高考物理一輪復習交變電流

一.選擇題（共8小題）

1.（2025?沙坪壩區(qū)校級模擬）如圖是降壓器簡化電路圖，由原、副線圈匝數之比為k的理想變壓器,

定值電阻Ri,電阻箱R2組成，a、b間接有效值恒定的交變電源。則當電阻箱消耗的電功率最大

時，以下關系正確的是（）

2.（2025?濰坊三模）如圖所示，匝數為50匝的矩形線圈置于磁感應強度大小為0.5T、方向水平向

右的勻強磁場中，線圈的面積為O.ln?、電阻為IC,與兩金屬圓環(huán)相連的電路中有一理想變壓器，

其原副線圈的匝數比ni：n2=l：2,兩定值電阻的阻值分別為RI=3C、R2=4C?，F使線圈以120r/min

的轉速沿逆時針方向（從上向下看）繞豎直軸00'勻速轉動，則定值電阻R2消耗的電功率和圖

示時刻Ri中的電流方向分別為（）

B.2n2(W),向左

C.4it2（W）,向右D.4M(W),向左

3.（2025?河北模擬）下列說法正確的是（)

A.一電器設備標有“220V1000W”，則此電器內電阻值一定為48.4C

B.用交流電流表和電壓表測得的數值是平均值

C.發(fā)電廠采用高壓送電可減少輸電過程的電能損耗

D.所有交變電流的最大值均是有效值的企倍

4.（2025?四模擬）某小型交流發(fā)電機產生的交流電壓u隨時間t變化的圖像如圖所示，關于該交流

電，下列說法正確的是（）

A.周期為O.OIs

B.頻率為50Hz

C.有效值為20遮V

D.Is內電流方向改變50次

5.（2025?湖北模擬）如圖所示為一遠距離輸電示意圖，圖中①、②分別為理想升壓、降壓變壓器,

理想交流電流表Ai、A2的示數分別為1、12,理想交流電壓表Vi、V2的示數分別為Ui、U2,交

流發(fā)電機的內阻為r,輸電導線的總電阻為R。當并入電路的用戶數量增多時，下列說法正確的是

發(fā)

