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专题11 交变电流
1．（2024·天津·一模）如图甲所示，矩形线圈放在有明确边界的匀强磁场中，线圈的
中心轴
与磁场边界重合，从上向下俯视，看到线圈绕
轴逆时针匀速转动。从
图示位置开始计时，以abcda 方向为电流正方向，则线圈转动时产生的感应电流随时
间变化的图线是图乙中的（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】D
【详解】设线圈转动的角速度为
，
，
，则从图示位置转过
的过程中，
感应电动势
即感应电动势与时间成正弦函数关系，
则感应电流也与时间成正弦函数关系；根据楞次定律可知感应电流的方向为
即与规定的正方向相反。转过
后，ab 边离开了磁场，同时cd
边进入了磁场，由于两边的线速度大小相等、方向相反，则cd 边进入磁场时产生的感
应电动势的大小等于ab 边离开磁场时产生的感应电动势的大小、且感应电流的方向相
反，所以感应电流是连续的。当cd 边转动到最左端时，感应电流减小到零；继续转动
时，磁通量将减小，根据楞次定律可知，感应电流的方向将变化为
即与规定的正方向相同。故选D。
2．（2024·广东深圳·一模）如图所示，各线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动（从左往右
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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
【答案】A
【详解】BD．由
图像可知，
时，线圈电流为零，此时穿过线圈的磁通量最大，
线圈与磁场垂直，故BD 错误；AC．由
图像可知，
时间内，电流从2 流出线
圈，由右手定则可知，A 图中电流从2 流出线圈，C 图中电流从1 流出线圈，故A 正
确，C 错误。故选A。
3．（2023·浙江宁波·模拟预测）保险丝对保护家庭用电安全有着重要作用，如图所示，
A 是熔断电流为1A 的保险丝，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，交变电压
U=220V，保险丝电阻1Ω，R 是用可变电阻。当电路正常工作时，则下列说法正确的
是（ ）
A．可变电阻R 不能大于54.75Ω
B．可变电阻R 越大，其消耗的功率越小
C．通过可变电阻R 的电流不能超过0.5A
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D．增加原线圈匝数，保险丝可能熔断
【答案】B
【详解】AB．将保险丝电阻看成交变电源内阻，则有可变电阻消耗的功率等于理想变
压器原线圈消耗的功率，设原线圈等效电阻为R1，则有
联立可得
当电路正常工作时，原线圈电流
，则
即
所以
根据电源输出功率的特点可知可变电阻R 越大，输出功
率越小，即原线圈消耗的功率越小，可变电阻消耗的功率越小，故B 正确，A 错误；
C．设电阻R 为r 时，原线圈中电流刚好达到熔断电流，即
，根据
则副
线圈的电流
即通过可变电阻R 的电流不能超2A；故C 错误；D．当其他
条件不变，增加原线圈匝数，根据
可知相当于增加了原线圈的等
效电阻，则根据欧姆定律可知原线圈电流减小，保险丝不会熔断，故D 错误；故选
B。
4．（多选）（2024·海南·一模）边长为L 的正方形单匝线框abcd 放置在如图所示的匀
强磁场中，磁感应强度为B，线框总电阻为r，若线框从图示位置开始以角速度ω 绕
ab 轴匀速转动，则下列说法正确的是（ ）
A．线框产生的感应电动势最大值是
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B．线框产生的感应电动势有效值是
C．线框所在平面和磁场的方向垂直时，回路电流最大
D．线框所在平面和磁场的方向平行时，回路电流最大
【答案】AD
【详解】AB．线框产生的感应电动势最大值为
则线框产生的感应电
动势有效值为
故A 正确，B 错误；C．线框所在平面和磁场的方向垂
直时，穿过线框的磁通量最大，但磁通量变化率最小，感应电动势最小，回路电流最
小，故C 错误；D．线框所在平面和磁场的方向平行时，穿过线框的磁通量为0，但磁
通量变化率最大，感应电动势最大，回路电流最大，故D 正确。故选AD。
5．（2024·江西·一模）如图所示，
是电路中的两个定值电阻，当理想变压器
两端加上有效值为
的正弦交变电压时，
两电阻上的电压均为
，则
和
的电功率之比为（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】根据题意可知，原线圈的输入电压为
则原副线圈的匝数比为
设流过电阻
的电流为
，则流过电阻
的电流为
则
和
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的电功率之比为
故选A。
6．（2024·黑龙江·一模）（多选）我国远距离特高压输电技术日趋成熟，因其损耗少、
效能高，所以日渐成为经济、安全、高效的送电方式。某电厂发电机输出功率为
，
输出电压为
，输电线总电阻为。输电线上损失的功率为发电机输出功率的
。用
户得到的电压为
，则下列说法正确的是（ ）
A．升压变压器原、副线圈匝数比为
B．降压变压器原、副线圈匝数比为
C．用户增多，
变小
D．用户增多，
、
均变大
【答案】AC
【详解】A．升压变压器原线圈电流
升压变压器原、副线圈匝数
比为
联立得
故A 正确；B．降压变压器功率
降压
变压器副线圈电流
降压变压器原、副线圈匝数比
得
故
B 错误；C．用户增多，
变小，降压变压器输出功率增大，输电线电流增大，输电线
上损失的功率增大，
变小，故C 正确；D．用户增多，输电线电流增大，输电线电压
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增大
U1、U2不变，则
减小，
减小，故D 错误。故选AC。
