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阶段性检测：《交变电流》
（考试时间：75 分钟 试卷满分：100 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．回答第Ⅰ卷时，选出每小题答案后，用2B 铅笔把答题卡上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。写在本试卷上无效。
3．回答第Ⅱ卷时，将答案写在答题卡上。写在本试卷上无效。
4．考试结束后，将本试卷和答题卡一并交回。
一、选择题（本题共8 个小题，共48 分，下列各题的四个选项中，第1-5 题只有一项是符
合题意，第6-8 题有多个答案符合要求，全部选对得5 分，选不全得3 分，有错选得0
分。）1．（2023·广东·统考高考真题）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数
比为
，输出功率为
，原线圈的输入电压
。关于副线圈输出电流的有效值
和频率正确的是（ ）
A．
B．
C．
D．
【答案】A
【详解】由题可知原线圈输入电压的有效值为
原线圈电流为
副线圈输出电流的有效值为
变压器无法改变电流的频率，故
故选A。
2．（2023·天津·统考高考真题）下图为输电线为用户输电的情景，电路中升压变压器
和降压变压器
1
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都认为是理想变压器，中间输电电路电阻为R，下列说法正确的有（ ）
A．
输出电压与
输入电压相等
B．
输出功率大于
输入功率
C．若用户接入的用电器增多，则R 功率降低
D．若用户接入的用电器增多，则
输出功率降低
【答案】B
【详解】AB．由于输电过程中电阻R 要产生热量，会损失功率，故
输出功率大于
输入功率；
输
出电压大于
输入电压，故A 错误，B 正确；
C．由于输入电压不变，所以变压器
的输出变压不变，随着用户接入的用电器增多，导致用户端的等
效电阻变小，则电流变大，根据
可知R 功率增大；故C 错误；
D．用户接入电路的用电器越多，用电器消耗功率增大，即
输出功率增大，故D 错误。
故选B。
3．（2023·北京·统考高考真题）自制一个原、副线圈匝数分别为600 匝和190 匝的变压器，原线圈接12V
的正弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V 的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可
能使小灯泡正常发光的是（ ）
A．仅增加原线圈匝数
B．仅增加副线圈匝数
C．将原、副线圈匝数都增为原来的两倍D．将两个3.8V 小灯泡并联起来接入副线圈
【答案】B
2
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【详解】A．由
知，仅增加原线圈匝数，副线圈的输出电压U2减小，不能使小灯泡正常发光，故
A 错误；
B．由
知，仅增加副线圈匝数，副线圈的输出电压U2增大，有可能使小灯泡正常发光，故B 正确；
C．由
知，将原、副线圈匝数都增为原来的两倍，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电
压U2不变，不能使小灯泡正常发光，故C 错误；
D．将两个3.8V 小灯泡并联，但由于原线圈的电压不变，则副线圈的输出电压U2不变，不能使小灯泡正
常发光，故D 错误。
故选B。
4．（2023·山东·统考高考真题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压U1= 250V，输出功率
500kW。降压变压器的匝数比n3：n4= 50：1，输电线总电阻R = 62.5Ω。其余线路电阻不计，用户端电
压U4= 220V，功率88kW，所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A．发电机的输出电流为368A
B．输电线上损失的功率为4.8kW
C．输送给储能站的功率为408kW
D．升压变压器的匝数比n1：n2= 1：44
【答案】C
【详解】A．由题知，发电机的输出电压U1 = 250V，输出功率500kW，则有
A 错误；
BD．由题知，用户端电压U4 = 220V，功率88kW，则有
P′ = U4I4
联立解得
I4 = 400A，I3 = 8A，U3 = 11000V
3
