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专题 10 恒定电流和交变电流
【真题汇编】
1、(2022·浙江6月卷·T12)风力发电已成为我国实现“双碳”目标的重要途径之一。如图所示，风力发
电机是一种将风能转化为电能的装置。某风力发电机在风速为 时，输出电功率为 ，风速在
范围内，转化效率可视为不变。该风机叶片旋转一周扫过的面积为 ，空气密度为 ，风场风
速为 ，并保持风正面吹向叶片。下列说法正确的是( )
A. 该风力发电机的输出电功率与风速成正比
B. 单位时间流过面积 的流动空气动能为
C. 若每天平均有 的风能资源，则每天发电量为
D. 若风场每年有 风速在 的风能资源，则该发电机年发电量至少为
【答案】D
【解析】
AB．单位时间流过面积 的流动空气体积为
单位时间流过面积 的流动空气质量为单位时间流过面积 的流动空气动能为
风速在 范围内，转化效率可视为不变，可知该风力发电机 的输出电功率与风速的三次方成正比，
AB错误；
C．由于风力发电存在转化效率，若每天平均有 的风能资源，则每天发电量应满足
C错误；
D．若风场每年有 风速在 的风能资源，当风速取最小值 时，该发电机年发电量具
有最小值，根据题意，风速为 时，输出电功率为 ，风速在 范围内，转化效率可
视为不变，可知风速为 时，输出电功率为
则该发电机年发电量至少为
D正确；
故选D。
2、(2022·浙江1月卷·T12)某节水喷灌系统如图所示，水以 的速度水平喷出，每秒喷出水的
质量为2.0kg。喷出的水是从井下抽取的，喷口离水面的高度保持H=3.75m不变。水泵由电动机带动，电
动机正常工作时，输入电压为220V，输入电流为2.0A。不计电动机的摩擦损耗，电动机的输出功率等于
水泵所需要的输入功率。已知水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%，忽略水在管道中
运动的机械能损失，则( )A. 每秒水泵对水做功为75J
B. 每秒水泵对水做功为225J
C. 水泵输入功率为440W
D. 电动机线圈的电阻为10
【答案】D
【解析】
AB．每秒喷出水的质量为 ,抽水增加了水的重力势能和动能，则每秒水泵对水做功为
故AB错误；
C．水泵的输出能量转化为水的机械能，则
而水泵的抽水效率(水泵的输出功率与输入功率之比)为75%，则
故C错误；
D．电动机的输出功率等于水泵所需要的输入功率，则电动机的机械功率为而电动机的电功率为
由能量守恒可知
联立解得
故D正确；
故选D。
3、(2022·湖南卷·T6)如图，理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头 初始位置在副线圈正中间，
输入端接入电压有效值恒定的交变电源。定值电阻 的阻值为 ，滑动变阻器 的最大阻值为 ，滑
片 初始位置在最右端。理想电压表V的示数为 ，理想电流表A的示数为 。下列说法正确的是(
)
A. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 减小， 不变
B. 保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 消耗的功率增大C. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 减小， 增大
D. 保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 消耗的功率减小
【答案】B
【解析】
AB．由题意可知，原副线圈的匝数比为 ，则副线圈的电流为 ，根据欧姆定律可得副线圈的电压有效
值为
则变压器原线圈的电压有效值为
设输入交流电的电压有效值为 ，则
可得
保持 位置不变， 向左缓慢滑动的过程中， 不断变大，根据欧姆定律
可知变压器原线圈的电压有效值变大，输入电压有效值不变，则 两端的电压不断变小，则电压表示数变小，原线圈的电压电流都变大，则功率变大，根据原副线圈的功率相等，可知 消耗的功率增大，
故B正确，A错误；
CD．设原副线圈的匝数比为 ，同理可得
则
整理可得
保持 位置不变， 向下缓慢滑动的过程中， 不断变大，则 变小，对 由欧姆定律可知
可知 不断变小，根据原副线圈的功率相等可知 消耗的功率
整理可得
可知 时， 消耗的功率有最大值，可知 消耗的功率先增大，后减小，故CD错误。故选B。
4、(2022·山东卷·T4)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
【答案】D
【解析】
A．变压器的输入电压为220V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值
为 ，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为
解得原线圈为2200匝，A错误；B．根据图像可知，当原线圈输入220V时，BC间的电压应该为12V，故BC间的线圈匝数关系有
BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为
B错误；
C．若将R接在AB端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AB间的电压应该为18V。根据交流电原线
