专题06 交变电流-（天津专用）【好题汇编】2025年高考物理一模试题分类汇编

专题06 交变电流 交变电流的产生和描述 1.（多选）（2025·天津市河北区·一模）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（　　） A. 时，线圈平面平行于磁感线 B. 时，线圈中的电流改变方向 C. 时，线圈中的感应电动势最大 D. 线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为 2.（多选）（2025·天津市和平区·一模）如图所示，KLMN是一个竖直放置的矩形线框，处于水平方向的匀强磁场中，电阻为R，线框绕竖直固定轴匀速转动（俯视逆时针方向），当MN边与磁场方向的夹角为60°时（图中所示位置），线框中的电流大小为I0，已知所接交流电压表为理想表，则下列说法正确的是（　　） A. 此时线框中电流的方向是K→L→M→N→K B. 再转过30°时穿过导线框的磁通量变化率为0 C. 线框中的电功率大小为2R D. 此时电压表的示数为I0R 3.（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量最大 B. 时，线框平面与中性面垂直 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 4.（2025·天津市河西区·一模）如图甲所示，匝数为N的闭合矩形线圈abcd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固定轴OO＇以角速度匀速转动。线圈的ad边长为，ab边长为。线圈经过某位置时开始计时，通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为 B. 时刻，穿过线圈的磁通量的变化率大小为 C. 时刻，线圈平面与中性面垂直 D. 时刻，穿过线圈的磁通量大小为 交变电流“四值”的理解和计算 5.（2025·天津市蓟州区·一模）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 6.（2025·天津市十二区重点校·一模）电动汽车充电站变压器如图所示，其输入电压为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n1，n2，输入的正弦交流电的频率为50Hz，则下列说法正确的是（　　） A. 原副线圈匝数比250:11 B. 输出的最大电压为220V C. 若10台充电桩同时使用，输入功率为160kW D. 若工作的充电桩数量增加，则原线圈中电流增大 7.（2025·天津市河东区·一模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想交流电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R′为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈两端电压的瞬时值表达式为 B. 变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1∶4 C. R′处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变大 D. 电压表V2的示数为9V 8.（2025·天津市和平区·二模）如图所示，有一台理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，用理想电压表和理想电流表测量副线圈的电压和电流，R为副线圈的负载电阻，现在原线圈两端加上交变电压u，其随时间变化的规律为，则( ) A. 副线圈中产生的交变电流频率为10Hz B. 电压表的示数的最大值为 C. 若电流表示数为0.lA，则原线圈中的电流为0.5A D. 若电流表示数为0.1A，则1分钟内电阻R上产生的焦耳热为264J 理想变压器及其动态分析 9.（多选）（2025·天津市武清区杨村一中·一模）在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 B. 图甲中时，穿过线圈的磁通量最大 C. 处温度升高后，电压表V1与V2示数的比值不变 D. 处温度升高后，变压器的输入功率减小 10.（2025·天津市部分区·一模）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻R，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数不变 C. 原线圈输入功率减小 D. 电阻R消耗的电功率减小 11.（多选）（2025·天津市红桥区·一模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈通入正弦式交流电，副线圈连接有光敏电阻、小灯泡和定值电阻。