2021-2025年高考物理试题知识点分类汇编之交变电流（三）

202L2025年高考物理真题知识点分类汇编之交变电流（三）

一,选择题（共13小题）

I.（2022•山东）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m的原线

圈中电压随时间的变化为u=Umcos（100m）。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120的电阻R接在BC两端时，功率为12W。下列说法正确的是（）

A.m为1100匝，Um为220V

B.BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为I.4A

C.若将R接在AB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002s

2.（2022•浙江）下列说法正确的是（）

A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用

B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向

C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大

D.升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率

3.（2022•浙江）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对

称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两

侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（）

甲乙

A.甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场

B.乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场

C.甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电

D.乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电

4.（2022•重庆）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6衣V

B.变压器原、副线圈的匝数比为55：3

C.流过卤素灯的电流为0.24A

D.卤素灯的电阻为968Q

5.（2021•湖南）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为ni：n2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交

变电源，灯泡Li,L2的阻值始终与定值电阻Ro的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b

端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）

A.Li先变暗后变亮，L2一直变亮

B.Li先变亮后变暗，L2一直变亮

C.Li先变暗后变亮，L2先变壳后变暗

D.Li先变亮后变暗，L2先变亮后变暗

6.（2021•浙江）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Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（）

C.U>^UmD.UV辛Um

7.（2021•重庆）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，则（）

A.原、副线圈匝数之比为25：1

B.原线圈的电流为0.02A

C.副线圈两端的电压最大值为5V

D.原、副线圈的功率之比为50：1

8.（2021•天津）如图所示，闭合开关后，R=5Q的电阻两端的交流电压为u=50由sinlOirtV,电压表和电

B.电压表的读数为100V

C.电流表的读数为10A

D.电阻的电功率为IkW

9.（2021•北京）一正弦式交变电流的i・t图像如图所示。下列说法正确的是（）

A.在t=0.4s时电流改变方向

B.该交变电流的周期为0.5s

C.该交变电流的表达式为i=2cos5mA

V2

D.该交变电流的有效值为三人

10.（2021•广东）某同学设计了一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正

弦式交流电，周期为0.2s,电后最大值为0.05V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、

副线圈匝数比为1：60o下列说法正确的是（）

A.交流电的频率为10Hz

B.副线圈两端电压最大值为3V

C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关

D.充电电路的输入功率大于变压器的输入功率

II.（2021•福建）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，不考虑变压龄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增天

C.A2增大，V2增大，V3减小

D.A2增大,V2不变,V3减小

12.（2021•湖北）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R

的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（）

R

A.电流表Ai示数减小

B.电流表A2示数增大

C.原线圈输入功率先增大后减小

D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大

13.（2021•辽宁）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abed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2匀速转动，ab边距轴々线圈中感应电动

4

势的有效值为（)

4

B

1)V2、

A.NBL2U)B.—NBL2WC.-NBL2(DD.—NBL-co

224

多选题（共6小题）

（多选）14.（2022•福建）某同学利用如图所示电路模拟远距离输电.图中交流电源电压为6V,定值电

阻RI=R2=20Q小灯泡Li、L2的规格均为“6VL8W”,理想变压器Ti、T2原副线圈的匝数比分别为

1：3和3：1。分别接通电路I和电路II,两电路都稳定工作时（）

交流

电源t7」TT

A.Li与L2一样亮

B.L2比Li更亮

C.C上消耗的功率比R2的大

D.D上消耗的功率比R2的小

（多选）15.（2022•天津）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，a、b接入电

压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（）

A.R的发热功率不变B.电压表的示数不变

C.电流表Ai的示数变大D.电流表A2的示数变小

（多选）16.（2021•山东）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1：3,输入电压

为7.5V的正弦交流电。连接西理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10C。开关S接1时,

右侧变压器原、副线圈匝数比为2：1,R上的功率为10W；接2时，匝数比为1：2,R上的功率为P。

以下判断正确的是（）

R

A.r=10QB.r=5QC.P=45WD.P=22.5W

（多选）17.（2021•海南）如图，理想变压器原线圈接在u=220&sin100m（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、副线圈的匝数比山：叱=2：I,为了使图

