文档内容
专题 12 交变电流
考点 五年考情（2021-2025） 命题趋势
考点1 描述交 选择题主导，综合题向实际应用延伸
变电流的物理 2021、2022、2023、2024、2025 聚焦基础概念与模型分析。通过线圈转动
量 模型考查交变电流的有效值计算，需结合
考点2 电感和 法拉第电磁感应定律与正弦函数规律。计
电容对交变电 2024 算题则常与变压器、远距离输电等实际问
流的影响 题结合，以特高压直流输电为背景，要求
分析输电过程中的功率损耗与电压变换，
考点3 变压器 2021、2022、2024、2025 需联立理想变压器公式与焦耳定律。实验
题则侧重变压器原理的探究，核心规律深
度整合，模型复杂度提升
变压器动态分析：命题从单一变压器
扩展至多变压器系统，要求分析升压变压
器的匝数比与输出电压关系，需结合实际
电路中的能量损耗进行修正。有效值计算
与非正弦交变电流：高频考点从正弦交变
考点4 远距离
2023 电流扩展至复杂波形。
输电
远距离输电与能量守恒：试题常通过
多过程问题考查守恒定律的灵活运用，联
立动能定理与动量定理，分析离子在复合
场中的轨迹调控，涉及动量守恒与能量损
耗的双重约束。
考点01 描述交变电流的物理量
1．（2025·浙江·1月选考）如图1所示，在平面内存在一以O为圆心、半径为r的圆形区域，其中存在一
方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B随时间变化如图2所示，周期为3t 。变化的磁场在空间产生
0
感生电场，电场线为一系列以O为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面
内，有以O为圆心的半径为2r的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为0.5r的导电圆环Ⅱ，电阻均为
R，圆心O对圆环Ⅱ上P、Q两点的张角φ=30°；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝
1 / 12
学科网（北京）股份有限公司缘，且不计相互影响，则（ ）
√3πr2B
A．圆环I中电流的有效值为 0
Rt
0
B
B．t=1.5t 时刻直导线CD电动势为πr2 0
0 t
0
πr2B
C．t=0.5t 时刻圆环Ⅱ中电流为 0
0 12Rt
0
1 B
D．t=0.5t 时刻圆环Ⅱ上PQ间电动势为 πr2 0
0 12 t
0
2．（2024·浙江·1月选考）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u=5sin100πt(V)
的交流电，经原、副线圈匝数分别为n 和n 的变压器升压至峰值大于10kV，就会在打火针和金属板间
1 2
引发电火花，实现点火。下列正确的是（ ）
n 7
A． 2 <
n 20000
1
n 1
B． 1 <
n 2000
2
C．用电压表测原线圈两端电压，示数为5V
D．副线圈输出交流电压的频率是100Hz
3．（2023·浙江·1月选考）如图1所示，刚性导体线框由长为L、质量均为m的两根竖杆，与长为2l的两
轻质横杆组成，且L≫2l。线框通有恒定电流I ，可以绕其中心竖直轴转动。以线框中心O为原点、
0
转轴为z轴建立直角坐标系，在y轴上距离O为a处，固定放置一半径远小于a，面积为S、电阻为R
的小圆环，其平面垂直于y轴。在外力作用下，通电线框绕转轴以角速度ω匀速转动，当线框平面与
xOz平面重合时为计时零点，圆环处的磁感应强度的y分量B 与时间的近似关系如图2所示，图中B 已
y 0
知。
π
（1）求0到 时间内，流过圆环横截面的电荷量q；
ω
2 / 12
学科网（北京）股份有限公司2π
（2）沿y轴正方向看以逆时针为电流正方向，在0~ 时间内，求圆环中的电流与时间的关系；
3ω
（3）求圆环中电流的有效值；
π Δω
（4）当撤去外力，线框将缓慢减速，经
时间角速度减小量为Δω( ≪1)
，设线框与圆环的
ω ω
能量转换效率为k，求Δω的值（当0 m D．U< m
2 2 2 2
考点02 电感和电容对交变电流的影响
6．（2024·浙江·6月选考）理想变压器的原线圈通过a 或b与频率为f、电压为u的交流电源连接，副线圈
接有三个支路，如图所示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当S接a时，三个灯泡均发光。若
（ ）
A．电容C增大，L 灯泡变亮 B．频率f增大，L 灯泡变亮
1 2
C．R 上光照增强，L 灯泡变暗 D．S接到b时，三个泡均变暗
G 3
考点03 变压器
7．（2025·浙江·1月选考）有关下列四幅图的描述，正确的是（ ）
