備考2022年高考物理高頻集訓(xùn)35 交變電流（解析版）

備考2022年高考物理復(fù)習(xí)考點集訓(xùn)

專題35交變電流

一、單選題（本大題共13小題）

1.如圖甲所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為11：1,給一個小燈泡供電.當(dāng)原線圈輸入如圖乙所示是

原線圈的輸入的交變電壓，小燈泡恰好正常發(fā)光，已知燈泡的電阻為200,圖中電壓表為理想電表,

下列說法正確的是（）

B.電壓表的示數(shù)為220V

C.燈泡的額定功率為20W

D.變壓器輸入電壓的瞬時值表達式為U=220sinl00nt

【答案】A

【解析】A變壓器原副線圈的磁通量變化率相同，所以變壓器原副線圈的磁通量變化率之比為1：1;故A

錯誤;

8.原線圈輸入電壓為%=220乙根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得副線圈電壓4=^x220^=20次故8錯誤;

C.變壓器的輸出功率為"=迎皿=20W，故C正確；

R20

D由圖象可知，3=條得角速度3=3含rad/s=lOOnrad/s,變壓器輸入電壓的瞬時值表達式“=

220V2sinl007rtK，故O錯誤。

故選Co

2.如圖甲所示，一理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為22其原線圈兩端接入如圖乙所示的正弦交流

電，副線圈通過電流表與負載電阻R=20。相連。若交流電壓表和交流電流表都是理想電表，則下列

說法中正確的是（）

田乙

A.電流表的示數(shù)是0.5eAB.變壓器的輸入功率是5W

C.流過R的電流方向每秒改變50次D.當(dāng)t=lxl0-2s時電壓表的示數(shù)是op

【答案】B

【解析】D由圖乙可知交流電壓最大值Um=220位乙有效值為220K,據(jù)變壓比可知，輸出電壓有效值

為10匕電壓表的示數(shù)為有效值，則任意時刻的示數(shù)均為10匕故。錯誤；

A.根據(jù)歐姆定律可知，/=!=0.54故A錯誤；

8.變壓器的輸出功率P=U/=5W,根據(jù)輸出功率等于輸入功率可知，變壓器的輸入功率是5W,故B正

確；

C.周期7=0.02s,則流過R的電流方向每秒改變100次，故C錯誤。

故選Bo

3.如圖甲所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比叫：物=3.1，人、5、乙3為相同的燈泡，R、L分別

為定值電阻、理想電感線圈，電容器的電容C=10〃F,電壓表為理想電表。當(dāng)原線圈兩端接如圖乙

所示的正弦交流電時，人、力2、口均發(fā)光。下列說法正確的是（）

C.若交流電的頻率突然增大，則員變暗、人變亮D.電壓表的讀數(shù)為12U

【答案】C

【解析】原線圈有正弦交流電，則副線圈中也有正弦式交流電。

4由于J與電阻相串聯(lián)，而功與電感器相串聯(lián)，區(qū)與電容器相串聯(lián)，燈泡L1、「2、43的亮度取決于電阻、

電感和電容的阻礙作用，本題未給條件無法判斷，故4錯誤；

BD.由題意可知，原線圈兩端電壓的最大值為36魚IZ，由于原、副線圈的匝數(shù)比%力2=3:1，所以副線圈

兩端的電壓最大值為12aU，有效值為12%因為是交流電，電容器與燈泡人串聯(lián)，電容器兩端電壓的最

大值肯定小于12&V，所以電容器所帶電荷量的最大值小于Q=CU=10x10-6*12V2C=*x10-4。，

而電壓表的讀數(shù)也小于12V,故8。錯誤；

C.電感線圈感抗隨交流電頻率的增大而增大，電容器的容抗隨交流電頻率的增大而減小，交流電頻率增大

后，線圈感抗變大，則J變暗，電容器容抗變小則〃變亮，故C正確。

故選Co

4.圖（甲）是交流發(fā)電機的示意圖，發(fā)電機直接連接理想變壓器的原線圈，。為交流電壓表。變壓器的副

線圈接有三個支路，每個支路接有相同規(guī)格的小燈泡及、同和乙3,且打串有理想電感乙，乙3串有電容

器C。發(fā)電機兩磁極N、S間的磁場可視為水平方向的勻強磁場。線圈繞垂直于磁場的水平軸00'沿逆

時針方向勻速轉(zhuǎn)動，從圖示位置開始計時，產(chǎn)生的交變電流隨時間變化如圖（乙）所示。己知理想變壓

器原、副線圈匝數(shù)比為1：10,則以下判斷正確的是

A.甲中的圖示時刻，線框中的磁通量變化率最大，且由圖乙可知此時電壓表示數(shù)為lOeV

B.線圈轉(zhuǎn)動的角速度為100?rrad/s,且燈泡及兩端的電壓始終為100I/不變

C.如果燈泡■恰好正常發(fā)光，那么左小燈泡發(fā)光亮度比k要暗

D.如果燈泡力恰好正常發(fā)光，那么區(qū)小燈泡發(fā)光亮度比4要亮

【答案】C

【解析】A.由圖可知，甲中的圖示時刻，線框中的磁通量最小，但其變化率最大，故線圈中的感應(yīng)電動勢

最大；由于交流電表的示數(shù)為有效值，故由圖可知此時電壓表示數(shù)為10K故A錯誤；

8.由乙圖可知，該交流電的周期為0.02s,故由周期與角速度的關(guān)系可得線圈轉(zhuǎn)動的角速度為：100兀rad/s-,

由理想變壓器原副線圈端電壓與匝數(shù)的正比關(guān)系可得，副線圈端電壓有效值為100V不變，但其端電壓的

瞬時值不斷改變，故燈泡Li兩端的電壓瞬時值不斷變化，8錯誤；

C當(dāng)燈泡Li正常發(fā)光時，由于42支路的電感線圈有感抗，該支路的電流比4支路的電流小，故G小燈泡發(fā)

光亮度比4要暗，故C正確；

D由于電容器的容抗，故乙3支路的電流較L支路的電流小，故人小燈泡發(fā)光亮度比刀要暗，故。錯誤。

故選Co

5.如圖1所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為3：1,保險絲的電阻為20,熔斷電流為2A.若原線圈

接入如圖2所示的正弦交流電，則下列說法正確的是（）

A.副線圈中交變電流的頻率為5，z

B.為了安全，滑動變阻器接入電路的最小阻值為3。

C.電壓表回的示數(shù)為15V

D.將滑動變阻器的滑片向下移動，電壓表和電流表的示數(shù)均增大

【答案】B

【解析】4由圖2可知，交流電的周期為0.02s,則頻率為/=]=50Hz,副線圈中交變電流的頻率為50也，

故A錯誤；

8由圖2可知，交流電的最大電壓是30位V，則有效電壓為30匕原、副線圈的匝數(shù)比為3電壓之比

3：1,副線圈電壓4=10人根據(jù)歐姆定律/=/（R+R保），解得R=30。為了安全，滑動變阻器接入

電路的最小阻值為30,故8正確；

C.電壓表的示數(shù)等于副線圈的電壓，為10匕故C錯誤；

D將滑動變阻器的滑片向下移動，接入的電阻減小，原、副線圈的匝數(shù)比不變，故電壓表示數(shù)不變。根據(jù)

歐姆定律知，電流增大，故電流表的示數(shù)增大，故。錯誤。

故選瓦

6.如圖所示，甲是一固定的水平放置內(nèi)阻不計的圓形導(dǎo)體線圈，線圈匝數(shù)N=100匝，面積S=0.04V2m2?

