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专题13 交变电流 专题训练
一、单选题
1．（2022·北京丰台·一模）交流发电机的示意图如图所示，当线圈 绕垂直于磁场方向的转轴
匀速转动时，电路中产生的最大电流为 ，已知线圈转动的周期为T，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最大
B．图示位置电流最大，方向为A→B
C．从图示位置开始经过 ，电流方向将发生改变
D．从图示位置计时，线圈中电流i随时间t变化的关系式为
2．（2022·江苏南通·二模）如图所示，电阻为r的金属直角线框abcd放置在磁感应强度为B的匀强磁场
中，a、d两点连线与磁场垂直，ab、cd长均为l，bc长为2l，定值电阻阻值为R。线框绕ad连线以角速
度ω匀速转动，从图示位置开始计时，则（ ）
A．线框每转一圈，回路电流方向改变一次
B．a、d两点间的电压为
C．电流瞬时值的表达式为
D．半个周期内通过R的电荷量为
3．（2022·陕西·西安中学二模）如图甲，白鹤滩水电站是世界第二大水电站，共安装16台我国自主研制
的全球单机容量最大功率百万千瓦水轮发电机组。2021年6月28日，白鹤滩水电站首批机组投产发电，用500千伏特高压向四川远距离输电。在远距离输电中，输电线的电阻是不可忽略的，如图乙，为白鹤
滩水电站输电线路原理图，水电站输出电压稳定的正弦交流电，升至特高压U后向四川供电，输送的总
功率为P。用户端理想变压器原副线圈匝数分别为n、n，R 为输电线总电阻，R 为不断电用户电阻（可
1 2 1 2
视为定值电阻），R为可变用户电阻（可视为可变电阻）。当可变电阻R减小时，电压表和电流表示数变
化的绝对值分别为△U、△I，电压表和电流表均为理想电表，下列说法正确的是（ ）
A．
B．
C．对于原线圈回路，虚线框所圈部分的等效电阻为
D．输电线路上损耗的功率为
4．（2022·全国·模拟预测）为有效解决渝西、渝北局部地区用电紧张形势，渝西、渝北电网主网架由
220kV升级到500kV超高压，有力地支撑了这两个地区较大的年用电量。远距离输电时，首先要把电厂
发电机组产生的500V电压通过升压变压器升高到500kV，以40万kW的功率远距离送往变电站，不同的
输送电压相应的线损率（输电线上损耗的功率与总功率的比值）如表所示，则升级后（ ）
电压等级（KV） 线损率（%）
220 3
500 1
A．送往变电站远距离输电线的电流为8000A
B．电厂的升压变压器原、副线圈匝数之比为1：100
C．材料相同的情况下输电导线粗细对线损耗无影响D．送往变电站的输电线损耗功率比升级前减少了8000kW
5．（2021·河南·开封高中模拟预测）如图（a），在水平方向的匀强磁场中，有一正方形闭合线框绕竖直
轴 逆时针匀速转动，已知线框的匝数为100匝，通过线圈的磁通量 随时间t变化的关系如图（b）
所示。下列说法正确的是（ ）
A．线框转动的角速度为
B． 内线圈的平均感应电动势为
C． 时线圈的瞬时感应电动势为
D．一个周期内线圈中感应电动势的有效值为
6．（2021·浙江宁波·一模）小宁同学仿照法拉第发现电磁感应现象的装置，在铁环上用漆包线（铜丝，
表面刷有绝缘漆）绕制了两个线圈 匝、 （匝数没有记录），线圈 与开关 、干电池 、交流
电源 构成电路，交流电源 的电动势 ，线圈 与开关 、电流计G、交流电压表V
构成电路。当 置于2、 置于4时，电压表V的示数为 ， 取1.4。下列说法正确的是（ ）
A．由实验数据可算得，线圈 的匝数为200匝
B．由实验数据可估计，线圈 的匝数超过280匝
C．S 置于3，当S 从0扳到1时，G中不会有电流
2 1D．S 置于3，当S 从0扳到1时，G中电流慢慢增大并稳定到某一值
2 1
二、多选题
7．（2022·湖南岳阳·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
8．（2021·湖南岳阳·一模）图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀
强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的水平轴 沿逆时针方向匀速转动，t=0时刻线圈从中性面
开始转动电压传感器显示其产生的电压如图乙所示，下列选项正确的是（ ）
A．线圈的转速为5πr/s
B．传感器显示的交流电压表达式为
C．线圈两端电压的有效值为
D．该交变电流可以直接加在击穿电压为 的电容器上
9．（2022·湖南长沙·模拟预测）手机无线充电利用了电磁感应原理。如图甲所示，充电基座内的送电线
圈接入正弦式交变电流，会激发周期性变化的磁场，手机中安装有受电线圈，二者距离很近时，受电线圈会感应出交变电流，利用二极管整流和滤波电路处理，最终输出直流电为手机电池充电。图乙和图丙
分别是手机中受电线圈经二极管整流前后电压与时间的关系图象。下列说法正确的是（ ）
A．送电线圈接入正弦式电流的频率为
B．手机远离充电基座时，受电线圈中的电流大小不变
C．受电线圈回路中的磁通量达到最大时，线圈两端的电压也达到最大
D．将图乙和图丙中的电压分别加在同一电阻上， 内产生的热量相同
10．（2022·安徽·淮北市教育科学研究所一模）如图所示，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L，匝数为
N，放置在磁感应强度大小为B的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为 、 和 ，两个
