暑假培优：专题06 交变电流 专题训练（提升卷）-2026年高二物理人教版选择性必修第二册

**基本信息** 聚焦交变电流专题，通过选择、填空、计算题型系统训练，强化物理观念与科学思维 **专项设计** |模块|题量/典例|题型特征|知识逻辑| |----|-----------|----------|----------| |基础概念|选择题1-5|交变电流产生条件及描述量辨析|从电磁感应原理到周期、频率、有效值的概念生成| |规律应用|选择题6-10、填空题11-12|变压器规律及远距离输电分析|基于理想变压器模型推导电压、电流、功率关系| |综合计算|解答题13-15|含交变电流的电路综合问题|能量观念下电路动态分析与定量计算的逻辑链|

暑假培优：专题06 交变电流 专题训练(提升卷） 考试范围：选择性必修第二册 考试时间： 75分钟 试卷分值：100分 姓名： 班级： 考号： 成绩： 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.交流发电机发电示意图如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是(　　) A.转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B.转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C.转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D.转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B 2.一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(　　) A.U2>U1，U2降低 B.U2>U1，U2升高 C.U2<U1，U2降低 D.U2<U1，U2升高 3.如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现使它们通过完全相同的电阻，则在相同的时间(远大于周期)内，两电阻发热之比等于(　　) A. B. C. D. 4.如图所示， 理想变压器原线圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后(　　) A.电流表A2的示数减小 B.电压表V1的示数减小 C.电压表V2的示数不变 D.电流表A1的示数不变 5.2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。“南鲲号”发电原理可作如图乙简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是(　　) A.图乙中线圈所在位置是中性面 B.在图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量最大 C.在图乙所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 D.在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上 6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u＝200sin(100πt)V，设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2的示数分别是I1、I2。下列说法正确的是(　　) A.电压表V2的示数U2＝20 V B.滑片P向b端滑动过程中，U2不变，I2变大 C.滑片P向b端滑动过程中，U1变小，I1变大 D.通过原、副线圈的交变电流频率之比为10∶1 7.某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW，现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是(　　) A.输电线上输送的电流大小为2×105A B.输电线上由电阻造成的电压损失为15 kV C.输电线上损失的功率为ΔP＝，U为输电电压，r为输电线的电阻 D.输电线上损失的功率为9×107kW 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示为我国生活所用交变电流的电压随时间变化的关系图像，由图可确定该电压的(　　) A.周期是0.01 s B.周期是0.02 s C.频率是50 Hz D.瞬时值表达式为u＝311sin(50πt)V 9.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.