寒假作業(yè)12交變電流

嫌內容早知道

一第一層鞏固提升練（4大題型）

題型1交變電流的四值

題型2變壓器的原理

題型3變壓器兩端電路的動態(tài)分析

題型4遠距離輸電

??第二層能力提升練

“第三層拓展突破練

--------CH1HB-?-?--------

題型一交變電流的四值

?★積累與運用

g1.周期（T）:交變電流完成一次周期性變化（線圈轉一周）所需的時間，單位是秒（s）,計算公式為丁=竺。

|2.頻率⑴:交變電流在1s內完成周期性變化的次數(shù)。單位是赫茲（Hz）。

|周期和頻率的關系：或：

I3.瞬時值：交變電流某一時刻的值，是時間的函數(shù)。如電流的瞬時值i=Imsinwt。

|4.峰值：交變電流（電流、電壓或電動勢）所能達到的最大的值，也叫最大值。

|5.有效值：跟交變電流的熱效應等效的恒定電流的值。對正弦式交變電流，其有效值和峰

EuI

\值的關系為：￡=",（/=—,/=-

J27272

i6.平均值：感應電動勢的平均值方二口竺，電流的平均值7=4

AtR

1.（2024?陜西西安?一模）如圖甲為按壓式發(fā)電手電筒。以一定的頻率不斷按壓手柄時，其內置發(fā)電機會產(chǎn)

生如圖乙所示的交變電流，已知與其串聯(lián)的白熾燈泡額定電壓為9V、阻值為180。若該燈泡恰好正常

發(fā)光，則該發(fā)電機（）

1

甲

A.輸出電流的最大值為0.5A

B.輸出電流的有效值為0.5A

C.輸出的交流電頻率為50Hz

D.一個周期內輸出電流的平均值為0.5A

2.（2025?河南濮陽?模擬預測）如圖所示，在磁感應強度大小為3的勻強磁場中，一邊長為心的單匝正方形

線圈abed繞垂直于磁場的軸勻速轉動，角速度為。，矩形線圈通過滑環(huán)￡、尸與理想變壓器相連，

理想變壓器與阻值為我的負載電阻相連，不計其他電阻，變壓器原、副線圈匝數(shù)之比為左，圖示位置線

圈平面與磁場平行，下列說法正確的是（）

A.當線圈平面與磁場垂直時，線圈中的電動勢最大

B.線圈中的電動勢最大值為Jisz?。

C.從圖示位置開始計時，線圈中的電動勢e隨時間/變化的關系式為e=8Z2ginM

D2r42

D.線圈轉動過程中電阻R的功率為名烏

2Rk2

（多選）3.（2025?湖北?一模）如圖甲所示，矩形線圈a6c?在勻強磁場中勻速轉動可以產(chǎn)生交變電流,

其電動勢e隨時間/變化的圖像如圖乙所示，線圈電阻,電阻尺=3。，則下列說法正確的是（）

A.圖示位置產(chǎn)生的感應電動勢最大B.

C.電阻R兩端電壓為7.5VD.矩形線圈的轉速為50r/s

（多選）4.（23-24高二下?天津?期末）如圖甲所示是目前市面上流行的手搖手機充電器，它體型小，攜

2

帶方便，可以在緊急狀態(tài)下給手機臨時充電，其示意圖如圖乙所示。若某人搖動手柄給手機充電時，其

內部線圈在勻強磁場中繞垂直于磁感線的軸勻速轉動，下列說法正確的是（)

