2021-2025年高考物理试题分类汇编：交变电流原卷版

五年真题(2021-2025)

专敢12余变也流

（五年考情-探规律）

考点五年考情（2021-2025）命题趋势

2025•北京卷、河北卷

2024•广西卷、新课标卷、湖北卷基础考查仍是重点，如交变电流的产生、

考点1交变电

2023.湖南卷描述、理想变压器原理等基础知识，常以

流

2022•河北卷、海南卷选择题或填空题形式出现。注重综合应用，

2021•浙江卷、辽宁卷常与电路、能量等知识结合命题，考查学

生解决复杂问题的能力。同时，题目情境

2025•湖南卷、安徽卷会更加新颖，可能结合现代科技、生活实

2024•全国甲卷、海南卷、重庆卷际等，考查学生知识迁移能力。此外，开

考点2变压器

2023•北京卷、广东卷放性、探究性问题或增多，鼓励学生深入

远距离输电

2022•湖北卷、北京卷思考，培养创新思维和解决实际问题的能

2021•湖南卷、山东卷力。

（五年真题・分点精准练）

考点01交变电流

1.（2025•黑吉辽蒙卷•高考真题）如图，形导线框置于磁感应强度大小为8、水平向右的匀强磁场中。

线框相邻两边均互相垂直，各边长均为/。线框绕6、e所在直线以角速度。顺时针匀速转动，be与磁场

方向垂直。？=。时，漏牙与水平面平行，贝！］（）

B

A.，=0时，电流方向为〃Z?cd助a

B.1=0时，感应电动势为引20

7T

C./=一时，感应电动势为0

co

7T

D.，=0到"一过程中，感应电动势平均值为0

co

2.（2025•北京•高考真题）如图所示，交流发电机中的线圈ABC£＞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e=10sin（100MV。下列说法正确的是（）

A.该交流电的频率为100Hz

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，A3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10夜V

3.（2025,浙江•高考真题）如图1所示，在平面内存在一以。为圆心、半径为厂的圆形区域，其中存在一

方向垂直平面的匀强磁场，磁感应强度3随时间变化如图2所示，周期为3f。。变化的磁场在空间产生

感生电场，电场线为一系列以。为圆心的同心圆，在同一电场线上，电场强度大小相同。在同一平面内，

有以。为圆心的半径为2r的导电圆环I,与磁场边界相切的半径为0.5r的导电圆环囿电阻均为R,圆心

。对圆环回上P、。两点的张角3=30。；另有一可视为无限长的直导线8。导电圆环间绝缘，且不计相

互影响，则（）

D

图1图2

A.圆环I中电流的有效值为电力

2B。

B.”15。时刻直导线CD电动势为/

C."0$。时刻圆环回中电流为

12曲

।B

D.f=时刻圆环回上PQ间电动势为百

4.（2025•北京・高考真题）如图所示，线圈自感系数为L电容器电容为C,电源电动势为E,A?和A3

是三个相同的小灯泡。开始时，开关S处于断开状态。忽略线圈电阻和电源内阻，将开关S闭合，下列

说法正确的是（）

A.闭合瞬间，A1与A?同时亮起B.闭合后，A?亮起后亮度不变

C.稳定后，A1与A3亮度一样D.稳定后，电容器的电荷量是CE

5.（2024・浙江•高考真题）理想变压器的原线圈通过。或6与频率为八电压为M的交流电源连接，副线圈

接有三个支路，如图所示（光敏电阻的阻值随着光照增加而减少）。当S接a时，三个灯泡均发光。若

c光敏

电

阻

L!