圈电压的表达式可知，交流电的角速度为 ，故交流电的频率为
C错误；
D．若将R接在AC端，根据图像可知，当原线圈输入220V时，AC间的电压应该为30V，根据欧姆定律可
知，流过电阻R的电流为
交流电的周期为
D正确。
故选D。
5、(2022·浙江6月卷·T5)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
【答案】B
【解析】
A．恒定磁场对速度不平行于磁感线的运动电荷才有力的作用，A错误；
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，B正确；
C．正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流为0，C错误；
D．根据变压器的原理可知，副线圈中磁通量的变化率小于或等于原线圈中磁通量的变化率，D错误。
故选B。
6、(2022·浙江1月卷·T9)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
【答案】A
【解析】
A．甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正确；B．乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B错误；
C．根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，故
C错误；
D．乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D错误；
故选A。
7、(2022·湖北·T9)近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理图如图所
示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线
圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其它损耗，下列说法正确的是( )
A. 接收线圈的输出电压约为8 V
B. 接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1
C. 发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同
D. 穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同
【答案】AC
【解析】
A．根据
可得接收线圈的输出电压约为U =8V；
2B．根据
可得
故B错误；
C．变压器是不改变其交变电流的频率的，故C正确；
D．由于穿过发射线圈的磁通量与穿过接收线圈的磁通量大小不相同，所以穿过发射线圈的磁通量变化率
与穿过接收线圈的不相同，故D错误。
故选AC。
【突破练习】
1.(2022·北京市海淀区高三下学期一模)如图所示为某实验小组设计的两个量程的电流表，已知表头G的
满偏电流为 ，定值电阻 的阻值均等于表头的内阻。当使用1和2两个端点时，电流表的量程为 ，
当使用1和3两个端点时，电流表的量程为 。下列说法正确的是( )
A.B.
C. 若仅使 阻值变小，则 和 均变大
.
D 若仅使 阻值变小，则 和 均变大
【答案】C
【解析】
AB．设 ，根据电路结构可知
选项AB错误；
CD．因为
则若仅使 阻值变小，则 和 均变大；若仅使 阻值变小，则 减小， 变大，选项C正确，D错
误。
故选C。
2.(2022·山东菏泽高三下学期一模)如图所示为科学家研发出的一款超小型风力发电机，也被称之为郁金香风力发电机，可以供家庭使用，具有噪音极低，启动风速较小等特点。某家庭装有郁金香风力发电机10
台，某日该地区的风速是6m/s，风吹到的叶片有效面积为 ，已知空气的密度为 ，假如该风
力发电机能将通过此有效面积内空气动能的40%转化为电能。下列表述符合事实的是( )
A. 每秒冲击每台风力发电机叶片的空气体积为
B. 每秒冲击每台风力发电机叶片的空气动能为259.2J
C. 每台风力发电机发电的功率为129.6W
D. 该风力发电机组工作24h，发电量约12.44kW·h
【答案】D
【解析】
A．每秒冲击每台风力发电机叶片的空气体积为
A错误；
B． 内气流的质量为
气流的动能为B错误；
C． 风的动能转化为的电能
则功率
C错误；
D．该风力发电机组工作24h，发电量为
D正确。
故选D。
3.(2022·山东烟台市德州市高三下学期一模)某压敏电阻的阻值R随压力F变化的规律如图甲所示，将它
水平放在电梯地板上并接入如图乙所示的电路中，在其受压面上放一物体m，即可通过电路中电流表A的
示数I来研究电梯的运动情况。已知电梯静止时电流表的示数为I。下列说法正确的是( )
0
A. 若示数I=I，则电梯一定处于静止状态
0
B. 若示数I保持不变，则电梯一定做匀速运动
C. 若示数I在增大，则电梯的速度在增大
D. 若示数I>I，则电梯可能在减速向下运动
0【答案】D
【解析】
A．若示数为I ，说明m对压敏电阻的压力与静止时相同，即m的合外力为零，电梯可能处于静止状态也
0
可能处于匀速运动状态，故A错误.
