交變電流（2）-2025屆高考一輪物理電磁知能強(qiáng)化營(yíng)（含解析）

交變電流（2）——2025屆高考物理電磁知能強(qiáng)化營(yíng)一、單選題1．如圖所示，理想變壓器原副線圈的匝數(shù)比為，電阻，電流表和電壓表均為理想交流電表。若電流表A的示數(shù)為1A，則電壓表V的示數(shù)為()A.2V B.2.5V C.4V D.10V2．圖為某一正弦交變電流的輸出電流，則該輸出電流的有效值為()A.10A B. C. D.5A3．如圖所示是火花塞點(diǎn)火的原理圖。變壓器原線圈與蓄電池、開(kāi)關(guān)組成閉合回路，開(kāi)關(guān)由閉合變?yōu)閿嚅_(kāi)的瞬間，副線圈感應(yīng)出上萬(wàn)伏高壓，火花塞產(chǎn)生電火花，則()A.這個(gè)變壓器為降壓變壓器B.開(kāi)關(guān)一直閉合時(shí)火花塞兩端也有高壓C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，變壓器鐵芯中的磁通量減小D.若開(kāi)關(guān)接到副線圈回路，閉合開(kāi)關(guān)瞬間火花塞也能產(chǎn)生電火花4．如圖所示為某種周期性變化的交變電流的電流—時(shí)間關(guān)系圖象，其中前半個(gè)周期電流按正弦規(guī)律變化，則一個(gè)周期內(nèi)該電流的有效值為()A. B. C. D.5．如圖甲所示，電壓表和電流表均為理想電表，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1:2，定值電阻、與的阻值相等，E、F兩端接入如圖乙所示的交流電源，當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電阻和消耗的功率相等，現(xiàn)將開(kāi)關(guān)K閉合，下列說(shuō)法正確的是()A.在時(shí)，電壓表示數(shù)為零B.電流表中電流方向每秒改變50次C.D.電源的輸出功率為120W二、多選題6．如圖所示的電路中，定值電阻，，R為電阻箱，理想變壓器原線圈匝數(shù)為，副線圈匝數(shù)可以通過(guò)滑片P調(diào)節(jié)，其最大值為1500匝。當(dāng)滑片在圖中位置時(shí)副線圈匝數(shù)，此時(shí)原線圈接220V的交流電源，開(kāi)關(guān)K斷開(kāi)后，小燈泡L（10V，10W）正常發(fā)光。已知當(dāng)小燈泡兩端的電壓低于5V時(shí)，它將不再發(fā)光，小燈泡的阻值為定值，不隨電壓發(fā)生變化。下列說(shuō)法正確的是()A.小燈泡正常發(fā)光時(shí)，電阻箱的阻值為70ΩB.僅閉合開(kāi)關(guān)K小燈泡不再發(fā)光C.閉合開(kāi)關(guān)K后，僅將調(diào)至1200匝可使小燈泡恰好發(fā)光D.閉合開(kāi)關(guān)K后，僅調(diào)節(jié)R可使小燈泡再次正常發(fā)光7．如圖所示的理想變壓器，原線圈電路中有定值電阻，阻值為，接入電動(dòng)勢(shì)為的交流電源，內(nèi)阻不計(jì)。副線圈電路中定值電阻和滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，的阻值和滑動(dòng)變阻器的最大阻值均為，原、副線圈的匝數(shù)比為10:1，電壓表和電流表均為理想交流電表。在滑動(dòng)變阻器滑片P從最上端緩慢向下滑動(dòng)至最下端的過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是()A.電壓表和電流表的示數(shù)均逐漸變大B.兩端電壓與兩端電壓之比始終為1:5C.通過(guò)的電流的頻率始終為5HzD.和消耗的總功率逐漸增大8．如圖甲所示，ab兩點(diǎn)間接入電壓如圖乙變化的交流電源，電阻，滑動(dòng)變阻器初始狀態(tài)電阻為10Ω，理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為，則()A.若滑動(dòng)變阻器時(shí)，電流表示數(shù)為4.4AB.若滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，的功率逐漸減小C.