第59讲 交变电流（专项训练）（黑吉辽蒙专用）2027年高考物理一轮复习讲练测

**基本信息** 聚焦交变电流核心考点，以"产生规律-四值比较-有效值计算"为逻辑主线，通过分层训练构建从基础到应用的完整认知体系，渗透科学思维与模型建构素养。 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础演练|15题|选择/多选题为主，覆盖产生原理、四值辨析、有效值计算|从交变电流产生机制到"四值"物理意义及计算方法的递进| |重难创新|5题|综合计算题，结合新能源、无线充电等实际情境|基于基本规律解决复杂问题，体现科学态度与社会责任| |真题实战|4题|高考真题，聚焦有效值、周期频率等高频考点|对接高考命题趋势，强化知识迁移与应用能力|

第59讲 交变电流 模拟·基础演练 题号 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 答案 D D B D BD D A AC ABD CD 题号 11 12 13 14 15 答案 D B D D CD 重难·创新演练 1．【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）线圈转速，角速度 电动势最大值 有效值 解得 （2）变压器原线圈 由变压规律 解得 电动机中的电流 热功率 电动机的输出功率 （3）为保证时间最短，应以最大拉力提升重物； 对重物由牛顿第二定律 当电动机功率达到额定功率时则 最短时间 2． 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据理想变压器的原理，有 且传输的功率相等，有 解得， 输电线上损耗的功率为 （2）此时降压变压器的输入端电压为 所以降压变压器的匝数比为 3． 【答案】(1) (2) (3)19200J 【详解】（1）由图像得，角速度 感应电动势最大值为 感应电动势有效值为 电压表读数为 （2）感应电流最大值为 电流随时间表达式为 （3）电流的有效值为 定值电阻1min内产生的焦耳热为 4．【答案】(1)， (2)， (3) 【详解】（1）对金属棒，从到第1段磁场左边界，由动能定理有 解得 金属棒进入磁场瞬间，电动势为 路端电压（监视器显示的电压）为 解得 （2）设金属棒穿过第1段磁场的时间为，通过金属棒横截面的电荷量为 由闭合电路欧姆定律有 由法拉第电磁感应定律有 联立解得 在金属棒穿过第1段磁场的过程中，由功能关系有 解得 （3）由于“电压呈周期性变化”，所以金属棒在磁场中减速，出磁场后加速，每次进入磁场时速度都相同，在电压的一个周期内，根据功能关系有 设稳定后金属棒穿过磁场的时间为，电压的周期为，由动量定理有 而金属棒穿过每段磁场的过程中电荷量都相同，为 解得 电阻产生的热量是回路总焦耳热的一半，故有 根据热效应相同得 将周期代入上式，解得 5．【答案】(1)4V (2) (3)200J 【详解】（1）图示位置时导体棒切割区域Ⅱ磁场 产生感应电动势 解得 （2）导体棒切割区域Ⅰ磁场时， 产生的感应电动势 导体棒在磁场区域Ⅰ和磁场区域Ⅱ运动时间 设电动势有效值为，由有效值定义可知 解得 （3）根据串并联电路 总电流的有效值 的有效电流 由焦耳定律，1min内的发热 （或用的有效电压， ） 真题·实战演练 题号 1 2 3 4 答案 B B C BD 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第59讲 交变电流 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 交变电流的产生及变化规律 1 题型02 交变电流‘四值’的比较 4 题型03 交变电流有效值的计算 8 重难·创新演练 11 真题·实战演练 16 模拟·基础演练 考查重点：交变电流的有效值、瞬时值、最大值、平均值…… ⏳题型01 交变电流的产生及变化规律 1．（25-26高二下·内蒙古包头）下图是交流发电机的示意图，左侧磁铁为N极，右侧为S极，则（　　） A．甲图线圈中电流的流向是A流向B B．乙图线圈中电流方向正在改变 C．丙图线圈中的磁通量最小 D．丁图线圈中电流最大 【答案】D 【详解】A．甲图线圈平面与磁感线垂直，处于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大，但磁通量的变化率为零，感应电动势为零，感应电流为零，故A错误； B．乙图线圈平面与磁感线平行，此时感应电动势最大，感应电流最大。交流电电流方向在通过中性面时改变，在乙图位置电流方向不变，故B错误； C．丙图线圈平面与磁感线垂直，处于中性面位置，此时穿过线圈的磁通量最大，故C错误； D．丁图线圈平面与磁感线平行，此时线圈两边垂直切割磁感线，感应电动势最大，感应电流最大，故D正确。 故选D。 2．（2026·内蒙古赤峰·模拟预测）手摇式发电机，在户外手机没电的时候可用来给手机充电。