交变电流 选择题专项训练-2026届高考物理二轮专题

2026届高三年级交变电流选择题专项训练 一、问题引入 1．（2026南阳模拟）（交变电流的频率）如图为某实验小组得到的交流电的电流i随时间t变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．该交流电的周期为20s B．该交流电的周期为4s C．该交流电的频率为0.25Hz D．该交流电的频率为0.1Hz 2．（2026安顺期末）（理想变压器相关问题简单应用）如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比为2：1，在副线圈的回路中接有理想交流电压表和阻值分别为R1、R2的电阻，其中R1=3R2，原线圈接到如图乙所示的正弦式交流电路中，则（　　） A．电压表示数为12V B．交流电的周期为8.5s C．原、副线圈功率之比为 D．副线圈干路中的电流为R1中电流的3倍 3．（2026百色期末）（正弦式交变电流瞬时值的表达式及其推导）交流发电机是现代电力系统的基础，其核心原理是法拉第电磁感应定律。在实验室中，常通过模拟发电机装置测量感应电动势、电流随时间的变化规律，验证相关理论。如图所示，矩形线圈在匀强磁场中匀速转动，其转动轴线与磁感线垂直。已知匀强磁场的磁感应强度，线圈匝数，线圈的总电阻，线圈所围面积，转速。若从中性面开始计时，则线圈中产生的交变电流的瞬时值表达式为（　　） A． B． C． D． 4．（2025宁波期中）（变压器原理与结构）下列装置中，其所涉及的原理与变压器不同的是（    ） A．音响 B．电磁炉 C．延迟继电器 D．无线充电器 5．（2026全国练习）（交变电流的概念）以下各个选项所示的电流，属于交变电流的是（　　） A． B． C． D． 6．（2025常州期中）（涡流的原理、变压器原理与结构）街头某变压器原理结构如图所示，下列说法正确的是（　　） A．该变压器是升压变压器 B．变压器工作原理是自感现象 C．原线圈导线比副线圈更细（线圈材质相同） D．为减小“铁芯”涡流影响，用陶瓷材质替换更好 二、各类模型专项模拟题训练 7．（2025恩施期末）（理想变压器相关应用、正弦式交流电的电动势和电流有效值）如图甲所示，某理想变压器原副线圈的匝数分别为、，输入电压瞬时值、输出电压瞬时值随时间变化的规律如图乙所示，图中、均已知，下列说法正确的是（　　） A．达到最大值时， B．达到最大值时，也达到最大值 C．输入电压的有效值为 D． 8．（2026济宁期中）（交流电的u-t图像和i-t图像）对于如图所示的电流i随时间t做周期性变化的图像，下列说法正确的是（　　） A．电流做周期性变化，它是交流电 B．电流的大小、方向都变化 C．电流的有效值为 D．电流的周期是0.01s，最大值是0.2A 9．（2026赣州期中）（理想变压器两端电压与匝数的关系）理想变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，原、副线圈两端的电压分别为U1和U2，原、副线圈正弦交流电的频率分别为f1、f2，则（　　） A． B． C． D． 10．（2026江西二模）（理想变压器电路动态分析及两端电压与匝数的关系）某小型变压器（视为理想变压器）的结构简图如图所示，电流表为理想交流电流表，为电阻箱。初始时，输入端、间接入正弦式交流电，变压器的滑片位于副线圈的正中间，电阻箱的阻值不为0，电流表的示数始终在量程内，下列说法正确的是（　　） A．仅将滑片向上移动，电流表的示数增大 B．仅将滑片向下移动，电流表的示数保持不变 C．仅增大电阻箱的阻值，电流表的示数保持不变 D．仅增大电阻箱的阻值，电阻箱消耗的电功率增大 11．（2026杭州二模）（交流电的u-t图像和i-t图像）为了研究交流电的产生，小明同学进行了如下实验：第一次将矩形线圈放在匀强磁场中，线圈绕转轴按图示方向匀速转动（向纸外、向纸内），并从图甲所示位置开始计时，产生的电流图像如图乙所示。第二次仅将转轴改为对角线以相同的转速匀速转动（向纸外、向纸内）（仍从图甲所示位置开始计时），则第二次的电流图像是（　　） A．