2025屆高考物理一輪復習專題訓練交變電流與遠距離輸電

一、單選題

1.如圖所示，下列圖中從圖示位置開始計時，面積為S的單匝線圈均繞其對稱軸或中

心軸在磁感應強度為B的勻強磁場中以角速度①勻速轉動，能產生正弦交變電動勢

e=BScosincot的是（）

2.如圖所示，理想變壓器原線圈與定值阻值。月串聯后接在輸出電壓恒定的正弦交流

電源。、6兩副線圈電路中接有電阻箱R和定值電阻鳥，電流表A1、A?和電壓表

Y、V?均為理想電表，增大電阻箱R的阻值，下列說法正確的是（）

A.A］的示數增加B.A?的示數增加C.V2的示數增加D.V的示數不變

3.如圖所示為無線充電寶給手機充電的工作原理圖。充電時，手機與阻值R=2Q的

電阻串接于受電線圈兩端。和d,并置于充電寶內的送電線圈正上方，送電線圈與受

電線圈的匝數比為1:3,兩線圈自身的電阻忽略不計。當m間接上3V的正弦交變電

流后，手機兩端的輸入電壓為5V,流過手機的電流為1A,則（）

A.受電線圈cd兩端的輸出電壓為9VB.ab端的輸入功率為7W

C.流經送電線圈的電流為3AD.充電效率一定小于55.6%

4.如圖所示為一交變電流的圖象，則此交變電流的有效值為（）

C.10AD.2.5V10A

5.在勻強磁場中，一矩形金屬線框繞與磁感線垂直的轉軸勻速轉動，如圖甲所示，產

生的交變電動勢的圖象如圖乙所示，則（）

A.線框產生的交變電動勢的頻率為100Hz

B./=0.01s時線框平面與中性面重合

C.用電壓表測量該交流電壓時，讀數為3HV

D.將它加在電容器上時，電容器的耐壓值必須等于311V

6.某變壓器內部示意圖如圖所示，定值電阻與、&分別連在理想變壓器原，副線圈

上，且?=4與，理想變壓器原，副線圈匝數之比為2:1,左側接線柱接在交流電源

上，則與、&的功率之比為（）

C.l:2D.l:3

7.如圖甲為旋轉電樞式交流發電機的原理圖，單匝矩形線圈在磁感應強度為5的勻強

磁場中繞垂直于磁場方向的固定軸0。勻速轉動，線圈的兩端經集流環和電刷與可變

電阻R連接，與R并聯的交流電壓表為理想電表，當尺=10。時電壓表示數是10V,

線圈內阻不計。圖乙是矩形線圈磁通量⑦隨時間/變化的圖像。則（）

O'

A.可變電阻R消耗的電功率為20WB.ls內電流方向變化50次

C.圖甲所示位置的電流瞬時值為aAD.磁通量的最大值為Lwb

1071

8.如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數之比為3:1,&為阻值隨溫度升高而減

小的熱敏電阻，與為定值電阻，電壓表和電流表均為理想電表.原線圈所接電壓M隨時

間。按正弦規律變化，如圖乙所示.下列說法正確的是（）

AU/V

A.理想變壓器輸入、輸出功率之比為3:1

B.理想變壓器原、副線圈中的電流之比為3:1

C.u隨/變化的規律為〃=54sinl（Xto（V）

D.若熱敏電阻&的溫度升高，則電壓表的示數不變，電流表的示數變大

9.如圖所示，理想變壓器原、副線圈匝數之比為1:4,正弦交流電源電壓為

U=200V,電阻凡=10。，&=20Q,滑動變阻器&最大阻值為40。，滑片P處于正

中間位置，則下列說法中正確的是（）

A.通過用的電流為8A

B.電壓表讀數為160V

C.若向上移動P,電壓表讀數將變大

D.若向上移動P,變壓器副線圈輸出功率將變大

10.交流電源與電阻用、鳥及理想交流電壓表按圖甲所示的方式連接，

K=20Q,%=1OQ，交流電壓表的示數是20V,圖乙是交流電源輸出電壓M隨時間/

變化的圖像，則()

交

流

電

源

A.通過/的電流％隨時間/變化的規律是力=20cos1O〃(A)

B.通過用的電流z；隨時間。變化的規律是,=20sinl(W(A)