其原理图如图所示，一匝数为1000匝的矩形线圈，长ab为，宽bc为，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，转动手柄通过变速装置使矩形线圈以的角速度绕轴转动，能够发出与家庭用电相同的交流电，、为输出端。下列说法正确的是（　　） A．图示位置电动势最大 B．匀强磁场的磁感应强度大小是 C．击穿电压为的电容器接到、两端时不会被击穿 D．从图示位置开始计时，线圈转过圈时输出端M、N之间电压的瞬时值是 【答案】D 【详解】A．图示位置穿过线圈的磁通量最大，电动势最小，A错误； B．根据其中，可得匀强磁场的磁感应强度大小是，B错误； C．电动势最大值，可知击穿电压为的电容器接到、两端时会被击穿，C错误； D．从图示位置开始计时，线圈转过圈时输出端M、N之间电压的瞬时值是，D正确。 故选D。 3．（2026·黑龙江双鸭山·一模）“海上充电宝”-南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理：海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的连接装置使转子只能单方向转动。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　）      A．线圈转动到如图所示位置时感应电流最小 B．线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势 C．线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关 D．线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化 【答案】B 【详解】AD．当线圈转动到如图所示的位置时，穿过线圈的磁通量为0，而磁通量的变化率最大，则根据法拉第电磁感应定律可知，此时线圈中的感应电动势最大，所以此时线圈中电流的方向不会发生变化，且此时感应电流最大，故AD错误； B．线圈转动到如图所示位置时，根据右手定则可知线圈内部电流的方向由b流向a，由于电源内部电流从低电势流向高电势，所以a端电势高于b端电势，故B正确； C．若从图示位置开始计时，线圈产生的电动势瞬时值表达式为 其中电动势的峰值为 又因为 联立解得 所以线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率有关，故C错误。 故选B。 4．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）某发电机原理如图甲所示，金属线框匝数为，阻值为，在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。阻值为的电阻两端的电压如图乙所示，其周期为。则线框转动一周的过程中（　　） A．线框内电流方向不变 B．线框电动势的最大值为 C．流过电阻的电荷量为 D．流过电阻的电荷量为 【答案】D 【详解】A．当线框转动时，框内电流方向每经过中性面一次都要变化一次，而线圈和外电路接点处通过换向器，保证流过电阻的电流方向不发生变化，故A错误； B．依题意，电阻的阻值与金属框的阻值相等，且电阻两端的电压的最大值为，根据闭合电路欧姆定律，金属框中电动势的最大值为，故B错误； CD． 交流电电动势的最大值 线圈转过半周，则流过电阻的电荷量为 其中 平均电动势 则金属框转过一周流过电阻的电荷量为，故C错误,D正确； 故选D。 5．（多选）（24-25高二下·陕西铜川）如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场中，绕与磁场垂直的轴匀速转动.已知线框电阻为R，转动周期为T，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．时刻，线框平面与中性面平行 B．感应电流的有效值为 C．到过程中，线框的平均感应电动势为零 D．线框转动一周，线框中产生的热量为 【答案】BD 【详解】A．由图乙可知时刻，线框磁通量为零，则线框平面与中性面垂直，故A错误； B．角速度为 感应电动势最大值为 感应电流最大值为 感应电流的有效值为，故B正确； C．到过程中，磁通量变化不为零，则线框的平均感应电动势不为零，故C错误； D．线框转动一周，线框中产生的热量为，故D正确。 故选BD。 ⏳题型02 交变电流‘四值’的比较 6．（2026·黑龙江、辽宁·一模）如图所示为一台教学用手摇式交流发电机，当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪地发光。若已知大皮带轮半径为，小皮带轮半径为，摇动手柄的角速度为，且摇动过程中皮带不打滑，则下列说法中正确的是（　　） A．发电机产生的交变电流频率为 B．小灯泡闪烁的频率为 C．小灯泡的瞬时功率等于通过小灯泡的电流和电压有效值的乘积 D．