2026年高考物理一轮复习专项练习 第十二章 交变电流（无答案）

第十二章 交变电流
考点 1 交变电流的产生与描述
1.(多选)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 Q
D.电流方向由 Q 指向 P
2.如图所示，N匝正方形闭合金属线圈 abcd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ω匀速转动，ab边距轴∠4。线圈中感应电动势的有效值为 ( )
A. NBL ω
3.将阻值为50 Ω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100 Hz
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1 J
D.电阻两端电压表达式为 sin(100πt) V
4.在如图所示电路中接入正弦交流电，灯泡L 的电阻是灯泡L 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 、L 的电功率之比 P ：P 为 ( )
A.2:1 B.1:1 C.1:2 D.1:4
5.(多选)一台发电机在产生正弦式电流。如果发电机电动势峰值为 ，线圈匀速转动的角速度为ω=314 rad/s。如果这个发电机的外电路只有电阻元件，总电阻为2kΩ，线圈内阻不计，从中性面开始计时。则下列说法正确的是 ( )
A.电动势瞬时表达式为e=400 sin 314t V
B.电路中电流的峰值为
C.1 s内电流方向改变50次
D.若发电机转速加倍，则外电阻在相同的时间内产生的热量变为原来的4倍
6.(2022 广东卷)图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数v不同的两线圈,n >n ,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O 点的条形磁铁，绕O 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
7.(2024河北卷)R 、R 为两个完全相同的定值电阻，R 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 倍)，R 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Q ：Q 为 ( )
A.2:3 B.4:3 D.5:4
8.(2024山东卷)如图甲所示,在-d≤x≤d,-d≤y≤d的区域中存在垂直 Oxy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 ( )
9.(多选)某同学自制了一个手摇交流发电机，如图所示。大轮与小轮通过皮带传动(皮带不打滑)，半径之比为4：1，小轮与线圈固定在同一转轴上，线圈是由漆包线绕制而成的边长为 L 的正方形，共n匝，总阻值为 R。磁体间磁场可视为磁感应强度大小为 B 的匀强磁场。大轮以角速度ω匀速转动，带动小轮及线圈绕转轴转动，转轴与磁场方向垂直。线圈通过导线、滑环和电刷连接一个阻值恒为 R 的灯泡。假设发电时灯泡能发光且工作在额定电压以内，下列说法正确的是 ( )
A.线圈转动的角速度为4ω
B.灯泡两端电压有效值为
C.若用总长为原来两倍的相同漆包线重新绕制成边长仍为L的多匝正方形线圈，则灯泡两端电压有效值为
D.若仅将小轮半径变为原来的两倍，则灯泡变得更亮
考点 2 理想变压器、远距离输电
1.我国1 100kV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.1 100 kV 是指交流电的最大值
D.输电功率由送电端电压决定
2.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 u=。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是 ( )
A.20 A,50 Hz B.20 A,50 Hz
C.20 A,100 Hz D.20 A,100 Hz
3.(多选)电动汽车充电站变压器输入电压为10kV，输出电压为220 V，每个充电桩输入电流16 A，设原副线圈匝数分别为n 、n ，输入正弦交流电的频率为 50 Hz，则下列说法正确的是 ( )
A.交流电的周期为0.02 s
B.原副线圈匝数比
C.输出的最大电压为220 V
D.若10 台充电桩同时使用，输入功率为35.2kW
4.(2024浙江1月选考)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=5 sin 100πt V 的交流电,经原、副线圈匝数分；为n 和n 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。下列说法正确的是 ( )
C.用电压表测原线圈两端电压，示数为5 V
D.副线圈输出交流电压的频率是 100 Hz
5.(2023天津卷)(多选)如图是输电线为用户输电的示意图，电路中升压变压器T 和降压变压器T 都认为是理想变压器，中间输电线上的总电阻为 R，下列说法正确的是 ( )
A. T 的输出电压与T 的输入电压相等
B. T 的输出功率大于 T 的输入功率
C.若用户接入的用电器增多，则R 消耗的电功率减小
D.若用户接入的用电器减少，则T 的输出功率减小
6.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1：n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N，匀强磁场的磁感应强度为B。t=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 ( )
A.发电机输出的电压为
B.发电机输出交变电流的频率为2πnz
C.变压器原、副线圈的匝数比为 πNBSnz: U
D.发电 机 产 生 的 瞬 时 电 动 势 e = πNBSnz· sin(2πnzt)
7.(2024北京卷)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u随时间t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 ( )