A,線圈轉動的快慢程度會影響感應電動勢的最大值

B.當線圈轉到圖乙所示位置時，電流方向將發(fā)生改變

C.若從圖乙位置開始計時，線圈中的電流瞬時值表達式為:/mSin血

D.當線圈轉到圖乙所示位置時，穿過線圈磁通量的變化率最大

題型二變壓器的原理

|★積累與運用

|1.功率關系（或單位時間內的能量關系）:PK=P出（P由決定P入）。

|2.電壓關系：；5=與匝數(shù)比決定U2）。有多個副線圈時，，"|=與=匕=…

幾1%心n,

:3.電流關系：只有一個副線圈時人=2或/加尸心外（L及匝數(shù)比決定L）。

1,n,

\由P/P出及P=UI推出有多個副線圈時，Ulh=U2l2+U3h+...+UnIno

5.（2024?北京朝陽?模擬預測）我們一般把變壓器分成左右兩個電路來看待，使得在分析時將問題變得復雜。

現(xiàn)在我們將變壓器與負載視為一個整體，等效為一個新的電阻R,變成一個單一的回路。若已知原、副

線圈的匝數(shù)比為左，副線圈所接電阻為R,則R等于（）

A.kR

6.（23-24高二下?廣西河池?期末）實驗室用交流發(fā)電機和理想變壓器組合給阻值為12。的電阻凡供電，電

路如圖所示。交流發(fā)電機的線圈內阻為4。，導線電阻不計，當理想變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1：3時,

&消耗的功率與線圈內阻消耗的功率比為（）

3

A.1：1

（多選）7.（23-24高二下?廣西河池?期末）電磁感應研究的是其他形式能轉化為電能的特點和規(guī)律，其

核心是法拉第電磁感應定律和楞次定律。關于渦流、互感和自感、電磁阻尼和電磁驅動，下列說法正確

的是（）

A.真空冶煉爐鍋體中的渦流是由恒定磁場產(chǎn)生的

B.自感現(xiàn)象是特殊的電磁感應現(xiàn)象，同一線圈加鐵芯后線圈自感系數(shù)增大

C.互感現(xiàn)象是變壓器工作的基礎，互感現(xiàn)象說明了磁場具有能量

D.阻尼擺擺動時產(chǎn)生的渦流不一定總是阻礙其運動

題型三變壓器兩端電路的動態(tài)分析

★積累與運用

常見的兩種動態(tài)變化情況

1.匝數(shù)比不變的情況（如圖甲所示）

①U1不變，根據(jù)匕=%，輸入電壓U1決定輸出電壓U2,無論負載電阻R如何變化，U2不變。

u>n,

②當負載電阻發(fā)生變化時，L變化，輸出電流L決定輸入電流L故L發(fā)生變化。

③L變化引起PZ變化，Pi=P2,故P發(fā)生變化。

2.負載電阻不變的情況（如圖乙所示）

（/.H.H.

①Ui不變,3=」，」發(fā)生變化，故U2變化。

九

U2n22

②R不變，U2變化，故L發(fā)生變化。

1/2

③先根據(jù)P,=2,判斷P2發(fā)生變化，再根據(jù)P尸P2,判斷P1發(fā)生變化，P尸U1L,U1不變，故L發(fā)生

R

變化。

4

8.（2025?湖南益陽?一模）如圖是街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖。變壓器的輸入電壓是市區(qū)電網(wǎng)

的電壓，負載變化時輸入電壓保持不變。輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，兩條輸電線的總電阻用與表

示，變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當用電器增加時，相當于R的值減?。ɑ瑒悠蛳乱疲?。忽略

