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专题52 交变电流的描述
一、单选题
1．（2022·浙江·统考高考真题）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
2．（2022·浙江·统考高考真题）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
3．（2023·浙江·统考高考真题）我国1100kV 特高压直流输电工程的送电端用“整流”设备将交流变换成
直流，用户端用“逆变”设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（ ）
A．送电端先升压再整流
B．用户端先降压再变交流
C．1100kV 是指交流电的最大值
D．输电功率由送电端电压决定
4．（2017·北京·高考真题）如图所示，理想变压器的原线圈接在
的交流电源上，副线圈接
有R=55Ω 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（
）
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A．原线圈的输入功率为
B．电流表的读数为
C．电压表的读数为
D．副线圈输出交流电的周期为50s
5．（2022·重庆·高考真题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将“
”的交流卤
素灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为
的交流电后能正常工作，则（ ）
A．卤素灯两端的电压有效值为
B．变压器原、副线圈的匝数比为55 3∶
C．流过卤素灯的电流为
D．卤素灯的电阻为
6．（2022·海南·高考真题）一个有N 匝的矩形线框，面积为S，以角速度
从如图所示的位置开始，在匀
强磁场B 中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（ ）
A．
B．
C．
D．
7．（2022·河北·统考高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，
其发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z 转，通过转速比为
的升速齿轮箱带动
发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S，匝数为N，匀强磁场的磁感应强度为B，
时刻，线圈所
在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈电阻，
下列说法正确的是（ ）
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A．发电机输出的电压为
B．发电机输出交变电流的频率为
C．变压器原、副线圈的匝数比为
D．发电机产生的瞬时电动势
8．（2022·广东·高考真题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n 不同的两线圈，
，二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O 的距离相等，且均连接阻值为R 的电
阻，转子是中心在O 点的条形磁铁，绕O 点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线
圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（ ）
A．两线圈产生的电动势的有效值相等
B．两线圈产生的交变电流频率相等
C．两线圈产生的电动势同时达到最大值D．两电阻消耗的电功率相等
9．（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 方；若该电阻接到
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u0，周期均为T，如图所示。
则Q 方∶Q 正等于（ ）
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A．1∶
B．
∶1
C．1 2∶
D．2 1∶
10．（2021·辽宁·统考高考真题）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．
11．（2021·天津·高考真题）如图所示，闭合开关后，
的电阻两端的交流电压为
，
电压表和电流表均为理想交流电表，则（ ）
A．该交流电周期为
B．电压表的读数为
C．电流表的读数为
D．电阻的电功率为
12．（2021·北京·高考真题）一正弦式交变电流的i - t 图像如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．在t
0.4 s 时电流改变方向
B．该交变电流的周期为0.5 s
C．该交变电流的表达式为
D．该交变电流的有效值为
13．（2021·浙江·高考真题）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周
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期T 和最大值
相同，则实线所对应的交流电的有效值U 满足（ ）
A．
B．
C．
D．
14．（2020·海南·统考高考真题）图甲、乙分别表示两种电流的波形，其中图乙所示电流按正弦规律变化，
分别用
和
表示甲和乙两电流的有效值，则（ ）
A．
B．
C．
D．
15．（2014·四川·高考真题）如图所示，甲是远距离的输电示意图，乙是发电机输出电压随时间变化的图
象，则（ ）
A．用户用电器上交流电的频率是100Hz
B．发电机输出交流电的电压有效值是500V
C．输电线的电流只由降压变压器原副线圈的匝数比决定
D．当用户用电器的总电阻增大时，输电线上损失功率减小
16．（2018·天津·高考真题）教学用发电机能够产生正弦式交变电流。利用该发电机内阻可忽略通过理
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想变压器向定值电阻R 供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V 的读数分别为I、U，
R 消耗的功率为
。若发电机线圈的转速变为原来的
，则（ ）
A．R 消耗的功率变为
B．电压表V 的读数变为
C．电流表A 的读数变为2I
D．通过R 的交变电流频率不变
