专题08 交变电流-【冲刺专练】2024年高考物理二轮复习考点冲刺专练精讲

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一、以核心和主干知识为重点。构建知识结构体系，确定每一个专题的内容，在教学中突出知识的内在联系与综合。
二、注重情景与过程的理解与分析。善于构建物理模型，明确题目考查的目的，恰当运用所学知识解决问题：情景是考查物理知识的载体。
三、加强能力的提升与解题技巧的归纳总结。学生能力的提升要通过对知识的不同角度、不同层面的训练来实现。
四、精选训练题目，使训练具有实效性、针对性。
五、把握高考热点、重点和难点。
充分研究近5年全国和各省市考题的结构特点，把握命题的趋势和方向，确定本轮复习的热点与重点，使本轮复习更具有针对性、方向性。对重点题型要强化训练，举一反三、触类旁通，注重解题技巧的提炼，充分提高学生的应试能力。
专题08 交变电流
一、单选题
1．（2023·广东·高考真题）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，输出功率为，原线圈的输入电压。关于副线圈输出电流的有效值和频率正确的是（ ）
A．B．C．D．
【答案】A
【详解】由题可知原线圈输入电压的有效值为
原线圈电流为
副线圈输出电流的有效值为
变压器无法改变电流的频率，故
故选A。
2．（2022·广东·高考真题）图是简化的某种旋转磁极式发电机原理图。定子是仅匝数n不同的两线圈，，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
【答案】B
【详解】AD．根据可得两线圈中磁通量的变化率相等，但是匝数不等，则产生的感应电动势最大值不相等，有效值也不相等；根据 可知，两电阻的电功率也不相等，选项AD错误；
B．因两线圈放在同一个旋转磁铁的旁边，则两线圈产生的交流电的频率相等，选项B正确；
C．当磁铁的磁极到达一线圈附近时，一个线圈的磁通量最大，感应电动势为0，另一个线圈通过的磁通量最小，感应电动势最大，可知两线圈产生的感应电动势不可能同时达到最大值，选项C错误。
故选B。
3．（2024·广东深圳·一模）如图所示，各线圈在匀强磁场中绕轴匀速转动（从左往右看沿顺时针方向转），从图示位置开始计时，设电流从2流出线圈为正方向，能产生图甲波形交变电流的是（ ）
A．线圈平面与磁场垂直
B．线圈平面与磁场平行
C．线圈平面与磁场垂直
D．线圈平面与磁场平行
【答案】A
【详解】BD．由图甲可知，时，线圈电流为零，此时线圈与磁场垂直，故BD错误；
AC．由图甲可知，时，电流从2流出线圈，由右手定则可知，A图中电流从2流出线圈，C图中电流从1流出线圈，故A正确，C错误。
故选A。
4．（2024·广东广州·二模）如图所示，通过理想降压变压器给串联在副线圈cd两端的多个小彩灯供电，已知原、副线圈的匝数分别为n1和n2，下列说法正确的是（ ）
A．如果其中一个小彩灯灯丝断了，变压器的输入功率可能变大
B．如果只将原线圈匝数增加，其他条件不变，小彩灯都变亮
C．如果其中一个小彩灯被短路，变压器的输入功率变大
D．如果只将副线圈匝数增加，其他条件不变，小彩灯都变暗
【答案】C
【详解】A．由于小彩灯串联，其中一个小彩灯灯丝断了，则电路断路，不再有电流，变压器的输入功率变为零，故A错误；
B．该变压器为降压变压器，如果只将原线圈匝数增加，则副线圈电压减小，小彩灯都变暗，故B错误；
C．如果其中一个小彩灯被短路，则副线圈总电阻减小，而副线圈电压不变，根据
可知变压器的输入功率增大，故C正确；
D．该变压器为降压变压器，如果只将副线圈匝数增加，则副线圈电压增大，小彩灯都变亮，故D错误。
故选C。
5．（2024·广东梅州·一模）某电学研究小组根据电工技术中“钳形电流测量仪”工作原理，自制了一个50Hz的钳形电流表，如图所示，铁芯左侧绕有匝数为的线圈，并与电流表A组成闭合电路。某次进行测量时，钳口打开，把被测的通电导线放在钳口中间，通过电流表A，可以间接测出通电导线中的电流。不考虑铁芯的漏磁及各种能量损耗，则下列说法正确的是（ ）
