2024-2025年高考物理一輪復習：交變電流（含解析）

2024—2025年高考物理一輪復習交變電流專練

一、單選題（本大題共6小題）

1.如圖所示為某款磁吸式無線充電寶對手機充電的原理圖，它的發(fā)射線圈兩端

為電壓22V的正弦式交流電，手機內(nèi)部接收線圈的電壓為6V。已知接收線圈的

匝數(shù)為30匝，裝置由于漏磁，接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈磁通量的70%。

下列說法正確的是（）

A.發(fā)射線圈的匝數(shù)為110匝

B.讓手機略微遠離充電裝置，接受線圈的電壓不變

C.接收線圈的電壓最大值為6亞V

D.充電時，接收線圈始終有遠離發(fā)射線圈的趨勢

2.某變壓器內(nèi)部示意圖如圖所示，定值電阻A、分別連在理想變壓器原、副

線圈上，且R1=4R2，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為2:1,左側(cè)接線柱接在

交流電源上，則Hi、的功率之比為（）

A.1:1B.2:1D.1:3

3.如圖甲所示，線圈處于垂直線圈平面的磁場中，已知B=B（）cos3t,中間“

菱形”為利用二極管的單向?qū)щ娦栽O計的橋式整流電路，其與線圈連接為直流電

動機供電.已知橋式整流電路的輸出電壓與時間的關(guān)系圖線如圖乙所示，直流電

動機的輸入功率為10〃，電動機線圈的電阻為2。，電動機正常工作，則下列判

斷正確的是（）

A.電動機輸出功率為8勿

B.電動機中的電流方向可能由P向Q

C.線圈輸出電流為交變電流，頻率為10”z

D.當磁感應強度最大時，線圈受到的安培力最大

4.風力發(fā)電裝置呈現(xiàn)風車外形，風吹向葉片驅(qū)動風輪機轉(zhuǎn)動，風輪機帶動內(nèi)部

匝數(shù)為N的矩形銅質(zhì)線圈在水平勻強磁場中以角速度3繞垂直于磁場的水平轉(zhuǎn)軸

。。'順時針勻速轉(zhuǎn)動產(chǎn)生交流電，發(fā)電模型簡化為如圖所示.已知N匝線圈產(chǎn)生

的感應電動勢的最大值為5m.則（）

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A.當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時產(chǎn)生的感應電流方向為DCBA

B.當線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時電流表的示數(shù)為零

C.當線圈轉(zhuǎn)到圖示位置時磁通量的變化率最大

D.穿過線圈的最大磁通量為殳

5.用一臺理想變壓器對電動汽車充電.該變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:2,輸

出功率為8,80〃，原線圈的輸入電壓虱=220但7皿100兀/:".關(guān)于副線圈輸出

電流的有效值和頻率正確的是（）

A.20450HzB.2Q*A,50Hz

C.204100HzD.20*A,100Hz

6.Ri、7?2為兩個完全相同的定值電阻，舊兩端的電壓隨時間周期性變化的規(guī)律

如圖1所示（三角形脈沖交流電壓的峰值是有效值的J3倍），兩端的電壓隨時

間按正弦規(guī)律變化如圖2所示，則兩電阻在一個周期T內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比QI：Q2

為（）

圖1

A.2:3B.4:3

二、多選題（本大題共4小題）

7.如圖，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為巧：丐，輸入端C、，接入電壓有效值恒

定的交變電源，燈泡4、右的阻值始終與定值電阻凡的阻值相同。在滑動變阻器

E的滑片從a端滑動到6端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內(nèi)

,下列說法正確的是（）

A.4先變暗后變亮，心一直變亮

B.乙先變亮后變暗，心一直變亮

C.電源的輸出功率先增大后減小

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D.電源的輸出功率先減小后增大

8.如圖為交變電流的兩種引出方式，圖甲采用兩滑環(huán)引出電流，圖乙則采用換

向器實現(xiàn)電流的導出，兩裝置其他部分完全一樣.發(fā)電機矩形線框匝數(shù)為乂面

積為S,線框所在位置的磁場可視為勻強磁場，磁感應強度大小為6,線框從圖

示位置開始以角速度。繞軸轉(zhuǎn)動，圖中電阻阻值均為凡不計其他電阻，下列說

法正確的是（）

B.甲圖電流表讀數(shù)等于乙圖電表的讀數(shù)