變壓器上的能量損失，不計電壓表、電流表的內阻對電路的影響。當用戶的用電器增加時，下列說法正

確的是（）

A.電流表A的示數(shù)不變B.電壓表V的示數(shù)變大

C.凡上損失的電功率變大D.電壓表V?的示數(shù)變大

8.（23-24高二下?廣東茂名?期末）如圖所示某一火警報警系統(tǒng)原理圖，理想變壓器原線圈接有電壓有效值

恒定的交流電源，已知圖中電阻R的阻值恒定，熱敏電阻人的阻值隨溫度升高而減小，電壓表和電流表

均為理想電表，當《處的溫度升高時，下列說法正確的是（）

A.電流表的示數(shù)將減小B.電流表的示數(shù)將增大

C.電壓表的示數(shù)將減小D.電路消耗的總功率不變

10.（23-24高二下?河南開封?期末）如圖甲所示，是國產(chǎn)某型號手機無線充電裝置，其工作原理圖如圖乙所

示，送電線圈和受電線圈回路中串聯(lián)的電阻阻值均為幾把送電線圈和受電線圈構成的功能部分視為理

想變壓器，4>%則下列說法正確的是（）

手

機

電

池

A.將手機換成鋁片放到工作的充電器上，鋁片會發(fā)熱

B.受電線圈回路中電阻產(chǎn)生的熱量比送電線圈中電阻產(chǎn)生的熱量小

C.若手機電池出現(xiàn)短路故障，送電線圈兩端的電壓會增大

D.若受電線圈中的電流恒為1A時，充滿容量為2000mA1的電池，至少需要lOOmin

5

（多選）11.（23-24高二下?廣東深圳?期末）如圖所示是某小區(qū)通過變壓器降壓給住戶供電的示意圖。

理想變壓器的輸入電壓保持不變，輸出電壓通過輸電線輸送給用戶，輸電線的總電阻用人表示，用戶

用電器等效為變阻器R。當用戶增多時，相當于滑片P向下移動，下列說法正確的有（)

A.

