2026届高考物理二轮复习专题特训 交变电流(含解析)

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2026届高考物理二轮复习专题特训 交变电流
一、单选题
1．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，输电线总电阻。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4.8 kW
C.输送给储能站的功率为408 kW D.升压变压器的匝数比
2．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0.1 V。将阻值为的电阻R接在BC两端时，功率为12 W。下列说法正确的是( )
A.为1100匝，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
3．如图为某燃气灶点火装置的原理图。直流电经转换器输出的交流电，经原、副线圈匝数分别为和的变压器升压至峰值大于10 kV，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( )
A.
B.
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
4．某风力发电机的输出电压为2500 V，用户得到的电功率为141 kW，用户得到的电压是220 V，输电线的电阻为90 Ω，输电线路如图所示。若输电线因发热而损失的功率为输送功率的6%，变压器均视为理想变压器，已知降压变压器副线圈的匝数为110匝，则下列说法正确的是( )
A.通过输电线的电流为10 A
B.风力发电机的输出功率为162 kW
C.升压变压器副线圈的匝数是原线圈匝数的7倍
D.降压变压器原线圈的匝数为3525匝
5．直流特高压输电可以减少感抗和容抗的损耗，该技术已成为我国“西电东送”战略的技术基础。如图为特高压输电示意图，升压变压器、降压变压器均为理想变压器，整流及逆变等过程不计能量损失且有效值不变。若直流输电线的总电阻匝数之比，结合图中信息，下列说法正确的是( )
A.图中“500 kV”指交流电的峰值
B.直流输电线损失的电压为40 kV
C.输电功率为
D.当用户负载增加时，用户端增加的功率大于输出端增加的功率
6．如图所示是某电路中用到的理想变压器，原线圈两端输入的交流电压的有效值可认为恒定不变，两灯泡、规格完全相同且忽略电阻变化，电流表电阻不可忽略。在以下各种操作中各电路元件都没有损坏，下列说法正确的是( )
A.仅使滑片M上移，电流表示数变小
B.仅使滑片M下移，变压器原线圈中的电流变大
C.仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，灯泡的亮度一直增加
D.仅使滑片N自变阻器b端向a端移动，原线圈输入功率先增大后减小
7．如图所示，理想变压器原线圈接在的交流电源上，副线圈接一定值电阻R，电流表和电压表均视为理想电表。当开关S由1端拨到2端后，各电表示数的变化情况是( )
A.示数变大 B.示数变小 C.示数变大 D.示数变小
8．如图所示，变压器为理想变压器且原、副线圈匝数比为1:2，电流表和电压表均为理想电表。a、b之间接有电压不变的交流电源，为定值电阻，R为总阻值为7的滑动变阻器。现将变阻器的滑片沿的方向滑动时，则下列说法正确的是( )
A.电流表的示数都减小
B.电流表的示数变小，的示数增大
C.电压表示数变大，、示数变小
D.变压器的输入功率先变大后变小
9．关于理想变压器的工作原理，以下说法正确的是( )
A.通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量不变
B.穿过原、副线圈的磁通量在任何时候都不相等
C.穿过副线圈磁通量的变化使得副线圈产生感应电动势