提高手摇手柄的角速度，可以使小灯泡亮度基本保持不变并提高小灯泡的亮度 【答案】D 【详解】A．大皮带轮与小皮带轮边沿线速度大小相等，设小皮带轮转动的角速度为，则有 解得小皮带轮的角速度为 所以发电机线圈转动频率为，故A错误； B．当电流大小达到小灯泡的发光要求时小灯泡才会发光，手摇式交流发电机产生的电流会使得灯泡在一个周期内闪烁两次，其闪光频率为，故B错误； C．小灯泡闪烁，也就是小灯泡亮度时刻在变化，说明小灯泡的瞬时功率时刻在变化，而电流、电压有效值乘积是定值，故C错误； D．增大，则线圈转动的角速度也增大，发电机产生的交变电流频率增大，由可知，所产生的交变电流的峰值增大，则有效值也增加，因此灯泡变亮，频率过快时，由于视觉暂留效应，小灯泡亮度就会趋于稳定，基本保持不变，故D正确。 故选D。 7．（24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔）交流发电机的示意图如图甲所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图乙所示。发电机线圈电阻为，外电路接的定值电阻，电流表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．理想电流表的示数为2.2A B．电动势的瞬时值表达式为 C．产生的交变电流的频率为100Hz D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V 【答案】A 【详解】B．电动势的瞬时值表达式为，故B错误； C．周期为0.02s，则产生的交变电流的频率，故C错误； D．线圈经过图示位置时，线圈平面与磁场方向平行，电动势达到最大值，则产生的电动势为，故D错误； A．电动势的有效值 则理想电流表的示数，故A正确。 故选A。 8．（多选）（2026·辽宁鞍山·三模）交流发电机产生的感应电动势如图所示，通过自耦变压器给一电阻R供电，不计发电机内阻。下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次 B．电压表示数能达到的最大值为12V C．时发电机线圈平面与磁场方向平行 D．自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻R热功率增大 【答案】AC 【详解】A．由题图可知周期为，一个周期电流方向改变2次，则通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次，故A正确； B．电压表示数为电压有效值，由题图可知电压表示数为，故B错误； C．由题图可知时电动势最大，此时磁通量变化率最大，磁通量为零，则发电机线圈平面与磁场方向平行，故C正确； D．自耦变压器滑片P向上滑动时，原线圈匝数增大，根据可知，电阻R两端电压减小，根据可知，电阻R热功率减小，故D错误。 故选AC。 9．（多选）（2026·宁夏、内蒙古·模拟预测）如图所示，理想变压器的原线圈两端接的交流电源，三个定值电阻阻值相等，理想交流电压表V1、V2的读数之比为9∶2。下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈的匝数比为3∶1 B．原、副线圈两端的电压比为3∶1 C．变压器的输入功率大于输出功率 D．1s的时间内，流过定值电阻R1的电流方向改变100次 【答案】ABD 【详解】AB．设原副线圈的电压分别为、，由电路图可知，电压表V2的读数为 又由题意可知， 解得 由变压器的工作原理可得，故AB正确； C．由于理想变压器没有能量损失，所以变压器的输入功率等于输出功率，故C错误； D．由可知，交流电的周期为 则交流电源的频率为 由于变压器不改变交流电的频率，因此变压器输出电压的频率为50Hz，又1个周期内电流方向改变两次，所以1s的时间内，流过定值电阻R1的电流方向改变100次，故D正确。 故选ABD。 10．（多选）（2026·辽宁葫芦岛·模拟预测）磁感应强度为的匀强磁场中，矩形导线框沿边中垂线ef垂直弯折，弯折后的线框绕轴以角速度匀速转动（从上往下看为顺时针方向），与磁场方向垂直，时刻转动到如图所示位置，此时磁场方向与线框平行，与线框垂直，且线框ebcf垂直纸面向外，下列说法正确的是（　　） A．时线框中电流方向为 B．线框中的电流可能不按正弦式规律变化 C．线框的磁通量最小值为0 D．线框中的最大感应电动势为 【答案】CD 【详解】A．时刻磁通量在增大，由楞次定律可得abcd中电流方向为，故A错误； B．闭合导体线框绕垂直于匀强磁场的轴匀速转动，即可产生正弦式交流电，则线框abcd中的电流为正弦式交流电，故B错误； C．当abcd所在平面平行于磁场时有效面积最小为0，则磁通量最小值为0，故C正确； D．当abcd所在平面垂直于磁场时有效面积最大为 最大感应电动势，故D正确。 故选CD。 ⏳题型03 交变电流有效值的计算 11．