2024届高考物理第一轮复习：交变电流（附答案解析）

2024届高考物理第一轮复习：交变电流

一、选择题

1.图甲是小型交流发电机的示意图，两磁极N、S间的磁场可视为水平方向的匀强磁场，4为交流

电流表。线圈绕垂直于磁场方向的水平轴。。'沿逆时针方向匀速转动，从图示位置开始计时，产生的

交变电流随时间变化的图像如图乙所示，以下判断正确的是（）

A.电流表的示数为1OA

B.线圈转动的角速度为50mad/s

C.0.01s时线圈平面与磁场方向垂直

D.0.02s时线圈中磁通量最大

2.某小组用如图甲所示的风速仪研究交流电，风杯在风力作用下带动与其连在一起的永磁铁转动。

某一风速时，线圈中产生的交变电流如图乙所示，已知风杯转速与风速成正比，则（）

甲

A.1s内线圈中的电流方向改变了50次

B.该交变电流的峰值为20A

C.风速增大，产生的交变电流周期增大

D.风速增大，产生的交变电流有效值增大

3.如图所示为一个经双可控硅调节后加在电灯上的电压，正弦式交变电流的每一个二分之一周期

中，前面四分之一周期被截去，则现在电灯上电压的有效值为（）

A.UmB.缪C.冬D.冬

4.如图所示，L是直流电阻不计的自感系数较大的线圈，a灯泡的电阻小于b灯泡的电阻，b、c灯

泡相同。下列说法正确的是（）

A.闭合S时a、c灯瞬间变凫，b灯逐渐变亮

B.闭合S,电路稳定后b、c灯一样亮

C.断开S时c灯立即熄灭，b灯闪亮一下后逐渐熄灭

D.断开S时通过a灯的感应电流与原电流方向相反

5.如图所示，A、8是两个完全相同的灯泡，”是自感系数较大的线圈，其电流电阻忽略不计，当电

键K闭合时，下列说法正确的是（）

A.A比B光亮，然后A熄灭

B.B比A先亮，然后B逐渐变暗，A逐渐变亮

C.A、B—齐亮，然后A熄灭

D.A、B—齐克，然后A逐渐变亮，B的亮度不变

6.如图所示为一含有理想变压器的电路，其中定值电阻&=200。，42=150，正弦交变电压u最

大值为220&V,电流表和电压表均为理想电表，电流表示数为0.5A,则电压表的示数为（）

C.60VD.90V

7.一含有理想变压器的电路如图，图中电阻Ri、R2和R3的阻值分别为3Q、1C和4C,A为理想交

流电流表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。当开关S断开时，电流表的示数为1A；

当开关S闭合时，电流表的示数为4A,下列说法正确的是()

A.该交流电源电压最大值为48&V

R.该变压器原、副线圈匝数比为4：I

C.开关S闭合时，Ri消耗功率大于Rz消耗功率

D.开关S从闭合到断开，电源输出功率增大

8.如图所示，一理想变压器接在电压有效值为200V、频率为50，z的正弦交流电源上，原、副线圈

的匝数比叫：n2=5：1,副线圈与定值电阻％和滑动变阻器％相连，%的阻值为80。，R2的最大阻

值为120。。下列说法正确的是()

A.电阻灯中的电流方向每秒钟变化20次

B.改变滑动变阻器&接入电路的阻值时，滑动变阻器两端电压的最大值为24V

C.通过原线圈的电流最大值为0.5A

D.滑动变阻器&消耗的最大电功率为5W

9.如图所示，有一理想变压器，原、副线圈的匝数比为n：l,原线圈两端接入正弦交流电源，电压

为"UocoslOOmV,副线圈接有一个交流电流表和一个电动机。电动机线圈电阻为R,当开关S接通

后，电流表读数为I,在磁感应强度为B的匀强磁场中，电动机带动一电阻为r、质量为m、长为1

的金属杆在光滑的没有电阻的导轨上以速度v匀速上升，重力加速度为g。下列判断正确的是

()