中“100V,50W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（）

B.仅将滑片P向下滑动

C.仅在副线圈电路中并联一个阻值为20Q的电阻

D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为20。的电阻

（多选）18.（2021•河北》如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L,匝数为N,放置在磁感应强度大小

为B的匀强磁场中。理想变R器的原、副线圈匝数分别为no、ni和n2,两个副线圈分别接有电阻R1

和R2。当发电机线圈以角速度3匀速转动时，理想电流表读数为I。不计线圈电阻，下列说法正确的

是（）

A.通过电阻R2的电流为,

B.电阻R2两端的电压为经竺1

V2/VFL26J

C.no与ni的比值为

心।5以,^V2NBL2a)I(n+n')

D.发电机的功率为sl---------――1-2

（多选）19.（2021•浙江）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00'轴转动，阻值为R的电阻两端的电压如图乙所示。其它电阻不计，图

乙中的Um为已知量。则金属框转动一周（）

B.电动势的最大值为Um

2Pf2

C.流过电阻的电荷一厂

D.电阻产生的焦耳热Q=%型

202L2025年高考物理真题知识点分类汇编之交变电流（三）

参考答案与试题解析

一.选择题（共13小题）

题号1234567891011

答案DBABADBCCBD

题号1213

答案AB

二,多选题（共6小题）

题号141516171819

答案RCRCRDRDRCRD

一,选择题（共13小题）

I.（2022•山东）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ni的原线

圈中电压随时间的变化为U=UmCOS（100E）。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为O.lVo

将阻值为12ft的电阻R接在BC两端时，功率为I2W,下列说法正确的是（）

0~:-0A

〜柱子।:一B

也

A.ni为1100®,Um为220V

B.BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为I.4A

C.若将R接在AB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0.02s

【考点】变压器的构造与原理；正弦式交变电流的函数表达式及推导.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】变压器中原、副线圈两端电压之比等于匝数之比，目流之比等于匝数的反比，根据电压表的示

数与输入电压的关系判断原线圈的匝数，再根据正弦式交变电流有效值和峰值的关系求出该交变电压的

峰值：根据功率和电阻的关系求出BC段电压的大小，再根据原、副线圈电压与匝数的关系求出BC段

的匝数；根据原、副线圈电压与匝数的关系可以推断BC段电压是12V,AC段电压应是30V,AB段的

电压应是18V,因为变压器不改变交变电流的频率，所以求出原线圈两端电压的频率即可；根据欧姆定

律计算电流大小，再根据频率与周期的关系，计算周期。

【解答】解：A、变压器的输入电压为220V,

根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为

£1=^1

四

将Ui=220V,n2=l,U2=0.1V代入解得原线圈匝数为:

n1=2200,

原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为Un产&U=22O\泛V,故A

错误；

B、当在BC间接入12Q的电阻时电功率为12W,由功率表上式P=%可得：

UBC=y/PR=V12X12V=12V

故流过R的电流大小为/=^=^A=1A

再由兽二①，解得BC间均匝数为nBC=120,故B错误；

UBCnBC

C.根据原、副线圈电压与匝数之间的关系可知，原线圈电压和匝数固定时，副线圈的匝数越多，输出的

电压就越大，BC间的输出电R为12V,AC间的输出电压应为30V,故AB间的输出电压应为18V。所

以当R接在AB间时两端电压大小为18V。

因为变压器不能改变交变电流的频率，所以副线圈的频率等于原线圈的频率，根据原线圈的电压表达式

可求得输入电压的周期为：7=普=襦$=0.02s

故频率为：/=*=点Hz=50，z,故C错误：

D.若将R接在AC端，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为1=誓=得4=2.54

由C选项可知交流电的周期为T=0.02s,故D正确。

故选：D。

【点评】本题考查变压器，解题关键掌握变压器电压规律和电流的规律，注意电功率的计算公式。

2.（2022♦浙江）下列说法正确的是（）

A.恒定磁场对静置于其中的电荷有力的作用

B.小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向

C.正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时，电流最大

D.升压变压器中，副线圈的磁通量变化率大于原线圈的磁通量变化率

【考点】变压器的构造与原理；磁感应强度的方向；洛伦兹力的概念；交流发电机及其产生交变电流的

原理.