A.原线圈两端电压的有效值为
B.副线圈中电流的有效值为0.5A
C.原、副线圈匝数之比为1：4
D.原线圈的输入功率为 12 W
8.(多选)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 R 和R 、开关S。S处于闭合状态，在原线圈电压U 不变的情况下，为提高R 的热功率，可以 ( )
A.保持T 不动，滑动变阻器 R 的滑片向f端滑动
B.将T向b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f端滑动
D.将T向b端移动，滑动变阻器R 的滑片向 e端滑动
9.(多选)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220 V、匝数为1 100匝，接收线圈的匝数为50匝。若工作状态下，穿过接收线圈的磁通量约为发射线圈的80%，忽略其他损耗，下列说法正确的是 ( )
A.接收线圈的输出电压约为8 V
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
10.(多选)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6 V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n 、n 。原线圈两端接电压为 220 V 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 ( )
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
11.(多选)如图，理想变压器原线圈接在 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 为了使图中“100 V,50 W”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20Ω的电阻
D.仅在副线圈电路中串联一个阻值为20Ω的电阻
12.除颤仪是用于突发心室纤颤等心脏疾病的急救医疗设备，某型除颤仪电路原理如图。某次调试时交流电压表示数为20 V,电容器充电完毕,开关由“1”掷向“2”,放电电流平均值为 2.8A，放电时间约为10 s。已知电容器电容为 则升压变压器原副线圈的匝数比约为 ( )
A.1:25 B.1:50 C.1:70 D.1:100
13.如图所示的变压器，输入电压为220 V，可输出12 V、18 V、30 V 电压，匝数为n 的原线圈中电压随时间变化为 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12Ω的电阻 R 接在 BC 两端时，功率为12 W。下列说法正确的是 ( )
A. n 为1100匝, Um为220 V
B. BC间线圈匝数为 120匝，流过R 的电流为1.4 A
C.若将 R 接在 AB 两端，R两端的电压为18 V,频率为100 Hz
D.若将 R 接在 AC 两端,流过 R 的电流为2.5 A,周期为0.02 s
14.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 ( )
A.电流表A 示数减小
B.电流表A 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
15.(多选)在图(a)所示的交流电路中，电源电压的有效值为220 V，理想变压器原、副线圈的匝数比为10: 1,R 、R 、R 均为固定电阻， 各电表均为理想电表。已知电阻R 中电流i 随时间t变化的正弦曲线如图(b)所示。下列说法正确的是 ( )
A.所用交流电的频率为50 Hz
B.电压表的示数为100 V
C.电流表的示数为1.0 A
D.变压器传输的电功率为15.0 W
16.(多选)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A 的示数变大
D.电流表A 的示数变小
17.某节能储能输电网络如图所示，发电机的输出电压( 输出功率500 kW。降压变压器的匝数比 1，输电线总电阻R=62.5Ω，其余线路电阻不计 用户端电压 功率88 kW,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368 A
B.输电线上损失的功率为4.8kW
C.输送给储能站的功率为408 kW
D.升压变压器的匝数比
18.(2021山东卷)(多选)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10Ω。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10 W；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=10Ω B. r=5Ω
C. P=45 W D. P=22.5 W
19.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ω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R 。当用户端接一个定值电阻R时，R 上消耗的功率为P。不计其余电阻，下列说法正确的是( )
A.风速增加，若转子角速度增加一倍，则R 上消耗的功率为4P
B.输电线路距离增加，若R 阻值增加一倍，则R 上消耗的功率为4P
C.若升压变压器的副线圈匝数增加一倍，则R 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R 上消耗的功率为6P
20.(多选)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6 V,定值电阻. ,小灯泡L 、L 的规格均为“6 V 1.8 W”,理想变压器 T 、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， ( )
A. L 与L 一样亮
B. L 比L 更亮
C. R 上消耗的功率比R 的大
D. R 上消耗的功率比 R 的小