副线圈分别接有电阻 和 。当线圈绕垂直于磁场的轴，以角速度 匀速转动时，理想电流表 读数为
I。不计线圈电阻，下列说法正确的是（ ）
A．电流表 的读数为 B．电阻 两端的电压为
C． 与 的比值为 D．发电机的功率为
11．（2022·吉林松原·模拟预测）如图所示，虚线MN左侧空间存在垂直于纸面向里的匀强磁场，磁感应
强度大小为B。纸面内有一个圆心角为120°的扇形金属线框OCD，半径为r，线框围成的回路电阻为R，
顶角O在虚线MN上。当金属线框绕顶角O在纸面内以角速度 匀速转动时，下列说法正确的是（ ）
A．线框转动一圈的过程中，线框中有电流的时间为
B．线框中存在电流时，电流的大小为
C．线框进入磁场过程中，通过线框某截面的电荷量大小为
D．线框持续转动过程中，线框中电流的有效值为
12．（2021·浙江·安吉县高级中学模拟预测）如图所示为小型旋转电枢式交流发电机的原理图，匝数
匝，电阻为 的矩形线圈在匀强磁场中，绕垂直于磁场方向的固定轴 匀速转动，线圈两
端经集流环和电刷与电路连接，定值电阻 ， ，其他电阻不计，线圈匀速转动的周期
。从线框与磁场方向平行位置开始计时，线圈转动的过程中，线圈产生电动势的有效值为 。
下列说法中正确的是（ ）
A．电阻 上的电功率为
B． 时，理想电压表的示数为零
C．从开始计时到 通过电阻 的电荷量为D．若线圈转速增大为原来的2倍，线圈中产生的电动势随时间变化规律为
三、填空题
13．（2022·北京东城·一模）我们的生产和生活中离不开交变电流。
(1)如图甲所示，KLMN是一个单匝竖直的矩形导线框，KL边水平，线框面积为S，全部处于磁感应强度
为B的水平匀强磁场中，线框绕竖直固定轴按俯视的逆时针方向以角速度ω匀速转动。在KL边与磁场方
向夹角为 （图示位置）时：
①线框产生的瞬时电动势的大小为____________；
②导线框中的电流方向是___________（选填“KNMLK”或“KLMNK”）；
(2)交变电流可以从发电站输送到用户，但输电线的电阻不可忽略，因此在输电线上会损失一部分功率。
某发电厂利用总电阻R=100Ω的线路向外输送电能，输送功率P=300kW，输电电压U=10kV，请你求出导
线上损失的功率___________；
(3)如图乙所示电路中，L是标有“12V 12W”字样的小灯泡，R是标有“10Ω 1A”字样的滑动变阻器。交流
电源的电压瞬时值表达式u=28sin100πt（V）。请你通过计算说明，能否通过调节滑动变阻器使小灯泡正
常工作。_________。
14．（2022·福建·南靖县第一中学一模）一理想变压器，原线圈1100匝，接在220V交流电路上．现用它
对10只“36V 60W”的灯泡供电，副线圈需要______ 匝，通过原线圈的电流______ ．如果其中一只灯
泡突然短路，则通过原线圈的电流会______ (填增大、不变、减小，等于零)．
15．（2022·河北石家庄·三模）交流电流表是一种能够测量交变电流有效值的仪表.使用时，只要将电流
表串联接入电路即可.若要扩大交流电流表的量程，则可以给它并联一个分流电组，还可以给它配接一个变压器．如图所示，变压器a、b两个接线端子之间线圈的匝数为 ，c、d两个接线端子之间线圈的匝数
为 ，并且 ，若将电流表“3A”的量程扩大，应该将交流电流表的接线柱“0”和“3A”分别与变压
器的________.（选填“a、b”或“c、d”）接线端子相连，这时电流表的量程为________A．
四、解答题
16．（2022·江苏江苏·一模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数分别为n=1500、n=500，在原、
1 2
副线圈的回路中接有阻值均为10Ω的电阻R、R ，副线圈接有一理想交流电压表，a、b之间接有正弦交
1 2.
流电源，其电压u随时间t变化的图像如图乙所示。求：
（1）电阻R 中电流的频率f；
2
（2）交流电压表的读数U
2。
注：以上求得的结果均保留整数。
17．（2021·全国·模拟预测）如图所示是一个交流发电机的示意图，线框abcd处于匀强磁场中，已知
，匀强磁场的磁感应强度 ，线圈的匝数 ，线圈的总电阻 ，外电路负
载电阻 ，线圈以 ，电表是理想电表，求(1)电压表的示数？
(2)从图示位置开始经 时感应电动势的瞬时值多大？
(3)从图示位置开始经 的这段时间通过R的电量？
(4)线圈匀速转动一周外力做多少功？
18．（2022·全国·一模）如图所示为一交流发电机的原理示意图，其中矩形线圈abcd的边长ab＝cd＝50
cm，bc＝ad＝20 cm，匝数n＝100，线圈的总电阻r＝0.20 Ω，线圈在磁感强度B＝0.050 T的匀强磁场中
绕垂直于磁场的转轴OO′匀速转动，线圈两端通过电刷E、F与阻值R＝4.8 Ω的定值电阻连接，当线圈
以角速度ω匀速转动时，发电机的输出功率为2.16×103W，计算中π取3.
(1)推导发电机线圈产生感应电动势的最大值的表达式Em＝nBSω(其中S表示线圈的面积)；(2)求线圈转动的角速度ω；
(3)求线圈以ω角速度转动100圈过程中发电机产生的电能．参考答案：
1．D
2．D
3．B
4．D
5．C
6．B
7．BC
8．BC
9．AD
10．BC
11．CD
12．AD
13． 能
14． 180 2.73A 增大
15． a,b； ；
16．（1） ；（2）
17．(1) (2) (3) (4)
18．(1)见解析 (2)300 rad/s (3)4 500 J