图中曲线是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的 B.t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零 C.t1和t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零 D.感应电动势e的方向变化时，穿过线圈的磁通量最大 10.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，A、B端输入电压u1＝12sin(100πt)V。下列说法正确的是(　　) A.电流频率为50 Hz B.电压表的示数为24 V C.电流表的示数为0.5 A D.变压器的输入功率为6 W 三、填空题（共计2题，共计15分） 11.（6分）在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，某同学利用如图所示可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究。 (1)实验还需要下列器材中的________。 (2)实验中，图中变压器的原线圈接“0、8”接线柱，所接电源电压为交流10.0 V，副线圈接“0、4”接线柱，则副线圈所接电压表示数可能是________。 A.22.0 V B.15.0 V C.5.0 V D.2.5 V 12.(9分)图甲为教学用的可拆变压器，A、B线圈均由材料和直径相同的导线绕制而成。 (1)某同学用多用电表欧姆挡分别测量A、B线圈的电阻值，发现A线圈电阻约为B线圈电阻的2倍，则可推断　　　　线圈的匝数多(选填“A”或“B”)；  (2)为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，在图乙中该同学把线圈A与学生电源连接，另一个线圈B与小灯泡连接。其中线圈A应连到学生电源的　　　　(选填“直流”或“交流”)输出端上；  (3)将与灯泡相连的线圈B拆掉部分匝数，其余装置不变，继续实验，则灯泡亮度　　　　(选填“变亮”或“变暗”)；  (4)某次实验时，变压器原、副线圈的匝数分别为220匝和110匝，学生电源输出端电压的有效值为6 V，则小灯泡两端电压的有效值可能是　　　　。  A.12 V B.6 V C.3.6 V D.2.8 V 四、解答题（共计3题，共计42分） 13.（10分）如图所示，匀强磁场磁感应强度B＝0.1 T，所用矩形线圈的匝数N＝100，边长lab＝0.2 m，lbc＝0.5 m，以角速度ω＝100π rad/s绕OO′轴匀速转动。试求： (1)感应电动势的峰值； (2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，线圈中瞬时感应电动势的表达式； (3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在t＝ s时刻的感应电动势大小。 14.(14分)如图所示，理想变压器原线圈匝数n1＝800匝，副线圈匝数n2＝200匝，灯泡A标有“5 V　2 W”，电动机D的线圈电阻为1 Ω。将交变电压u＝100·sin(100πt)V加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求： (1)副线圈两端电压； (2)副线圈中的电流； (3)电动机D消耗的电功率。 15.(18分)如图，导体棒受外力作用在圆形轨道所围磁场中绕端点O以角速度ω=100π rad/s，沿逆时针匀速转动。磁场区域的半径为a=1.0 m，第一和第三象限的磁感应强度为B1= T，第二和第四象限的磁感应强度为B2= T，磁场均垂直于轨道平面，方向如图，导体棒两端分别与圆心O和金属导轨良好接触，接入电路中的电阻为R1=10 Ω，外电路电阻R2=40 Ω，电阻R2与圆心O和导轨上的N点连接，不计一切摩擦。求： (1)图中所示时刻导体棒OM两点之间的电势差UOM(M为此时导轨上的接触点)； (2)若从导体棒刚进入第一象限开始计时，规定R2中电流向右为正方向，画出导体棒转动一周的过程中，外电路电阻R2中电流i随时间t变化的图像； (3)图中理想电流表的示数(结果保留一位小数)； (4)为了维持导体棒匀速转动，外力在1分钟内做的功。 第 1 页 共 2 页 学科网（北京）股份有限公司 $ 暑假培优：专题06 交变电流 专题训练(提升卷） ( 条形码 粘贴 区 域 ) 学校： 试卷类型：A B 缺考标记(考生禁止填涂) 班级： ( ) 姓名： 考号： ( 注 意 事 项 1 、答题前，考生须准确填写自己 的 姓名、准考证号，并认真核准条形码上的姓名、 准考证号。 2 、 第一部分选择题必须使用2B铅笔填涂，第二部分非选择题必须用0.5毫米黑色 墨水签字笔书写，涂写要工整、清晰。 3、按照题号在对应的答题区域内作答，超出各题答题区域的答案无效，在草稿纸、 试卷上作答无效。 