A．图1中，U :U =n :n
1 2 2 1
B．图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大
C．图3中，电容器中电场的能量正在增大
D．图4中，增大电容C，调谐频率增大
8．（2024·浙江·6月选考）下列说法正确的是（ ）
A．中子整体呈电中性但内部有复杂结构
B．真空中的光速在不同的惯性参考系中大小都相同
C．增加接收电路的线圈匝数，可接收更高频率的电台信号
D．分子间作用力从斥力变为引力的过程中，分子势能先增加后减少
4 / 12
学科网（北京）股份有限公司9．（2022·浙江·6月选考）下列说法正确的是（ ）
A．恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用
B．小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大
D．升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率
10.（2021·浙江·1月选考）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的
匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图
乙中的U 为已知量。则金属框转动一周（ ）
m
A．框内电流方向不变 B．电动势的最大值为U
m
2BL2 πU BL2
C．流过电阻的电荷 D．电阻产生的焦耳热 m
R R
考点04 远距离输电
11．（2023·浙江·6月选考）我国1100kV特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成直
流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（ ）
A．送电端先升压再整流 B．用户端先降压再变交流
C．1100kV是指交流电的最大值 D．输电功率由送电端电压决定
1．（2025·浙江稽阳联谊学校·二模）有关下列四幅图的描述，正确的是（ ）
A．图甲，交变电流的有效值为1.5A
B．图乙，变压器为理想变压器，滑动P可以改变接入电路的线圈匝数，图中n :n =1:2，P从上向
1 2
下滑的过程中变压器的输出功率先增大后减小
C．图丙，条形磁铁竖直向下靠近干簧管时，可以让电路导通
5 / 12
学科网（北京）股份有限公司D．图丁，LC振荡电路线圈中磁场的方向如图所示，且磁场正在减弱，可以判断此时M板带正电
2．（2025·浙江稽阳联谊学校·二模）四个相同的小灯泡接在如图所示交流电路中均能发光，其中A 与A 亮
3 4
度相同，已知每个小灯泡的电阻均为R 并保持不变，二极管正向电阻为0，反向电阻看作无穷大。下列
0
说法中正确的是（ ）
A．电阻R的阻值为0.5R
0
B．增大交流电频率，小灯泡A 变亮
3
C．增大交流电频率，小灯泡A 两端电压变大
1
D．增大交流电频率，通过小灯泡A 电流变大
2
3．（2025·浙江金华义乌·三模）如图所示，有一面积为S，匝数为N，电阻为r的矩形线圈，绕OO′轴在
水平方向的磁感应强度为B的匀强磁场中以角速度ω做匀速转动，从图示位置（线圈平面与磁场平
行）开始计时。矩形线圈通过铜滑环接理想变压器原线圈，副线圈接有固定电阻R 和滑动变阻器R，
0
所有电表均为理想交流电表。下列判断正确的是（ ）
A．金属线圈处于图示位置时，矩形线圈中电流方向是A→B→C→D
B．矩形线圈产生的感应电动势的瞬时值表达式为e=NBSωsinωt
C．将R的滑片向下滑动时，电流表A示数变大，电压表V的示数变大
D．将R的滑片向下滑动时，矩形线圈的热功率将增大
4．（2025·浙江精诚联盟·二模）如图为交变电流的两种引出方式，图甲采用两滑环引出电流，图乙则采用
换向器实现电流的导出，两装置其它部分完全一样。发电机矩形线框匝数为N，面积为S，线框所在磁
场可视为匀强磁场，磁感应强度为B，线框从图示位置开始以角速度ω绕轴转动，图中电阻阻值均为
R，不计其它电阻。下列说法正确的是（ ）
6 / 12
学科网（北京）股份有限公司A．图示位置电动势最大
B．甲图电流表读数是乙图电表的2倍
C．乙图中线框转动一圈，通过电流表的电流方向改变两次
πN2B2S2ω
D．两装置线圈转一圈，克服安培力做功均为
R
5．（2025·浙江县域教研联盟·模拟）如图所示为某科技兴趣小组自制变压器，线圈匝数如图所示，但线圈
L 的匝数已看不清，若在AB端输入电压为24V的交流电，则CD端输出的交流电电压为6V，则下列说
2
法正确的是（ ）
A．L 和L 的线圈匝数比为4:1
1 2