A.电动机两端电压为IR,其消耗的电功率为FR

B.电动机的热功率为FR,副线圈电压的有效值为区

n

C.原线圈中的电流为nL副线圈电流的频率为50Hz

229

D.变压器的输入功率为/2R+mgv+”詈

10.交流发电机的简化结构如图所示，两磁极间产生的磁场可近似为匀强磁场。已知水平匀强磁场

的磁感应强度大小8=余7，矩形线框4BCD共100匝，面积S=0.2m2,电阻不计。线框绕垂直于

磁场的转轴0。以角速度3=50rad/s匀速转动，通过熔断电流（有效值）为10A的保险丝与理想变

压器原线圈相连，副线圈接入一只“220V20W”的灯泡，下列说法正确的是（）

A.若灯泡正常发光，通过保险丝的电流为0.2A

B.为使灯泡正常发光，变压器原、副线圈的匝数之L匕为20：11

C.线框平面与磁场方向垂直时，穿过线框的磁通量为a

D.线框中产生的感应电动势的有效值为100企V

11.手摇发电机产生的正弦交流电经变压器给灯泡L供电，其电路如图所示，当线圈以角速度3匀速

转动时，电压表示数为U,灯泡正常发光。已知发电机线圈的电阻为r,灯泡正常发光时的电阻为

R,其他电阻可忽略，变压器原线圈与副线圈的匝数比为匕变压器可视为理想变压器。则（）

A.转动一个周期，通过线圈横截面的电荷量为幽

（i）r

B.减小转速，交流电的频率变小，灯泡仍能正常发光

C.若仅在负载再并联一个相同的灯泡，则灯泡L的亮度不变

D.副线圈输出电压的有效值为名

K

12.发电机的示意图如图所示，n匝正方形线圈在匀强磁场中以恒定角速度3绕。。，轴转动，阻值为

R的电阻两端电压的有效值为U。。线圈电阻为r,其余电阻不计，转动过程中，线圈中磁通量的最大

AU（）（R+r）B■%（〃+「）

2na）R2ncoR

cUo"）D.」Uo（R+r）

na）R,n（i）R

二、多项选择题

13.某探究小组利用图甲所示的电路探究一标签模糊的理想变压器的原、副线圈匝数比。R为定值电

阻，人为两只标有“5，，24'的相同小灯泡，在输入端加如图乙所示的交变电压。开关S断开

时，灯泡Li正常发光，测得电阻R两端的电压与灯泡加两端的电压相等，则下列说法正确的是

A.定值电阻的阻值为7.5。

B.闭合开关S后，灯泡■变亮

C.理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1

D.理想变压器原、副线圈的匝数比为3：1

14.如图，在理想变压器的原线圈的两端加上电压〃=311sinlOO7i（y）的正弦交流电，在副线圈上连

接有定值电阻Ro和滑动变阻器R,P为滑动变阻器的滑动触头。图中两电压表均为理想电压表。下列

C.将P向上滑动时，交变电流的频率增大

D.将P向上滑动时，8的电功率减小

15.甲、乙两种亮度可调的台灯内部电路示意图如图所示，其中甲台灯通过变阻器调节灯泡亮度,

乙台灯通过改变理想变压器副线圈的匝数调节灯泡亮度，两台灯所用电源和灯泡均相同，下列说法

A.两台灯均可使用直流电源

B.甲台灯的旋转开关从1调到4的过程中，灯泡两端的电压逐渐变大

C.乙台灯的旋转开关从1调到4的过程中，灯泡两端的电压逐渐变大

D.当两台灯亮度相同时，电源的输出功率相同

16.如图所示的理想变压器电路中，两交流电表均为理想电表，副线圈有一滑动触头P可上下移动

以调节副线圈的匝数，滑动变限器尺，的滑动触头Q可调节接入电路的电阻值，现在原线圈两端加一

交流申•压小则下列说法正确的是（）

A.仅将P向下移动，V的示数减小，4的示数减小

B.仅将P向上移动，原线圈的输入功率增大

C.仅将Q向下移动，P的示数减小，4的示数增大