C.R2兩端的電壓的隨時間。變化的規律是與=20cosl0MV)

D.R2兩端的電壓與隨時間。變化的規律是與=20sinl0m(V)

11.下圖是輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器4和降壓變壓器△都認為是

理想變壓器，中間輸電電路電阻為已下列說法正確的有()

家庭電路

A.(輸出電壓與石輸入電壓相等

B.7；輸出功率大于輸入功率

C.若用戶接入的用電器增多，則R功率降低

D.若用戶接入的用電器增多，則5輸出功率降低

12.如圖示電路，電源為交流電源，輸出電壓的有效值回恒定，理想變壓器的原、副

線圈匝數比為2:1,三個定值電阻耳、&、鳥的阻值相同，開關斷開時用消耗的功率為

片；開關閉合時屬消耗的功率為則片：已為()

A.1:4B.25:81C.9:17D.5:9

二、多選題

13.如圖所示的理想變壓器電路中，電流表、電壓表均為理想交流電表，在心萬兩端

輸入正弦交流電壓，三個定值電阻與、鳥、&的阻值相等，變壓器原、副線圈的匝數

比為3：2,則下列說法正確的是（）

A.電流表A］與A2的示數之比為2：3

B.電壓表V］與V?的示數之比為4：3

C.電阻與與&消耗的功率之比為16：9

D.a、6端的輸入功率與副線圈的輸出功率之比為3：2

14.圖甲為判斷檢測電流大小是否發生變化的裝置，的方向如圖所示，該檢測電

流在鐵芯中產生磁場，磁感應強度與檢測電流A成正比。現給金屬材料制成的霍爾元

件（如圖乙所示，其長、寬、高分別為氏d）通以恒定工作電流/,通過右側電壓

表示數的變化來判斷/。的大小是否發生變化，下列說法正確的是（）

A.M端應與電壓表的“一”接線柱相連

B.要提高檢測靈敏度可適當減少高度d的大小

C.如果僅將工作電流反向，電壓表的接線柱連線位置無需改動

D.當霍爾元件尺寸給定，工作電流/不變時，電壓表示數變大，說明檢測電流變大

15.在如圖所示的電路中，定值電阻分別為A=4。、凡=6。、&=3。、6=6。，現

在"、N兩點間加上穩恒電壓，下列說法正確的是（）

A.M、N間的總電阻為19QB.R|和&兩端的電壓比為2:3

C.流過R2和4的電流比為1：2D.&和&并聯部分的電阻大于叫

三、填空題

16.圖甲為課堂演示用的手搖發電機，現將此手搖發電機的輸出端與電壓傳感器并聯

后接入數據采集器，在計算機顯示屏上得到如圖乙所示的波形電壓。

（1）研究此交變電流的波形，發現從屏上出現第1個向上的“尖峰”到出現第61個向

上的“尖峰，，經歷的時間為imin,則手搖發電機線圈轉動的平均角速度為

________rad/So

（2）將發電機輸出的電流通過整流裝置后得到如圖丙所示的正弦交變電流圖像，此電

流的瞬時值表達式為A,Imin內電流方向改變次。

17.某照明電路的正弦交流電的電壓為220V,則它的有效值是V,峰值是

_____Vo

四、計算題

18.如圖所示，邊長為L、電阻為H的“匝正方形金屬框abed,水平放置在磁感應強

度為5的、范圍足夠大的勻強磁場中，在外力作用下繞其〃邊勻速轉動，轉動周期為

T.磁場方向與〃邊垂直，與水平面夾角為仇求：

(1)圖示位置穿過金屬框的磁通量；

(2)從圖示位置開始計時，在轉動一周的過程中外力所做的功。

參考答案

1.答案：A

解析：BD.由圖中可知，線圈轉動時磁通量始終等于零，線圈不會產生感應電動勢，

BD錯誤；A.由圖中可知，線圈在勻強磁場中繞垂直于磁場方向的軸從中性面開始勻速

轉動，產生了正弦式的交變電動勢為e=5Sosind,A正確;C.由圖中可知，線圈在勻強

磁場中繞垂直于磁場方向的軸從垂直于中性面位置開始勻速轉動，產生了正弦式的交

變電動勢為e=BSo>cosa,C錯誤。故選A。

2.答案：C

解析：將變壓器的副線圈電阻等效在原線圈電路上，有

7?效46+R)

