第三章 交变电流 章末检测（基础巩固）-2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

选择性必修二第三章交变电流章末检测（基础巩固） 第I卷（选择题） 一、单选题 1．（24-25高二上·浙江宁波·期末）下列图像中不属于交变电流的是（    ） A．B．C．D． 2．（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 3．（23-24高二下·广东汕尾·期末）图甲是燃气灶点火装置的电路图，变压器原、副线圈的匝数分别为 。 闭合开关，已知电压表的示数为 ，变压器副线圈电压的最大瞬时值可达到 ，且此时钢针和金属板间引发电火花进而点燃气体。 图乙是闭合开关后原线圈中的磁感应强度大小 随时间 变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．电压表测量的电压是瞬时值 B．原、副线圈的匝数比为 C．闭合开关后每秒钟可点火 100 次 D．在 时间内， 时刻最容易成功打火 4．（25-26高三下·重庆沙坪坝·月考）将如图所示的交流电加在电阻两端，横轴上方为按正弦规律变化的电流，下方为三角形脉冲电流，已知三角形脉冲电流的峰值为有效值的倍，则该交变电流的有效值为（　　） A．3A B． C． D． 5．（2025高三·全国·专题练习）如图所示，一理想自耦变压器线圈AB绕在一个圆环形的闭合铁芯上，输入端AB间加一正弦式交流电压，在输出端BP间连接了理想交流电流表、灯泡和滑动变阻器，移动P的位置，可改变副线圈的匝数，变阻器的滑动触头标记为Q，则（　　） A．只将P向顺时针方向移动时，灯泡的亮度变大 B．只将P向顺时针方向移动时，电流表的读数变大 C．只将Q向下移动时，电流表的读数变大 D．只提高输入端的电压U时，电流表的读数变大 6．（2025·云南红河·二模）图甲为交流发电机的示意图，磁场可视为水平方向的匀强磁场，线圈绕垂直于磁场的水平轴沿逆时针方向匀速转动，电阻，其余电阻均忽略不计。从图示位置开始计时，电阻R两端电压随时间变化的图像如图乙所示，则下列说法正确的是（　　） A．发电机工作原理是电流的磁效应 B．时，电路中电流的大小为1A C．电阻R中的电流方向每秒钟变化50次 D．线圈中产生的电动势瞬时值表达式为 7．（2025·安徽黄山·一模）如图所示，在匀强磁场中有电阻为r的单匝矩形线圈，线圈的两条边，，转轴垂直磁场且和线圈共面，从上往下看线圈绕转轴以角速度逆时针匀速旋转。从图中开始计时，下列说法正确的是（　　） A．线圈的磁通量与时间t的变化规律为 B．线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为 C．线圈的热功率 D．线圈在图中位置时，电流方向为 8．（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． 二、多选题 9．（2026·新疆·二模）某电动汽车充电桩的供电系统视作理想变压器，如图所示。原线圈匝数为，电流为，输入电压为。当两区同时工作时，两个副线圈分别作为快充区和慢充区为电动车供电，线圈匝数分别为和，电流分别为和，输出电压分别为和。下列关系正确的是（　　） A． B． C． D． 10．（25-26高三下·甘肃白银·月考）如图所示，发电机的输出电压的有效值恒定，r为传输线路的电阻，升压变压器的原、副线圈匝数分别为、，每家用户接入电路的阻值恒定不变，下列说法正确的是（　　） A．用户消耗的电功率越大，通过r的电流越大 B．仅增加接入电路的用户数，传输线路的效率一定下降 C．仅增加，传输线路上消耗的功率一定减小 D．接入电路的用户数量增加，为保证用户电压稳定，应增大 11．（25-26高二上·浙江杭州·期中）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，产生的交变电动势随时间变化的规律如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．时金属线框平面与磁感线垂直 B．该交变电流的电动势的有效值为 C．从图示位置开始计时，当电动势的瞬时值为22V时，矩形金属线框平面与中性面的夹角为45° D．