（25-26高二下·辽宁鞍山）如图所示，正方形线框abcd绕对称轴在匀强磁场中匀速转动，角速度，线框边长，匝数，磁感应强度，图示位置线框平面与磁感线平行，闭合回路中线框的电阻，外接电阻，则（　　） A．图中所示的瞬间，线框处于中性面 B．转动过程中，穿过线框的磁通量最大值为0.1Wb C．电压表读数为8V D．通过电阻R电流的有效值为 【答案】D 【详解】A．中性面是线框所在平面与磁场垂直的位置，图中不符合，故不是中性面，故A错误； B．转动过程中，穿过线框的磁通量最大位置为中性面位置，此时 故B错误； C．线框旋转一周所产生交变电流的电压峰值，有效值 电压表读数为路端电压 故C错误； D．通过电阻R电流的有效值为 故D正确。 故选D。 12．（25-26高二下·辽宁沈阳）一电阻的单匝闭合线框处于变化的磁场中，在一个周期内穿过线框的磁通量随时间的变化情况如图所示，已知图中的曲线部分按正弦规律变化，取，则下列有效值正确的是（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】0～π×10-2s内磁通量按正弦规律变化，等效的正弦交流电周期为 则产生正弦交流电的最大值 解得Emax=200V π×10-2s～3π×10-2s时间内，根据法拉第电磁感应定律，感应电动势 同理，3π×10-2s～5π×10-2s时间内，感应电动势大小 由交流电有效值的定义 解得 可得 故选B。 13．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）无线充电技术在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为：：1。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流有效值为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的电流方向每秒改变50次 B．送电线圈的输入电压为有效值 C．送电线圈的输出电流有效值为8A D．送电线圈的输入功率为110W 【答案】D 【详解】A．由图像得送电线圈中电流的周期为，受电线圈的电流频率与送电线圈中的电流频率相同，即 一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，故A错误； B．由图可知，送电线圈上正弦交流电的峰值为 有效值为，故B错误； C．理想变压器原副线圈电流比等于匝数的反比，则送电线圈中的电流大小为，故C错误； D．送电线圈的输入功率为，故D正确。 故选D。 14．（24-25高二下·辽宁沈阳）在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为12Ω，电表均为理想电表，下列判断正确的是（　　） A．该交变电流的电压有效值为 B．电流表的示数为0.1A C．电阻R一个周期内产生的热量为12J D．电压表的示数为6V 【答案】D 【详解】AD．设此交变电流的电压有效值为U，根据有效值定义可得 解得，则该交变电流的电压有效值为6V，电压表的示数为6V，故A错误；D正确； B．由闭合电路欧姆定律可得电流表的示数为，故B错误； C．由焦耳定律得电阻R一个周期内产生的热量为，故C错误。 故选D。 15．（多选）（2026·辽宁鞍山·二模）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为，原线圈接低压交流电源，其电压瞬时值表达式为，副线圈接阻值为的定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．电压表的示数为8V B．电流表的示数为2A C．副线圈交流电频率为5Hz D．原线圈的输入功率为8W 【答案】CD 【详解】A．电压表的示数显示的交变电流的有效值，根据电压瞬时值表达式，所以可知电压表的示数为，故A错误； B．根据理想变压器的原副线圈两端的电压之比等于匝数之比，即，可知副线圈两端电压为，由欧姆定律得电流表的示数为，故B错误； C．电压瞬时值表达式为，可知，副线圈交流电频率为，C正确； D．由于是理想变压器，所以，故D正确。 故选CD。 重难·创新演练 设题创新：结合高科技(T4);结合生活实际(T3); 1．（2026·辽宁沈阳·二模）如图，某发电机产生正弦交流电，经理想变压器升压后给电动机供电。匝数匝、面积的矩形线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转速。变压器原、副线圈匝数比为，原线圈与发电机连接，副线圈接入一台额定功率，内阻的电动机。该电动机通过轻绳牵引地面上质量的重物，使其从静止开始沿竖直方向加速上升，轻绳所能承受的最大拉力，此过程电动机的输出功率全部用于提升重物。不计发电机线圈电阻及空气阻力，重力加速度大小。求： (1)发电机电动势的有效值； (2)电动机达到额定功率时的输出功率P； (3)电动机达到额定功率所用最短时间。 