4、保持卡面清洁，不要折叠、不要弄破。 填 涂 样 例 正确填涂 ■ ) ( 选择题 1 [A] [B] [C] [D] 6 [A] [B] [C] [D] 2 [A] [B] [C] [D] 7 [A] [B] [C] [D] 3 [A] [B] [C] [D] 8 [A] [B] [C] [D] 4 [A] [B] [C] [D] 9 [A] [B] [C] [D] 5 [A] [B] [C] [D] 10 [A] [B] [C] [D] 非选择题 三．填空题（共2题，共1 5 分） 11. 12. ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) ( 13 （1 0 分） 14.（ 14 分） 15.（ 18 分） ) ( 请在各题目的答题区域内作答 ， 超出黑色矩形边框限定区域的答案无效 ) 学科网（北京）股份有限公司 $ 暑假培优：专题06 交变电流 专题训练(提升卷）答案 一、单项选择题（共计7题，每小题4分，共计28分） 1.交流发电机发电示意图如图所示，线圈转动过程中，下列说法正确的是(　　) A.转到图甲位置时，通过线圈的磁通量变化率最大 B.转到图乙位置时，线圈中产生的感应电动势为零 C.转到图丙位置时，线圈中产生的感应电流最大 D.转到图丁位置时，AB边感应电流方向为A→B 答案　D 解析　转到图甲位置时，线圈平面与磁感线垂直，磁通量最大，但磁通量变化率为零，A错误；转到图乙位置时，线圈产生的感应电动势最大，B错误；转到图丙位置时，线圈位于中性面位置，此时感应电流最小，C错误；转到图丁位置时，根据楞次定律可知AB边感应电流方向为A→B，D正确。 2.一自耦变压器如图所示，环形铁芯上只绕有一个线圈，将其接在a、b间作为原线圈。通过滑动触头取该线圈的一部分，接在c、d间作为副线圈。在a、b间输入电压为U1的交变电流时，c、d间的输出电压为U2。在将滑动触头从M点顺时针旋转到N点的过程中(　　) A.U2>U1，U2降低 B.U2>U1，U2升高 C.U2<U1，U2降低 D.U2<U1，U2升高 答案　C 解析　a、b间原线圈的匝数大于c、d间副线圈的匝数，在滑动触头由M点移动到N点的过程中，副线圈的匝数减小，由变压器工作原理＝知，U2<U1，且U2降低，选项C正确。 3.如图所示，正弦波和方波交变电流的最大值相等，周期也相等，现使它们通过完全相同的电阻，则在相同的时间(远大于周期)内，两电阻发热之比等于(　　) A. B. C. D. 答案　B 解析　计算电阻发热Q＝I2Rt需用交流电的有效值，题图甲的有效值为I1＝，题图乙的有效值为I2＝Im，所以代入可得＝，B正确。 4.如图所示， 理想变压器原线圈接在u＝Umsin(ωt＋φ)的交流电源上， 副线圈接三个阻值相同的电阻R，不计电表内电阻影响。闭合开关S后(　　) A.电流表A2的示数减小 B.电压表V1的示数减小 C.电压表V2的示数不变 D.电流表A1的示数不变 答案　A 解析　开关S闭合后，副线圈的总电阻减小，由于变压器的匝数比和输入电压都不变，所以输出电压也不变，即V1示数不变，副线圈的总电流增大，则原线圈的电流增大，即A1的示数变大；由于副线圈的电流增大，故串联在副线圈中的电阻R两端的电压增大，副线圈并联部分的电压减小，即V2的示数减小，故电流表A2的示数减小，故A正确，B、C、D错误。 5.2023年6月14日，我国自主研发的首台兆瓦级漂浮式波浪能发电装置“南鲲号”在广东珠海投入试运行，如图甲。“南鲲号”发电原理可作如图乙简化：海浪带动浪板上下摆动，驱动发电机转子转动，其中浪板和转子的链接装置使转子只能单方向转动。若转子带动线圈沿逆时针方向转动，并向外输出电流，下列说法正确的是(　　) A.图乙中线圈所在位置是中性面 B.在图乙所示位置时，穿过线圈的磁通量最大 C.在图乙所示位置时，线圈a端电势高于b端电势 D.在图乙所示位置时，线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向上 答案　C 解析　题图乙中线圈所处位置与磁感线平行，穿过线圈的磁通量最小，与中性面垂直，故A、B错误；根据右手定则可知此时线圈内部电流从b到a，则线圈转动到如题图乙所示位置时a端电势高于b端电势，故C正确；线圈内部电流从b到a，根据左手定则可知线圈靠近S极的导线受到的安培力方向向下，故D错误。 6.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比为10∶1，R0为定值电阻，R是滑动变阻器，原线圈两端的输入电压u＝200sin(100πt)V，设理想交流电压表V1、V2的示数分别是U1、U2；理想交流电流表A1、A2的示数分别是I1、I2。下列说法正确的是(　　) A.电压表V2的示数U2＝20 V B.滑片P向b端滑动过程中，U2不变，I2变大 C.滑片P向b端滑动过程中，U1变小，I1变大 D.