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第十三章 交变电流
（考试时间：100 分钟 试卷满分：90 分）
注意事项：
1．答卷前，考生务必将自己的姓名、准考证号填写在答题卡上。
2．回答选择题时，选出每小题答案后，用铅笔把答题卡对应题目的答案标号涂黑。如需改动，用橡
皮擦干净后，再选涂其他答案标号。回答非选择题时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
3．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
第Ⅰ卷(选择题，共48 分)
一、选择题(本题共12 小题，每小题4 分，共48 分。在每个小题给出的四个选项中，第1～8 小题，只有
一个选项符合题意；第9～12 小题，有多个选项符合题意，全部选对的得4 分，选对而不全的得2 分，错
选或不选的得0 分)
1．（2025·北京门头沟·一模）一交流发电机产生的正弦式交变电流的电流i 随时间t 的变化如图所示。下
列说法正确的是（ ）
A．
时穿过线圈的磁通量最大
B．该交变电流的表达式为
C．额定电流为2A 的用电器可以在此电流下正常工作
D．发电机负载上1Ω 的定值电阻1min 内产生的热量为120J
2．（2025·广东·一模）图甲是医用红外理疗灯，图乙是其内部电路结构示意图，自耦变压器可视为理想变
压器，其抽头P 与M、N 点间的线圈匝数分别为
和
。若单刀双掷开关从a 切换到b，则
（ ）
1
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A．电流表示数变大
B．电流表示数变小
C．电压表示数变大
D．电压表示数变小
3．（2025·河南·一模）如图所示是小型旋转磁极式发电机的示意图，通过理想变压器接有阻值为
的负载
电阻，原线圈接有理想交流电压表和理想交流电流表，原、副线圈匝数分别为
、
。已知发电机线圈面
积为，匝数为
，电阻不计，磁极匀速转动的角速度为
，磁极之间的磁场近似为匀强磁场，磁感应强
度大小为
，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置的瞬时电流最大
B．负载电阻的功率为
C．从图示位置转过
过程中电流方向由
指向
D．从图示位置转过
时的瞬时电压最小
4．（2025·广东深圳·一模）如图所示，某同学利用自耦变压器设计了家庭护眼灯的工作电路。
、
端输
入
交流电压，为两个相同的护眼灯L1和L2供电。电键S 断开，L1正常发光。现闭合S，为使两灯仍正
常发光，只需调节的是（ ）
2
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A．
向左滑动 B．
向下滑动 C．
向上滑动 D．不需要任何调节
5.（2025·河南安阳·一模）如图所示，图甲是自行车发电机与车轮接触部分的照片，图乙为内部发电装置图。
已知发电机转轮（转速与发电机线圈一样）的半径为，发电机线圈所围面积为、匝数为
、电阻为
，
匀强磁场的磁感应强度为
，其中P、Q 为固定的半圆环，始终与线圈保持良好接触，外接电阻为
。当
自行车以某速度在平直公路上匀速行驶时受到地面及空气的总阻力为
，外接电阻消耗的电功率为
。则
（ ）
A．从图示位置开始计时，
中流过的是正弦式交变电流
B．流经外接电阻
的电流方向变化的频率为
C．自行车的行驶速度
D．骑车人做功的功率
6.（2025·陕西渭南·二模）图甲中的理想变压器原、副线圈匝数比
，输入端
、
所接电压
随
3
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时间的变化关系如图乙所示。灯泡
的电阻恒为
，额定电压为
。定值电阻
，滑动变
阻器
的最大阻值为
。为使灯泡正常工作，滑动变阻器接入电路的电阻应调节为（ ）
A．
B．
C．6Ω
D．
7.(2024·湖北省武汉市高三二月调研考试） 如图是某同学设计的温控报警系统：交流电源输入有效值恒定
的电压，变压器可视为理想变压器，
和
分别为定值电阻和滑动变阻器；
为热敏电阻，其阻值随温
度的升高而减小；
为报警装置（可视为阻值恒定的电阻），其两端电压超过设定值时报警器发出警报。
现欲使
在温度更低时报警，下列做法一定可行的是（ ）