D.原线圈中的电流通过铁芯流到了副线圈
10．如图所示，理想变压器原线圈两端接电压有效值不变的交流电源，其两个副线圈位于同一铁芯上，匝数分别为和，所接负载。只闭合开关时，电流表示数为3 ；当开关和都闭合时，电流表示数为6 ，则为( )
A.2:1 B.3:1 C.4:1 D.9:1
11．自耦变压器的副线圈绕组是原线圈绕组的一个组成部分，这样的变压器看起来仅有一个绕组，故也称“单绕组变压器”。如图所示，P为一理想自耦变压器的滑片，电表均为理想交流电表，输入的交变电压不变。当P下移时，下列说法正确的是( )
A.电压表的示数增大，电流表的示数增大
B.电压表的示数增大，电流表的示数减小
C.电压表的示数减小，电流表的示数增大
D.电压表的示数减小，电流表的示数减小
12．无线充电技术已经在新能源汽车等领域得到应用。地下铺设供电的送电线圈，车上的受电线圈与蓄电池相连，如图甲所示。送电线圈和受电线圈匝数比为，当送电线圈接上图乙中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为2 A。不考虑线圈的自感，忽略电能传输的损耗，下列说法正确的是( )
A.送电线圈的输入电压为 B.送电线圈的输入功率为
C.受电线圈的输出电压为 D.受电线圈的电流方向每秒改变100次
二、多选题
13．如图所示，某供电系统是由输出电压可调的交流发电机和副线圈匝数可调的变压器组成的，图中表示保护电阻，R为定值电阻，L为灯泡，图中所有电压表和电流表均为理想交流电表。下列说法正确的是( )
A.若电压表的示数减小，开关S一直闭合，且不改变滑片P的位置，则电流表的示数减小
B.若电压表的示数减小，适当下移滑片P，保持开关S一直断开，则可使电流表的示数不变
C.若电压表的示数不变，不改变滑片P的位置，测开关S由断开到闭合时，电流表的示数增大
D.若电压表的示数不变，适当上移滑片P，开关S一直断开并取下灯泡L，则电流表的示数一定增大
14．如图是工厂利用的交流电给36 V照明灯供电的电路，变压器的原线圈匝数为1100匝，下列说法正确的是( )
A.电源电压有效值为 B.交变电流的周期为0.02 s
C.副线圈匝数为180匝 D.副线圈匝数为240匝
15．如图为远距离高压输电的示意图，发电站的发电机内阻可忽略，产生的交流电有效值恒定。远距离高压输电导线电阻不可忽略，所用变压器均可看成理想变压器。下列分析正确的是( )
A.增大输电导线的横截面积有利于减少输电过程中的电能损失
B.仅当一般用户电功率增加时，工厂端电压升高
C.仅当工厂电功率增加时，通过输电导线的电流增大
D.仅当工厂电功率增加时，一般用户端交流电频率变大
16．如图所示，有一台交流发电机E，通过理想升压变压器和理想降压变压器向远处用户供电，输电线的总电阻为R。的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和；的输入电压和输入功率分别为和，它的输出电压和输出功率分别为和。设的输入电压一定，当用户消耗的电功率变大时，有( )
A.减小，变大 B.不变，变小
C.变小，变小 D.变大，变大
三、填空题
17．交流电与直流电
交流电和直流电缺一不可，两者都具有独特的存在意义。
(1)如果用直流电，在接通电源后以下不能工作的是( )
A.电灯 B.电磁炉 C.电暖器 D.电吹风
(2)如图是产生交流电的示意图，两磁体间是近似为磁感应强度的匀强磁场，边长的正方形单匝线圈以角速度绕中轴线匀速转动，P为可调副线圈，主线圈恒为匝，电阻。
①将P向上移动，图中电压表的示数( )
A.减小 B.增大 C.无影响
②求P处于匝的档位，正方形单匝线圈平行于磁感线时，电流表的示数I的大小_______。
(3)电容器可以储存电能。用如图所示的电路给电容器进行充、放电，若通过图中电流表的电流方向向左，则电路中：
①电流表的示数( )
A.增大 B.减小 C.不变
②电压表的示数( )
A.增大 B.减小 C.不变