A.电容C增大，L灯泡变凫B.频率/增大，L2灯泡变亮

C.RG上光照增强，L3灯泡变暗D.S接到6时，三个泡均变暗

6.（2024•新疆河南•高考真题）电动汽车制动时可利用车轮转动将其动能转换成电能储存起来。车轮转动

时带动磁极绕固定的线圈旋转，在线圈中产生电流。磁极匀速转动的某瞬间，磁场方向恰与线圈平面垂

直，如图所示。将两磁极间的磁场视为匀强磁场，则磁极再转过90。时，线圈中（）

A.电流最小B.电流最大

C.电流方向由P指向。D.电流方向由。指向P

7.（2024・广东・高考真题）将阻值为500的电阻接在正弦式交流电源上。电阻两端电压随时间的变化规律

如图所示。下列说法正确的是（）

A.该交流电的频率为100Hz

B.通过电阻电流的峰值为0.2A

C.电阻在1秒内消耗的电能为1J

D.电阻两端电压表达式为〃=10点sin（1007if）V

8.（2024•河北•高考真题）与、&为两个完全相同的定值电阻，与两端的电压随时间周期性变化的规律如

图1所示（三角形脉冲交流电压的峰值是有效值的G倍），&两端的电压随时间按正弦规律变化如图

2所示，则两电阻在一个周期T内产生的热量之比。1：（22为（）

9.（2024•山东•高考真题）如图甲所示，在-aAWd,-衣的区域中存在垂直。孙平面向里、磁感应强度大

小为B的匀强磁场（用阴影表示磁场的区域），边长为2d的正方形线圈与磁场边界重合。线圈以y轴

为转轴匀速转动时，线圈中产生的交变电动势如图乙所示。若仅磁场的区域发生了变化，线圈中产生的

电动势变为图丙所示实线部分，则变化后磁场的区域可能为（）

图甲图乙图丙

-d/2|dfl-J^d12|4d/2

10.（2024・湖北・高考真题）在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L1的电阻是灯泡L2的2倍。假设两

个二极管正向电阻为0、反向电阻无穷大。闭合开关S,灯泡L、L2的电功率之比中心为（）

11.（2024•浙江•高考真题）如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出“=5sinl00R（V）的

交流电，经原、副线圈匝数分别为。和％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（）

金

转

〃27属

换

板

器打火针

的＜7

A.

々20000

B.

n22000

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

12.（2022•海南•高考真题）一个有N匝的矩形线框，面积为S,以角速度。从如图所示的位置开始，在匀

强磁场8中匀速转动，则产生的感应电动势随时间变化的图像是（）

13.（2022・河北•高考真题）张家口市坝上地区的风力发电场是北京冬奥会绿色电能的主要供应地之一，其

发电、输电简易模型如图所示，已知风轮机叶片转速为每秒z转，通过转速比为的升速齿轮箱带动

发电机线圈高速转动，发电机线圈面积为S,匝数为M匀强磁场的磁感应强度为8,1=0时刻，线圈

所在平面与磁场方向垂直，发电机产生的交变电流经过理想变压器升压后。输出电压为U。忽略线圈

电阻，下列说法正确的是（）

发电机等效图

八低速高速

转轴转轴XXX升压变压器―

山升速齿轮箱|L］高压电网

ZY（转速比XXX

XX5X

A.发电机输出的电压为

B.发电机输出交变电流的频率为2万

C.变压器原、副线圈的匝数比为也

D.发电机产生的瞬时电动势e=叵兀NBSnzsin（2Tmz）t

14.（2022•广东•高考真题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数w不同的两线圈，4>“，

二者轴线在同一平面内且相互垂直，两线圈到其轴线交点O的距离相等，且均连接阻值为R的电阻，

转子是中心在。点的条形磁铁，绕。点在该平面内匀速转动时，两线圈输出正弦式交变电流。不计线

圈电阻、自感及两线圈间的相互影响，下列说法正确的是（）

A.两线圈产生的电动势的有效值相等B.两线圈产生的交变电流频率相等

C.两线圈产生的电动势同时达到最大值D.两电阻消耗的电功率相等

15.（2021・江苏•高考真题）贯彻新发展理念，我国风力发电发展迅猛，2020年我国风力发电量高达4000

亿千瓦时。某种风力发电机的原理如图所示，发电机的线圈固定，磁体在叶片驱动下绕线圈对称轴转

动，已知磁体间的磁场为匀强磁场，磁感应强度的大小为0.2T,线圈的匝数为100、面积为0.5m2,电

阻为0.6Q,若磁体转动的角速度为90rad/s,线圈中产生的感应电流为50A。求：

（1）线圈中感应电动势的有效值E;

（2）线圈的输出功率P。

接外电路

16.（2021・辽宁•高考真题）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abed边长为3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。。,以角速度3匀速转动，"边距轴:。线圈

中感应电动势的有效值为（）

A.NBI3coB.显NBl3a)

