專題17 交變電流-2020-2024年五年高考物理真題分類匯編（解析版）

2020-2024年五年高考真題分類匯編PAGEPAGE1專題17交變電流考點五年考情（2020-2024）命題趨勢考點1交變電流2020年海南卷、浙江卷；2021年天津卷、遼寧卷、北京卷、江蘇卷、浙江卷；2022年浙江卷、海南卷、廣東卷、重慶卷；2023年浙江卷、湖南卷；2024年河北卷、全國卷、廣東卷、湖北卷等交變電流是高中物理中的一個重要概念，也是高考中的一個常見考點?；A知識考查：高考中對交變電流的考查往往從基礎知識入手，如交變電流的定義、產生條件、圖像表示、周期與頻率、峰值與有效值等。這些基本概念和規(guī)律是理解和分析交變電流問題的基礎，因此在高考中占有重要地位。圖像分析：交變電流的圖像能夠直觀地展示電流隨時間的變化規(guī)律，因此對圖像的分析也是高考中的一個重要方面?？忌枰軌驈膱D像中提取出峰值、周期等關鍵信息，并利用這些信息進行進一步的計算和分析。函數表達式：正弦交變電流的函數表達式是描述電流隨時間變化的數學公式，也是高考中的一個考點?？忌枰莆杖绾胃鶕o定的條件寫出正確的函數表達式，以及如何通過表達式求出峰值、有效值、變壓器的工作原理等等。實際應用：交變電流在實際生活中有著廣泛的應用，如遠距離輸電系統(tǒng)、電子技術等。高考命題可能會結合實際應用場景，考查學生對交變電流知識的應用能力。綜合考查：高考中對交變電流的考查也可能與其他知識點結合，如電磁感應、電路分析等，形成綜合性的題目，考查學生的綜合分析能力。實驗探究：實驗探究也是高考中的一個重要環(huán)節(jié)，可能會要求學生通過實驗來驗證或探究交變電流的相關規(guī)律，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和數據分析能力?？偟膩碚f，高考對交變電流的命題趨勢是注重基礎知識的掌握、圖像分析能力的培養(yǎng)、函數表達式的應用、實際應用場景的考查以及綜合分析能力的提升?？忌趥淇歼^程中需要全面復習，不僅要掌握理論知識，還要學會如何將這些知識應用到實際問題的分析和解決中?？键c2變壓器及遠距離輸電2020年全國卷、山東卷、北京卷、浙江卷；2021年湖北卷、海南卷、廣東卷、河北卷、福建卷、山東卷、湖南卷、重慶卷；2022年重慶卷、北京卷、河北卷、湖南卷、山東卷、天津卷、湖北卷；2023年浙江卷、北京卷、山東卷、海南卷；2024年湖南卷、全國卷、浙江卷、遼寧卷等考點01交變電流1.(2024·河北·高考卷)為兩個完全相同的定值電阻，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內產生的熱量之比為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根據有效值的定義可知圖1的有效值的計算為解得圖二的有效值為接在阻值大小相等的電阻上，因此故選B。2.（多選）（2024·全國新課標·高考卷）電動汽車制動時可利用車輪轉動將其動能轉換成電能儲存起來。車輪轉動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉，在線圈中產生電流。磁極勻速轉動的某瞬間，磁場方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強磁場，則磁極再轉過90°時，線圈中（）A.電流最小 B.電流最大C.電流方向由P指向Q D.電流方向由Q指向P【答案】BD【解析】如圖開始線圈處于中性面位置，當磁極再轉過90°時，此時穿過線圈的磁通量為0，故可知電流最大；在磁極轉動的過程中，穿過線圈的磁通量在減小，根據楞次定律可知，此時感應電流方向由Q指向P。故選BD。3.（2024·廣東·高考卷）將阻值為的電阻接在正弦式交流電源上。電阻兩端電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是（）A.該交流電的頻率為B.通過電阻電流的峰值為C.電阻在1秒內消耗的電能為D.電阻兩端電壓表達式為【答案】D【解析】A．由圖可知交流電的周期為0.02s，則頻率為，故A錯誤；B．根據圖像可知電壓峰值為，根據歐姆定律可知電流的峰值，故B錯誤；C．電流的有效值為所以電阻在1s內消耗的電能為，故C錯誤；D．根據圖像可知其電壓表達式為故D正確。故選D。4.（2024·湖北·高考卷）在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡的電阻是燈泡的2倍。假設兩個二極管正向電阻為0、反向電阻無窮大。閉合開關S，燈泡、的電功率之比為（）A.2︰1 B.1︰1 C.1︰2 D.1︰4【答案】C【解析】兩個二極管正向電阻為0，反向電阻無窮大，二極管導通則短路并聯的燈泡，此時另一個燈泡與電源串聯，根據電路圖可知在一個完整的周期內，兩個燈泡有電流通過的時間相等都為半個周期，電壓有效值相等，則根據可知故選C。5．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）下列說法正確的是（

）A．恒定磁場對靜置于其中的電荷有力的作用B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流最大D．升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率【答案】B【解析】A．恒定磁場對速度不平行于磁感線的運動電荷才有力的作用，A錯誤；B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向，B正確；C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流為0，C錯誤；D．根據變壓器的原理可知，副線圈中磁通量的變化率小于或等于原線圈中磁通量的變化率，D錯誤。故選B。6．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，甲圖是一種手搖發(fā)電機及用細短鐵絲顯示的磁場分布情況，搖動手柄可使對稱固定在轉軸上的矩形線圈轉動；乙圖是另一種手搖發(fā)電機及磁場分布情況，皮帶輪帶動固定在轉軸兩側的兩個線圈轉動。下列說法正確的是（）A．甲圖中線圈轉動區(qū)域磁場可視為勻強磁場B．乙圖中線圈轉動區(qū)域磁場可視為勻強磁場C．甲圖中線圈轉動時產生的電流是正弦交流電D．乙圖線圈勻速轉動時產生的電流是正弦交流電【答案】A【解析】A．甲圖中細短鐵絲顯示的磁場分布均勻，則線圈轉動區(qū)域磁場可視為勻強磁場，故A正確；B．乙圖中細短鐵絲顯示的磁場分布不均勻，則線圈轉動區(qū)域磁場不能看成勻強磁場，故B錯誤；C．根據發(fā)電機原理可知甲圖中線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的轉軸勻速轉動時才能產生正弦交流電，故C錯誤；D．乙圖中是非勻強磁場，則線圈勻速轉動時不能產生正弦交流電，故D錯誤；故選A。7．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設備再將直流變換成交流。下列說法正確的是（）A．送電端先升壓再整流 B．用戶端先降壓再變交流C．1100kV是指交流電的最大值 D．輸電功率由送電端電壓決定【答案】A【解析】AB．升壓和降壓都需要在交流的時候才能進行，故送電端應該先升壓再整流，用戶端應該先變交流再降壓，故A正確，B錯誤；C．1100kV指的是交流電的有效值，故C錯誤；D．輸電的功率是由用戶端負載的總功率來決定的，故D錯誤。故選A。8．（2022·重慶·高考真題）低壓鹵素燈在家庭電路中使用時需要變壓器降壓。若將“”的交流鹵素燈直接通過變壓器（視為理想變壓器）接入電壓為的交流電后能正常工作，則（）A．鹵素燈兩端的電壓有效值為 B．變壓器原、副線圈的匝數比為55∶3C．流過鹵素燈的電流為 D．鹵素燈的電阻為【答案】B【解析】A．鹵素燈上標記的額定電壓即為鹵素燈兩端的電壓有效值，A錯誤；B．根據理想變壓器的原理可知B正確；C．流過鹵素燈的電流為C錯誤；D．鹵素燈是非線性元件，電阻隨著電壓不同而改變，D錯誤。故選B。6．（2022·海南·高考真題）一個有N匝的矩形線框，面積為S，以角速度從如圖所示的位置開始，在勻強磁場B中勻速轉動，則產生的感應電動勢隨時間變化的圖像是（