A. 仅将滑片
左移
B. 仅将滑片
右移
C. 将滑片
左移，同时将滑片
下移
D. 将滑片
右移，同时将滑片
上移
8.（2025·浙江省嘉兴市二模）如图所示，有一个20 匝、电阻为R 的矩形线圈，绕
轴在匀强磁场中匀
速转动，产生的电动势随时间关系为：
。矩形线圈通过铜滑环与理想变压器原线圈的
A、B 两端相接，变压器的副线圈连接一个阻值为4R 的电阻。变压器原、副线圈匝数比为1：2，原线圈中
4
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间位置接有接线柱P，则（ ）
A. 副线圈两端电压为48V
B. 穿过矩形线圈的最大磁通量为0.24Wb
C 开关K 由A 换接到P 后副线圈输出功率变小
D. 副线圈回路中串接一个二极管后电流平均值变为原来的
倍
9．（2025·河南·模拟预测）某个小型水电站发电机的输出功率、输出电压一定，通过理想升压变压器升压
后从甲地向乙地输电，输电线的双线总长度为L，升压变压器的原副线圈的匝数比为k，输电线上的电流
为I。若把该发电机输出的电能从甲地向丙地输送，保持输电线的规格不变，输电线的双线总长度变为
2L，要使在用户端得到的电功率不变，升压变压器的原副线圈的匝数比需要变为
，输电线上的电流为
。
下列关系式正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
10..如图甲为我国海上风力发电简化工作原理模型图，风轮带动矩形线圈在匀强磁场中转动产生如图乙所
示的交流电，并通过两理想变压器和远距离输电给用户供电。升压变压器原副线圈匝数比为1：10，输电
线的总电阻
为
，电压表为理想电表，风力发电机的输出功率为75kW。下列说法正确的是（ ）
A. 线圈转动的角速度为
5
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B.
时穿过线圈的磁通量为零
C. 用电高峰期相当于滑片P 下移动，则电压表的示数变大
D. 若电压表的示数为220V，则降压变压器原副线圈的匝数比为95：11
11.(2025· 湖南省衡阳市二模）2023 年6 月11 日，宁夏至湖南±800kV 特高压直流输电工程正式开工建设，
这是我国首条以输送“沙戈荒”风电光伏大基地新能源为主的电力外送大通道，该工程将于2025 年末建
成投产。±800kV 指两根导线对地之间的电压分别为正800kV 和负800kV，两根导线之间是1600kV。受端
在衡阳换流站以500kV 接入湖南电网交流系统。输电线路流程可简化为如图所示，若直流输电线的总电阻
为10
，不计变压器与整流等造成的能量损失，直流变交流时，有效值不变。输电功率为
时，
下列说法正确的是（ ）
A. 输电线路中电流为
B. 衡阳换流站的输入功率为
C. 衡阳换流站的输入电压为±800kV
D. 若保持输送功率不变，用±500kV 输电，衡阳换流站的输入功率比用±800kV 输电时减少
12．（2025·安徽芜湖·二模）如图所示，在xOy 水平面内，固定着间距为
的足够长光滑金属导轨。在
区域存在两个大小均为
、垂直导轨平面、方向相反的匀强磁场，磁场边界满足
，
质量为
、边长为
的正方形金属框
静置在导轨上，四条边的电阻均为
，
位于
处。
在沿
轴的外力
作用下金属框沿
轴正方向以速度
做匀速直线运动，当
到达
时撤去外力。
导轨电阻不计，则下列说法正确的是（ ）
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A．
运动到
过程中外力
的方向先向右后向左
B．
运动到
过程中感应电动势的最大值为
C．
运动到
的过程中通过金属框横截面的电荷量为
D．整个过程中外力
对金属框所做的功为
第Ⅱ卷(非选择题，共52 分)
二、填空题(本题共2 小题，共14 分)
13．(6 分)2025·河南三门峡·一模）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中使用可拆式变压
器如图甲所示，小明同学选用变压器原线圈匝数
匝和副线圈匝数
匝的位置进行实验，并把
输入电压调至交流电压
，则可测得副线圈电压
为 V。小李同学实验中将原线圈接在交
流电源上，将副线圈接在电压传感器（可视为理想电压表）上，观察到副线圈电压