B.通過電阻人的電流變大

C.變壓器副線圈兩端電壓變大

D.用戶用電器R兩端的電壓變小

題型四遠距離輸電

★積累與運用

遠距離輸電基本電路圖及輸電電路中各物理量之間的關系。

電壓損失△U=U2-U3=LR線

(AU尸=P?-P3=橫線=fyr火線

功率損失△P=4U/2=

12.（23-24高二下?廣東東莞?期末）遠距離輸電示意圖如圖所示，兩變壓器均為理想變壓器，升壓變壓器T

的原、副線圈匝數(shù)比4：%=1:1000，在T的原線圈兩端接入一正弦交流電，其電壓變化規(guī)律滿足

M=1000^2sin1007tf（V）,若原線圈的輸入電功率P=IxlO&kW,輸電線總電阻為200。不考慮其他因

素的影響，則輸電線上損失的電功率為（）

A.IkWB.2kWD.20kW

13.（23-24高二下?廣東廣州?期末）如圖所示為遠距離輸電的簡易圖，”和N為理想升壓變壓器和理想降

壓變壓器，已知變壓器河的原、副線圈匝數(shù)比為1:〃，變壓器N的原、副線圈匝數(shù)比為〃：1,變壓器

“原、副線圈兩端的電壓分別為伉，U2,變壓器N原、副線圈兩端的電壓分別為4、S，發(fā)電廠輸

6

出電壓恒定，輸電線的總電阻為人則下列說法正確的是（）

A.5的頻率大于。4的頻率

B.用戶增多，4、。4均不變

C.通過變壓器M原線圈的電流等于通過變壓器N副線圈的電流

D.用戶增多，輸電線上損耗的電功率不變

（多選）14.（2024?安徽?模擬預測）特高壓輸電技術是中國獨有的先進技術，該技術可將輸電電壓提

高到1000kV及以上。某水電站的輸出功率為9xl（）6w，發(fā)電機的輸出電壓為250V,經(jīng)升壓變壓器升

壓、降壓變壓器降壓后送至用戶。已知用戶獲得的電壓為220V,遠距離輸電線的總電阻為100Q,在輸

電過程中輸電線上損失的功率為輸出功率的4%。若升壓及降壓變壓器均可視為理想變壓器，不計其它

線路中導線的電阻，下列說法正確的是（）

A.升壓變壓器副線圈中的電流為600A

B.升壓變壓器的輸出電壓為150kV

C.降壓變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為7200:11

D.若改用1000kV特高壓輸電，則輸電線上損失的功率將變?yōu)檩敵龉β实?%

（多選）15.（23-24高二下?廣東汕尾?期末）如圖為遠距離輸電的原理圖，電路中的變壓器（和《都

認為是理想變壓器，發(fā)電廠的輸出電壓恒定，輸電線上的電阻R不變。若用戶接入的用電器增多，

下列說法正確的有（）

家庭電路

A.A為升壓變壓器，T2為降壓變壓器

B.輸電線損失的功率減小

C.升壓變壓器的輸出電壓變小

D.加在用戶兩端的電壓變小

-------------------------------------------------------------------------

1.（2025?安徽?一模）我國在電力輸送領域是世界上首屈一指的科技霸主，目前已研制成功了全套關鍵設備,

建成了世界電壓等級最高、輸電能力最強的交直流輸電網(wǎng)絡。如圖為遠距離輸電系統(tǒng)簡化情景圖，已知

7

發(fā)電廠輸出的交流電壓為口，理想升壓變壓器的原副線圈匝數(shù)比為匕，理想降壓變壓器的原副線圈匝數(shù)

比為斤2,高壓輸電線的總阻值為人設用戶（負載）是純電阻，且阻值為五,則輸電效率為（）

升壓變壓器降壓變壓器

卜2D

A.手JxlOO%B.X1OO%C.X1OO%

klR+rk^R+rklR+3k^"r

k；R

D.xlOO%

k；R+k；r

2.（23-24高二下?湖南?期末）太陽能光伏發(fā)電是一種新型清潔能源，我國光伏裝機容量已突破3億千瓦。

一光伏發(fā)電站輸出電壓恒為250V,現(xiàn)準備向遠處輸電，輸電示意圖如圖所示。若該發(fā)電站的輸出功率

為該發(fā)電站到用戶之間采用5500V高壓進行遠距離輸電，輸電線的總電阻為11。，用戶獲

得220V電壓。變壓器視為理想變壓器，下列說法正確的是（）

A.升壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為1：20

B.輸電線上損失的功率為4.4xl（）2w

C.降壓變壓器的原、副線圈匝數(shù)比為24：1

D.若用戶消耗的功率增大，則用戶電路兩端的電壓。4也增大

3.（2024?浙江紹興?一模）如圖所示，一理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為2:1,其輸入端接正弦交流電源,

電動勢有效值保持不變，輸出端電路由Q、處、心和后四個電阻構成，將該變壓器的匝數(shù)比改為4:1

后，下列說法正確的是（）

A.4兩端的電壓增大到原來的2倍B.&兩端的電壓增大到原來的4倍

C.&的熱功率減小到原來的gD.&的熱功率減小到原來的;