線圈的兩端尸。分別與原副線圈匝數(shù)比%:電=3:2的理想變壓器原線圈相連接，變壓器的副線圈連接

一額定電壓為8丫的小燈泡心和滑動變阻器R。在線圈所在的空間存在著與線圈平面垂直的磁場，磁

場的磁感應(yīng)強度B按如圖乙所示的規(guī)律變化。規(guī)定垂直于線圈平面向上為8的正方向，則下列說法中

正確的是（）

A.在1.57x10-2一4.71x10-25時間內(nèi)，尸點的電勢高于。點的電勢

B.線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為6應(yīng)了

C.小燈泡能正常發(fā)光

D.滑動變阻器的滑動端向上滑動時，小燈泡的亮度將減小

【答案】c

【解析】A、由題意磁場的磁感應(yīng)強度8按如圖乙所示的規(guī)律變化，根據(jù)楞次定律可判斷在.1.57x10-2?

4.71x10-2$時間內(nèi)，線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢方向為從上向下看逆時針，產(chǎn)生電動勢的線圈看成電源，。

為電源的正極，P為電源的負極，所以P點的電勢低于Q點的電勢，故A錯誤；

B、根據(jù)題意可知線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的瞬時值表達式e=NBmSa）sina）t,所以感應(yīng)電動勢的最大值

-2

Em=NBmS（o,由圖乙知周期為7=6.28x10s=2兀XIO%,所以3="=方券1rad/s=100rad/s,

-2

則最大值/=NBmSa）=100x3.0xIOx0.04返x100V=12y/2V，所以線圈中產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的