）A． B．C． D．【答案】A【解析】圖示位置線框處于與中性面垂直的平面，豎直長邊垂直切割磁感線，此時產生的感應電動勢最大為根據正弦式交變電流的表達式可知感應電動勢隨時間的變化關系為故選A。7．（2022·廣東·高考真題）圖是簡化的某種旋轉磁極式發(fā)電機原理圖。定子是僅匝數n不同的兩線圈，，二者軸線在同一平面內且相互垂直，兩線圈到其軸線交點O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉子是中心在O點的條形磁鐵，繞O點在該平面內勻速轉動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）A．兩線圈產生的電動勢的有效值相等 B．兩線圈產生的交變電流頻率相等C．兩線圈產生的電動勢同時達到最大值 D．兩電阻消耗的電功率相等【答案】B【解析】AD．根據可得兩線圈中磁通量的變化率相等，但是匝數不等，則產生的感應電動勢最大值不相等，有效值也不相等；根據可知，兩電阻的電功率也不相等，選項AD錯誤；B．因兩線圈放在同一個旋轉磁鐵的旁邊，則兩線圈產生的交流電的頻率相等，選項B正確；C．當磁鐵的磁極到達一線圈附近時，一個線圈的磁通量最大，感應電動勢為0，另一個線圈通過的磁通量最小，感應電動勢最大，可知兩線圈產生的感應電動勢不可能同時達到最大值，選項C錯誤。故選B。8．（2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，N匝正方形閉合金屬線圈abcd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OO′以角速度ω勻速轉動，ab邊距軸。線圈中感應電動勢的有效值為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】交流電的最大值和兩條邊到轉軸的距離無關，為因此有效值為故選B。9．（2021·天津·高考真題）如圖所示，閉合開關后，的電阻兩端的交流電壓為，電壓表和電流表均為理想交流電表，則（）A．該交流電周期為 B．電壓表的讀數為C．電流表的讀數為 D．電阻的電功率為【答案】C【解析】A．該交流電的周期B．電壓表的讀數為交流電的有效值，即選項B錯誤；C．電流表的讀數為選項C正確；D．電阻的電功率為選項D錯誤。故選C。10．（2021·北京·高考真題）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t0.4s時電流改變方向 B．該交變電流的周期為0.5sC．該交變電流的表達式為 D．該交變電流的有效值為【答案】C【解析】A．由圖可知t0.4s時電流為正方向最大，電流方向沒有發(fā)生變化，故A錯誤；B．由圖可知，該交變電流的周期為T=0.4s，故B錯誤；C．由圖可知，電流的最大值為，角速度為故該交變電流的表達式為故C正確；D．該交變電流的有效值為故D錯誤。故選C。11．（2021·浙江·高考真題）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和最大值相同，則實線所對應的交流電的有效值U滿足（）A． B． C． D．【答案】D【解析】因虛線是正弦交流電的圖像，則該交流電的有效值為由圖可知，在任意時刻，實線所代表的交流電的瞬時值都不大于虛線表示的正弦交流電的瞬時值，則實線所代表的交流電的有效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則故選D。12．（2020·海南·統(tǒng)考高考真題）圖甲、乙分別表示兩種電流的波形，其中圖乙所示電流按正弦規(guī)律變化，分別用和表示甲和乙兩電流的有效值，則（

）A． B．C． D．【答案】D【解析】對圖甲的交流電分析，可知一個周期內交流電的電流方向變化，而電流的大小不變，故圖甲的電流有效值為；對圖乙的交流電分析可知，其為正弦式交流電，故其有效值為，故，故選D。13．（多選）（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）某同學自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動（皮帶不打滑），半徑之比為，小輪與線圈固定在同一轉軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為的正方形，共匝，總阻值為。磁體間磁場可視為磁感應強度大小為的勻強磁場。大輪以角速度勻速轉動，帶動小輪及線圈繞轉軸轉動，轉軸與磁場方向垂直。線圈通過導線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為的燈泡。假設發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（

）

A．線圈轉動的角速度為B．燈泡兩端電壓有效值為C．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值為D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀叮瑒t燈泡變得更亮【答案】AC【解析】A．大輪和小輪通過皮帶傳動，線速度相等，小輪和線圈同軸轉動，角速度相等，根據根據題意可知大輪與小輪半徑之比為，則小輪轉動的角速度為，線圈轉動的角速度為，A正確；B．線圈產生感應電動勢的最大值又聯立可得則線圈產生感應電動勢的有效值根據串聯電路分壓原理可知燈泡兩端電壓有效值為B錯誤；C．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈，則線圈的匝數變?yōu)樵瓉淼?倍，線圈產生感應電動勢的最大值此時線圈產生感應電動勢的有效值根據電阻定律可知線圈電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，即為，根據串聯電路分壓原理可得燈泡兩端電壓有效值C正確；D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀叮鶕芍≥喓途€圈的角速度變小，根據可知線圈產生的感應電動勢有效值變小，則燈泡變暗，D錯誤。故選AC。14．（多選）（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）發(fā)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OO’軸轉動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其它電阻不計，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉動一周（）A．框內電流方向不變 B．電動勢的最大值為UmC．流過電阻的電荷 D．電阻產生的焦耳熱【答案】BD【解析】A．當線框轉動時，框內電流方向每經過中性面一次都要變化一次，而線圈和外電路接點處通過換向器，保證電流的方向不發(fā)生變化，從而使加在電阻兩端的電壓方向保持不變，A錯誤；B．由圖乙可知，電動勢的最大值為Um，B正確；C．線圈轉過半周，則流過電阻的電荷量為則金屬框轉過一周流過電阻的電荷量為C錯誤；D．因為則金屬框轉過一周電阻產生的焦耳熱D正確。故選BD。15．（2021·江蘇·高考真題）貫徹新發(fā)展理念，我國風力發(fā)電發(fā)展迅猛，2020年我國風力發(fā)電量高達4000億千瓦時。某種風力發(fā)電機的原理如圖所示，發(fā)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，線圈的匝數為100、面積為，電阻為，若磁體轉動的角速度為，線圈中產生的感應電流為。求：（1）線圈中感應電動勢的有效值E；（2）線圈的輸出功率P?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）電動勢的最大值有效值解得帶入數據得（2）輸出電壓輸出功率解得代入數據得16．（2020·浙江·高考真題）如圖甲所示，在水平面內，固定放置著間距為l的兩平行金屬直導軌，其間連接有阻值為R的電阻，電阻兩端連接示波器（內阻可視為無窮大），可動態(tài)顯示電阻R兩端的電壓。兩導軌間存在大小為B、方向垂直導軌平面的勻強磁場。時一質量為m、長為l的導體棒在外力F作用下從。位置開始做簡諧運動，觀察到示波器顯示的電壓隨時間變化的波形是如圖乙所示的正弦曲線。取，則簡諧運動的平衡位置在坐標原點O。不計摩擦阻力和其它電阻，導體棒始終垂直導軌運動。（提示：可以用圖象下的“面積”代表力F所做的功）（1）求導體棒所受到的安培力隨時間t的變化規(guī)律；（2）求在0至0.25T時間內外力F的沖量；（3）若時外力，求外力與安培力大小相等時棒的位置坐標和速度?！敬鸢浮?1)(2)(3)和；和；和【解析】（1）由顯示的波形可得安培力隨時間變化規(guī)律：（2）安培力的沖量：由動量定理，有：解得：（3）棒做簡諧運動，有：當時：當時，設，根據動能定理：解得：和；和考點02變壓器及遠距離輸電1.（多選）（2024·全國甲卷·高考真題）如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數可通過滑動觸頭T調節(jié)，副線圈回路接有滑動變阻器R、定值電阻和、開關S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓不變的情況下，為提高的熱功率，可以（）A.保持T不動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動B.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動D.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片向e端滑動【答案】AC【解析】A．保持T不動，根據理想變壓器的性質可知副線圈中電壓不變，當滑動變阻器R的滑片向f端滑動時，R與串聯后的總電阻減小，電流增大，根據可知此時熱功率增大，故A正確；B．將T向b端移動，副線圈匝數變小，故副線圈兩端電壓變小，滑動變阻器R的滑片位置不變時，通過的電流減小，故熱功率減小，故B錯誤；C．將T向a端移動，副線圈匝數增加，故副線圈兩端電壓變大，滑動變阻器R的滑片向f端滑動，R與串聯后的總電阻減小，電流增大，此時熱功率增大，故C正確；D．將T向b端移動，副線圈匝數減少，故副線圈兩端電壓變小，滑動變阻器R的滑片向e端滑動，R與串聯后的總電阻增大，電流減小，此時熱功率減小，故D錯誤。故選AC。2.（2024·浙江1月·高考真題）如圖為某燃氣灶點火裝置的原理圖。直流電經轉換器輸出的交流電，經原、副線圈匝數分別為和的變壓器升壓至峰值大于，就會在打火針和金屬板間引發(fā)電火花，實現點火。下列正確的是（）A.B.C.用電壓表測原線圈兩端電壓，示數為D.副線圈輸出交流電壓的頻率是【答案】B【解析】AB．原線圈兩端電壓的有效值根據電壓匝數關系有變壓器副線圈電壓的峰值根據題意有解得，，故A錯誤，B正確；C．用電壓表測原線圈兩端電壓，電壓表測的是有效值，則示數為，故C錯誤；D．根據解得變壓器不改變頻率，則副線圈輸出交流電壓的頻率是，故D錯誤。故選B。3.（2024·湖南·高考真題）根據國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內風電設備制造領域居于領先地位。某實驗小組模擬風力發(fā)電廠輸電網絡供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉子以角速度勻速轉動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻。當用戶端接一個定值電阻R時，上消耗的功率為P。不計其余電阻，下列說法正確的是（