若改變滑動(dòng)變阻器阻值，使的功率最大時(shí)，此時(shí)D.若保持滑動(dòng)變阻器不變，只改變?cè)本€圈開(kāi)數(shù)比，使功率最大時(shí)，原副線圈匝數(shù)比為9．一交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)圖像如圖所示，該交流電通過(guò)一自耦變壓器對(duì)一電阻供電，不計(jì)發(fā)電機(jī)內(nèi)阻.下列說(shuō)法正確的是()A.電壓表的示數(shù)為B.發(fā)電機(jī)線圈中電流方向每秒鐘改變10次C.時(shí)發(fā)電機(jī)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行D.自耦變壓器滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，電阻R兩端電壓增大10．鉗形電流表是一種測(cè)量交變電流的儀表，其工作原理如圖所示。當(dāng)通有交變電流的單匝導(dǎo)線從環(huán)形鐵芯中間穿過(guò)時(shí)，與繞在鐵芯上的線圈相連的交流電流表A指針會(huì)發(fā)生偏轉(zhuǎn)。不考慮鐵芯的漏磁及各種能量損耗，已知匝，當(dāng)用該表測(cè)50Hz的正弦式交變電流時(shí)，則()A.A表中通過(guò)的交變電流頻率為100HzB.若A表中示數(shù)為50mA時(shí)，導(dǎo)線中被測(cè)電流為25AC.若導(dǎo)線中通10A的恒定電流時(shí)，A表的示數(shù)為20mAD.若只增大線圈匝數(shù)，則A表的示數(shù)將變小三、計(jì)算題11．在如圖所示的電路中，理想變壓器的原線圈輸入電壓有效值為60V的正弦交流電，通過(guò)副線圈向10只標(biāo)有“12V，1.5A”的并聯(lián)燈泡供電，副線圈匝數(shù)為180匝。電路接通后，燈泡都恰好正常發(fā)光。求：（1）原線圈的匝數(shù)；（2）原線圈中的電流。12．2020年屬于不平凡的一年，原本屬于全國(guó)人民的新春佳節(jié)卻被一場(chǎng)突如其來(lái)的疫情打破了，如今新冠病毒在全國(guó)白衣天使和所有工作人員的共同努力下得到了有效的遏制，根據(jù)中共中央應(yīng)對(duì)新冠肺炎疫情工作領(lǐng)導(dǎo)小組印發(fā)《意見(jiàn)》在有效防控疫情的同時(shí)積極有序推進(jìn)復(fù)工復(fù)產(chǎn)。為了防止復(fù)工復(fù)產(chǎn)期間停電事故的發(fā)生，某工廠購(gòu)買(mǎi)了一臺(tái)應(yīng)急備用發(fā)電機(jī)及升壓變壓器及降壓變壓器各一臺(tái)。如圖，發(fā)電機(jī)內(nèi)阻為，升壓變壓器匝數(shù)比為1:10，降壓變壓器匝數(shù)比9:1，輸電線總電阻。工廠共36個(gè)車(chē)間，每個(gè)車(chē)間有“220V，22W”燈10盞，若保證全部電燈正常發(fā)光，則：（1）發(fā)電機(jī)輸出功率多大？（2）發(fā)電機(jī)電動(dòng)勢(shì)多大？（3）輸電的效率是多少？13．圖甲所示為小型旋轉(zhuǎn)電樞式交流發(fā)電機(jī)的原理圖，其矩形線圈在勻強(qiáng)磁場(chǎng)中繞垂直于磁場(chǎng)方向的固定軸按如圖所示方向勻速轉(zhuǎn)動(dòng)，線圈的匝數(shù)匝，電阻，線圈的兩端經(jīng)集流環(huán)與電阻R連接，阻值，與R并聯(lián)的交流電壓表為理想電表。在時(shí)刻，線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，穿過(guò)每匝線圈的磁通量Φ隨時(shí)間t按圖乙所示正弦規(guī)律變化。（?。┣螅海?）交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值；（2）電路中交流電壓表的示數(shù)；（3）從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)，通過(guò)線圈的電荷量和整個(gè)回路的焦耳熱。