B．由图可知压敏电阻的阻值与受到的压力有关，若示数I不变，说明压敏电阻的阻值保持不变，压敏电阻
受到的压力不变，对于m受到的支持力不变，m的合外力恒定，故m可能做匀变速直线运动，也可能做匀
速运动，故B错误.
C．若示数I在增大，说明压敏电阻的阻值在减小，由图可知，压力越大，阻值越小，所以压敏电阻受到的
压力在逐渐增大，由上述条件只能判断压敏电阻受到的合外力在变化，由于不能确定合外力方向，故无法
确定电梯速度如何变化，故C错误.
D．对应电流表示数为I，压敏电阻受到的压力等于m的重力，当I＞I 时，电路中电流比静止时变大，说
0 0
明压敏电阻阻值变小，压力增大，压力大于重力，m的合外力向上，加速度方向向上，如果电梯正在上升，
则为加速上升，如果电梯正在下降，则为减速下降，故D正确。
故选D。
4.(2022·广东汕头市高三下学期一模)图示为小沈同学家新买的地机器人，他从使用说明书上得到了信息：
电机的额定功率35W，由规格为DC14.8V/2200mAh的锂电池供电，当锂电池剩余电量为总容量的20%时，
扫地机器人就自动回座机充电。结合上述信息，下列说法正确的是( )
A. DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是交流电
B. 该机器人电机的额定电流为0.42A
C. 正常工作时机器人电动机每秒钟输出35J动能D. 电池充满电后机器人正常工作约45mim后回座机充电
【答案】D
【解析】
A．DC14.8V/2200mAh表示该电池输出的是直流电，选项A错误；
B．该机器人电机的额定电流为
选项B错误；
C．正常工作时机器人电动机内阻要产生部分内能，则每秒钟输出动能小于35J，选项C错误；
D．机器人人正常工作的时间
选项D正确。
故选D。
5.(2022·北京市延庆区高三下学期一模)随着环境问题的日益严重以及电池技术的发展，零排放的纯电动
汽车逐渐走入了我们的生活。随着电池容量、可靠性、安全性与充电技术等的不断成熟，纯电动汽车正在
迅速发展。截至2017年底，我国自主研发了各类用途的数百款纯电动汽车，保有量以百万计。纯电动汽车
的发展将极大缓解燃油汽车带来的污染问题，有助于改善城市的空气质量。下表是某款电动汽车的蓄电池
参数，据此下列说法正确的是( )
电池只数 100只
电池容量/只
充电参数(电压/电流) 420V，20A
放电时平均电压/只 3.3VA. 电池从完全没电到充满电所需时间为12h
B. 电池容量的单位 就是能量单位
C. 该电池组充电时的功率为8.4×103W
D. 该电池组充满电时的能量约为8.4×103J
【答案】C
【解析】
A．电池从完全没电到充满电所需时间为
故A错误；
B．电池容量的单位 是电量的单位，故B错误；
C．该电池组充电时的功率为
故C正确；
D．该电池组充满电时的能量为
故D错误。
故选C。
6.(2022·山东济南市高三下学期一模)如图所示，交流电源与理想变压器相连进行远距离输电，交流电源电压的瞬时值 (V)，降压变压器的原、副线圈匝数之比为50∶11，两变压器间输电线
路的总电阻为25Ω。降压变压器副线圈接入一台额定电压为220V、额定功率为1000W的电动机，电动机
恰好正常工作。图中电表均为理想电表，下列说法正确的是( )
A. 电压表的示数为156V B. 电流表的示数为20A
C. 两变压器间输电线电阻消耗的功率为25W D. 升压变压器原、副线圈的匝数比为1∶14
【答案】C
【解析】
A.电压表的示数为交流电源电压的有效值为110V，A错误；
B.根据
代入数据可得
求得
U=1000V
3
在降压变压器的输入端，且输入功率P=1000W，由
代入数据可得
I=1A
3即电流表读数为1A，B错误；
C.由
得输电线上损失功率为
C正确；
D.升压变压器副线圈的电压为
U=U+Ir=1025V
2 3 3
由
得升压变压器原、副线圈的匝数比为
D错误。
故选C。
7.(2022·山东菏泽高三下学期一模)如图所示，一个匝数N=20、电阻 的矩形线圈，以固定转速
50r/s在匀强磁场中旋转，从图示位置开始计时，其产生的交变电流通过一匝数比 的理想变
压器，给副线圈电路供电，定值电阻 ， ， ；灯泡L的电阻恒为 ，额定电压为24V，灯泡正常工作，可以判断( )
A. 电阻R消耗的电功率为2.25W B. 穿过线圈平面的最大磁通量为
的
C. 矩形线圈 热功率为0.1296W D. 时刻流过线圈的电流为零
【答案】ACD
【解析】
A.灯泡L的电阻恒为 ，额定电压为24V，灯泡正常工作，则
则
因此
A正确；
B．以固定转速50r/s在匀强磁场中旋转，则
由A推理得由
则
由
则
所以
因为
则
B错误；
C．矩形线圈的热功率为C正确；
D． 时刻，磁通量最大，磁通量变化率为零，流过线圈的电流为零，D正确。
故选ACD。
8.(2022·山东烟台市德州市高三下学期一模)如图所示电路中，理想变压器原线圈两接线柱间的交流电压
的有效值不变，两灯泡L、L 规格完全相同，在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的
1 2
是( )
.