C.乙圖中線框轉(zhuǎn)動一圈，通過電流表的電流方向改變兩次

JtN282s20

D.兩裝置線圈轉(zhuǎn)一圈，克服安培力做功均為

R

9.（多選）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為k:l,a、b接入電壓

有效值恒定的交變電源，其中7?2為滑動變阻器，R1、號為定值電阻，電流

表、電壓表均為理想電表，當滑動變阻器7?2的滑片向下移動后，電流表及電壓

表八%示數(shù)變化量的絕對值分別用|//|、|/u|和MU3I表示，下列判斷正確的

是（）

A-篙=RiB.四=色

⑷Ik2

10.（多選）如圖所示電路，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)之比為1:4,左端接

入一交變電源，其輸出電壓的有效值為Uo,H為滑動變阻器（阻值范圍為0?

20012）,定值電阻&=5。,電流表、電壓表均為理想電表，示數(shù)分別為/、U,

變化量的絕對值分別為|//|、|/U|.當滑動變阻器的滑片P向下滑動的過程中，

下列判斷正確的是（）

A.電壓表示數(shù)變大

B.電流表示數(shù)變大

c段-50

D.當彳=80。時，副線圈的輸出功率最大

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三、實驗題(本大題共2小題)

11.在實驗室中探究變壓器線圈兩端的電壓和匝數(shù)的關(guān)系時，同學們發(fā)現(xiàn)了以下

幾個問題，并展開了討論。

(1)觀察變壓器的鐵芯，發(fā)現(xiàn)它的結(jié)構(gòu)和材料是_________；

A.整塊硅鋼鐵芯B.整塊不銹鋼鐵芯C.絕緣的硅鋼片疊成

(2)觀察原副線圈的導線，發(fā)現(xiàn)粗細不同，導線粗的線圈匝數(shù)_________(填“

多”或“少”)；

(3)本實驗要通過改變原、副線圈匝數(shù)，探究原、副線圈的電壓比與匝數(shù)比的

關(guān)系，實驗中需要運用的科學方法是；

A.控制變量法B.等效替代法C.整體隔離法

(4)實驗中將電源接在原線圈兩個接線柱之間，調(diào)整原副線圈的匝數(shù)之比為2

：3,用電壓表測得副線圈的兩個接線柱之間的電壓為3.0V,則原線圈的輸入電

壓可能為_________;

A.1.8VB.2.OVC.2.2V

12.(6分)某同學在實驗室進行探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系的實驗

o他準備了可拆變壓器、多用電表、開關(guān)和導線若干。

(1)實驗需要以下哪種電源；

A.低壓直流電源B.高壓直流電源

C.低壓交流電源D.高壓交流電源

(2)該同學認真檢查電路無誤后，先保證原線圈匝數(shù)不變，改變副線圈匝數(shù)；

再保證副線圈匝數(shù)不變，改變原線圈匝數(shù)。分別測出相應的原、副線圈電壓值。

由于交變電流電壓是變化的，所以，我們實際上測量的是電壓的__________值(

填“有效”或“最大”)。其中一次多用電表讀數(shù)如圖所示，此時電壓表讀數(shù)為

Xlj;xiooxioxi

OFFf_~UY_2.5

250-10

500

2.r510m5025v0500；Y

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(3)理想變壓器原、副線圈電壓應與其匝數(shù)成(填“正比”或“反比

”)，實驗中由于變壓器的銅損和鐵損，導致原線圈與副線圈的電壓之比一般—

(填“大于”“小于”或“等于")原線圈與副線圈的匝數(shù)之比。

(4)實驗中原、副線圈的電壓之比與它們的匝數(shù)之比有微小差別。原因不可能

為。(填字母代號)

A.原、副線圈上通過的電流發(fā)熱B.鐵芯在交變磁場作用下發(fā)熱

C.變壓器鐵芯漏磁D.原線圈輸入電壓發(fā)生變化

四、解答題(本大題共2小題)

13.如圖所示，一小型發(fā)電站通過升壓變壓器用和降壓變壓器房把電能輸送給

用戶(坊和員都是理想變壓器)，已知發(fā)電機的輸出功率為50kW,輸出電壓為

500V,升壓變壓器坊原、副線圈的匝數(shù)比為1:10,兩變壓器間輸電導線的總電阻

為2Q.降壓變壓器用的輸出電壓為220V.求：

(1)輸電導線上損失的電壓；

(2)降壓變壓器房的原、副線圈的匝數(shù)比.