【答案】(1) (2) (3) 【详解】（1）线圈转速，角速度 电动势最大值 有效值 解得 （2）变压器原线圈 由变压规律 解得 电动机中的电流 热功率 电动机的输出功率 （3）为保证时间最短，应以最大拉力提升重物； 对重物由牛顿第二定律 当电动机功率达到额定功率时则 最短时间 2．（25-26高二下·吉林长春）第十五届全国运动会（全运会）于2025年11月9日至21日在广东、香港、澳门三地联合举办。本次全运会采用一套先进的太阳能光伏发电系统。假设该发电系统产生的是交流电，且在有太阳照射时的输出功率为，输出电压为250V，现向远处输电，如图。所用输电线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比为，变压器均视为理想变压器，求： (1)输电线损耗的电功率； (2)若用户获得220V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比。 【答案】(1) (2) 【详解】（1）根据理想变压器的原理，有 且传输的功率相等，有 解得， 输电线上损耗的功率为 （2）此时降压变压器的输入端电压为 所以降压变压器的匝数比为 3．（25-26高二下·辽宁）如图甲所示，交流发电机的线圈位于匀强磁场中，已知线圈匝数，电阻，定值电阻，线圈与定值电阻组成闭合回路，图中电表均为理想表，时刻线圈以为轴，以恒定角速度匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示。（不计电路其他部分的电阻）求： (1)电压表的读数； (2)感应电流随时间的表达式； (3)定值电阻1min内产生的焦耳热。 【答案】(1) (2) (3)19200J 【详解】（1）由图像得，角速度 感应电动势最大值为 感应电动势有效值为 电压表读数为 （2）感应电流最大值为 电流随时间表达式为 （3）电流的有效值为 定值电阻1min内产生的焦耳热为 4．（2026·辽宁·模拟预测）如图所示，两根相距为的金属导轨固定于水平面上，导轨电阻不计。一根质量为、长为、电阻为的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为。导轨左端连有阻值也为的电阻，在电阻两端接有电压传感器并与监视器相连。空间中存在段竖直向下的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为，方向垂直纸面向里；每段磁场区域的宽度均为，相邻两段磁场区域的间距为。金属棒初始位置与第1段磁场左边界的距离为。现对金属棒施加一个水平向右的恒定拉力（重力加速度为），使其穿过各段磁场。当金属棒运动一段时间后，从监视器可发现，电压呈稳定的周期性变化（即棒在通过每段磁场区域和无磁场区域的过程中，速度的变化规律完全相同）。金属棒与导轨接触良好。 (1)求金属棒刚进入第1段磁场时的速度大小及此时监视器显示的电压； (2)若金属棒刚穿过第1段磁场区域的速度为，求此过程中回路产生的焦耳热及通过金属棒横截面的电荷量； (3)求此周期性变化的电压的有效值。 【答案】(1)， (2)， (3) 【详解】（1）对金属棒，从到第1段磁场左边界，由动能定理有 解得 金属棒进入磁场瞬间，电动势为 路端电压（监视器显示的电压）为 解得 （2）设金属棒穿过第1段磁场的时间为，通过金属棒横截面的电荷量为 由闭合电路欧姆定律有 由法拉第电磁感应定律有 联立解得 在金属棒穿过第1段磁场的过程中，由功能关系有 解得 （3）由于“电压呈周期性变化”，所以金属棒在磁场中减速，出磁场后加速，每次进入磁场时速度都相同，在电压的一个周期内，根据功能关系有 设稳定后金属棒穿过磁场的时间为，电压的周期为，由动量定理有 而金属棒穿过每段磁场的过程中电荷量都相同，为 解得 电阻产生的热量是回路总焦耳热的一半，故有 根据热效应相同得 将周期代入上式，解得 5．（25-26高三上·辽宁葫芦岛）如图为某交流发电机简化示意图，长度为4m、间距为2m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、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为2m的正方形，区域Ⅱ边界是长为2m、宽为1m的矩形。绝缘传送带从两电极之间以速度2m/s匀速通过，传送带上每隔4m固定一根垂直运动方向、长度为2m的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。已知每根导体棒的电阻为，，。求： (1)图示位置时导体棒上产生的感应电动势大小； (2)该装置产生的感应电动势有效值； (3)从第一根导体棒进入磁场开始计时，1min内产生的热量。 【答案】(1)4V (2) (3)200J 【详解】（1）图示位置时导体棒切割区域Ⅱ磁场 产生感应电动势 解得 （2）导体棒切割区域Ⅰ磁场时， 产生的感应电动势 导体棒在磁场区域Ⅰ和磁场区域Ⅱ运动时间 设电动势有效值为，由有效值定义可知 解得 （3）根据串并联电路 总电流的有效值 的有效电流 由焦耳定律，1min内的发热 （或用的有效电压， ） 真题·实战演练 高频考点：有效值的计算、周期、频率的计算 1．