階段性檢測：《交變電流》

（考試時間:75分鐘試卷滿分：100分）

注意事項：

1.答卷前，考生務(wù)必將自己的姓名、準(zhǔn)考證號填寫在答題卡上。

2.回答第I卷時，選出每小題答案后，用2B鉛筆把答題卡上對應(yīng)題目的答案標(biāo)號涂黑。如

需改動，用橡皮擦干凈后，再選涂其他答案標(biāo)號°寫在本試卷上無效。

3.回答第n卷時，將答案寫在答題卡上。寫在本試卷上無效。

4.考試結(jié)束后，將本試卷和答題卡一并交回。

一、選擇題（本題共8個小題，共48分，下列各題的四個選項中，第一5題只有一項是符

合題意，第6-8題有多個答案符合要求，全部選對得5分，選不全得3分，有錯選得0分。）

1.（2023?廣東?統(tǒng)考高考真題）用一臺理想變壓器對電動汽車充電，該變壓器原、副線圈的匝數(shù)比為1:2,

輸中功率為8.8kW,原線圈的輸入電壓〃=220&sin（100m）V。關(guān)于副線圈輸由電流的有效值和頻率正確

的是（）

A.20A,50HzB.2O&A,50HzC.20A,100HzD.20x/2A,100Hz

【答案】A

【詳解】由題可知原線圈輸入電壓的有效值為

220g=220V

原線圈電流為

P

1.=—=40A

■

副線圈輸出電流的有效值為

/2=2OA

變壓器無法改變電流的頻率，故

2=嗎匕=50次

2%2）

故選A?

2.（2023?天津?統(tǒng)考高考真題）下圖為輸電線為用戶輸電的情景，電路中升壓變壓器工和降壓變壓器T?都

認(rèn)為是理想變壓器，中間輸電電路電阻為R,下列說法正確的有（）

家庭電路

A.工輸出電壓與T2輸入電壓相等

B.1輸出功率大于T?輸入功率

C.若用戶接入的用電器增多，則R功率降低

D.若用戶接入的用電器增多，則工輸出功率降低

【答案】B

【詳解】AB.由于輸電過程中電阻R要產(chǎn)生熱量，會損失功率，故工輸出功率大于T?輸入功率；工輸出

電樂大干T?輸入電壓，故A錯誤,RF確：

C.由于輸入電壓不變，所以變壓器工的輸出變壓不變，隨著用戶接入的用電器增多，導(dǎo)致用戶端的等效

電阻變小，則電流變大，根據(jù)

心=/次

可知R功率增大；故C錯誤；

D.用戶接入電路的用電器越多，用電器消耗功率增大，即￡輸出功率增大，故D錯誤。

故選B。

3.（2023?北京?統(tǒng)考高考真題）自制一個原、副線圈匝數(shù)分別為600匝和190匝的變壓器，原線圈接12V

的正弦交流電源，副線圈接額定電壓為3.8V的小燈泡。實際測得小燈泡兩端電壓為2.5V。下列措施有可

能使小燈泡正常發(fā)光的是（）

A.僅增加原線圈匝數(shù)B.僅增加副線圈匝數(shù)

C.將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍D.將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)起來接入副線圈

【答案】B

【詳解】A.由a=察知，僅增加原線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓U2減小，不能使小燈泡正常發(fā)光，故

A錯誤：

B.由之=今知，僅增加副線圈匝數(shù)，副線圈的輸出電壓S增大，有可能使小燈泡正常發(fā)光，故B正確；

n2力

C.由人二?知，將原、副線圈匝數(shù)都增為原來的兩倍，但由亍原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓

“2U2

S不變，不能使小燈泡正常發(fā)光，故C錯誤;

D.將兩個3.8V小燈泡并聯(lián)，但由于原線圈的電壓不變，則副線圈的輸出電壓〃不變，不能使小燈泡正

常發(fā)光，故D錯誤。

故選B。

4.12023?山東?統(tǒng)考高考真題）某節(jié)能儲能輸電網(wǎng)絡(luò)如圖所示，發(fā)電機的輸出電壓U/=250V,輸出功率500kW.