n2

則對原線圈電路由閉合電路的歐姆定律有

A.增大電阻箱R的阻值，則R效變大，可知人變小，即A1的示數變小，故A錯誤；

D.電壓表V］所測電壓為

因人變小，則q變大，即電壓表V］的示數變大，故D錯誤；

B.由理想變壓器兩端的電流與匝數關系有

/口=12n2

因變小，則因右變小，即AZ的示數變小，故B錯誤；

C.根據理想變壓器兩端的電壓與匝數關系有

5=建

%〃2

因q變大，則4變大，即Vz的示數增加，故c正確。

故選c。

3.答案：D

解析：A.根據題意，受電線圈cd兩端的輸出電壓為。2=NR+U=1AX2Q+5V=7V

故A錯誤；B.根據題意知q：q=3V:7V=3:7/珥：巧故判斷送電線圈與受電線圈非

理想線圈，因為幾=7丫乂1人=7亞故時端的輸入功率大于7亞，故B錯誤;C.根據B

項解題思路知，送電線圈與受電線圈非理想線圈，故々：伯力右：人解得流經送電線圈的

電流人w3A故C錯誤;D.如果是理想變壓器，則根據電壓與匝數比的關系知受電線圈

cd兩端的輸出電壓為。2'=9V電路的總的輸入功率為。2Z，電池產生的熱功率為

故充電效率〃=皿工2=3-幺＜55.6%故D正確。故選D。

-U2I29U2

4.答案：D

解析：交流電的有效值是根據電流的熱效應定義的，設有一電阻R接入穩壓直流電源

中時通過電阻的電流為/。，在時間T=0.02s內產生的焦耳熱為Qo，將該電阻接入圖示

交流電中，在時間T=0.02s內產生的焦耳熱為Q則應有&=Q即

［古］火彳+［專1氏:=/：氏丁其中彳=54，2=15人解得/0=2.5&54根據有效值定

義可知該直流電流即為圖示交流電的有效值。故選D。

5.答案：B

解析：A.線框產生的交變電動勢的周期為0.02s,頻率為/=T=50Hz故A錯誤；

B/=0.01s時電動勢的瞬時值為零，線框平面與中性面重合，故B正確；C.由圖乙可

一F

知，線框產生的交變電動勢最大值為3UV,有效值為石=寸。220V故C錯誤；D.將

它加在電容器上時，電容器的耐壓值必須小于等于3UV,故D錯誤。故選B。

6.答案：B

解析：與的功率片=式=￡,變壓器次級電壓，即&兩端電壓為=，尺

1R14與?12

的功率鳥=史="=耳，故選B。

殳4殳

7.答案：C

解析：A.由題知，電壓表示數是10V,即為變電流電壓的有效值，則可變電阻R消耗

的電功率為

￡2IO2

PR=-=—W=10W

RR10

故A錯誤；

B.由圖可知，交變電流的周期為0.02s,頻率為50Hz,所以Is內電流方向變化100

次，故B錯誤；

C.圖甲所示位置磁通量為零，感應電動勢最大，感應電流最大，則有

Em=10V2V

則此時電流為

=V2A

mR

故C正確；

D.由乙圖可知，周期為0.02s,則角速度為

a）=—=100兀rad/s

T

根據

Em=BS8=<Pmco

可得

m10兀

故D錯誤。

故選C。

8.答案：D

解析：理想變壓器輸入功率與輸出功率之比為1:1,故A錯誤；變壓器原、副線圈中

的電流大小與匝數成反比，有4=4='，故B錯誤；由題圖乙可知交流電壓最大值

，2修3

Um=2772V,周期T=0.02s,則角速度。=100兀出（1/5,"=27&5m100m（丫），故C

錯誤；由題圖甲知電壓表的讀數總等于輸入電壓的有效值，所以電壓表示數不變，變

壓器的副線圈電壓也不變，熱敏電阻仆的溫度升高時阻值減小，則電流表的示數變

大，故D正確.