通过原、副线圈的交变电流频率之比为10∶1 答案　B 解析　由u＝200sin(100πt)V可知输入电压有效值为U1＝ V＝100 V，由＝，可得U2＝×100 V＝10 V，A错误；滑片P向b端滑动过程中，副线圈负载电阻减小，U2不变，则I2变大，B正确；由B项分析知U1不变，I1变大，C错误；变压器不改变交变电流的频率，D错误。 7.某水电站，用总电阻为2.5 Ω的输电线输电给500 km外的用户，其输出电功率是3×106 kW，现用500 kV电压输电，则下列说法正确的是(　　) A.输电线上输送的电流大小为2×105A B.输电线上由电阻造成的电压损失为15 kV C.输电线上损失的功率为ΔP＝，U为输电电压，r为输电线的电阻 D.输电线上损失的功率为9×107kW 答案　B 解析　由P＝IU得用500 kV电压输电时输电线上输送的电流I＝＝ A＝6×103A，故A错误；由ΔU＝Ir得输电线上的电压损失ΔU＝6×103×2.5 V＝15×103V＝15 kV，故B正确；输电线上损失的功率为ΔP＝，U为输电线上损失的电压，故C错误；输电线上损失的功率ΔP＝I2r＝(6×103)2×2.5 W＝9×107W，故D错误。 2、 多项选择题（共计3题，每小题5分，选对但不全得3分，错选不得分，共计15分） 8.如图所示为我国生活所用交变电流的电压随时间变化的关系图像，由图可确定该电压的(　　) A.周期是0.01 s B.周期是0.02 s C.频率是50 Hz D.瞬时值表达式为u＝311sin(50πt)V 答案　BC 解析　由图像可知，该交变电压的周期为0.02 s，故A错误，B正确；频率f＝＝50 Hz，故C正确；由图像可知，电压的最大值为311 V，角速度ω＝＝ 100π rad/s，所以该正弦式交变电压的瞬时值表达式为u＝Umsin ωt＝311sin(100πt)V，故D错误。 9.一矩形线圈绕垂直于匀强磁场并位于线圈平面内的固定轴匀速转动，线圈中的感应电动势e随时间t变化的规律如图所示，则下列说法正确的是(　　) A.图中曲线是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的 B.t1和t3时刻穿过线圈的磁通量为零 C.t1和t3时刻穿过线圈的磁通量的变化率为零 D.感应电动势e的方向变化时，穿过线圈的磁通量最大 答案　ACD 解析　由题图可知，当t=0时，感应电动势最大，说明穿过线圈的磁通量的变化率最大，磁通量为零，即题图中曲线是从线圈平面与磁场方向平行时开始计时的，选项A正确；t1、t3时刻感应电动势为零，穿过线圈的磁通量的变化率为零，磁通量最大，选项B错误，C正确；感应电动势e的方向变化时，线圈恰通过中性面，此时穿过线圈的磁通量最大，选项D正确。 10.如图所示，理想变压器原、副线圈匝数比n1∶n2＝2∶1，电压表和电流表均为理想电表，灯泡电阻RL＝6 Ω，A、B端输入电压u1＝12sin(100πt)V。下列说法正确的是(　　) A.电流频率为50 Hz B.电压表的示数为24 V C.电流表的示数为0.5 A D.变压器的输入功率为6 W 答案　AD 解析　根据u1＝12sin(100πt)V及U＝知，U1＝12 V，f＝＝50 Hz，选项A正确；根据＝得U2＝U1＝×12 V＝6 V，即电压表的示数为6 V，选项B错误；电流表的示数I2＝＝ A＝1 A，选项C错误；根据P1＝P2及P2＝＝ W＝6 W，可知变压器的输入功率为6 W，选项D正确。 三、填空题（共计2题，共计15分） 11.（6分）在“探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数之间的关系”实验中，某同学利用如图所示可拆式变压器(铁芯不闭合)进行研究。 (1)实验还需要下列器材中的________。 (2)实验中，图中变压器的原线圈接“0、8”接线柱，所接电源电压为交流10.0 V，副线圈接“0、4”接线柱，则副线圈所接电压表示数可能是________。 A.22.0 V B.15.0 V C.5.0 V D.2.5 V 答案　(1)AD　(2)D 解析　(1)探究变压器原、副线圈两端的电压与匝数的关系实验要用到交流电压表，B是直流电流表，C是直流电压表，A是多用电表，可以用多用电表的交流电压挡测电压；实验中为了保证人身安全，输入电压不能超过12 V，需要学生电源，故选A、D。 (2)如果是理想变压器，则电压比等于匝数比，输出电压为5.0 V，但可拆式变压器铁芯不闭合，存在比较大的漏磁，实际输出电压小于5.0 V，故D正确。 12.(9分)图甲为教学用的可拆变压器，A、B线圈均由材料和直径相同的导线绕制而成。 (1)某同学用多用电表欧姆挡分别测量A、B线圈的电阻值，发现A线圈电阻约为B线圈电阻的2倍，则可推断　　　　线圈的匝数多(选填“A”或“B”)；  (2)为探究变压器线圈两端电压与匝数的关系，在图乙中该同学把线圈A与学生电源连接，另一个线圈B与小灯泡连接。