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则输电线上损失的功率为
P 损 = I3
2R = 4kW
且
U2 = U3＋I3R = 11500V
再根据
，解得
BD 错误；
C．根据理想变压器无功率损失有
P = U2I3＋P 储
代入数据有
P 储 = 408kW
C 正确。
故选C。
5．（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
【答案】A
【详解】AB．升压和降压都需要在交流的时候才能进行，故送电端应该先升压再整流，用户端应该先变
交流再降压，故A 正确，B 错误；
C．1100kV 指的是交流电的有效值，故C 错误；
D．输电的功率是由用户端负载的总功率来决定的，故D 错误。
故选A。
6．（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（ ）
4
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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
【答案】BC
【详解】A．电源电压的有效值
选项A 错误；
B．交流电的周期
选项B 正确；
CD．根据
可得副线圈匝数
匝
选项C 正确，D 错误。
故选BC。
7．（2023·重庆巴南·重庆市实验中学校联考一模）如图所示，理想变压器的原、副线圈分别接理想电流
表A、理想电压表V，原线圈接输出电压恒定的交流电源，副线圈上通过输电线接有一个灯泡L，一个电
吹风M（内阻与灯泡L 相同），输电线的等效电阻为R，副线圈匝数可以通过调节滑片P 改变。S 断开时，
灯泡L 正常发光。滑片P 位置不动，当S 闭合时，以下说法中正确的是（ ）
A．电压表读数增大
B．电流表读数增大
C．为使灯泡L 正常发光，滑片P 应向上滑动
D．灯泡L 与电吹风M 消耗的电功率一定相同
【答案】BC
5
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【详解】A．滑片位置不动，当S 闭合时，电阻变小，原线圈电压及匝数比不变，副线圈电压不变，电压
表读数不变，故A 错误；
B．副线圈电压不变，电阻变小，输出功率变大，输入功率变大，根据
知电流表读数变大，故B 正确；
C．副线圈电流变大，等效电阻两端的电压增大，并联部分的电压减小，为了使灯泡L 正常发光，必须增
大电压，滑片应向上滑动，故C 正确；
D．电吹风除了内阻的热功率外可能还有输出机械功率，即
可知电吹风
灯泡L 与电吹风M 的电流不同，消耗电功率不相同，故D 错误。
故选BC。
8．（2023·贵州黔东南·校考模拟预测）如图，
与
连接在理想变压器副线圈的两端，且阻值相等。变
压器原线圈两端接入恒定的正弦式交变电压，原、副线圈匝数比
，下列说法正确的是（
）
A．原线圈
与副线圈
中的电流有效值满足
B．两个副线圈中电流有效值之比
C．若电阻
功率为P，则该交流电源输出功率为5P
6
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D．若仅减小
的阻值，可使原线圈中电流
减小
【答案】BC
【详解】A．根据理想变压器输入功率等于输出功率有
结合电压比等于匝数比，即
联立可得
故A 错误；
B．根据
，
，
可得
故B 正确；
C．若电阻
功率为
，由
则电阻
功率为
，根据理想变压器输入功率等于输出功率，则该交流电源输出功率为
，故C 正确；
D．若仅减小
的阻值，由于
，
不变，则
增大，
不变，结合
可得
7
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可知
将增大，故D 错误。
故选BC。
二、非选择题（本题共5 个小题，共52 分）
9．（2023·北京海淀·统考二模）物理实验一般都涉及实验目的、实验原理、实验仪器、实验方法、实验
操作、数据分析等。
（1）某同学用可拆变压器探究“变压器的电压与匝数的关系”。将图1 中的零件组装成图2 中的变压器。
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U2随
时间t 变化的图像如图3 所示，在保证安全的前提下，该同学可能在t1~t2时间内进行的操作是 。
（选填选项前的字母）
A．减少了原线圈的匝数 B．增加了副线圈的匝数
C．降低了交流电源的频率 D．拔掉了变压器铁芯Q
（2）如图所示，取一个半径为r 的软木塞，在它的轴心处插上一枚大头针，让软木塞浮在液面上。调整
