文档文本内容
专题12 交变电流
考点
五年考情（2021-2025）
命题趋势
考点1 交变电
流
2025·北京卷、河北卷
2024·广西卷、新课标卷、湖北卷
2023·湖南卷
2022·河北卷、海南卷
2021·浙江卷、辽宁卷
基础考查仍是重点，如交变电流的产生、
描述、理想变压器原理等基础知识，常以
选择题或填空题形式出现。注重综合应
用，常与电路、能量等知识结合命题，考
查学生解决复杂问题的能力。同时，题目
情境会更加新颖，可能结合现代科技、生
活实际等，考查学生知识迁移能力。此
外，开放性、探究性问题或增多，鼓励学
生深入思考，培养创新思维和解决实际问
题的能力。
考点2 变压器
远距离输电
2025·湖南卷、安徽卷
2024·全国甲卷、海南卷、重庆卷
2023·北京卷、广东卷
2022·湖北卷、北京卷
2021·湖南卷、山东卷
考点01 交变电流
1．（2025·黑吉辽蒙卷·高考真题）如图，“
”形导线框置于磁感应强度大小为B、水平向右的匀强磁场
中。线框相邻两边均互相垂直，各边长均为l。线框绕b、e 所在直线以角速度
顺时针匀速转动，be
与磁场方向垂直。
时，abef 与水平面平行，则（ ）
A．
时，电流方向为abcdefa
B．
时，感应电动势为
C．
时，感应电动势为0
D．
到
过程中，感应电动势平均值为0
2．（2025·北京·高考真题）如图所示，交流发电机中的线圈
沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势
随时间变化的规律为
。下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为
B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0
C．线圈转到图示位置时，
边受到的安培力方向向上
D．仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为
3．（2025·浙江·高考真题）如图1 所示，在平面内存在一以O 为圆心、半径为r 的圆形区域，其中存在一
方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度B 随时间变化如图2 所示，周期为
。变化的磁场在空间产生
感生电场，电场线为一系列以O 为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面
内，有以O 为圆心的半径为
的导电圆环I，与磁场边界相切的半径为
的导电圆环Ⅱ，电阻均为
R，圆心O 对圆环Ⅱ上P、Q 两点的张角
；另有一可视为无限长的直导线CD。导电圆环间绝缘，
且不计相互影响，则（ ）
A．圆环I 中电流的有效值为
B．
时刻直导线CD 电动势为
C．
时刻圆环Ⅱ中电流为
D．
时刻圆环Ⅱ上PQ 间电动势为
4．（2025·北京·高考真题）如图所示，线圈自感系数为L，电容器电容为C，电源电动势为
和
是三个相同的小灯泡。开始时，开关S 处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S 闭合，下列
说法正确的是（ ）
A．闭合瞬间，
与
同时亮起
B．闭合后，
亮起后亮度不变
C．稳定后，
与
亮度一样
D．稳定后，电容器的电荷量是
5．（2024·浙江·高考真题）理想变压器的原线圈通过a 或b 与频率为f、电压为u 的交流电源连接，副线
圈接有三个支路，如图所示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当S 接a 时，三个灯泡均发光。
若（ ）
A．电容C 增大，L1灯泡变亮
B．频率f 增大，L2灯泡变亮
C．RG上光照增强，L3灯泡变暗
D．S 接到b 时，三个泡均变暗
6．（2024·新疆河南·高考真题）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动
时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面
垂直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90°时，线圈中（ ）
A．电流最小
B．电流最大
C．电流方向由P 指向Q
D．电流方向由Q 指向P
7．（2024·广东·高考真题）将阻值为
的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律
如图所示。下列说法正确的是（ ）
A．该交流电的频率为
B．通过电阻电流的峰值为
C．电阻在1 秒内消耗的电能为
D．电阻两端电压表达式为
8．（2024·河北·高考真题）
为两个完全相同的定值电阻，
两端的电压随时间周期性变化的规律如
图1 所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的
倍），
两端的电压随时间按正弦规律变化如图
2 所示，则两电阻在一个周期T 内产生的热量之比
为（ ）
A．
B．
C．
D．
9．（2024·山东·高考真题）如图甲所示，在-d≤x≤d，-d≤y≤d 的区域中存在垂直Oxy 平面向里、磁感应强度
大小为B 的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d 的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y
轴为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产
生的电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（ ）
A．
B．
C．
D．
10．（2024·湖北·高考真题）在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡
的电阻是灯泡
的2 倍。假设两
个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S，灯泡
、
的电功率之比
为（ ）
A．2︰1
B．1︰1
C．1︰2
D．1︰4
11．（2024·浙江·高考真题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出
的
交流电，经原、副线圈匝数分别为
和
的变压器升压至峰值大于
，就会在打火针和金属板间
引发电火花，实现点火。下列正确的是（ ）
A．
B．
C．用电压表测原线圈两端电压，示数为
D．副线圈输出交流电压的频率是
12．（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．
13．（2022·河北·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（ ）
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
14．（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
15．（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。