其中线圈A应连到学生电源的　　　　(选填“直流”或“交流”)输出端上；  (3)将与灯泡相连的线圈B拆掉部分匝数，其余装置不变，继续实验，则灯泡亮度　　　　(选填“变亮”或“变暗”)；  (4)某次实验时，变压器原、副线圈的匝数分别为220匝和110匝，学生电源输出端电压的有效值为6 V，则小灯泡两端电压的有效值可能是　　　　。  A.12 V B.6 V C.3.6 V D.2.8 V 答案　(1)A　(2)交流　(3)变暗　(4)D 解析　(1)根据电阻定律可知相同材料、相同截面积条件下导线越长电阻越大，故A线圈的匝数多； (2)变压器只能改变交流电压，线圈A应连到学生电源的交流输出端上； (3)线圈B拆掉部分匝数，则n2减小，因此变压器副线圈电压U2减小，灯泡的功率为P= 可知灯泡功率降低，亮度变暗； (4)理想变压器= 可得U2==3 V 实验过程中由于存在漏磁、铁芯发热、导线发热等情况，副线圈的实际电压应小于理想变压器副线圈电压的理论值，应小于3 V，可能为2.8 V，故选D。 四、解答题（共计3题，共计42分） 13.（10分）如图所示，匀强磁场磁感应强度B＝0.1 T，所用矩形线圈的匝数N＝100，边长lab＝0.2 m，lbc＝0.5 m，以角速度ω＝100π rad/s绕OO′轴匀速转动。试求： (1)感应电动势的峰值； (2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，线圈中瞬时感应电动势的表达式； (3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，求线圈在t＝ s时刻的感应电动势大小。 答案　(1)314 V　(2)e＝314sin (100πt) V (3)157 V 解析　(1)由题可知，线圈面积S＝lab lbc＝0.2×0.5 m2＝0.1 m2 感应电动势的峰值 Em＝NBSω＝100×0.1×0.1×100π V＝100π V＝314 V。 (2)若从线圈平面垂直磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值e＝Emsin ωt 所以e＝314sin (100πt) V。 (3)若从线圈平面平行磁感线时开始计时，感应电动势的瞬时值表达式为 e＝Emcos ωt 代入数据得e＝314cos (100πt) V 当t＝ s时，e＝314cos V＝157 V。 14.(14分)如图所示，理想变压器原线圈匝数n1＝800匝，副线圈匝数n2＝200匝，灯泡A标有“5 V　2 W”，电动机D的线圈电阻为1 Ω。将交变电压u＝100·sin(100πt)V加到理想变压器原线圈两端，灯泡恰能正常发光，求： (1)副线圈两端电压； (2)副线圈中的电流； (3)电动机D消耗的电功率。 答案　(1)25 V　(2)0.4 A　(3)8 W 解析　(1)交变电压u＝100sin(100πt)V 最大值为Um＝100 V 故有效值为U1＝＝ V＝100 V 根据理想变压器的变压比公式＝ 有U2＝＝ V＝25 V。 (2)由于灯泡正常发光，故电流为 IL＝＝ A＝0.4 A 所以副线圈中的电流I2＝IL＝0.4 A。 (3)电动机两端电压为 UD＝U2－UL＝25 V－5 V＝20 V 电动机消耗的电功率为 PD＝UDI2＝20×0.4 W＝8 W。 15.(18分)如图，导体棒受外力作用在圆形轨道所围磁场中绕端点O以角速度ω=100π rad/s，沿逆时针匀速转动。磁场区域的半径为a=1.0 m，第一和第三象限的磁感应强度为B1= T，第二和第四象限的磁感应强度为B2= T，磁场均垂直于轨道平面，方向如图，导体棒两端分别与圆心O和金属导轨良好接触，接入电路中的电阻为R1=10 Ω，外电路电阻R2=40 Ω，电阻R2与圆心O和导轨上的N点连接，不计一切摩擦。求： (1)图中所示时刻导体棒OM两点之间的电势差UOM(M为此时导轨上的接触点)； (2)若从导体棒刚进入第一象限开始计时，规定R2中电流向右为正方向，画出导体棒转动一周的过程中，外电路电阻R2中电流i随时间t变化的图像； (3)图中理想电流表的示数(结果保留一位小数)； (4)为了维持导体棒匀速转动，外力在1分钟内做的功。 答案　(1)24 V　(2)见解析图　(3)1.2 A　(4)4 320 J 解析　(1)图中时刻，根据法拉第电磁感应定律得e1=B1ωa2=30 V，由右手定则可知O点电势高于M点，故OM两点之间的电势差 UOM=e1=24 V (2)若从导体棒刚进入第一象限开始计时，规定R2中电流向右为正方向，则 i1==0.6 A e2=B2ωa2=80 V i2==1.6 A 外电路电阻R2中电流i随时间t变化的图像如图 (3)根据有效值的定义可得R2+R2=I2R2T 解得电流表的示数I≈1.2 A (4)为了维持导体棒匀速转动，外力在1分钟内做的功W=I2(R1+R2)t=4 320 J。 1 学科网（北京）股份有限公司 $