四川省南充高级中学2025-2026学年高二物理下学期交流电单元练习试卷

**基本信息** 高二物理交流电单元卷，以新能源充电、水电工程等科技情境覆盖交变电流、变压器等核心知识，适配单元复习，强化物理观念与科学思维。 **题型特征** |题型|题量/分值|知识覆盖|命题特色| |----|-----------|----------|----------| |选择（含多选）|11题|交变电流特征（第1题）、线圈转动电动势（第3题）、变压器应用（第4题）|情境时代性（第7题雅鲁藏布江水电工程）、图像分析能力（第2题u-t图）| |计算|1题|等效电阻与变压器综合（第12题）|综合应用（原副线圈电阻关联）、科学推理（匝数比与电压关系）|

高二物理交流电单元练习试卷答案 一、单选题 1．下列关于交变电流和直流的说法中正确的是（　　） A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流的大小和方向一定不变 C．直流的最大特征就是电流的大小不变 D．交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性变化 【答案】D 【详解】A．交变电流的核心定义是电流方向随时间做周期性变化，若仅电流大小周期性变化、方向不变，则属于直流电，故A错误； B．直流电的方向一定不变，但大小可以发生变化（如脉动直流电），故B错误； C．直流电的最大特征是电流方向恒定不变，并非大小不变，故C错误； D．交变电流的本质特征就是电流的方向随时间做周期性变化，与大小变化规律无关，故D正确。 故选D。 2．如图甲所示，电阻R=1Ω的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，在定值电阻R1上产生的u-t图像如图乙所示，定值电阻R1=10Ω，其他导线电阻不计，下列说法正确的是（     ） A．线圈的角速度ω=50rad/s B．当线圈平面与磁场方向垂直时，通过线圈的磁通量为0 C．线圈中产生电动势的有效值为11V D．回路中电流的有效值为A 【答案】C 【详解】A．由图像可知周期T=0.02s，角速度 ，故A错误； B．当线圈平面与磁场方向垂直时，线圈处于中性面，磁通量，此时磁通量最大，故B错误； C．定值电阻R1电压最大值为10V，有效值 考虑线圈内阻分压，电动势有效值为11V，故C正确； D．回路电流有效值，故D错误。 故选C。 3．如图甲，矩形金属线框abcd在匀强磁场中绕固定轴匀速转动，轴垂直于磁感线。通过线框的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，线框共100匝。下列说法中正确的是（     ） A．交变电流的频率为 B．交变电流电动势的有效值为 C．时刻线框转至图甲所示位置 D．时刻线框电流方向发生改变 【答案】D 【详解】A．由图乙可知，交变电流的周期 ，则频率 ，故A错误； B．磁通量的最大值 ，角速度 感应电动势的最大值 有效值 ，故B错误； C． 时刻，由图乙可知磁通量达到最大值，此时线框平面应垂直于磁感线，而图甲所示位置线框平面与磁感线平行（磁通量为0），故C错误； D．，此时磁通量达到最大值，线框位于中性面，感应电流为零，电流方向发生改变，故D正确。 故选D。 4．新能源汽车充电站是一种高功率充电设施，其结构可简化为如图所示的电路，理想变压器原副线圈的匝数比为，输入端电压为（V），单桩功率为，下列说法正确的是（     ） A．变压器输出电压为 B．变压器输出电压的频率为 C．流过充电桩的电流在内方向改变50次 D．当变压器同时对2个充电桩供电时，流过原线圈的电流为 【答案】D 【详解】A．根据理想变压器电压比 可得输出电压有效值，选项中给出的是输出电压的最大值，通常变压器输出电压指有效值，A错误； B．理想变压器不改变交流电频率，原输入频率为，输出频率也为，B错误； C．交流电频率为，1s内包含50个周期，每个周期电流方向改变2次，因此1s内电流方向改变次，C错误； D．由于 理想变压器输入功率等于输出功率，即 由 可得原线圈电流，D正确。 故选D 。 二、多选题 5．如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为0.7Ω的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值R=10.3Ω，则下列说法正确的是（　　） A．