北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
专题十二 交变电流
基础篇
考点一 交变电流的产生及描述
1.(2022浙江6月选考,5,3分)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
2.(2019天津理综,8,6分)(多选)单匝闭合矩形线框电阻为R,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Φ与时间t的关系图像如图所示。下
列说法正确的是 ( )
T
A. 时刻线框平面与中性面垂直
2
√2πΦ
B.线框的感应电动势有效值为 m
T
2π2Φ2
C.线框转一周外力所做的功为 m
RT
T πΦ
D.从t=0到t= 过程中线框的平均感应电动势为 m
4 T
答案 BC
3.(2021北京,5,3分)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
( )
第 1 页 共 12 页第 1 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
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i=2 cos 5πt A
√2
D.该交变电流的有效值为 A
2
答案 C
4.(2022广东,4,4分)如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,n >n ,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
1 2
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
答案 B
考点二 理想变压器
1.(2022湖北,9,4分)(多选)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220 V、匝数为1 100
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%,忽略其他损耗,下列说法正确的是 ( )
第 2 页 共 12 页第 2 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
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
2.(2022山东,4,3分)如图所示的变压器,输入电压为220 V,可输出12 V、18 V、30
V电压,匝数为n 的原线圈中电压随时间变化为u=U cos (100πt)。单匝线圈绕过
1 m
铁芯连接交流电压表,电压表的示数为0.1 V。将阻值为12 Ω 的电阻R接在BC
两端时,功率为12 W。下列说法正确的是 ( )
A.n 为1 100,U 为220 V
1 m
B.BC间线圈匝数为120,流过R的电流为1.4 A
C.若将R接在AB两端,R两端的电压为18 V,频率为100 Hz
D.若将R接在AC两端,流过R的电流为2.5 A, 周期为0.02 s
答案 D
3.(2020江苏单科,2,3分)电流互感器是一种测量电路中电流的变压器,工作原理如
图所示。其原线圈匝数较少,串联在电路中,副线圈匝数较多,两端接在电流表上。
则电流互感器 ( )
A.是一种降压变压器
B.能测量直流电路的电流
第 3 页 共 12 页第 3 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
C.原、副线圈电流的频率不同
D.副线圈的电流小于原线圈的电流
答案 D
4.(2021广东,7,4分)某同学设计了一个充电装置,如图所示。假设永磁铁的往复运
动在螺线管中产生近似正弦式交流电,周期为0.2 s,电压最大值为0.05 V。理想变
压器原线圈接螺线管,副线圈接充电电路,原、副线圈匝数比为1∶60。下列说法
正确的是( )
A.交流电的频率为10 Hz
B.副线圈两端电压最大值为3 V
C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关
D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率
答案 B
5.(2022昆明一中、银川一中联考,16)如图所示,一理想变压器由一个原线圈和两
个副线圈组成,匝数比n ∶n ∶n =3∶2∶1,a、b端接正弦交流电,电路中电阻
1 2 3
R =R =R =R,其余电阻均不计。若R 消耗的功率为P,则R 消耗的功率为 (
1 2 3 3 1
)
25 5 1
A.9P B. PC. PD. P
9 3 9
答案 B
6.(2020课标Ⅲ,20,6分)(多选)在图(a)所示的交流电路中,电源电压的有效值为220
V,理想变压器原、副线圈的匝数比为10∶1,R 、R 、R 均为固定电阻,R =10
1 2 3 2
Ω,R =20 Ω,各电表均为理想电表。已知电阻R 中电流i 随时间t变化的正弦曲线
3 2 2
