专题26 交变电流-备战2025年高中学业水平合格考物理真题分类汇编（全国通用）

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考点01：交变电流的产生
1．（2020高二下·贵州·学业考试）某电学元件，交流电和直流电都能通过，但对交流电有一定的阻碍作用，对直流电几乎没有阻碍作用，该电学元件是（ ）
A．电感器B．电容器C．电阻器D．保险管
2．（2022高二下·新疆·学业考试）正弦式电流在一个周期内电流方向改变的次数为（ ）
A．1次B．2次C．3次D．4次
3．（2020高二上·河北·学业考试）LED灯上标有“220V，5W”字样，要使它正常发光，所使用的正弦式电流的电压（ ）
A．峰值为220VB．峰值为440V
C．有效值为220VD．有效值为311V
4．（2020高二下·湖南·学业考试）如图所示是某正弦式交变电流的图象。下列说法正确的是（ ）
A．该交变电流的周期为0.01s
B．该交变电流的频率为100Hz
C．该交变电流电流的最大值为4A
D．该交变电流电流的有效值为4A
5．（2022高二上·广西·学业考试）一个电热器上标有“，”，则它在正常工作时（ ）
A．两端电压的瞬时值是B．两端电压的最大值是
C．功率的最大值是D．额定功率是
6．（2022高三·河北·学业考试）如图甲所示，匝数为5的矩形金属线框绕垂直于磁感线的轴在匀强磁场中匀速转动，穿过金属线框的磁通量随时间变化的关系如图乙所示，金属线框的总电阻为10Ω，下列说法正确的是（ ）
A．时，金属线框处于中性面位置，产生的感应电动势最大
B．金属线框中产生的感应电动势的最大值为50V
C．金属线框中产生的感应电流的有效值为5A
D．0.05～0.15s时间内，通过金属线框某横截面的电荷量为
7．（2020高二·安徽合肥·学业考试）如图甲所示，甲为一台小型发电机构造示意图，线圈逆时针转动，产生的电动势随时间变化的正弦规律如图乙所示，发电机线圈内阻为，外接灯泡的电阻为恒定不变，则下列说法中正确的为（ ）
A．电压表的示数为6V
B．通过电阻的电流方向1秒钟改变50次
C．线圈在磁场中匀速转动的角速度
D．在0.01s时刻，穿过线圈的磁通量最大
8．（2020高二·湖南·学业考试）通过某用电器的交流电。电压随时间变化的表达式为u=220sin100πt（V）。则该电压的有效值为（ ）
A．220VB．220VC．110VD．110V
9．（2023高二下·全国·学业考试）如图所示，将电容器和灯泡串联接入a，b两接线柱，以下结论正确的是（ ）
A．a，b若接直流电，灯泡发光，电容器中有电荷通过
B．a，b若接直流电，灯泡发光，电容器中无电荷通过
C．a，b若接交流电，灯泡发光，电容器中有电荷通过
D．a，b若接交流电，灯泡发光，电容器中无电荷通过
10．（2022高三·辽宁·学业考试）如图所示，在匀强磁场中匀速转动的矩形单匝线圈的转轴垂直于磁场方向且在线圈所在的平面内，线圈电阻为2Ω。从线圈平面与磁场方向平行时开始计时，当线圈转过45°时回路中的感应电流为1A，则外力在一个周期内做功的平均功率为（ ）
A．1WB．WC．2WD．2W
11．（2020高三·浙江·学业考试）奥克斯电风扇，规格为“220V，60W”，如图所示，某挡位工作时电动机的线圈电阻为40。则当电风扇正常工作时（ ）
A．60W指的是电风扇的输出功率
B．电流的大小为5.5A
C．发热功率约为3W
D．输出功率计算式为
12．（2019高二下·江苏苏州·学业考试）在匀强磁场中，一矩形金属线框绕与磁感线垂直的转轴匀速转动，如图1所示，产生交变电动势的图象如图2所示.则
A．线框产生的电动势有效值为
B．线框中的电流频率为
C．时线框中的电流最大
D．时线框平面与磁感线平行
13．（多选）（2023高二上·河北·学业考试）如图所示为一交流电动机的铭牌，当该电动机正常工作时，使用的交流电（ ）
A．电压的峰值为220VB．电压的有效值为220V
C．周期为0.02sD．周期为0.01s
14．（多选）（2024高三下·海南省直辖县级单位·学业考试）一单匝闭合线圈处在变化的磁场中，通过线圈的磁通量随时间周期性变化的规律如图所示，其中的曲线部分是正弦图像的一部分，则下列判断正确的是（ ）
A．时刻，感应电流方向发生改变
B．内和内，通过线圈截面的电量大小相等
C．内和内，线圈中产生的焦耳热相等
D．时刻，线圈的电动势瞬时值为