降壓變壓器的匝數(shù)比〃3：〃450：1,輸電線總電阻R=62.50。其余線路電阻不計，用戶端電壓S=220V,

功率88kW,所有變壓器均為理想變壓器。下列說法正確的是（）

A.發(fā)電機的輸出電流為368AB.輸電線上損失的功率為4.8kW

C.輸送給儲能站的功率為408kWD.升樂變樂淵的可數(shù)比“2=1：44

【答案】C

【詳解】A.由題知，發(fā)電機的輸出電壓U/=250V,輸出功率500kW,則有

P

/.=—=2XIO5A

5

A錯誤;

BD.由題知，用戶端電壓％=220V,功率88kW,則有

幺=}=幺

〃/3%

P=U414

聯(lián)立解得

h=400A,h=8A,U3=11000V

則輸電線上損失的功率為

P郁=7?/?=4kW

且

U2=5+hR=11500V

U.IL

再根據(jù)7TL=」，解得

U2n2

旦」

〃，46

BD錯誤;

C.根據(jù)理想變壓器無功率損失有

P=U2h+P

代入數(shù)據(jù)有

Pif=408kW

C正確。

故選c。

5.12023?浙江?統(tǒng)考高考真題）我國IlOOkV特高壓直流輸電工程的送電端用“整流”設(shè)備將交流變換成直流，

用戶端用“逆變”設(shè)備再將直流變換成交流。下列說法正確的是（）

A.送電端先升壓再整流B.用戶端先降壓再變交流

C.UOOkV是指交流電的最大值D.輸電功率由送電端電壓決定

【答案】A

【詳解】AB.升壓和降壓都需要在交流的時候才能進行，故送電端應(yīng)該先升壓再整流，用戶端應(yīng)該先變交

流冉降壓，故A正確，B錯誤；

C.UOOkV指的是交流電的有效道,故C錯誤;

D.輸電的功率是由用戶端負(fù)載的總功率來決定的，故D錯誤。

故選Ao

6.（2023?海南?統(tǒng)考高考真題）卜.圖是工廠利用〃=220&sinl00/V的交流電給36V照明燈供電的電路，變

壓器原線圈匝數(shù)為1100匝，下列說法正確的是（）

A.電源電壓有效值為220夜VB.交變電流的周期為0.02s

C.副線圈匝數(shù)為180匝D.副線圈匝數(shù)為24（）匝

【答案】BC

【詳解】A.電源電壓的有效值

〃=0修V=220V

V2

選項A錯誤；

B.交流電的周期

選項B正確；

CD.根據(jù)

區(qū)=4

小U、

可得副線圈匝數(shù)

36

x1100=180電

220

選項C正確，D錯誤。

故選BCo

7.（2023?重慶巴南?重慶市實驗中學(xué)校聯(lián)考一模）如圖所示，理想變壓器的原、副線圈分別接理想電流表A、

理想電壓表V,原線圈接輸出電壓恒定的交流電源，副線圈上通過輸電線接有一個燈泡L,一個電吹風(fēng)M

（內(nèi)阻與燈泡L相同），輸電線的等效電阻為R,副線圈匝數(shù)可以通過調(diào)節(jié)滑片P改變。S斷開時，燈泡L

正常發(fā)光?；琍位置不動，當(dāng)S閉合時，以下說法中正確的是（）

A.電壓表讀數(shù)增大

B.電流表讀數(shù)增大

C.為使燈泡L正常發(fā)光，滑片P應(yīng)向上滑動

D.燈泡L與電吹風(fēng)M消耗的電功率一定相同

【答案】BC

【詳解】A.滑片位置不動，當(dāng)S閉合時，電阻變小，原線圈電壓及匝數(shù)比不變，副線圈電壓不變，電壓

表讀數(shù)不變，故A錯誤；

B.副線圈電壓不變，電阻變小，輸出功率變大，輸入功率變大，根據(jù)

知電流表讀數(shù)變大，故B正確；

C.副線圈電流變大，等效電阻兩端的電壓增大，并聯(lián)部分的電壓減小，為了使燈泡L正常發(fā)光，必須增

大電壓，滑片應(yīng)向上滑動，故C正確；

D.電吹風(fēng)除了內(nèi)阻的熱功率外可能還有輸出機械功率，即

UI=W+I2R

可知電吹風(fēng)