B．C．D． 12．（2026徐州月考）（变压器两端电路的动态分析）如图，理想变压器接入输出电压恒定的交流电源，为阻值随光照强度增强而减小的光敏电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．仅将触头上移，变压器的输入功率变小 B．仅将触头上移，两电流表示数均变大 C．仅增强上的光照强度，变压器的输入功率变小 D．仅增强上的光照强度，电压表的示数变大 13．（2026北京期中）（有效值相关问题）下图表示一交流电的电流随时间变化的图像，此交流电的电流有效值是（　　） A． B． C． D． 14．（2026佛山二模）（正弦式交流电相关问题）2026年1月，我国自主研发的全球首台兆瓦级浮空风力发电系统——S2000成功完成试飞和并网验证。该系统采用飞艇状浮空器携带发电机组，将高空风力资源转化为电能并通过电缆传输回地面。若S2000的输出电压u随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为100Hz B．输出电压的有效值为 C．输出电压表达式为 D．若将S2000的输出电压降为220V，则变压器原、副线圈匝数之比为300:1 15．（2026汕头二模）（正弦式交流电相关问题）汕头南澳海上某风电场采用搭载永磁同步发电机的风力机组，该机组使用4极发电机，其转速公式为，其中f为频率，p为发电机的极数。发电机产生的电动势e＝975sin100πt（V），下列说法正确的是（　　） A．电动势有效值为 B．发电机转速为1500 r/min C．当转速增大时，交流电的频率增大，电动势不变 D．当电动势为零时，发电机中线圈的磁通量也为零 16．（2026沧州一模）（电流互感器）如图所示为钳形电流表（又叫钳表）的简化示意图，可在不断开电路的情况下测量线路中电流大小，手柄可控制铁芯断开与闭合。钳表有1、2两个挡位，表盘上有对应的两行刻度线。扳动手柄把通有待测电流的导线放进钳口内（相当于绕在铁芯上的一匝线圈），量程开关旋至挡位1或2，与铁芯底边上线圈相连的表头的指针会发生偏转。钳表可视为理想变压器，下列说法中正确的是（　　） A．表头中电流比待测电流大 B．表头表盘上挡位1、2对应的刻度线中，挡位1的量程较小 C．表头表盘上挡位1、2对应的刻度线量程相同 D．扳动手柄时铁芯钳口处有缝隙未完全闭合，会使测量结果偏大 17．（2026南京月考）（正弦式交流电相关问题）如图甲所示，单匝矩形金属线框绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中匀速转动，穿过金属线框的磁通量随时间变化的关系如图乙所示，金属线框的总电阻为，下列说法正确的是（　　） A．时，线框产生的感应电动势最大，处于中性面位置 B．金属线框中产生的感应电动势的最大值为10V C．金属线框中产生的感应电流的有效值为1A D．时间内，通过金属线框某横截面的电荷量为 18．（2026聊城二模）（有效值计算）如图所示，在MN、PQ间存在竖直向下的匀强磁场，磁感应强度大小为B，磁场区域宽度为2L。“L”型铝线框，在水平面上以速度向左匀速穿过磁场区域，运动过程中af与MN始终平行，铝线框边长，。则在线框穿过磁场区域的过程中，产生的感应电动势有效值为（　　） A． B． C． D． 19．（2026营口二模）（变压器两端电路的动态分析及两端功率的计算）如图所示，理想变压器的原、副线圈匝数比，、为理想交流电流表，已知原线圈回路中电阻，副线圈接入热敏电阻（其阻值随温度的升高而降低），输入端接入的交流电。下列说法正确的是（　　） A．当温度升高时，电流表、的示数均减小 B．当温度升高时，热敏电阻两端的电压一定增大 C．当热敏电阻时，消耗的功率 D．当热敏电阻时，理想变压器原线圈的输入功率最大 20．（2026宜春一模）（变压器两端电路的动态分析）某小组设计了灯泡亮度可调的电路，如图所示a、b、c为固定的三个触点，理想变压器原、副线圈匝数比为，灯泡阻值为2R，三个电阻的阻值均恒为，交变电源输出电压的有效值恒为。