電

機

A.變壓器①原線圈中的電流小于h

B.輸電導線上電阻R損耗的功率變小

C.電壓表V2的示數增大

D.，的值減小

6.（2025春?溫州期末）如圖為一種自耦調壓器的結構示意圖，線圈均勻繞在鐵芯上，通過滑片P

可調節(jié)副線圈匝數。A、B間輸入電壓為〃=220魚s出10071t（?）,副線圈上接有1個電動機M,E

為線圈C、D的中點。電動機M的內阻r=10。，額定電壓U=220V,額定功率P=110W。則（）

B.當滑片P向上移動時，電動機的損耗功率將減小

C.當滑片P置于E處時，電動機兩端的電壓為220V

D.當滑片P置于C處時，電動機的輸出功率為107.5W

7.（2025春?南寧校級期末）如圖所示，通過接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電,

如果僅增加原線圈的匝數，其他條件不變，則（）

A.小燈泡變亮

B.小燈泡變暗

C.原、副線圈兩端電壓的比值不變

D.通過原、副線圈電流的比值變大

8.（2025?山東）如圖為一種交流發(fā)電裝置的示意圖，長度為2L、間距為L的兩平行金屬電極固定

在同?水平面內，兩電極之間的區(qū)域I和區(qū)域U有豎直方向的磁場，磁感應強度大小均為B、方

向相反，區(qū)域I邊界是邊長為L的正方形，區(qū)域I【邊界是長為L、寬為0.5L的矩形。傳送帶從兩

電極之間以速度v勻速通過，傳送帶上每隔2L固定一根垂直運動方向、長度為L的導體棒，導體

棒通過磁場區(qū)域過程中與電極接觸良好。該裝置產生電動勢的有效值為（）

導體棒

傳送帶L

裝置

7

金屬電極

yJ2BLv

A.BLv

二.多選題（共4小題）

（多選）9.（2025春?溫州期末）如圖所示，半徑為L的金屬圓環(huán)放置在光滑水平地面上，圓環(huán)上

固定OA、OB、OC、OD四根長均為L,阻值均為r且夾角互為90°的金屬棒，以圓環(huán)圓心O為

原點建立直角坐標系，在笫二象限圓環(huán)內部存在方向垂直水平面向下的磁場，沿半徑OG各點磁

感應強度8=8（描11。（B為OG與x軸負方向夾角），圓心O與環(huán)面分別通過電刷E、F與阻值為

r的電阻R相連，其它電阻均不計。在外力作用3圓環(huán)以角速度3繞O點沿順時針方向勻速轉

動。以OA進入磁場開始計時，則下列說法正確的是（）

為理想電表。原線圈所接電源的電壓按圖乙所示規(guī)律變化，副線圈接有一燈泡，此時燈泡消耗的

功率為60W。則下列判斷正確的是（）

A.副線圈兩端輸出電壓的有效值為60V

B.原線圈中電流表的示數約為IA

C.原線圈兩端電壓的瞬時有表達式為u=220企sin5（hrt（V）

D.變壓器的輸入功率、輸出功率之比為1：1

三.填空題（共4小題）

13.（2025?福建模擬）如圖.矩形線圈在勻強磁場中繞垂11磁場的軸OO'勺速轉動,產生的交變

電流輸入理想變壓器的原線圈，副線、理想電流表A與標有“6V3W”字樣的小燈泡L串聯(lián)成閉

合回路，燈泡L正常發(fā)光。已知變壓器原、副線圈匝數比為5：3,矩形線圈的電阻為1.0C,則A

的示數為A,矩形線圈的電動勢有效值為V

14.（2024春?仙游縣校級期末）當用萬用表測量家庭電路的電壓時，通常測的是家庭電壓的

（填“有效值”或“最大值”）,如圖所示，該交變電流的有效值為該

15.（2024春?虹口區(qū)校級期中）10（）匝矩形線圈在勻強磁場中繞其垂直于磁場的一邊勻速轉動，產

生如圖所示的電動勢.可知線圈轉動的角速度3=rad/s.穿過線圈的磁通量最大值

（pmax=Wb,此時的電動勢值《=V.

16.（2024春?倉山區(qū)校級期中）某交變電流的瞬時值表達式為u=Uisincot+U2cos5,則該電壓的有

效值;嵐燈接入頻率f=50Hz、電壓為120V的交流電路中共lOmin,

若覆燈點燃和熄滅電壓uo=120V,試求頰燈的發(fā)光時間。

四.解答題（共4小題）

17.（2025春?常州期末）某電源兩端能產生按正弦規(guī)律變化的電壓，用該電源給阻值為20c的電阻

直接供電，?個周期內電阻產生的熱量與1A的恒定電流在相同時間產生熱量相同?，F用該電源給

額定電壓是220V的交流用電器供電，為使用電器正常工作，在電源與用電器之間使用了升壓變壓

器。求：

（I）該電源兩端電壓的有效值；

（2）升壓變壓器原副線圈的匝數之比。

18.（2025?海淀區(qū)校級三模）許多相似情境常?？梢灶惐?，這是研究問題的常用方法。

情境1：跳水運動員從高臺跳下，入水后其受力情況可做如下簡化：水對他的作用除「包括有與其

自身重力相等的浮力外，還受到一個與運動方向相反、大小與速度成正比的水的阻力￡=內（k為

Av

已知常量）的作用。運動員在水中向下運動的速率v隨時間t的變化規(guī)律可用方程-kv=m7（（1）

式）描述，其中m為運動員的質量。

情境2：如圖甲所示，電源電動勢為E、內阻為r,線圈自感系數為L、電阻可忽略，與電感線圈

并聯(lián)的電阻的阻值為R,其余部分的電阻均可忽略,閉合開關S,電流達到穩(wěn)定后再把開關斷開,

發(fā)現流過電阻的電流I隨時間t的變化規(guī)律與情境1中運動員的速率v隨時間t的變化規(guī)律類似。

（1）類比①式，

a.寫出電流I隨時間t變化的方程（②式）；

b.在圖乙中定性畫出I-（圖線。

（2）若入水時運動員的速度大小為vo,則運動員的動能可表示為Ek-服

a.寫出剛把開關斷開時線圈中的電流的表達式Io：

b.仿照動能的表達式，寫出剛把開關斷開時線圈中的磁場能的表達式ELO

（3）求解情境1中運動員入水后運動的距離x可按如下步驟進行：

將①式兩邊同乘以At可得-kvAt=mAv注意到vAt表示一小段時間內運動員的位移Ax,所以

上式可表示為-kAx=mAv將上式兩邊求和，并注意到運動員的初速度為vo,末速度為0,可得

-kx=-mvo由此可求出運動員入水后運動的距離x=彳2仿照上面的過程，從②式出發(fā)，求出情

K

境2中把開關斷開后流過電阻R的電量Q。

19.（2025春?徐匯區(qū)校級期末）事物往往具有兩面性，人們利用電流的熱效應獲得內能，但在某些

用電器中，電熱卻是一鐘不需要的能量損耗。

（1）將一線圈內阻約為10ft的小風扇與直流電源相連，改變電源電壓的同時測量并記錄風扇兩端

的電壓U與流過風扇的電流I,所得數據記錄如下：

工作狀態(tài)①②

U/V0.30.9

I/A0.03().04

I.根據第①數據，可判斷小風扇的狀態(tài)為（選填“不運轉”或“正常運轉”）。

II.（論證）對上述【中選捏做出解釋。

HI.根據第②組數據，可判斷經過20s,小風扇獲得的機械能為Jo

（2）如圖甲為某小組同學模擬風力發(fā)電搭建的電路圖，將扇葉固定在矩形線圈abed上，線圈處

于垂直電機軸線OO'方向的勻強磁場中，在p、q間接入定值電阻R,使扇葉在外力作用下勻速

轉動，電阻R上即可獲得持續(xù)電熱,已知abed的匝數為100匝、面積S=2001?、總阻值r=30H,

①（作圖）將電壓傳感器并聯(lián)在R兩端，當扇葉轉速為50轉/秒時，傳感器示數U隨射間t變化

如圖乙所示，請在圖乙中畫出扇葉轉速為25轉/秒時的U-I圖像。

②（計算）當扇葉轉速恒定為50轉/秒，求：

a.流過電阻R的電流的最大值Imax;