UI>I2R

燈泡L與電吹風(fēng)M的電流不同，消耗電功率不相同，故D錯誤。

故選BCo

8.（2023?貴州黔東南??？寄M預(yù)測）如圖，凡與《連接在理想變壓器副線圈的兩端，且阻值相等。變壓

器原線圈兩端接入恒定的正弦式交變電壓，原、副線圈匝數(shù)比%：%：々=2:2:1,下列說法正確的是（）

4

A.原線圈〃。與副線圈片中的電流有效值滿足夕=2

zi%

B.兩個副線圈中電流有效值之比4”2=2:1

C.若電阻此功率為P，則該交流電源輸出功率為5P

D.若僅減?。サ淖柚担墒乖€圈中電流兒減小

【答案】BC

【詳解】A.根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率有

結(jié)合電壓比等于匝數(shù)比，即

Uo」0

壇.馬

ujn2

聯(lián)立可得

,0—一|〃212

A%%A

故A錯誤；

B.根據(jù)

可得

4J_2

故B正確;

c.若電阻&功率為P，rh

P=I2R

1=2

21

則電阻飛功率為4P,根據(jù)理想變壓器輸入功率等于輸出功率，則該交流電源輸出功率為5P,故C正確:

D.若僅減小"的阻值，由于〃，％不變，則人增大，不變，結(jié)合

可得

'。十

可知，。將增大，故D錯誤。

故選BCo

二、非選擇題（本題共5個小題，共52分）

9.（2023?北京海淀?統(tǒng)考二模）物理實驗一般都涉及實驗?zāi)康摹嶒炘?、實驗儀器、實驗方法、實驗操

作、數(shù)據(jù)分析等。

（I）某同學(xué)用可拆變壓黑探究“變壓器的電壓與匝數(shù)的關(guān)系將圖1中的零件組裝成圖2中的變壓器。將

原淺圈接在交流電源上，將副線圈接在電壓傳感器（可視為理想電壓表）上，觀察到副線圈電壓S隨時

間，變化的圖像如圖3所示，在保證安全的前提下，該同學(xué)可能在時間內(nèi)進行的操作是。（選

填選項前的字母）

圖1圖2

A.減少了原線圈的匝數(shù)B.增加了副線圈的題數(shù)

C.降低了交流電源的頻率D.拔掉了變壓器鐵芯Q

（2）如圖所示，取一個半徑為「的軟木塞，在它的軸心處插上一枚大頭針，讓軟木塞浮在液面上。調(diào)整大

頭計插入軟木塞的深度，使大頭針露在外面的長度為兒這時從液面上方的各個方向向液體中觀察，恰好

看不到大頭針。可知該液體的折射率的測量值〃=o（用心力表示）

（3）用圖示電路給電容器C充、放電。開關(guān)S接通1,穩(wěn)定后改接2,穩(wěn)定后又改接1,如此反復(fù)。下表

記錄了充、放電過程中某兩個時刻通過電流表的電流方向，根據(jù)該信息，在表格內(nèi)各空格處填上合理的答

案，

【詳解】（1）由變壓器電壓與線圈匝數(shù)關(guān)系

乂=幺

%U2

得

如果減少了原線圈的匝數(shù)或增加了副線圈的匝數(shù)，則%應(yīng)該增大，與圖像不符合，AB錯誤:

C.降低了交流電源的頻率，不會影響外的大小，C錯誤；

D.拔掉了變壓器鐵芯Q,會導(dǎo)致漏磁，則

%%

由于〃I，&，■都不變，所以仇減小，D正確。

故選Do

（2）[2]由題意知，大頭針在液體中發(fā)生全反射的臨界角滿足

根據(jù)

