2025年高考物理一轮复习之交变电流
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第1页（共37页） 2025年高考物理一轮复习之交变电流
一．选择题（共10小题）
1．如图所示，理想变压器原线圈与定值电阻R0＝7.5Ω串联后接在电压U0＝48V的交流电源上，副线圈接理想电压表、电流表和滑动变阻器R，R的最大阻值为100Ω，原、副线圈匝数比为1：2。现将滑动变阻器R的滑片P向下滑动，下列说法正确的是（ ）
A．电压表示数变大
B．电源的输出功率变小
C．当滑动变阻器的滑片P位于中点时，电流表的示数为2.4A
D．改变滑片P的位置，R获得的最大功率为76.8W
2．图甲中理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1，电源两端输入电压U随时间t的变化规律如图乙所示，电阻R1、R2和R3的阻值分别为5Ω、2Ω和3Ω，电流表为理想交流电表，现将开关S断开，下列说法正确的是（ ）
A．输入电压U的有效值为10√2𝑉
B．电流表的示数为0.2A
C．若将开关S闭合，副线圈两端电压变化量与电流变化量的绝对值之比变大
D．若将开关S闭合，电流表的示数变小
3．如图甲所示为理想变压器，其原、副线圈匝数比为6：1，电压表和电流表均为理想交流电表，Rt为NTC型热敏电阻，其阻值随温度升高而减小，R为定值电阻。若变压器的输入电压随时间变化的关系如图乙所示，则下列说法正确的是（ ） 第2页（共37页）
A．电压表示数为6√2V
B．变压器原，副线圈的功率之比为6：1
C．变压器原、副线圈中的电流之比为6：1
D．Rt温度降低时，电压表的示数不变、电流表的示数变小
4．如图为某电吹风的设计电路图，a、b、c、d为四个固定触点，可动的扇形金属触片P可同时接触两个触点。触片P处于不同位置时，电吹风可处于停机、吹热风和吹冷风三种工作状态，理想变压器原、副线圈的匝数分别记为n1和n2。下列说法中正确的是（ ）
热风时输入功率 500W
冷风时输入功率 60W
小风扇额定电压 60V
正常工作时小风扇输出功率 48W
A．触片P位于ab时，电吹风属于吹冷风状态
B．理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝11：3
C．小风扇工作时的电流为2A
D．电热丝的电阻为100Ω
5．如图乙所示为某小型发电站高压输电示意图，图甲为升压变压器输入电压随时间变化的图像。在输电线路起始端接入I、Ⅱ两个互感器，两互感器原副线圈的匝数比分别为484：1和1：100，电压表的示数为100V，电流表的示数为1A，两电表图中未标出，输电线路总电阻r＝10Ω。用户端电压为220V，第3页（共37页） 所有变压器及互感器均视为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A．互感器1是电流互感器，互感器Ⅱ是电压互感器
B．降压变压器的匝数比220：1
C．输电线上损耗的功率1×105W
D．当用户使用的用电设备增多时，电压表的示数变大
6．如图所示，一个小型交流发电机输出端连接原、副线圈匝数比n1：n2＝1：2的理想变压器，变压器副线圈上接有R＝20Ω的电阻。已知交流发电机内匀强磁场的磁感应强度大小为B＝0.2T，发电机线圈匝数N＝10匝，面积S＝0.2m2，转动角速度ω＝25rad/s，内阻不计。当发电机正常工作时，下列说法正确的是（ ）
A．图示位置磁通量最大，磁通量的变化率最小
B．以图示位置为t＝0时刻，线圈中感应电动势的表达式为e＝10sin25t（V）
C．电阻R两端的电压为10√2𝑉
D．电阻R消耗的电功率为20W
7．如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出u＝5sin100πt（V）的交流电，经原、副线圈匝数分别为n1和n2的变压器升压至峰值大于10kV，就会在打火针和金属板间引发电火花，实现点火。下列正确的是（ ） 第4页（共37页） A．𝑛2𝑛1＜720000
B．𝑛1𝑛2＜12000
C．用电压表测原线圈两端电压，示数为5V
D．副线圈输出交流电压的频率是100Hz
8．如图甲所示，一电阻不计的单匝线圈处于变化的磁场中，图乙是穿过线圈磁通量Φ随时间t按正弦变化的图象（规定磁感应强度垂直纸面向里时为Φ正）。线圈右边与理想变压器的原线圈连接，已知理想变压器原、副线圈的匝数比n1：n2＝20：1，电阻R1＝20Ω、R2＝10Ω，D为理想二极管，取π2＝10，下列说法正确的是（ ）
A．t＝0.01s时，圆形线圈中电流为零
B．t＝0.005s时，圆形线圈中有最大电流
C．0﹣0.005s内，流过R1的电荷量可能为0.005C
D．原线圈的输入功率为75W
9．如图甲所示为汽车的传统点火装置，称之为蓄电池点火系统。此装置的核心部件是一个变压器，该变压器的原线圈通过开关连接到12V的蓄电池上，副线圈连接到火花塞的两端。在开关闭合或断开的瞬间，将会在副线圈中产生脉冲高电压形成电火花，点燃可燃混合气体。图乙和图丙分别是原线圈、副线圈电压随时间变化的图像，则下列说法正确的是（ ）
A．原线圈的匝数比副线圈的匝数多