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B．时，穿过线圈的磁通量变化率为零 C．线圈转动到图示位置时，感应电流方向为D→C→B→A→D D．电流表的示数为10A，电压表的示数为110V 【答案】BC 【详解】A．由图乙可知发电机产生的电动势最大值为，周期为，则转速为，故A错误； B．时，由图乙可知感应电动势为0，根据法拉第电磁感应定律可知，穿过线圈的磁通量变化率为零，故B正确； C．线圈转动到图示位置时，根据右手定则可知，感应电流方向为D→C→B→A→D，故C正确； D．感应电动势有效值为 则电路电流为 可知电流表的示数为10A；两端电压为 则电压表的示数为103V，故D错误。 故选BC。 6．某发电机原理如图所示，矩形线圈在水平匀强磁场中以角速度绕垂直于磁场的水平转轴按图示方向匀速转动。线圈与阻值为的定值电阻、理想交流电流表组成闭合回路。已知匝线圈产生的感应电动势的最大值为，线圈电阻为，其余电阻不计，则（　　） A．线圈转至图示位置时，电流方向沿 B．线圈转至图示位置时，电流方向沿 C．电流表的示数为 D．电流表的示数为 【答案】AD 【详解】AB．由图可知，磁场方向由极指向极，即水平向左。线圈按图示方向转动，边向上运动，边向下运动。根据右手定则，边感应电流方向为，边感应电流方向为，则线圈中电流方向沿。故A正确，B错误； CD．线圈产生正弦式交变电流，电流表测量的是有效值。感应电动势最大值为，则有效值 根据闭合电路欧姆定律，电流表示数。故C错误，D正确； 故选AD。 7．2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．增加，可以提高远距离输电的输电效率 B．图乙中的线圈转过时，线圈产生的电流最小 C．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会减小 D．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小 【答案】AC 【详解】A. 输电效率 其中 增加，根据 可知升压变压器副线圈电压升高，导致输电电流减小，输电线上损耗的功率减小，输电效率提高，故A正确； B. 由图乙可知，线圈平面与磁感线垂直，处于中性面位置，此时磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零。线圈转过时，线圈平面与磁感线平行，磁通量为零，但磁通量的变化率最大，感应电动势最大，感应电流最大，故B错误； C. 若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，根据 可知增大。由 可知输电电流减小。输电线中损耗的功率 因减小，所以减小，故C正确； D. 当用户端接入的用电器增多时，用户端总电阻减小，降压变压器副线圈电流增大，原线圈电流（即输电线电流）增大，输电线上电压损失增大，降压变压器原线圈电压减小。 用户电压随之减小。为维持用户电压稳定，应增大变压比，即适当增大，故D错误。 故选AC。 8．如图所示，一个电阻为r、边长为l的正方形线圈abcd共n匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。下列说法正确的是（　　） A．图示位置穿过线圈的磁通量为0 B．图示位置线圈产生的感应电动势为 C．线圈从图示位置转过60°时感应电动势为 D．线圈转动过程中，电压表的示数为 【答案】AC 【详解】A．图示位置，线圈与磁感应强度方向平行，穿过线圈的磁通量为0，故A正确； B．图示位置，线圈与磁感应强度方向平行，线圈产生的感应电动势最大，为，故B错误； C．线圈从图示位置转过60°时的感应电动势，故C正确； D．电压表的示数为，故D错误。 故选AC。 9．某品牌电动汽车采用磁共振无线充电技术，其简化电路如图所示。地面发射线圈（原线圈）接入正弦式交流电，电压表达式为理想变压器原、副线圈匝数比为副线圈回路中，理想二极管D与R=2Ω的电阻串联。下列说法正确的是（     ） A．通过电阻R的交变电流频率为100Hz B．副线圈两端电压的有效值为V C．电阻R两端电压的有效值为V D．若将二极管正负极反接，则电阻R消耗的功率为1936W 【答案】CD 【详解】A．由电压表达式可知 则,通过电阻的交变电流频率为，故A错误； B．由变压器电压比 可知，故B错误； C．副线圈电压有效值，经理想二极管半波整流后根据有效值定义可得 即电阻两端电压有效值为，故C正确； D．二极管反接后，仍为半波整流，有效值不变，仍为 因此，故D正确。 故选CD。 10．如甲图，电流互感器可测量导线a中交变电流的通电情况。让a穿过闭合铁芯，铁芯上绕有多匝线圈，线圈和分析器组成闭合回路，忽略线圈内电流变化对a中电流的影响。分析器可显示流过分析器的电流随时间变化的波形。某次测量时，分析器显示的结果如乙图中的正弦波形，则（　　） A．分析器中电流的有效值为 B．分析器中电流的最大值为 C．a中电流的频率为100Hz D．时a内电流达到极大值 【答案】AD 【详解】AB．由题图乙可知，分析器中电流的最大值为，则分析器中电流的有效值为，故A正确，B错误； C．a中电流的周期和分析器中电流的周期相同。由题图乙可知，分析器中电流的周期为，则a中电流的频率为，故C错误； D．时，分析器中电流为零，即线圈内的感应电流为零，则a中电流的变化率为0，所以此时a内电流达到极大值，故D正确。 故选AD。 11．如图，某光伏发电站输出频率为的交流电，经理想升压变压器升压后，通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站，经原、副线圈匝数比为48∶1的理想降压变压器降压后给充电桩供电（系统带有输出稳压装置，图中未画出）。每台充电桩输入电压为，输入电流为，则（　　） A．充电桩输入的交流电周期为0.05 s B．只有一台充电桩工作时，输电线损耗的功率为 C．工作的充电桩越多，输电线损耗的电压越大 D．10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率为 【答案】BCD 【详解】A．交流电频率 可得交流电周期 变压器不改变交流电的频率和周期，因此充电桩输入交流电周期为，故A错误； B．只有一台充电桩工作时，副线圈电流，根据 可知输电线电流 输电线损耗功率，故B正确； C．工作的充电桩越多，副线圈总电阻减小，副线圈总电流越大，输电线电流越大，输电线损耗的电压 则输电线损耗的电压越大，故C正确； D．10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率，故D正确。 故选BCD。 12．等效法解决原线圈有电阻问题：【R等效=（）2 R】 （改编）如图，理想变压器的原副线圈匝数分别为、，在原副线圈的回路中分别接有阻值为、的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电上。 (1)若，求原副线圈两端的电压比和原副线圈两端的电流比； (2)若R1=4R2，，求原线圈两端的电压。 【答案】(1)， (2)U1=110V 【详解】（1）根据变压器原理，原副线圈两端的电压比为 原副线圈两端的电流比为 （2）由等效法可知：R2等效在原线圈的电阻为4R2 而R1=4R2，则等效电阻分得电压（即原线圈两端的电压）为110v U1=110V 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $ 姓名： 班级：高二 班 高二物理交流电单元练习试卷 1．下列关于交变电流和直流的说法中正确的是（　　） A．如果电流大小随时间做周期性变化，则一定是交变电流 B．直流的大小和方向一定不变 C．直流的最大特征就是电流的大小不变 D．交变电流的最大特征就是电流的方向随时间做周期性变化 2．如图甲，电阻R=1Ω的矩形线圈在匀强磁场中绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，在定值电阻R1上产生的u-t图像如图乙所示，定值电阻R1=10Ω，其他导线电阻不计，正确的是（     ） A．线圈的角速度ω=50rad/s B．当线圈平面与磁场方向垂直时，通过线圈的磁通量为0 C．线圈中产生电动势的有效值为11V D．回路中电流的有效值为A 3．如图甲，矩形金属线框abcd在匀强磁场中绕固定轴匀速转动，轴垂直于磁感线。通过线框的磁通量随时间的变化规律如图乙所示，线框共100匝。正确的是（     ） A．交变电流的频率为 B．交变电流电动势的有效值为 C．时刻线框转至图甲所示位置 D．时刻线框电流方向发生改变 4．新能源汽车充电站是一种高功率充电设施，其结构可简化为如图所示的电路，理想变压器原副线圈的匝数比为，输入端电压为（V），单桩功率为，下列说法正确的是（     ） A．变压器输出电压为 B．变压器输出电压的频率为 C．流过充电桩的电流在内方向改变50次 D．当变压器同时对2个充电桩供电时，流过原线圈的电流为 5．（多选）如图甲所示为一台小型发电机的结构示意图，内阻为0.7Ω的单匝线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的电动势随时间变化的正弦图线如图乙所示，电压表、电流表均为理想交流电表，定值电阻的阻值R=10.3Ω，正确的是（　　） A．发电机产生的电动势最大值为，线圈的转速 B．时，穿过线圈的磁通量变化率为零 C．线圈转动到图示位置时，感应电流方向为D→C→B→A→D D．电流表的示数为10A，电压表的示数为110V 6．（多选）某发电机原理如图所示，矩形线圈在水平匀强磁场中以角速度绕垂直于磁场的水平转轴按图示方向匀速转动。线圈与阻值为的定值电阻、理想交流电流表组成闭合回路。已知匝线圈产生的感应电动势的最大值为，线圈电阻为，其余电阻不计，则（　　） A．线圈转至图示位置时，电流方向沿 B．线圈转至图示位置时，电流方向沿 C．电流表的示数为 D．电流表的示数为 7．（多选）2025年7月19日，雅鲁藏布江下游水电工程在西藏自治区林芝市正式开工。水电站向外供电示意图如图甲所示，发电机的内部原理简化图如图乙所示。已知升压变压器原、副线圈的匝数分别为、，降压变压器原、副线圈的匝数分别为、，变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（　　） A．增加，可以提高远距离输电的输电效率 B．图乙中的线圈转过时，线圈产生的电流最小 C．若发电站输送功率一定，发电机的输出电压增大，则输电线中损耗的功率会减小 D．当用户端接入的用电器增多时，为维持用户电压稳定，要适当减小 8（多选）．如图所示，一个电阻为r、边长为l的正方形线圈abcd共n匝，线圈在磁感应强度为B的匀强磁场中绕垂直于磁感线的轴以角速度ω匀速转动，外电路电阻为R。下列说法正确的是（　　） A．图示位置穿过线圈的磁通量为0 B．图示位置线圈产生的感应电动势为 C．线圈从图示位置转过60°时感应电动势为 D．线圈转动过程中，电压表的示数为 9．（多选）某品牌电动汽车采用磁共振无线充电技术，其简化电路如图所示。地面发射线圈（原线圈）接入正弦式交流电，电压表达式为理想变压器原、副线圈匝数比为副线圈回路中，理想二极管D与R=2Ω的电阻串联。正确的是（     ） A．通过电阻R的交变电流频率为100Hz B．副线圈两端电压的有效值为V C．电阻R两端电压的有效值为V D．若将二极管正负极反接，则电阻R消耗的功率为1936W 10．（多选）如甲图，电流互感器可测量导线a中交变电流的通电情况。让a穿过闭合铁芯，铁芯上绕有多匝线圈，线圈和分析器组成闭合回路，忽略线圈内电流变化对a中电流的影响。分析器可显示流过分析器的电流随时间变化的波形。某次测量时，分析器显示的结果如乙图中的正弦波形，则（　　） A．分析器中电流的有效值为 B．分析器中电流的最大值为 C．a中电流的频率为100Hz D．时a内电流达到极大值 11．（多选）如图，某光伏发电站输出频率为的交流电，经理想升压变压器升压后，通过总电阻的线路输送到电动汽车充电站，经原、副线圈匝数比为48∶1的理想降压变压器降压后给充电桩供电（系统带有输出稳压装置，图中未画出）。每台充电桩输入电压为，输入电流为，则（　　） A．充电桩输入的交流电周期为0.05 s B．只有一台充电桩工作时，输电线损耗的功率为 C．工作的充电桩越多，输电线损耗的电压越大 D．10台充电桩同时工作时，降压变压器输出功率为 12.等效法解决原线圈有电阻问题【R等效=（）2 R】 （改编题）如图，理想变压器的原副线圈匝数分别为、，在原副线圈的回路中分别接有阻值为、的电阻，原线圈一侧接在电压为220V的正弦交流电上。 (1)若，求原副线圈两端的电压比和原副线圈两端的电流比； (2)若R1=4R2，，求原线圈两端的电压。 试卷第1页，共3页 试卷第1页，共3页 学科网（北京）股份有限公司 $