b.電阻R兩端電壓U隨時間t變化的方程;

c.電阻R在1s時間內的平均發(fā)熱功率PQo

20.（2025春?虹口區(qū)校級期天）智能手機已經成為當代人們生活中最重要的一件科技產品，無論是

微信、支付寶還是其他軟件平臺等等，智能手機都成為人類社會中不可缺少的一環(huán)。

（I）很多智能手機配備了智能皮套，如圖甲所示，當智能皮套的磁體靠近霍爾元件時，霍爾傳感

器會檢測到磁場的變化，從而使屏幕自動進入休眠狀態(tài)；當用戶打開皮套時，屏幕則會自動點亮。

圖乙為一塊長、寬、高分別為a、b、c的N型半導體（教流子為自由電子）霍爾元件，通以方向

向右的電流，電子的定向移動速度為v。當合上皮套時，水平放置的元件處于豎直向下論勻強磁場

中，元件前、后表面間產生電壓，當電壓達到某一臨界值時，屏幕自動熄滅。

①霍爾元件的前、后兩表面，（選填"前”或“后”）表面電勢高；

②若屏幕自動熄滅時臨界電壓為U,則此時的磁感應強度B=；

③（多選）下列說法中正確的有o

A.合屏過程中，元件前、后表面間的電壓變大

B.開屏過程中，元件前、后表面間的電壓變大

C.若磁場變強，可能出現閉合屏幕時無法自動熄屏

D.若磁場變弱，可能出現閉合屏幕時無法自動熄屏

（2）科技改變生活，如今手機無線充電已日趨流行。圖甲是手機無線充電器的示意圖，其工作原

理如圖乙所示，當送電線圈接I；ui=220V2sinl0Ont（V）的正弦交流電后，會產生一個變化的磁

場從而使手機中的受電線圈中產生變化的電流，該電流經過整流裝置轉化為直流電給手機充電。

送電線圈和受電線圈可看作理想變壓器，整流裝置和手機電池等效為一只二極管和一個電阻Ro

二極管正向導通時.，阻值為零，負向截止時，阻值為無窮大。已知R=5C,其充電的功率P=10Wo

①該正弦交流電的周期為T=s；

②電阻R兩端電壓的有效值為V；

③在圖丙中定性畫出0?T時間內流經R的電流i隨時間I變化的圖像；（以流經R向卜的電流為

正）

（視為理想變壓器）

④（計算題）送電線圈和受電線圈的匝數比m：n2為多少？

T/2T

丙

高考物理一輪復習交變電流

參考答案與試題解析

一.選擇題（共8小題）

1.（2025?沙坪壩區(qū)校級模擬）如圖是降壓器簡化電路圖，由原、副線圈匝數之比為k的理想變壓器，

定值電阻Ri,電阻箱R2組成，a、b間接有效值恒定的交變電源。則當電阻箱消耗的電功率最大

時，以下關系正確的是（）

R

A.R2=-B.&二c.2=^D.Ri&=8

【考點】理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數的關系：電功和電功率的計算.

【專題】定量思想；模型法；分析綜合能力.

【答案】B

【分析】根據理想變壓器原、副線圈兩端的電壓與匝數成正比，電流與匝數成反比分別列式，結

合功率公式得到電阻箱消耗的電功率表達式，再根據數學知識分析解答。

【解答】解：設原、副線圈兩端的電壓分別為Ui,U2,電源的輸入電壓為U,原、副線圈中的電

流分別為II,12。

在原線圈回路中有U=Ui+liRi

變壓器原、副線圈兩端的電壓之比為

-=k

U2

變壓器原、副線圈電流之比為

/i=1

12~k

在副線圈回路中，有U2=LR2

聯(lián)立可得“湍”

則電阻箱R2消耗的電功率p=1

整理可得

P=——一

2

2Rrk+R2

R?

根據數學知識可知，當/=/A2時，P達到最大值，則得出=R3，故ACD錯誤，B正確。

?2k

故選；Bo

【點評】解答本題時要掌握理想變壓器的規(guī)律，結合功率公式進行分析，要有熟練運用數學知識

解決物理問題的能力。

2.（2025?濰坊三模）如圖所示，匝數為50匝的矩形線圈置于磁感應強度大小為0.5T、方向水平向

右的勻強磁場中，線圈的面積為0』nf、電阻為1。，與兩金屬圓環(huán)相連的電路中有一理想變壓器，

其原副線圈的匝數比ni：n2=l：2,兩定值電阻的阻值分別為RI=3C、R2=4C。現使線圈以120r/min

的轉速沿逆時針方向（從上向下看）繞豎直軸OO'勻速轉動，則定值電阻R2消耗的電功率和圖

示時刻R1中的電流方向分別為（)

B.2M(W),向左

C.4n2(W),向右D.4TT2(W),向左

［考點】變壓器的構造與原理；交變電流的u-I圖像和i-t圖像.

【專題】定量思想；方程法；交流電專題；理解能力.