该交变电流的电动势的瞬时值表达式为 12．（23-24高二下·陕西榆林·期末）互感器又称仪用变压器，是电流互感器和电压互感器的统称，常用于测量或保护系统。如图所示，、是监测交流高压输电参数的互感器，a、b是交流电压表或交流电流表，若高压输电线间电压为，的原、副线圈匝数比为，交流电压表的示数为，交流电流表的示数为，则下列说法正确的是（　　） A．a是交流电压表，b是交流电流表 B．的原、副线圈匝数比为 C．高压线路输送的电流为 D．高压线路输送的电功率为 第II卷（非选择题） 三、实验题 13．（24-25高二上·浙江杭州·期末）在“探究变压器线圈两端的电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图所示。 (1)观察变压器的铁芯，它的结构和材料是（　　） A．整块硅钢铁芯 B．整块不锈钢铁芯 C．绝缘的铜片叠成 D．绝缘的硅钢片叠成 (2)为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是（　　） A．演绎法 B．等效替代法 C．控制变量法 D．理想实验法 (3)以下给出的器材中，本实验需要用到的是（　　） A．干电池 B．学生电源 C．直流电压表 D．多用电表 (4)原、副线圈上的电压之比是否等于它们的匝数之比呢？实验发现数据没有严格遵从这样的规律，分析下列可能的原因，你认为正确的是（　　） A．变压器线圈中有电流通过时会发热 B．原、副线圈的电压不同步 C．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失 14．（2025·山东·高考真题）某实验小组为探究远距离高压输电的节能优点，设计了如下实验。所用实验器材为： 学生电源； 可调变压器、； 电阻箱R； 灯泡L（额定电压为）； 交流电流表，交流电压表， 开关、，导线若干。 部分实验步骤如下： (1)模拟低压输电。按图甲连接电路，选择学生电源交流挡，使输出电压为，闭合，调节电阻箱阻值，使示数为，此时（量程为）示数如图乙所示，为________，学生电源的输出功率为________W。 (2)模拟高压输电。保持学生电源输出电压和电阻箱阻值不变，按图丙连接电路后闭合。调节、，使示数为，此时示数为，则低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的________倍。 (3)示数为，高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了________W。 四、解答题 15．（24-25高二上·河南焦作·期末）某个小型发电机的线圈匝数，内阻可忽略不计，在匀强磁场中以的角速度匀速转动，转动过程中通过线圈的最大磁通量。发电机的总功率，通过升压变压器进行高压输电，接近用户端时再通过降压变压器降压给用户供电，示意图如图所示，升压变压器原、副线圈的匝数之比，输电线的总电阻，其他导线电阻不计，用户端得到的电压为。求： (1)升压变压器原线圈两端的电压； (2)输电线上损失的功率； (3)降压变压器原、副线圈的匝数之比。 16．（23-24高二下·福建福州·开学考试）如图所示，矩形闭合导线框ABCD处于磁感应强度大小为的水平匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动，线框共10匝，面积，电阻，通过导线与一阻值R=49Ω的定值电阻相连，所有电表均为理想交流电表。（计算结果可保留根号） （1）将图示时刻记为，写出该正弦式交流电电动势的瞬时值表达式； （2）时，电压表、电流表的示数； （3）过程流过电阻R的电荷量。 （4）转动一周的过程中，整个电路产生的热量 17．（24-25高二上·四川泸州·期末）如图所示是某同学模拟远距离输电的实验示意图，矩形线圈abcd电阻不计，面积，匝数匝，在匀强磁场中绕垂直于磁场的轴以角速度匀速转动。已知磁感应强度大小，输电线路等效电阻，输电功率保持不变，电压表是理想交流电压表，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。从图示位置开始计时。 (1)写出感应电动势随时间变化的关系式； (2)求电压表的示数； (3)若用户得到的功率为，求升压变压器原、副线圈的匝数比。 