随时间t 变化的图像
如图乙所示，在
时刻该同学先断开开关，
时刻再闭合开关，则
时间内进行的操作可能是
（填字母）。
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A．增加了交流电源的频率 B．拧紧了松动的铁芯
C．减少了副线圈的匝数 D．增加了原线圈的匝数
14,。（8 分）（2025·广东江门·一模）智能化育苗蔬菜基地对环境要求严格，其中包括对光照强度的调控，
光照强度简称照度
，反映光照的强弱，光越强，照度越大，单位为勒克斯（lx）。为了控制照度，科技
人员设计了图甲所示的智能光控电路。
智能光控电路的核心元件是光敏电阻
，某同学用如图乙所示电路测量光敏电阻在不同照度
时的阻值，
实验所用器材：电源
，滑动变阻器
（最大阻值为
），电压表（量程为
，内阻为
），毫安表（量程为
，内阻不计），定值电阻
，开关和导线若干。
(1)在闭合开关
前，应把
的滑片移到 （选填“左”或“右”）端；
(2)某次测量时电压表的示数如图丙所示，电压表的读数为 V，电流表读数为
，此时光敏
电阻的阻值为 Ω；
(3)该同学通过测量得到了6 组数据，他作出光敏电阻的阻值
随照度
变化的图像如图丁所示，由图丁可
初步判断光敏电阻的阻值与照度 反比例函数关系（选填“满足”或“不满足"）；
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(4)该同学用上述光敏电阻接入图甲所示的电路，其中电源电动势
，内阻忽略不计，电阻
，
电阻箱
的阻值调节范围是
，光敏电阻
的电压
增加到
时光照系统开始工作，为了使
照度降低到4klx 时，自动控制系统开始补光，则
的阻值应该调节为
：
(5)要加快蔬菜的生长，适度提高光照时间，可调节的方法是 。
三、计算题(本题共4 小题，共38 分。要有必要的文字说明和演算步骤。有数值计算的要注明单位)
15．(9 分)家庭中用的取暖器，正常工作时所用电压是按照图中正弦规律变化的交流电，取暖器正常工作时
的电流是3A。
（1）请写出电压的瞬时值表达式；
（2）取暖器正常工作时的功率。
16．(9 分).如下图，一个匝数为N=100、面积为
的矩形线框abcd 在磁感应强度为B=0.4T 的
匀强磁场中，绕OO′轴以n=3000r/min 的匀速转动，已知线框abcd 的总电阻为r=2Ω，产生的交流电通过电
刷A、B 导出，经匝数比为
的升压变压器升压后，再通过总阻值为R0=1.5Ω 两条输电线输送到匝数比
9
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为
的降压变压器降压，最终对阻值R 的用户负载供电，已知远距输电线上电流I=2A。不计其他导线
电阻、变压器的铁芯涡流和电磁辐射。
（1）线圈产生电动势的最大值Em和有效值E 分别多大?
（2）用户负载R 的阻值多大?
17．(9 分)如图所示，匀强磁场的磁感应强度B＝0.5 T，边长L＝10 cm 的正方形线圈abcd 共100 匝，线圈
电阻r＝1 Ω，线圈绕垂直于磁感线的对称轴OO′匀速转动，角速度ω＝2π rad/s，外电路电阻R＝4 Ω，电压
表为理想交流电表，求：
(1)转动过程中感应电动势的峰值；
(2)由图示位置(线圈平面与磁感线平行)转过60°角时的瞬时感应电动势；
(3)由图示位置转过60°角的过程中产生的平均感应电动势；
(4)交流电压表的示数；
(5)由图示位置转过60°角的过程中通过电阻R 的电荷量．
18．(11 分)（2025· 江西省九江市高三二模）如图甲所示，两根光滑平行导轨固定在水平面内，相距为L，
电阻不计，整个导轨平面处于方向竖直向下、磁感应强度为B 的匀强磁场中，导轨左端接有阻值为R 的电
阻，沿导轨方向建立x 坐标轴。质量为m、电阻为r 的金属棒ab 垂直导轨放置在
处。在金属棒ab
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上施加x 轴方向的外力F，使金属棒
开始做简谐运动，当金属棒运动到
时作为计时起点，其速度
随时间变化的图线如图乙所示，其最大速度为
。求：
（1）简谐运动过程中金属棒的电流i 与时间t 的函数关系；
（2）在
时间内通过金属棒的电荷量；
（3）在
时间内外力F 所做的功；
（4）外力F 的最大值。
11