如图(b)所示。下列说法正确的是 ( )
第 4 页 共 12 页第 4 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
A.所用交流电的频率为50 Hz
B.电压表的示数为100 V
C.电流表的示数为1.0 A
D.变压器传输的电功率为15.0 W
答案 AD
考点三 远距离输电
1.(2020课标Ⅱ,19,6分)(多选)特高压输电可使输送中的电能损耗和电压损失大幅
降低。我国已成功掌握并实际应用了特高压输电技术。假设从A处采用550 kV
的超高压向B处输电,输电线上损耗的电功率为ΔP,到达B处时电压下降了ΔU。
在保持A处输送的电功率和输电线电阻都不变的条件下,改用1 100 kV特高压输
电,输电线上损耗的电功率变为ΔP',到达B处时电压下降了ΔU'。不考虑其他因
素的影响,则 ( )
1 1
A.ΔP'= ΔPB.ΔP'= ΔP
4 2
1 1
C.ΔU'= ΔU D.ΔU'= ΔU
4 2
答案 AD
2.(2021山东,9,4分)(多选)输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈
匝数比为1∶3,输入电压为7.5 V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电
阻为r,负载R的阻值为10 Ω。开关S接1时,右侧变压器原、副线圈匝数比为
2∶1,R上的功率为10 W;接2时,匝数比为1∶2,R上的功率为P。以下判断正确
的是 ( )
A.r=10 Ω B.r=5 Ω
C.P=45 W D.P=22.5 W
答案 BD
第 5 页 共 12 页第 5 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
3.(2020浙江7月选考,11,3分)如图所示,某小型水电站发电机的输出功率P=100
kW,发电机的电压U =250 V,经变压器升压后向远处输电,输电线总电阻R =8 Ω,
1 线
在用户端用降压变压器把电压降为U =220 V。已知输电线上损失的功率P =5
4 线
kW,假设两个变压器均是理想变压器,下列说法正确的是 ( )
A.发电机输出的电流I =40 A
1
B.输电线上的电流I =625 A
线
C.降压变压器的匝数比n ∶n =190∶11
3 4
D.用户得到的电流I =455 A
4
答案 C
考点四 传感器
1.(2022河北廊坊期中统考,8)(多选)如今,人们对手机的依赖程度越来越高,手机已
成为现代人必不可少的随身物品,然而长时间使用手机会对眼睛造成一定的伤害,
因此现在的智能手机都有一项可以调节亮度的功能,该功能既可以自动调节,也可
以手动调节。某同学为了模拟该功能,设计了如图所示的电路,R 为光敏电阻,光
1
照增强,阻值变小,R 为滑动变阻器,闭合开关后,下列说法正确的是 ( )
2
A.仅光照变强,小灯泡变亮
B.仅光照变弱,小灯泡变亮
C.仅将滑片向a端滑动,小灯泡变亮
D.仅将滑片向b端滑动,小灯泡变亮
答案 AD
2.(2021江苏南京师大附中月考,2)如图所示是一种水位自动报警器的原理示意图,
当杯中水的水位到达金属块B时,出现的情况是 ( )
第 6 页 共 12 页第 6 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
A.只L 灯亮
1
B.只L 灯亮
2
C.L 、L 两灯同时亮
1 2
D.L 、L 两灯都不亮
1 2
答案 B
综合篇
拓展一 交变电流四值的计算及应用
1.(2021浙江6月选考,5,3分)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,它们的周期T和最大值U 相同,则实线所对应的交流电的有效值U满
m
足 ( )
1 √2
A.U= UmB.U= U
2 2 m
√2 √2
C.U> UmD.U< U
2 2 m
答案 D
2.(2020海南,3,4分)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I 和I 表示甲和乙两电流的有效值,则 ( )
1 2
A.I ∶I =2∶1 B.I ∶I =1∶2
1 2 1 2
C.I ∶I =1∶√2D.I1∶I2=√2∶1
1 2
答案 D
第 7 页 共 12 页第 7 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
3.(2021辽宁,5,4分)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
L
度ω匀速转动,ab边距轴 。线圈中感应电动势的有效值为 ( )
4
√2
A.NBL2ω B. NBL2ω
2
1 √2
C. NBL2ωD. NBL2ω
2 4
答案 B
4.(2022河南鹤壁七模,17)如图甲所示的变压器电路中,理想变压器原、副线圈匝
数之比为1∶2,a、b输入端输入如图乙所示的交变电流,电阻R 的功率是R 的功
1 2
率的一半,电流表的示数为2 A,电路中的电流表、电压表都是理想电表。则 (
)
甲
乙
