专题14 交变电流-【满分思维】2026年高考物理真题分类

22.与电容器结合的电磁感应综合问题 思维导图 导体棒a做匀 导体棒a与无 人机发生完全 整体做匀加 加速直线运动 速直线运动 非弹性碰撞 完全非弹性碰撞损 失的动能等于分离 时增加的动能 到达NW'时属于“爆炸”模型 解：(1)分离后当导体棒a的速度大小为10m/s时，根据法拉 第电磁感应定律有E=BL 通过a的电流1，=尺 E 解得11=500A (2)规定水平向右为正方向，a从MM处运动至b静止的位置 过程中由安培力提供加速度，超级电容器为电路提供的电流恒 定，则a的加速度恒定，有 BIL=m,a a,b间初始距离x1=2a1i1 碰撞前a的速度为v,=a1t 解得a1=250m/s2,t1=0.1s,w1=25m/s a与b碰撞过程中系统动量守恒，有 maU1=（ma十mb)v2 储存的弹性势能为E。=m一号 -2（n+m)u2 解得v2-5m/s,上.-500J a,b碰后一起运动至VV过程中 x2=5m-1.25m=3.75m 山安培力提供加速度，有BL=(nn十，)a 位移为r?=十2u1: 专题十四 1.A可拆式变压器若变卡器为理想变卡器，理想变卡器原、刷 线圈电乐与雨数的关系有号号义：=0所以m一20，故 左侧接线柱选取的是“0”和“2”，A正确，BCD错误 2.C理想变压器已知刷线圈输出电压最大伯U=112V,则 副线圈输出电压的有效值U,一-11V.理趣变压器原、刷线 √2 ng-11V-20: 图的申压当丽数的关系为品可得_心20Y 1,故选C。 3.C电磁振荡、交流发电机及其产生交变电流的原理、变压器的 构造与原理 ·物理 分离前速度为v3=v2十a2t2 解得a2=50m/s2,t2=0.3s,v3=20m/s a、b分离过程，由动量守恒定律有 (ma十b)v3=1av4十mbv5 由能量守恒定律有 解得v4=0,v5=25m/s 在整个过程中安培力大小恒定，安培力做功为一定值，若、 b分离时a的速度为零，则此时b能获得最大速度，最大速度 为25m/s 上述过程中通过导体棒a的电荷量 q=I(t1+t2)=400C 电容器电压的减小量△=冬 解得△U=40V (3)规定水平向右为正方向，a、b碰后共同速度为v2=5m/s, 若b不受空气阻力，到达NV的速度为3=20m/s,其v2-x图 像如图所示 ↑2/(m2·s-2) 400--. 25 0x2-=3.75x/m 若考虑b所受的阻力F=ku2,则实际2-x图像应在图中所 示图像的下方，可知克服阻力做的功为 W:<kv:'Hkv,: 由动能定理有B112一W,=20m,十m,)(”-u2) 解得v2>396.02m/s>2·0.99=392.04m21s 可知a、b分离前的速度大小能达到(2)问中分离前速度的99% 交 变电流 题图1中，根据理想变卡器电卡与匝数的关系可 A错误 知，U1:U2=1：22 题图2巾，线圈的位置再转过60°就是中性面，在中 性面时，电动势和电流都为0，所以此时线圈的电动 B错误 势正在减小 题图3中，根据巾容器极板间的屯场强度方向，可 知上极板带负电，下极板带正电，再根据电感线圈 中磁感线的方向，可知俯视视角下线圈中的电流方 C正确 向是逆时针，因此可知电容器止在充电，电场的能 量止在增人 题图4中，根据调谐频率f= 可知，增大电 2π/LC D错误 容(，调谐频率会城小 答34· 归纳总结 根据交流发电机及其产生交变电流的原理可知，线圈平 面与磁场垂直时，磁通量最大，是中性面，感应电动势为零； 线圈平面与磁场平行时，磁通量为零，感应电动势最大。 4.C交流电四=100m,则交流电的频率为f-%-50业，A错 误；线圈转到题图所示位置时，产生的电动势最大【注意：线圈平 面与中性面垂直，速度与B垂直】，B错误；线圈转到题图所示位 置时，由右手定则知，感应电流方向由B到A,由左手定则知， AB边受到的安培力方向向上，C正确：电动势的最大值E= NBSw,仅线圈转速加倍，由ω=2nπ知角速度加倍，电动势最大 值变为20V,D错误。 归纳总结 线圈平面位于中性面时，穿过线圈的磁通量最大，感应 电动势为零，感应电流为零，磁通量的变化率为零；线圈平面 与中性面垂直时，穿过线圈的磁通量为零，感应电动势最大， 感应电流最大，磁通量的变化率最大。 5.D交流电的有效值、法拉第电磁感应定律导体棒通过磁场 区域的时间（即周期》为T=2弘，导体棒通过区域I时，所用时 间为了，产生的电动势大小为E,=B,导体棒通过区坡Ⅱ时， 所用时同为写.产生的电动势大小为民=号机，设装登的电 E T E2 T U 阳为R.