B．若在AB端输入功率24W，则CD端输出功率为6W
C．若把铁芯从变压器中移除，则CD端输出电压会变小
D．若CD端输入6V交流电压，则AB端亦能输出24V交流电压
6．（2025·浙江北斗星盟·三模）火灾报警的工作原理图如图所示，理想变压器的原线圈接电压恒定的交流
电，副线圈的电路中R为热敏电阻，R 为滑动变阻器，R 为定值电阻。当温度升高时，R的阻值变小，
1 2
报警装置通过检测R 中的电流来实现报警。则（ ）
2
A．发生火灾时，原线圈中的电流在变小
B．发生火灾时，报警装置检测到电流变小
C．为了降低报警温度，R 的滑片P应向下滑动
1
7 / 12
学科网（北京）股份有限公司D．R 的滑片P向上滑动时，副线圈两端的电压变大
1
7．（2025·浙江湖州·三模）某自行车的车灯发电机如图1所示，其结构如图2。绕有300匝线圈的匚形铁
芯开口处装有磁铁。车轮转动时带动半径为2cm的摩擦小轮转动，摩擦小轮又通过传动轴带动磁铁一
起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，其变化图像如图3所示，其中 为摩擦小轮转动的角速度。
线圈两端c、d作为发电机输出端与标有“12V，6W”的灯泡L相连。当自行车以速度v匀速行驶时，小
灯泡恰好正常发光。假设灯泡阻值不变，线圈的总电阻为 ，摩擦小轮与轮胎间不打滑，发电机输出
电压可视为正弦交流电压。则（ ）
A．自行车的速度
B．小灯泡正常发光时
C．若自行车的速度减半，则小灯泡的功率也减半
D．磁铁处于图2位置时，小灯泡两端的电压为
8．（2025·浙江宁波十校·一模）如图所示，交流发电机的线圈输出的交变电压为u=20√2sin100πt(V)
。理想变压器原、副线圈的匝数比n :n :n =3:2:1，副线圈中分别接有灯泡a和灯泡b，灯泡a上标
1 2 3
有“6 V,6 W”，灯泡b上标有“3 V,6 W”。图中电表均为理想电表，变压器均为理想变压器，交流发
电机线圈的电阻忽略不计。当仅闭合开关S 时，灯泡a恰能正常发光。下列说法正确的是（ ）
1
A．仅闭合开关S 时，电阻R上消耗的功率为11W
1
B．若仅闭合开关S ，则灯泡b恰好能正常发光
2
C．若S 、S 均断开，则电压表的示数为0
1 2
D．若S 、S 均闭合，则原线圈中的电流表示数为3 A
1 2
9．（2025·浙江·选考二测）如图所示，长方形线圈有一半处在足够大的匀强磁场中，磁场方向与线圈平面
垂直，G、H为线圈两个边的中点，且均在磁场边界上。以速度v将线圈向右匀速拉进磁场，或以角速
8 / 12
学科网（北京）股份有限公司2I
度ω将线圈绕GH匀速旋转90°。已知交变电流I=I sinωt在一个周期内电流大小的平均值为 m。
m π
则两种情况下线圈所受安培力的冲量大小之比为（ ）
A．1:1 B．π:√2 C．1:√2π D．2√2:π
10．（2025·浙江·选考二测）抽水蓄能是目前技术最为成熟的大容量储能方式，是电力系统安全防御体系
的重要组成部分，原理简化如图（a）所示。发电站通过输电线路向电动发电机供电，电路如图（b）
所示，输电线路总电阻为r=200Ω，电动发电机内阻为R=20Ω，U =22200V，U =22000V，
1 2
U =2200V。则理论上电动发电机内阻消耗的电功率为（ ）
3
A．1000W B．2000W C．20000W D．0.2W
11．（2025·浙江·选考三测）如图所示，理想变压器原线圈接u=100√2sin100πt(V)的交流电，副线圈
接定值电阻R =R =25Ω，变压器的原、副线圈匝数比n :n =4:1，二极管，电表均为理想电子元
1 2 1 2
件。则（ ）
A．电压表示数为25√2V
B．电流表的示数为1.0A
C．变压器的输入功率为37.5W
D．电流表中电流的频率为12.5Hz
12．（2025·浙江精诚联盟·二模）以下实验说法正确的是（ ）
A．用油膜法估测油酸分子直径的大小是一种通过测量宏观量来测量微观量的方法
B．用普通光源做双缝干涉实验时需要在光源与双缝间加一单缝
C．探究平抛运动的特点时，只要求小球从同一高度释放
D．用硅钢做变压器铁芯材料，是因为其电阻率低，涡流小
13．（2025·浙江嘉兴·三模）某自行车所装车灯发电机如图甲所示，其结构见图乙。绕有线圈的匚形铁芯
开口处装有磁铁，车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动，摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，
9 / 12
学科网（北京）股份有限公司从而使铁芯中磁通量发生变化。线圈两端c、d作为发电机输出端，通过导线与灯泡L 相连。假设车轮
1