【答案】A

【分析】根據給定的線圈參數和轉速計算線圈產生的感應電動勢的有效值。

利用變壓器的變壓比計算副線圈的電壓，進而計算定值電阻R2消耗的電功率。

根據線圈轉動的方向判斷Ri中的電流方向。

【解答】解：根據題意可知，矩形線圈勻速轉動產生的感應電動勢的峰值為Em=NBS3=50x

0.5XO.1X-黑2萬=10

ouv71V

有效值為￡有效=爵

代入數據解得E償=5&出，

根據理想變壓器的輸入功率等于輸出功率有［E有效一"（r+/?!）］；!=R2

又廣導2

聯(lián)立解得A=>/2nA,/2=^nA

定值電阻R2消耗的電功率為P2=1卯2=（塔7）2X4W=2n2W

根據右手定則可知，圖示時刻矩形線圈內的電流方向為順時針（從前往后看），故Ri中的電流方

向向右，故A正確，BCD錯誤；

故選：Ao

【點評】本題的關鍵在于理解交流電的產生原理、變壓器的工作機制以及電功率的計算方法。通

過計算線圈產生的感應電動勢的有效值，利用變壓器的變壓比計算副線圈的電壓，進而計算定值

電阻消耗的電功率。同時，根據線圈轉動的方向判斷電流的方向。需要注意的是，在計算電功率

時，確保使用正確的電壓值和電阻值。通過本題的解答，可以加深對交流電和變壓器相關知識的

理解和應用。

3.（2025?河北模擬）下列說法正確的是（）

A.一電器設備標有“220V1000W”，則此電器內電阻值一定為48.4Q

B.用交流電流表和電壓表測得的數值是平均值

C.發(fā)電廠采用高壓送電可減少輸電過程的電能損耗

D.所有交變電流的最大值均是有效值的&倍

【考點】高壓輸電的原理和優(yōu)點；正弦式交變電流的有效值；交流電表的讀數.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】C

【分析】要考慮用電器是純電阻還是非純電阻：交流電流表和電壓表測得的數值是有效值；根據P

=UI和P按=I2r分析；只有正弦交流電的最大值和有效值才滿足企倍的關系。

【解答】解：A、若電器是純電阻，則阻值為R=*=需0=48.4。，若用電器是非純電阻則

不為48.4C,故A錯誤；

B、用交流電流表和電壓表測得的數值是有效值，故B錯誤；

C、根據P=UI可知高壓送電可減少輸電線路中的電流，根據P崩=A可知可以減小輸電過程中電

能的損耗，故C正確；

D、只有正弦式交變電流的有效值和最大值之間存在U=震和/=詈的關系，其他交流電不滿足此

關系，故D錯誤。

故選：Co

【點評】本題考查了對交流電的認識和純電阻和非純電阻用電器電阻的計算。

4.（2025?四模擬）某小型交流發(fā)電機產生的交流電壓u隨時間t變化的圖像如圖所示，關于該交流

電，下列說法正確的是（）

A.周期為O.OIs

B.頻率為50Hz

C.有效值為20&V

D.Is內電流方向改變50次

【考點】交變電流的u-t圖像和i-t圖像.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】B

【分析】根據正弦交流電有效值和最大值的關系式、圖像信息進行分析解答。

【解答】解：AB.由u-t圖像可知，周期為T=().02s,頻率為f=*=忐Hz=50Hz,故A錯誤，

B正確；

C.最大值Um=20立,根據正弦式交流電有效值和最大值關系，則有效值為U=20V,故C錯誤；

D.1s內電流方向改變100次，故D錯誤。

故選：Bo

【點評】考查正弦交流電有效值和最大值的關系式、圖像信息的應用，會根據題意進行準確分析

解答。

5.(2025?湖北模擬)如圖所示為一遠距離輸電示意圖，圖中①、②分別為理想升壓、降壓變壓器,

理想交流電流表Ai、A2的示數分別為II、12,理想交流電壓表Vi、V2的示數分別為Ui、U2,交

流發(fā)電機的內阻為r，輸電導線的總電阻為R。當并入電路的用戶數量增多時.，下列說法正確的是

發(fā)

電

機

A.變壓器①原線圈中的電流小于h

B.輸電導線上電阻R損耗的功率變小

C.電壓表V2的示數增大

D.牛的值減小

【考點】遠距離輸電的相關計算.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；實驗探究能力.