2

17.（2021•北京•高考真题）一正弦式交变电流的，：图像如图所示。下列说法正确的是（

18.（2021•浙江,高考真题）如图所示，虚线是正弦交流电的图像，实线是另一交流电的图像，它们的周期

T和最大值4“相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（）

A.。=以B.u4C.u号D.U4

222

19.（2011・四川•高考真题）如图所示,在匀强磁场中匀速转动的矩形线圈的周期为T,转轴垂直于磁

场方向，线圈电阻为2C,从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，线圈转过60。时的感应电流为1A,

那么（

A.线圈消耗的电功率为4W

B.线圈中感应电流的有效值为2A

C.任意时刻线圈中的感应电动势为e=4cos7/

T171

D.任意时刻穿过线圈的磁通量为①=一sin〒/

nT

20.（2021・浙江•高考真题）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的

匀强磁场中以恒定角速度绕O。'轴转动，阻值为E的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图

乙中的为已知量。则金属框转动一周（

A.框内电流方向不变B.电动势的最大值为U”，

C.流过电阻的电荷必D.电阻产生的焦耳热也幽

RR

考点02变压器远距离输电

21.（2025•云南•高考真题）电动汽车充电桩的供电变压器（视为理想变压器）示意图如图所示。变压器原

线圈的匝数为外,输入电压S=LlkV；两副线圈的匝数分别为乙和%，输出电压S=a=220V。当

I、团区充电桩同时工作时，两副线圈的输出功率分别为7.0kW和3.5kW,下列说法正确的是（)

A.B.勺：%=1：5

C.变压器的输入功率为10.5kWD.两副线圈输出电压最大值均为220V

22.（2025•广西•高考真题）有一变压器的原线圈接入有效值为220V的正弦交流电，副线圈输出电压的最

大值11&V,则原副线圈的匝数比为（）

A.20:72B.72:20C.20:1D.1:20

23.（2025・福建,高考真题）某理想变压器如图甲，原副线圈匝数比4：1,输入电压随时间的变化图像如图

乙，氏的阻值为R2的2倍，贝IJ（）

UN

6

A.交流电的周期为2.5s

B.电压表示数为12V

C.副线圈干路的电流为E电流的2倍

D.原副线圈功率之比为4：1

24.（2025・安徽•高考真题）某理想变压器的实验电路如图所示，原、副线圈总匝数之比4：％=1：3,A为

理想交流电流表。初始时，输入端。、6间接入电压〃=120sin（lOO7if）V的正弦式交流电，变压器的滑

动触头P位于副线圈的正中间，电阻箱R的阻值调为60。要使电流表的示数变为2.0A,下列操作正

确的是（）

A.电阻箱R的阻值调为18。B.副线圈接入电路的匝数调为其总匝数的;

C.输入端电压调为a=12衣sin（50m）VD.输入端电压调为a=60sin（l（X）MV

25.（2025•广东•高考真题）如图所示。某光伏电站输出功率1000kW、电压400V的交流电，经理想变压器

升压至10kV后，通过输电线输送到变电站，输电线的等效电阻R为5。。下列说法正确的是（）

变压器节电线

光

变

伏

电

电

站

站

A.变压器原、副线圈匝数比为1:100

B.输电线上由R造成的电压损失为500V

C.变压器原线圈中的电流为100A

D.变压器原、副线圈中电流的频率不同

26.（2025・湖南•高考真题）如图，某小组设计了灯泡亮度可调的电路，a、b、c为固定的三个触点，理想

变压器原、副线圈匝数比为匕灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R,交变电源输出电压的有效值恒为U。