18．（22-23高二下·江西上饶·期中）电力公司要检修电路，需停电一天，为了保障正常的教学，学校用一台不计内阻的发电机来提供照明用电，如图所示。升压变压器原、副线圈匝数比为，降压变压器原、副线圈匝数比为，输电线的总电阻为。全校共有22个班，每班有“220V，40W”灯6盏，若只保证全部电灯正常发光，则 (1)降压变压器副线圈的电流多大？ (2)输电线损失的功率多大？ (3)升压变压器的输入电压多大？ (4)输电效率为多少？ 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 第1页 共4页 ◎ 第2页 共4页 学科网（北京）股份有限公司 《选择性必修二第三章交变电流章末检测基础巩固》参考答案 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D B C B D D C D AD BD 题号 11 12 答案 AC BD 1．D 【详解】ABC．交变电流的方向随时间做周期性变化，三个图中电流均为交变电流；故ABC错误； D．图中电流大小虽然在周期性变化，但方向不变，是直流电，不是交变电流，故D正确。 故选D。 2．B 【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。 3．C 【详解】A．电压表测量的电压是有效值，故A错误； B．变压器副线圈电压的有效值 原、副线圈的匝数比为 故B错误； C．由图甲可知周期 频率 在一个周期内电流有两次达到最大值，可以点火两次，所以每秒点火100次，故C正确； D．根据法拉第电磁感应定律，磁感应强度变化最快时，产生的感应电动势最大，所以在 0∼时间内，0和时刻最容易打火成功，故D错误。 故选C。 4．B 【详解】相同时间（一个周期）内，交变电流和恒定电流通过相同电阻，若产生热量相等，该恒定电流值即为交变电流的有效值，满足 由图可知，该交变电流的周期，分两段计算一个周期内的热量，0~1s（正弦段），电流峰值 正弦交流电的有效值为 这段产生的热量 1~2s（三角形段），电流峰值绝对值 题目给出三角形脉冲电流的峰值是有效值的倍，即 得 这段产生的热量 总热量 代入有效值定义， 得 约去后得 即 故选B。 5．D 【详解】AB．由题图可知原线圈的长度为，副线圈的长度为，所以当顺时针转动时，副线圈匝数减小，根据可知，副线圈输出电压减小，则副线圈电流减小，灯泡的亮度减小，电流表读数减小，故AB错误； C．当滑动触头向下移动时，滑动变阻器接入电路阻值增大，副线圈总电阻增大，由于电压不变，故副线圈电流减小，电流表读数变小，故C错误； D．若只提高输入电压时，根据可知，副线圈输出电压增大，则副线圈电流增大，电流表的读数会变大，故D正确。 故选D。 6．D 【详解】A．交流发电机的工作原理是电磁感应，故A错误； B．时，线圈产生的感应电动势瞬时值 感应电流的瞬时值 故B错误； C．交流电的周期，一个周期内电流方向改变2次，则每秒钟电流方向变化100次，故C错误； D．线圈从此位置开始计时，产生的交流电电动势 故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．从图中开始计时，线圈的磁通量与时间t的变化规律为 故A错误； B．线圈由图中位置绕转轴旋转的过程中平均电动势为 故B错误； C．线圈的最大电动势为 电动势有效值为 线圈的热功率为 故C正确； D．线圈在图中位置时，根据右手定则可知，边电流方向由，边电流方向由，则线圈中的电流方向为，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】根据理想变压器电压比与匝数比关系可知， 由于输入电压不变，可知 即 解得； 可知此时输出的交流电的周期为。 故选D。 9．AD 【详解】A．理想变压器的输出功率等于输入功率，即，故A正确； B．对于有多个副线圈的理想变压器，根据， 结合 联立解得，故B错误； CD．根据， 可知 则，故C错误，D正确。 故选AD。 10．BD 【详解】A．将升压变压器与电阻r组成的整体视为一个内阻为r的电源，降压变压器及用户电路视为外电路，根据闭合回路功率的特点可知，用户消耗的功率越大，降压变压器主线圈的等效电阻越接近r，传输线路总阻值可能变大也可能变小，因此通过r的电流不一定变大，故A错误； B．