有效值為5=空=塔V=12U,故B錯誤；

y/242

C、原線圈電壓U1=E,根據(jù)變壓器的基本關(guān)系可知?=巴，所以/=中d=|xl2V=8l/,小燈泡恰好

172九2九1§

能夠正常發(fā)光，故C正確；

。、滑動變阻器的滑動端向上滑動時，副線圈的電壓不變，即小燈泡兩端的電壓不變，所以小燈泡的亮度

將不變，故。錯誤。

故選C。

7.如圖所示，矩形金屬線圈外〃與理想變壓器的原線圈組成閉合電路，燈泡k、G完全相同，當(dāng)變壓器

原線圈中的抽頭P置于最上端時，原、副線圈的匝數(shù)比為〃：1。矩形線圈而〃在有界勻強磁場中繞

垂直于磁場的曲邊勻速轉(zhuǎn)動，且磁場只分布在松邊的左側(cè)，磁感應(yīng)強度大小為8,線圈面積為S,

轉(zhuǎn)動的角速度為3,匝數(shù)為N,線圈電阻不計。則下列說法不正確的是（）

A.若減小矩形線圈Med的轉(zhuǎn)速，燈及會變暗

B.在圖示位置時，矩形線圈中瞬時感應(yīng)電動勢最小

C.當(dāng)抽頭P置于最上端時，在線圈外”轉(zhuǎn)動的過程中，電壓表示數(shù)為竽

2n

D.若僅將線圈Med的轉(zhuǎn)軸平移至ad邊處，且轉(zhuǎn)速不變，則電壓表示數(shù)也不變

【答案】D

【解析】4感應(yīng)電動勢的峰值：Em=NBSa）,若減小矩形線圍"cd的轉(zhuǎn)速，角速度3減小，感應(yīng)電動勢減

小，副線圓兩端電壓減小，由于3減小，電容的容抗增大，流過口的電流減小，燈泡及變暗，故A正確；

8.由圖示可知，在圖示位置，矩形線圈位于中性面上，此時感應(yīng)電動勢最小，為零，故8正確；

C.設(shè)矩形線圈產(chǎn)生的感應(yīng)電動勢的有效值為￡則區(qū)1*二=空7,解得：E小BS3,原、副線圈的匝

R2R2

數(shù)比為〃：1,由變壓器的變壓比可知，副線圈電壓（/=月=啜，故c正確；

D若僅將線圈歷cd的轉(zhuǎn)軸平移至ad邊處，且轉(zhuǎn)速不變，線圈產(chǎn)生交變電流的有效值變大，副線圈電壓變

大，電壓表示數(shù)變大，故。錯誤。

本題選不正確的，故選ZX

8.如圖甲所示，一匝數(shù)為100（匝）、邊長為0.5優(yōu)的正方形線圈在磁感應(yīng)強度為0.47的勻強磁場中繞轉(zhuǎn)軸

。。'以角速度311rad/s勻速轉(zhuǎn)動，產(chǎn)生的交變電流直接給圖乙的電路供電。圖乙中的變壓器為理想變

壓器，原、副線圈的匝數(shù)比為10：1,副線圈接有定值電阻和電容器，所有電表均為理想電表，不計

正方形線圈的電阻，下列說法正確的是（）

A.當(dāng)線圈平面與磁場垂直時，電壓表的示數(shù)為0

B.若電容器的擊穿電壓為350匕則電容器不會被擊穿

C.若線圈的轉(zhuǎn)速增加一倍，其他條件均不變，則電流表4的示數(shù)不變

D.若線圈的轉(zhuǎn)速增加一倍，其他條件均不變，則電流表4的示數(shù)也增加一倍

【答案】B

【解析】人線圈在磁場中繞垂直于磁場的軸轉(zhuǎn)動時產(chǎn)生交變電流，而電壓表為交變電流的有效值，則當(dāng)線

圈平面與磁場垂直時，電壓表的示數(shù)不為0,故A錯誤；

8.交變電流的最大值為&皿=NBS3=100x（）.4x25xIO-2x311V=3110V,則副線圈兩端電壓的最

大值為=：”1V，若電容器的擊穿電壓為350匕則電容器不會被擊穿，故B正確；

CD.若線圈的轉(zhuǎn)速n增加一倍，其他條件均不變，交變電流的最大值Emax=NBS3=NBSx27m,

交流電壓增加一倍，由容抗乙=嬴可知"c=熹，但并不滿足歐姆定律，所以電流表&的示數(shù)會變化,

故CO錯誤。

故選

9.一阻值為R的定值電阻接在某一電路中，用電流傳感器測出電阻中的電流i隨時間t變化的關(guān)系圖像

如圖所示，半個周期內(nèi)為正弦交變電流，半個周期內(nèi)為方波電流，則在一個周期T內(nèi)，下列說法正確

的是

A.通過該定值電阻的電荷量為號電阻R產(chǎn)生的熱量為西竺

4U4

C.電流的平均值為強+/oD.電流的有效值為強+/o

【答案】B

【解析】8、在一個周期T內(nèi)，.電阻R產(chǎn)生的熱量為Q=/2R”（制故8正確:

D、根據(jù)電流的熱效應(yīng)可知/2R7=Q,解得：/=?小故。錯誤；

A、正弦交流電的最大值為/。，根據(jù)線框在磁場中轉(zhuǎn)動形成正弦交流電流的規(guī)律可知，

l0R=nBS3,所以正弦交流電流的的變化半個周期內(nèi)通過電阻R的電荷量為q1二己二乙工二幾空上二

2R2RT2

2BST2nBs3T2/TlT

Tl~n-?一=------=--0*—=--Q,

&R2ZTR2兀2…

方波電流的的變化半個周期內(nèi)通過電阻R的電荷量為42=-/。9

所以一個周期內(nèi)通過電阻R的電荷量為q=q1+《2=（一=G-}/。7,故A錯誤；

C、電流的平均值為7=：=（一}/o,故C錯誤；

故選瓦

10.如圖所示，理想變壓器原線圈c、"兩端接入穩(wěn)定的交流電壓，6是原線圈的中心抽頭，S為單刀雙擲

開關(guān)，滑動變阻器R的滑片處于變阻器正中間，電表均為理想電表.下列說法中正確的是

A.只將S從“駁接到兒電流表的示數(shù)將減半

B.只將S從a駁接到4電壓表的示數(shù)將減半

C.只將滑動變阻器R的滑片從中點移到最上端，電流表的示數(shù)將減半

D.只將滑動變阻器R的滑片從中點移到最上端，c、d兩端輸入的功率將為原來的;