（2021·辽宁·高考真题）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动，ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】交流电的最大值和两条边到转轴的距离无关，为 因此有效值为 故选B。 2．（2025·贵州·高考真题）某同学将一底面半径为、高为的圆柱形绝缘竹笼改造成仓鼠玩具。如图，在竹笼柱面上平行于轴线固定有一长为的轻质金属棒，其两端通过导线连接一电阻为的小灯泡，竹笼所在区域存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。若仓鼠在竹笼中奔跑时，竹笼绕水平中轴线以角速度匀速转动，小灯泡电阻视为不变，不计其他电阻，则竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【详解】根据正弦式交流电产生原理可知，交流电最大值为 电压有效值为 竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为 故选B。 3．（2025·北京·高考真题）如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C．线圈转到图示位置时，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 【答案】C 【详解】A．根据题意可知，该交流电的频率为 故A错误； B．线圈转到图示位置时，磁场与线圈平面平行，磁通量最小，磁通量变化率最大，感应电动势最大，故B错误； C．根据题意，由右手定则可知，线圈转到图示位置时，电流由，由左手定则可知，边受到的安培力方向向上，故C正确； D．根据题意，由公式可知，仅线圈转速加倍，电动势的最大值变为原来的2倍，为，故D错误。 故选C。 4．（多选）（2026·云南·高考真题）云南至广东高压输电工程在调试阶段采用高压输电，输送功率为，关于该输电线路，下列说法正确的是（     ） A．输电电流为 B．输电电流为 C．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会增加 D．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会减小 【答案】BD 【详解】AB．根据输电功率公式，输电电流，故A错误，B正确； CD．输电损耗功率为，输送功率不变时，提高输电电压，由可知输电电流减小，因此减小，故C错误，D正确。 故选BD。 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $ 第59讲 交变电流 目 录 模拟·基础演练 1 题型01 交变电流的产生及变化规律 1 题型02 交变电流‘四值’的比较 3 题型03 交变电流有效值的计算 5 重难·创新演练 7 真题·实战演练 9 模拟·基础演练 考查重点：交变电流的有效值、瞬时值、最大值、平均值…… ⏳题型01 交变电流的产生及变化规律 1．（25-26高二下·内蒙古包头）下图是交流发电机的示意图，左侧磁铁为N极，右侧为S极，则（　　） A．甲图线圈中电流的流向是A流向B B．乙图线圈中电流方向正在改变 C．丙图线圈中的磁通量最小 D．丁图线圈中电流最大 2．（2026·内蒙古赤峰·模拟预测）手摇式发电机，在户外手机没电的时候可用来给手机充电。其原理图如图所示，一匝数为1000匝的矩形线圈，长ab为，宽bc为，处于垂直纸面向里的匀强磁场中，转动手柄通过变速装置使矩形线圈以的角速度绕轴转动，能够发出与家庭用电相同的交流电，、为输出端。下列说法正确的是（　　） A．图示位置电动势最大 B．匀强磁场的磁感应强度大小是 C．击穿电压为的电容器接到、两端时不会被击穿 D．从图示位置开始计时，线圈转过圈时输出端M、N之间电压的瞬时值是 3．（2026·黑龙江双鸭山·一模）“海上充电宝”-南鲲号是一个利用海浪发电的大型海上电站，其发电原理：海浪带动浪板上下摆动，从而驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的连接装置使转子只能单方向转动。图示时刻线圈平面与磁场方向平行，若转子带动线圈逆时针转动并向外输出电流，则下列说法正确的是（　　）      A．线圈转动到如图所示位置时感应电流最小 B．线圈转动到如图所示位置时a端电势高于b端电势 C．线圈产生的电动势大小与海浪波动的频率无关 D．线圈转动到如图所示位置时电流方向发生变化 4．（2026·黑龙江哈尔滨·一模）某发电机原理如图甲所示，金属线框匝数为，阻值为，在匀强磁场中绕与磁场垂直的轴匀速转动。阻值为的电阻两端的电压如图乙所示，其周期为。则线框转动一周的过程中（　　） A．线框内电流方向不变 B．线框电动势的最大值为 C．