(3)若降壓變壓器用戶端安裝的都是“220V40W”的日光燈，則允許同時開多

少盞燈讓其正常發(fā)光？

14.如圖所示，將額定電壓為60V的用電器通過一理想變壓器接在正弦交變電源

上。閉合開關(guān)S后，用電器正常工作；交流電壓表和交流電流表(均為理想電表

)的示數(shù)分別為220V和2.2A。求：

(1)變壓器原副線圈的匝數(shù)比；

(2)如果在原線圈中接一個電流表，則它的讀數(shù)多大？

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參考答案

I.【答案】C

【詳解】A.裝置由于漏磁接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈磁通量的70%,則有

—x70%=^,其中q=22V,U,=6V,%=30匝，代入各數(shù)據(jù)可得々=77匝，A

錯誤。

B.讓手機略微遠離充電裝置，這時穿過接收線圈的磁通量會減少，因此接受電

壓會減小，B錯誤；

C.手機內(nèi)部接收線圈的電壓為6V是正弦交流電有效值，則接收線圈的電壓最大

值為6行V，C正確；

D.發(fā)射線圈接的是交流電，當發(fā)射線圈的電流減小時，由楞次定律可知接收線

圈有靠近的趨勢，當發(fā)射線圈的電流增大時，由楞次定律可知接收線圈有遠離的

趨勢，D錯誤。選Co

2.【答案】A

【解析】原、副線圈兩端的電壓之比為2:1,即七、/?2兩端的電壓之比為2:1,所

以％、R2的功率之比為「血=普：3=1：1，A正確.

3.【答案】A

【解析】由題圖乙可知橋式整流電路輸出的直流電的電壓峰值為10姆匕則有效

值為〃=曙，=10匕直流電動機的輸入功率為10勿，則流過電動機的電流為/=

P

下=14電動機輸出功率為P'=P-/2R=8VV,故A正確；根據(jù)楞次定律和二極管

的單向?qū)щ娦裕治鲱}圖甲中的橋式整流電路可知，線圈中產(chǎn)生的正弦交流電的

電流方向整合為自上向下，即由Q流向P,故B錯誤；由題圖乙可知，電路輸出電

壓的周期為0.1s,磁感應強度變化周期為0.2s,線圈輸出交變電流的頻率為/=*

Hz=5Hz,故C錯誤；當磁感應強度最大時，線圈電流為0,安培力為0,故D

錯誤.

4.【答案】C

【解析】當線圈轉(zhuǎn)到題圖所示位置時，根據(jù)右手定則判斷知產(chǎn)生的感應電流方向

為2BCD,故A錯誤；當線圈轉(zhuǎn)到豎直位置時，感應電流的瞬時值為零，但電流

表測量的是有效值，示數(shù)不為零，故B錯誤；當線圈轉(zhuǎn)到題圖所示位置時，線圈

與中性面垂直，感應電動勢最大，磁通量的變化率最大，故C正確；由&.=

NBS3得,穿過線圈的最大磁通量為em=BS=子,故D錯誤.

IV3

5.【答案】A

【解析】由題意可知，原線圈兩端的電壓有效值%=220匕根據(jù)理想變壓器的變

壓規(guī)律￡=￡可得，副線圈兩端的電壓有效值外=440匕輸出功率為8.8kW,則

通過副線圈電流的有效值/2=餞=204；變壓器不改變交變電流的頻率，7=急

11

s=—s,則副線圈中電流的頻率/'=彳=50Hz,A正確.

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6.【答案】B

【解析】設Ri、&的阻值均為R，根據(jù)題中所給信息，結(jié)合題圖圖像可得Qi=

字?升屋=歌Q2=畢至，貝吟=*B正確.

7.【答案】AD

111

【詳解】AB.副線圈的總電阻為另二E+解得

（Ro+Rap）（Ro+Rpb（Rq+Rap）.（R（）+Rpb

氏2-,則滑動變阻器〃的滑片從己端滑

（R0+&?。?（&+RpJ2R。+R

到6端過程中，副線圈的總電阻先增大后減小，根據(jù)等效電阻關(guān)系有

"22

5=2！2二㈤乜』上I與，則等效電阻先增大后減小，由歐姆定律有

'A〃22

un

六二，A先減小后增大，4先減小后增大，則L］先變暗后變亮,

4)十△像%

根據(jù)H=U-/R,UQU、,則滑動變阻器A的滑片從a端滑到6端過程中,

%

逐漸減小，副線圈的電壓巴增大過程中幾增大；在副線圈的電壓4減小過程

中，通過&的電流為

金勺逐漸增大，則。越來越小，則小=小-小，則L先變暗后變

段

亮,L2一直變亮，A正確，B錯誤;