）A．風速增加，若轉子角速度增加一倍，則上消耗的功率為4PB．輸電線路距離增加，若阻值增加一倍，則消耗的功率為4PC．若升壓變壓器的副線圈匝數增加一倍，則上消耗的功率為8PD．若在用戶端再并聯一個完全相同的電阻R，則上消耗的功率為6P【答案】A【解析】如圖為等效電路圖，設降壓變壓器的原副線圈匝數比為，則輸電線上的電流為轉子在磁場中轉動時產生的電動勢為A．當轉子角速度增加一倍時，升壓變壓器原副線圈兩端電壓都增加一倍，輸電線上的電流變?yōu)?，故上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故A正確；C．升壓變壓器副線圈匝數增加一倍，副線圈兩端電壓增加一倍，輸電線上的電流增加一倍，故上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤；B．若阻值增加一倍，輸電線路上的電流消耗的功率，故B錯誤；D．若在用戶端并聯一個完全相同的電阻R，用戶端電阻減為原來的一半，輸電線上的電流為，消耗的功率，故D錯誤。故選A。4.（2024·遼寧·高考真題）如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數比為n1：n2=5：1，原線圈接在電壓峰值為Um的正弦交變電源上，副線圈的回路中接有阻值為R的電熱絲，電熱絲密封在絕熱容器內，容器內封閉有一定質量的理想氣體。接通電路開始加熱，加熱前氣體溫度為T0。（1）求變壓器的輸出功率P；（2）已知該容器內的氣體吸收的熱量Q與其溫度變化量ΔT成正比，即Q=CΔT，其中C已知。若電熱絲產生的熱量全部被氣體吸收，要使容器內的氣體壓強達到加熱前的2倍，求電熱絲的通電時間t?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由原線圈正弦交流電的峰值可知變壓器輸入電壓有效值為設變壓器副線圈的輸出電壓為U2，根據理想變壓器的電壓與匝數之間的關系有聯立解得理想變壓器輸出功率等于R的熱功率，即（2）設加熱前容器內氣體壓強為p0，則加熱后氣體的壓強為2p0，溫度為T2，容器內的氣體做等容變化，則有由知氣體吸收的熱量根據熱力學第一定律，氣體的體積不變，所以W=0，容器是絕熱容器，則電熱絲產生的熱量全部被氣體吸收聯立整理得解得5．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）某節(jié)能儲能輸電網絡如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（

）

A．發(fā)電機的輸出電流為368A B．輸電線上損失的功率為4.8kWC．輸送給儲能站的功率為408kW D．升壓變壓器的匝數比n1：n2=1：44【答案】C【解析】A．由題知，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW，則有A錯誤；BD．由題知，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，則有P′=U4I4聯立解得I4=400A，I3=8A，U3=11000V則輸電線上損失的功率為P損=I32R=4kW且U2=U3＋I3R=11500V再根據，解得BD錯誤；C．根據理想變壓器無功率損失有P=U2I3＋P儲代入數據有P儲=408kWC正確。故選C。6．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）自制一個原、副線圈匝數分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是（