转动时，摩擦轮与轮胎间不打滑，则（ ）
A．磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中，通过L 的电流方向为d→L →c
1 1
B．磁铁从图示位置匀速转过90°的过程中，L 中的电流逐渐变小
1
C．车轮转速加倍时L 中的电流也加倍
1
D．自行车匀加速行驶时发电机输出电压u随时间t变化关系大致如图丙所示
14．（2025·浙江杭州·二模）如图所示，半径为L的圆环放置在光滑水平地面上，圆环上固定OA、OB、OC
、OD四根长均为L，阻值均为r且夹角互为90°的金属棒，以圆环圆心O为原点建立直角坐标系，在
第二象限圆环内部存在方向垂直水平面向下的磁场，沿半径OG各点磁感应强度B=B sinθ（θ为OG
0
与x轴负方向夹角），圆心O与环面分别通过电刷E、F与阻值为r的电阻R相连，其它电阻均不计。
在外力作用下，圆环以角速度ω绕O点沿顺时针方向匀速转动。以OA进入磁场开始计时，则下列说
法正确的是（ ）
A．通过电阻R的电流方向始终为N→M
1
B．当OA棒转动至θ=45°时，感应电动势e= B ωL2
2 0
C．圆环转动一周的过程中，感应电动势有效值为E =
√2
B ωL2
有 2 0
πωB2L4
D．圆环转动一周的过程中，外力做的功W= 0
5r
15．（2025·浙江·一测）某同学探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系，发现原、副线圈电压的比值略
小于匝数的比值，原因可能是（ ）
A．变压器线圈通过电流时会发热 B．铁芯在交变磁场的作用下发热
C．发电机线圈会发热 D．铁芯存在漏磁现象
10 / 12
学科网（北京）股份有限公司16．（2025·浙江温州·三模）乙同学利用图所示的可拆变压器做“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关
系”实验，实验所需电源可选________。
A．8V交流电源 B．36V交流电源 C．220V交流电源
实验中，该同学将学生电源的“直流6V”输出端与变压器左侧线圈的“0”、“8”接线柱连接，将交流
电压表与变压器右侧线圈的“0”、“4”接线柱连接，接通电源稳定后，交流电压表的读数为
________。
A．0 B．2.8V C．6.0V D．11.0V
17．（2025·浙江金华&丽水&衢州·二模）
(1)以下实验采用的研究方法是控制变量法的有（ ）
A．探究小车速度随时间变化的规律
B．探究弹簧弹力与形变量的关系
C．探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系
D．用双缝干涉测量光的波长
(2)小陈同学在做“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验时，测得的实验数据如表所示；请
根据实验数据判断，该次实验时原线圈的匝数比副线圈的匝数______（填“多，少，相等或无法判
断”）。
次数 1 2 3 4
U /V 4.9 6.00 7.50 10.06
1
U /V 2.40 2.92 3.70 4.97
2
18．（2025·浙江·二联）随着社会的发展，新能源汽车已经成为我们日常生活中非常普遍的交通工具之
一。电机系统是新能源汽车核心技术之一，当前新能源汽车主要使用的电机包括永磁同步电机和交流
感应电机（如图1）。交流感应电动机就是利用电磁驱动工作的，其原理是利用配置的三个线圈连接
到三相电源上，产生旋转磁场，磁场中的导线框也就随着转动，就这样，电动机把电能转化成机械
能。其原理类似于如图2所示的高中教材中的演示实验。为方便理解图1中交流感应电动的工作原
理，我们将其简化等效为如图3所示的模型（俯视图），其中单匝线圈abcd处于辐向磁场中，
ab、cd所处的磁感应强度相同，大小均为B=0.1T，两无磁场区域夹角均为θ=60°，已知导线框
abcd的边长均为L=2cm，线框总电阻为R=0.01Ω。两边ab,cd质量均为为m=0.01kg，在磁场中转
B2L2
动时，受到的阻力均为f=kv，其中比例系数k= ,v为线速度，其余两边ad,bc质量和所受阻力
2R
不计，无磁场区域一切阻力忽略不计。现让磁场以恒定角速度ω =10rad/s顺时针转动，线框初始静
0
11 / 12
学科网（北京）股份有限公司止锁定，t 时刻解锁如图3所示的正方形导线框abcd，导线框由静止开始转动。(π=3)
0
(1)判断t 时刻，线框abcd中的电流方向（用字母abcd表示）；
0
(2)求线框稳定转动时的角速度、及线框中电流的有效值；
(3)系统稳定转动后某时刻磁场停止转动，求ab边还能转过的最大路程。
12 / 12
学科网（北京）股份有限公司