【答案】D

【分析】電源的輸出功率等于電源的總功率與內電路發(fā)熱功率之差；電源的輸出功率即為理想升

壓變壓器Ti的輸入功率，輸電線損失的電功率P損=I2U排

輸電線路的輸電效率等于降壓變壓器T2的輸入功率與升壓變壓器Ti的輸出功率之百分比：

當用戶端消耗的電功率增人時，根據理想變壓器的電流關系、電壓關系以及歐姆定律來分析兩電

表示數的變化情況。

【解答】解：A、變壓器①為升壓變壓器（niVnz）,根據％■二?可知，變壓器①原線圈中的電

流10大于副線圈電流h,故A錯誤；

D、根據等效電阻原理可知：?■二瓷*用，其值減小，故D正確；

BC、當并入電路的用戶增多時，用電器消耗功率增大，根據：/-。住二冬

可知，電流h、12均增大，輸電線R損耗功率以=&/?變大，發(fā)電機的電流也增大，變壓器①原

線圈兩端電壓降低，由變壓規(guī)律萼=也可知，副線圈電壓Ui減小，輸電線上的電壓AU=bR增

力九2

大,變壓器②原線圈兩端電壓降低，V2的示數U2減小，故BC錯誤。

故選：D。

【點評】本題考查遠距離輸電。要知道理想變壓器的輸入功率等于輸出功率，要搞清功率的分配

規(guī)律，掌握理想變壓器的電流關系、電壓關系。

6.（2025春?溫州期末）如圖為一種自耦調壓器的結構示意圖，線圈均勻繞在鐵芯上，通過滑片P

可調節(jié)副線圈匝數。A、B間輸入電壓為u=220或sMlOO/rKV）,副線圈上接有1個電動機M,E

為線圈C、D的中點。電動機M的內阻r=10C,額定電壓U=220V,額定功率P=llOWo則（）

C

A.當滑片P向上移動時，原線圈的電流將變小

B.當滑片P向上移動時，電動機的損耗功率將減小

C.當滑片P置于E處時，電動機兩端的電壓為220V

D.當滑片P置于C處時，電動機的輸出功率為107.5W

【考點】自耦變壓器；閉合電路歐姆定律的內容和表達式；理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數

的關系.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題：推理論證能力.

【答案】D

【分析】當滑片P向上移動時，副線圈匝數增加，根據變壓比分析副線圈的輸出電壓，進而分析

電動機的功率.，根據輸入功率和輸出功率相等分析；根據匝數比計算；根據電動機的電功率、發(fā)

熱功率和輸出功率的關系”算。

【解答】解：AB、當滑片P向上移動時，副線圈匝數增加，根據變壓比可知副線圈的輸出電壓增

大，即電動機兩端電壓增大，則電動機消耗的功率增大，變壓器的輸入功率增大，根據P=UI可

知，原線圈的輸入電流增大，故AB錯誤；

C、當滑片P置于E處時，原副線圈的匝數比為2：1,輸入電壓的有效值弘=駕？b=220V,

根據變壓比可得電動機兩端的電壓為uov,故c錯誤；

D、當滑片P置于C處時，原副線圈的匝數比為1：1,所以副線圈的輸出電壓等于輸入電壓，即

電動機兩端的電壓為220V,電動機恰好正常工作，所以電動機的輸出功率為P出=

p_g）2r=iiow-（境/x1OW=1O7.5W,故D正確。

故選：D。

【點評】掌握變壓器的變壓比以及電動機的電功率、發(fā)熱功率和輸出功率的關系是解題的基礎。

7.（2025春?南寧校級期末）如圖所示，通過接在家庭電路上的理想降壓變壓器給小燈泡L供電，

如果僅增加原線圈的匝數，其他條件不變，則（）

A.小燈泡變亮

B.小燈泡變暗

C.原、副線圈兩端電壓的比值不變

D.通過原、副線圈電流的比值變大

【考點】變壓器的動態(tài)分析一一原線圈無負載.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；實驗探究能力.

【答案】B

【分析】因變壓器為降壓變壓器，原線圈匝數大于副線耀匝數：而當同時減小相同匝數時，匝數

之比一定變大；再根據變壓器原理進行分析即可。

【解答】解：AB、因是降壓變壓器，則ni>n2,對理想變壓器有空=①，當增加原線圈的匝數

U2n2

ni時，Ui不變，U2減小，小燈泡變暗，A錯誤，B正確；

D、對?理想變壓器的變流規(guī)律：7-=—,所以原、副線圈電流的比值變小，D錯誤；

C、對于理想變壓器的變壓規(guī)律：等=以，所以原、副線圈兩端電壓的比值變大，C錯誤。

U2九2

故選：B。

【點評】本題考查理想變壓器的基本原理，要注意明確電壓之比等于匝數之比；而電流之比等于

匝數的反比；同時還要注意數學知識的正確應用。

8.（2025?山東）如圖為一種交流發(fā)電裝置的示意圖，長度為2L、間距為L的兩平行金屬電極固定

在同一水平面內，兩電極之間的區(qū)域I和區(qū)域H有豎直方向的磁場，磁感應強度大小均為B、方

向相反，區(qū)域I邊界是邊長為L的正方形，區(qū)域II邊界是長為L、寬為0.5L的矩形。傳送帶從兩

電極之間以速度v勻速通過，傳送帶上每隔2L固定一根垂直運動方向、長度為L的導體棒，導體

棒通過磁場區(qū)域過程中與電極接觸良好。該裝置產生電動勢的有效值為（）

金際電極

72BLu3BLVy/lOBLv

A.BLvB.-----C.----D.------

224

【考點】有效值的定義和一般交變電流的有效值；法拉第電磁感應定律的基本計算.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】D