A．该测量仪属于升压变压器
B．该测量仪工作原理是利用自感现象
C．若导线中通过的是10A直流电，电流表中通过的电流是10mA
D．电流表的示数随铁芯左侧线圈的匝数增加而变大
【答案】A
【详解】A．根据题意可知，原线圈匝数为1，副线圈匝数为100，则该测量仪属于升压变压器，故A正确；
B．该测量仪工作原理是利用互感现象，故B错误；
C．若导线中通过的是10A直流电，变压器不工作，电流表无示数，故C错误；
D．根据公式
铁芯左侧多绕几圈导线，即增大，而和不变，故应减小，故电流表示数减小，故D错误。
故选A。
6．（23-24高三上·广东·期末）无线充电是近年发展起来的新技术，无线充电技术与变压器相类似，通过分别安装在充电基座和接收能量装置上的线圈，利用产生的磁场传递能量。如图甲所示，充电基座接上，家庭用交流电（电压变化如图乙所示），受电线圈接上一个理想二极管给手机电池充电。下列说法正确的是（ ）
A．乙图中的的大小为
B．不接手机时，受电线圈中没有感应电动势
C．受电线圈中交流电的周期为
D．当基座线圈接恒定电源时，受电线圈中没有磁场
【答案】C
【详解】A．充电基座接上有效值为的交流电，乙图中的为最大值，则有
故A错误；
B．不接手机时，受电线圈中有感应电动势，但没有感应电流，故B错误；
C．由题意可知，基座线圈中交流电的周期为
则受电线圈中交流电的周期为，故C正确；
D．当基座线圈接恒定电源时，受电线圈中有恒定不变的磁场，故D错误。
故选C。
7．（2024·广东肇庆·二模）生活中选择保险丝时，其熔断电流是很重要的参数。如图所示，一个理想变压器的原、副线圈的匝数比为11∶2，原线圈两端a、b接正弦式交流电源，在原线圈前串联一个规格为“熔断电流0.2A、电阻5Ω”的保险丝，电压表V的示数稳定为220V，电压表为理想电表，若电路可以长时间正常工作，下列说法正确的是（ ）

A．通过电阻R的最大电流的有效值为1.1A
B．电阻R两端的电压的有效值为36V
C．由题给条件不能计算出电阻R阻值的最小值
D．正弦式交流电源电压的有效值也为220V
【答案】A
【详解】B．根据变压器原副线圈两端的电压之比等于线圈的匝数之比，可求得副线圈两端电压
则电阻R两端的电压的有效值为40V，故B错误；
AC．若保险丝不会被熔断，根据变压器原副线圈电流之比等于线圈的匝数的反比，可求得副线圈中的最大电流为
根据欧姆定律可得负载电阻R应不小于
故A正确，C错误；
D．正弦式交流电源电压等于保险丝两端电压与电压表示数之和，有效值大于220V，故D错误。
故选A。
8．（2024·广东惠州·三模）能够产生正弦式交变电流的发电机（内阻可忽略）通过理想变压器向定值电阻R供电，电路如图所示，理想交流电流表A、理想交流电压表V的读数分别为I、U，R消耗的功率为P。若发电机线圈的转速变为原来的，则（ ）
A．R消耗的功率变为
B．电压表V的读数变为
C．电流表A的读数仍为I
D．通过R的交变电流频率不变
【答案】B
【详解】发电机线圈的转速变为原来的，则角速度变为原来的，周期变为原来的2倍，通过R的交变电流频率变为原来的；根据
，
可知发电机电动势有效值变为原来的，由于发电机内阻不计，则变压器原线圈输入电压原来的，根据
可知副线圈的输出电压原来的，则电压表V的读数变为；副线圈的输出电流原来的，根据
可知R消耗的功率变为；根据
可知原线圈电流原来的，则电流表A的读数变为。
故选B。
一、单选题
9．（2024·广东·一模）普通的交流电压表不能直接用来测量高压输电线路间的电压，通常要通过电压互感器来连接。图（b）为电压互感器示意图，ab端所接线圈的匝数较少，工作时ab端电压为，cd端所接线圈的匝数较多，工作时cd端电压为，现利用这个电压互感器通过普通的交流电压表测量图（a）中输电导线间的高电压，下列说法中正确的是（ ）

