2026届高考物理一轮复习专题训练 交变电流

2026届高考物理一轮复习专题训练 交变电流 一、单选题 1．如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为1∶3，原线圈接入有效值电压不变的正弦交流电源，改变滑动变阻器的阻值，得到多组理想电表的示数，并绘制出图像，下列说法正确的是( ) A.交流电源电压的有效值为 B.定值电阻的阻值为 C.当滑动变阻器的阻值为时，其消耗的最大功率为 D.当电流表示数为时，电阻和R消耗的功率不相等 2．小明同学自制了如图所示的理想自耦变压器，接在正弦交流电源上，原线圈Ⅰ铁芯上只绕一组线圈，P为线圈的滑动触头，初始时位于中间位置，副线圈Ⅱ、Ⅲ可通过移动触头P各取其中一部分，Ⅱ、Ⅲ部分的线圈匝数之和等于原线圈Ⅰ的匝数，副线圈Ⅱ接一滑动变阻器R，最大阻值为，其滑片开始时置于中间位置，副线圈Ⅲ接一定值电阻，图中均为理想电表，不计导线电阻，则( ) A.仅将滑动变阻器滑片向上移动，电压表的示数不变 B.仅将滑动变阻器滑片向上移动，电压表的示数变大 C.仅将线圈触头P向下移动，电流表的示数变大，电压表的示数变大 D.仅将线圈触头P向上移动，电流表的示数变小，电压表的示数变大 3．如图甲所示，一理想变压器的原、副线圈匝数比为10:1，原线圈接入如图乙所示的正弦交流电源，为定值电阻，R为滑动变阻器，图中各电表均为理想电表，下列说法正确的是( ) A.副线圈两端交变电压的表达式为 B.在时刻，电压表的示数为 C.滑片向下移动过程中，电压表和的示数不变，的示数变小 D.滑片向下移动过程中，电流表示数变大，滑动变阻器R消耗的功率变大 4．如图为某交流电电流随时间变化的图像， 其有效值为( ) A. B. C. D. 5．如图，灯泡左侧存在水平向右的磁感应强度为的匀强磁场，长为的金属棒绕竖直轴OP在磁场中匀速转动，且始终平行于OP。两个分别以P、O为圆心、半径的光滑金属圆环上下平行水平放置，分别与金属棒上下端接触，理想变压器原线圈两端串联小灯泡由金属棒供电，三个小灯泡、、完全相同且电阻不变，当金属棒以角速度转动时，三个小灯泡均能正常发光。下列说法正确的是( ) A.当金属棒转动的速度与磁场方向平行时，电压表的示数为零 B.理想变压器的匝数之比为2:1 C.小灯泡的额定电压为6V D.若在副线圈再并联一个相同的小灯泡，变压器的输出功率变小 6．如图所示，理想变压器a、b两端与电压为的正弦交流电源相连，表示流过a、b端的电流，表示流过R的电流，表示R两端的电压有效值，P表示变压器输入电功率.将滑动触头从M点顺时针匀速转动到N点，从开始转动计时，上述物理量随时间变化的图像可能正确的是( ) A. B. C. D. 7．A、B是两个完全相同的电热器，A通以图甲所示的方波交变电流，B通以图乙所示的正弦交变电流。其中、T已知，未知，若两电热器的电功率相等，的值为( ) A. B. C. D. 8．汽车内燃机利用火花塞产生电火花的电路原理图如图所示，汽车蓄电池的电压只有12V，而要使火花塞产生电火花需要几千伏的高压。开关断开的一瞬间，x=3.8×10-3m可以在原线圈两端产生的交变电压（持续时间很短）。已知变压器原线圈匝数为，副线圈匝数为，图中变压器可视为理想变压器，则副线圈两端电压的最大值为( ) A. B. C. D. 9．已知图甲电流的有效值为，图乙是周期性变化的交变电流，其中时间内为四分之一正弦函数图像，时间内为均匀变化的电流。图乙电流的有效值为( ) A. B. C. D. 10．“西电东送”是我国西部大开发的标志性工程之一。如图所示为远距离输电的原理图，假设发电厂的输出电压恒定不变，输电线的总电阻保持不变，两个变压器均为理想变压器。下列说法正确的是( ) A.当用户负载增多，通过用户用电器的电流频率会增大 B.当用户负载增多，升压变压器的输出电压增大 C.若输送总功率不变，当输送电压增大时，输电线路损失的热功率增大 D.在用电高峰期，用户电压降低，输电线路损失的热功率增大 11．手机充电器内部理想变压器将交流电降压为手机充电。变压器原、副线圈匝数比为44:1，充电器功率为20W，原线圈输入电压，则( ) A.原线圈输入电压有效值为 B.