7．（2024·黑龙江·一模）如图甲所示，导线框ABCD 绕垂直于磁场的轴
匀速转动，
产生的交变电动势的图像如图乙所示。线框通过电阻R1与理想升压变压器原线圈相连，
变压器副线圈接入一额定电压为220V 的电灯泡，电灯泡恰好正常发光且电流表的示数
为2A，
，线框ABCD 电阻不计，电流表为理想电流表，则下列说法正确的是
（ ）
A．变压器原线圈上的电压
B．变压器原副线圈的匝数比为
C．灯泡消耗的电功率为440W
D．灯泡两端的最大电压为220V
【答案】B
【详解】A．由图乙可知交流电动势为
电流为
，
，则原
线圈上的电压为
故A 错误；B．原线圈的电
压有效值为22V，副线圈的电压有效值为220V，则变压器原副线圈的匝数比为
故B 正确；C．灯泡消耗的电功率为
故C 错误；D．电灯两端的最大电压为
故D 错误。故选B。
8．（2024·四川成都·一模）如图所示，理想变压器的原线圈接在
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的交流电源上，副线圈接有
的负载电阻，原、副线圈
匝数之比为2 1∶，电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是（ ）
A．原线圈的输入功率为
W
B．电流表的读数为1A
C．电压表的读数为
V
D．副线圈输出交流电的周期为50s
【答案】B
【详解】ABC．根据题已知，理想变压器接在最大电动势为
的交流电源上，
则可知理想变压器原线圈两端电压的有效值为
根据原副线圈两端的电
压比等于匝数比可得副线圈两端的电压
即电压表的读数为
110V，则副线圈所在回路中的电流
而根据变压器原副线圈所在回路
中的电流比等于匝数的反比可得
则电流表的读数为1A，由此可
得原线圈的输入功率为
故AC 错误，B 正确；D．根据交流电瞬时电
压的表达式
可得
而
则可得
故D 错误。
故选B。
9．（2024·河南·一模）如图所示的电路中，变压器为理想变压器，电流表和电压表均
为理想电表，电阻
、
和
的阻值分别为
、
和
，在a、b 两端接电压有效
值为U 的交流电源，开关S 由断开变为闭合时，连接在副线圈的负载电阻消耗的电功
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率不变。则（ ）
A．电流表示数变小
B．电压表示数变大
C．整个电路消耗的功率变小
D．变压器原、副线圈匝数比为
【答案】D
【详解】AB．根据题意，当开关S 闭合后，副线圈所在电路中的电阻
被短路，副线
圈电路中总电阻减小，则可知副线圈所在电路中的电流增大，由于匝数比不变，因此
原线圈所在电路中的电流也增大，则定值电阻
两端的电压增大，原线圈两端的电压
减小，由此可知，电流表示数变大，电压表示数变小，故AB 错误；C．根据题意，开
关S 闭合前后副线圈的负载电阻消耗的电功率不变，可知原线圈的输入功率功率在开
关闭合前后不变，而闭合后原副线圈回路中电流均增大，因此导致原线圈所在电路定
值电阻消耗的功率增大，而整个电路消耗的功率
不变，
增大，则可知
整个电路消耗的功率变大，故C 错误；D．由于开关S 由断开变为闭合时，连接在副
线圈的负载电阻消耗的电功率不变，即有
可知变化前后副线圈所在
电路中的电流之比为
开关闭合前
开关闭合后
联立解
得
故D 正确。故选D。
10．（2024·广西河池·一模）输电能耗演示电路如图所示。左侧理想变压器原、副线圈
匝数比为1:4，输入电压有效值为9V 的正弦式交流电。连接两理想变压器的导线总电
阻为4Ω，负载R 的阻值为8Ω。右侧理想变压器原、副线圈匝数比为2:1，R 消耗的功
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率为P。以下计算结果正确的是（ ）
A．P=16W
B．P=32W
C．P=64W
D．P=72W
【答案】B
【详解】根据题意可知，升压变压器原线圈两端的电压为
根据原副线圈电压与
匝数的关系
所以
在输电回路中，有
联立可得
所以
故选B。
11．（多选）（2024·云南·一模）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％
【答案】AD
【详解】A．根据交流电源的表达式可知周期为
一个周期内电流方向
改变两次，则通过电流表的电流方向每秒变化100 次，故A 正确；B．根据交流电源
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的表达式可知原线圈输入电压有效值为
则副线圈输出电压有效值为
则电压表的示数为
，故B 错误；CD．通过指示灯的电流为
则通过电动机的电流为
则电动机的
电功率为
电动机的输出功率为
动机的热功率为
解得电动机线
圈的电阻为
电动机的效率为
故C
错误，D 正确。故选AD。
12．（2024·广西贵港·二模）下图是一款小型电钻的简化电路图，它由变压器及电机两
部分构成，变压器为理想变压器，电机的内阻为
，额定电压为11V，额定电流为
2A。当变压器输入电压为220V 的正弦交流电时电钻正常工作，下列说法正确的是（
）
A．变压器原线圈电流的最大值为
B．变压器副线圈电流的最大值为2A
C．变压器的输入功率为4W
D．电机产生的机械功率为22W
【答案】A
【详解】
A．根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
可得
根据理想变压
器原副线圈电流与线圈匝数的关系
解得变压器原线圈电流的有效值为
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变压器原线圈电流的最大值为
故A 正确；B．变压器副线圈电流的
最大值为
故B 错误；C．变压器的输入功率等于输出功率，为
故
C
错
误
；
D
．
电
机
产
生
的
机
械
功
率
为
故D 错误。故选A。
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