4.（2024?江西-一模）如圖甲的理想變壓器原線圈接在一正弦交流電源上，電源電壓如圖乙所示，副線圈匝

數(shù)可通過滑片尸來調節(jié)。當滑片尸處于圖示位置時，原、副線圈的匝數(shù)比〃1：%=2：1,此時一額定功率

為44W,額定電壓為220V的燈泡，發(fā)現(xiàn)其亮度低于正常亮度。燈泡電阻恒定，下列說法正確的是（）

8

A.該交流電源的頻率為100Hz

B.此時通過燈泡電流的有效值為0.2A

C.燈泡兩端電壓表達式為〃=110Csin（100"）V

D.將滑片P向下滑動，燈泡變亮

5.（2024?四川遂寧?模擬預測）如圖所示的“日”字形理想變壓器，鐵芯的上下左右結構均對稱，中間線圈的

匝數(shù)為4,左、右線圈的匝數(shù)分別為4和2,左、右線圈所接的電阻均為R,不計線圈的電阻，在中間

線圈兩端加上正弦交流電壓U,下列說法正確的是（）

A.左、右兩個線圈的輸出電壓之比為4:1

B.中間線圈的端電壓與左線圈的端電壓之比為1:1

C.左、右兩個線圈的輸出電流之比為1:2

D.流過中間線圈、左線圈的電流之比為5:8

6.（2024?陜西?模擬預測）多數(shù)學校備有應急發(fā)電機，其工作原題可簡化為如圖所示的矩形線框在勻強磁場

中繞垂直磁場方向的軸勻速轉動。已知矩形線框的匝數(shù)為100,面積為0.04m2,勻強磁場的磁感應

強度大小為0.5T,線框轉動的角速度為30VIrad/s。線框與理想變壓器原線圈相連，理想變壓器原、副

線圈的匝數(shù)比為〃1：%=2：1,副線圈連在電路中的電阻R=10O。電流表為理想電表，不計線框的電阻,

7.（2024?云南大理?一模）理想變壓器、電阻R、理想交流電流表A、理想交流電壓表V按圖甲連接，已知

理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為11:1,電阻R=10Q,原線圈輸入的交流電如圖乙所示，下列說法正確

的是（）

9

C.電流表讀數(shù)為2AD.變壓器的輸入功率為44W

8.（2024?浙江?一模）兩個形狀不同但所圍面積和電阻均相同的單匝閉合線圈，分別放在如圖甲、乙所示的

磁場中。甲圖中是磁感應強度為瓦的勻強磁場，線圈在磁場中以周期T繞。。軸勻速轉動；乙圖中磁場

2萬

變化規(guī)律為8=B,cos午,從圖示位置開始計時。比較兩個線圈，下列說法正確的是（）

中

X|XXX

XXXX

X;XXX

I

o甲

A.磁通量的變化規(guī)律相同

B.電流方向變化的頻率不同

C.相同的時間內產(chǎn)生的焦耳熱不同

D.產(chǎn)生的電動勢有效值不同

9.（23-24高三下?山東濱州?期中）如圖所示，勻強磁場的磁感應強度大小為反方向垂直紙面向里，OQ是

其左邊界，一個面積為S的N匝矩形線圈垂直磁場放置，邊與磁場邊界重合，從圖示位置開始計時,

線圈繞ZD邊以角速度。繞圖示方向勻速轉動，線圈的總電阻為正，下列說法正確的是（）

X

X

X

X

X

A.線圈中產(chǎn)生按正弦規(guī)律變化的交流電

B.線圈每次轉到圖本位置時瞬時電流最大

C.線圈中產(chǎn)生的交流電的電動勢有效值為

2

10

兀N281s'co

D.線圈轉動一周產(chǎn)生的熱量為

2R

10.（2023?湖北武漢?模擬預測）如圖所示，矩形線圈面積為S,匝數(shù)為N,線圈總電阻為心在磁感應強度

為8的勻強磁場中繞。。'軸以角速度。勻速轉動，外電路電阻為火。下列說法正確的是（）

A.在圖示位置，線圈中的電流瞬時值為0

B.從圖示位置開始計時，電阻R兩端電壓瞬時值表達式為“=

C.當線圈由圖示位置轉過90。的過程中，電阻R上所產(chǎn)生的熱量為NBSRR

D.當線圈由圖示位置轉過90。的過程中，通過電阻R的電荷量為旦

R+r

11.（2023?江蘇南京?模擬預測）如圖所示，交流發(fā)電機的矩形線框共有N=100匝，總電阻r=1.0。，

BC=4D=4B=DC=0.1m。繞垂直于磁場方向的對稱軸以400rad/s的轉速勻速轉動，給

r=7.0。的電阻供電。線框所在勻強磁場的磁感應強度3=0.1T,其處于中性面時開始計時，貝!!（）

A.電阻R兩端的最大電壓為40V

TT

B.通過R的電流方向在0~詆s內改變1次

77

C.在0~詬^內外力至少對系統(tǒng)做功7TJ

D.在0~y^s內通過線框導線橫截面的電荷量為總C

（多選）12.（23-24高二下?福建泉州?期末）泉州地處山區(qū)，水力資源豐富，現(xiàn)利用市內某條流量

0=2m3/s、落差力=5m的河流發(fā)電并進行遠距離輸電。如圖所示，若發(fā)電機輸出功率為4.4xl（rw,

輸出電壓恒為240V,輸電線路總電阻尺線=24。，允許損失功率為輸出功率的6%,要滿足居民220V

11

的用電需求。重力加速度g=10m/s2,水的密度0=l.Oxl（）3kg/m3,則（）

發(fā)