根据范流的热效应得R2R?R【易错！ 导体棒中产生的交流电不是正弦交流电】，解得该装省产生电动 势的有效值为U=.,D正确，ABC错误 归纳总结 非正弦式交变电流有效值求解方法：取一个周期，分段 求出电流在一个周期内产生的热量，此热量即为交变电流有 效值在一个周期内产生的热量。 6.B理想变压器由理想变压器线圈师数与电压关系得” 12 U 00V P 1000 kW 10X10V25A错误：输送电流1：一，-10kY 100A,则输电线上损失的电压为△U=1,R=100A×52 5O0V,B正确：变压器原线图巾电流1， P1000×103W 100 V 2500A,C错误；变压器不改变交流电的频率，故变压器原、副线 圈中电流的频率相同，D错误 7.D理想变压器、交流电的“-t图像电压与匝数成正比， 接23时正数分别为品高【点拔接入电略的副线因臣教为 ·物理 副线圈总匝数减副线圈未接入的匝数】，则接2时副线圈两端电 压为接3时的号倍，且变压器不改变交流电的频率，故选D。 8.B理想变压器由题图乙可知，交流电的周期T=(2.5一 0.25)s=2.25s,A错误；原线圈输入电压的最大值Um= 482V.则原线圈输入电压的有效值U,==482=48V,根 √2√2 据理想变压器原、副线周电压比号-是可知，副线圆电压，一 U,=子×48V=12V.,电压表测副线圈两端电压，所以电压 n 表示数为12V,B正确；R1、R2并联，又R1=2R2,根据 ,=,则1=21，副线图干路电流 I2=IR1十I2=IR1十2IR1=3IR1,C错误；理想变压器原、副线 圈的功率相等，即P1：P2=1：1,D错误。 9.B交变电流表达式、理想变压器、闭合电路欧姆定律由输入 电压u=12√2sin(100πt)V可知，输入端电压最大值为12√2V, 所以有效值U1=12V,滑片P处于副线圈的正中间，所以此时 变压比为=【易错：此时副线圈接入电路的匝教为其总匝数 2入 由理想交压器交压短建光=心心 18V,即电阻箱两端电压为U=18V,为使电流表示数为2A,由 闪合电路欧姆定体可知，需将电阻箱R的阻值润为R-兰 9A错误：同理，刷线周接人电路的匝数调为总面数的}，则 '=U,=I2V,电阻箱的阻伯R=6,所以电流表示数为I'= -2.0Λ，B正确，电流表示数与交变电流须率无关，C错误； U 输入电压调为u=6√2si(100πt)V,同理可知电阻箱两端电压 为原来的一半.即U”=3=9V,电H箱的阻值R=6,所 2 以电流表示数为一1.5A,D错误 10.B理想变压器、电功率的计算将理想变压器与灯泡【，等效 成一个负载R负，S与《相连时，原线圈中二个电阻都接入电路 中，电路总电阻最大为Ra=3R十R,所以流过R血的电流最 小，由P=IR可知，R的电功率最小，即灯泡的电功率最小， A错误：S与a相连，对原线圈所在电路有U=I1·3R一U1, 原国线周地之此会-品-6，电流之比片-兰=专副线 kU 圈的电流1三冷，联立解得副线圈两瑞电床U十3·即灯 孢肉端的电为B正确：同理，S与力和迩时，刷线陶西 答35· 端电压U'-2流过灯泡的电流1， U,'RU R(k2+2)R 2+7灯泡 kU C错误：同理，S与c相连时，副线圈两端电压U,"= U,"2k2U 的电功率P= R(k2+1)RD错误。 11.AC理想变压器根据理想变压器线圈匝数与电压的关系得 n_U=5n_U=5 元-·m己=，A正确，B错误；根据能量守恒，理 想变压器原线圈的输入功率等于各副线圈的输出功率之和，即 10.5kW,C正确；两副线圈的输出电压为有效值，最大值应为 Um=220W2V,D错误。 12.AC远距离输电设右侧降压变压器的线圈匝数比为k,将降 压变压器与用户端等效为一个电阻，则R等=k2R用户，仅增加用 户数的情况下，R用户减小，则输电线路上电流增大，输电线的内 阻r消耗的功率P=I,2r会增大，同时降压变压器原线圈两端 电压U3=U2一I2r会减小，则用户端电压减小，A正确，B错 误：仅增加2，升压变压器副线圈两端电压U,=91,会增大， n 输电线路上电流增大，整个电路消耗的电功率P=U2I2会增 大，输电线电阻两端电压U,增大，受尽可知，U,会增大， 则用户端电压U,=U,增大，C正确，D错误。 专题十五 1.（1)断开 (2)R, 【解析】研究热敏电阻的温度特性实验(1)使用欧姆表测量电阴 时，应使待测电阻与原电路断开，因此开关S应断开；(2)由题意 知，申联一个热敏电阻的目的是抑制电流异常增大，导致元件在 高温时损坏。当电流增大时，电子元件温度升高，热敏电阻阻 值应增大，从而达到抑制电流增大的日的，牧选择阻值随温度 升高而增大的R,。 