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押第 6 题
交变电流
交变电流是电磁感应现象的延申，游离于高中物理主线之外，相对独立，在2022年辽宁卷中，并未考
察。与生活息息相关，可能会从生活实际引出问题，主要考点如下：
考点 细分
交变电流的产生和描述
交变电流 理想变压器
远距离输电
1. （2023年·辽宁卷）如图，空间中存在水平向右的匀强磁场，一导体棒绕固定的竖直轴 OP在磁场中匀
速转动，且始终平行于OP。导体棒两端的电势差u随时间t变化的图像可能正确的是（ ）
A. B.
C. D.
2．（2021年·辽宁卷）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．
1.交变电流的产生与描述
1.2 非正弦交变电流有效值的计算
(1)求出交变电流在一个周期内产生的热量Q ；
交
(2)设交变电流的有效值为I或电压的有效值为U(也可设为直流电相应的物理量)，写出同样时间内产
生的焦耳热Q＝I2RT或Q＝T；
(3)根据Q ＝Q列等式，计算I或U。
交
1.3计算有效值的注意事项
(1)计算有效值时，要根据电路中“相同时间”内“相同电阻”上产生“相同热量”列式求解。(2)分段计算电热并求和得出一个周期内产生的总热量。
2. 理想变压器各物理量间的基本关系
2.2理想变压器原线圈串联或并联负载时分析思路
(1)变压器原、副线圈间的电压关系、电流关系与匝数关系仍然满足变压器原理，原线圈的输入功率
仍然等于副线圈的输出功率。
(2)原线圈端串联分压电阻时，输入端前端电压等于分压电阻电压和变压器输入电压之和，分压电阻
上电压通过电流比建立联系。若并联分流电阻与原线圈并联，输入端前端电流等于分流电阻电流与原线圈
电流之和。
3．远距离输电中的“三路、四计算”
(1)三个回路
发电机回路：该回路中，通过线圈1的电流I等于发电机中的电流I ；
1 机
回路1 线圈1两端的电压U等于发电机的路端电压U ；线圈1输入的电功率P
1 机 1
等于发电机输出的电功率P
机
回路2 输送回路：I＝I＝I，U＝U＋U，P＝P＋P
2 3 R 2 3 R 2 R 3
回路3 输出回路：I＝I ，U＝U ，P＝P
4 用 4 用 4 用
(2)输电线路功率损失的计算方法
P ＝P－P P为输送的功率，P为用户得到的功率
损 1 4 1 4
P ＝I 2R I 为输电线路上的电流，R 为线路电阻
损 线 线 线 线
P ＝ ΔU为输电线路上损失的电压，不要与U、U相混
损 2 3
P ＝ΔU·I 注意：ΔU不要错代入U或U
损 线 2 31． 如图所示，各线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动（从左往右看沿顺时针方向转），从图示位置开始计
时，设电流从2流出线圈为正方向，能产生图波形交变电流的是（ ）
A． 线圈平面与磁场垂直
B． 线圈平面与磁场平行
C． 线圈平面与磁场垂直
D． 线圈平面与磁场平行
2．为了研究交流电的产生过程，小张同学设计了如下实验构思方案：将单匝矩形线圈放在匀强磁场中，
线圈绕转轴OO 按图示方向匀速转动（ab向纸外，cd向纸内），并从图甲所示位置开始计时，此时产
1
生的正弦式交流电如图乙所示。已知其周期为T，电流峰值为I，下面说法正确的是（ ）
0A．根据图乙可知 时，线圈的磁通量最大
B．根据图乙可知 时，线圈的磁通量变化率最小
C．若仅把甲图中的转轴OO 改为转轴ab，并从图甲所示位置开始计时，则产生的交流电与图乙所示不
1
同
D．若仅把甲图中的单匝矩形线圈改为两匝矩形线圈，并从图甲所示位置开始计时，则产生的交流电与
图乙所示不同
3．矩形线圈绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动。若轴线右侧没有磁场（磁场具有理想边界），如图所示。
设abcda方向为感应电流的正方向。从图示位置开始一个周期内线圈感应电流随时间变化的图像中，正
确的是（ ）
A． B．
C． D．
4． 下列说法正确的是（ ）
A．交变电流在一个周期内电流方向改变两次
B．交变电流的有效值总是最大值的0.707倍
C．因为有效值表示交流产生的平均效果，所以有效值与平均值相同
D．若正弦交变电流的最大值是10A，则它的最小值是-10A
5．图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，电阻R= 5Ω，线圈绕垂直于磁场的水
平轴OO'沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，输出的交变电压随时间变化的图像如图乙所