）A．僅增加原線圈匝數 B．僅增加副線圈匝數C．將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍 D．將兩個3.8V小燈泡并聯起來接入副線圈【答案】B【解析】A．由知，僅增加原線圈匝數，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發(fā)光，故A錯誤；B．由知，僅增加副線圈匝數，副線圈的輸出電壓U2增大，有可能使小燈泡正常發(fā)光，故B正確；C．由知，將原、副線圈匝數都增為原來的兩倍，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故C錯誤；D．將兩個3.8V小燈泡并聯，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓U2不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故D錯誤。故選B。7．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設備再將直流變換成交流。下列說法正確的是（）A．送電端先升壓再整流 B．用戶端先降壓再變交流C．1100kV是指交流電的最大值 D．輸電功率由送電端電壓決定【答案】A【解析】AB．升壓和降壓都需要在交流的時候才能進行，故送電端應該先升壓再整流，用戶端應該先變交流再降壓，故A正確，B錯誤；C．1100kV指的是交流電的有效值，故C錯誤；D．輸電的功率是由用戶端負載的總功率來決定的，故D錯誤。故選A。8．（2022·重慶·高考真題）低壓鹵素燈在家庭電路中使用時需要變壓器降壓。若將“”的交流鹵素燈直接通過變壓器（視為理想變壓器）接入電壓為的交流電后能正常工作，則（）A．鹵素燈兩端的電壓有效值為 B．變壓器原、副線圈的匝數比為55∶3C．流過鹵素燈的電流為 D．鹵素燈的電阻為【答案】B【解析】A．鹵素燈上標記的額定電壓即為鹵素燈兩端的電壓有效值，A錯誤；B．根據理想變壓器的原理可知B正確；C．流過鹵素燈的電流為C錯誤；D．鹵素燈是非線性元件，電阻隨著電壓不同而改變，D錯誤。故選B。9．（2022·北京·高考真題）某理想變壓器的原線圈接在的正弦交流電源上，副線圈輸出電壓為，輸出電流為。該變壓器（）A．原、副線圈的匝數之比為100∶1 B．輸入電流為C．輸入電流的最大值為 D．原、副線圈交流電的頻率之比為1∶100【答案】B【解析】A．原、副線圈的匝數之比為故A錯誤；B．根據可得輸入電流為故B正確；C．輸入電流的最大值為故C錯誤；D．變壓器不會改變交流電的頻率，故原、副線圈交流電的頻率之比為1∶1，故D錯誤。故選B。10．（2022·河北·統(tǒng)考高考真題）張家口市壩上地區(qū)的風力發(fā)電場是北京冬奧會綠色電能的主要供應地之一，其發(fā)電、輸電簡易模型如圖所示，已知風輪機葉片轉速為每秒z轉，通過轉速比為的升速齒輪箱帶動發(fā)電機線圈高速轉動，發(fā)電機線圈面積為S，匝數為N，勻強磁場的磁感應強度為B，時刻，線圈所在平面與磁場方向垂直，發(fā)電機產生的交變電流經過理想變壓器升壓后。輸出電壓為U。忽略線圈電阻，下列說法正確的是（）A．發(fā)電機輸出的電壓為B．發(fā)電機輸出交變電流的頻率為C．變壓器原、副線圈的匝數比為D．發(fā)電機產生的瞬時電動勢【答案】C【解析】B．發(fā)電機線圈的轉速為nz，輸出交變電流的頻率為B錯誤；A．線圈繞垂直于磁場的軸勻速轉動，產生的為正弦交流電，最大值為輸出電壓的有效值為A錯誤；C．變壓器原、副線圈的匝數比為C正確；D．發(fā)電機產生的瞬時電動勢為D錯誤。故選C。11．（2022·湖南·統(tǒng)考高考真題）如圖，理想變壓器原、副線圈總匝數相同，滑動觸頭P1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R1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V的示數為U，理想電流表A的示數為I。下列說法正確的是（）A．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，I減小，U不變B．保持P1位置不變，P2向左緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率增大C．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，I減小，U增大D．保持P2位置不變，P1向下緩慢滑動的過程中，R1消耗的功率減小【答案】B【解析】AB．由題意可知，原副線圈的匝數比為，則副線圈的電流為，根據歐姆定律可得副線圈的電壓有效值為則變壓器原線圈的電壓有效值為設輸入交流電的電壓有效值為，則可得保持位置不變，向左緩慢滑動的過程中，不斷變大，根據歐姆定律可知變壓器原線圈的電壓有效值變大，輸入電壓有效值不變，則兩端的電壓不斷變小，則電壓表示數變小，原線圈的電壓電流都變大，則功率變大，根據原副線圈的功率相等，可知消耗的功率增大，故B正確，A錯誤；CD．設原副線圈的匝數比為，同理可得則整理可得保持位置不變，向下緩慢滑動的過程中，不斷變大，則變小，對由歐姆定律可知可知不斷變小，根據原副線圈的功率相等可知消耗的功率整理可得可知時，消耗的功率有最大值，可知消耗的功率先增大，后減小，故CD錯誤。故選B。12．（2022·山東·統(tǒng)考高考真題）如圖所示的變壓器，輸入電壓為，可輸出、、電壓，匝數為的原線圈中電壓隨時間變化為．單匝線圈繞過鐵芯連接交流電壓表，電壓表的示數為。將阻值為的電阻R接在兩端時，功率為。下列說法正確的是（）A．n1為1100匝，為B．間線圈匝數為120匝，流過R的電流為C．若將R接在兩端，R兩端的電壓為，頻率為D．若將R接在兩端，流過R的電流為，周期為【答案】D【解析】A．變壓器的輸入電壓為220V，原線圈的交流電的電壓與時間成余弦函數關系，故輸入交流電壓的最大值為，根據理想變壓器原線圈與單匝線圈的匝數比為解得原線圈為2200匝，A錯誤；B．根據圖像可知，當原線圈輸入220V時，BC間的電壓應該為12V，故BC間的線圈匝數關系有BC間的線圈匝數為120匝，流過R的電流為B錯誤；C．若將R接在AB端，根據圖像可知，當原線圈輸入220V時，AB間的電壓應該為18V。根據交流電原線圈電壓的表達式可知，交流電的角速度為，故交流電的頻率為C錯誤；D．若將R接在AC端，根據圖像可知，當原線圈輸入220V時，AC間的電壓應該為30V，根據歐姆定律可知，流過電阻R的電流為交流電的周期為D正確。故選D。13．（2021·重慶·高考真題）某電動牙刷的充電裝置含有變壓器，用正弦交流電給此電動牙刷充電時，原線圈兩端的電壓為，副線圈兩端的電壓為，副線圈的電流為，若將該變壓器視為理想變壓器，則（）A．原、副線圈匝數之比為 B．原線圈的電流為C．副線圈兩端的電壓最大值為 D．原、副線圈的功率之比為【答案】B【解析】A．由理想變壓器的變壓公式，可知原副線圈匝數之比為A錯誤；B．由理想變壓器的變流公式解得原線圈電流B正確；C．根據有效值與最大值的關系可知，副線圈兩端的電壓最大值C錯誤；D．根據理想變壓器輸出功率大于輸入功率可知，原副線圈的功率之比為，D錯誤。故選B。14．（2021·福建·統(tǒng)考高考真題）某住宅小區(qū)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．A1增大，V2不變，V3增大B．A1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【解析】不考慮變壓器的輸入電壓隨負載變化，即變壓器原線圈的輸入電壓不變，根據可知，變壓器副線圈的輸出電壓不變；當住戶使用的用電器增加時，即用戶的總電阻變小，由可知，副線圈的電流變大，而由可知V3減?。挥衫硐胱儔浩鞯脑砜芍€圈的電流變大；故綜合上述分析可知A1增大，A2增大，V2不變，V3減??；故選D。15．（2021·湖北·統(tǒng)考高考真題）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A1示數減小 B．電流表A2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〖祥解〗本題考查含理想變壓器電路的動態(tài)分析?！窘馕觥緼B．由于原線圈所接電壓恒定，匝數比恒定，故變壓器副線圈的輸出電壓恒定，變阻器的滑片從a端向b端緩慢移動的過程中，由數學知識可知，變壓器副線圈所接的電阻值逐漸增大，則由歐姆定律得可知副線圈的電流逐漸減小，由可知變壓器原線圈的電流I1也逐漸減小，故A正確，B錯誤；C．原線圈的輸入功率為由于I1逐漸減小，則原線圈的輸入功率逐漸減小，故C錯誤；D．由于副線圈的電流逐漸減小，則定值電阻與變阻器右半部分并聯的總電流減小，又與定值電阻并聯的變阻器右半部分的電阻值減小，則由并聯分流規(guī)律可知，流過定值電阻的電流逐漸減小，則由公式可知，定值電阻R消耗的電功率逐漸減小，故D錯誤。故選A。16．（2021·廣東·高考真題）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0.05V，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（）A．交流電的頻率為10HzB．副線圈兩端電壓最大值為3VC．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【解析】A．周期是T=0.2s，頻率是故A錯誤；B．由理想變壓器原理可知解得，副線兩端的最大電壓為故B正確；C．根據法拉第電磁感應定律可知，永磁鐵磁場強，線圈中產生的感應電動勢越大，變壓器的輸入電壓會越大，故C錯誤；D．由理想變壓器原理可知，充電電路的輸入功率等于變壓器的輸入功率，故D錯誤。故選B。17．（2021·湖南·高考真題）如圖，理想變壓器原、副線圈匝數比為，輸入端、接入電壓有效值恒定的交變電源，燈泡L1、L2的阻值始終與定值電阻的阻值相同。在滑動變阻器的滑片從端滑動到端的過程中，兩個燈泡始終發(fā)光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（）A．L1先變暗后變亮，L2一直變亮B．L1先變亮后變暗，L2一直變亮C．L1先變暗后變亮，L2先變亮后變暗D．L1先變亮后變暗，L2先變亮后變暗【答案】A【解析】副線圈的總電阻為解得則滑動變阻器R的滑片從a端滑到b端過程中，副線圈的總電阻選增大后減小，根據等效電阻關系有則等效電阻先增大后減小，由歐姆定律有，先減小后增大，先減小后增大，則先變暗后變亮，根據，由于先減小后增大，則副線圈的電壓先增大后減小，通過L2的電流為則滑動變阻器R的滑片從a端滑到b端過程中，逐漸減小，副線圈的電壓增大過程中增大；在副線圈的電壓減小過程中，通過R0的電流為逐漸增大，則越來越小，則則先變暗后變亮，一直變亮；故選A。18．（2020·北京·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，理想變壓器原線圈接在的交流電源上，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S后（）A．電流表的示數減小B．電壓表的示數減小C．電壓表的示數不變D．電流表的示數不變【答案】A【解析】開關S閉合時，副線圈總的電阻減小，由于變壓器的匝數比和輸入的電壓都不變，所以輸出的電壓也不變，即V1示數不變，但因副線圈的總電阻減小，則副線圈的總電流增大，則原線圈的電流增大，故A1的示數變大；由于副線圈的電流增大，故串聯在副線圈的電阻R兩端的電壓增大，而副線圈的總電壓不變，所以副線圈并聯部分的電壓減小，即的示數減小，故電流表的示數減小，故A正確，BCD錯誤。故選A。19．（2020·山東·統(tǒng)考高考真題）圖甲中的理想變壓器原、副線圈匝數比n1：n2=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15Ω，額定電壓為24V。定值電阻R1=10Ω、R2=5Ω，滑動變阻器R的最大阻值為10Ω。為使燈泡正常工作，滑動變阻器接入電路的電阻應調節(jié)為（）A．1Ω B．5Ω C．6Ω D．8Ω【答案】A【解析】輸電電壓的有效值為（即原線圈電壓的有效值）根據理想變壓器電壓規(guī)律可知副線圈電壓有效值為燈泡正常工作，根據歐姆定律可知分壓為，則通過燈泡的電流，即副線圈部分的干路電流為根據串聯分壓規(guī)律可知，和、構成的并聯電路部分的分壓為通過的電流為通過、的電流為、的分壓為解得滑動變阻器的阻值為A正確，BCD錯誤。故選A。20．（多選）（2023·海南·統(tǒng)考高考真題）下圖是工廠利用的交流電給照明燈供電的電路，變壓器原線圈匝數為1100匝，下列說法正確的是（