流过电阻的电荷量为 D．流过电阻的电荷量为 5．（多选）（24-25高二下·陕西铜川）如图甲所示，单匝矩形线框在匀强磁场中，绕与磁场垂直的轴匀速转动.已知线框电阻为R，转动周期为T，穿过线框的磁通量Φ与时间t的关系如图乙所示。下列说法正确的是（    ） A．时刻，线框平面与中性面平行 B．感应电流的有效值为 C．到过程中，线框的平均感应电动势为零 D．线框转动一周，线框中产生的热量为 ⏳题型02 交变电流‘四值’的比较 6．（2026·黑龙江、辽宁·一模）如图所示为一台教学用手摇式交流发电机，当缓慢摇动大皮带轮手柄时，连接在发电机上的小灯泡就会一闪一闪地发光。若已知大皮带轮半径为，小皮带轮半径为，摇动手柄的角速度为，且摇动过程中皮带不打滑，则下列说法中正确的是（　　） A．发电机产生的交变电流频率为 B．小灯泡闪烁的频率为 C．小灯泡的瞬时功率等于通过小灯泡的电流和电压有效值的乘积 D．提高手摇手柄的角速度，可以使小灯泡亮度基本保持不变并提高小灯泡的亮度 7．（24-25高二下·黑龙江齐齐哈尔）交流发电机的示意图如图甲所示，两磁极间的磁场可视为匀强磁场，矩形线圈ABCD绕垂直于磁场方向的轴沿逆时针方向匀速转动，发电机的电动势随时间按正弦函数的规律变化，如图乙所示。发电机线圈电阻为，外电路接的定值电阻，电流表可视为理想电表。下列说法正确的是（　　） A．理想电流表的示数为2.2A B．电动势的瞬时值表达式为 C．产生的交变电流的频率为100Hz D．线圈经过图示位置时，产生的电动势为220V 8．（多选）（2026·辽宁鞍山·三模）交流发电机产生的感应电动势如图所示，通过自耦变压器给一电阻R供电，不计发电机内阻。下列说法正确的是（　　） A．通过电阻R的电流方向每秒钟改变10次 B．电压表示数能达到的最大值为12V C．时发电机线圈平面与磁场方向平行 D．自耦变压器滑片P向上滑动时，电阻R热功率增大 9．（多选）（2026·宁夏、内蒙古·模拟预测）如图所示，理想变压器的原线圈两端接的交流电源，三个定值电阻阻值相等，理想交流电压表V1、V2的读数之比为9∶2。下列说法正确的是（　　） A．原、副线圈的匝数比为3∶1 B．原、副线圈两端的电压比为3∶1 C．变压器的输入功率大于输出功率 D．1s的时间内，流过定值电阻R1的电流方向改变100次 10．（多选）（2026·辽宁葫芦岛·模拟预测）磁感应强度为的匀强磁场中，矩形导线框沿边中垂线ef垂直弯折，弯折后的线框绕轴以角速度匀速转动（从上往下看为顺时针方向），与磁场方向垂直，时刻转动到如图所示位置，此时磁场方向与线框平行，与线框垂直，且线框ebcf垂直纸面向外，下列说法正确的是（　　） A．时线框中电流方向为 B．线框中的电流可能不按正弦式规律变化 C．线框的磁通量最小值为0 D．线框中的最大感应电动势为 ⏳题型03 交变电流有效值的计算 11．（25-26高二下·辽宁鞍山）如图所示，正方形线框abcd绕对称轴在匀强磁场中匀速转动，角速度，线框边长，匝数，磁感应强度，图示位置线框平面与磁感线平行，闭合回路中线框的电阻，外接电阻，则（　　） A．图中所示的瞬间，线框处于中性面 B．转动过程中，穿过线框的磁通量最大值为0.1Wb C．电压表读数为8V D．通过电阻R电流的有效值为 12．（25-26高二下·辽宁沈阳）一电阻的单匝闭合线框处于变化的磁场中，在一个周期内穿过线框的磁通量随时间的变化情况如图所示，已知图中的曲线部分按正弦规律变化，取，则下列有效值正确的是（　　） A． B． C． D． 13．（2025·辽宁沈阳·模拟预测）无线充电技术在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图所示。送电线圈和受电线圈匝数比为：：1。当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流有效值为2A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是（　　） A．受电线圈的电流方向每秒改变50次 B．送电线圈的输入电压为有效值 C．送电线圈的输出电流有效值为8A D．送电线圈的输入功率为110W 14．（24-25高二下·辽宁沈阳）在图乙的电路中，通入如图甲所示的交变电流，此交变电流的每个周期内，前三分之一周期电压按正弦规律变化，后三分之二周期电压恒定。电阻R的阻值为12Ω，电表均为理想电表，下列判断正确的是（　　） A．该交变电流的电压有效值为 B．电流表的示数为0.1A C．电阻R一个周期内产生的热量为12J D．电压表的示数为6V 15．（多选）（2026·辽宁鞍山·二模）如图，理想变压器原副线圈匝数之比为，原线圈接低压交流电源，其电压瞬时值表达式为，副线圈接阻值为的定值电阻，电压表和电流表均为理想交流电表，则（　　） A．电压表的示数为8V B．电流表的示数为2A C．副线圈交流电频率为5Hz D．原线圈的输入功率为8W 重难·创新演练 设题创新：结合高科技(T4);结合生活实际(T3); 1．