A．ab接MN、cd接电压表，
B．ab接MN、cd接电压表，
C．cd接MN、ab接电压表，
D．cd接MN、ab接电压表，
【答案】D
【详解】电压互感器的作用是使大电压变成小电压，根据变压器原理可知，应使匝数多的接入输入端，即cd接MN、ab接电压表，由变压器匝数与电压的关系可得
故选D。
10．（2024·广东茂名·一模）如图（a）所示的智能机器人广泛应用于酒店、医院等场所.机器人内电池的容量为，负载时正常工作电流约为，电池容量低于20%时不能正常工作，此时需要用充电器对其进行充电，充电器的输入电压如图（b）所示.下列说法正确的是（ ）
A．充电器的输入电流频率为
B．充电器的输入电压瞬时表达式为
C．机器人充满电后电池的电量为
D．机器人充满电后，负载时大约可以持续正常工作
【答案】D
【详解】A．由图可知交变电压的周期为，根据，可知电流频率为，故A错误；
B．由图可知周期为0.02s，则角频率为
充电器的输入电压的瞬时值表达式为，故B错误；
CD．机器人充满电后电池的电量
正常工作可用电量为，由，可知负载时大约可以持续工作4h，故C错误，D正确。
故选D。
11．（2024·广东汕头·一模）如图所示为远距离输电示意图，变压器均为理想变压器。升压变压器原、副线圈匝数之比为，其输入电压如图所示，输电功率为200kW，输电线总电阻为，则下列说法正确的是（ ）
A．降压变压器副线圈输出的交流电频率为100Hz
B．升压变压器副线圈的电压有效值为5000V
C．高压输电线上电流有效值为40A
D．高压输电线上损失的电压为
【答案】D
【详解】A．交流电周期
降压变压器副线圈输出的交流电频率为
故A错误；
B．升压变压器原线圈的电压有效值为
根据
升压变压器副线圈的电压有效值为
故B错误；
C．根据
得高压输电线上电流有效值为
故C错误；
D．高压输电线上损失的电压为
故D正确。
故选D。
12．（2024·广东·模拟预测）某风力发电机的输出电压为，用户得到的电功率为，用户得到的电压是，输电线的电阻为，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，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B．风力发电机的输出功率为
C．升压变压器副线圈的匝数是原线圈的匝数的7倍D．降压变压器原线圈的匝数为3525匝
【答案】A
【详解】A．输电线损失的功率
由
解得通过输电线的电流
故A正确；
B．用户得到的电功率
解得风力发电机的输出功率为
故B错误；
C．升压变压器的输出电压
可得升压变压器原、副线圈的匝数之比
故错误；
D．输电线上的电压损失
降压变压器原线圈两端的电压
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
n3=7050匝
故错误。
故选A。
13．（2024·广东佛山·二模）汽车的点火线圈是脉冲变压器．某型号点火线圈部分剖面结构如图，其初级线圈与次级线圈匝数之比为1：100，已知汽车电瓶是电动势为的蓄电池．下列说法正确的是（ ）
A．点火线圈的输出电压始终为
B．汽车电瓶不能使点火线圈工作
C．点火线圈的初级线圈应和汽车电瓶相连
D．提高初级线圈匝数，可以增加点火线圈的输出电压
【答案】C
【详解】D．根据变压器变压比
可知，增加初级线圈的匝数，次级线圈两端电压减小，故D错误；
AB．汽车蓄电池是直流电源，但在点火启动瞬间，穿过两线圈的磁通量发生变化，也能点火线圈正常工作，所以只在点火瞬间，点火线圈的输出电压始终为，故AB错误；
C．点火线圈的初级线圈应和蓄电池相连，次级线圈中产生高压将汽车启动，故C正确；
故选C。
14．（23-24高三上·广东·阶段练习）风电是一种清洁、绿色的可再生能源，中国的风电装机容量目前处于世界领先地位。图甲为风力发电的简易模型，在风力作用下，风叶带动与杆固连的永磁铁转动，磁铁下方的线圈与电压传感器相连。在某一风速时，传感器显示如图乙所示的正弦式交流电，则（ ）