「I

sinC=—

n

解得液體的折射率為

y）r2+h2

n=----------

r

（3）[3]由于4時刻電流方向向左，說明在這個時候電容器是在放電，所以電流表中的電流正在減小。

[4]此時電容器正在放電，電容器兩端的電壓正在減小。

[5]由于G時刻電流方向向右，說明在這個時候電容器是在充電，電流先快速增大后逐漸減小。

⑹此時電容器是在充電，電壓正在增大。

10.（2023?浙江?模擬預(yù)測）探究向心力大小尸與物體的質(zhì)量加、角速度口和軌道半徑「的關(guān)系實驗。

（I）本實驗所采用的實驗探究方法與下列哪弊實驗是相同的：

A.探究平拋運動的特點

B.探究變壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系

C.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律

D.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系

（2）某同學(xué)用向心力演示器進行實驗，實驗情景如甲、乙、丙三圖所示

a.三個情境中，圖____是探究向心力大小小與質(zhì)量相關(guān)系（選填“甲”、“乙”、“丙

b.在甲情境中，若兩鋼球所受向心力的比值為1：9,則實驗中選取兩個變速塔輪的半徑之比為。

（3）某物理興趣小組利用傳感器進行探究，實驗裝置原理如圖所示。裝置中水平光滑直槽能防豎直轉(zhuǎn)軸

一起轉(zhuǎn)動，將滑塊套在水平直槽上，用細(xì)線將滑塊與固定的力傳感器連接。當(dāng)滑塊隨水平光滑直槽一起勻

速轉(zhuǎn)動時，細(xì)線的拉力提供滑塊儂圓周運動需要的向心力。拉力的大小可以通過力傳感器測得，滑塊轉(zhuǎn)動

的由速度可以通過角速度傳感器測得。

角速度傳感器豎直轉(zhuǎn)軸

力傳感器

滑塊

水平光滑直槽

小組同學(xué)先讓一個滑塊做半徑，?為0.14m的圓周運動，得到圖甲中①圖線。然后保持滑塊質(zhì)量不變，再將

運動的半徑，?分別調(diào)整為0.12m、0.10m,0.08m、0.06m,在同一坐標(biāo)系中又分別得到圖甲中②、③、④、

⑤四條圖線。

a.對①圖線的數(shù)據(jù)進行處理，獲得了足工圖像，如圖乙所示，該圖像是一條過原點的直線，則圖像橫坐標(biāo)x

代表的是。

b.對5條足。圖線進行比較分析，得出口一定時，F(xiàn)ar的結(jié)論。請你簡要說明得到結(jié)論的方法

甲乙

【答案】BD丙3：1“（或加①2等帶”即可）見詳解

【詳解】（1）HJA.在本實驗中，利用控制變量法來探究向心力的大小與小球質(zhì)量、角速度、半徑之間的

美系。探究平拋運動的特點，例如兩球同時落地，兩球在豎直方向上的運動效果相同，應(yīng)用/等效思想，

故A錯誤；

B.當(dāng)一個物理量與多個物理量相關(guān)時，應(yīng)采用控制變量法，探究該物理量與某一個量的關(guān)系，在探究變

壓器原、副線圈電壓與匝數(shù)的關(guān)系的實驗中，保持原線圈輸入的電壓U/一定，探究副線圈輸出的電壓S

與和匝數(shù)〃/、〃2的關(guān)系，故B正確；

C.探究兩個互成角度的力的合成規(guī)律，即兩個分力與合力的作用效果相同，采用的是等效替代的思想，

故C錯誤；

D.探究加速度與物體受力、物體質(zhì)量的關(guān)系是通過控制變量法研究的，故D正確。

故選BDo

⑵⑵根據(jù)

F=mrajr

可知，要探究向心力大小戶與質(zhì)最〃?關(guān)系，需控制小球的角速度和半徑不變，由圖可知，兩側(cè)采用皮帶傳

動，所以兩側(cè)具有相等的線速度，根據(jù)皮帶傳動的特點可知，應(yīng)該選擇兩個塔輪的半徑相等，而且運動半

徑也相同，選取不同質(zhì)量的小球，故圖丙正確。

⑶兩個球的質(zhì)量相等，半徑相同，由

F=m(o2R

F，=nw臚R

已知

尸：尸'=1:9

所以

兩個塔輪邊緣的線速度相等

V=V

rti

v=(t)r=

知兩個變速塔輪的半徑之比為

-：=3:1

(3)[4]小組同學(xué)先讓一個滑塊做半徑廠為0.14m的圓周運動，得到圖甲中①圖線，由①圖線知F與①不

成正比，通過分析①圖線中數(shù)據(jù)可知尸與蘇成正比，即F與蘇的關(guān)系圖像是一條過原點的直線，即x可

以是蘇，又因/變化時，滑塊質(zhì)量與運動半徑都不變，所以x也可以是?、?或等帶蘇即可。

⑸探究尸與「的關(guān)系時，要先控制〃?和①不變，因此可在產(chǎn)圖像中找到同一個口對應(yīng)的向心力，根據(jù)