开关S与不同触点相连，灯泡的最大功率和最小功率之比是49：25，则下列说法正确的是（　　） A．；灯泡的最大电功率为 B．；灯泡的最大电功率为 C．；灯泡的最大电功率为 D．；灯泡的最大电功率为 21．（多选·2026兰州二模）（正弦式交流电相关问题）光伏发电的蓬勃发展为我国实现“碳达峰”“碳中和”提供了强劲引擎。如图1所示，某光伏发电阵列产生的直流电先经过逆变器转换为图2所示的正弦式交流电，再经过理想变压器升压后输送到电网。若理想变压器的输入功率为80kW，输出电压为10kV，则下列说法正确的是（　　） A．图2所示交流电的频率为 B．图2所示交流电电压的有效值为 C．变压器原、副线圈匝数比为 D．变压器原线圈中的电流为 22．（多选·2026大同一模）（计算输电线路损耗及焦耳定律）作为国家重大能源基础设施项目，大同至天津南特高压交流电工程采用了我国自主研发的输电技术，计划2027年6月投运。若大同某发电厂输出的电功率为，输电线的总电阻为，则下列关于输电线上的电压损失和功率损失说法正确的是（　　） A．若输电电压为，则 B．若输电电压为，则 C．若输电电流为，则 D．若输电电流为，则 23．（多选·2026广东模拟）（高压输电的原理与优点）我国水力发电站大都处在人烟稀少的西部山区，需要通过高压输电方式输送到用电需求量巨大的东南沿海大城市。为了减少输送过程的能量损失，我国目前采用最先进的特高压直流输电模式进行输电，其原理示意图如图所示。从发电厂发出的频率是50Hz、500V正弦交流电，经过多级升压后变成50Hz、1100kV的交流电，再利用整流器转变成1100kV特高压直流电，然后通过输电线输送到目的地后再利用逆变器转变成交流电，最后经过多级降压分配给不同的用户使用。下列说法正确的是（　　） A．采用直流输电方式可以减小电磁辐射产生的能量损耗 B．采用特高压输电方式是为了减小输电线电阻产生的热损耗 C．用电高峰期输电线的热损耗功率更大，且整流器与逆变器的连接位置不能互换 D．从线圈平面与磁场垂直时开始计时，发电厂发出的交流电压瞬时值表达式为 24．（多选·2026陇南三模）（计算输电线路损耗及交变电流的频率、变压器两端电路的动态分析）如图所示为三峡发电站向某地远距离输电的原理图，若发电机的电压和输出功率已知，下列说法正确的是（　　） A．用户减少时，输电线电阻R损耗的功率减少 B．若升压变压器原、副线圈匝数比为n，输电线电阻R损耗的功率为 C．用户获得的交流电周期为0.02 s，则1 s内电流的方向改变50次 D．用户减少时，用户得到的电压增大 25．（多选·2026淮南二模）（交变电流相关计算）某自行车所装车灯发电机的原理图如图所示，绕有线圈的“匚”形铁芯开口处装有磁体，自行车车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动，摩擦轮又通过传动轴带动磁体一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，绕在铁芯上的线圈共N匝，线圈两端c、d作为发电机输出端，通过导线与额定电压为U、电阻为R的灯泡L相连，当车轮匀速转动时，发电机输出电压近似视为正弦式交变电压，灯泡阻值视为不变，发电机线圈电阻不计，摩擦轮与轮胎间不打滑。若某次无风时自行车以某一速度匀速行驶，带动磁体转动的转速为n，灯泡L恰好正常发光，假设骑车人对自行车做的功仅用于克服空气阻力和发电机阻力，已知空气阻力与车速成正比，该次骑车时骑车人克服空气阻力的功率为P，则（　　） A．磁体从图示位置匀速转过90°的过程中L中的电流逐渐变大 B．该次骑车时磁体转动过程中通过线圈的最大磁通量为 C．该次骑车时骑车人对自行车做功的功率为 D．若磁体转动的转速变为，则骑车人对自行车做功的功率变为 2026届高三年级交变电流选择题专项训练 参考答案及解析 1.D 解：AB．从图像可知：电流从（，接下来向负方向变化）开始，下一次出现相同状态（，接下来向负方向变化）的时刻是，因此该交流电的周期，故AB错误；CD．频率和周期的关系为代入得，故C错误，D正确。 2.A 解：A．由图乙可知，原线圈电压，由得副线圈电压，即电压表示数为12V，A正确；B．