大头针插入软木塞的深度，使大头针露在外面的长度为h。这时从液面上方的各个方向向液体中观察，恰
好看不到大头针。可知该液体的折射率的测量值n= 。（用r、h 表示）
8
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（3）用图示电路给电容器C 充、放电。开关S 接通1，稳定后改接2，稳定后又改接1，如此反复。下表
记录了充、放电过程中某两个时刻通过电流表的电流方向，根据该信息，在表格内各空格处填上合理的
答案。
时
刻
通过电流表的电流方
向
电流表中的电流正在增大还是减
小
电容器两端的电压正在增大还是减
小
t1
向左
t2
向右
【答案】 D
减小 减小 减小 增大
【详解】（1）[1]AB．由变压器电压与线圈匝数关系
得
如果减少了原线圈的匝数或增加了副线圈的匝数，则
应该增大，与图像不符合，AB 错误；
C．降低了交流电源的频率，不会影响
的大小，C 错误；
D．拔掉了变压器铁芯Q，会导致漏磁，则
由于
，
，
都不变，所以
减小，D 正确。
9
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故选D。
（2）[2]由题意知，大头针在液体中发生全反射的临界角满足
根据
解得液体的折射率为
（3）[3]由于
时刻电流方向向左，说明在这个时候电容器是在放电，所以电流表中的电流正在减小。
[4]此时电容器正在放电，电容器两端的电压正在减小。
[5] 由于
时刻电流方向向右，说明在这个时候电容器是在充电，电流先快速增大后逐渐减小。
[6]此时电容器是在充电，电压正在增大。
10．（2023·浙江·模拟预测）探究向心力大小F 与物体的质量m、角速度ω 和轨道半径r 的关系实验。
（1）本实验所采用的实验探究方法与下列哪些实验是相同的 ；
A．探究平抛运动的特点
B．探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系
C．探究两个互成角度的力的合成规律
D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系
（2）某同学用向心力演示器进行实验，实验情景如甲、乙、丙三图所示
a.三个情境中，图 是探究向心力大小F 与质量m 关系（选填“甲”、“乙”、“丙”）。
b.在甲情境中，若两钢球所受向心力的比值为1 9∶，则实验中选取两个变速塔轮的半径之比为 。
（3）某物理兴趣小组利用传感器进行探究，实验装置原理如图所示。装置中水平光滑直槽能随竖直转轴
一起转动，将滑块套在水平直槽上，用细线将滑块与固定的力传感器连接。当滑块随水平光滑直槽一起
匀速转动时，细线的拉力提供滑块做圆周运动需要的向心力。拉力的大小可以通过力传感器测得，滑块
转动的角速度可以通过角速度传感器测得。
10
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小组同学先让一个滑块做半径r 为0.14m 的圆周运动，得到图甲中①图线。然后保持滑块质量不变，再将
运动的半径r 分别调整为0.12m、0.10m、0.08m、0.06m，在同一坐标系中又分别得到图甲中②、③、④、
⑤四条图线。
a.对①图线的数据进行处理，获得了F-x图像，如图乙所示，该图像是一条过原点的直线，则图像横坐
标x 代表的是 。
b.对5 条F-ω 图线进行比较分析，得出ω 一定时，F∝r 的结论。请你简要说明得到结论的方法 。
【答案】 BD 丙 3 1
∶
ω2（或mω2等带ω2即可） 见详解
【详解】（1）[1]A．在本实验中，利用控制变量法来探究向心力的大小与小球质量、角速度、半径之间
的关系。探究平抛运动的特点，例如两球同时落地，两球在竖直方向上的运动效果相同，应用了等效思
想，故A 错误；
B．当一个物理量与多个物理量相关时，应采用控制变量法，探究该物理量与某一个量的关系，在探究变
压器原、副线圈电压与匝数的关系的实验中，保持原线圈输入的电压U1一定，探究副线圈输出的电压U2
与和匝数n1、n2的关系，故B 正确；
C．探究两个互成角度的力的合成规律，即两个分力与合力的作用效果相同，采用的是等效替代的思想，
故C 错误；
D．探究加速度与物体受力、物体质量的关系是通过控制变量法研究的，故D 正确。
故选BD。
(2)[2]根据
11
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可知，要探究向心力大小F 与质量m 关系，需控制小球的角速度和半径不变，由图可知，两侧采用皮带
传动，所以两侧具有相等的线速度，根据皮带传动的特点可知，应该选择两个塔轮的半径相等，而且运