16．（2021·辽宁·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．
17．（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
18．（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
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．
19．（2011·四川·高考真题）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T，转轴
垂直于
磁场方向，线圈电阻为
，从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过
时的感应电流为
，那么（ ）
A．线圈消耗的电功率为
B．线圈中感应电流的有效值为
C．任意时刻线圈中的感应电动势为
D．任意时刻穿过线圈的磁通量为
20．（2021·浙江·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
考点02 变压器 远距离输电
21．（2025·云南·高考真题）电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图所示。变压器
原线圈的匝数为
，输入电压
；两副线圈的匝数分别为
和
，输出电压
。
当I、Ⅱ区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为
和
，下列说法正确的是（
）
A．
B．
C．变压器的输入功率为
D．两副线圈输出电压最大值均为
22．（2025·广西·高考真题）有一变压器的原线圈接入有效值为
的正弦交流电，副线圈输出电压的最
大值
，则原副线圈的匝数比为（ ）
A．
B．
C．
D．
23．（2025·福建·高考真题）某理想变压器如图甲，原副线圈匝数比4：1，输入电压随时间的变化图像如
图乙，R1的阻值为R2的2 倍，则（ ）
A．交流电的周期为2.5s
B．电压表示数为12V
C．副线圈干路的电流为R1电流的2 倍
D．原副线圈功率之比为4：1
24．（2025·安徽·高考真题）某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比
，A 为
理想交流电流表。初始时，输入端a、b 间接入电压
的正弦式交流电，变压器的
滑动触头P 位于副线圈的正中间，电阻箱R 的阻值调为
。要使电流表的示数变为
，下列操作
正确的是（ ）
A．电阻箱R 的阻值调为
B．副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的
C．输入端电压调为
D．输入端电压调为
25．（2025·广东·高考真题）如图所示。某光伏电站输出功率
、电压
的交流电，经理想变压
器升压至
后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R 为
。下列说法正确的是（ ）
A．变压器原、副线圈匝数比为
B．输电线上由R 造成的电压损失为
C．变压器原线圈中的电流为
D．变压器原、副线圈中电流的频率不同
26．（2025·湖南·高考真题）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c 为固定的三个触点，理想
变压器原、副线圈匝数比为k，灯泡L 和三个电阻的阻值均恒为R，交变电源输出电压的有效值恒为
U。开关S 与不同触点相连，下列说法正确的是（ ）
A．S 与a 相连，灯泡的电功率最大
B．S 与a 相连，灯泡两端的电压为
C．S 与b 相连，流过灯泡的电流为
D．S 与c 相连，灯泡的电功率为
27．（2025·河北·高考真题）2024 年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全
面投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压
时，输入电压
保持不变。已知副线
圈总匝数为n，分接头
间和
间的线圈匝数
，开关S 接3 时输出电压的瞬时值
，则S 接2 时
的图像为（ ）
A．
B．
C．
D．
28．（2024·湖南·高考真题）根据国家能源局统计，截止到2023 年9 月，我国风电装机4 亿千瓦，连续13
年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络
供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度
匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电
线路上的总电阻可简化为一个定值电阻
。当用户端接一个定值电阻R 时，
上消耗的功率为P。不
计其余电阻，下列说法正确的是（ ）
A．风速增加，若转子角速度增加一倍，则
上消耗的功率为4P
B．输电线路距离增加，若
阻值增加一倍，则
消耗的功率为4P
C．若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则
上消耗的功率为8P
D．若在用户端再并联一个完全相同的电阻R，则
上消耗的功率为6P
29．（2024·重庆·高考真题）小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电
压为6V 灯泡的电阻恒定，R 为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2。原线圈两端接
电压为220V 的交流电，滑片P 可调节灯泡L 的亮度，P 在R 最左端时，甲、乙图中灯泡L 均在额定功
率下工作，则（ ）
A．n1：n2 = 110：3
B．当P 滑到R 中点时，图甲中L 功率比图乙中的小
C．当P 滑到R 最左端时，图甲所示电路比图乙更节能
D．图甲中L 两端电压的可调范围比图乙中的大
30．（2024·海南·高考真题）电动汽车充电站变压器输入电压为10kV，输出电压为220V，每个充电桩输入
电流16A，设原副线圈匝数分别为
、
，输入正弦交流的频率为50Hz，则下列说法正确的是
（ ）
A．交流电的周期为0.02s
B．原副线圈匝数比
C．输出的最大电压为220V
D．若10 台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW
31．（2024·北京·高考真题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压u 随时间t
变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为“6V，3W”的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（
）
A．原线圈两端电压的有效值为
B．副线圈中电流的有效值为0.5A
C．原、副线圈匝数之比为1 4∶
D．原线圈的输入功率为12W
32．（2024·全国甲卷·高考真题）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T 调节，副
线圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻
和
、开关S。S 处于闭合状态，在原线圈电压
不变的情
况下，为提高
的热功率，可以（ ）
A．保持T 不动，滑动变阻器R 的滑片向f 端滑动
B．将T 向b 端移动，滑动变阻器R 的滑片位置不变
C．将T 向a 端移动，滑动变阻器R 的滑片向f 端滑动
D．将T 向b 端移动，滑动变阻器R 的滑片向e 端滑动
33．（2024·辽宁·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为n1：n2 = 5：1，原线圈接在电压峰
值为Um的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R 的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容
器内封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T0。
（1）求变压器的输出功率P；
（2）已知该容器内的气体吸收的热量Q 与其温度变化量ΔT 成正比，即Q = CΔT，其中C 已知。若
电热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2 倍，求电热丝的通电时间
t。
34．（2023·广东·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．
35．（2023·北京·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
36．（2023·山东·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
37．（2023·浙江·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
38．（2023·海南·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
39．（2022·天津·高考真题）如图所示，两理想变压器间接有电阻R，电表均为理想交流电表，a、b 接入
电压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S 后（ ）
A．R 的发热功率不变
B．电压表的示数不变
C．电流表
的示数变大
D．电流表
的示数变小
40．（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
41．（2022·北京·高考真题）某理想变压器的原线圈接在
的正弦交流电源上，副线圈输出电压为
，输出电流为
。该变压器（ ）
A．原、副线圈的匝数之比为100 1∶
B．输入电流为
C．输入电流的最大值为
D．原、副线圈交流电的频率之比为1 100
∶
42．（2022·湖北·高考真题）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220V、匝数为1100 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%，忽略其它损耗，下列说法正确的是（ ）
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
43．（2022·山东·高考真题）如图所示的变压器，输入电压为
，可输出
、
、
电压，匝数
为
的原线圈中电压随时间变化为
．单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的
示数为
。将阻值为
的电阻R 接在
两端时，功率为
。下列说法正确的是（ ）
A．n1为1100 匝，
为
B．
间线圈匝数为120 匝，流过R 的电流为
C．若将R 接在
两端，R 两端的电压为
，频率为
D．若将R 接在
两端，流过R 的电流为
，周期为
44．（2021·重庆·高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原
线圈两端的电压为
，副线圈两端的电压为
，副线圈的电流为
，若将该变压器视为理想
变压器，则（ ）
A．原、副线圈匝数之比为
B．原线圈的电流为
C．副线圈两端的电压最大值为
D．原、副线圈的功率之比为
45．（2021·福建·高考真题）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．A1增大，V2不变，V3增大
B．A1增大，V2减小，V3增大
C．A2增大，V2增大，V3减小
D．A2增大，V2不变，V3减小
46．（2021·海南·高考真题）如图，理想变压器原线圈接在
的交流电源上，副线圈匝数
可通过滑片P 来调节。当滑片P 处于图示位置时，原、副线圈的匝数比
，为了使图中“
，
”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（ ）
A．仅将滑片P 向上滑动
B．仅将滑片P 向下滑动
C．仅在副线圈电路中并联一个阻值为
的电阻
D．仅在副线圈电路中串联一个阻值为
的电阻
47．（2021·湖北·高考真题）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A1示数减小
B．电流表A2示数增大
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
48．（2021·河北·高考真题）如图，发电机的矩形线圈长为
、宽为L，匝数为N，放置在磁感应强度大
小为B 的匀强磁场中，理想变压器的原、副线圈匝数分别为
、
和
，两个副线圈分别接有电阻
和
，当发电机线圈以角速度
匀速转动时，理想电流表读数为I，不计线圈电阻，下列说法正确的
是（ ）
A．通过电阻
的电流为
B．电阻
两端的电压为
C．
与
的比值为
D．发电机的功率为
49．（2021·湖南·高考真题）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为
，输入端
、
接入电压有效值
恒定的交变电源，灯泡L1、L2的阻值始终与定值电阻
的阻值相同。在滑动变阻器
的滑片从
端滑
动到
端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（ ）
A．L1先变暗后变亮，L2一直变亮
B．L1先变亮后变暗，L2一直变亮
C．L1先变暗后变亮，L2先变亮后变暗
D．L1先变亮后变暗，L2先变亮后变暗
50．（2021·山东·高考真题）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
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
。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
；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．
B．
C．
D．