B．t2至t3间穿过副线圈的磁通量为零
C．开关断开与闭合瞬间副线圈产生的感应电动势方向相同
D．开关断开时比开关闭合时，更容易点燃混合气体
10．在特、超高压变电设备中，变压器占有重要地位。某理想变压器的简化模型如图所示，原线圈的回路第5页（共37页） 中，理想交流电流表的示数为I，理想交流电压表的示数为U，副线圈的负载阻值为R，则电源电压的有效值为（ ）
A．IR
B．𝑈2𝐼𝑅
C．𝑙2𝑅2𝑈
D．因为原、副线圈的匝数比未知，所以不能求出电源电压的有效值
二．多选题（共4小题）
（多选）11．如图所示，矩形线框的匝数为N＝100，面积为S＝0.02m2，线框所处磁场可视为匀强磁场，磁感应强度大小为B＝1T。线框从图示位置开始绕轴OO'以恒定的角速度ω＝100rad/s沿逆时针方向转动，线框一端接换向器，通过电刷和外电路连接。理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，定值电阻R1＝10Ω、R2＝2.5Ω，线框内阻r＝5Ω，忽略导线的电阻。下列说法正确的是（ ）
A．线框经过图示位置时，产生的感应电动势为200V
B．流过电阻R1的电流是交流电
C．线框转动一圈，通过电阻R1的电荷量为0.4C
D．通过电阻R1的电流有效值为5√2𝐴
（多选）12．图是一台教学用手摇式交流发电机。已知大皮带轮半径为R，小皮带轮半径为r，若以频率f匀速摇动大皮带轮上的手柄，且摇动过程中皮带不打滑，下列说法正确的是（ ） 第6页（共37页）
A．大皮带轮与小皮带轮转动的角速度之比为r：R
B．该发电机产生的交流电频率为𝑟𝑅𝑓
C．若仅将f变为2f，该发电机产生的交变电流的最大值不变
D．若仅将f变为0.5f，该发电机产生的交变电流的有效值变为原来的0.5倍
（多选）13．如图所示，一台交流发电机E通过理想升压变压器T1和理想降压变压器T2向远处的用户供电，输电线的总电阻为R；T1的输入电压和输入功率分别为U1和P1，它的输出电压和输出功率分别为U2和P2；T2的输入电压和输入功率分别为U3和P3，它的输出电压和输出功率分别为U4和P4。下列判断正确的是（ ）
A．𝑈2−𝑈3=𝑃4𝑅𝑈3
B．流过用户端的总电流为𝑃3𝑈4
C．𝑃2−𝑃3=𝑃3𝑈3𝑅
D．流过R的电流为𝑃2𝑈1
（多选）14．如图所示，理想变压器的原线圈与灯泡L1串联，接在输出电压恒定的正弦交流电源两端，副线圈接灯泡L2和滑动变阻器R，电流表和电压表均为理想交流电表，两灯泡的电阻都不随温度变化。将滑动变阻器R的滑片向下滑动，则下列说法正确的是（ ） 第7页（共37页）
A．电压表V的示数减小 B．电流表A的示数减小
C．灯泡L1变亮 D．灯泡L2变亮
三．填空题（共2小题）
15．如图甲所示的电路中，理想变压器的原、副线圈的匝数比为2：1，输入的交变电压如图乙所示，L1、L2是完全相同的灯泡，设灯丝电阻保持不变。若灯泡L2能正常发光，则灯泡L1
（选填“能”或“不能”）正常发光，灯泡L2的额定电压为 V，交变电压瞬时值表达式为u＝
V。
16．如图，KLMN是一个竖直的单匝矩形导线框，全部处于磁感应强度为B的水平方向的磁场中，线框面积为S，MN边水平，线框绕某固定轴以角速度ω匀速转动。在MN边与磁场方向的夹角达30°的时刻（图示位置），导线框只需绕轴转过最小角度为 时，可达中性面。线框匀速转动过程中，产生电动势的有效值为 。
四．解答题（共4小题）
17．如图所示，交流发电机的线圈处于磁感应强度大小为𝐵=√210𝑇的匀强磁场中，线圈绕垂直于磁场方向的转轴匀速转动。已知线圈匝数为N＝100匝，面积为S＝0.1m2，转动的角速度为ω＝100rad/s，通过理想变压器连接阻值为R＝16Ω的电阻，正常工作时，理想电流表示数为0.25A。若从图示位置开始计第8页（共37页） 时：
（1）写出该发电机产生感应电动势的瞬时值表达式；
（2）若不计发电机线圈电阻，求理想变压器的原、副线圈匝数比。
18．电动晒衣杆方便实用，在日常生活中得到广泛应用。如图所示，一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n1：n2，原线圈两端接入正弦交流电源，电压为u＝U0cos100πtV，副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。当开关S接通后，电动机带动质量为m的晾衣杆以速度v匀速上升，此时电流表读数为I，重力加速度为g。求：
（1）电动机的输入功率；
（2）电动机线圈电阻R。
19．有一条河流，河水流量为4m3/s，落差为5m，现利用它来发电，水电站的总效率为50%，发电机的输出电压为400V，水电站到用户之间要进行远距离输电，两地间输电线的总电阻为8Ω，允许输电线上损耗的功率为发电机输出功率的5%，用户所需要的电压为220V，认为所用的变压器都是理想变压器，水的密度ρ＝1.0×103kg/m3，重力加速度g＝10m/s2，求：
（1）发电机的输出功率P及输电线上损耗的功率P损；
（2）升压、降压变压器原、副线圈的匝数比。
20．如图所示，矩形脉冲电流高度为I0，宽度为t，周期为T，PWM技术（脉冲宽度调节技术）中将𝑡𝑇称为占空比。若某脉冲电流的占空比𝑡𝑇=25%。
（1）求该脉冲电流的有效值I；