）

A．電源電壓有效值為 B．交變電流的周期為C．副線圈匝數為180匝 D．副線圈匝數為240匝【答案】BC【解析】A．電源電壓的有效值選項A錯誤；B．交流電的周期選項B正確；CD．根據可得副線圈匝數匝選項C正確，D錯誤。故選BC。21．（多選）（2022·天津·高考真題）如圖所示，兩理想變壓器間接有電阻R，電表均為理想交流電表，a、b接入電壓有效值不變的正弦交流電源。閉合開關S后（

）A．R的發(fā)熱功率不變 B．電壓表的示數不變C．電流表的示數變大 D．電流表的示數變小【答案】BC【解析】AC．閉合開關S后，負載電阻減小，匝數為的線圈輸出功率變大，匝數為的線圈輸入功率也變大，a、b兩端電壓有效值不變，由可知電流表的示數變大，根據因比值不變，變大，變大，因此，R的發(fā)熱功率變大，故A錯誤，C正確；B．根據理想變壓器電壓比等于匝數比可知輸出電壓不變，電壓表的示數不變，故B正確；D．根據理想變壓器電流與匝數關系可得，由于匝數均保持不變，增大，所以、增大，故電流表的示數變大，故D錯誤。故選BC。22．（多選）（2022·湖北·統(tǒng)考高考真題）近年來，基于變壓器原理的無線充電技術得到了廣泛應用，其簡化的充電原理圖如圖所示。發(fā)射線圈的輸入電壓為220V、匝數為1100匝，接收線圈的匝數為50匝。若工作狀態(tài)下，穿過接收線圈的磁通量約為發(fā)射線圈的80%，忽略其它損耗，下列說法正確的是（）A．接收線圈的輸出電壓約為8VB．接收線圈與發(fā)射線圈中電流之比約為22:1C．發(fā)射線圈與接收線圈中交變電流的頻率相同D．穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的相同【答案】AC【解析】A．根據可得接收線圈的輸出電壓約為U2=8V；B．由于存在磁漏現象，電流比不再與匝數成反比，故B錯誤；C．變壓器是不改變其交變電流的頻率的，故C正確；D．由于穿過發(fā)射線圈的磁通量與穿過接收線圈的磁通量大小不相同，所以穿過發(fā)射線圈的磁通量變化率與穿過接收線圈的不相同，故D錯誤。故選AC。23．（多選）（2021·海南·高考真題）如圖，理想變壓器原線圈接在的交流電源上，副線圈匝數可通過滑片P來調節(jié)。當滑片P處于圖示位置時，原、副線圈的匝數比，為了使圖中“，”的燈泡能夠正常發(fā)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的電阻D．僅在副線圈電路中串聯一個阻值為的電阻【答案】BD【解析】原線圈電壓有效值則次級電壓有效值則為了使圖中“，”的燈泡能夠正常發(fā)光，則需要減小次級電壓，即僅將滑片P向下滑動；或者僅在副線圈電路中串聯一個電阻，阻值為故選BD。24．（多選）（2021·河北·高考真題）如圖，發(fā)電機的矩形線圈長為、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、和，兩個副線圈分別接有電阻和，當發(fā)電機線圈以角速度勻速轉動時，理想電流表讀數為I，不計線圈電阻，下列說法正確的是（）A．通過電阻的電流為 B．電阻兩端的電壓為C．與的比值為 D．發(fā)電機的功率為【答案】BC【解析】AB．由題知理想電流表讀數為I，則根據歐姆定律U1=IR1根據變壓器電壓與匝數的關系有，代入數據有U0=，U2=再由歐姆定律有U2=I2R2可計算出I2=綜上可知，A錯誤、B正確；C．由于矩形線圈產生的交變電流直接輸入原線圈，則有Emax=NB2L2ω，U0==NBL2ω由選項AB知U0=則C正確；D．由于變壓器為理想變壓器則有P0=P1+P2=U1I+U2I2=I2R1+U2I2代入選項ABC公式有P0=由于矩形線圈產生的交變電流直接輸入原線圈，則發(fā)電機的功率為P0，D錯誤。故選BC。25．（多選）（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）在圖（a）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，R1、R2、R3均為固定電阻，R2=10，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（b）所示。下列說法正確的是（）A．所用交流電的頻率為50Hz B．電壓表的示數為100VC．電流表的示數為1.0A D．變壓器傳輸的電功率為15.0W【答案】AD【解析】A．交流電的頻率為A正確；B．通過電流的有效值為兩端即副線圈兩端的電壓，根據歐姆定律可知根據理想變壓器的電壓規(guī)律可知原線圈的電壓電阻兩端分壓即為電壓表示數，即B錯誤；C．電流表的示數為C錯誤；D．副線圈中流過的總電流為變壓器原副線圈傳輸的功率為D正確。故選AD。26.（2020·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，某小型水電站發(fā)電機的輸出功率，發(fā)電機的電壓，經變壓器升壓后向遠處輸電，輸電線總電阻，在用戶端用降壓變壓器把電壓降為。已知輸電線上損失的功率，假設兩個變壓器均是理想變壓器，下列說法正確的是（）A．發(fā)電機輸出的電流B．輸電線上的電流C．降壓變壓器的匝數比D．用戶得到的電流【答案】C【解析】A．根據電功率公式發(fā)電機輸出電流A錯誤；B．輸電線上損失功率，由可得故B錯誤；C．降壓變壓器原副線圈得到的功率為P4=P-P線=95kW根據理想變壓器電流與線圈匝數成反比關系，可得C正確；D．用戶得到的功率為，用戶得到的電流D錯誤。故選C。27.（2020·浙江·高考真題）如圖所示，甲乙兩圖中的理想變壓器以不同的方式接在高壓電路中。甲圖中變壓器原副線圈的匝數比為，電壓表讀數為U，乙圖中變壓器原副線圈的匝數比為，電流表讀數為I。則甲圖中高壓線電壓和乙圖中高壓線電流分別為（

