专题分层练 9.恒定电流和交变电流--2026高考物理第二轮专题复习练（含解析）

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2026高考物理第二轮专题复习
9.恒定电流和交变电流
选择题:1~6题每小题5分,7~9题每小题7分,第10题9分,共60分
基础巩固练　
1.(2025江苏梅村中学模拟)某城市新装了一批节能路灯,该路灯通过光控开关实现自动控制:电灯的亮度可自动随周围环境的亮度改变而改变。其内部电路简化原理图如图所示,电源电动势为E,内阻为r,RG为光敏电阻(光照强度增加时,其电阻值减小)。当随着傍晚到来光照逐渐减弱时,则下列判断正确的是(　　)
A.A灯变亮,B灯变亮
B.A灯变亮,B灯变暗
C.电源的效率变小
D.RG上电流的变化量等于R0上电流的变化量
2.(2025广西卷)如图电路中,材质相同的金属导体a和b,横截面积分别为S1、S2,长度分别为l1、l2。闭合开关后,a、b中自由电子定向移动的平均速率之比为(　　)
A.l1∶2l2 B.2l2∶l1
C.l2S1∶2l1S2 D.2l2S2∶l1S1
3.(2025北京卷)如图所示,交流发电机中的线圈ABCD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(100πt) V,下列说法正确的是(　　)
A.该交变电流的频率为100 Hz
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,AB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 V
4.(2025江苏卷)用图示可拆变压器进行探究实验,当变压器左侧的输入电压为2 V时,若右侧接线柱选取“0”和“4”,右侧获得4 V输出电压,则左侧接线柱选取的是(　　)
A.“0”和“2” B.“2”和“8”
C.“2”和“14” D.“8”和“14”
5.(2025河北卷)2024年底,世界装机容量最大的抽水蓄能电站——河北丰宁抽水蓄能电站全面投产发电。如图所示,若该电站通过理想变压器调节输出电压U2时,输入电压U1保持不变。已知副线圈总匝数为n,分接头1、2间和2、3间的线圈匝数n12=n23=,开关S接3时输出电压的瞬时值u2=Umsin ωt,则S接2时u2-t的图像为(　　)
6.(2025安徽卷)某理想变压器的实验电路如图所示,原、副线圈总匝数之比n1∶n2=1∶3,○A为理想交流电流表。初始时,输入端a、b间接入电压u=12sin(100πt) V的正弦式交变电流,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6 Ω。要使电流表的示数变为2.0 A,下列操作正确的是(　　)
A.电阻箱R的阻值调为18 Ω
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u=12sin(50πt) V
D.输入端电压调为u=6sin(100πt) V
综合提升练　
7.(2025湖南卷)如图所示,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k,灯泡L和三个电阻的阻值均恒为R,交流电源输出电压的有效值恒为U。开关S与不同触点相连,下列说法正确的是(　　)
A.S与a相连,灯泡的电功率最大
B.S与a相连,灯泡两端的电压为
C.S与b相连,流过灯泡的电流为
D.S与c相连,灯泡的电功率为
8.(多选)(2025河南信阳模拟)节能的LED灯越来越普及,而驱动LED发光需要恒流源。如图所示,电路中的电压表、电流表都是理想电表,电源是一个恒流源(该恒流源输出的电流大小、方向都不变),在改变R2的过程中,电压表V的读数为U,电流表A的读数为I,电流表A1的读数为I1,电流表A2的读数为I2,它们的变化量的绝对值分别为ΔU、ΔI、ΔI1、ΔI2,以下说法正确的是(　　)
A.R1=,R2=
B.
C.