示，不计线圈电阻。以下判断正确的是（ ）A．电流表的示数为10A
B．线圈转动的角速度为πrad/s
C．t= 0.02s时，电刷P的电势低于电刷Q的电势
D．t= 0.01s时，穿过线圈平面的磁通量最大
6． 如图是一个正弦式交变电流的图象，下列说法正确的是( )
A．周期是0.2 s，电流的峰值是10 A
B．周期是0.15 s，电流的峰值是10 A
C．频率是5 Hz，电流的有效值是10 A
D．频率是0.2 Hz，电流的有效值是7.07 A
7． 一家用电风扇正常工作时电流是 。电压按图中正弦规律变化。则（ ）
A．电压的有效值为
B．该电风扇的内阻约为
C．图中所示电压的瞬时值表达式为
D．正常工作时电风扇的输入功率约为
8．在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一个周期电压按
正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为12Ω，电表均为理想电表。下列判断错误
的是（ ）A．电压表的示数为6V
B．电流表的示数为0.5A
C．电阻R一个周期内产生的热量一定大于9J
D．电阻R换成一个耐压值为6V的电容，会被击穿
9．2020 年 9 月，中国发布“双碳战略”，计划到 2030 年实现碳达峰、2060 年实现碳中和。碳排放问
题的治本之策是转变能源发展方式，加快推进清洁替代和电能替代，一座小型水电站向山下村镇供电
的示意图如图所示，升压变压器T 与降压变压器T 都是理想变压器。已知发电机输出电压U= 250 V，
1 2 1
两个变压器的匝数比 ， ，输电线电阻 R = 20Ω ，输电线上损失的功率为
32kW。则下列说法正确的（ ）
A．输电线上损失的电压为 25000V
B．用户得到的电压为 200V
C．发电机输出功率 P = 1000kW
D．深夜，用户的用电器减少时输电线上损失的功率将变大
10．我国是目前世界上唯一用特高压输电技术进行远距离输电的国家，也是全球特高压输电线最长、核心
专利最多、技术最完备的国家。如图是交流特高压远距离输电的原理图，假定在远距离输电过程中，
等效理想变压器 的输入功率 ，输入电压 ，输电线上的电流 ，
输电线的总电阻为R，输电线中的功率损失为输入功率的4%。则（ ）
A．
B．变压器 的原副线圈匝数比为C．
D．若保持输入功率 不变，提高输电电压 ，则 与 的差值增大
11． 我国的现代特高压技术以其强大的输电能力和高效能源传输，在全球能源领域中占据了越来越重要
的地位。A、B两地用1000kV特高压输电。若不改变输送功率，仅换用200kV的高压输电，也不考虑
其他因素的影响。则下列描述正确的是（ ）
A．换电压后，输电电流变为原来的5倍
B．换电压后，输电电流变为原来的
C．换电压后，输电线上损耗的电功率变为原来的
D．换电压后，输电线上损耗的电功率变为原来的5倍
12．（多选）如图所示，交流发电机的矩形线圈边长ab=cd=0.5 m，ad=bc=1.0 m，线圈匝数为100匝，内
6√2
阻不计，线圈在磁感应强度 B= T的匀强磁场中，绕垂直磁场的虚线轴以角速度ω=10 π rad/s做匀
25π
速转动，外接理想变压器原线圈，电压表为理想交流电表，若电阻R两端电压为12 V，消耗的电功率
为12 W，则（ ）
A．交变电流的周期是0.2s
B．交流电压表的示数为120√2V
C．变压器原、副线圈匝数之比为10:1
D．原线圈的输入功率24 W
13．（多选）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，初级线圈接电压为U的交流电源，电路中R 为光
0
敏电阻（阻值随光照强度的增加而减小），R为定值电阻。初态时光敏电阻R <R，理想电压表
0
V 、V 、V 示数分别为U 、U 、U ，理想电流表A示数为I，当环境光照强度增加时，下列说法
1 2 3 1 2 3
正确的是（ ）A．变压器输入功率减小 B．I增大，U 增大
3
C．R 消耗的功率变小 D．U 增大，U 不变
0 1 2
14． 如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈cd两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数
分别为n 和n，下列说法正确的是（ ）
1 2
A．如果其中一个小彩灯灯丝断了，变压器的输入功率可能变大
B．如果只将原线圈匝数增加，其他条件不变，小彩灯都变亮
C．如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率变大