【分析】根據題意分段計算感應電動勢，再結合電動勢有效值的定義列式求解

【解答】解：由題意可知導體棒通過磁場區(qū)域過程需要的時間，即周期為7二華，同一個導體棒

先通過區(qū)域II,后通過區(qū)域I,導體棒通過區(qū)域I時，根據導體棒切割磁感線產生感應電動勢公

式，產生的電動勢大小為Ei=BLv,經過的時間為"=4,同理，導體棒通過區(qū)域II時，產生的電

22E2

動勢大小為E2=BX0.5LV,經過的時間為勿=1，根據有效值的定義有得+￡[2=￡7，代

入數據可得6斤=普生，故D正確，ABC錯誤。

故選：Do

【點評】考查交變電流有效值的運算，會根據題意進行準確的分析解答。

二.多選題（共4小題）

（多選）9.（2（）25春?溫州期末）如圖所示，半徑為L的金屬圓環(huán)放置在光滑水平地面上，圓環(huán)上

固定OA、OB、OC、0D四根長均為L,阻值均為r且夾角互為90°的金屬棒，以圓環(huán)圓心。為

原點建立直角坐標系，在第二象限圓環(huán)內部存在方向垂直水平面向下的磁場，沿半徑OG各點磁

感應強度8=80M。（。為OG與x軸負方向夾角），圓心O與環(huán)面分別通過電刷E、F與阻值為

I■的電阻R相連，其它電阻均不計.在外力作用下，圓環(huán)以角速度3繞O點沿順時針方向勻速轉

動。以OA進入磁場開始計時，則下列說法正確的是（）

A.通過電阻R的電流方向始終為N-M

B.當OA棒轉動至8=45°時，感應電動勢e=/（）3/

C.圓環(huán)轉動一周的過程中.感應電動勢有效值為E^=孝及3〃

24

D.圓環(huán)轉動一周的過程中，外力做的功”=烈滬

【考點】有效值的定義和一般交變電流的有效值；右手定則；導體轉動切割磁感線產生的感應電

動勢；電磁感應過程中的能量類問題.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】AD

【分析】根據右手定則，判斷電流方向；

根據轉動切割電動勢公式，求當OA棒轉動至6=45°時的電動勢；

感應電動勢有效值等于峰值除以根號二；

根據能量守恒，求外力做功。

【解答】解：A.根據右手定則，通過電阻R的電流方向始終為N-M,故A正確；

B.根據轉動切割電動勢公式，導體棒產生的電動勢e=鼻乃3出。

當OA棒轉動至6=45。時，電動勢。=￥L23即

故B錯誤;

z

C.根據轉動切割電動勢公式，e=ha）BosinO=Emsine

圓環(huán)轉動一周的過程中，感應電動勢有效值E產貿=存"Bo

故C錯誤；

D.分析可知，整個電路總電阻為R總=r+：=苧

￡12

圓環(huán)轉動一周的過程中，根據能量守恒可知，外力做的功w=V答

24

解得W=在聯(lián)

故D正確。

故選：ADo

【點評】本題解題關鍵是掌握右手定則、轉動切割電動勢，難度中等。

（多選）10.（2025?湖南模擬）街頭變壓器通過降壓給用戶供電的示意圖如圖所示。變壓器的輸入

電壓是市區(qū)電網的正弦交流電壓（有效值不變），通過理想變壓器輸送給用戶，從變壓器到用戶

間的輸電線的總電阻為Ro,滑動變阻器R代表用戶用電器的總電阻，當用電器增加時，相當于滑

動變阻器R接入電路的阻值減小。所有電流表和電壓表均為理想交流電表。當用戶的用電器增加

A.電壓表Vi的示數減小B.電壓表丫2的示數減小

C.電流表Ai的示數不變D.電流表A2的示數增大

【考點】變壓器的動態(tài)分析一一原線圈無負載.

【專題】定性思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】BD

【分析】根據理想變壓器的特點，閉合電路的歐姆定律等知識進行分析解答。

【解答】解：A.變壓器的輸入電壓不變，電壓表Vi的示數不變，故A錯誤；

BCD.副線圈兩端電壓不變，由歐姆定律可知，電阻R的阻值減小，電流表A2的示數增大，電流

表Ai的示數增大，電阻Ro兩端的電壓增大，電壓表V2的示數減小，故C錯誤，BD正確。

故選：BDo

【點評】考查理想變壓器的動態(tài)分析問題，會根據題意進行準確分析解答。

（多選）11.（2025?龍巖二模）如圖所示的電路中，交流電源的電動勢?為9V、內阻可忽畔不計，定

值電阻RI=R2=12Q,小燈泡Li、L2的規(guī)格均為“6V6W”，理想變壓器Ti、T2原副線圈的匝數

比分別為1：2和2：1。分別接通電路I和電路II,兩電路都穩(wěn)定工作時，則（)

B.L2與L】一樣亮

C.R2的電功率比R1的小D.R2的電功率與Ri相等

【考點】遠距離輸電的相關計算；埋想變壓器兩端的電壓、電流與匝數的關系；變壓器的動態(tài)分

析一一原線圈有負載.

【專題】比較思想；推理法：交流電專題；推理論證能力.

