獲得如圖乙所示的高頻脈沖直流電，經理想變壓器降壓后在c、d端給手機充

電，則正常工作時,變壓器c、d輸出端（）

一

前

端

311

電

路

一01T迎2T

TT

乙

A.輸出的電壓也是直流電壓

2

B.輸出電流的頻率為亍

C.輸出電流的有效值大于a、b端輸入電流的有效值

D.需將輸入電壓轉變為交流電，輸出端才會有電壓輸出

答案C

復雜陌生

5.物理生活（2022四川宜賓二模）北京奧運場館的建設體現了“綠色奧運”的理念。國家體育館“鳥巢”隱藏著一座年發電量比較

大的太陽能光伏發電系統，假設該發電系統的輸出電壓恒為250V,通過理想變壓器向遠處輸電，如圖，所用輸電線的總電阻為8

A.若該發電系統輸送功率為1x105W,則輸電線損失的功率為5x103w

B.若該發電系統輸送功率為1*105W,用戶獲