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2017-2022年全国各地高考物理真题汇编：交变电流
学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________
一、单选题（本大题共12题）
1．（2022·山东·高考真题）如图所示的变压器，输入电压为 ，可输出 、 、 电压，匝数
为 的原线圈中电随时间变化为 ．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为
。将阻值为 的电阻R接在 两端时，功率为 。下列说法正确的是（ ）
A．n 为1100匝， 为
1
B． 间线圈匝数为120匝，流过R的电流为
C．若将R接在 两端，R两端的电压为 ，频率为
D．若将R接在 两端，流过R的电流为 ，周期为
2．（2021·重庆·高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原
线圈两端的电压为 ，副线圈两端的电压为 ，副线圈的电流为 ，若将该变压器视为理想变
压器，则（ ）
A．原、副线圈匝数之比为 B．原线圈的电流为
C．副线圈两端的电压最大值为 D．原、副线圈的功率之比为
3．（2022·浙江·高考真题）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动
手柄可使对称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固
定在转轴两侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（ ）
A．甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场
B．乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场C．甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电
D．乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电
4．（2021·福建·高考真题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总
电阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当
住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（ ）
A．A 增大，V 不变，V 增大
1 2 3
B．A 增大，V 减小，V 增大
1 2 3
C．A 增大，V 增大，V 减小
2 2 3
D．A 增大，V 不变，V 减小
2 2 3
5．（2018·全国·高考真题）一电阻接到方波交流电源上，在一个周期内产生的热量为Q ；若该电阻接到
方
正弦交流电源上，在一个周期内产生的热量为 ，该电阻上电压的峰值均为u，周期均为T，如图所示。
0
则Q ∶Q 等于（ ）
方 正
A．1∶ B． ∶1 C．1∶2 D．2∶1
6．（2021·辽宁·高考真题）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，线圈处于磁感应强度大
小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动，ab边距轴 。线圈
中感应电动势的有效值为（ ）A． B． C． D．
7．（2020·北京·高考真题）如图所示， 理想变压器原线圈接在 的交流电源上， 副线圈
接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后（ ）
A．电流表 的示数减小
B．电压表 的示数减小
C．电压表 的示数不变
D．电流表 的示数不变
8．（2020·江苏·高考真题）电流互感器是一种测量电路中电流的变压器，工作原理如图所示。其原线圈
匝数较少，串联在电路中，副线圈匝数较多，两端接在电流表上。则电流互感器（ ）
A．是一种降压变压器
B．能测量直流电路的电流
C．原、副线圈电流的频率不同
D．副线圈的电流小于原线圈的电流
9．（2017·全国·高考真题）一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻 、 和 的阻值分别为 、和 ，A为理想交流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压R的有效值恒定当开关S断开时，电流
表的示数为I；当S闭合时，电流表的示数为 。该变压器原、副线圈匝数的比值为（ ）
A．2 B．3 C．4 D．5
10．（2018·天津·高考真题）普通的交流电流表不能直接接在高压输电线路上测量电流，通常要通过电流
互感器来连接，图中电流互感器ab一侧线圈的匝数较少，工作时电流为Iab，cd一侧线圈的匝数较多，
工作时电流为Icd，为了使电流表能正常工作，则（ ）
A．ab接MN、cd接PQ，Iab＜Icd B．ab接MN、cd接PQ，Iab＞Icd
C．ab接PQ、cd接MN，Iab＜Icd D．ab接PQ、cd接MN，Iab＞Icd
11．（2019天津·高考真题）通过一理想变压器，经同一线路输送相同的电功率P，原线圈的电压U保持
不变，输电线路总电阻的R．当副线圈与原线圈的匝数比为k时，线路损耗的电功率为P，若将副线圈与
1
原线圈的匝数比提高到nk，线路损耗的电功率为P，则P，和 （ ）
2 1
A． ， B． ，
C． ， D． ，
12．（2017·天津·高考真题）将阻值为5Ω的电阻接到内阻不计的交流电源上，电源电动势随时间变化的
规律如图所示。下列说法正确的是（ ）A．电路中交变电流的频率为0.25 Hz
B．通过电阻的电流为 A
C．电阻消耗的电功率为2.5 W
D．用交流电压表测得电阻两端的电压是5 V
二、多选题（本大题共6题）
13．（2020·全国·高考真题）在图（a）所示的交流电路中，电源电压的有效值为220V，理想变压器原、
副线圈的匝数比为10∶1，R、R、R 均为固定电阻，R=10 ，R=20 ，各电表均为理想电表。已知电阻
1 2 3 2 3
R 中电流i 随时间t变化的正弦曲线如图（b）所示。下列说法正确的是（ ）