17．（2015·四川·高考真题）小型手摇发电机线圈共N 匝，每匝可简化为矩形线圈abcd，磁极间的磁场视
为匀强磁场，方向垂直于线圈中心轴
，线圈绕
匀速转动，如图所示，矩形线圈ab 边和cd 边产生
的感应电动势的最大值都为e0，不计线圈电阻，则发电机输出电压（ ）
A．峰值是
B．峰值为2
C．有效值为
D．有效值为
二、多选题
18．（2018·全国·统考期末）如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线圈两次分别以不同的转速，绕与
磁感线垂直的轴匀速转动，产生的交变电动势图象如图乙中曲线a，b 所示，则( )
A．两次t＝0 时刻线圈平面均与中性面重合
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B．曲线a，b 对应的线圈转速之比为2 3∶
C．曲线a 表示的交变电动势频率为25 Hz
D．曲线b 表示的交变电动势有效值为10 V
19．（2023·海南·统考高考真题）下图是工厂利用
的交流电给
照明灯供电的电路，
变压器原线圈匝数为1100 匝，下列说法正确的是（ ）
A．电源电压有效值为
B．交变电流的周期为
C．副线圈匝数为180 匝
D．副线圈匝数为240 匝
20．（2023·湖南·统考高考真题）某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传
动（皮带不打滑），半径之比为
，小轮与线圈固定在同一转轴上。线圈是由漆包线绕制而成的边长为
的正方形，共
匝，总阻值为
。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为
的匀强磁场。 大轮以角速度
匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值
恒为
的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）
A．线圈转动的角速度为
B．灯泡两端电压有效值为
C．若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为
的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效
值为
D．若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
21．（2016·全国·高考真题）如图，M 为半圆形导线框，圆心为OM；N 是圆心角为直角的扇形导线框，圆
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心为ON；两导线框在同一竖直面（纸面）内；两圆弧半径相等；过直线OMON 的水平面上方有一匀强磁
场，磁场方向垂直于纸面向里。现使线框M、N 在t＝0 时从图示位置开始，分别绕垂直于纸面、且过OM
和ON 的轴，以相同的周期T 逆时针匀速转动，则（ ）
A．两导线框中均会产生正弦交流电
B．两导线框中感应电流的周期都等于T
C．在t＝
时，两导线框中产生的感应电动势相等
D．两导线框的电阻相等时，两导线框中感应电流的有效值也相等
22．（2021·浙江·统考高考真题）发电机的示意图如图甲所示，边长为L 的正方形金属框，在磁感应强度
为B 的匀强磁场中以恒定角速度绕OO’轴转动，阻值为R 的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，
图乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（ ）
A．框内电流方向不变
B．电动势的最大值为Um
C．流过电阻的电荷
D．电阻产生的焦耳热
23．（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（ ）
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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
24．（2018·海南·高考真题）如图，在磁感应强度大小为B 的匀强磁场中，有一面积为S 的矩形
单匝闭合导线abcd,ab 边与磁场方向垂直，线框的电阻为R．使线框以恒定角速度ω 绕过ad、
bc 中点的轴旋转．下列说法正确的是( )
A．线框abcd 中感应电动势的最大值是BSω
B．线框abcd 中感应电动势的有效值是BSω
C．线框平面与磁场方向平行时，流经线框的电流最大
D．线框平面与磁场方向垂直时，流经线框的电流最大
25．（2016·海南·高考真题）图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4 1∶，RT为阻值随温度升
高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，原线圈所接电压u 随时间t 按
正弦规律变化，如图（b）所示，下列说法正确的是（ ）
A．变压器输入、输出功率之比为4 1∶
B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1 4∶
C．u 随t 变化的规律为u=51sin(50πt) （国际单位制）
D．若热敏电阻RT的温度升高，则电压表的示数不变，电流表的示数变大
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26．（2016·海南·高考真题）图（a）所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为4:1，RT为阻值随温度升
高而减小的热敏电阻，R1为定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表．原线圈所接电压u 随时间t 按
正弦规律变化，如图（b）所示．下列说法正确的是（ ）
A．变压器输入、输出功率之比为4:1
B．变压器原、副线圈中的电流强度之比为1:4
C．u 随t 变化的规律为
（国际单位制）
D．当电阻的温度降低时电流表读数变小电压表的读数不变
三、解答题
27．（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。
28．（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
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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。
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