kTI

B.S与a相连,灯泡两端的电压为K

U

C.S与6相连,流过灯泡的电流为俨+2）R

U2

D.S与c相连,灯泡的电功率为（F+I）R

27.（2025・河北•高考真题）2024年底，世界装机容量最大的抽水蓄能电站一一河北丰宁抽水蓄能电站全面

投产发电。如图，若该电站通过理想变压器调节输出电压。2时，输入电压q保持不变。己知副线圈总

n

匝数为〃，分接头1、2间和2、3间的线圈匝数年=缶3=而，开关S接3时输出电压的瞬时值"2=UmSin训，

28.（2024・湖南•高考真题）根据国家能源局统计，截止到2023年9月，我国风电装机4亿千瓦，连续13

年居世界第一位，湖南在国内风电设备制造领域居于领先地位。某实验小组模拟风力发电厂输电网络

供电的装置如图所示。已知发电机转子以角速度。匀速转动，升、降压变压器均为理想变压器，输电

线路上的总电阻可简化为一个定值电阻凡。当用户端接一个定值电阻R时，&上消耗的功率为P。不

计其余电阻，下列说法正确的是（）

升压变压器降压变压器

A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则凡上消耗的功率为4尸

B.输电线路距离增加，若《阻值增加一倍，则%消耗的功率为4P

C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则凡上消耗的功率为8P

D.若在用户端再并联一个完全相同的电阻R,则凡上消耗的功率为6尸

29.（2024•重庆・高考真题）小明设计了台灯的两种调光方案，电路图分别如图甲，乙所示，图中额定电压

为6V灯泡的电阻恒定，R为滑动变阻器，理想变压器原、副线圈匝数分别为孙、如。原线圈两端接电

压为220V的交流电，滑片P可调节灯泡L的亮度，P在R最左端时，甲、乙图中灯泡L均在额定功率

下工作，则（）

A.m：ri2=110：3

B.当P滑到R中点时，图甲中L功率比图乙中的小

C.当P滑到R最左端时，图甲所示电路比图乙更节能

D.图甲中L两端电压的可调范围比图乙中的大

30.（2024•海南,高考真题）电动汽车充电站变压器输入电压为10kV,输出电压为220V,每个充电桩输入

电流16A,设原副线圈匝数分别为％、的,输入正弦交流的频率为50Hz,则下列说法正确的是（）

A.交流电的周期为0.02s

B.原副线圈匝数比4:%=11：50。

C.输出的最大电压为220V

D.若10台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW

（2024•北京•高考真题）如图甲所示，理想变压器原线圈接在正弦式交流电源上，输入电压〃随时间/

变化的图像如图乙所示，副线圈接规格为"6V,3W"的灯泡。若灯泡正常发光，下列说法正确的是（）

甲

A.原线圈两端电压的有效值为24小/

B.副线圈中电流的有效值为0.5A

C.原、副线圈匝数之比为104

D.原线圈的输入功率为12W

32.（2024•全国甲卷•高考真题）如图，理想变压器的副线圈接入电路的匝数可通过滑动触头T调节，副线

圈回路接有滑动变阻器R、定值电阻叫和《、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压&不变的情况

下，为提高&的热功率，可以

A.保持T不动，滑动变阻器R的滑片向/端滑动

B.将T向6端移动，滑动变阻器R的滑片位置不变

C.将T向a端移动，滑动变阻器R的滑片向/端滑动

D.将T向6端移动，滑动变阻器R的滑片向e端滑动

33.（2024・辽宁・高考真题）如图，理想变压器原、副线圈的匝数比为由：加=5：1,原线圈接在电压峰值

为〃的正弦交变电源上，副线圈的回路中接有阻值为R的电热丝，电热丝密封在绝热容器内，容器内

封闭有一定质量的理想气体。接通电路开始加热，加热前气体温度为T。。

（1）求变压器的输出功率P;

（2）已知该容器内的气体吸收的热量。与其温度变化量AT成正比，即0=CAT,其中C已知。若电

热丝产生的热量全部被气体吸收，要使容器内的气体压强达到加热前的2倍，求电热丝的通电时间九

34.（2023・广东•高考真题）用一台理想变压器对电动汽车充电，该变压器原、副线圈的匝数比为1:2,输

出功率为8.8kW,原线圈的输入电压"=220&sin（100加）V。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确

的是（）

A.20A,50HzB.20及A,50HzC.20A,100HzD.20A/2A,100HZ

35.（2023・北京・高考真题）自制一个原、副线圈匝数分别为600匝和190匝的变压器，原线圈接12V的正

弦交流电源，副线圈接额定电压为3.8V的小灯泡。实际测得小灯泡两端电压为2.5V。下列措施有可能

使小灯泡正常发光的是（）

A.仅增加原线圈匝数B.仅增加副线圈匝数

C.将原、副线圈匝数都增为原来的两倍D.将两个3.8V小灯泡并联起来接入副线圈

36.（2023・山东,高考真题）某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压5=256/,输出功率500kW。

降压变压器的匝数比%：％=50：1,输电线总电阻R=62.5Q。其余线路电阻不计，用户端电压S=220V,

功率88kW,所有变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（）

A.发电机的输出电流为368AB.输电线上损失的功率为4.8kW

C.输送给储能站的功率为408kWD.升压变压器的匝数比如：〃2=1：44

37.（2023•浙江•高考真题）我国nOOkV特高压直流输电工程的送电端用"整流"设备将交流变换成直流,

用户端用"逆变"设备再将直流变换成交流。下列说法正确的是（）

A.送电端先升压再整流B.用户端先降压再变交流

C.llOOkV是指交流电的最大值D.输电功率由送电端电压决定

38.（2023・海南,高考真题）下图是工厂利用M=22O0sinlOORV的交流电给36V照明灯供电的电路，变压

器原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是（）

6

A.电源电压有效值为220&VB.交变电流的周期为0.02s

C.副线圈匝数为180匝D.副线圈匝数为240匝

39.（2022・天津・高考真题）如图所示，两理想变压器间接有电阻R,电表均为理想交流电表，。、6接入电

C.电流表A］的示数变大D.电流表A?的示数变小

40.（2022•重庆•高考真题）低压卤素灯在家庭电路中使用时需要变压器降压。若将"12V50W”的交流卤素

灯直接通过变压器（视为理想变压器）接入电压为220V的交流电后能正常工作，则（）

A.卤素灯两端的电压有效值为60VB.变压器原、副线圈的匝数比为55团3

C.流过卤素灯的电流为Q24AD.卤素灯的电阻为968。

41.（2022・北京・高考真题）某理想变压器的原线圈接在220V的正弦交流电源上，副线圈输出电压为22000V,

输出电流为300mA。该变压器（）

A.原、副线圈的匝数之比为100IMB.输入电流为30A

C.输入电流的最大值为1575AD.原、副线圈交流电的频率之比为1m00

42.（2022•湖北•高考真题）近年来，基于变压器原理的无线充电技术得到了广泛应用，其简化的充电原理

图如图所示。发射线圈的输入电压为220V、匝数为1100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，

A.接收线圈的输出电压约为8V

B.接收线圈与发射线圈中电流之比约为22:1

C.发射线圈与接收线圈中交变电流的频率相同

D.穿过发射线圈的磁通量变化率与穿过接收线圈的相同

43.（2022・山东・高考真题）如图所示的变压器，输入电压为220V,可输出12V、18V、30V电压，匝数为

々的原线圈中电压随时间变化为a=UmCOS（100”）.单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数

为0.1V。将阻值为12Q的电阻R接在两端时，功率为12W。下列说法正确的是（）

A.%为1100匝，Um为220V

B.间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4A

C.若将R接在A8两端，R两端的电压为18V,频率为100Hz

D.若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5A,周期为Q02s

44.（2021・重庆•高考真题）某电动牙刷的充电装置含有变压器，用正弦交流电给此电动牙刷充电时，原线

圈两端的电压为220V,副线圈两端的电压为4.4V,副线圈的电流为1.0A,若将该变压器视为理想变

压器，贝U（）

A.原、副线圈匝数之比为25:1B.原线圈的电流为Q02A

C.副线圈两端的电压最大值为5VD.原、副线圈的功率之比为50:1

45.（2021・福建・高考真题）某住宅小区变压器给住户供电的电路示意图如图所示，图中R为输电线的总电

阻。若变压器视为理想变压器，所有电表视为理想电表，不考虑变压器的输入电压随负载变化，则当

住户使用的用电器增加时，图中各电表的示数变化情况是（）

A.Ai增大,V2不变，V3增大

B.Ai增大，V2减小，V3增大

C.A2增大，V2增大，V3减小

D.A2增大,V2不变,V3减小

46.（2021・海南・高考真题）如图，理想变压器原线圈接在“=22O0sinlOOR（V）的交流电源上，副线圈匝数

可通过滑片P来调节。当滑片P处于图示位置时，原、副线圈的匝数比4:%=2:1,为了使图中“100V,

50W"的灯泡能够正常发光