）A．， B．， C．， D．，【答案】B【解析】根據理想變壓器的電壓和電流規(guī)律：解得甲圖中高壓線電壓為乙圖中高壓線電流為故B正確，ACD錯誤。故選B。28．（多選）（2021·山東·高考真題）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。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；接2時，匝數比為1∶2，R上的功率為P。以下判斷正確的是（）A． B．C． D．【答案】BD【解析】當開關S接1時，左側變壓器次級電壓U2=3×7.5V=22.5V電阻R上的電壓，即右側變壓器的次級電壓電流則右側變壓器初級電壓電流則當開關S接2時，設輸電電流為I，則右側變壓器的次級電流為0.5I；右側變壓兩邊電壓關系可知解得I=3A則R上的功率故選BD。29．（多選）（2020·全國·統(tǒng)考高考真題）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?P，到達B處時電壓下降了?U。在保持A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?yōu)?P′，到達B處時電壓下降了?U′。不考慮其他因素的影響，則（）A．?P′=?P B．?P′=?P C．?U′=?U D．?U′=?U【答案】AD【解析】輸電線上損失的功率ΔP＝()2·r損失的電壓ΔU＝·r當輸送電壓變?yōu)樵瓉淼?倍，損失的功率變?yōu)樵瓉淼模处′＝ΔP損失的電壓變?yōu)樵瓉淼?，即ΔU′＝ΔU故選AD。專題17交變電流考點五年考情（2020-2024）命題趨勢考點1交變電流2020年海南卷、浙江卷；2021年天津卷、遼寧卷、北京卷、江蘇卷、浙江卷；2022年浙江卷、海南卷、廣東卷、重慶卷；2023年浙江卷、湖南卷；2024年河北卷、全國卷、廣東卷、湖北卷等交變電流是高中物理中的一個重要概念，也是高考中的一個常見考點。基礎知識考查：高考中對交變電流的考查往往從基礎知識入手，如交變電流的定義、產生條件、圖像表示、周期與頻率、峰值與有效值等。這些基本概念和規(guī)律是理解和分析交變電流問題的基礎，因此在高考中占有重要地位。圖像分析：交變電流的圖像能夠直觀地展示電流隨時間的變化規(guī)律，因此對圖像的分析也是高考中的一個重要方面?？忌枰軌驈膱D像中提取出峰值、周期等關鍵信息，并利用這些信息進行進一步的計算和分析。函數表達式：正弦交變電流的函數表達式是描述電流隨時間變化的數學公式，也是高考中的一個考點?？忌枰莆杖绾胃鶕o定的條件寫出正確的函數表達式，以及如何通過表達式求出峰值、有效值、變壓器的工作原理等等。實際應用：交變電流在實際生活中有著廣泛的應用，如遠距離輸電系統(tǒng)、電子技術等。高考命題可能會結合實際應用場景，考查學生對交變電流知識的應用能力。綜合考查：高考中對交變電流的考查也可能與其他知識點結合，如電磁感應、電路分析等，形成綜合性的題目，考查學生的綜合分析能力。實驗探究：實驗探究也是高考中的一個重要環(huán)節(jié)，可能會要求學生通過實驗來驗證或探究交變電流的相關規(guī)律，培養(yǎng)學生的實驗操作能力和數據分析能力?？偟膩碚f，高考對交變電流的命題趨勢是注重基礎知識的掌握、圖像分析能力的培養(yǎng)、函數表達式的應用、實際應用場景的考查以及綜合分析能力的提升?？忌趥淇歼^程中需要全面復習，不僅要掌握理論知識，還要學會如何將這些知識應用到實際問題的分析和解決中?？键c2變壓器及遠距離輸電2020年全國卷、山東卷、北京卷、浙江卷；2021年湖北卷、海南卷、廣東卷、河北卷、福建卷、山東卷、湖南卷、重慶卷；2022年重慶卷、北京卷、河北卷、湖南卷、山東卷、天津卷、湖北卷；2023年浙江卷、北京卷、山東卷、海南卷；2024年湖南卷、全國卷、浙江卷、遼寧卷等考點01交變電流1.(2024·河北·高考卷)為兩個完全相同的定值電阻，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內產生的熱量之比為（）A. B. C. D.【答案】B【解析】根據有效值的定義可知圖1的有效值的計算為解得圖二的有效值為接在阻值大小相等的電阻上，因此故選B。2.（多選）（2024·全國新課標·高考卷）電動汽車制動時可利用車輪轉動將其動能轉換成電能儲存起來。車輪轉動時帶動磁極繞固定的線圈旋轉，在線圈中產生電流。磁極勻速轉動的某瞬間，磁場方向恰與線圈平面垂直，如圖所示。將兩磁極間的磁場視為勻強磁場，則磁極再轉過90°時，線圈中（）A.電流最小 B.電流最大C.電流方向由P指向Q D.電流方向由Q指向P【答案】BD【解析】如圖開始線圈處于中性面位置，當磁極再轉過90°時，此時穿過線圈的磁通量為0，故可知電流最大；在磁極轉動的過程中，穿過線圈的磁通量在減小，根據楞次定律可知，此時感應電流方向由Q指向P。故選BD。3.（2024·廣東·高考卷）將阻值為的電阻接在正弦式交流電源上。電阻兩端電壓隨時間的變化規(guī)律如圖所示。下列說法正確的是（）A.該交流電的頻率為B.通過電阻電流的峰值為C.電阻在1秒內消耗的電能為D.電阻兩端電壓表達式為【答案】D【解析】A．由圖可知交流電的周期為0.02s，則頻率為，故A錯誤；B．根據圖像可知電壓峰值為，根據歐姆定律可知電流的峰值，故B錯誤；C．電流的有效值為所以電阻在1s內消耗的電能為，故C錯誤；D．根據圖像可知其電壓表達式為故D正確。故選D。4.（2024·湖北·高考卷）在如圖所示電路中接入正弦交流電，燈泡的電阻是燈泡的2倍。假設兩個二極管正向電阻為0、反向電阻無窮大。閉合開關S，燈泡、的電功率之比為（）A.2︰1 B.1︰1 C.1︰2 D.1︰4【答案】C【解析】兩個二極管正向電阻為0，反向電阻無窮大，二極管導通則短路并聯的燈泡，此時另一個燈泡與電源串聯，根據電路圖可知在一個完整的周期內，兩個燈泡有電流通過的時間相等都為半個周期，電壓有效值相等，則根據可知故選C。5．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）下列說法正確的是（

）A．恒定磁場對靜置于其中的電荷有力的作用B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流最大D．升壓變壓器中，副線圈的磁通量變化率大于原線圈的磁通量變化率【答案】B【解析】A．恒定磁場對速度不平行于磁感線的運動電荷才有力的作用，A錯誤；B．小磁針N極在磁場中的受力方向是該點磁感應強度的方向，B正確；C．正弦交流發(fā)電機工作時，穿過線圈平面的磁通量最大時，電流為0，C錯誤；D．根據變壓器的原理可知，副線圈中磁通量的變化率小于或等于原線圈中磁通量的變化率，D錯誤。故選B。6．（2022·浙江·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，甲圖是一種手搖發(fā)電機及用細短鐵絲顯示的磁場分布情況，搖動手柄可使對稱固定在轉軸上的矩形線圈轉動；乙圖是另一種手搖發(fā)電機及磁場分布情況，皮帶輪帶動固定在轉軸兩側的兩個線圈轉動。下列說法正確的是（）A．甲圖中線圈轉動區(qū)域磁場可視為勻強磁場B．乙圖中線圈轉動區(qū)域磁場可視為勻強磁場C．甲圖中線圈轉動時產生的電流是正弦交流電D．乙圖線圈勻速轉動時產生的電流是正弦交流電【答案】A【解析】A．甲圖中細短鐵絲顯示的磁場分布均勻，則線圈轉動區(qū)域磁場可視為勻強磁場，故A正確；B．乙圖中細短鐵絲顯示的磁場分布不均勻，則線圈轉動區(qū)域磁場不能看成勻強磁場，故B錯誤；C．根據發(fā)電機原理可知甲圖中線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的轉軸勻速轉動時才能產生正弦交流電，故C錯誤；D．乙圖中是非勻強磁場，則線圈勻速轉動時不能產生正弦交流電，故D錯誤；故選A。7．（2023·浙江·統(tǒng)考高考真題）我國1100kV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設備將交流變換成直流，用戶端用“逆變”設備再將直流變換成交流。下列說法正確的是（）A．送電端先升壓再整流 B．用戶端先降壓再變交流C．1100kV是指交流電的最大值 D．輸電功率由送電端電壓決定【答案】A【解析】AB．升壓和降壓都需要在交流的時候才能進行，故送電端應該先升壓再整流，用戶端應該先變交流再降壓，故A正確，B錯誤；C．1100kV指的是交流電的有效值，故C錯誤；D．輸電的功率是由用戶端負載的總功率來決定的，故D錯誤。故選A。8．（2022·重慶·高考真題）低壓鹵素燈在家庭電路中使用時需要變壓器降壓。若將“”的交流鹵素燈直接通過變壓器（視為理想變壓器）接入電壓為的交流電后能正常工作，則（）A．鹵素燈兩端的電壓有效值為 B．變壓器原、副線圈的匝數比為55∶3C．流過鹵素燈的電流為 D．鹵素燈的電阻為【答案】B【解析】A．鹵素燈上標記的額定電壓即為鹵素燈兩端的電壓有效值，A錯誤；B．根據理想變壓器的原理可知B正確；C．流過鹵素燈的電流為C錯誤；D．鹵素燈是非線性元件，電阻隨著電壓不同而改變，D錯誤。故選B。6．（2022·海南·高考真題）一個有N匝的矩形線框，面積為S，以角速度從如圖所示的位置開始，在勻強磁場B中勻速轉動，則產生的感應電動勢隨時間變化的圖像是（