【专题】定性思想；推理法；交流电专题；理解能力.

【答案】B

【分析】恒定磁场对静置于其中的电荷没有力的作用；根据磁场方向的规定分析B选项；正弦交流发

电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时电流为零；升压变压器中副线圈的磁通量变化率不可能大于

原线圈的磁通量变化率。

【解答】解：A、根据F=qvB可知，恒定磁场对静置于其中的电荷没有力的作用，故A错误；

B、根据磁场方向的规定可知，小磁针N极在磁场中的受力方向是该点磁感应强度的方向，故B正确;

C、正弦交流发电机工作时，穿过线圈平面的磁通量最大时线圈处于中性面，此时磁通量最大，磁通量

变化率为零，感应电动势为零、电流为零，故C错误；

D、升压变压器中，如果不漏磁，则副线圈的磁通量变化率等于原线圈的磁通量变化率，如果漏磁，则

副线圈的磁通量变化率小于原线圈的磁通量变化率，故D错误。

故选：Bo

【点评】本题主要是考查电磁感应现象以及正弦交流电的知识，关键是知道正弦交流电的产生以及变压

器的变压原理即可解答本题.

3.（2022•浙江）如图所示，甲图是一种手摇发电机及用细短铁丝显示的磁场分布情况，摇动手柄可使对

称固定在转轴上的矩形线圈转动；乙图是另一种手摇发电机及磁场分布情况，皮带轮带动固定在转轴两

侧的两个线圈转动。下列说法正确的是（）

甲乙

A.甲图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场

B.乙图中线圈转动区域磁场可视为匀强磁场

C.甲图中线圈转动时产生的电流是正弦交流电

D.乙图线圈匀速转动时产生的电流是正弦交流电

【考点】正弦式交变电流的函数表达式及推导；交流发电机及其产生交变电流的原理；交变电流的U-

t图像和i・t图像.

【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】A

【分析】磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场

不能看成匀强磁场；甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，乙图

中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电。

【解答】解—：A.甲图中细短铁丝显示的磁场分布均匀，则线圈转动区域磁场可视为匀强磁场，故A正

确；

B.乙图中细短铁丝显示的磁场分布不均匀，则线圈转动区域磁场不能看成匀强磁场，故B错误：

C.根据发电机原理可知甲图中线圈在匀强磁场中绕垂直磁场的转轴匀速转动时才能产生正弦交流电，

故C错误；

D.乙图中是非匀强磁场，则线圈匀速转动时不能产生正弦交流电，故D错误；

故选：Ao

【点评】本题是准确理解交流目的产生规律，闭合电路中线圈在磁场中转动时，线圈中要产生交变电流，

要满足线圈中的磁通量发生周期性变化。

4.（2022•重庆）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6aV

B.变压器原、副线圈的匝数比为55：3

C.流过卤素灯的电流为0.24A

D.卤素灯的电阻为968Q

【考点】变压器的动态分析一一原线圈无负载.

【专题】定量思想；归纳法；交流电专题；分析综合能力.

【答案】B

【分析】根据晟=最确定变压器原副线圈匝数比；根据1=£求出电流；根据R=^求出电阻值。

【解答】解：A、“I2V50W”的交流卤素灯中的电压为有效值，所以卤素灯的有效值为12V,故A错

误；

B、根据察=也可知：—=—=V,故B正确；

U2九？12九23

C、根据I=与=fjA=4.16A,故C错误；

［产12?

D、根据R=-p-=q.fl=2.88C,故D错误；

IJU

故选：Bp

【点评】本题主要考查了变压器的应用和电流、电阻的计算，解题关键是掌握变压器的工作原理，明确

匝数之比和电流、电压之比的关系。

5.（2021•湖南）如图，理想变压器原、副线圈匝数比为m：H2,输入端C、D接入电压有效值恒定的交

变电源，灯泡Li、L2的阻值始终与定值电阻Ro的阻值相同。在滑动变阻器R的滑片从a端滑动到b

端的过程中，两个灯泡始终发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是（）

A.Li先变暗后变亮，L2一直变亮

B.Li先变亮后变暗，L2一直变亮

C.Li先变暗后变亮，L2先变亮后变暗

D.Li先变亮后变暗，L2先变亮后变暗

【考点】变压器的动态分析一一原线圈无负载；电功和电功率的计算.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】A