四、實(shí)驗(yàn)題14．在用可拆變壓器“探究變壓器電壓與線圈匝數(shù)的關(guān)系”實(shí)驗(yàn)中。（1）變壓器鐵芯的結(jié)構(gòu)和材料應(yīng)選用______（選填選項(xiàng)前的字母）；A.整塊的硅鋼鐵芯B.涂有絕緣漆的銅片疊成C.涂有絕緣漆的硅鋼片疊成（2）原線圈所接的電源應(yīng)是_________（填“交流電”或“直流電”）；（3）若變壓器兩線圈的匝數(shù)分別為100和200，測(cè)得的電壓分別為3.7V和8.0V。據(jù)此可知該變壓器是________（填“升壓”或“降壓”）變壓器。

參考答案1．答案：C解析：根據(jù)變壓器電壓和匝數(shù)的關(guān)系可知，輸入電壓與輸出電壓之比為則電阻兩端電壓為，電阻兩端電壓為，則通過(guò)兩電阻的電流之比為2:1；若設(shè)通過(guò)電阻的電流為，則通過(guò)電阻的電流為，根據(jù)電流和匝數(shù)的關(guān)系可知，原線圈的輸入電流為，因電流表示數(shù)為1A，則即電壓表示數(shù)為故選C。2．答案：B解析：根據(jù)有效值的定義正弦交變電流有效值為故選B。3．答案：C解析：A.根據(jù)題意可知，這個(gè)變壓器將蓄電池的低電壓轉(zhuǎn)化為上萬(wàn)伏高壓，是升壓變壓器，故A錯(cuò)誤；B.開(kāi)關(guān)一直閉合時(shí)通過(guò)變壓器原線圈的電流不變，穿過(guò)鐵芯的磁通量不變，無(wú)法在副線圈感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故B錯(cuò)誤；C.開(kāi)關(guān)斷開(kāi)，變壓器原線圈的電流減小，則變壓器鐵芯中的磁通量減小，故C正確；D.若開(kāi)關(guān)接到副線圈回路，穿過(guò)鐵芯的磁通量不變，無(wú)法在副線圈感應(yīng)出感應(yīng)電動(dòng)勢(shì)，故D錯(cuò)誤。故選C。4．答案：B解析：設(shè)電流的有效值為I，根據(jù)有效值的定義可得，解得，故B正確。5．答案：D解析：A.電壓表測(cè)量的是交流電的有效值，時(shí)其示數(shù)不為零，故A錯(cuò)誤；B.由題圖乙知交流電的周期為0.02s，每個(gè)周期內(nèi)電流方向改變兩次，變壓器不改變交流電的周期，因此電流表中電流方向每秒改變100次，故B錯(cuò)誤；C.原、副線圈的電流之比為當(dāng)開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，電阻和消耗的功率相等，則可得故C錯(cuò)誤；D.開(kāi)關(guān)K閉合后，副線圈等效電阻為E、F兩端接入電壓的有效值為原線圈兩端電壓為副線圈兩端電壓為結(jié)合可得原、副線圈的電流分別為因此電源的輸出功率為故D正確。故選D。6．答案：BC解析：由可知，當(dāng)時(shí)，小燈泡正常發(fā)光時(shí)其阻值，額定電流，此時(shí)電阻箱與小燈泡和串聯(lián)，所以電阻箱的阻值，A項(xiàng)錯(cuò)誤；閉合開(kāi)關(guān)K后，電阻箱與小燈泡串聯(lián)后與并聯(lián)，它們的總電阻，它們?cè)倥c串聯(lián)，所以此時(shí)它們的電壓為，而，所以小燈泡不發(fā)光，B項(xiàng)正確；若要小燈泡恰好發(fā)光，其電壓，電流，則此時(shí)電阻箱的電壓為，的電壓為，電流為，所以通過(guò)的電流為，電壓為，即此時(shí)副線圈兩端的電壓，由可知，，C項(xiàng)正確；閉合開(kāi)關(guān)K后，若要使小燈泡再次正常發(fā)光，設(shè)此時(shí)流過(guò)的電流為，則流過(guò)的電流為，故有，解得，即電阻箱與小燈泡的總電壓為，而小燈泡正常發(fā)光的電壓為10V，故無(wú)法通過(guò)僅調(diào)節(jié)R使小燈泡再次正常發(fā)光，D項(xiàng)錯(cuò)誤。7．答案：BD解析：A.在滑動(dòng)變阻器滑片P從最上端緩慢向下滑動(dòng)至最下端的過(guò)程中，滑動(dòng)變阻器的有效值減小，則副線圈的總電阻減小，所以副線圈的電流增大，即電流表的示數(shù)逐漸增大；根據(jù)變壓器的電流比，可知原線圈的電流也增大，故兩端的電壓增大，因交流電源的電動(dòng)勢(shì)有效值不變，所以原線圈兩端的電壓變小，故電壓表的示數(shù)逐漸減小，故A錯(cuò)誤；B.