）A． B．C． D．【答案】A【解析】圖示位置線框處于與中性面垂直的平面，豎直長邊垂直切割磁感線，此時產生的感應電動勢最大為根據正弦式交變電流的表達式可知感應電動勢隨時間的變化關系為故選A。7．（2022·廣東·高考真題）圖是簡化的某種旋轉磁極式發(fā)電機原理圖。定子是僅匝數n不同的兩線圈，，二者軸線在同一平面內且相互垂直，兩線圈到其軸線交點O的距離相等，且均連接阻值為R的電阻，轉子是中心在O點的條形磁鐵，繞O點在該平面內勻速轉動時，兩線圈輸出正弦式交變電流。不計線圈電阻、自感及兩線圈間的相互影響，下列說法正確的是（）A．兩線圈產生的電動勢的有效值相等 B．兩線圈產生的交變電流頻率相等C．兩線圈產生的電動勢同時達到最大值 D．兩電阻消耗的電功率相等【答案】B【解析】AD．根據可得兩線圈中磁通量的變化率相等，但是匝數不等，則產生的感應電動勢最大值不相等，有效值也不相等；根據可知，兩電阻的電功率也不相等，選項AD錯誤；B．因兩線圈放在同一個旋轉磁鐵的旁邊，則兩線圈產生的交流電的頻率相等，選項B正確；C．當磁鐵的磁極到達一線圈附近時，一個線圈的磁通量最大，感應電動勢為0，另一個線圈通過的磁通量最小，感應電動勢最大，可知兩線圈產生的感應電動勢不可能同時達到最大值，選項C錯誤。故選B。8．（2021·遼寧·統(tǒng)考高考真題）如圖所示，N匝正方形閉合金屬線圈abcd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OO′以角速度ω勻速轉動，ab邊距軸。線圈中感應電動勢的有效值為（）A． B． C． D．【答案】B【解析】交流電的最大值和兩條邊到轉軸的距離無關，為因此有效值為故選B。9．（2021·天津·高考真題）如圖所示，閉合開關后，的電阻兩端的交流電壓為，電壓表和電流表均為理想交流電表，則（）A．該交流電周期為 B．電壓表的讀數為C．電流表的讀數為 D．電阻的電功率為【答案】C【解析】A．該交流電的周期B．電壓表的讀數為交流電的有效值，即選項B錯誤；C．電流表的讀數為選項C正確；D．電阻的電功率為選項D錯誤。故選C。10．（2021·北京·高考真題）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t0.4s時電流改變方向 B．該交變電流的周期為0.5sC．該交變電流的表達式為 D．該交變電流的有效值為【答案】C【解析】A．由圖可知t0.4s時電流為正方向最大，電流方向沒有發(fā)生變化，故A錯誤；B．由圖可知，該交變電流的周期為T=0.4s，故B錯誤；C．由圖可知，電流的最大值為，角速度為故該交變電流的表達式為故C正確；D．該交變電流的有效值為故D錯誤。故選C。11．（2021·浙江·高考真題）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和最大值相同，則實線所對應的交流電的有效值U滿足（）A． B． C． D．【答案】D【解析】因虛線是正弦交流電的圖像，則該交流電的有效值為由圖可知，在任意時刻，實線所代表的交流電的瞬時值都不大于虛線表示的正弦交流電的瞬時值，則實線所代表的交流電的有效值小于虛線表示的正弦交流電的有效值，則故選D。12．（2020·海南·統(tǒng)考高考真題）圖甲、乙分別表示兩種電流的波形，其中圖乙所示電流按正弦規(guī)律變化，分別用和表示甲和乙兩電流的有效值，則（

）A． B．C． D．【答案】D【解析】對圖甲的交流電分析，可知一個周期內交流電的電流方向變化，而電流的大小不變，故圖甲的電流有效值為；對圖乙的交流電分析可知，其為正弦式交流電，故其有效值為，故，故選D。13．（多選）（2023·湖南·統(tǒng)考高考真題）某同學自制了一個手搖交流發(fā)電機，如圖所示。大輪與小輪通過皮帶傳動（皮帶不打滑），半徑之比為，小輪與線圈固定在同一轉軸上。線圈是由漆包線繞制而成的邊長為的正方形，共匝，總阻值為。磁體間磁場可視為磁感應強度大小為的勻強磁場。大輪以角速度勻速轉動，帶動小輪及線圈繞轉軸轉動，轉軸與磁場方向垂直。線圈通過導線、滑環(huán)和電刷連接一個阻值恒為的燈泡。假設發(fā)電時燈泡能發(fā)光且工作在額定電壓以內，下列說法正確的是（