【分析】滑动变阻器滑片处于中间位置.时副线圈所在电路电阻最大，根据滑动变阻器的移动情况分析总

电阻的变化、总电流的变化以及灯泡两端电压的变化，由此分析灯泡亮度的变化。

【解答】解：由题意画出滑片移动时的等效电路图如图所示：

滑片在a端时，Ra=O,滑片在b端时，Rb=Oo由于灯泡Li、L2的阻值始终与定值电阻Ro的阻值相同,

根据数学知识可知，当滑动变阻器的滑片处于•中间位置时，副线圈的总电阻最大。

由图可知，滑片在两端时，副线圈所在电路总阻值最小，当滑片从a端向中间滑动时，副线圈所在电路

的总阻值增大，则副线圈所在电路的总电流减小，根据?=也可知原线圈所在电路的电流也减小，则

12九1

灯泡Li变暗，由于输入端C、D接入电压有效值恒定，Li两端电压减小，则原线圈两端电压增大，根

=也可知副线圈两端电压增大，而L2所在支路电阻减小，则通过L2的电流增大，灯泡L2变亮:

九1

当滑片从中间向b端移动时，副线圈所在电路的总阻值减小，则副线圈所在电路的总电流增大，根据已

也可知原线圈所在电路的电流也增大，则灯泡Li变亮，由于输入端C、D接入电压有效值恒定，L两

九1

端电压增大，则原线圈两端电压减小,=江可知副线圈两端电压减小,Ro所在支路总电阻增大、

/1

则通过Ro的电流减小、而副线圈总电流增大，则通过L2的也流增大，灯泡L2变亮。

综上所述，A正确、BCD错误。

故选：A。

【点评】本题主要是考查涉及变压器问题的动态分析，关键是弄清楚电路的连接情况，根据滑动变阻器

的移动情况分析总电阻的变化、总电流的变化以及灯泡两端甩压的变化。知道变压器的电压之比等于匝

数之比，在只有一个副线圈的情况下的电流之比等于匝数的反比。

6.（2021•浙江）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Um相同，则实线所对应的交流电的有效值U满足（

D.UV^Um

【考点】正弦式交变电流的函数表达式及推导.

【专题】定量思想；方程法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】D

【分析】根据交流电的有效值定义，让交流与恒定电流分别通过相同的电阻，如果在交流的一个周期内

它们产生热最相等，则将直流电的电压和电流称为交流电的有效值，依此判定求解。

【解答】解：依据交流电的有效值定义，若是正弦式交流电，即为虚线的图像，那么其有效值为：U=^Um,

由图像可知，实线所对应的交流电在除峰值外的任意时刻其瞬时值总是小广正弦交流电的瞬时值，那么

在一周期内，对于相同的电阻，实线所对应的交流电产生热量小于正弦交流电产生的热量，故实线所对

应的交流电的有效值小于正弦交流电的有效值，即UV苧Um。实线所对应的电压瞬时值随时间均匀增

大或减小，其电压的平均值等于1Um,而电压的有效值并不等于平均值，故ABC错误，D正确。

故选：D.

【点评】考查交流电的有效值的计算，理解有效值的定义，注意正弦式交流电的有效值与最大值的关系。

7.（2021•重庆）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，则（）

A.原、副线圈匝数之比为25：1

B.原线圈的电流为0.02A

C.副线圈两端的电压最大值为5V

D.原、副线圈的功率之比为50：1

【考点】变压器的构造与原理.

【专题】定性思想；推理法；交流电专题；分析综合能力.