15．（多选）（2023高三·重庆·学业考试）如图所示，范围足够大的匀强磁场，磁感应强度大小为，边长为，匝数为匝的正方形线圈电阻值为，两阻值均为的定值电阻并联后连在线框两端，现使线圈以恒定的角速度绕中心轴线转动，将图示位置作为计时起点，忽略导线的电阻，电表为理想电压表则下列说法正确的是（ ）

A．线圈中产生的感应电动势的瞬时值为
B．电压表的示数为
C．线圈转动一周的过程中外电路产生的热量为
D．线圈由图示位置转过90°的过程中流过每个定值电阻的电量为
16．（多选）（2023高三·河北·学业考试）如图所示，一半径为r、质量为m、电阻为R的n匝圆形细线圈在足够长的磁铁产生的径向辐射状磁场中由静止开始下落，线圈下落高度h时速度达到最大值。已知线圈下落过程中环面始终水平且所经过位置的磁感应强度大小都相同，重力加速度大小为g，不计空气阻力，则（ ）
A．线圈下落高度h的过程中产生的总焦耳热为
B．线圈下落过程中所经过位置的磁感应强度大小为
C．线圈下落高度h的过程中通过线圈某横截面的电荷量为
D．线圈下落高度h所经历的时间为
17．（多选）（2022高三·辽宁·学业考试）发电机的示意图如图甲所示，边长为L的正方形金属框，在磁感应强度为B的匀强磁场中以恒定角速度绕垂直磁场的轴转动，阻值为R的电阻两端的电压随时间的变化规律如图乙所示，其他电阻不计。则在金属框转动一周的过程中，下列说法正确的是（ ）
A．金属框内电流的方向不变B．通过电阻的电流为直流电
C．流过电阻截面的电荷量D．电阻产生的焦耳热
18．（多选）（2020高二上·辽宁·学业考试）如图所示，若在磁体的两磁极上装有极靴，可使线圈转动时，无论转到什么位置，线圈平面始终与磁场平行。现用导线将A、B两线框连接成闭合回路，一同学轻轻拨动线框A，使线框A沿顺时针方向转动，转动过程中某一时刻A、B两线框恰处于图中所示的位置，则（ ）
A．此时线框B在顺时针转动
B．此时线框B在逆时针转动
C．线框A可视为发电机，线框B可视为电动机
D．线框B可视为发电机，线框A可视为电动机
19．（2021高二上·云南·学业考试）我国大陆地区家庭照明电路使用的是交变电流，其大小和 随时间做周期性变化，周期是 ，电压的有效值是，峰值是 。
20．（2021高二下·新疆·学业考试）一正弦式电流的电压随时间变化的关系如图所示，则该正弦式电流的周期为 s，电压的最大值为 V。
21．（2022高二下·广东中山·学业考试）如图所示，一个面积为0.1m2，匝数n = 100匝的圆形线圈，在匀强磁场中绕通过圆心且垂直于磁场方向的轴OO′匀速转动，转动角速度，匀强磁场的磁感应强度B = 0.01T，线圈的总电阻r = 0.1Ω。线圈的两个末端分别与两个彼此绝缘的铜环E、F（集流环）焊接在一起，并通过电刷与阻值R = 0.9Ω的定值电阻连接。已知t = 0时刻线圈平面与磁场方向平行，电路中其他电阻以及线圈的自感系数均可忽略不计。
（1）穿过线圈的磁通量最大值Φm为多大？
（2）写出感应电动势e随时间变化的表达式；
（3）从t = 0时刻线圈转过30°，通过电阻R的电荷量q为多大？
（4）线圈转动过程中电阻R的电功率为多大？
考点02：变压器的原理与应用
1．（2023高二上·江苏扬州·学业考试）下列物理仪器中不是利用电磁感应制造的是（ ）
A．电磁炉B．电流表C．变压器D．发电机
2．（22-23高三上·甘肃白银·开学考试）某电动剃须刀的充电装置中装有变压器。用正弦交流电源给电动剃须刀充电时，测得变压器原线圈两端的电压为，副线圈两端的电压为，通过原线圈的电流为。若将该变压器视为理想变压器，则通过副线圈的电流为（ ）
A．B．C．D．
3．（2019高二上·湖南长沙·学业考试）一个理想变压器的原、副线圈匝数之比为3∶1，将原线圈接在6V电池组上，则副线圈两端电压为（ ）
A．18VB．2VC．0D．6V
4．（2021高二下·贵州·学业考试）远距离输送电能通常采用高压输电，用来改变输电电压的设备是（ ）
A．电阻箱B．变压器
C．电动机D．电容器
5．（2019高二下·广东·学业考试）如图所示为变压器原理图，其原线圈和副线圈的匝数分别为n1、n2，若输出电压小于输入电压，下列说法正确的是
A．输入的是直流电，且n1>n2
B．输入的是直流电，且n1n2
D．输入的是交流电，且n1 1，电源输出电压U保持恒定，定值电阻的阻值分别为R1、R2，电流表、电压表均为理想电表。开始时，滑动变阻器的触头位于某一位置，电流表、电压表的示数分别用I1和U1表示；现将变阻器的触头向b端移动后，电流表、电压表的示数分别用I2和U2表示，电流表、电压表示数变化分别用和表示。下列表达式正确的是（ ）
A． = B．
C． = k2R1D． =