2.(1)短接10014.4 (2)10 实验攻略(1)欧姆调零的本质是通过调整内部电阻，确保外部 电阻为零时，内部电流表指针可以满偏。(2)欧姆表通过“电 流一电阻”的对应关系测量电阻，核心是利用闭合电路欧姆 定律： 【解析】电流表的改装、欧姆表的原理(1)欧姆调零时，应先将 红、黑表笔短接，使得指针指向欧姆表的零刻度线处，即使电流 E 表满偏(I00uA),根据闭合电路欧姆定律有1：一R。十R十R' ·物理 13.BD根据B-t图像计算感应电动势 圆环Ⅱ中没有磁场，圆环Ⅱ与圆环工绝缘因此圆环Ⅱ中一直 磁通量恒为零无变化， 没有电流，C错误 (0~to △B_B △tto 圆环I 2to~3to △B'2B。 to~2to→ △tto Eo RX3,-R1+ E=E=xBor2 E22E32 2πBr2 Rto+Rlo E0= to →A错误 E2= 2xBor2 有效值 2πBr2 Io=- Rto 圆环的感应电动势大小E=E,=B。r t=0.5to to 一1Ue=3品E= →D正确 12to 直导线CD无限长，相当于圆心O对CD的张角中'=180° t=1.5to时 E'=E,=2nBor同D选顶分析可知1Uo1 to →B正确 to 电学实验 代入数据解得R=1A.Ak2。(2)当A、B间接入R,时，根据闭 合电路欧姆定律有I=R,十R。一R十R,代人数据解得R,= 10k2。 3.(1)A (2)157 (3)半偏法；开关S2先接a,R,调到零，记录电压值U,开关S2再 接到6，调节R,使电压表示数为}，记录R,的值。 【解析】研究热敏电阻的特性实验(1)要使l两端电压在实验 中基本不变，则滑动变阻器应该选择最大阻值较小的八。(2)山 题电路图可知R.-UU-2.50-1.10×20n≈157Q. U 1.40 N 4.（1)2002.40(或2.4) (2)100 (3)0.90(或0.9) 实验攻略(1)读数时电表的分度值不为“1”时不需估读。 (2)计算功率时使用公式P一IR。(3)计算输出功率时明确输 出电压和输出电流即可。 【解析】“探究远距离输电的节能优点”实验(1)由题图乙可知， 36·专题十四交变电流 一、单项选择题 1.(2025·江苏卷)用图示可拆变压器进行探究实验，当变压器左侧的输入电压为2V时，若右侧接线柱选 取“0”和“4”，右侧获得4V输出电压，则左侧接线柱选取的是 () A.“0”和“2” B.“2”和“8” C.“2”和“14” D.“8”和“14” 2.(2025·广西卷)某变压器输入正弦交流电的电压有效值为220V,输出电压最大值为11√2V,该变压器 视为理想变压器，其原、副线圈匝数之比为 () A.20:2 B.20√2：1 C.20:1 D.1:20 3.(2025·1月浙江卷)有关下列四幅图的描述，正确的是 原线圈 副线卷 0可 人铁芯 图1 图2 图3 图4 A.图1中，U1:U2=2:n1 B.图2中，匀速转动的线圈电动势正在增大 C.图3中，电容器中电场的能量正在增大 D.图4中，增大电容C,调谐频率增大 4.(2025·北京卷)如图所示，交流发电机中的线圈ABCD沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随吋间变化 的规律为e=10sin(100π1)V。下列说法正确的是 () （A o A.该交流电的频率为100Hz B.线卷转到图示位置时，产生的电动势为0 C.线圈转到图示位置时，AB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10√2V ·73· 5.(2025·山东卷)如图为一种交流发电装置的示意图，长度为2L、间距为L的两平行金属电极固定在同 一水平面内，两电极之间的区域I和区域Ⅱ有竖直方向的磁场，磁感应强度大小均为B、方向相反，区域 I边界是边长为L的正方形，区域Ⅱ边界是长为L、宽为0.5L的矩形。传送带从两电极之间以速度 匀速通过，传送带上每隔2L固定一根垂直运动方向、长度为L的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与 电极接触良好。该装置产生电动势的有效值为 () 2L 传送带 导体棒 L 储能 装置 金属电极 A.BLv B./2B 2 c D.10BLo 4 6.(2025·广东卷)如图所示，某光伏电站输出功率1000kW、电压400V的交流电，经理想变压器升压至 10kV后，通过输电线输送到变电站。输电线的等效电阻R为52。