【答案】B

【分析】根据理想变压器原副线圈电压、电流与匝数之比关系可以分析，再根据最大值与有效值之间关

系以及输入功率等于输出功率即可解本题。

n,%22050

【解答】解：A.由理想变压器的变压公式，可知原副线圈匝数之比为二■=/=—=—故A错

n2U24.41

误；

B.由理想变压器的变流公式，/=资=表解得原线圈电流/i=^xl.(M=0.02/l,故B正确；

C.根据有效值与最大值的关系可知，副线圈两端的电压最大值=&x〃2=&X4.4V=6.16V,

故C错误；

D.根据理想变压器输出功率等于输入功率可知，原副线圈的功率之比为1：1,故D错误。

故选：Bo

【点评】该题考查理想变压器电压、电流与原副线圈匝数之比的关系，有效值与最大值之间关系，以及

输入功率等于输出功率等知识点，属于基本题型。

8.(2021•天津)如图所示，闭合开关后，R=5Q的电阻两端的交流电压为u=5(h泛sinlOmV,电压表和电

A.该交流电周期为0.02s

B.电压表的读数为I00V

C.电流表的读数为I0A

D.电阻的电功率为IkW

【考点】正弦式交变电流的函数表达式及推导；闭合电路欧加定律的内容和表达式.

【专题】学科综合题；定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】C

【分析】由交流电压的瞬时值表达式分析周期。

根据最大值和有效值的关系求出有效值，电流表和电压表都是有效值。

根据电功率公式分析。

【解答】解：A、分析交流电压的瞬时值表达式可知，角速度：a)=10nrad/s,则周期：T=普=襦s

=0.2s,故A错误;

B、电压表的示数为有效值，U=^=耳争V=50V,故B错误；

C、电流表的示数为有效值，1=%=当A=10A,故C正确；

D、电阻的电功率：P=I2R=102X5W=5（X）W,故D错误。

故选：Co

【点评】该题主要考查了对交变电压的瞬时表达式的理解，知道电流表和电压表都是有效值，难度不大，

属于基础题。

9.（2021•北京）一正弦式交变电流的i-t图像如图所示。下列说法正确的是（）

i/A

、71\.

0-ok0：2/L30.40.5t/s

A.在t=0.4s时电流改变方向

B.该交变电流的周期为0.5s

C.该交变电流的表达式为i=2cos5EA

D.该交变电流的有效值为j.A

【考点】正弦式交变电流的函数表达式及推导.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】C

【分析】根据图像判断出交流电电流的最大值和周期，判断出电流方向发生改变的时刻，求得角速度和

有效值，即可判断出瞬时电流的表达式。

【解答】解：A、根据图可知，在l=0.4s时电流方向不变，故A错误；

B、根据图可知，交流电的周期T=0.4s,故B错误；

C、根据图像可知交流电电流的最大值为Im=2A,角速度3=竿=怒rad/s=5"ad/s,故该交变电

流的表达式为i=2cos5mA,故C正确；

D、电流的有效值为1=詈=壹力=乃4,故D错误；

故选：Co

【点评】根据图象获取有用信息，知道正弦式交变电流的有效值1=甥，根据图像判断出交流电的瞬时

表达式。

10.（2021•广东）某同学设计/一个充电装置，如图所示。假设永磁铁的往复运动在螺线管中产生近似正

弦式交流电，周期为0.2s,电后最大值为0.05V。理想变压器原线圈接螺线管，副线圈接充电电路，原、

副线圈匝数比为1：60。下列说法正确的是（）

永磁铁I……―：二：---------1

、叫JJLH电阚

/V二：1I

蛭线管_____r------

A.交流电的频率为10Hz

B.副线圈两端电压最大值为3V

C.变压器输入电压与永磁铁磁场强弱无关

D.充电电路的输入功率大r变压器的输入功率

【考点】变压器的构造与原理；法拉第电磁感应定律的内容和表达式；交变电流的u-l图像和i-t图

像.

【专题】定性思想；推理法；交流电专题；理解能力.