）

A．線圈轉動的角速度為B．燈泡兩端電壓有效值為C．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈，則燈泡兩端電壓有效值為D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，則燈泡變得更亮【答案】AC【解析】A．大輪和小輪通過皮帶傳動，線速度相等，小輪和線圈同軸轉動，角速度相等，根據根據題意可知大輪與小輪半徑之比為，則小輪轉動的角速度為，線圈轉動的角速度為，A正確；B．線圈產生感應電動勢的最大值又聯立可得則線圈產生感應電動勢的有效值根據串聯電路分壓原理可知燈泡兩端電壓有效值為B錯誤；C．若用總長為原來兩倍的相同漆包線重新繞制成邊長仍為的多匝正方形線圈，則線圈的匝數變?yōu)樵瓉淼?倍，線圈產生感應電動勢的最大值此時線圈產生感應電動勢的有效值根據電阻定律可知線圈電阻變?yōu)樵瓉淼?倍，即為，根據串聯電路分壓原理可得燈泡兩端電壓有效值C正確；D．若僅將小輪半徑變?yōu)樵瓉淼膬杀?，根據可知小輪和線圈的角速度變小，根據可知線圈產生的感應電動勢有效值變小，則燈泡變暗，D錯誤。故選AC。14．（多選）（2021·浙江·統(tǒng)考高考真題）發(fā)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OO’軸轉動，阻值為R的電阻兩端的電壓如圖乙所示。其它電阻不計，圖乙中的Um為已知量。則金屬框轉動一周（）A．框內電流方向不變 B．電動勢的最大值為UmC．流過電阻的電荷 D．電阻產生的焦耳熱【答案】BD【解析】A．當線框轉動時，框內電流方向每經過中性面一次都要變化一次，而線圈和外電路接點處通過換向器，保證電流的方向不發(fā)生變化，從而使加在電阻兩端的電壓方向保持不變，A錯誤；B．由圖乙可知，電動勢的最大值為Um，B正確；C．線圈轉過半周，則流過電阻的電荷量為則金屬框轉過一周流過電阻的電荷量為C錯誤；D．因為則金屬框轉過一周電阻產生的焦耳熱D正確。故選BD。15．（2021·江蘇·高考真題）貫徹新發(fā)展理念，我國風力發(fā)電發(fā)展迅猛，2020年我國風力發(fā)電量高達4000億千瓦時。某種風力發(fā)電機的原理如圖所示，發(fā)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，線圈的匝數為100、面積為，電阻為，若磁體轉動的角速度為，線圈中產生的感應電流為。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）；（2）【解析】（1）電動勢的最大值有效值解得帶入數據得（2）輸出電壓輸出功率解得代入數據得16．（2020·浙江·高考真題）如圖甲所示，在水平面內，固定放置著間距為l的兩平行金屬直導軌，其間連接有阻值為R的電阻，電阻兩端連接示波器（內阻可視為無窮大），可動態(tài)顯示電阻R兩端的電壓。兩導軌間存在大小為B、方向垂直導軌平面的勻強磁場。時一質量為m、長為l的導體棒在外力F作用下從。位置開始做簡諧運動，觀察到示波器顯示的電壓隨時間變化的波形是如圖乙所示的正弦曲線。取，則簡諧運動的平衡位置在坐標原點O。不計摩擦阻力和其它電阻，導體棒始終垂直導軌運動。（提示：可以用圖象下的“面積”代表力F所做的功）（1）求導體棒所受到的安培力隨時間t的變化規(guī)律；（2）求在0至0.25T時間內外力F的沖量；（3）若時外力，求外力與安培力大小相等時棒的位置坐標和速度?！敬鸢浮?1)(2)(3)和；和；和【解析】（1）由顯示的波形可得安培力隨時間變化規(guī)律：（2）安培力的沖量：由動量定理，有：解得：（3）棒做簡諧運動，有：當時：當時，設，根據動能定理：解得：和；和考點02變壓器及遠距離輸電1.（多選）（2024·全國甲卷·高考真題）如圖，理想變壓器的副線圈接入電路的匝數可通過滑動觸頭T調節(jié)，副線圈回路接有滑動變阻器R、定值電阻和、開關S。S處于閉合狀態(tài)，在原線圈電壓不變的情況下，為提高的熱功率，可以（）A.保持T不動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動B.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片位置不變C.將T向a端移動，滑動變阻器R的滑片向f端滑動D.將T向b端移動，滑動變阻器R的滑片向e端滑動【答案】AC【解析】A．保持T不動，根據理想變壓器的性質可知副線圈中電壓不變，當滑動變阻器R的滑片向f端滑動時，R與串聯后的總電阻減小，電流增大，根據可知此時熱功率增大，故A正確；B．將T向b端移動，副線圈匝數變小，故副線圈兩端電壓變小，滑動變阻器R的滑片位置不變時，通過的電流減小，故熱功率減小，故B錯誤；C．將T向a端移動，副線圈匝數增加，故副線圈兩端電壓變大，滑動變阻器R的滑片向f端滑動，R與串聯后的總電阻減小，電流增大，此時熱功率增大，故C正確；D．將T向b端移動，副線圈匝數減少，故副線圈兩端電壓變小，滑動變阻器R的滑片向e端滑動，R與串聯后的總電阻增大，電流減小，此時熱功率減小，故D錯誤。故選AC。2.（2024·浙江1月·高考真題）如圖為某燃氣灶點火裝置的原理圖。直流電經轉換器輸出的交流電，經原、副線圈匝數分別為和的變壓器升壓至峰值大于，就會在打火針和金屬板間引發(fā)電火花，實現點火。下列正確的是（）A.B.C.用電壓表測原線圈兩端電壓，示數為D.副線圈輸出交流電壓的頻率是【答案】B【解析】AB．原線圈兩端電壓的有效值根據電壓匝數關系有變壓器副線圈電壓的峰值根據題意有解得，，故A錯誤，B正確；C．用電壓表測原線圈兩端電壓，電壓表測的是有效值，則示數為，故C錯誤；D．根據解得變壓器不改變頻率，則副線圈輸出交流電壓的頻率是，故D錯誤。故選B。3.（2024·湖南·高考真題）根據國家能源局統(tǒng)計，截止到2023年9月，我國風電裝機4億千瓦，連續(xù)13年居世界第一位，湖南在國內風電設備制造領域居于領先地位。某實驗小組模擬風力發(fā)電廠輸電網絡供電的裝置如圖所示。已知發(fā)電機轉子以角速度勻速轉動，升、降壓變壓器均為理想變壓器，輸電線路上的總電阻可簡化為一個定值電阻。當用戶端接一個定值電阻R時，上消耗的功率為P。不計其余電阻，下列說法正確的是（

）A．風速增加，若轉子角速度增加一倍，則上消耗的功率為4PB．輸電線路距離增加，若阻值增加一倍，則消耗的功率為4PC．若升壓變壓器的副線圈匝數增加一倍，則上消耗的功率為8PD．若在用戶端再并聯一個完全相同的電阻R，則上消耗的功率為6P【答案】A【解析】如圖為等效電路圖，設降壓變壓器的原副線圈匝數比為，則輸電線上的電流為轉子在磁場中轉動時產生的電動勢為A．當轉子角速度增加一倍時，升壓變壓器原副線圈兩端電壓都增加一倍，輸電線上的電流變?yōu)?，故上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故A正確；C．升壓變壓器副線圈匝數增加一倍，副線圈兩端電壓增加一倍，輸電線上的電流增加一倍，故上消耗的電功率變?yōu)樵瓉淼?倍，故C錯誤；B．若阻值增加一倍，輸電線路上的電流消耗的功率，故B錯誤；D．若在用戶端并聯一個完全相同的電阻R，用戶端電阻減為原來的一半，輸電線上的電流為，消耗的功率，故D錯誤。故選A。4.（2024·遼寧·高考真題）如圖，理想變壓器原、副線圈的匝數比為n1：n2=5：1，原線圈接在電壓峰值為Um的正弦交變電源上，副線圈的回路中接有阻值為R的電熱絲，電熱絲密封在絕熱容器內，容器內封閉有一定質量的理想氣體。接通電路開始加熱，加熱前氣體溫度為T0。（1）求變壓器的輸出功率P；（2）已知該容器內的氣體吸收的熱量Q與其溫度變化量ΔT成正比，即Q=CΔT，其中C已知。若電熱絲產生的熱量全部被氣體吸收，要使容器內的氣體壓強達到加熱前的2倍，求電熱絲的通電時間t?！敬鸢浮浚?）；（2）【解析】（1）由原線圈正弦交流電的峰值可知變壓器輸入電壓有效值為設變壓器副線圈的輸出電壓為U2，根據理想變壓器的電壓與匝數之間的關系有聯立解得理想變壓器輸出功率等于R的熱功率，即（2）設加熱前容器內氣體壓強為p0，則加熱后氣體的壓強為2p0，溫度為T2，容器內的氣體做等容變化，則有由知氣體吸收的熱量根據熱力學第一定律，氣體的體積不變，所以W=0，容器是絕熱容器，則電熱絲產生的熱量全部被氣體吸收聯立整理得解得5．（2023·山東·統(tǒng)考高考真題）某節(jié)能儲能輸電網絡如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW。降壓變壓器的匝數比n3：n4=50：1，輸電線總電阻R=62.5Ω。其余線路電阻不計，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（

）

A．發(fā)電機的輸出電流為368A B．輸電線上損失的功率為4.8kWC．輸送給儲能站的功率為408kW D．升壓變壓器的匝數比n1：n2=1：44【答案】C【解析】A．由題知，發(fā)電機的輸出電壓U1=250V，輸出功率500kW，則有A錯誤；BD．由題知，用戶端電壓U4=220V，功率88kW，則有P′=U4I4聯立解得I4=400A，I3=8A，U3=11000V則輸電線上損失的功率為P損=I32R=4kW且U2=U3＋I3R=11500V再根據，解得BD錯誤；C．根據理想變壓器無功率損失有P=U2I3＋P儲代入數據有P儲=408kWC正確。故選C。6．（2023·北京·統(tǒng)考高考真題）自制一個原、副線圈匝數分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可能使小燈泡正常發(fā)光的是（

）A．僅增加原線圈匝數 B．僅增加副線圈匝數C．將原、副線圈匝