18．某科技小组设计了一款温控报警装置如图示。将理想自耦变压器T的原线圈与交流电源相连，副线圈与滑动变阻器、灯泡L和热敏电阻相连（热敏电阻阻值随温度升高而减小）。设输入电压U不变，当温度升高时，电压表示数___（选填“变大”、“变小”或“不变”），灯泡L亮度___（选填“变亮”、“变暗”或“不变”），若要使灯泡亮度跟升温前一样，仅改变自耦变压器的划片P，则P应该___移动（选填“向上”或“向下”）。
四、实验题
19．一兴趣小组拟研究某变压器的输入和输出电压之比，以及交流电频率对输出电压的影响。图1为实验电路图，其中和为变压器的原、副线圈，和为开关，P为滑动变阻器的滑片，R为变阻箱，E为正弦式交流电源（能输出电压峰值不变、频率可调的交流电）。
（1）闭合，用多用电表交流电压挡测量线圈两端的电压。滑片P向右滑动后，与滑动前相比，电表的示数_________（选填“变大”“不变”或“变小”）。
（2）保持断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，滑动滑片P，用多用电表交流电压挡测得线圈两端的电压为2500 mV时，用示波器测得线圈两端电压u随时间t的变化曲线如图2所示，则线圈两端与两端的电压比值为______（保留三位有效数字）。
（3）闭合，滑动P到某一位置并保持不变。分别在E输出的交流电频率为50 Hz、1000 Hz的条件下，改变R的阻值，用多用电表交流电压挡测量线圈两端的电压U，得到关系曲线如图3所示。用一个阻值恒为的负载替换电阻箱R，由图可知，当频率为1000 Hz时，两端的电压为_______mV；当频率为50 Hz时，为保持两端的电压不变，需要将与一个阻值为_____Ω的电阻串联。（均保留三位有效数字）
五、计算题
20．为确保杭州亚运会100%绿电供应，浙江电力交易中心已组织两次绿电交易，将青海柴达木盆地、甘肃嘉峪关等古丝绸之路上的绿色电能，通过特高压线路输送至浙江，让丝绸之路上的光，点亮亚运的灯。如图为某组同学研究远距离输电过程的装置图，矩形导线框ABCD绕垂直于磁场的轴匀速转动，产生的交变电动势。导线框与理想升压变压器相连进行远距离输电，输电线路总电阻，理想降压变压器的原、副线圈匝数之比为25:11，降压变压器副线圈接入一台内阻的电动机，其两端的电压，效率，导线框及其余导线电阻不计，电表均为理想电表。求：
（1）电动机的机械功率；
（2）电流表的读数。
21．如图，某小型水电站的发电机的输出电功率为，输电电压为，输电线的总电阻为，用户端需要的电压为，升压变压器和降压变压器均为理想变压器。求：
（1）输电线上损失的电功率；
（2）降压变压器原、副线圈的匝数比；
（3）此输电线路最多可以让用户端多少盏“220 V 60 W”的灯泡正常发光。
参考答案
1．答案：C
解析：A（×）发电机的输出电压，输出功率50 kW，则有。
B（×）D（×）用户端电压，功率88 kW，则有
联立解得
则输电线上损失的功率为
且
再根据，解得。
C（√）根据理想变压器无功率损失有
代入数据有。
2．答案：D
解析：
3．答案：B
解析：
C（×）电压表测的是有效值，则示数为。
D（×）根据，解得，变压器不改变频率，则副线圈输出交流电压的频率是50 Hz。
4．答案：A
解析：B（×）用户得到的电功率，解得风力发电机的输出功率。
A（√）输电线损失的功率，由，得通过输电线的电流。
C（×）升压变压器输出电压，则升压变压器原、副线圈匝数之比。
D（×）输电线上损失的电压，降压变压器原线圈两端电压，可得降压变压器原、副线圈的匝数之比，解得降压变压器原线圈的匝数为匝。
5．答案：B
解析：A（×）图中“500 kV”指交流电的有效值。
B（√）根据理想变压器原、副线圈电压与线圈匝数的关系，解得，直流输电线损失的电压。
C（×）输电电流，输电功率。
D（×）当用户负载增加时，输出端增加的功率等于用户端增加的功率与输电线上增加的损失功率之和，故用户端增加的功率小于输出端增加的功率。