D．如果只将副线圈匝数增加，其他条件不变，小彩灯都变暗
15． 如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比 ，原线圈接输出电压恒定的交流电源，副线圈
中滑动变阻器的最大阻值和定值电阻 的阻值相等，电压表为理想交流电表。现将滑片从滑动变阻器
最上端向下滑动，则（ ）
A．定值电阻 消耗的功率减小
B．电压表的示数变大
C．变压器的输入功率先增大后减小
D．当滑片处于滑动变阻器正中间时，滑动变阻器消耗的功率最大
16． 如图所示，理想变压器原线圈接在交流电源上，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是（
）
A．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时， 消耗的功率变大
B．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电压表V示数变大C．当滑动变阻器的滑动触头P向上滑动时，电流表 示数变大
D．若闭合开关S，则电流表 示数变大， 示数变大
17． 用一理想变压器给负载供电，变压器输入端的电压不变，如图所示．开始时开关S是断开的．现将
开关S闭合，则图中所有交流电表的示数以及输入功率的变化情况是( )
A．V、V 的示数不变，A 的示数增大，A 的示数减小，P 增大
1 2 1 2 入
B．V、V 的示数不变，A、A 的示数增大，P 增大
1 2 1 2 入
C．V、V 的示数不变，A、A 的示数减小，P 减小
1 2 1 2 入
D．V 的示数不变，V 的示数增大，A 的示数减小，A 的示数增大，P 减小
1 2 1 2 入
18．电蚊拍用来杀灭蚊子，原理如图所示，由稳恒直流电源提供的电压被高频转换器转换成
的低压交流电压，再将其加在变压器的原线圈上，副线圈连接电蚊拍的高压电击
网，电击网上电压峰值可达到2400V，一旦蚊子触碰到电击网就会被杀灭。假设图中电压表为理想电
表，变压器可看成理想变压器。下列说法中正确的是（ ）
A．电压表示数为
B．电击网上电压的频率为
C．原、副线圈的匝数比为
D．将直流电源直接连接在变压器的原线圈上电蚊拍仍然能正常工作
19． 如图甲是街头常见的变压器，它通过降压给用户供电，简化示意图如图乙所示，各电表均为理想交
流电表，变压器的输入电压 保持不变，输出电压通过输电线输送给用户，两条输电线的总电阻为
。当并联的用电器增多时，下列判断正确的是（ ）A．电流表 示数减小， 示数减小
B．电压表 示数不变， 示数增大
C．变压器的输入功率和输出功率都减小
D． 的变化量 与 的变化量 之比不变
20．如图是一小型交流发电机供电原理图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向匀强磁场，理想变压器
原、副线圈分别与发电机和灯泡连接，灯泡上标有“6V 3W”字样且正常发光（除灯泡外不计其余电
阻）从某时刻开始计时，发电机输出端的电流随时间变化图像如图乙，下列说法正确的是（ ）
A．当t=0.04s时发电机内线圈平面与磁场方向平行
B．发电机输出电流的瞬时值i=√2sin(100πt)A
C．变压器原、副线圈匝数之比为√2∶4
D．发电机1分钟内产生的电能为180J
21． （多选）如图甲所示为一个小型起重机的电路图，M为电动机，理想变压器原、副线圈的匝数比为
22∶1，原线圈接在 的交流电源上，电流表的示数为2A，额定功率为4W的指示
灯正常发光，其中电动机通过轻绳拉着质量为2kg的重物以0.5m／s的速度匀速上升，如图乙所示。不
计一切摩擦，电表均视为理想电表。重力加速度大小取 ，下列说法正确的是（ ）A．通过电流表的电流方向每秒变化100次
B．电压表的示数为14.1V
C．电动机线圈的电阻为6.25Ω
D．电动机的效率为62.5％
22．（多选）杭丽铁路被列入浙江省重大建设项目“十四五”规划，杭丽高铁建成后，丽水前往杭州的时
间将缩短至1小时内。新建成的高铁将应用许多新技术，图示为高铁的牵引供电流程图，利用可视为理
想变压器（原、副线圈匝数比为n:n）的牵引变电所，将高压220kV或110kV降至27.5kV，再通过接
1 2
触网上的电线与车顶上的受电弓使机车获得25kV工作电压，则下列说法正确的是（ ）
A．若电网的电压为110kV，则n:n=4:1
1 2
B．若高铁机车运行功率增大，机车工作电压将会高于25kV
C．高铁机车运行功率增大，牵引变电所至机车间的热损耗功率也会随之增大
D．如果高铁机车的电动机输出机械功率为9000kW，电机效率为90%，则牵引变电所到机车间的等效
电阻为62.5Ω