下列说法正确的是 () 变压器输电线 光 变 电 电 站 A.变压器原、副线圈匝数比为1：100 B.输电线上由R造成的电压损失为500V .变压器原线圈中的电流为100A D.变乐器原、副线圈中电流的频率不同 7.(2025·河北卷)2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站一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U2时，输入电压U保持不变。已知副线圈总匝数 为，分接头1,2间和2.3间的线网匝数g=a-0开关S接3时输出电压的瞬时值u,-U.n, 则S接2时u2-t的图像为 () 10u↑ 骨u 景u 2π 3π 2π3π1 2π 3π 2π3π1 w 8 8 B C ·74· 8.(2025·福建卷)如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为4：1，在副线圈的回路中接有理想交流 电压表和阻值分别为R、R2的电阻，其中R,=2R2,原线圈接到如图乙所示的正弦式交流电路中，则 () u/V 485 RR,1 0.25 2.5t/s A.交流电的周期为2.5s B.电压表示数为12V C.副线圈干路中的电流为R,中电流的2倍 D.原副线圈功率之比为4：1 9.(2025·安徽卷)某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比n1:2=1:3,@为理想交 流电流表。初始时，输入端a、b间接入电压u=12√2sin(100πt)V的正弦式交流电，变压器的滑片P位于 副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为6Ω。要使电流表的示数变为2.0A,下列操作正确的是() n n2 不R A.电阻箱R的阻值调为182 以副线圈接人电路的匝数调为其总匝数的号 C.输入端电压调为u=12√2sin(50πt)V D.输入端电乐调为u=6√2sin(100πt)V 10.(2025·湖南卷)如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，、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 kU 2+3 U U C.S与b相连，流过灯泡的电流为 k2+2)R D.S与c相连，灯泡的电功率为 k2+1)R ·75· 二、多项选择题 11.(2025·云南卷)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n1,输入电压U1=1.1kV;两副线圈的匝数分别为n2和n3,输出电压U2=U3=220V。当I、Ⅱ区 充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0kW和3.5kW,下列说法正确的是 U2I区充电桩 U n n3 UⅡ区充电桩 A.n1:n2=5:1 B.n1:n3=1:5 C.变压器的输入功率为10.5kW D.两副线圈输出电压最大值均为220V 12.(2025·湖北卷)在如图所示的输电线路中，交流发电机的输出电压一定，两变压器均为理想变压器，左侧 升压变压器的原、副线圈匝数分别为1、2，两变压器间输电线路电阻为r。下列说法正确的是() 发 电 用 机 户户 A.仅增加用户数，r消耗的功率增大 B.仅增加用户数，用户端的电压增大 C.仅适当增加n2,用户端的电压增大 D.仅适当增加n2,整个电路消耗的电功率减小 13.(2025·1月浙江卷)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3t。变化的磁场在空间产生感生 电场，电场线为一系列以)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)为圆心的半径为2r的导电圆环I,与磁场边界相切的半径为0.5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=30°；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 () B P① :2t 3to -B C 图1 图2 A圆环I中电流的有效值为3元B Rto B1=1.5,时刻直导线CD电动势为rB 1=0.5t。时刻圆环中电流为129 720-。 D.t=0.5,时刻圆环上PQ间电动势为， to ·76·