【答案】AD

【分析】先計算出燈泡的電阻，然后根據歐姆定律計算通過燈泡Li的電流，再根據等效電阻法計

算出通過燈泡L2的電流，根據功率公式比較兩個燈泡功率的大小，以及比較兩個電阻的功率大小。

用=%=通過燈泡的電流大小為E

【解答】解：AB、燈泡的電阻為&二6/2,LiA=

7^/力=0.54燈.泡1|的功率為2]=役&=0.52乂6勿=1.54，燈泡12在變壓器12的原線圈

電路中的等效電阻為環(huán)=號）2x6。=24。，根據變壓比可得變壓器Ti的輸出電壓為Ui=2E=2

X9V=18V,所以通過Ri的電流為/'1=無盟=豆%4=0-54燈泡L2的電功率為P?=

2

r\R'L=0.5x241V=6W/>Pi,故A正確,B錯誤;

CD、由上面的分析可知，通過Ri和R2的電流相等，所以R2的電功率與Ri相等，故C錯誤，D

正確。

故選：AD。

【點評】能夠計算出燈泡L2在降壓變壓器的原線圈電路中的等效電阻是解題的關鍵。

（多選）12.（2025?長沙模擬）如圖甲所示，某理想變壓器原、副線圈的匝數比為11：3,電流表

為理想電表。原線圈所接電源的電壓按圖乙所示規(guī)律變化，副線圈接有一燈泡，此時燈泡消耗的

功率為60W。則下列判斷正確的是（）

A.副線圈兩端輸出電壓的有效值為60V

B.原線圈中電流表的示數約為1A

C.原線圈兩端電壓的瞬時直表達式為u=220或sin5OE(V)

D.變壓器的輸入功率、輸出功率之比為1：1

【考點】變壓器的構造與原理；電功和電功率的計算；交變電流的u-t圖像和i-t圖像.

【專題】定量思想；方程法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】AD

【分析】根據圖乙所示圖象求出原線圈電壓的有效值.根據變壓器的變樂比求出副線圈茂端電壓:

理想變壓器輸入功率等于輸出功率，已知副線圈輸出功率，應用電功率公式可以求出原線圈電流,

求出電流表示數；根據圖乙求解交流電的角速度，再根據一般表達式進行解答。

【解答】解：A、由圖乙所示圖象可知，原線圈電壓有效值：U=嚕2V=220V,

v2

由理想變壓器的變壓比得：—,

U2n2

代入數據解得，副線圈兩端電壓的有效值U2=60V,故A正確；

BD、理想變壓器的輸入功丞等于輸出功率，變壓器的輸入功率、輸出功率之比為1：1：

輸入功率：I1U1=P2,

代入數據解得，原線圈中電流表的示數：1|=旨=黑AM).273A,故B錯誤、D正確；

C、根據圖乙可知交流電的周期為T=0.02s,原線圈兩端電壓的瞬時值表達式為u=

27r-

Umsinyt=220V2sinIOOirt(V),故C錯誤。

故選：ADa

【點評】本題考查了變壓比問題，分析清楚圖乙所示圖象是解題的前提，根據圖象求出原線圈的

輸入電壓，應用變壓比的變壓比與電功率公式即可解題。

三.填空題(共4小題)

13.(2025?福建模擬)如圖，矩形線圈在勻強磁場中繞垂直磁場的軸OO'勻速轉動，產生的交變

電流輸入理想變壓器的原線圈，副線、理想電流表A與標有“6V3W”字樣的小燈泡L串聯(lián)成閉

合回路，燈泡L正常發(fā)光。已知變壓器原、副線圈匝數比為5：3,矩形線圈的電阻為10C,則A

的示數為0.5A,矩形線圈的電動勢有效值為10.3V

【考點】變壓器的構造與原理：交流發(fā)電機及其產生交變電流的原理.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題：推理論證能力.

【答案】0.5,10.3。

【分析】燈泡正常發(fā)光，根據電功率公式求解電流表的示數；變壓器原副線圈電壓比等于匝數比，

據此求解原線圈的電壓，電流比等于匝數的反比，根據歐姆定律求解線圈電阻分擔的電壓，進而

求解電源電動勢。

【解答】解：燈泡正常發(fā)光，則副線圈回路中電流I2=4='A=O.5A

則電流表的示數為0.5A,變壓器原副線圈電壓比等于匝數比，則會=￡

代入數據解得，原線圈電壓為Ui=10V

變壓器原副線圈電流比等于匝數的反比，則上=也

代入數據解得，原線圈電流為h=0.3A

線圈電阻分擔的電壓U-Iir-O.3Xl.OV-O.3V

矩形線圈的電動勢有效值為E=U+Ui=0.3V+10V=l0.3V

故答案為：0.5,10.3。

【點評】本題考查變壓器的工作原理，解題關鍵是知道變壓器原副線圈電壓比等于匝數比，電流

比等于匝數的反比，結合歐姆定律求解即可。

14.（2024春?仙游縣校級期末）當用萬用表測量家庭電路的電壓時，通常測的是家庭電壓的有

效值（填“有效值”或“最大值”），如圖所示，該交變電流的有效值為該交變

【考點】用有效值計算交流電路的電功、電功率和焦耳熱；交變電流的周期、頻率、相位.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