CD.對于等效后的電路為電源接燈泡LI和等效電阻，由于燈泡的電阻與定值電阻

2

JJ;

R。,所以電源的輸出功率為尸二

/0電：,由于電源的有效值恒定，而滑動變阻

(4+%)

器氏的滑片從a端滑到右端過程中，等效電阻先增大后減小，所以輸出功率先減

小后增大，C錯誤，D正確。選AD。

8.【答案】BD

【詳解】A.兩圖中圖示位置是中性面位置，此時穿過線框的磁通量最大，但磁

通量的變化率為零，根據(jù)法拉第電磁感應定律人可知此時線框中的電動

勢為零，A錯誤；

BC.電流表測得的是交變電流的有效值，乙圖中通過換向器后，電流方向不變,

但跟甲圖中的電流熱效應相同，所以交變電流的有效值相同，電流表讀數(shù)相等,

B正確，C錯誤；

D.兩裝置線圈轉(zhuǎn)一圈，克服安培力做功等于回路所產(chǎn)生的焦耳熱，均為

Q=%,式子中%=%,U=NBSco,T=—,聯(lián)立求得。=土屋%

m,D

R72coR

正確。選BD。

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9.【答案】BD

【解析】根據(jù)題意，由題圖可知，電壓表匕測夫3兩端電壓，流過夫3的電流等于電

流表的示數(shù)，則有%=/2/?3,滑片向下移動后，U'3=/'2R3,則兩式相減變形有魯

=R3,A錯誤，B正確；設交變電源電壓的有效值為U,則有[/=力+/小1,又有戰(zhàn)

=彩￡=%可得1/=/^2+口2%,滑片向下移動后0=?/'2+口’2%,兩式相減有°

="g―。2）+如‘2-/2）%,可得昔=|害=3,C錯誤，D正確.

10.【答案】BD

/i：/

【解析】由理想變壓器的特點可知為/1="/?（）+/我，2=n2'.n1=4:1,可得為

=/1&+小，滑動變阻器R的滑片P向下滑動，R減小，所以/i變大，則/2變大，

可知電流表示數(shù)變大，而電源的輸出功率為P=U0/i，則電源的輸出功率變大，

原線圈兩端電壓為U]=u。-/]/?（）,因為A變大，所以Ui減小，g減小，電壓表示

數(shù)減小，故A錯誤，B正確；交變電源電壓的有效值為Uo=Ui+“Ro，又有?=

3，可得UO=￡U2+、RO，化簡得〃2=河）一（￡）2禹/2,則昌=耨=

（里）2&=80。，故C錯誤；副線圈的輸出功率即R的功率為P2=〃R=（轉(zhuǎn)學77）2

R,當16&）=R時，R的功率最大，此時節(jié)=R=16Ro=8OD,故D正確.

一題多解當品=（烈YR時，副線圈的輸出功率最大，即有R=（歿）2/?0=80。.

九2九1

11.【答案】C少AC

【詳解】（1）[1]觀察變壓器的鐵芯，它的結(jié)構(gòu)是絕緣的硅鋼片疊成，之所以做

成這種結(jié)構(gòu)，一方面是防止磁漏，另一方面盡量減少渦流造成的能量損失，

故選Co

（2）[2]觀察兩個線圈的導線，發(fā)現(xiàn)粗細不同，根據(jù)

A_n2

h?1

可知，匝數(shù)少的電流大，則導線越粗，即導線粗的線圈匝數(shù)少。

（3）[3]實驗中需要運用的科學方法是控制變量法；

故選Ao

（4）[4]若是理想變壓器，則有變壓器線圈兩端的電壓與匝數(shù)的關(guān)系

4=2

U2M2

原副線圈的匝數(shù)之比為2：3,用電壓表測得副線圈的兩個接線柱之間的電壓為

3.0V,則原線圈的電壓為2V?？紤]到不是理想變壓器，有漏磁等現(xiàn)象，則原線

圈所接的電源電壓大于2V,可能為2.2V；

故選Co

12.【答案】（1）C（2）有效7.2V（3）正比大于（4）D

【詳解】（1）探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)關(guān)系，應選擇低壓交流電源。

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故選Co

(2)多用電表測量的交流電壓為有效值，不是最大值；多用電表選用的擋位是

交流電壓的10V擋位，所以應該在0?10V擋位讀數(shù)，所以讀數(shù)應該是7.2V。

(3)根