D.仅将Q向上移动，原线圈的输入功率增大

17.风能是一种清洁且利用方便的能源，我国已探明的风能约为16亿千瓦，主要分布在西北、华

北、东北的草原和戈壁，以下为某风力发电机的模型图，风带动叶片转动，升速齿轮箱通过1：k的

转速比带动匝数为N的发电机线圈高速转动，线圈产生的交变电流经过理想变压器后向用户端的m

盏灯泡供电，其中电路中的A灯为指示灯，A与用户端的灯泡规格完全相同，额定电压为U；若某

段时间内叶片的转速为n转/秒，电路中的所有灯泡均正常发光，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁

感应强度为B,线圈电阻不计，则下列说法正确的是（）

A.经过理想变压器后输出交变电流的频率为Anm

B.理想变压器原副线圈的匝数比为1

C.线圈的面积为s=

2nknNB

D.若此时用户突然增多，则A灯变亮，其余灯泡的亮度变暗，发电机的总功率变小

18.如图，理想变压器原线圈与定值电阻Ro-18。、一只理想二极管和电流表串联后接在〃=

36sinl007i£（V）的交流电源匕理想变压器原、副线圈总匝数相同，滑动触头Po初始位置在副线圈

正中间，原、副线圈匝数比为n。定值电阻R尸6C,滑动变阻器R的最大阻值为30C,滑片Pi初始

位置在R=3C处。电流表、电压表均为理想交流电表，电源内阻不计，下列说法正确的是（）

A.若保持Po位置不变，Pi向上滑动,则电压表示数变大，电流表示数变小

B.若保持P位置不变，Po向下滑动,则电压表示数先变大后变小，电流表示数变小

C.若保持Po位置不变，Pi向上滑动,当R=18Q时，理想变压器的输出功率有最大值9W

D.若保持Pi位置不变，Po向下滑动,当n=3时，理想变压器的输出功率有最大值4.5W

19.如图所示，理想变压器原线圈和副线圈上分别接有阻值均为R的电阻灯、/?2,原线圈接电压有

效值为U的交流电源。现通过滑片P改变原线圈的匝数，使原线圈和副线圈接入电路的匝数分别为

3、九2,则下列说法正确的是()

A.%、&两端的电压比为小：九1

2

B.%、%消耗的功率比为白2：n2

C.%越大，％两端电压越大

D.当九i="2时，a两端电压达到最大

三、非选择题

20.如图所示，匝数N=50匝的矩形线圈，线圈总电阻r=1。，边长为ab=25cm,ad=20cm。外

电路电阻R=9D,匀强磁场磁感应强度的大小B=0.47,线圈绕垂直于磁感线的。0'轴以角速度3=

50nrad/s匀速转动。试求：

（I）电路中感应电动势的最大值；

（2）从此位置开始转过冬的过程中，通过电阻R的电荷是小

（3）在时间£=Imin内R上消耗的电能；（取小=10）

（4）从此位置开始计时，线圈加边所受安培力的瞬时值表达式（取垂直于纸面向里为安培力的

JF方向1

21.如图所示，匝数N=50匝的矩形线圈，线圈总电阻r=l。，边长为ab=25cm,ad=20cmo外

电路电阻R=9D,匀强磁场磁感应强度的大小B=0.47,线圈绕垂直于磁感线的。。'轴以角速度口=

50/iTad/s匀速转动。试求：

O'

（1）电路中感应电动势的最大值;

（2）从此位置开始转过韵勺过程中，通过电阻R的电荷量q；

（3）在时间t=Imin内R上消耗的电能。（取/=10）

22.如图，某小型水电站的发电机的输出电功率为尸=7.2xl（）4w,输电电压为g=6xl03y,输

电线的总电阻为R=50用户端需要的电压为以=220V,升压变压器和降压变压器均为理想变压

器。求：

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