J2T

【答案】有效值；y/m；-o

【分析】家庭電路中，用萬用表測量電壓，其測量值是能等效直流電做功效果的數值，對應交變

電流的有效值；根據有效值定義，利用焦耳定律，讓交變電流和恒定電流通過相同電阻，在一個

周期T內產生熱量相等，從而算出有效值；從圖像橫坐標可直接讀取周期，圖像完成一次完整變

化對應的時間就是周期To

【解答】解：當用萬用表測量家庭電路的電壓時，通常測的是家庭電壓的有效值；

設圖中交變電流的有效值為I,根據有效值定義可得

I2RT=（!^）2R,T+（!^）2RT

解得

由圖可知該交變電流的周期為號

故答案為：有效值；斗/??；

【點評】本題考查了交變電流的有效值、交變電流的周期，關鍵要掌握有效值計算方法,

15.（2024春?虹口區(qū)校級期中）100匝矩形線圈在勻強磁場中繞其垂直于磁場的一邊勻速轉動，產

生如圖所示的電動勢.可知線圈轉動的角速度3=IOOTTrad/s.穿過線圈的磁通量最大值（pmax

【考點】交流發(fā)電機及其產生交變電流的原理.

【專題】交流電專題.

【答案】見試題解答內容

【分析】由圖像知交流電的周期可以求角速度/，由電動勢最大值可以求有效值，電動勢最大時，

磁通量最小.

【解答】解：由圖像知交流電的周期為0.02s,所以角速度3=盥=IO（）nrad/s,電動勢最大值Em

QI1

=NBS3,所以（pmax=BS=當X10-4Wb,磁通量最大時電動勢為0

3114

故答案為:100m—x10-4,0

【點評】本題考查了正弦交流電的原理，要會從圖像中獲取有川的物理信息；明確周期和角速度

之間的關系.

16.(2024春?倉山區(qū)校級期中)某交變電流的瞬時值表達式為u=UisinS+U2COSS,則該電壓的有

效值:氣燈接入頻率f=50Hz、電壓為120V的交流電路中共lOmin,若就燈點燃

和熄滅電壓uo=12OV,試求嵐燈的發(fā)光時間。

t考點】正弦式交變電流的有效值；交變電流的u-i圖像和i-I圖像.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【分析】將電壓的瞬時值表達式整理化簡成正弦函數式，再由有效值與最大值的關系求解，根據

電壓大于120V時放電管發(fā)光，計算出一個周期內的發(fā)光次數,可進一步求出1分鐘內的發(fā)光時間.

【解答】解：根據數學知識可知：u=Uisino)t+U2cos31="U：+U:sin(a)t+a),式中有tana=

該交變電壓的最大值為Un尸JU：+吸

有效值為U=賈=

頰燈發(fā)光時電壓應為瞬時值，而接入交流電電壓120V為有效值。所以要使笈燈發(fā)光，需使交流電

電壓瞬時值u2uo。包燈管兩端電壓瞬時值為

27r

u=Umsin2nft=Umsinyt

其中

Um=\f2U=120>/27

如圖所示，設在半個周期內發(fā)燈發(fā)光時間J則有

?.27r.

uQ=Umsinyt

即

120V=120V2sin^t(V)

T

則在0?3時間內，有

由于交流電周期性特點，在一個周期T內，嵐燈發(fā)光時間

%=27=2

所以在lOmin時間內，頰燈發(fā)光時間應占通電時間的一半為5min.

【點評】本題考查了交流電表達式的靈活應用，寫出正弦式交流電的表達式，靈活應用數學知識

即可正確解答.

四.解答題（共4小題）

17.（2025春?常州期末）某電源兩端能產生按正弦規(guī)律變化的電壓，用該電源給阻值為200的電阻

直接供電，一個周期內電阻產生的熱量與1A的恒定電流在相同時間產生熱量相同?，F用該電源給

額定電壓是220V的交流用電器供電，為使用電器正常工作，在電源與用電器之間使用了升壓變壓

器。求：

（1）該電源兩端電壓的有效值；

（2）升壓變壓器原副線圈的匝數之比。

【考點】理想變壓器兩端的電壓、電流與匝數的關系.

【專題】定量思想；推理法；交流電專題；推理論證能力.

【答案】（1）該電源兩端電壓的有效值是20V；

（2）升壓變壓器原副線圈的匝數之比是1：II。

【分析】（1）根據歐姆定律求出電源的有效值。

（2）根據理想變壓器的變壓比求解。

【解答】解：（1）電流的有效值為I=1A

由歐姆定律得Ui=IR=lX20V=20V

VJ九

（2）由埋想變壓器的變壓比得臺=」

U2九2

代入數據解得力=三

n211

答：（I）該電源兩端電壓的有效值是20V；

（2）升壓變壓器原副線圈的匝數之比是1：11。

【點評】掌握基礎知識是解題的前提，應用歐姆定律與理想變壓器的變壓比即可解題。

18.（2025?海淀區(qū)校級三模）許多相似情境常常可以類比，這是研究問題的常用方法。

情境1：跳水運動員從高臺跳下，入水后其受力情況可做如下簡化：水對他的作用除了包括有與其

自身重力相等的浮力外，還受到一個與運動方向相反、大小與速度成正比的水的阻力￡=網（k為

Av

已知常量）的作用。運動員在水中向下運動的速率V隨時間t的變化規(guī)律可用方程-kv=mh（（1）

式）描述，其中m為運動員的質量。

情境2：如圖甲所示，電源電動勢為E、內阻為r,線圈自感系數為L、電阻可忽略，與電感線圈

并聯(lián)的電