6．答案：C
解析：A（×）仅使滑片M上移，副线圈匝数增大，根据，可知副线圈电压增大，电流表示数增大。
B（×）仅使滑片M下移，副线圈匝数减小，副线圈电压减小，副线圈电流减小，根据，可知原线圈电流减小。
C（√）仅使滑片N自变阻器a端向b端移动，则滑动变阻器右侧阻值减小，由于电压不变，则灯泡中的电流增大，亮度增加。
D（×）仅使滑片N自变阻器b端向a端移动，负载总电阻先增大后减小，根据，可知原，副线圈的功率均先减小后增大。
7．答案：C
解析：A（×）电压表的示数等于交流电源两端的电压，保持不变。
B（×）根据，开关S由1端拨到2端，副线圈的匝数增大，副线圈两端电压增大，示数变大。
D（×）示数变大，变大，根据可知副线圈中的电流增大，示数变大。
C（√）根据理想变压器的输出功率等于输入功率，则有，可知原线圈电流增大，示数变大。
8．答案：D
解析：第一步：如图所示，划去理想变压器。
第二步：利用“串反并同”秒杀。
①连圈：将开关和电源连圈。
②标变化：若将滑动变阻器的滑片沿的方向滑动，滑动变阻器接入电路中的电阻减小。
③串反并同：对各元件用“串反并同”分析。
A（×）B（×）电流表、在圈上，根据“串反”分析，、的示数都增大。
C（×）电压表、、在圈外，根据“并同”分析，、、示数都变大。
D（√）本题为单选题，结合排除法，选D。
等效电阻法A（×）B（×）将变压器和整个副线圈电路一起等效为一个电阻，a、b之间接有电压不变的交流电源，变阻器的滑片沿的方向滑动时，接入电路的等效电阻变小，故电流表示数增大，原、副线圈匝数比不变，故电流表示数也增大。
C（×）因为电源电压不变，电流表示数增大，所以左侧分压增大，所以电压表示数变小，根据变压比可知，副线圈两端的电压减小，电压表示数减小。又因为右侧两端的电压增大，则滑动变阻器两端的电压减小，电压表示数减小。
D（√）将变压器和整个副线圈电路一起等效为一个电阻，则，当，即时，变压器的输入功率最大，将变阻器的滑片沿的方向滑动时，变压器的输入功率先变大后变小。
9．答案：C
解析：A（×）通有正弦式交变电流的原线圈产生的磁通量Φ是变化的。
B（×）因理想变压器无漏磁，穿过原、副线圈的磁通量相等。
C（√）由互感现象知，穿过副线圈的磁通量的变化，使得副线圈产生感应电动势。
D（×）通过铁芯使这个变化的磁场几乎全部穿过了副线圈，于是在副线圈上产生感应电流，磁场能转化为电能。原、副线圈通过磁场联系在一起，电流不通过铁芯。
10．答案：B
解析：变压器原、副线圈的磁通量变化率相同，故电压关系为，由能量守恒得，输出功率等于输入功率，当只闭合时，只有一个副线圈，则有，
当和都闭合时，有两个副线圈，则有，即，代入数据，可得，即，得，故选B。
11．答案：A
解析：当P下移时，自耦变压器原线圈的匝数减小，副线圈的匝数不变，根据理想变压器电压与匝数的关系有，由于原线圈两端的电压不变，原线圈的匝数减小，则副线圈两端的电压增大，即电压表的示数增大。由于副线圈所在电路的电阻R不变，根据，可知副线圈中的电流增大，由于不变，根据功率关系有，可知原线圈中的电流增大，即电流表的示数增大。故选A。
12．答案：D
解析：A（×）B（×）根据题图乙可知送电线圈上正弦交流电的有效值为。送电线圈中的电流大小为，所以送电线圈的输入功率为。
C（×）受电线圈的输出电压。
D（√）由题图乙可知交流电的周期为0.02 s，频率为，受电线圈的电流频率与送电线圈中的电流频率相同，即50 Hz，一个周期内电流方向改变2次，所以受电线圈每秒电流方向改变100次。
13．答案：AC
解析：A（√）的示数减小的示数减小的示数减小的示数减小。
B（×）电压表的示数减小，适当下移滑片P，根据原、副线圈电压与匝数的关系，电压表的示数减小，开关S一直断开时，电流表的示数减小。
C（√）第一步：如图甲所示，划去变压器。
第二步：利用“串反并同”秒杀。
①连圈：将开关S和电源连圈，如图乙所示。
②标变化：当开关S由断开到闭合时，负载电阻变小。