已知光敏电阻所受光照变强时，电阻值变小，电流表和电压表均为理想交流电表。则（　　） A. 电压表示数之比为 B. 电流表示数之比为 C. 所受光照变强，小灯泡将变亮 D. 所受光照变强，电流表示数变大 12.（多选）（2025·天津市南开区·一模）如图所示，矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，矩形导线框以角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4，图示时刻线框平面与磁感线，垂直并以此时刻为计时起点，R1为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电压表V1、V2均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 线框从图示位置开始转过180°的过程中，产生的平均电动势为 B. 滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中，R1的发热功率变大 C. 滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电压表V2的示数始终为 D. 从图示位置开始计时，线框产生的感应电动势瞬时值表达式为 远距离输电模型分析 13.（2025·天津市重点校联考·一模）如图所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，其中降压变压器原副线圈的匝数比n3：n4=100:1，输电线上的总电阻R=10Ω，输电线上损的功率，用户两端的电压U4=220V，则下列说法正确的是（　　） A. 输电线上通过电流为4A B. 升压变压器的输出电压为22kV C. 发电机的输出功率为66kW D. 用户消耗的功率为44kW 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$ 专题06 交变电流 交变电流的产生和描述 1.（多选）（2025·天津市河北区·一模）在匀强磁场中，一个100匝的闭合矩形金属线圈，绕与磁感线垂直的固定轴匀速转动，穿过该线圈的磁通量随时间按图示正弦规律变化。设线圈总电阻为2Ω，则（　　） A. 时，线圈平面平行于磁感线 B. 时，线圈中的电流改变方向 C. 时，线圈中的感应电动势最大 D. 线圈中产生的感应电动势瞬时值表达式为 【答案】AD 【详解】时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，故A正确；每经过一次中性面（线圈平面垂直于磁感线，磁通量有最大值），电流的方向改变一次，时，磁通量为零，线圈平面平行于磁感线，此时不是中性面，线圈中的电流没有改变方向，故B错误；时，磁通量有最大值，但磁通量的变化率为零，根据法拉第电磁感应定律可知线圈中的感应电动势为零，故C错误；由题图可知线圈从垂直中性面开始计时，感应电动势瞬时值表达式为，其中，感应电动势最大值为，则感应电动势瞬时值表达式为，故D正确。故选AD。 2.（多选）（2025·天津市和平区·一模）如图所示，KLMN是一个竖直放置的矩形线框，处于水平方向的匀强磁场中，电阻为R，线框绕竖直固定轴匀速转动（俯视逆时针方向），当MN边与磁场方向的夹角为60°时（图中所示位置），线框中的电流大小为I0，已知所接交流电压表为理想表，则下列说法正确的是（　　） A. 此时线框中电流的方向是K→L→M→N→K B. 再转过30°时穿过导线框的磁通量变化率为0 C. 线框中的电功率大小为2R D. 此时电压表的示数为I0R 【答案】BC 【详解】由楞次定律可知，导线框中电流的方向是K→N→M→L→K，故A错误；导线框再转过30°时，导线框磁通量最大，磁通量变化量为零，电流为零，故B正确；导线框中产生的瞬时电动势的大小是，电流，所以电流有效值为，线框中的电功率大小为2R，故C正确；电压表的示数为有效值，为，故D错误。故选BC。 3.（2025·天津市宁河区芦台一中·一模）如图甲所示，在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，产生的交变电动势的图象如图乙所示。下列说法正确的是（ ） A. 时，通过线框的磁通量最大 B. 时，线框平面与中性面垂直 C. 线框匀速转动时的角速度大小为 D. 线框产生的交变电动势的有效值为 【答案】A 【详解】由图乙可知，时，感应电动势瞬时值为0，此时通过线框的磁通量最大，故A正确；时，感应电动势瞬时值为0，此时通过线框的磁通量最大，线框平面与中性面重合，故B错误；由图乙可知，交流电的周期为，则线框匀速转动时的角速度大小为，故C错误；线框产生的交变电动势的最大值为，有效值为，故D错误故选A 4.（2025·天津市河西区·一模）如图甲所示，匝数为N的闭合矩形线圈abcd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固定轴OO＇以角速度匀速转动。