【答案】B

【分析】根据周期和频率的关系确定交流电的频率；利用变压器电压之比与线圈匝数之比相等确定输出

电压，再根据电压的最大值和有效值间的关系确定输出电压的最大值；明确输入电压来源，根据法拉第

电磁感应定律确定输入电压与永磁铁的强弱是否有关，明确变压器输出功率决定输入功率，本身不消耗

能量。

【解答】解：A、交流电的周期为T=0.2s,则其频率f="=急Hz=5Hz,故A错误；

B、输入电压的最大值Uim=0.05V,根据5卫=必■可知，输出电压最大值U2m=孕・Ulm=60X0.05V

U2m九2nl

=3V,故BIE确；

C、输入电压是由电磁感应产生的，根据法拉第电磁感应定律可知，输入电压与永磁体的强弱有关，故

C错误；

D、变压器两端的功率是相等的，即输出功率决定了输入功率，故D错误。

故选：Bo

【点评】本题考查变压器原理以及交流电的性质，要注意明确变压器的基本原理，知道电压之比等于匝

数之比，电流之比等于匝数的反比；输入功率和输出功率相等等规律。

II.（2021•福建）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

【考点】变压器的动态分析——原线圈无负载.

【专题】探究题；定性思想；控制变量法；理解能力.

【答案】D

【分析】本题考查闭合电路的动态分析，则当住户使用的用电器增加时，并联支路在增加。所以输出端

的总电阻在减少，根据总电阻的变化，确定出总电流，以及输入，输出端的电压变化。

【解答】解：不考虑变压器的输入电压随负载变化，即变压器原线圈的输入电压UI=UVI不变，

根据：察=巴•可•知，变压器副线圈的输出电压U2=U\，2不变：当住户使用的用电器增加时，即用户的

U?112

总电阻R灯变小，由，2=唐一可知，副线圈的电流I2=IA2变大，而由，UV3=U2-l2R可知V3减小；

R+Rtr

由理想变压器的原理U|I|=U2l2,可知原线圈的电流h=lAI变大；故综合上述分析可知Al增大，A2

增大，V2不变，V3减小；故ABC错误，D正确。

故选：Do

【点评】本题需要注意电压是由输入端决定，而电阻的变化引起的电功率的变化是输出决定输入。在结

合电路的动态分析即可求解。

12.（2021•湖北）如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R

的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中（）

R

A.电流表Ai示数减小

B.电流表A2示数增大

C.原线圈输入功率先增大后减小

D.定值电阻R消耗的功率先减小后增大

【考点】变压器的构造与原理；电功和电功率的计算.

【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】A

【分析】分析右端电路可知，R与滑动变阻器右半部分并联后，再与左半部分串联接入电路，当滑片从

a往b滑动时，并联部分总电阻减小，滑动变阻器左半部分可阻增大，故电路中总电阻增大。

【解答】解：分析右端电路可知，R与滑动变阻器右半部分并联后，再与左半部分串联接入电路。当滑

片从a往b滑动时，并联部分总电阻减小，滑动变阻器左半部分电阻增大，故电路中总电阻增大。

B、变压器原线圈输入电压不变，副线圈输出电压不变，总电阻增大，则副线圈总电流减小，A2示数减

小,故B错误；

A.再由变压器原副线圈电流关系知，A2示数减小，Ai示数减小，故A正确；

C、副线圈输出电压不变，电流减小，故输出功率减小，故C错误；

D、滑片从a往b滑动时，副线圈干路电流减小，滑动变阻器右半部分和R并联总电阻减小，则并联部

分分压减小，定值电阻R消耗电功率减小，故D错误。

故选：Ao

【点评】本题考杳变压器和动态电路，意在考查考生对动态电路的分析能力，滑动变阻、可变电阻器在

此类电路中出现较多。

13.（2021•辽宁）如图所示，N匝正方形闭合金属线圈abed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00,以角速度0）匀速转动，ab边距轴3线圈中感应电动

4

势的有效值为（)

1)V2、

A.NBL2U)B.—NBL2WC.-NBL2(DD.—NBL-co

224

【考点】正弦式交变电流的函数表达式及推导；交流发电机及其产生交变电流的原理.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】B

【分析】线圈在绕垂直于磁场的转轴转动过程中产生的感应电动势的最大值为Em=NBS3,最大值与

转轴的位置无关，根据正弦式交变电流最大值和有效值间的关系即可求得有效值。

【解答】解：线圈转动产生的感应电动势的最大值与转轴位置无关，故/=NB廿3,故有效值E=4=

2

3,故ACD错误，B正确；

故选：Bo

【点评】本题主要考查了线圈转动产生正弦式交变电压的最大值及与有效值间的关系即可判断。

二,多选题（共6小题）

（多选）14.（2022•福建）某同学利用如图所示电路模拟远距离输电.图中交流电源电压为6V,定值电

阻R-R2=20d小灯泡Li、L2的规格均为“6V"W"，理想变压器Ti、T?原副线圈的匝数比分别为

1：3和3：1。分别接通电路I和电路II,两电路都稳定工作时（）

C.Ri上消耗的功率比R2的大

D.Ri上消耗的功率比R2的小

【考点】远距离输电的相关计算；电功和电功率的计算；变压器的构造与原理.