由图乙可知，交流电的周期为8s，B错误；C．依题意，变压器为理想变压器，故原、副线圈功率之比为，C错误；D．依题意，R1=3R2，由欧姆定律有，则副线圈干路中的电流，D错误。 3.C 解：矩形线圈在匀强磁场中匀速转动时，若从中性面开始计时，感应电动势的瞬时表达式为，其中，则线圈中产生的交变电流，ABD错误，C正确。 4.A 解：BCD．电磁炉、延迟继电器、无线充电器的工作原理均与变压器的工作原理相同，都是电磁感应现象，故BCD错误；A．音响的工作原理是通电导体在磁场中受到力的作用，与变压器原理不相同，故A正确。 5.B 解：判断电流是交流还是直流，要看其方向是否随时间周期性变化。选项C中，电流的大小和方向均不变；选项AD中，尽管电流大小随时间周期性变化，但其方向不变，仍是直流，故只有B正确。 6.C 解：A．根据图示可知，原线圈匝数比副线圈匝数多，由电压匝数关系可知，该变压器是降压变压器，故A错误；B．变压器工作原理是互感现象，故B错误；C．若为理想变压器，根据电流匝数关系有由于原线圈匝数比副线圈匝数多，则原线圈电流小于副线圈电流，根据为了减小电热，需要增大横截面积，即原线圈导线比副线圈更细（线圈材质相同），故C正确；D．为减小“铁芯”涡流影响，用彼此绝缘的硅钢片叠加更好，故D错误。 7.B 解：AB．根据理想变压器的原理可知，原副线圈的电压变化是同步的，从图乙可知，与的变化规律是相似的，当达到最大值时，也达到最大值，而不是，故A错误，B正确；C．正弦式交变电压的有效值是最大值除以，所以输入电压的最大值为，其有效值为，故C错误；D．根据理想变压器的电压与匝数比关系有由图乙可知，故D错误。 8.D 解：AB．电流大小变化、方向不变，是直流电，故AB错误；CD．电流的周期为0.01s，最大值为0.2A，但不是正余弦交流电，有效值，故D正确，C错误。 9.D 解：AB．“日”字形的理想变压器，原线圈中的磁感线一部分从中间的铁芯桥穿过，只有一部分从副线圈中穿过，因此穿过原、副线圈的磁通量不相等，故理想变压器原、副线圈的电压之比不等于匝数之比， AB错误；CD．理想变压器通过互感现象工作，不会改变交流电的频率，原、副线圈的交流电频率相等，即 可得 ，C错误，D正确。 10.A 解：AB．根据可知，仅将滑片向上移动，副线圈两端的电压变大，电流表的示数增大，仅将滑片向下移动，电流表的示数减小，A正确、B错误；CD．仅增大电阻箱的阻值，副线圈两端的电压不变，电流表的示数减小，根据可知，电阻箱消耗的电功率减小，C、D错误。 11.A 解：第二次仅将转轴改为对角线ac以相同的转速匀速转动，穿过线圈的磁通量变化情况与线圈绕转轴OO′转动变化情况相同，所以产生的感应电流与第一次相同。 12.A 解：AB．仅将触头上移，根据可知，n1变大，则变压器的次级电压减小，电流表A2示数减小；根据可知，输出功率减小，则变压器输入功率也变小，初级电流减小，则电流表A1示数变小，A正确，B错误；CD．仅增强上的光照强度，则阻值减小，变压器次级电阻减小，而次级电压不变，根据可知，变压器的输出功率变大，输入功率也变大，次级电流变大，R1两端电压变大，则电压表的示数变小，CD错误； 13.B 解：将交流与直流通过阻值都为R的电阻，设直流电的电流为I，则根据有效值的定义有解得。 14.D 解：A．该交流电的频率为，故A错误；B．输出电压的有效值为，故B错误；C．输出电压表达式为，故C错误；D．原副线圈的匝数之比为，故D正确。 15.B 解：A．正弦式交变电流有效值 ，故A错误；B．已知极数，代入转速公式 ，故B正确；C．转速n增大时，可知频率f也增大，角速度增大，根据电动势最大值可知，增大，电动势也会增大，故C错误；D．电动势为零时，线圈处于中性面位置，此时磁通量最大，磁通量的变化率为零，故D错误。 16.B 解：A．根据理想变压器电流与匝数的关系其中原线圈匝数，副线圈匝数远大于1，所以表头中电流远小于待测电流，故A错误；BC．钳形电流表的量程由副线圈匝数决定，满偏时不同挡位对应副线圈不同的匝数，因此量程不同。由图可知，开关接1时接入电路的副线圈匝数较少，接2时接入匝数较多，所以挡位1对应的量程较小，挡位2对应的量程较大，故B正确，C错误；D．