A 仅使滑片M下移，电流表示数变大
B. 仅使滑片M下移，变压器原线圈中的电流变大
C. 仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，灯泡L 中的电流一直增大
2
D. 仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，电流表示数一直增大
【答案】C
【解析】
A．仅使滑片M下移，副线圈匝数减小，根据理想变压器
知副线圈电压减小，副线圈电路电阻不变，所以电流减小，故A错误；
B．仅使滑片M下移，副线圈电压、电流均减小，所以副线圈功率减小，根据理想变压器特点知原线圈中电流变小，故B错误；
C．仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，并联部分电路电压(副线圈电压)不变，L 所在支路电阻逐渐减
2
小，根据并联分流特点可知，L 中电流一直增大，故C正确；
2
D．仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，则并联部分电阻先增大后减小，副线圈总电阻先增大后减小，
副线圈电压不变，所以副线圈总电流(电流表示数)先减小后增大，故D错误。
故选C。
9.(2022·湖南岳阳市高三下学期二模)如图为电能输送示意图，左侧变压器原、副线圈的匝数之比为1：
3，连接两理想变压器的输电线的总电阻为10Ω，右侧变压器原、副线圈的匝数之比为2：1，输电线上损
失的功率为10W。已知降压变压器副线圈两端的交变电压 ，将变压器视为理想
变压器，下列说法正确的是( )
A. 负载电阻的阻值为440Ω
B. 升压变压器输入功率为450W
C. 通过输电线上的电流为1A
D. 升压变压器输入电压的表达式为
【答案】BC
【解析】
AC．输电线损失功率为解得
I=1A
3
降压变压器副线圈电路电流
解得
I=2A
4
负载电阻的阻值为
故A错误，C正确；
B．降压变压器副线圈两端电压
得降压变压器副线圈两端电压
U=440V
3
则可得升压变压器输入功率为
P=P+
1 3
又
I= I
2 3解得
P=450W
1
故B正确；
D．升压变压器副线圈两端电压
U= U+Ir=450V
2 3 2
又
解得
U=150V
1
升压变压器输入电压的表达式为 ，故D错误。
故选BC。
10.(2022·湖北八市高三下学期二模)如图甲所示，100匝圆形线圈接入理想变压器的原线圈，变压器的副
线圈接入阻值为R的电阻，电表都是理想电表。已知每匝线圈的电阻均为R，若在线圈位置加人垂直于线
圈平面的磁场，磁感应强度B随时间t按正弦规律变化的图像如图乙所示，得到圆形线圈的电热功率与电
阻R的功率相等。下列说法正确的是( )
A. 时刻两电流表示数均达最大B. 时刻两电流表示数均为0
C. 原、副线圈匝数比
D. 对某一段线圈来说，当磁感应强度最大时，受到的安培力最大
【答案】C
【解析】
AB．电表测量的是有效值，不是瞬时值，两电流表的示数不变，AB错误；
C．根据题意得
解得
C正确；
D．当磁感应强度最大时，感应电流等于零，线圈受到的安培力等于零，D错误。
故选C。