28．（多选）（2022高三·河北唐山·学业考试）如图所示含有理想变压器的电路中，电阻R1、R2的阻值分别为2Ω、3Ω，电流表A1、A2和电压表V1、V2均为理想交流电表，U为正弦交流电压源，输出电压的有效值恒定。此时，电流表A1、A2的示数之比为1：2，下列说法正确的是（ ）
A．电压表V1、V2示数之比为2：1B．电压表V1、V2示数之比为7：3
C．电阻R1、R2电功率之比为1：3D．电阻R1、R2电功率之比为1：6
29．（2022高二·四川·学业考试）根据变压器理论及实验研究可知：在理想情况下，变压器原、副线圈两端电压、，与其匝数、 成 （选填“正比”或“反比”）。若，则，这种变压器称为 （选填“升压”或“降压”）变压器。
30．（2019高三·浙江台州·学业考试）在“探究变压器线圈两端的电压与匝数的关系”实验中，已有下列图中器材及开关和导线若干．
A、 B、 C、 D、
(1)上述仪器中不需要的是 （填字母），还需要的是 （填名称）；
(2)用匝数na＝100匝和nb＝200匝的变压器，当副线圈处于空载状态（没有接负载）时测量原、副线圈的电压，实验测量数据如下表：
根据测量数据可判断原线圈是 （填“na”或“nb”）；
(3)保持原线圈匝数和交流电压均不变，给副线圈接上小灯泡，实验发现，随着副线圈的匝数增加，小灯泡得到的电压反而减小，亮度减弱，可能的原因是 ．
考点03：远距离输电
1．（2022高二下·贵州·学业考试）为了减少电能在输电线路中的损耗，在输送电功率一定时，远距离输送电能通常采用（ ）
A．高电压输电B．低电压输电
C．增大输电电流D．增大输电线电阻
2．（2019高二上·湖南长沙·学业考试）一台发电机，输出的功率为1000kW，所用输电导线的电阻是10Ω。当发电机接到输电线路的电压为50kV时，则导线上的电流和在导线上损失的热功率分别为（ ）
A．2A，40WB．20A，4kW
C．200A，400kWD．20A，40kW
3．（2019高二下·河北·学业考试）一直流输电线路，输电线的总电阻为1.0Ω，输电电流为100A，输电线损耗的电功率为（ ）
A．1.0×102WB．1.0×104WC．1.0×106WD．1.0×108W
4．（2023高三上·江苏南通·学业考试）“西电东送”是我国西部大开发的标志性工程之一。如图所示为远距离输电的原理图，假设发电厂的输出电压U1恒定不变，输电线的总电阻保持不变，两个变压器均为理想变压器。下列说法正确的是（ ）
A．当用户负载增多，通过用户用电器的电流频率会增大
B．当用户负载增多，升压变压器的输出电压U2增大
C．若输送总功率不变，当输送电压U2增大时，输电线路损失的热功率增大
D．在用电高峰期，用户电压U4降低，输电线路损失的热功率增大
5．（2024高三·河北·学业考试）在图（a）所示的远距离输电线路中，a、b两端接图（b）所示的正弦交流电，熔断丝的熔断电流为10A，电阻为2，升压理想变压器原、副线圈匝数比为1：10，输电线总电阻为400，降压理想变压器原、副线圈匝数比为10：1，电阻R两端并联理想交流电压表。电路可以长时间工作，下列说法正确的是（ ）
A．时，电压表的示数为零
B．输电线上的热功率可能为600W
C．升压变压器输出电压有效值可能为1900V
D．R的阻值可能为20
6．（2020高三·浙江·学业考试）2019年7月1日，被誉为“疆电东送”高速通道的±1100千伏“新疆准东一安徽皖南”特高压直流工程正式投运，它是目前世界上电压等级最高、送电距离最远的特高压直流输电工程。在输送功率不变的情况下，和试投运电压±550千伏相比的优点是（ ）
A．可节省输电线的材料
B．可根据需要调节交流电的频率
C．输电速度是试投运时速度的2倍
D．因输电线上的电阻而损失的电功率减少到试投运的25%
7．（2019高三下·甘肃酒泉·学业考试）玉门有充沛的风力资源。风力发电是最环保的发电方式之一。远距离输电是实现风电产业健康快速发展的必要因素之一。某同学模拟“远距离输电”，将实验室提供的器材连接成如图所示电路，A、B为理想变压器，灯L1、L2相同且阻值不变。保持A的输入电压不变，开关S断开时，灯L1正常发光。则（ ）
A．仅闭合S，L1变亮
B．仅闭合S，A的输入功率变小
C．仅将滑片P上移，L1变亮
D．仅将滑片P上移，A的输入功率变小
8．（多选）（2019高二下·河北·学业考试）如图所示为某水电站的输电原理图。升压变压器原、副线圈匝数分别为n1、n2，降压变压器原、副线圈匝数分别为n3、n4，则（ ）
A．n1n2C．n3>n4D．n3