4

【答案】C

【解析】仇只將S從。駁接到近變壓器初級線圈匝數(shù)減半，次級電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，所以8選項錯：

4同時次級消耗的功率變?yōu)樵瓉淼?倍，初級消耗的功率也為原來4倍，但電壓不變，電流表示數(shù)應(yīng)為原

來的4倍，故4選項錯；

C只將滑動變阻器K的滑片從中點移到最上端，變壓器次級電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，電壓不變電流減半，初

級電流也減半，故C選項正確；

D只將滑動變阻器/?的滑片從中點移到最上端，電壓不變電流減半，則根據(jù)P=U/和輸入功率和輸出功率

相等，c、d兩端輸入的功率變?yōu)樵瓉淼囊话?，故力選項錯誤.

故選C?

11.如圖，和PQ為處于同一水平面內(nèi)的兩根平行的光滑金屬導(dǎo)軌，垂直導(dǎo)軌放置的金屬棒油與導(dǎo)軌

接觸良好，在水平金屬導(dǎo)軌之間加豎直向下的勻強磁場8,導(dǎo)軌的M。端接理想變壓器的初級線圈，

理想變壓器的輸出端有三組次級線圈，分別接有電阻元件R、電感元件L和電容元件C。若用/公匕、

/c分別表示通過R、乙和C的電流，不考慮電容器的瞬間充放電，則下列判斷中正確的是（）

N

x

XL

X

TI-

2C

A.若出?棒勻加速直線運動，則/R十0、九H0、Ic-0

B.若他棒勻速直線運動，則4r0、4#0、/c=0

C.若油棒做加速度變小的加速運動，則/RH0、lL=0,Ic=0

D.若H?棒勻減速直線運動，則/R力0、九M0、/c*0

【答案】A

【解析】4C.若帥棒勻加速運動或勻減速運動，原線圈中感應(yīng)電流均勻增大或均勻減小，穿過副線圈的磁

通量均勻增大或均勻減小，副線圈中產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，由于電容器有隔直的特性，〃=0,而電感

線圈有通直的特性，IL*0,故/RHO、lc=0,故4正確，。錯誤；

A在ab棒勻速運動過程中，出＞棒產(chǎn)生恒定的感應(yīng)電動勢，左邊原線圈中產(chǎn)生恒定的電流，形成恒定的磁

場，穿過右側(cè)的三個副線圈的磁通量不變，則副線圈中沒有感應(yīng)電動勢產(chǎn)生，所以/R=0、〃=0、lc=0,

故8錯誤；

C若乃棒做加速度變小的加速運動，原線圈中產(chǎn)生非均勻變化的交變電流，副線圈中將有感應(yīng)電流產(chǎn)生,

故/RWO、1L*0,Ic*0,故C錯誤。

故選4。

12.如圖所示，交流電流表4、42、&分別與平行板電容器C、帶鐵芯的線圈L和電阻R串聯(lián)后接在同一

個交流電源上，三個電流表各有不同的讀數(shù)。下列說法正確的是（)

