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2025年高考物理核心考点：交变电流
1、一个U形金属线框在两匀强磁场中绕OO′轴以相同的角速度匀速转动，通过导线给同一电阻R供电，如图甲、乙所示。甲图中OO′轴右侧有磁场，乙图中整个空间均有磁场，两图中磁场的磁感应强度相同。甲、乙两图中理想电流表的示数之比为(　　)
A．1∶ B．1∶2 C．1∶4 D．1∶1
2、如图所示的变压器，输入电压为220 V，可输出12 V、18 V、30 V电压，匝数为n1的原线圈中电压随时间变化为u＝Umcos (100πt)。单匝线圈绕过铁芯连接交流电压表，电压表的示数为0.1 V。将阻值为12 Ω的电阻R接在BC两端时，功率为12 W。下列说法正确的是(　　)
A．n1为1 100匝，Um为220 V
B．BC间线圈匝数为120匝，流过R的电流为1.4 A
C．若将R接在AB两端，R两端的电压为18 V，频率为100 Hz
D．若将R接在AC两端，流过R的电流为2.5 A，周期为0.02 s
3、如图所示，理想变压器原线圈接入电压恒定的正弦交流电，副线圈接入最大阻值为2R的滑动变阻器和阻值为R的定值电阻。在变阻器滑片从a端向b端缓慢移动的过程中(　　)
A．电流表A1示数减小
B．电流表A2示数增大
C．原线圈输入功率先增大后减小
D．定值电阻R消耗的功率先减小后增大
4、如图甲所示，b是理想变压器原线圈的中心抽头，灯泡L1、L2的铭牌上均标注“55 V　11 W”字样，电流表为理想电表，R是滑动变阻器，从某时刻开始在原线圈c、d两端加上如图乙所示的交流电，当单刀双掷开关与b连接时，灯泡L1恰好正常发光，则(　　)
A．理想变压器原、副线圈匝数之比为n1∶n2＝8∶1
B．1秒内流过灯泡L2的电流方向改变50次
C．当单刀双掷开关与b连接时，向上移动滑片P，两灯泡均变暗
D．当单刀双掷开关由b扳向a时，电流表的示数变大
5、如图所示为一含有理想变压器的电路，变压器原、副线圈的匝数之比，定值电阻，，电阻箱的阻值调节范围足够大，为正弦式交流电源。当时，通过的电流为，则当时，通过的电流将变为
A. B. C. D.
6、如图所示，一理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在原、副线圈的回路中接有三个定值电阻，其阻值分别为、和，原线圈接正弦交流电源。三个电阻、和的功率分别为、和，则下列关系式正确的是( )
A. B. C. D.
7、如图所示为远距离输电示意图，图中两变压器均为理想变压器，升压变压器的原、副线圈匝数为，一座小型发电站的输出电压为，输出的电功率为，输电导线的总电阻为，不考虑其他因素的影响，下列说法正确的是( )
A. 输电线上的电流大小 B. 输电线上损失的电压
C. 输电线上损失的功率 D. 用户得到的功率
8、如图所示，理想变压器原线圈与阻值的定值电阻串联后接在输出电压的正弦交流电源两端，副线圈电路中滑动变阻器的最大电阻，电流表、和电压表、均为理想交流电表，理想变压器原、副线圈匝数之比。将滑动变阻器的滑片从上往下移，电流表为、和电压表、的示数变化量的绝对值分别为、、、，则下列说法正确的
A. 电流表、的示数均减小，电压表、的示数均增大
B. 消耗功率的最大值为
C.
D.