D.当R2=R1时,滑动变阻器R2消耗的电功率最大
9.(多选)(2025云南卷)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n1,输入电压U1=1.1 kV;两副线圈的匝数分别为n2和n3,输出电压U2=U3=220 V,当Ⅰ、Ⅱ区充电桩同时工作时,两副线圈的输出功率分别为7.0 kW和3.5 kW,下列说法正确的是(　　)
A.n1∶n2=5∶1
B.n1∶n3=1∶5
C.变压器的输入功率为10.5 kW
D.两副线圈输出电压最大值均为220 V
培优拔高练　
10.(多选)(2025河北保定模拟)如图甲所示,在一理想变压器的电路中,L为“6 V　6 W”的灯泡,滑动变阻器R2的最大阻值为10 Ω,定值电阻R1=2 Ω,在M、N两端接正弦式交变电流(不计电源内阻),如图乙所示,当R2=6.5 Ω时,小灯泡正常发光,则(　　)
A.M、N两端接的交变电压瞬时值表达式为u=10sin 100πt (V)
B.变压器原、副线圈的匝数比为3∶5
C.小灯泡正常发光时变压器的输出功率最大
D.若滑动变阻器的滑片自左向右滑动(小灯泡不会烧坏),副线圈中的电流一直增大
参考答案
1.A　解析 光照逐渐减弱时,光敏电阻阻值增大,电路总电阻增大,总电流减小,内电压减小,外电压增大,A灯变亮,R0中的电流减小,R0两端的电压减小,又因为外电压增大,所以B灯电压增大,所以B灯变亮,故A正确,B错误;因为外电阻变大,根据η==1-,可知,电源的效率变大,故C错误;对于R0支路,有ΔI0=ΔIB+ΔIG,其中ΔI0<0、ΔIB>0,所以|ΔI0|<|ΔIG|,故D错误。
2.B　解析 根据电阻定律R=ρ,可得Ra=ρ,Rb总=2ρ,两支路并联,有IaRa=IbRb总,结合电流的微观表达式I=nqvS,对于同种材料n、q相同,联立可得val1=2vbl2,即,故B正确。
3.C　解析 根据题意可知,该交变电流的频率f==50 Hz,故A错误;线圈转到图示位置时,磁场与线圈平面平行,磁通量最小,磁通量变化率最大,产生的感应电动势最大,故B错误;根据题意,由右手定则可知,线圈转到图示位置时,电流由B到A,由左手定则可知,AB边受到的安培力方向向上,故C正确;根据题意,由交变电流最大值公式Em=NBSω可知,仅线圈转速加倍,电动势的最大值变为原来的2倍,为20 V,故D错误。
4.A　解析 根据理想变压器原、副线圈的电压与匝数关系可知,根据题中数据可知U1=2 V,U2=4 V,n2=4,代入可得n1=2,故A正确。
5.D　解析 开关S接3时,副线圈匝数n3=n-,开关S接2时,副线圈匝数n2=n-,联立解得U2'=U2,则S接2时u2=Umsin ωt,D项正确。
6.B　解析 输入电压峰值为Um=12 V,则输入电压有效值为U1==12 V,滑动触头在正中间,根据变压比可知,输出电压U2=U1=18 V,若将电阻箱阻值调为18 Ω,则理想交流电流表的示数为1.0 A,故A错误;若将副线圈匝数调为总匝数的,根据变压比可知,输出电压U2'=U1=12 V,则副线圈电流变为I2'==2.0 A,故B正确;输入端电压调为u=12sin(50πt) V时,其有效值不变,不会导致电流的变化,故C错误;将输入电压峰值减小一半,则输入电压有效值变为U1″==6 V,输出电压U2″=U1″=9 V,副线圈电流变为I2″==1.5 A,故D错误。
7.B　解析 设变压器原、副线圈的电压分别为U1、U2,电流分别为I1、I2,电压关系=k,电流关系,在原线圈中U1=U-I1R原,在副线圈中U2=I2R,故灯泡两端电压U2=,整理后有U2=,即灯泡两端电压U2=,故流过灯泡的电流为I2=,灯泡的电功率P=U2I2=,由于不知道k的具体值,故无法判断原线圈所在回路的阻值R原为何值时功率最大,故A错误;当开关S与a相连时,R原=3R,故灯泡两端电压U2=,故B正确;当开关S与b相连时,R原=2R,故流过灯泡的电流为I2=,故C错误;当开关S与c相连时,R原=R,故灯泡的电功率P=,故D错误。
8.ABD　解析 由部分电路的欧姆定律可知R1=,R2=,故A正确;因为I不变,I1的变化量与I2的变化量绝对值相等,故B正确;因为恒流源电流大小恒定,所以ΔI=0,故C错误;流经滑动变阻器R2的电流为I2=I,滑动变阻器R2的功率为P2=R2=I2,故当R1=R2时,R2消耗的电功率最大,故D正确。
9.AC　解析 根据理想变压器的电压比等于匝数比,可得n1∶n2=U1∶U2=5∶1,n1∶n3=U1∶U3=5∶1,A正确,B错误;根据能量守恒定律,可知变压器的输入功率等于总的输出功率,故P输入=P输出=7.0 kW+3.5 kW=10.5 kW,C正确;输出电压为交变电流的电压的有效值,根据正弦式交变电流的最大值与有效值的关系可知,两副线圈输出电压最大值均为Um=220 V,D错误。
10.ACD　解析 由题图乙可知,交变电压的最大值为10 V,周期T=0.02 s,频率f==50 Hz,ω=2πf=100π rad/s,原线圈接的交变电压瞬时值表达式为u=10sin 100πt (V),故A正确;小灯泡额定电流I2==1 A,负载的总功率P2=6 W+12×6.5 W=12.5 W,电路总功率为R1的功率加上负载的总功率,则有10 V×I1=×2 Ω+12.5 W,解得I1=2.5 A,故变压器原、副线圈的匝数比为n1∶n2=I2∶I1=2∶5,故B错误;将变压器副线圈所在电路看成一个等效电阻,则R等=(RL+R2),则变压器的输出功率为P出=R等=,根据数学知识可知,当R等=R1时,变压器的输出功率最大,则有R等=(RL+R2)=R1,解得R2=6.5 Ω,可知小灯泡正常发光时变压器的输出功率最大,故C正确;滑片自左向右滑动时,R2接入电路的阻值减小,等效电阻R等减小,电路中的输入电压恒定,根据I1=,可知,原线圈电流一直增大,由于匝数保持不变,则副线圈中的电流也一直增大,故D正确。
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