线圈的ad边长为，ab边长为。线圈经过某位置时开始计时，通过线圈的磁通量随时间t的变化规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A. 时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为 B. 时刻，穿过线圈的磁通量的变化率大小为 C. 时刻，线圈平面与中性面垂直 D. 时刻，穿过线圈的磁通量大小为 【答案】B 【详解】线圈经过中性面时磁通量最大，由乙图可知，线圈经过中性面时开始计时，线圈中产生的感应电动势的瞬时值表达式，其中，，解得 由乙图可知，所以时刻，线圈中产生的感应电动势的瞬时值大小为，故A错误； B．由乙图可知，时刻线圈平面与磁场平行，有，又联立，解得 故B正确；由乙图可知，时刻，穿过线圈的磁通量最大，线圈平面与中性面重合，故C错误；由图乙可知，时刻，穿过线圈的磁通量大小为，故D错误。故选B。 交变电流“四值”的理解和计算 5.（2025·天津市蓟州区·一模）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 【答案】B 【详解】原、副线圈匝数之比为，故A错误；根据，可得输入电流为 ，故B正确；输入电流的最大值为，故C错误； 变压器不会改变交流电的频率，故原、副线圈交流电的频率之比为1∶1，故D错误。故选B。 6.（2025·天津市十二区重点校·一模）电动汽车充电站变压器如图所示，其输入电压为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n1，n2，输入的正弦交流电的频率为50Hz，则下列说法正确的是（　　） A. 原副线圈匝数比250:11 B. 输出的最大电压为220V C. 若10台充电桩同时使用，输入功率为160kW D. 若工作的充电桩数量增加，则原线圈中电流增大 【答案】D 【详解】原副线圈匝数比为，故A错误；输出的最大电压，故B错误；若10台充电桩同时使用，输出功率为，变压器不改变功率，故输入功率为3.52×104W，故C错误；若工作的充电桩数量增加，则输出功率增加，输入功率增加，则原线圈中电流增大，故D正确。故选D。 7.（2025·天津市河东区·一模）如图甲所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为4：1，电压表和电流表均为理想交流电表，原线圈接如图乙所示的正弦交流电，图中R′为热敏电阻（温度升高时其电阻减小），R为定值电阻。下列说法正确的是（　　） A. 原线圈两端电压的瞬时值表达式为 B. 变压器原线圈的输入功率和副线圈的输出功率之比为1∶4 C. R′处温度升高时，电流表的示数变大，电压表V2的示数变大 D. 电压表V2的示数为9V 【答案】AD 【详解】由图像可看出交变电压为正弦图像，交变电压的最大值，周期 则角速度，原线圈两端电压的瞬时值表达式为，故A正确；根据由能量守恒可知输入功率和输出功率相等，故B错误；R′处温度升高时，R′的电阻减小，因原线圈的电压不变，变压器的原副线圈的匝数比不变，故副线圈两端的电压不变，即电压表V2的示数不变，则副线圈回路中的电流增大，故电流表的示数变大，故C错误；原线圈两端的电压为，根据，解得，则电压表V2的示数为9V，故D正确。故选AD。 8.（2025·天津市和平区·二模）如图所示，有一台理想变压器原、副线圈的匝数比为5：1，用理想电压表和理想电流表测量副线圈的电压和电流，R为副线圈的负载电阻，现在原线圈两端加上交变电压u，其随时间变化的规律为，则( ) A. 副线圈中产生的交变电流频率为10Hz B. 电压表的示数的最大值为 C. 若电流表示数为0.lA，则原线圈中的电流为0.5A D. 若电流表示数为0.1A，则1分钟内电阻R上产生的焦耳热为264J 【答案】D 【详解】由表达式知道周期，所以频率，A错误；根据电压与匝数成正比可知，原线圈的电压的最大值为 ，所以副线圈的电压的最大值为 ，电压表的示数为电压的有效值，所以示数为44V，所以B错误；电流与匝数成反比，所以若电流表示数为0.1A，则原线圈中的电流为0.02A，所以C错误；副线圈消耗的电能全部转化为焦耳热，所以Q=UIt=264J，所以D正确。故选D。 理想变压器及其动态分析 9.（多选）（2025·天津市武清区杨村一中·一模）在匀强磁场中有一电阻忽略不计的矩形线圈，绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的正弦交流电的感应电动势e随时间t的变化如图甲所示，把该交流电输入到图乙中理想变压器的A、B两端。已知为热敏电阻（其电阻随温度升高而减小），R为定值电阻，图中各电表均为理想电表。下列说法正确的是（　　） A. 变压器A、B两端电压的瞬时值表达式为 B. 图甲中时，穿过线圈的磁通量最大 C. 处温度升高后，电压表V1与V2示数的比值不变 D. 处温度升高后，变压器的输入功率减小 【答案】AB 【详解】根据图甲可知，，，则有，故变压器原线圈两端电压的瞬时值表达式为，故A正确； 图甲中时，电动势为0，此时线圈平面与磁场垂直，穿过线圈的磁通量最大，故B正确；理想变压器匝数不变，输入电压不变，则电压表V1示数不变，根据可知副线圈两端的电压不变，处温度升高时，的阻值减小，根据欧姆定律可知，副线圈回路中的电流增大，则定值电阻两端电压增大，两端电压减小，即电压表V2示数减小，故电压表V1示数与V2示数的比值变大；根据，可知原线圈电流增大，根据 ，可知变压器的输入功率变大，故CD错误。故选AB。 10.（2025·天津市部分区·一模）如图所示，理想变压器输入电压保持不变，副线圈接有两个灯泡和一个定值电阻R，电流表、电压表均为理想电表。开关S原来是断开的，现将开关S闭合，则（　　） A. 电流表的示数减小 B. 电压表的示数不变 C. 原线圈输入功率减小 D. 电阻R消耗的电功率减小 【答案】B 【详解】电压表测的是变压器的输出电压，而输出电压由输入电压决定，开关S闭合后输入电压不变，所以输出电压不变，电压表示数不变，故B正确；开关S闭合后，变压器输出端电阻变小，输出电流变大，而输出电流决定输入电流，根据可知，输入电流变大，电流表示数变大，故A错误；变压器输入电压不变，输入电流变大，根据可知，原线圈输入功率变大，故C错误；由于输出电流变大，根据可知，电阻R消耗的电功率变大，故D错误。故选B。 11.（多选）（2025·天津市红桥区·一模）如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈通入正弦式交流电，副线圈连接有光敏电阻、小灯泡和定值电阻。已知光敏电阻所受光照变强时，电阻值变小，电流表和电压表均为理想交流电表。则（　　） A. 电压表示数之比为 B. 电流表示数之比为 C. 所受光照变强，小灯泡将变亮 D. 所受光照变强，电流表示数变大 【答案】BD 【详解】理想变压器原、副线圈两端的电压之比等于匝数之比，即，电压表的示数等于原线圈两端的电压，电压表的示数小于副线圈两端的电压，故电压表示数之比大于，故A错误；电流表分别测量理想变压器原、副线圈中的电流，故电流表示数之比等于匝数的反比，即，故B正确；理想变压器原线圈两端电压恒定，匝数比一定，则副线圈两端电压也恒定，当所受光照变强，电阻值变小，光敏电阻R与小灯泡L并联的电阻减小，分得的电压也减小，故小灯泡将变暗，电流表示数变大，电流表示数也变大，故C错误，D正确。故选BD。 12.（多选）（2025·天津市南开区·一模）如图所示，矩形导线框的匝数为N，面积为S，处在磁感应强度大小为B的匀强磁场中，矩形导线框以角速度绕垂直磁场方向的轴匀速转动，线框与理想变压器原线圈相连。理想变压器原、副线圈的匝数比为1:4，图示时刻线框平面与磁感线，垂直并以此时刻为计时起点，R1为定值电阻，R为滑动变阻器，交流电压表V1、V2均视为理想电表，不计线框的电阻。下列说法正确的是（　　） A. 线框从图示位置开始转过180°的过程中，产生的平均电动势为 B. 滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中，R1的发热功率变大 C. 滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电压表V2的示数始终为 D. 从图示位置开始计时，线框产生的感应电动势瞬时值表达式为 【答案】AD 【详解】线框从图示位置开始转过180°的过程中，经历时间，磁通量的变化量大小，产生的平均电动势为，解得，故A正确；图示位置为中性面，从图示位置开始计时，线框产生的感应电动势瞬时值表达式为，故D正确；线框电阻不计，电压表V1示数不变，起示数为，根据电压匝数关系有，解得，即滑动变阻器的滑片向d端滑动的过程中，电压表V2的示数始终为，故C错误；结合上述可知，电压表V2示数不变，滑动变阻器的滑片向c端滑动的过程中，接入电阻增大，电流减小，则R1的发热功率变小，故B错误。故选AD。 远距离输电模型分析 13.（2025·天津市重点校联考·一模）如图所示，在远距离输电电路中，升压变压器和降压变压器均可视为理想变压器，其中降压变压器原副线圈的匝数比n3：n4=100:1，输电线上的总电阻R=10Ω，输电线上损的功率，用户两端的电压U4=220V，则下列说法正确的是（　　） A. 输电线上通过电流为4A B. 升压变压器的输出电压为22kV C. 发电机的输出功率为66kW D. 用户消耗的功率为44kW 【答案】D 【详解】根据题意有，输电线上通过的电流为，故A错误；根据理想变压器原副线圈两端的电压与匝数成正比，则有，可知降压变压器输入电压为 ，输电导线上的电压为，升压变压器的输出电压为 ，故B错误；发电机的输出功率等于升压变压器的输出功率，则有 ，故C错误；降压变压器的输入功率等于用户消耗的功率，则有 ，故D正确；故选D。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 $$