9.答案：B

解析：AB、滑動變阻器滑片P處于中間位置，a=20Q,設通過與的電流為/,根據

電流與匝數成反比則副線圈電流為Q.25I,故原線圈兩端電壓％=。-明=200-10],

副線圈兩端電壓。2=。25/(鳥+叫)=0.25/(20+20)=101,根據理想變壓器的變壓比可

U.n,200-10/1

知：/=」，即J7,解得：/=16A,則。2=10/=10X16V=160V,電

〃210/4

壓表讀數是160V,故A錯誤，B正確；C、若向上移動P,副線圈總電阻減小，則輸

出電流變大，根據變流比可知，輸入電流變大，電阻與分壓變大，原線圈輸入電壓變

小，則輸出電壓變小，電壓表讀數將變小，故C錯誤；D、外電路的電阻等于電源內

電阻時，電源輸出功率最大可知，若向上移動P,4電阻減小，等效電阻：

%效=2(與+叫)，原來/效<6，R等效減小時副線圈輸出功率將變小，故D錯誤。

故選：Bo

10.答案：A

解析：CD.電壓表的示數是電壓的有效值，即&兩端的電壓的有效值為20V,由題圖

乙可知，交流電源輸出電壓隨時間按照余弦規律變化，所以凡兩端的電壓的最大值為

20瓜，CD錯誤；AB.電路中的電流的有效值為/="=^A=2A則電路中電流的

R210

最大值為/m=20A兩電阻串聯，通過均、&的電流相等，由題圖乙可知

。=牛=10兀rad/s交流電源輸出電壓按照余弦規律變化，則通過"的電流隨時間/變

化的規律是d=2ecoslOm(A),B錯誤，A正確。故選A。

11.答案：B

解析：AB.由于輸電過程中電阻R要產生熱量，會損失功率，故7；輸出功率大于心輸

入功率;7；輸出電壓大于心輸入電壓，故A錯誤，B正確;C.由于輸入電壓不變，所以變

壓器I的輸出變壓不變，隨著用戶接入的用電器增多，導致用戶端的等效電阻變小，

則電流變大，根據庫=廠火，可知R功率增大;故C錯誤;D.用戶接入電路的用電器越

多，用電器消耗功率增大，即心輸出功率增大，故D錯誤。故選:B。

12.答案:B

解析：令匝數比為仁2,三個電阻阻值為R,開關斷開時，變壓器和用、叫等效電阻

為2k2R,則通過用的電流為/1=/行則片=//=焉;開關閉合時，凡被短路，

2

變壓器和凡等效電阻為kR,則通過用的電流為12=邛一則K=="則

-12k2R+R25R

［：2=25:81,所以選B.

13.答案：BC

解析：A.副線圈端鳥、&，并聯可得/副=2人，由變壓器電流和匝數的關系可得

k

廣二,=耳，聯立可得電流表A1與Az的示數之比為7=」=、，故A錯誤；B.電壓

表V1的示數為％=/內，電壓表V2的示數為。2=/2與，三個定值電阻與、&、&的

阻值相等，可得?=g，故B正確；C.電阻與消耗的功率6=/：用，電阻叫消耗的功

率A=/；4=/；4，可得24,故C正確；D.電阻&消耗的功率鳥=/；&，a、b端

的輸入功率與副線圈的輸出功率之比為以：%=(<+￡+6):(￡+6)=17:9,故D錯

誤。

14.答案：BD

解析：A.圖甲中檢測電流/。通過線圈，根據安培定則，線圈在鐵芯中產生逆時針方向

的磁場，霍爾元件是金屬材料制成，處于向上的磁場中，定向移動的自由電子受到垂

直紙面向外的磁場力而偏轉到外側面上，使得霍爾元件外側面電勢低，內側面電勢

高，所以應該是M端與電壓表的“+”接線柱相連，A錯誤；B.當霍爾元件內外側面電壓

穩定時，內部電子受力平衡，則有*3=4^,I=nqbdv,可得U=里,要提高檢測

bned

靈敏度，工作電流/恒定時、可以減小d的方法，B正確；C.如果僅將檢測電流反向，

線圈在鐵芯中產生順時針方向的磁場，霍爾元件處于向下的磁場中，電子受到垂直紙

面向里的磁場力而偏轉到內側面上，使得霍爾元件外側面電勢高，內側面電勢低，N

端與電壓表的“+”接線柱相連，C錯誤；D.由＞3=42,可知。=丫劭，當霍爾元件尺

b

寸給定即人不變，工作電流/不變即V不變，電壓表示數。變大，說明霍爾元件所處

的磁場磁感應強度增大，