【专题】比较思想；控制变量法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】BC

【分析】先根据R二上求出小灯泡Li、L2的电阻。由欧姆定律求出小灯泡Li的电流。根据理想变压器

的原副线圈电压关系、电流关系，求出小灯泡L2的电流，从而比较两个灯泡亮度关系。根据Ri与R2

中电流关系，比较它们功率关系。

【解答】解：AB、小灯泡Li、L2的电阻为RL=肛套=20。

小灯泡Li的电流11=h%=益再A=0.15A；

设小灯泡L2的电流为12,根据T2原副线圈的匝数比n3：n4=3：l,得T2原副线圈的电流之比等=—

hn33

则R2中电流为lR2=1l2

U鹿n3

T2原副线圈的电压之比——=---=-，则原线圈的电压UKI=3I2RL,TI副线圈的电压为3U,则3U

I2RL九41

=IR2R2+UR,BP3U=I12R2+3I2RL,解得：h=0.27A

可得12>h,所以L2比Li更亮，故A错误，B正确；

CD、Ri中电流为Ii=0.15A,R2中电流为IR2=如=《xO.27A=O.O9A,则又RI=R2=20Q,

由P=/R知RI上消耗的功率比R2的大，故C正确，D错误。

故选：BCo

【点评】解答本题的关键要掌握理想变压器原副线圈电压关系和电流关系，结合电路构造和欧姆定律列

式，即可完成分析。

（多选）15.（2022•天津）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，a、b接入电

压有效值不变的正弦交流电源。闭合开关S后（）

A.R的发热功率不变B.电压表的示数不变

C.电流表Ai的示数变大D.电流表A2的示数变小

【考点】变压器的动态分析一一原线圈无负载.

【专题】定性思想；推理法；交流电专题；推理论证能力.

【答案】BC

【分析】本题根据电流比等于匝数反比，电压比等于匝数比，结合选项，即可解答。

【解答】解：D.闭合开关S后，灯的支路变多，故电流表A?的示数变大，故D错误；

A.降压变压器的原电流增大，根据电流比等于匝数反比，而匝数是定值，故升压变压器的副线圈电流增

大，R的发热功率增大，R的电压增大，故A错误；

B.升压变压器的原电压U不变，根据电压比等于匝数比，而匝数是定值，升压变压器副线圈的电压U

不变，故电压表示数不变，故B正确；

C.升压变压器的副线圈电流增大，根据电流比等于匝数反比，而匝数是定值，电流表Ai的示数变大,

故C正确;

故选：BCo

【点评】本题考查学生对电流比等于匝数反比，电压比等于币数比的掌握，中等难度题。

（多选）16.（2021•山东）输电能耗演示电路如图所示。左侧变压器原、副线圈匝数比为1：3,输入电压

为7.5V的正弦交流电。连接两理想变压器的导线总电阻为r,负载R的阻值为10Q。开关S接I时，

右侧变压器原、副线圈匝数比为2：I,R上的功率为10W；接2时，匝数比为1：2,R上的功率为P。

以下判断正确的是（）

A.r=101lB.r=5QC.P=45WD.P=22.5W

【考点】变压器的构造与原理；电功和电功率的计算.

【专题】定性思想：推理法；交流电专题；理解能力.