9、（多选）如图所示，、端连接一个稳压交流电源，理想变压器的原线圈上接有阻值为的定值电阻，副线圈上接有最大阻值为的滑动变阻器，原、副线圈匝数之比为，电表均为理想电表。初始时，滑动变阻器的滑片处于正中间位置，滑片移动过程中，电流表、电压表示数变化量的绝对值分别为、，下列说法正确的是( )
A. 若滑片下移，电压表和电流表的不数均增大
B. 若滑片上移，滑动变阻器消耗的功率先减小后增大
C. 滑片移动过程中
D. 若滑片上移，电源输出功率减小
答案和解析
1. 【答案】A
【解析】　题图甲中OO′轴的右侧有磁场，所以线框只在半个周期内有感应电流产生，感应电流随时间变化的图像如图(a)；题图乙中整个空间均有磁场，线框中产生的感应电流随时间变化的图像如图(b)。
交流电流表测的是有效值，图(a)：
由()2·R·＝I2RT，得I＝
图(b)：I′＝，故I∶I′＝1∶，A正确。
2. 【答案】　D
【解析】变压器的输入电压为220 V，原线圈的交流电的电压与时间成余弦函数关系，故输入交流电压的最大值为220 V，根据理想变压器原线圈与单匝线圈的匝数比为＝，解得原线圈为2 200匝，A错误；当原线圈输入电压为220 V时，BC间的电压为UBC＝＝12 V，故BC间的线圈与单匝线圈匝数关系为＝，则BC间的线圈匝数为120匝，流过R的电流为IBC＝＝＝1 A，B错误；若将R接在AB两端，根据题图可知，当原线圈输入电压为220 V时，AB间的电压应该为18 V，根据交流电原线圈电压的表达式可知，ω＝100π rad/s，故交流电的频率为f＝＝＝50 Hz，C错误；若将R接在AC两端，根据题图可知，当原线圈输入电压为220 V时，AC间的电压应该为30 V，根据欧姆定律可知，流过电阻R的电流为IAC＝＝ A＝2.5 A，交流电的周期为T＝＝0.02 s，D正确。
3. 【答案】　A
【解析】由于原线圈所接电压恒定，匝数比恒定，故变压器副线圈的输出电压恒定，滑动变阻器的滑片从a端向b端缓慢移动的过程中，由数学知识可知，变压器副线圈所接的电阻值逐渐增大，则由欧姆定律得I2＝，可知副线圈的电流逐渐减小，由＝，可知变压器原线圈的电流I1也逐渐减小，故A正确，B错误；原线圈的输入功率为P入＝U1I1，由于I1逐渐减小，则原线圈的输入功率逐渐减小，故C错误；滑片从a端向b端滑动时，副线圈干路电流减小，滑动变阻器右半部分和定值电阻并联的总电阻减小，则并联部分分压减小，由PR＝知，定值电阻R消耗的功率减小，故D错误。
4. 【答案】　A
【解析】　b为原线圈的中心抽头，单刀双掷开关与b连接时灯泡L1恰好正常发光，灯泡L1的额定电压为55 V，说明副线圈电压为55 V，原线圈c、d电压由题图乙可得U1≈220 V，则∶n2＝U1∶U2，解得n1∶n2＝8∶1，故A正确；由题图乙可得交流电的周期为0.02 s，一个周期内交流电方向改变两次，可知1秒内流过灯泡L2的电流方向改变100次，故B错误；当单刀双掷开关与b连接时，向上移动滑片P，滑动变阻器接入电路中的阻值增大，副线圈所在回路中的总电阻值增大，副线圈电压不变，副线圈回路中的总电流减小，灯泡L1两端的电压等于副线圈两端的电压，故灯泡L1正常发光，通过灯泡L2的电流减小，因此L2将变暗，故C错误；当单刀双掷开关由b扳向a时，接入电路的原线圈的匝数增大，原线圈与副线圈的匝数比增大，则副线圈两端的电压减小，副线圈中的总电流减小，导致原线圈中的电流减小，则接在原线圈回路中的电流表的示数减小，故D错误。
5.【答案】
【解析】将变压器及后面的负载等效成一个电阻，则。当时，，由欧姆定律得。当时，，由欧姆定律得，所以，故A正确。
6.【答案】
【解析】解：设原、副线圈两端的电压分别为和、电流分别为和，根据理想变压器原理得，，
变压器的等效电阻，
等效电路如图所示，
根据电路串并联关系可得，，
则，，故ACD错误，B正确。
7.【答案】
【解析】A.A.升压变压器原线圈的电流为；根据可知，输电线上的电流大小 ；故A错误；
B.输入电压的有效值；
输电线上损失的电压为，故B正确
C.输电线上损失的功率，故C错误
D.用户得到的功率，故D错误。
8.【答案】
【解析】A.将变压器与等效为一个整体，则等效电阻，当滑动变阻器的滑片下移时，等效电阻减小，原线圈电流增大，则副线圈电流增大，定值电阻两端电压增大，则原线圈两端电压减小，副线圈两端电压减小，A错误
B.电源电动势的有效值，当等效电阻与定值电阻的阻值相等时，消耗的功率最大，最大值，B错误
C.对于原线圈电路，有，可知，C错误
D.由，，，解得，则有，D正确。
故选D。
9.【答案】
【解析】A.由于理想变压器原线圈电路上含有电阻，则可把理想变压器和副线圈上的电阻等效为一个电阻，则电路变为简单的串联电路，如图所示
滑片逐步下移阻值减小， 减小，则总电阻 减小，根据
可知总电流增大，即通过 的电流 增大，根据
可知通过电流表的电流 增大，根据
可知 减小，根据
可知电压表示数 减小，故A错误；
B.滑动变阻器消耗的功率即等效电路的功率，则
可知当 时变压器输出功率最大，又因为
可知 时变压器输出功率最大，即滑片上移，等效电阻逐渐增大，滑动变阻器消耗的功率增大，故B错误；
C.根据理想变压器的变压、变流规律及闭合电路欧姆定律有
则
故C正确；
D.若滑片上移，总电阻增大，由
知电源输出功率减小，故D正确。
故选CD。
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