2 2
A．所用交流电的频率为50Hz B．电压表的示数为100V
C．电流表的示数为1.0A D．变压器传输的电功率为15.0W
14．（2017·山东·高考真题）一理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1，原线圈输入电压的变化规律如图
5所示，副线圈所接电路如图所示，P为滑动变阻器的触头．下列说法正确的是 ( )．
A．副线圈输出电压的频率为50 Hz
B．副线圈输出电压的有效值为31.1 V
C．P向右移动时，原、副线圈的电流比减小
D．P向右移动时，变压器的输出功率增加
15．（2019·海南·高考真题）如图，一理想变压器输入端接交流恒压源，输出端电路由 、 和 三个
电阻构成。将该变压器原、副线圈的匝数比由5：1改为10：1后（ ）A．流经 的电流减小到原来的
B． 两端的电压增加到原来的2倍
C． 两端的电压减小到原来的
D．电阻上总的热功率减小到原来的
16．（2019·天津·高考真题）单匝闭合矩形线框电阻为 ，在匀强磁场中绕与磁感线垂直的轴匀速转动，
穿过线框的磁通量 与时间 的关系图像如图所示．下列说法正确的是（ ）
A． 时刻线框平面与中性面垂直
B．线框的感应电动势有效值为
C．线框转一周外力所做的功为
D．从 到 过程中线框的平均感应电动势为
17．（2018·广东·高考真题）如图所示的电路中，P为滑动变阻器的滑片．保持理想变压器的输入电压
不变，闭合电键S，下列说法正确的是（ ）A．P向下滑动时，灯L变亮
B．P向下滑动时，变压器的输出电压不变
C．P向上滑动时，变压器的输入电流减小
D．P向上滑动时，变压器的输出功率变大
18．（2018·山东·高考真题）如图，将额定电压为60V的用电器，通过一理想变压器接在正弦交变电源上．
闭合开关S后，用电器正常工作，交流电压表和交流电流表（均为理想电表）的示数分别为220V和
2.2A．以下判断正确的是
A．变压器输入功率为484W
B．通过原线圈的电流的有效值为0.6A
C．通过副线圈的电流的最大值为2.2A
D．变压器原、副线圈的电流匝数比
三、解答题（本大题共5题）
19．（2021·江苏·高考真题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达
4000亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴
转动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为 ，线圈的匝数为100、面积为 ，
电阻为 ，若磁体转动的角速度为 ，线圈中产生的感应电流为 。求：
（1）线圈中感应电动势的有效值E；
（2）线圈的输出功率P。20．（2020·浙江·高考真题）如图甲所示，在 水平面内，固定放置着间距为l的两平行金属直导轨，
其间连接有阻值为R的电阻，电阻两端连接示波器（内阻可视为无穷大），可动态显示电阻R两端的电
压。两导轨间存在大小为B、方向垂直导轨平面的匀强磁场。 时一质量为m、长为l的导体棒在外力
F作用下从 。位置开始做简谐运动，观察到示波器显示的电压随时间变化的波形是如图乙所示的正
弦曲线。取 ，则简谐运动的平衡位置在坐标原点O。不计摩擦阻力和其它电阻，导体棒始终
垂直导轨运动。（提示：可以用 图象下的“面积”代表力F所做的功）
（1）求导体棒所受到的安培力 随时间t的变化规律；
（2）求在0至0.25T时间内外力F的冲量；
（3）若 时外力 ，求外力与安培力大小相等
时棒的位置坐标和速度。
21．（2020·安徽·高考真题）图1是交流发电机模型示意图．在磁感应强度为B的匀强磁场中，有一矩形
线圈abcd可绕线圈平面内垂直于磁感线的轴 转动，由线圈引起的导线ae和df分别与两个跟线圈一
起绕 转动的金属圈环相连接，金属圆环又分别与两个固定的电刷保持滑动接触，这样矩形线圈在转
动中就可以保持和外电路电阻R形成闭合电路．图2是线圈的主视图，导线ab和cd分别用它们的横截面来表示．已知ab长度为L，bc长度为L，线圈以恒定角速度ω逆时针转动．（只考虑单匝线圈）
1 2
（1）线圈平面处于中性面位置时开始计时，试推导t时刻整个线圈中的感应电动势e 的表达式；
1
（2）线圈平面处于与中性面成φ 夹角位置时开始计时，如图3所示，试写出t时刻整个线圈中的感应电
0
动势e 的表达式；
2
（3）若线圈电阻为r，求线圈每转动一周电阻R上产生的焦耳热．（其它电阻均不计）
22．（2021·江苏·高考真题）图为一理想变压器，ab为原线圈，ce为副线圈，d为副线圈引出的一个接头．
原线圈输入正弦式交变电压的u-t图像如题图所示．若只在ce间接一只R ="400" Ω的电阻，或只在de间
ce
接一只R ="225" Ω的电阻,两种情况下电阻消耗的功率均为80W．
de
(1)请写出原线圈输入电压瞬时值 的表达式；
(2)求只在ce间接400Ω的电阻时，原线圈中的电流I；
1
(3)求ce和de 间线圈的匝数比 ．
23．（2018·北京·高考真题）风能将成为21世纪大规模开发的一种可再生清洁能源。风力发电机是将风
能（气流的动能）转化为电能的装置，其主要部件包括风轮机、齿轮箱，发电机等。如图所示。（1）利用总电阻R=10Ω的线路向外输送风力发电机产生的电能。输送功率P=300kW，输电电压
0
U=10kV，求导线上损失的功率与输送功率的比值；
（2）风轮机叶片旋转所扫过的面积为风力发电机可接受风能的面积．设空气密度为ρ，气流速度为v，风
轮机叶片长度为r。求单位时间内流向风轮机的最大风能P ；在风速和叶片数确定的情况下，要提高风轮
m
机单位时间接受的风能，简述可采取的措施；
（3）已知风力发电机的输出电功率P与P 成正比。某风力发电机的风速v=9m/s时能够输出电功率
m 1
P=540kW。我国某地区风速不低于v=6m/s的时间每年约为5000小时，试估算这台风力发电机在该地区
1 2
的最小年发电量是多少千瓦时。参考答案：
1．D
2．B
3．A
4．D
5．D
6．B
7．A
8．D
9．B
10．B
11．D
12．C
13．AD
14．AD
15．CD
16．BC
17．BD
18．BD
19．（1） ；（2）
20．(1)
(2)
(3) 和 ； 和
21．（1） （2）
（3）
22．（1）u ＝400sin200πt V （2） （3）
ab23．（1）0.03；（2） ；（3）8×105kW·h。