副线圈中交流电的频率为50Hz C.副线圈的电压为50V D.副线圈的电流为2A 12．中国发布的“双碳战略”，计划到2030年实现碳达峰、2060年实现碳中和。电力作为远程输送能量的载体，特高压远距离输送清洁电能是实现碳中和的重要途径之一、若在输送电能总功率不变的情况下，仅将原来的500kV高压输电升级为1000kV的特高压输电，下列说法正确的是( ) A.输电电流会变为原来的2倍 B.若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的 C.若输电线不变，则输电线上损失的功率变为原来的 D.若输电线损失功率不变，则使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍 二、多选题 13．如图所示，在磁感应强度为的水平匀强磁场中有两半径为0.2m的金属圆环竖直放置且相互平行，金属环的间距为1m，一根长为1m，电阻为1Ω的金属棒在圆环内侧以角速度10πrad/s匀速转动，金属棒与圆环始终接触良好，图示金属棒在圆环最高点，电路中的电阻，其余电阻不计，电压表为交流电压表，则下列说法不正确的是( ) A.金属棒从图示位置转过360°的过程中，流过电阻R的电流先从a流向b，后从b流向a B.电压表的示数为0.2V C.电阻R的功率为0.64W D.金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为2Wb/s 14．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比为，副线圈接理想电压表和理想电流表。在原线圈两端加上的交变电压。下列说法正确的是( ) A.电压表的示数为5V B.当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电压表的示数变小 C.当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，电流表的示数变大 D.当电流表的示数为1A时，变压器的输入功率为110W 15．如图甲所示，有一种小型的取暖器，可以放在书桌上温暖双手，也可以放在地上温暖双腿，该取暖器内部电路如图乙所示。取暖器内置的变压器可视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为4:1，原线圈接人电源的电压表达式为（V），定值电阻，电流表为理想交流电表。现接通电源，取暖器正常工作，则下列结论正确的是( ) A.副线圈中电流变化的周期为0.01s B.副线圈两端的电压为55V C.电流表的示数为0.5A D.原线圈的输入功率为220W 16．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数比，原线圈接入的交流电压瞬时值表达式为，定值电阻，副线圈接有滑动变阻器，阻值为。电压表和电流表均为理想交流电表，其读数为U和I，调节滑动变阻器的滑片，电表示数变化量的绝对值为和，下列说法正确的是( ) A.向下调节的滑片，电压表示数减小 B. C.当滑动变阻器阻值调到时，电流表示数I为55A D.当滑动变阻器滑片在中央时，变压器输出功率最大 三、填空题 17．交流发电机的矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，穿过该线圈的磁通量Ф随时间t变化的规律如上图所示。已知线圈匝数为20匝，则该线圈感应电动势最大值为__________V，感应电动势瞬时值表达式为E=__________V。 18．如图所示为一交变电流随时间变化的关系图，其中每个周期的后半周期的图象为半个周期的正弦曲线，则该交流电的有效值为_______A。 四、实验题 19．如图为一理想变压器，原副线圈匝数比为，副线圈所接负载电阻为10，原线圈接有效值为100V的正弦交流电，则副线圈两端电压的有效值___V，原线圈中电流的有效值___A，负载电阻消耗的电功率___W。    五、计算题 20．为推动绿色转型，发展绿色低碳产业，风能发电具有广阔的前景。