动半径也相同，选取不同质量的小球，故图丙正确。
[3]两个球的质量相等，半径相同，由
已知
所以
两个塔轮边缘的线速度相等
由
知两个变速塔轮的半径之比为
（3）[4]小组同学先让一个滑块做半径r 为0.14m 的圆周运动，得到图甲中①图线，由①图线知F 与ω 不
成正比，通过分析①图线中数据可知F 与ω2成正比，即F 与ω2的关系图像是一条过原点的直线，即x 可
以是ω2，又因ω 变化时，滑块质量与运动半径都不变，所以x 也可以是mω2或rω2等带ω2即可。
[5]探究F 与r 的关系时，要先控制m 和ω 不变，因此可在
图像中找到同一个ω 对应的向心力，根据
5 组向心力F 和半径r 的数据，在F-r 坐标系中描点做图，若得到一条过原点的直线，则说明F 与r 成正
比。
11．（2023·江苏盐城·统考三模）如图甲所示，两足够长的光滑平行导轨固定在水平面内，处于磁感应强
度为B0、方向竖直向上的匀强磁场中，导轨间距为L，一端连接一定值电阻R。质量为m、长度为L、电
阻为R 的金属棒垂直导轨放置，与导轨始终接触良好。在金属棒的中点对棒施加一个平行于导轨的拉力，
棒运动的速度v 随时间t 的变化规律如图乙所示的正弦曲线。已知在0~
的过程中，通过定值电阻的电量
为q；然后在
时撒去拉力。其中v0已知， T 未知， 不计导轨的电阻。求：
（1）电阻R 上的最大电压U；
（2）在0~
的过程中，拉力所做的功W；
12
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（3）撒去拉力后，金属棒的速度v 随位置x 变化的变化率k（取撤去拉力时棒的位置x=0）。
【答案】（1）
；（2）
；（3）
【详解】（1）当金属棒的速度最大时，棒中的感应电动势为
E=B0Lv0
回路中的电流
电阻上的电压为
（2）由于感应电动势为
类比与单匝线圈在磁场中转动产生的电动势，则
的过程中，通过定值电阻的电量与线圈从中性面转
过90°通过定值电阻的电量相同
，
则有
电动势的有效值为
在
时间内，产生的焦耳热为
根据功能关系，有
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解得
（3）撤去拉力时，对导体棒根据动量定理有
感应电流的平均值为
由于
解得
可知
12．（2023·江苏·统考一模）图为一个小型交流发电机的原理图，其矩形线圈的面积为S，共有n 匝，线
圈总电阻为r，可绕与磁场方向垂直的固定对称轴OO′转动；线圈处于磁感应强度为B 的匀强磁场中，线
圈在转动时可以通过滑环K 和电刷L 保持与外电路电阻R 的连接，在外力作用下线圈以恒定的角速度ω
绕轴OO′匀速转动（不计转动轴及滑环与电刷的摩擦）。
（1）求线圈从图示位置转动90°时电流表的示数；
（2）求线圈速度转动N 周过程中发电机线圈电阻r 产生的焦耳热。
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【答案】（1）
；（2）
【详解】（1）线圈中的感应电动势有效值为
电路中电流的有效值
即电流表的示数为
；
（2）线圈转动的周期为
线圈转动N 周的时间为
因为二极管的存在，一个周期内只有一半的时间有电流，根据焦耳定律可得，发电机线圈产生的焦耳热
为
解得
13．（2023·全国·模拟预测）如图所示，自行车车轮半径
，车轮与轮轴之间均匀地连接有4 根金
属条，每根金属条中间分别接有小灯泡，阻值均为
。在自行车支架上装有强磁铁，形成了磁感应
强度
、方向垂直于纸面向外的“扇形”匀强磁场，圆心角
。自行车匀速前进的速度
（等于车轮边缘相对轴的线速度），不计其他电阻和车轮厚度，并忽略磁场边缘效应。
（1）当其中一根金属条
进入磁场时，指出
上感应电流的方向，并求ab 中感应电流的大小；
（2）连续骑行过程中，求
中感应电流的有效值。（结果可用分数表示）
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【答案】（1）电流方向为b→a，
；（2）
【详解】（1）根据右手定则知：ab 中的电流方向为b→a。
角速度为
设金属条ab 在Δt 时间内扫过的面积为ΔS，则
所以
根据法拉第电磁感应定律
电路总电阻
通过ab 中的电流
（2）骑行一周过程中，0~30°时，ab 相当于电源，电流为
，30°~90°，无电流，90°~120°，ab 为外电
路的一条支路，电流为
，120°~180°，无电流，依次类推；取一个周期0~360°，产生热量
解得
16
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