根据闭合回路的特点可知，外电路阻值越大，电源效率越高，接入电路的用户数增加，降压变压器主线圈的等效电阻越小，电路效率越低，故B正确； C．仅增加相当于增加电路的电动势，定值电阻消耗的功率一定增加，故C错误； D．接入电路的用户增加，相当于外电路阻值下降，根据闭合回路的欧姆定律可知，为保证外电路电压不变，应提高电源电动势，故应该增加，故D正确。 故选BD。 11．AC 【详解】A．由图乙可知，周期，时电动势，说明此时线框处于中性面，即线框平面与磁感线垂直，A正确； B．电动势最大值，有效值，B错误； D．由图乙可得 时，为正弦函数，故该交变电流电动势的瞬时值表达式为，D错误。 C．该交变电流的电动势瞬时值表达式为 ，因为时，且从中性面开始计时，转过的角度即为线框平面与中性面的夹角。当时，有，解得，即 。故C正确； 12．BD 【详解】A．图中的原线圈并联在高压输电线上，的原线圈串联在高压输电线上，可知，为电流互感器，为电压互感器，即a是交流电流表，b是交流电压表，故A错误； B．为电压互感器，根据电压与匝数的关系有 故B正确； C．为电流互感器，根据电流与匝数的关系有 解得 故C错误； D．结合上述，高压线路输送的电功率为 故D正确。 13．(1)D(2)C(3)BD(4)AC 【详解】（1）观察变压器的铁芯，它的结构和材料是绝缘的硅钢片叠成。 故选D。 （2）为实现探究目的，保持原线圈输入的电压一定，通过改变原、副线圈匝数，测量副线圈上的电压。这个探究过程采用的科学探究方法是控制变量法。 故选C。 （3）变压器正常工作需要交流电，因此本实验中需要用交流电源和交流电压表（多用电表），不需要干电池和直流电压表。 故选BD。 （4）A．变压器线圈中有电流通过时会发热，线圈有电阻，在线圈上会产生电压降，从而使输出电压减小，故A正确； B．原、副线圈的电压是否同步，对输出电压无影响，故B错误； C．原线圈中电流产生的磁场能在向副线圈转移过程中有损失，即有漏磁现象，由能量守恒定律可知，输出电压会减小，故C正确。 故选AC。 14．(1) 200 2.4 (2)100 (3)0.9 【详解】（1）[1]根据题图可知电流表的分度值为5mA，故读数为200mA； [2]学生电源的输出功率 （2）低压输电时电阻箱消耗的功率为 电阻箱的接入的电阻为 高压输电时，电阻箱消耗的功率为 可得 即低压输电时电阻箱消耗的功率为高压输电时的100倍。 （3）示数为时，学生电源的输出功率 高压输电时学生电源的输出功率比低压输电时减少了 15．(1)500V (2)2000W (3) 【详解】（1）发动机输出电压的峰值为 升压变压器原线圈两端的电压 （2）输电线上损失的功率 又， 联立，解得 （3）根据又 联立，解得 16．（1）；（2）49V，1A；（3）；（4）10J 【详解】（1）感应电动势最大值为 时线框平面于磁场平行，则瞬时值表达式为 （2）电动势有效值为 电流表示数为 电压表示数为 （3）时线框转动弧度为 则磁通量的变化量为 根据，， 联立得，过程流过电阻R的电荷量为 （4）转动一周的过程中，整个电路产生的热量为 17．(1) (2)4V (3)1:50 【详解】（1）当t=0时，矩形线圈平面平行于磁感线，线圈ab和cd正好垂直切割磁感线，所以t=0时，感应电动势为最大值，即感应电动势的瞬时表达式为， 代入数据可得 整理可得 （2）因为线圈内阻不计，所以发电机输出的有效值U即为感应电动势的有效值，所以 即电压表的示数为4V； （3）由输电功率P=400W，用户得到的功率P'=360W 可知导线消耗的功率 导线上的电流I线满足 即 升压变压器T1原线圈中的电流I满足关系 即 升压变压器T1原线圈中的电流I和副线圈中的电流I线的关系为 所以 18．(1)24A (2)144W (3)226V (4) 【详解】（1）降压变压器的输出功率为 降压变压器副线圈的电流 （2）降压变压器原线圈的电流 输电线损失的功率 （3）降压变压器原线圈电压为 输电线上损失的电压为 升压变压器的输出电压为 升压变压器的输入电压为 （4）用户获得的实际功率 所以发电机的输出功率 则输电效率 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $