第三章 交流电 期末复习基础练习 -2025-2026学年高二下学期物理人教版选择性必修第二册

**基本信息** 本单元卷适用于高二期末复习人教版选择性必修第二册第三章交流电，通过基础辨析、实验探究与生活情境（如阳江风电、亚运会无线充电）应用，全面考查交流电核心知识，契合物理观念与科学思维培养。 **题型特征** |题型|题量|知识覆盖|命题特色| |----|----|----------|----------| |单选题|6|交流电图像、有效值、变压器匝数比|结合家庭保险丝等生活实例，考查基础概念辨析| |多选题|4|交变电流图像、变压器动态分析|通过图像分析与电路动态变化，培养科学推理能力| |实验题|2|变压器电压与匝数关系|设计可拆变压器操作，体现科学探究要素| |解答题|3|感应电动势计算、焦耳热、瞬时值表达式|结合发电机模型与实际输电问题，强化物理观念应用|

高二期末复习人教版选择性必修第二册第三章交流电基础练习 一、单选题 1．下列不属于交流电的图像的是（　　） A． B． C． D． 2．如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动会产生正弦式交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时，下列说法正确的是（　　） A．线圈处于中性面位置 B．线圈中瞬时感应电动势为零 C．穿过线圈平面的磁通量变化率最大 D．线圈中电流方向为abcda 3．在某家庭用的保险丝上标有“6 A”字样，则下列有关说法正确的是（　　） A．该值是交流电流的瞬时值 B．该值是交流电流的有效值 C．该值是交流电流的峰值 D．该值是交流电流的平均值 4．如图所示为正弦式交流发电机的工作示意图。磁极间的区域可视为匀强磁场，矩形线框绕轴匀速转动，图示时刻线框平面平行于磁感线。下列说法正确的是（    ） A．图示时刻电流方向为 B．图示时刻再经过周期，电压表的示数将变为零 C．图示时刻回路中的瞬时电动势最大 D．若把矩形线框换成等面积、阻值相同的圆形线圈，其他条件不变，则电压表示数不同 5．小王网购材料制作了一个变压器，他将该变压器原线圈两端接在有效值为220V的交流电源上，用交流电压表测得副线圈两端的电压为6V。若将该变压器视为理想变压器，则该变压器原、副线圈的匝数比为（     ） A． B． C． D． 6．阳江作为全国海上风电产业高地，已形成2000万千瓦规划装机规模。阳江海上风电基地计划通过高压输电线路向大湾区输送电功率为100万千瓦，若采用500kV超高压输电，则用户获得的功率为，若采用1000kV特高压输电，则用户获得的功率为，假设两种方式采用的输电线路电阻均为80Ω，不计其他损耗，则为（     ） A． B． C． D． 二、多选题 7．如图所示，为某同学利用手摇发电机发电得到的正弦式交变电流的电压随时间变化的图像，则（　　） A．该交变电流的周期是0.02s B．该交变电流的频率是100Hz C．电压的有效值为311V D．电压随时间变化的规律为u＝311sin100πt（V） 8．电阻、与交流电源按照图甲的方式连接，，。闭合开关S后，通过电阻的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则（　　） A．通过的电流有效值是0.6A B．两端的电压有效值是6V C．通过的电流最大值是 D．两端的电压最大值是 9．如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，则（　　） A．电流表的示数变小 B．电流表的示数变小 C．电压表V的示数变大 D．变压器的输入功率变大 10．杭州第19届亚运会上，无线充电椅子惊艳亮相，如图甲所示。图乙是某款充电椅子工作原理图，其中送电线圈和受电线圈匝数比，送电线圈和受电线圈所接电阻的阻值均为，当间接上的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为，充电电流为，把送电线圈和受电线圈构成的装置视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．a、b间所接交变电流的方向1秒内发生50次变化 B．快速充电时，送电线圈的输入电压 C．送电线圈和受电线圈所接电阻的阻值 D．快速充电时，受电线圈的输出功率为 三、实验题 11．在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 (1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 (2)下列做法正确的是______； A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V B．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多 D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 (3)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______。（填选项前字母） A．1.5V B．3.5V C．5.5V D．6.5V 12．有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以再绕线圈。 (1)某同学用多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断______（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多。 (2)如果把它看作理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请完成实验的步骤填空： ①用绝缘导线在线圈B上绕制n匝线圈； ②将A线圈与低压交流电源相连接； ③用多用电表的“交流电压挡”分别测量A线圈的输入电压UA和______（选填“绕制”或“B”）线圈的输出电压U； ④则A线圈的匝数为______。（用已知量和测量量的符号表示） 四、解答题 13．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。其矩形单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，电阻，线圈两端的电流环与电阻R连接，电阻，与R并联的电压表为理想电压表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。，求： (1)交流发电机产生的感应电动势的最大值； (2)电压表的示数（结果保留两位有效数字）； (3)线框从图示位置转过过程中，通过电阻R的电荷量。 14．某理想变压器如图甲所示，原、副线圈匝数比为，，输入电压随时间变化的图像如图乙所示，求： (1)副线圈两端电压的有效值； (2)电阻在交变电流的一个周期内产生的焦耳热。 15．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系如图所示。该阻值为的线圈与一个的电阻构成闭合电路。求： (1)交流电流表、电压表的示数？ (2)电阻的热功率？ (3)感应电动势的瞬时值表达式？ 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 $ 高二期末复习人教版选择性必修第二册第三章交流电基础练习 一、单选题 1．下列不属于交流电的图像的是（　　） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】交流电的定义是：方向随时间发生周期性变化的电流，方向不变的电流属于直流电，大小变化只要方向不变仍不属于交流电。 ABC．图中的电流都存在正负交替，即电流方向随时间周期性改变，都属于交流电，ABC错误； D．图中电流始终为正，方向一直没有发生变化，仅大小随时间周期性变化，属于脉动直流电，不属于交流电，D正确。 故选D。 2．如图所示，线圈abcd在水平匀强磁场中匀速转动会产生正弦式交变电流。当线圈逆时针转动到图示水平位置时，下列说法正确的是（　　） A．线圈处于中性面位置 B．线圈中瞬时感应电动势为零 C．穿过线圈平面的磁通量变化率最大 D．线圈中电流方向为abcda 【答案】C 【详解】ABC．当线圈处于图示水平位置时，线圈平面与磁场方向平行，穿过线圈的磁通量为0，但磁通量变化率最大，线圈中瞬时感应电动势最大，故AB错误，C正确； D．当线圈逆时针转动到图示水平位置时，图中ab边向下切割磁感线，cd边向上切割磁感线，根据右手定则可知，线圈中电流方向为adcba，故D错误。 故选C。 3．在某家庭用的保险丝上标有“6 A”字样，则下列有关说法正确的是（　　） A．该值是交流电流的瞬时值 B．该值是交流电流的有效值 C．该值是交流电流的峰值 D．该值是交流电流的平均值 【答案】B 【详解】保险丝的额定电流是根据电流热效应规定的，电流通过保险丝发热，当热量达到熔点时保险丝熔断，因此额定电流对应交流电的有效值。 故选B。 4．如图所示为正弦式交流发电机的工作示意图。磁极间的区域可视为匀强磁场，矩形线框绕轴匀速转动，图示时刻线框平面平行于磁感线。下列说法正确的是（    ） A．图示时刻电流方向为 B．图示时刻再经过周期，电压表的示数将变为零 C．图示时刻回路中的瞬时电动势最大 D．若把矩形线框换成等面积、阻值相同的圆形线圈，其他条件不变，则电压表示数不同 【答案】C 【详解】A．根据右手定则，图示时刻电流方向为，故A错误； B．电压表示数显示的是有效值，示数不会变为零，故B错误； C．图示时刻线框平面与中性面垂直，此时线框磁通量为零，但电动势最大，故C正确； D．线圈面积不变，其他条件不变，根据 可知回路中的电动势的有效值不变，根据 可知电压表的示数不变，故D错误。 故选C。 5．小王网购材料制作了一个变压器，他将该变压器原线圈两端接在有效值为220V的交流电源上，用交流电压表测得副线圈两端的电压为6V。若将该变压器视为理想变压器，则该变压器原、副线圈的匝数比为（     ） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】若将该变压器视为理想变压器，则该变压器原、副线圈的匝数比为 故选D。 6．阳江作为全国海上风电产业高地，已形成2000万千瓦规划装机规模。阳江海上风电基地计划通过高压输电线路向大湾区输送电功率为100万千瓦，若采用500kV超高压输电，则用户获得的功率为，若采用1000kV特高压输电，则用户获得的功率为，假设两种方式采用的输电线路电阻均为80Ω，不计其他损耗，则为（     ） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据 有， 根据输电线路损耗的功率 有，，其中，， 解得，ACD错误，B正确。 故选B。 【点睛】 二、多选题 7．如图所示，为某同学利用手摇发电机发电得到的正弦式交变电流的电压随时间变化的图像，则（　　） A．该交变电流的周期是0.02s B．该交变电流的频率是100Hz C．电压的有效值为311V D．电压随时间变化的规律为u＝311sin100πt（V） 【答案】AD 【详解】A．由图像可知，交变电流完成一次周期性变化所需的时间即周期为，故A正确； B．该交变电流的频率，故B错误； C．由图像可知电压的最大值，对于正弦式交变电流，其有效值，故C错误； D．交变电流的角频率 且时，则电压随时间变化的规律为，故D正确。 故选AD。 8．电阻、与交流电源按照图甲的方式连接，，。闭合开关S后，通过电阻的正弦式交变电流i随时间t变化的情况如图乙所示。则（　　） A．通过的电流有效值是0.6A B．两端的电压有效值是6V C．通过的电流最大值是 D．两端的电压最大值是 【答案】AB 【详解】AB．由图可知，电流的最大值，所以有效值，因为与串联，则通过的电流有效值是0.6A，两端的电压有效值， 故AB正确； CD．因串联电路电流相同，所以通过的电流最大值是，两端的电压最大值是，故CD错误； 故选AB。 9．如图所示，理想变压器的原线圈接在电压有效值不变的正弦交流电源上，副线圈接有滑动变阻器和定值电阻，各电表均为理想交流电表。当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，则（　　） A．电流表的示数变小 B．电流表的示数变小 C．电压表V的示数变大 D．变压器的输入功率变大 【答案】CD 【详解】理想变压器的输出的电压由输入电压和电压比决定，输入电压不变，所以输出电压也不会变： AB．当滑动变阻器的滑动片向右滑动时，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据欧姆定律可知副线圈回路中电流变大，即电流表的示数变大，根据可知原线圈回路中电流变大，即电流表的示数变大，故AB错误； C．电压表V测电阻两端的电压，滑动变阻器接入电路的电阻变小，根据串联电路分压规律可知电压表V的示数变大，故C正确； D．根据可知副线圈回路的功率变大，根据理想变压器原副线圈功率相等可知变压器的输入功率变大，故D正确。 故选CD。 10．杭州第19届亚运会上，无线充电椅子惊艳亮相，如图甲所示。图乙是某款充电椅子工作原理图，其中送电线圈和受电线圈匝数比，送电线圈和受电线圈所接电阻的阻值均为，当间接上的正弦交变电源后，受电线圈中产生交变电流给手机快速充电，这时手机两端的电压为，充电电流为，把送电线圈和受电线圈构成的装置视为理想变压器，下列说法正确的是（　　） A．a、b间所接交变电流的方向1秒内发生50次变化 B．快速充电时，送电线圈的输入电压 C．送电线圈和受电线圈所接电阻的阻值 D．快速充电时，受电线圈的输出功率为 【答案】CD 【详解】A．a、b间所接交变电流的频率为 则a、b间输入的交变电流方向每秒变化100次，故A错误； B．快速充电时，流过送电线圈的电流为 此时送电线圈两端的电压为 送电线圈两端的电压为 又 解得R=7.5Ω，U1=212.5V，U2=42.5V，故B错误，C正确； D．快速充电时，受电线圈的输出功率为，故D正确。 故选CD。 三、实验题 11．在“探究变压器原、副线圈电压和匝数的关系”实验中，可拆变压器如图甲所示。 (1)本实验要通过改变原、副线圈匝数，探究原、副线圈的电压比与匝数比的关系，实验中需要运用的科学方法是______。 A．控制变量法 B．等效替代法 C．整体隔离法 (2)下列做法正确的是______； A．为了人身安全，只能使用低压直流电源，所用电压不要超过12V B．为了多用电表的安全，使用交流电压挡测电压时，先用最大量程挡试测 C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，导线粗的线圈匝数多 D．变压器开始正常工作后，铁芯导电，把电能由原线圈输送到副线圈 (3)在实际实验中将电源接在原线圈的“0”和“800”两个接线柱上，用电表测得副线圈的“0”和“400”两个接线柱之间的电压为3.0V，则原线圈的输入电压可能为______。（填选项前字母） A．1.5V B．3.5V C．5.5V D．6.5V 【答案】(1)A (2)B (3)D 【详解】（1）本实验要通过改变原、副线圈的匝数，探究原、副线圈的电压与匝数的关系，实验中需要运用的科学方法是控制变量法。 故选A。 （2）A．变压器改变的是交流电压，因此为了人身安全，原线圈两端只能使用低压交流电源，所用交流电压不能超过12V，若用直流电源，变压器不能正常工作，故A错误； B．使用多用电表测电压时，应先用最高量程挡测试，再选用恰当的挡位进行测量，故B正确； C．观察两个线圈的导线，发现粗细不同，由变压器工作原理可知，两线圈的电流与匝数成反比，所以匝数越少的电流越大，导线越粗，即导线粗的线圈匝数少，故C错误； D．变压器的工作原理是电磁感应现象，若不计各种损耗，在原线圈上将电能转化成磁场能，在副线圈上将磁场能转化成电能，铁芯起到“传递”磁场能的作用，不是通过铁芯导电传输电能，故D错误。 故选B。 （3）若是理想变压器，则由变压器原、副线圈电压与匝数的关系可知，若变压器的原线圈接“0”和“800”两个接线柱，副线圈接“0”和“400”两个接线柱，即原、副线圈的匝数之比为 当副线圈的电压为3V时，原线圈的电压为 而在实际实验中，考虑到不是理想变压器，可能有漏磁等现象，故原线圈所接电源的电压应大于6V，所以原线圈的输入电压可能为6.5V。 故选D。 12．有一个教学用的可拆变压器，其铁芯粗细一致，如图甲所示，它有两个外观基本相同的线圈A、B（内部导线电阻率、横截面积相同），线圈外部还可以再绕线圈。 (1)某同学用多用电表的同一欧姆挡先后测量了A、B线圈的电阻值，指针分别对应图乙中的a、b位置，由此可推断______（选填“A”或“B”）线圈的匝数较多。 (2)如果把它看作理想变压器，现要测量A线圈的匝数，提供的器材有：一根足够长绝缘导线、一只多用电表和低压交流电源，请完成实验的步骤填空： ①用绝缘导线在线圈B上绕制n匝线圈； ②将A线圈与低压交流电源相连接； ③用多用电表的“交流电压挡”分别测量A线圈的输入电压UA和______（选填“绕制”或“B”）线圈的输出电压U； ④则A线圈的匝数为______。（用已知量和测量量的符号表示） 【答案】(1)A (2) 绕制 【详解】（1）根据欧姆表的读数规律可知，线圈A的电阻大于线圈B的电阻，线圈A、B内部导线电阻率、横截面积相同，根据 表明线圈A的总长度比线圈B的长，则可推断A线圈的匝数较多。 （2）③[1]根据电压匝数关系有 因为要测量A线圈的匝数，则应选取匝数已知的绕制线圈测量，所以要用多用电表的“交流电压挡”测量绕制线圈的输出电压U； ④[2]根据理想变压器电压比等于匝数比有 解得 四、解答题 13．如图甲为小型旋转电枢式交流发电机的原理图。其矩形单匝线圈在匀强磁场中绕垂直于磁场方向的固定轴匀速转动，电阻，线圈两端的电流环与电阻R连接，电阻，与R并联的电压表为理想电压表。在时刻，线圈平面与磁场方向平行，穿过每匝线圈的磁通量随时间t按图乙所示正弦规律变化。，求： (1)交流发电机产生的感应电动势的最大值； (2)电压表的示数（结果保留两位有效数字）； (3)线框从图示位置转过过程中，通过电阻R的电荷量。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）根据法拉第电磁感应定律有 由图像可知 ， 解得交流发电机产生的感应电动势的最大值 （2）电压表的示数 其中 联立解得 （3）线框从图示位置转过过程中，通过电阻R的电荷量 其中 又 联立解得 14．某理想变压器如图甲所示，原、副线圈匝数比为，，输入电压随时间变化的图像如图乙所示，求： (1)副线圈两端电压的有效值； (2)电阻在交变电流的一个周期内产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）由图乙可知，原线圈输入正弦交流电的最大值 根据正弦交流电有效值与峰值的关系，原线圈电压的有效值 根据理想变压器的变压规律 已知，代入解得 （2）由图乙可知，相邻两个峰值的间隔为周期，得交变电流周期 根据焦耳定律，一个周期内产生的焦耳热 15．小型交流发电机中，矩形金属线圈在匀强磁场中匀速转动，产生的感应电动势与时间呈正弦函数关系如图所示。该阻值为的线圈与一个的电阻构成闭合电路。求： (1)交流电流表、电压表的示数？ (2)电阻的热功率？ (3)感应电动势的瞬时值表达式？ 【答案】(1)， (2) (3) 【详解】（1）由题图可知，线圈转动过程中产生的感应电动势的最大值为，则感应电动势的有效值为 交流电流表、电压表显示的均是有效值，根据闭合电路欧姆定律可知，电路中的电流为 即交流电流表的示数为；交流电压表的示数为电阻R两端的电压，则有 即交流电压表的示数为。 （2）电阻的热功率为 （3）由题图可知，线圈转动的周期为，则角速度为 所以感应电动势的瞬时值表达式为 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 $