③串反并同：对各元件用“串反并同”分析。
电流表在圈上，用串反分析，则电流表示数变大。
D（×）电压表的示数不变，适当上移滑片P，根据原、副线圈电压与匝数的关系，电压表的示数增大，开关S一直断开并取下灯泡L时，负载电阻增大，负载的功率为，不一定增大，根据，可知电流表的示数不一定增大。
14．答案：BC
解析：A（×）电源电压的有效值。
B（√）交流电的周期。
C（√）D（×）根据可得副线圈匝数匝=180匝。
15．答案：AC
解析：A（√）增大输电导线的横截面积可以减小输电导线的电阻，根据可知，有利于减少输电过程中的电能损失。
B（×）仅当一般用户电功率增加时，通过输电导线的电流增大，输电导线的电压损失将增加，工厂端电压下降。
C（√）D（×）同理仅当工厂电功率增加时，通过输电导线的电流增大，但交流电频率保持不变。
16．答案：BD
解析：A（×）B（√）C（×）D（√）用户消耗的电功率变大，由于题中是理想变压器，则也会变大；由于的输入电压一定时，也不变，则必须变大，线路上的电流变大，导致电阻R消耗的功率也变大，电阻两端电压也变大，所以变小，变小。
17．答案：(1)B
(2)C;0.55A
(3)B;B
解析：（1）由于电磁炉是利用涡流的热效应原理工作，所以不能使用直流电，而电灯、电暖电吹风均可使用直流电。
故选B。
（2）由于线圈在磁场中匀速转动，输出电压恒定，所以电压表的示数恒定，不会随匝数变化。
故选C。
根据题意可得
则副线圈两端电压为
所以电流表的示数为
（3）若通过图中电流表的电流方向向左，说明开关应与2相连，此时电容器处于放电状态，随着电容器所带电荷量减小，回路中电流不断减小，电流表示数减小。
故选B。
由于电容器所带电荷量不断减小，根据电容的定义式可知，电容器两极板间电压减小，电压表示数减小。
故选B。
18．答案：变小；变暗；向上
解析:(1)温度升高时，热敏电阻的阻值减小，副线圈中的电流增大，根据变压器的原理可知原线圈中的电流增大，结合欧姆定律可知，定值电阻两端的电压随之增大，故电压表的示数变小；
(2)根据理想变压器的原理
可知原线圈两端的电压减小时，副线圈两端的电压随之减小，结合欧姆定律可知结合上述分析可知，变大，故灯两端的电压减小，根据可知灯的功率变小，灯变暗；
(3)要使灯恢复原来的亮度，可以增大副线圈的匝数，故自耦变压器的划片P应向上移动。
19．答案：（1）变大
（2）12.6
（3）272；12.0
解析：（1）闭合，滑动变阻器是分压接法，滑片P向右滑动后，用多用电表交流电压挡测量线圈两端的电压。线圈两端的电压增大，因此与滑动前相比，电表的示数变大。
（2）保持断开状态，调整E输出的交流电频率为50 Hz，多用电表交流电压挡测得线圈两端的电压为。线圈两端电压u随时间t的变化曲线如题图2所示，由图像可得，线圈两端电压为
线圈两端与两端的电压比值为。
（3）闭合，滑动P到某一位置并保持不变。由关系曲线可得，当频率为1000 Hz，负载电阻时，两端的电压为。
当频率为50 Hz时，作关系曲线，如图所示
由两线交点可知，故需给串联一电阻，此串联电阻值为。
20．答案：（1）880 W
（2）5.5 A
解析：（1）设通过电动机的电流为I，电动机内阻损耗的功率为，由题意得
代入数据解得
电动机的机械功率。
（2）设降压变压器原线圈两端的电压为，通过输电线路的电流为，由题意得，解得，输电线路损耗的功率
则升压变压器的输入功率
由题中交变电动势的表达式可知，发电机的输出电压峰值为，则升压变压器的输入电压
电流表的读数为升压变压器的输入电流，可得。
21．答案：（1）720 W
（2）
（3）1188
解析：（1）升压变压器为理想变压器，有
输电线上的电流
输电线上损失的电功率。
（2）降压变压器原线圈两端的电压为
降压变压器原、副线圈的匝数比为
解得。
（3）由题意有，其中
解得。
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