5組向心力下和半徑廠的數(shù)據(jù)，在廣廠坐標(biāo)系中描點做圖，若得到一條過原點的直線，則說明F與「成正比。

11.（2023?江蘇鹽城?統(tǒng)考三模）如圖甲所示，兩足夠長的光滑平行導(dǎo)軌固定在水平面內(nèi)，處于磁感應(yīng)強度

為Bo、方向豎直向上的勻強磁場中，導(dǎo)軌間距為L,一端連接一定值電阻R。質(zhì)量為小、長度為心、電阻

為R的金屬棒垂直導(dǎo)軌放置，與導(dǎo)軌始終接觸良好。在金屬棒的中點對棒施加一個平行于導(dǎo)軌的拉力，棒

T

運動的速度-隨時間，的變化規(guī)律如圖乙所示的正弦曲線。已知在匕的過程中，通過定值電阻的電量為

%然后在/=；丁時撒去拉力。其中山已知，7未知，不計導(dǎo)軌的電阻。求:

4

（I）電阻R上的最大電壓U；

（2）在0?27的過程中，拉力爐做的功W；

4

（3）撒去拉力后，金屬棒的速度v隨位置x變化的變化率々（取撤去拉力時棒的位置尸0）。

【答案】（1）崢;（2）:〃八，。2+停用/%夕；（3）一旦蘭

2242mR

【詳解】（1）當(dāng)金屬棒的速度最大時，棒中的感應(yīng)電動勢為

E=B（）Lvo

回路中的電流

/=A

2R

電阻上的電壓為

U=IR=與也

2

（2）由于感應(yīng)電動勢為

e=80L%sin（與"

類比與單匝線圈在磁場中轉(zhuǎn)動產(chǎn)生的電動勢，則0《的過程中，通過定值電阻的電量與線圈從中性面轉(zhuǎn)

4

過90。通過定值電阻的電量相同

,.2n。

月D）乙%=6〒，4=二

1ZA

則有

_BoL\Q

~44R

電動勢的有效值為

ST

在。：彳時間內(nèi)，產(chǎn)生的焦耳熱為

Q=--T

2R4

根據(jù)功能關(guān)系，有

1

w=G+—

解得

125兀nr

（3）撤去拉力時，對導(dǎo)體棒根捱動量定理有

-BJLN=mv——%

感應(yīng)電流的平均值為

由于

解得

v=v-------

02mK

可知

B江

2mR

12.（2023?江蘇?統(tǒng)考一模）圖為一個小型交流發(fā)電機的原理圖，其矩形線圈的面積為S,共有〃匝，線圈

總電阻為心可繞與磁場方向垂直的固定對稱軸O。'轉(zhuǎn)動：線圈處于磁感應(yīng)強度為B的勻強磁場中，線圈

在轉(zhuǎn)動時可以通過滑環(huán)K和電刷L保持與外電路電阻R的連接，在外力作用卜.線圈以恒定的用速度①繞

軸0。勻速轉(zhuǎn)動（不計轉(zhuǎn)動軸及滑環(huán)與電刷的摩擦）。

（I）求線圈從圖示位置轉(zhuǎn)動90。時電流表的示數(shù):

（2）求線圈速度轉(zhuǎn)動N周過程中發(fā)電機線圈電阻「產(chǎn)生的焦耳熱。

O'

【答案】⑴2便+「）；⑵2（R+r）2

【詳解】（1）線圈中的感應(yīng)電動勢有效值為

￡=-^

x/2

電路中電流的有效值

EnBS(o

~-x/2(/?+r)

即電流表的示數(shù)為簫;

（2）線圈轉(zhuǎn)動的周期為

T=—

co

線圈轉(zhuǎn)動N周的時間為

t=NT=N—

co

因為二極管的存在，一個周期內(nèi)只有一半的時間有電流，根據(jù)焦耳定律可得，發(fā)電機線圈產(chǎn)生的焦耳熱為

解得

nNn2B~S'(or

Q=

2(/?+r)2

13.（2023?全國?模擬預(yù)測）如圖所示，自行車車輪半徑r=0.5m,車輪與輪軸之間均勻地連接有4根金屬

條，每根金屬條中間分別接有小燈泡，阻值均為R=3O。在自行車支架上裝有強磁鐵，形成了磁感應(yīng)強度

8=1T、方向垂直于紙面向外