設(shè)原線圈的電流為，副線圈的電流為，則的電壓為的電壓為則有又，解得故B正確；C.電源的電動(dòng)勢(shì)的瞬時(shí)值表達(dá)式可知?jiǎng)t交流電的頻率為因變壓器不會(huì)改變交流電的頻率，故通過(guò)的電流的頻率始終為50Hz，故C錯(cuò)誤。D.由A項(xiàng)分析，可知流過(guò)原、副線圈的電流都增大，根據(jù)可知和消耗的總功率逐漸增大，故D正確。故選BD。8．答案：BD解析：A.電源的有效值將滑動(dòng)變阻器與變壓器作為一個(gè)整體，則等效電阻為若滑動(dòng)變阻器時(shí)，流過(guò)原線圈的電流根據(jù)解得A錯(cuò)誤；B.若滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，滑動(dòng)變阻器接入電阻增大，根據(jù)上述，等效電阻增大，根據(jù)可知，通過(guò)原線圈的電流減小，根據(jù)可知，若滑動(dòng)變阻器滑片向右移動(dòng)時(shí)，的功率逐漸減小，B正確；C.變壓器不消耗功率，將電阻等效為電源的內(nèi)阻，當(dāng)變壓器等效電阻結(jié)合上述有時(shí)，消耗的功率最大，即若改變滑動(dòng)變阻器阻值，使的功率最大時(shí)，此時(shí)C錯(cuò)誤；D.根據(jù)上述，若保持滑動(dòng)變阻器不變，只改變?cè)本€圈開(kāi)數(shù)比，使功率最大時(shí)，則有解得D正確。故選BD。9．答案：BC解析：A.電動(dòng)勢(shì)有效值為則電壓表的示數(shù)為，故A錯(cuò)誤；B.由圖可知周期為，一個(gè)周期電流方向改變兩次，則發(fā)電機(jī)線圈中電流方向每秒鐘改變10次，故B正確；C.時(shí)，電動(dòng)勢(shì)最大，此時(shí)磁通量變化率最大，磁通量為零，則發(fā)電機(jī)線圈平面與磁場(chǎng)方向平行，故C正確；D.自耦變壓器滑片P向上滑動(dòng)時(shí)，原線圈匝數(shù)增大，根據(jù)可知電阻R兩端電壓減小，故D錯(cuò)誤。故選BC。10．答案：BD解析：A.鉗形電流表不改變電流的頻率，故A錯(cuò)誤；B.分析題意可知，原線圈的匝數(shù)：匝，副線圈匝數(shù)：匝，根據(jù)變壓器原、副線圈電流與匝數(shù)成反比可知，若G中通過(guò)的電流為50mA，則導(dǎo)線中的被測(cè)電流為25A，故B正確；C.若導(dǎo)線中通過(guò)的是10A的恒定電流，變壓器不工作，副線圈中無(wú)感應(yīng)電流，G中沒(méi)有電流通過(guò)，故C錯(cuò)誤；D.根據(jù)變流比若只增大線圈匝數(shù)，不變，則鉗形電流表的示數(shù)將變小，故D正確。故選BD。11．答案：（1）（2）解析：（1）燈泡都恰好正常發(fā)光，變壓器原線圈副線框輸出電壓為12V變壓器原線闊輸入電壓由變壓器變壓原理存可得（2）副線圈所連單個(gè)燈泡的額定功率由理想變壓器輸入、輸出功率關(guān)系有解得12．答案：（1）8000W（2）240V（3）99%解析：（1）根據(jù)題意，所有燈都正常工作的總功率為用電器都正常工作時(shí)的總電流為兩個(gè)變壓器之間輸電線上的電流為故輸電線上損耗的電功率升壓變壓器的輸出功率為而發(fā)電機(jī)輸出功率即為升壓變壓器的輸入功率（2）降壓變壓器上的輸入電壓輸電線上的電壓損失為因此升壓變壓器的輸出電壓為升壓變壓器的輸入電壓為升壓變壓器的輸入電流為發(fā)電機(jī)的電動(dòng)勢(shì)（3）輸電的效率13．答案：（1）100V（2）（3）0.1C，7.85J解析：（1）由圖線可知Wb，因?yàn)?，所以交流發(fā)電機(jī)產(chǎn)生的電動(dòng)勢(shì)的最大值（2）電動(dòng)勢(shì)的有效值由閉合電路歐姆定律得，電路中電流的有效值為A交流電壓表的示數(shù)為（3）從圖示位置轉(zhuǎn)過(guò)，磁通量變化量為通過(guò)線圈的電荷量根據(jù)焦耳定律可得14．答案：（1）C；（2）交流