如图甲所示为风力发电机的示意图，通过变速箱，转轴的转速能达到扇叶转速的20倍，转轴带动线框以恒定的转速在匀强磁场中做匀速圆周运动。已知线框的匝数匝、线框的面积，磁场的磁感应强度大小，a、b间可输出的电压，且该电压输入升压变压器的原线圈。如图乙所示，升压变压器原、副线圈的匝数比为，并通过电阻的输电线向用户送电，到达用户端时通过匝数比的降压变压器为额定电压、额定功率的用电器供电。求： (1)扇叶的转速n； (2)的值； (3)远距离输电的输电效率（结果保留两位有效数字）。 21．图甲为交流发电机示意图，图中两磁极之间的磁场可近似为匀强磁场，A为理想电流表，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动。从图示位置开始计时，电刷E、F之间的电压随时间变化的图像如图乙所示。已知，其余电阻均忽略不计，求： (1)E、F之间电压瞬时值的表达式； (2)线圈转过过程中，电阻R上产生的热量Q。 参考答案 1．答案：C 解析:AB、设交流电源电压的有效值为，电压表示数为U，电流表示数为I，根据闭合电路欧姆定律得，可得，根据图像可得，，故AB错误； CD、将理想变压器和滑动变阻器看成一个等效电阻，则有，则滑动变阻器消耗的功率为根据数学知识可知，当时，滑动变阻器消耗的功率最大，即解得滑动变阻器接入电路阻值为时，其消耗的最大功率此时电流表示数为电阻消耗的功率为，故C正确，D错误。 故选：C。 2．答案：C 解析:仅将滑动变阻器滑片向上移动，I和II、III线圈匝数比不变，所以电压比均不变，电压表的示数和电压表的示数均不变。故AB错误；仅将线圈触头P向上移动，不变，变小，变大，根据变压比有，可知，电压表的示数变小，电压表的示数变大，因，又，则，由数学知识可知，当时，电流表的示数最小，即线圈触头P初始在中间位置时电流表的示数最小，仅将线圈触头P向上或向下移动，电流表的示数都变大，故C正确，D错误。 3．答案：C 解析:根据理想变压器电压比等于匝数比可得，副线圈两端交变电压的最大值为，角速度为，所以副线圈两端交变电压的表达式为，故A错误；输入电压的有效值为，根据，可得，电压表测量的是有效值，所以电压表的示数为22V，故B错误；在滑动变阻器R的滑片向下移动的过程中，R接入电路的阻值变小，因为输入电压不变，匝数比不变，则输出电压不变，所以电压表示数不变。副线圈电流变大，则原线圈电流也变大，因此电流表和示数均变大。根据欧姆定律可知电阻两端电压变大，根据串联电路分压规律可知R两端电压变小，即电压表示数变小。在副线圈电路中，定值电阻可看作等效内阻，滑动变阻器R可看作外电阻，由于不确定滑动变阻器R与定值电阻的大小关系，因此无法判断滑动变阻器R的功率变化，故C正确，D错误。 4．答案：A 解析:由图可知，根据电流的热效应，可得 代入数据解得 故选A。 5．答案：B 解析:由于三个小灯泡完全相同且电阻不变，并均能正常发光，说明三个灯泡此时功率相同，根据可知，流过每个小灯泡的电流相等，若原线圈电流为1，副线图电流应为21，则理想变压器原、副线图的匝数比为 故B正确； 6．答案：A 解析:A项，设ab间的总匝数为间的匝数为，滑动触头匀速转动过程中，cd之间线圈的匝数均匀减小到0，由变压器的变压比可得，可得定值电阻R两端的电压均匀减小，故A项正确。 B项，通过定值电阻R的电流为，则均匀减小，故B项错误。 C项，由可得随时间均匀减小，故C项错误。 D项，由可得输入功率非均匀变化，故D项错误。 综上所述，本题正确答案为A。 7．答案：D 解析:两电热器的电功率相等，可知甲、乙的电流有效值相等，根据有效值定义可得 解得 故选D。 8．答案：B 解析:原线圈中输入电压的有效值为 根据理想变压器变压公式 副线圈的输出电压 则副线圈两端电压的最大值 故选B。 9．答案：C 解析:根据有效值的定义有解得 故选C。 10．答案：D 解析:A.当用户负载增多，通过用户用电器的电流频率不会变化，故A错误； B.由于发电厂输出电压恒定不变，根据 可知升压变压器的输出电压不变，故B错误； C.若输送总功率不变，当输送电压增大时，输电线路中电流变小，由 可知输电线路损失的热功率变小，故C错误； D.在用电高峰期，用户电压降低，电路中电流变大，由 可知输电线路中电流变大，输电线路损失的热功率增大，故D正确。 