扳动手柄时铁芯钳口处有缝隙未完全闭合，会导致磁路磁阻增大，漏磁增加，穿过副线圈的磁通量减小，感应电流减小，从而使测量结果偏小，故D错误。 17.B 解：A．时，通过线框的磁通量为零，线框产生的感应电动势最大，中性面位置的感应电动势为零，故A错误；B．由图乙可知周期则金属线框中产生的感应电动势的最大值为，故B正确；C．金属线框中产生的感应电动势的有效值为感应电流的有效值为，故C错误；D．时间内，通过金属线框某横截面的电荷量为由，，解得，故D错误。 18.A 解：进入磁场至进入磁场阶段，切割磁场，感应电动势为，进入磁场至进入磁场阶段， 与切割磁场，感应电动势，进入磁场至出磁场阶段，与切割磁场，感应电动势，出磁场至出磁场阶段，切割磁场，感应电动势 每个阶段位移均为，故每个阶段时间总时间，根据感应电动势有效值的定义解得 19.C 解：A．二次侧有一次侧有又，联立得温度升高，热敏电阻减小，、均增大，故A错误；B．由于增大，、不变，则、均减小，故B错误；C．电压热敏电阻代入解得根据比例关系得消耗的功率，故C正确；D．理想变压器原线圈的输入功率根据二次函数的知识可得，最大时，一次侧电流此时代入解得，故D错误。 20.C 解：设变压器原、副线圈的电压分别为，灯泡的阻值为2R，根据等效电阻的思想有灯泡的等效电阻灯泡L的阻值2R=由理想变压器原理，电压关系电流关系联立解得S与C相连，灯泡功率最大，变压器原线圈电压为，与相连，灯泡的功率最小，变压器原线圈电压为当时，电压之比为7：5，功率之比为49：25。灯泡的最大电功率。 21.AC 解：A．由图2可知，交流电的周期，根据频率公式​，代入解得，故A正确；B．正弦式交流电的有效值​​，图中电压的最大值，因此有效值，故B错误；C．理想变压器的电压比等于匝数比，已知原线圈电压，副线圈电压，因此匝数比，故C正确；D．理想变压器输入功率等于输出功率原线圈电流，故D错误。 22.BD 解：AB．若输电电压为，则流过输电线的电流为输电线上的电压损失根据焦耳定律，输电线上的功率损失，故A错误，B正确；CD．若输电电流为，则输电线上的电压损失根据焦耳定律，输电线上的功率损失，故C错误，D正确。 23.ABC 解：A．采用直流输电方式没有电磁辐射，可以减小电磁波辐射引起的能量损耗，所以A正确；B．采用特高压输电，输电电流大幅减小，输电导线电阻的热损耗会大幅减小，所以B正确；C．用电高峰期输电电流变大，输电线的热功率变大。整流器的作用是把交流电转变成直流电，逆变器的作用是把直流电转变成交流电，所以在输电电路中连接位置不能互换，所以C正确；D．从线圈平面与磁场垂直时开始计时，发电厂发出的交流电压瞬时值表达式为，所以D错误。 24.AD 解：A．用户减少时，并联的用电器减少，总负载电阻增大，输电线电流减小；输电线损耗功率为，因此损耗功率减少，A正确；B．若升压变压器原、副线圈匝数比为n，则，又，则输电线电阻R损耗的功率，B错误；C．用户获得的交流电周期为0.02s，每个周期内，电流方向改变2次，则1s内电流的方向改变100次，C错误；D．发电机电压不变，升压变压器匝数比不变，因此副线圈电压不变；用户减少后减小，输电线电压损失减小，降压变压器输入电压增大；降压变压器匝数比不变，因此用户得到的电压随增大而增大，D正确。 25.ABD 解：A．由图可知，开始阶段，穿过线圈的磁通量最大，磁通量的变化率最小，转动后，磁通量减小，磁通量的变化率增大，当转过时，穿过线圈的磁通量最小，磁通量的变化率最大，可知，转动过程中L中的电流逐渐增大，故A正确；B．灯泡两端的最大值为，感应电动势最大值为联立可得通过线圈的最大磁通量为，故B正确；C．该次骑车时消耗的电功率为该次骑车时骑车人对自行车做功的功率为，故C错误；D．若磁体转动的转速变为，感应电动势最大值为有效值为该次骑车时消耗的电功率为磁体转动的转速变为，根据令匀速运动时的速度为v，根据题意知可知自行车的速度变为原来的一半，骑车时骑车人克服空气阻力的功率为所以骑车人对自行车做功的功率变为，故D正确。 试卷第2页，共19页 第4页，共13页 学科网（北京）股份有限公司 $