【答案】BD

【分析】开关接1时，已知输出功率，根据功率公式可右侧变压器的输出电流；再根据变压器电流之比

等于匝数的反比即可求出右侧变压器输入电流和左侧变压器输入电流；从而求出输入的总功率和导线r

上消耗的功率，从而由功率公式求出导线电阻；

开关接2时，明确电流关系，再根据输入的总功率等于导线上消耗的功率和R上消耗的功率，根据电

流关系和功率公式列式即可求出电流和R上的功率。

【解答】解：AB、开关接1时，根据功率公式P=FR可得，右侧线圈输出电流：h=J5=J^A=

1A,

根据变压器电流之比等于匝数的反比，对右侧变压器有：空=%，解得I2=4,3=4X1A=0.5A；

，3九322

对左侧变压器有：7-=—,解得：h=1.5A；则可知：

左侧变压器输入功率:Pi=UiIi=7.5X1.5W=11.25W,

右侧变压器输入功率：P3=P4=PR=I0W,

故导线上消耗的功率：Pr=Pi-P3=11.25W-10W=1.25W,

由Pr=l^r可"得，r=-7=—R1=5C,故B止确，A错误；

r0.52

CD、开关接2时，根据电流之比等于线圈匝数的反比可得，—=3,

〃2日1

解得：Ii'=31,2,7^,=—=2,21'3=1'2,

〃3九3

根据能量关系有:P'l=Pr+P'3=Pr+P,P=PZ1-Pr,

有2

♦3-r2~二，解得：r2=3A,r3=I.5A；

P=rlR=1.52X10W=22.5W,故D正确,C错误。

故选：BDo

【点评】本题考查远距离输电的原理，解题的关键在于明确能最关系以及变压器原理的应用，注意明确

变压器本身不消耗能量。

（多选）17.（2021♦海南）如图，理想变压器原线圈接在u=220&sinl0（）m（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ni：n2=2：I,为了使图

中“100V,50W”的灯泡能够正常发光，下列操作可行的是（）

A.仅将滑片P向上滑动

B.仅将滑片P向下滑动

C.仅在副线圈电路中并联一个阻值为20c的电阻

D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为20Q的电阻

【考点】变压器的构造与原理.

【专题】应用题；信息给予题；定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力.

【答案】BD

【分析】首先根据理想变压器原副线圈的关系，求解副线圈电压的有效值，然后根据市联电路电阻与电

压的分配关系求解小灯泡两端的电压，最后分析滑动变阻器滑片的移动方向。

【解答】解：原线圈电压有效值

维=娶=22。丫

则次级电压有效值

U2=氤Ui=ix220V=110V>100V

则为了使图中“100V,50W”的灯泡能够正常发光，则需要减小次级电压，即仅将划片P向下滑动，

或者仅在副线圈电路中串联一个电阻，阻值为

R="▲鸣叫2=200,

故选：BDO

【点评】解答本题的关键是理解小灯泡正常发光的含义是：小灯泡两端的工作电压为100V。

（多选）18.（2021•河北）如图，发电机的矩形线圈长为2L、宽为L,匝数为N,放置在磁感应强度大小

为B的匀强磁场中。理想变压器的原、副线圈匝数分别为no、m和皿，两个副线圈分别接有电阻R.

和R2。当发电机线圈以角速度3匀速转动时.，理想电流表读数为I。不计线圈电阻，下列说法正确的

是（）

氏

A.通过电阻R2的电流为归」

九2

B.电阻R2两端的电压为巴”1

711

6Bis

C.no与ni的比值为

iRi

,、，，，，，一,y/2NBLza）I（n+n}

D.发电机的功率为---------—~A~-2

【考点】多个副线圈共存的变压器问题；电功和电功率的计算；交流发电机及其产生交变电流的原理;

正弦式交变电流的函数表达式及推导；理想变压器两端的电压、电流与匝数的关系.

【专题】定量思想；推理法；交流电专题；分析综合能力.

【答案】BC

【分析】根据欧姆定律可得副线圈m两端电压，根据交流电电动势的最大值表达式、最大值与有效值

的关系以及变压器的变压比可得no与ni的比值；由变压器的变压比可得电阻R2两端的电压；根据欧

姆定律，可得通过电阻R2的电流；发电机的功率P总等于Ri消耗的功率加上R2消耗的功率。

【解答】解：C、副线圈ni两端电压UI=IRI,

根据交流电电动势的最大值表达式：Em=NBS3=N・B・L・2L・3=2NBl?3,

交流电电动势的有效值：E有=%=幼雪色v=V2NBL2O）,

VLVZ

由变压