故选D。 11．答案：B 解析: A.原线圈输入电压的有效值 ，故A错误； B.原线圈中交流电的频率 变压器不改变频率，副线圈频率仍为 50 Hz ，故B正确； C.根据变压器电压比公式 可得副线圈的电压 ，故C错误； D.副线圈的功率 可得副线圈的电流 ，故D错误。 故选B。 12．答案：D 解析:A.由公式可知，在输电功率不变的情况下，电压升高为原来的2倍，则输送电流变为原来的，故A错误； BC.导线上损失的电压，损失的功率分别为 若输电线不变，则输电线上损失的电压变为原来的，损失的功率变为原来的，故BC错误； D.由于输送电流变为原来的，要保持输电线损失功率不变，输电线的阻值应变为原来的4倍，由电阻定律可得使用相同材料、粗细的输电线传输距离是原来的4倍，故D正确。 故选D。 13．答案：ABC 解析：A.根据右手定则可知，若金属棒顺时针转动，金属棒从图示位置转过360°的过程中，流过电阻R的电流先从b流向a，后从a流向b，若金属棒逆时针转动，金属棒从图示位置转过360°的过程中，流过电阻R的电流先从b流向a，后从a流向b，故A说法错误，符合题目要求； B.若经历时间t，金属棒转过夹角为θ，则有 感应电动势的瞬时值为 则电动势的有效值为 根据闭合电路欧姆定律有 可解得，故B说法错误，符合题目要求； C.回路中的感应电流为 电阻R的功率，故C说法错误，符合题目要求； D.当金属棒转过90°的时候，感应电动势的最大值为 即金属棒在转动过程中，通过电路的磁通量变化率最大值为，故D说法正确，不符合题目要求。 故选ABC。 14．答案：AC 解析:A.依题意，理想变压器原线圈电压有效值 根据 解得电压表的示数为 故A正确； BC.由A选项分析可知，当滑动变阻器的滑片P向b端移动时，其阻值减小，电压表的示数不变，由可知电流表的示数变大，故B错误；C正确； D.当电流表的示数为1A时，变压器的输入功率为故D错误。 故选AC。 15．答案：BC 解析:A.根据交变电流的电压表达式，可知输入电压的周期变压器不改变交变电流的周期，故副线圈中电流变化的周期为 0.02 s ，故A错误； B.变压器输入电压的有效值根据解得故B正确； C.副线圈中的电流原线圈中的电流故C正确； D.原线圈的输入功率故D错误。 故选BC。 16．答案：AB 解析：A.对该电路使用等效电阻法，可将副线圈和电阻等效为，向下调节的滑片，变小，分压减小，故电压表示数减小，A正确；B.对该电路使用等效电源法，等效后的电源电压等效内阻由为电源内阻，故，B正确；C.当滑动变阻器阻值调到时，由闭合电路欧姆定律，C错误；D.当外电阻等于电源内阻时，电源输出功率最大，此时，D错误。故选AB。 17．答案：4π或12.56; 解析：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势最大值为 磁通量最大值为 联立可得 由图像可知，则角速度 得 由矩形线圈在匀强磁场中匀速转动的特点知，当磁通量随时间正弦规律变化时，感应电动势随时间余弦规律变化，感应电动势瞬时值表达式为 18．答案： 解析：设该交流电电流的有效值为I，则当其通过定值电阻R时，根据电流的热效应可得 代入数据解得 19．答案：10；0.1；10 解析:根据变压器电压与线圈匝数的比可知 解得 副线圈的电流为 根据变压器电流与线圈匝数的比可知 解得 负载电阻消耗的电功率 20．答案：(1) (2) (3) 解析:（1）输入升压变压器原线圈的电压 则风力发电机产生感应电动势的最大值 设转轴的转速为，则由题意 又 解得 结合题意可知扇叶的转速为 （2）由变压器的工作原理，降压变压器原副线圈电压、满足 解得 由题意可知，降压变压器副线圈的电流 设降压变压器原线圈电流，则有 解得 输电线上损失的电压为 升压变压器副线圈的输出电压为 则由 可知升压变压器原、副线圈的匝数比为 （3）输电线上损失的功率 用户得到的电功率 发电机的输出功率 远距离输电的效率 代入数据解得 21．答案：(1) (2) 解析:（1）由图像可知 则电压瞬时值的表达式为 （2）电压的有效值 线圈转过过程中，电阻R产生的焦耳热 代入数据得 学科网（北京）股份有限公司 $