A．磁铁的转速为10r/s
B．线圈两端电压的有效值为6V
C．0~0.2s内线圈两端电压的平均值为6V
D．图乙中电压随时间变化的原因是风速在变
【答案】B
【详解】A．交变电压的周期为，磁铁的转速为
故A错误；
B．线圈两端电压的有效值为
故B正确；
C．若0~0.1s内线圈两端电压从到均匀增大，0.1s~0.2s内线圈两端电压从到均匀减小，此时0~0.2s内线圈两端电压的平均值为6V。0~0.2s内任意时刻，线圈实际两端电压不小于上述情况的线圈两端电压，故0~0.2s内线圈两端电压的平均值大于6V，故C错误；
D．磁铁的转速不变，可知风速不变，图乙中电压随时间变化的原因是永磁铁转动磁场在周期性变化，线圈内磁通量周期性变化，故D错误。
故选B。
15．（22-23高三下·广东肇庆·阶段练习）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，如图所示．送电线圈和受电线圈匝数比为．当送电线圈接上图中的正弦交流电后，受电线圈中的电流为．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．受电线圈的输出电压为
B．送电线圈的输入电压为
C．受电线圈的电流方向每秒改变50次
D．送电线圈的输入功率为
【答案】D
【详解】C．受电线圈的电流频率与送点线圈中的电流频率相同，即为
一个周期内电流方向改变2次，所以每秒电流方向改变100次，故C错误；
BD．根据图可知送电线圈上正弦交流电的有效值为
受电线圈中的电流为，可得送电线圈中的电流大小为
送电线圈的输入功率为
故D正确，B错误；
A．对受电线圈的输出电压有
得
故A错误。
故选D。
一、单选题
16．（23-24高三上·广东茂名·阶段练习）如图甲、乙所示为某家庭应急式手动发电机的两个截面示意图。使用时只需推动手柄使线圈a沿轴线往复运动，线圈a中就可以产生感应电动势，其随时间变化的规律是正弦图像，如图丙所示。线圈a连接一原、副线圈匝数比为2:1的理想变压器，输出端给两个完全相同的灯泡供电，灯泡的额定电流为0.5A，两灯泡均正常发光，线圈a及导线电阻不计，则下列说法正确的是（ ）

A．变压器输出电流的频率为5HzB．灯泡的电阻为2Ω
C．线圈a中的电流为0.5AD．发电机的输出功率为W
【答案】C
【详解】A．变压器不改变频率，由图丙可知变压器输入电压的周期为0.4s，则频率为
可知变压器输入电流及输出电流的频率均为2.5Hz，故A错误；
B．由图可知变压器输入电压的峰值为4V，则有效值为
根据原、副线圈的电压与匝数成正比的关系有
解得副线圈输出电压的有效值
一个灯泡的额定电流为0.5A，根据欧姆定律可求出灯泡的电阻为
故B错误；
C．副线圈中的电流为灯泡额定电流的两倍，根据原、副线圈电流与匝数的关系有
解得线圈a中的电流为0.5A，故C正确；
D．理想变压器不消耗功率，副线圈电路中两个灯泡并联，副线圈电路的总电流为1A，可知发电机的输出功率为
故D错误。
故选C。
17．（2023·广东梅州·一模）某同学自己绕制了两个线圈套在可拆变压器的铁芯上，组成了一个新变压器，如图甲所示，线圈a作为原线圈连接到学生电源的交流输出端，原、副线圈的匝数比为，电源输出的电压如图乙所示，线圈b接小灯泡。若他组成的新变压器可视为理想变压器，则下列说法不正确的是（ ）

A．电源输出电压的频率为
B．若小灯泡两端并联一个电阻，电源的输出功率增大
C．若小灯泡两端并联交流电压表，则此电压表示数为
D．将线圈a改接在学生电源的直流输出端，小灯泡也能发光
【答案】D
【详解】A．由图知，电源输出电压的频率为
故A正确，不符合题意；
B．原线圈电压有效值
根据
故B正确，不符合题意；
C．若小灯泡两端并联交流电压表，则此电压表示数为
故C正确，不符合题意；
D．理想变压器是传输交流电，因此原线圈接直流电无作用，故D错误，符合题意。
故选D。