（2026·辽宁沈阳·二模）如图，某发电机产生正弦交流电，经理想变压器升压后给电动机供电。匝数匝、面积的矩形线圈在磁感应强度的匀强磁场中，绕垂直于磁场的轴匀速转动，转速。变压器原、副线圈匝数比为，原线圈与发电机连接，副线圈接入一台额定功率，内阻的电动机。该电动机通过轻绳牵引地面上质量的重物，使其从静止开始沿竖直方向加速上升，轻绳所能承受的最大拉力，此过程电动机的输出功率全部用于提升重物。不计发电机线圈电阻及空气阻力，重力加速度大小。求： (1)发电机电动势的有效值； (2)电动机达到额定功率时的输出功率P； (3)电动机达到额定功率所用最短时间。 2．（25-26高二下·吉林长春）第十五届全国运动会（全运会）于2025年11月9日至21日在广东、香港、澳门三地联合举办。本次全运会采用一套先进的太阳能光伏发电系统。假设该发电系统产生的是交流电，且在有太阳照射时的输出功率为，输出电压为250V，现向远处输电，如图。所用输电线的总电阻，升压变压器原、副线圈匝数比为，变压器均视为理想变压器，求： (1)输电线损耗的电功率； (2)若用户获得220V电压，则降压变压器原、副线圈的匝数比。 3．（25-26高二下·辽宁）如图甲所示，交流发电机的线圈位于匀强磁场中，已知线圈匝数，电阻，定值电阻，线圈与定值电阻组成闭合回路，图中电表均为理想表，时刻线圈以为轴，以恒定角速度匀速转动，穿过线圈的磁通量随时间变化的图像如图乙所示。（不计电路其他部分的电阻）求： (1)电压表的读数； (2)感应电流随时间的表达式； (3)定值电阻1min内产生的焦耳热。 4．（2026·辽宁·模拟预测）如图所示，两根相距为的金属导轨固定于水平面上，导轨电阻不计。一根质量为、长为、电阻为的金属棒两端放于导轨上，导轨与金属棒间的动摩擦因数为。导轨左端连有阻值也为的电阻，在电阻两端接有电压传感器并与监视器相连。空间中存在段竖直向下的匀强磁场区域，磁感应强度大小均为，方向垂直纸面向里；每段磁场区域的宽度均为，相邻两段磁场区域的间距为。金属棒初始位置与第1段磁场左边界的距离为。现对金属棒施加一个水平向右的恒定拉力（重力加速度为），使其穿过各段磁场。当金属棒运动一段时间后，从监视器可发现，电压呈稳定的周期性变化（即棒在通过每段磁场区域和无磁场区域的过程中，速度的变化规律完全相同）。金属棒与导轨接触良好。 (1)求金属棒刚进入第1段磁场时的速度大小及此时监视器显示的电压； (2)若金属棒刚穿过第1段磁场区域的速度为，求此过程中回路产生的焦耳热及通过金属棒横截面的电荷量； (3)求此周期性变化的电压的有效值。 5．（25-26高三上·辽宁葫芦岛）如图为某交流发电机简化示意图，长度为4m、间距为2m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、方向相反，区域Ⅰ边界是边长为2m的正方形，区域Ⅱ边界是长为2m、宽为1m的矩形。绝缘传送带从两电极之间以速度2m/s匀速通过，传送带上每隔4m固定一根垂直运动方向、长度为2m的导体棒，导体棒通过磁场区域过程中与电极接触良好。已知每根导体棒的电阻为，，。求： (1)图示位置时导体棒上产生的感应电动势大小； (2)该装置产生的感应电动势有效值； (3)从第一根导体棒进入磁场开始计时，1min内产生的热量。 真题·实战演练 高频考点：有效值的计算、周期、频率的计算 1．（2021·辽宁·高考真题）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abcd边长为L，线圈处于磁感应强度大小为B的匀强磁场中，绕着与磁场垂直且与线圈共面的轴OO′以角速度ω匀速转动，ab边距轴。线圈中感应电动势的有效值为（　　） A． B． C． D． 2．（2025·贵州·高考真题）某同学将一底面半径为、高为的圆柱形绝缘竹笼改造成仓鼠玩具。如图，在竹笼柱面上平行于轴线固定有一长为的轻质金属棒，其两端通过导线连接一电阻为的小灯泡，竹笼所在区域存在竖直向上、磁感应强度大小为B的匀强磁场。若仓鼠在竹笼中奔跑时，竹笼绕水平中轴线以角速度匀速转动，小灯泡电阻视为不变，不计其他电阻，则竹笼转动一圈小灯泡消耗的电能为（　　） A． B． C． D． 3．（2025·北京·高考真题）如图所示，交流发电机中的线圈沿逆时针方向匀速转动，产生的电动势随时间变化的规律为。下列说法正确的是（　　） A．该交流电的频率为 B．线圈转到图示位置时，产生的电动势为0 C．线圈转到图示位置时，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 4．（多选）（2026·云南·高考真题）云南至广东高压输电工程在调试阶段采用高压输电，输送功率为，关于该输电线路，下列说法正确的是（     ） A．输电电流为 B．输电电流为 C．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会增加 D．若输送功率不变，提高输电电压，则输电损耗会减小 1 / 19 学科网（北京）股份有限公司 $