A.交变电压瞬时值表达式为u=100√2 sin (50πt) V
B.通过电阻R 的电流为4 A
1
C.电压表示数为100√2 V,电阻R 的阻值为50√2 Ω
1
D.a、b端输入的功率为600 W
答案 D
5.(2021江苏,12,8分)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4 000亿千瓦时。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
第 8 页 共 12 页第 8 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
度的大小为0.20 T,线圈的匝数为100、面积为0.50 m2、电阻为0.60 Ω。若磁体
转动的角速度为90 rad/s,线圈中产生的感应电流为50 A,求:
(1)线圈中感应电动势的有效值E;
(2)线圈的输出功率P。
答案 (1)450√2 V (2)30 kW
拓展二 含理想变压器的电路的动态分析
1.(2021湖北,6,4分)如图所示,理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电,副线
圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻,在变阻器滑片从a端
向b端缓慢移动的过程中 ( )
A.电流表A 示数减小
1
B.电流表A 示数增大
2
C.原线圈输入功率先增大后减小
D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大
答案 A
2.(2020北京,9,3分)如图所示,理想变压器原线圈接在u=U sin(ωt+φ)的交流电源
m
上,副线圈接三个阻值相同的电阻R,不计电表内电阻影响。闭合开关S后 (
)
A.电流表A 的示数减小
2
第 9 页 共 12 页第 9 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
B.电压表V 的示数减小
1
C.电压表V 的示数不变
2
D.电流表A 的示数不变
1
答案 A
3.(2020山东,5,3分)图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比n ∶n =22∶3,输入端
1 2
a、b所接电压u随时间t的变化关系如图乙所示。灯泡L的电阻恒为15 Ω,额定
电压为24 V。定值电阻R =10 Ω、R =5 Ω,滑动变阻器R的最大阻值为10 Ω。为
1 2
使灯泡正常工作,滑动变阻器接入电路的电阻应调节为( )
甲
乙
A.1 Ω B.5 Ω
C.6 Ω D.8 Ω
答案 A
4.(2021福建,3,4分)某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示,图中R
为输电线的总电阻。若变压器视为理想变压器,所有电表视为理想电表,不考虑变
压器的输入电压随负载变化,则当住户使用的用电器增加时,图中各电表的示数变
化情况是( )
A.A 增大,V 不变,V 增大
1 2 3
B.A 增大,V 减小,V 增大
1 2 3
C.A 增大,V 增大,V 减小
2 2 3
D.A 增大,V 不变,V 减小
2 2 3
答案 D
第 10 页 共 12 页第 10 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
5.(2022湖南,6,4分)如图,理想变压器原、副线圈总匝数相同,滑动触头P 初始位
1
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R 的阻值
1
为R,滑动变阻器R 的最大阻值为9R,滑片P 初始位置在最右端。理想电压表
2 2
的示数为U,理想电流表 的示数为I。下列说法正确的是 ( )
A.保持P 位置不变,P 向左缓慢滑动的过程中,I减小,U不变
1 2
B.保持P 位置不变,P 向左缓慢滑动的过程中,R 消耗的功率增大
1 2 1
C.保持P 位置不变,P 向下缓慢滑动的过程中,I减小,U增大
2 1
D.保持P 位置不变,P 向下缓慢滑动的过程中,R 消耗的功率减小
2 1 1
答案 B
6.(2022江苏模拟预测,7)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
1 2 1 2
不断电用户电阻(可视为定值电阻),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ΔU、ΔI,电压表和电流
表均为理想电表,下列说法正确的是( )
甲
第 11 页 共 12 页第 11 页 共 12 页
北京曲一线图书策划有限公司 2024版《5年高考3年模
拟》A版
乙
ΔU
A. =R
ΔI 2
ΔU ( n ) 2
B. = 2 R
ΔI n 1
1
n
C.对于原线圈回路,虚线框所圈部分的等效电阻为R'= 1 (R +R)
n 2
2
R
D.输电线路上损耗的功率为P = 1 P
损 R +R +R
1 2
答案 B
第 12 页 共 12 页