電■

機

A.發(fā)電機的效率為45%

B.該輸電線路所使用的理想升壓變壓器的匝數(shù)比是3：50

C.該輸電線路所使用的理想降壓變壓器的匝數(shù)比是180：11

D.若用戶區(qū)消耗的功率增大，則用戶區(qū)獲得的電壓將變小

（多選）13.（23-24高二下?湖南長沙?期末）圖甲為遠距離輸電示意圖，理想升壓變壓器原、副線圈匝

數(shù)比為1：1000,理想降壓變壓器原、副線圈匝數(shù)比為1000：1,輸電線的總電阻為1000。，若升壓變

壓器的輸入電壓如圖乙所示，用戶端電壓為220V。下列說法正確的是（）

A.輸電線中的電流為3AB.電站輸出的功率為7500kW

C.輸電線路損耗功率為900kWD.用戶端交變電流的頻率為100Hz

（多選）14.（2024?四川巴中?一模）如圖所示，理想變壓器原線圈接6=2206^（100叫丫的交流電,

原、副線圈匝數(shù)比/：%=2:5,已知定值電阻r=20O,凡=25。，R是滑動變阻器，電壓表和電流表

均為理想交流電表，以下說法正確的是（）

A.R=100。時，理想變壓器的輸出功率最大

B.理想變壓器的最大輸出功率為7=650W

C.理想變壓器的輸出功率最大時，電流表的示數(shù)為L25A

D.火=150。時，滑動變阻器消耗的功率最大

（多選）15.（2024?天津薊州?三模）如圖所示，理想變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為20：1,b是原線圈

的中心抽頭，電壓表和電流表均為理想電表，原線圈c、d兩端加上交變電壓，其瞬時值表達式為

w.=220V2sinl007r?V,貝！|（）

12

A.單刀雙擲開關與。連接時,

B.單刀雙擲開關與。連接，f=時，電壓表的示數(shù)為11及丫

600

C.單刀雙擲開關由。扳向6,電壓表和電流表的示數(shù)均變大

D.單刀雙擲開關與。連接，在滑動變阻器觸頭P向上移動的過程中，電壓表和電流表的示數(shù)均變小

（多選）16.（2024?廣東?模擬預測）在探究變壓器的線圈兩端電壓與匝數(shù)的關系時，某同學分別在可

拆變壓器的鐵芯上繞制了兩個線圈，制作了一個如圖所示的降壓變壓器，線圈。連接到學生電源的交

流輸出端，線圈b與小燈泡相連接，兩線圈的電阻均可忽略不計。閉合電源開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡很亮,

為了降低小燈泡的亮度，下列措施可行的是（

A.適當減少線圈6的匝數(shù)B.將交流輸出電壓適當減小

C.將線圈°、6增加相同匝數(shù)D.將線圈a改接在直流輸出端

----------------------------------------------------------------------------------------------------------------

（新應用）1.（23-24高二下?浙江寧波?期末）如圖甲所示，一圓形線圈面積5=兀與之=100cn?,匝數(shù)

N=100,電阻不計，處于勻強磁場中，磁感應強度B隨時間f正弦變化的圖象如圖乙所示（取垂直紙

面向里為正方向）。導線框右邊與理想變壓器的原線圈連接，已知變壓器的原、副線圈的匝數(shù)比為1:10,

與副線圈連接的電阻為=