交

流

電

源

A.增大電源頻率，&讀數(shù)增大B.增大電源頻率，4讀數(shù)增大

C.抽去線圈中的鐵芯，々讀數(shù)增大D.增大電容器兩極板之間的距離，必讀數(shù)增大

【答案】C

【解析】4B.交流電的頻率變大，線圈的感抗變大，電容器的容抗變小，對電阻沒影響，所以公示數(shù)將增

大，&示數(shù)將減小，公示數(shù)不變，故A8錯誤；

C.線圈對交流的阻礙作用：&=2兀/3若將自感線圈中的鐵芯抽出，線圈的自感系數(shù)減小，則感抗減小，

所以電流表必讀數(shù)增大，故C正確：

。電容對交流的阻礙作用：R，=J方，若將電容器兩極板間距拉大，電容器的電容減小，容抗增大,

所以小讀數(shù)減小，故。錯誤。

故選Co

13.如圖所示，理想變壓器原線圈接a=220&sin（1007rt）U的正弦交流電源，副線圈電路中為定值電

阻，R是滑動變阻器，所有電表均為理想電表，其中電壓表%的示數(shù)為22人下列說法正確的是（）

A.變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為10/：1

B.副線圈中電流的頻率為100Hz

C.滑片P向下滑動過程中，吟示數(shù)不變，必示數(shù)變大

D.滑片P向上滑動過程中，Ro消耗功率減小，變壓器輸入功率增大

【答案】C

【解析】A.電壓表和電流表示數(shù)均為有效值，分析電路可知，電壓表g的示數(shù)為副線圈的輸出電壓，原線

圈的輸入電壓的有效值為220K,根據(jù)m=詈可知，變壓器原、副線圈的匝數(shù)比10：1,故4錯誤；

8.原線圈電流的頻率為/=吳=50Hz,變壓器不改變頻率，則副線圈中電流的頻率為50Hz,故8錯誤；

C.滑片。向下滑動過程中，電阻減小，根據(jù)歐姆定律可知，4示數(shù)變大，輸入電壓不變，匝數(shù)不變，則彩示

數(shù)不變，故c正確；

D滑片尸向上滑動過程中，電阻變大，則副線圈輸出電流減小，R。消耗功率減小，變壓器的輸出功率減小，

則輸入功率減小，故。錯誤。

故選C?

二、多選題（本大題共3小題）

14.無線充電是近年發(fā)展起來的新技術(shù)，無線充電技術(shù)與變壓器相類似，通過分別安裝在充電基座和接收

能量裝置上的線圈，利用產(chǎn)生的磁場傳遞能量。如圖所示，充電基座接上220匕50”z家庭用交流電,

受電線圈接上一個理想二極管（正向電阻可看作零，反向電阻可看作無窮大）給手機電池充電。已知手

機電池的充電電壓為5匕假設(shè)在充電過程中基座線圈的磁場全部穿過受電線圈而無能量的損失，下列

說法正確的是（）

A.受電線圈之所以能夠給手機電池充電是因為受電線圈發(fā)生了自感現(xiàn)象

B.220V,50Hz家庭用交流電電流方向每秒變化100次

C.受電線圈兩端的輸出電壓的電壓峰值為10V

D.基座線圈和受電線圈的匝數(shù)比為44:1

【答案】BC

【解析】4受電線圈之所以能夠給手機電池充電是因為基座線圈和受電線圈發(fā)生了互感現(xiàn)象，故4錯誤；

8.交變電流一個周期內(nèi)電流方向變化兩次，所以220匕50Hz家庭用交流電電流方向每秒變化100次，故8

正確；

C設(shè)受電線圈輸出電壓的有效值為“2,由題知空XE=”T，解得出=5V2V,則電壓峰值為U2m=奩〃2=

R2R

101/,故C正確；

D根據(jù)電壓與匝數(shù)成正比得，基座線圈和受電線圈的匝數(shù)比為%:町=以2=220:572=44:^2.故。

錯誤。

故選BC。

15.如圖所示，矩形金屬線圈與理想變壓器的原線圈組成閉合電路，當(dāng)變壓器原線圈中的滑片置于最

上端時，原、副線圈的匝數(shù)比為止1。矩形線圈/cd在勻強磁場中繞垂直于磁場的松邊勻速轉(zhuǎn)動，磁

感應(yīng)強度大小為8,線圈