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2026届高考物理一轮复习特训 交变电流与远距离输电
一、单选题
1．如图所示，通过接在家庭电路上的理想降压变压器给小灯泡L供电，仅减少副线圈的匝数，其他条件不变，则( )
A.小灯泡变暗
B.小灯泡两端电压变大
C.原、副线圈两端电压的比值变小
D.通过原、副线圈电流的比值不变
2．如图所示的LC振荡电路，线圈的自感系数为L，电容器的电容为C，电容器所带电荷量的最大值为q，已知频率，下列说法正确的是( )
A.由图像看出，电容器正在充电
B.由图像可分析，线圈里磁场能正在减小
C.将线圈匝数加倍，电容器极板间距减半，则该LC振荡电路的频率不变
D.从电场强度由向下最大变为0的最短时间内，回路的平均电流为
3．某品牌手机充电器内部可视为理想变压器，可以将交流电降压后给手机充电。已知变压器原线圈匝数为1100匝，副线圈匝数为25匝，充电器输入功率为20W，原线圈的输入的交流电电压的有效值为220V，频率为50Hz，则( )
A.原线圈输入电压最大值为440V B.副线圈的频率为2200Hz
C.副线圈的电压为5V D.副线圈的电流为5A
4．如图所示，一理想变压器原、副线圈的匝数比为2：1，在原、副线圈的回路中分别接有阻值均为的电阻，输入端接有电压的交流电。则( )
A.、功率之比为 B.通过的电流为
C.两端电压为 D.两端电压为
5．如图所示，匀强磁场的磁感应强度大小为B、方向垂直纸面向里，是其左边界，一个面积为S的N匝矩形线圈垂直磁场放置，AD边与磁场边界重合，从图示位置开始计时，线圈绕AD边以角速度ω绕图示方向匀速转动，线圈的总电阻为R，下列说法正确的是( )
A.线圈中产生按正弦规律变化的交流电
B.线圈每次转到图示位置时瞬时电流最大
C.线圈中产生的交流电的电动势有效值为
D.线圈转动一周产生的热量为
6．如图所示，理想变压器a、b端接稳压交变电源，电流表、电压表均为理想电表，为热敏电阻（阻值随温度升高而减小），为定值电阻。当温度升高时( )
A.电压表示数增大 B.电流表示数减小
C.交变电源的输出功率增大 D.定值电阻的热功率减小
7．如图所示，理想变压器的原线圈接在的交流电源上，副线圈接有的负载电阻，原、副线圈匝数之比为，交流电流表、电压表均为理想电表。下列说法正确的是( )
A.电流表的读数为 B.电压表的读数约为
C.原线圈的输入功率为 D.副线圈输出交流电的周期为
8．自行车小型摩擦发电机结构如图所示，绕有线圈的形铁芯开口处装有磁铁，车轮转动时带动与其接触的摩擦轮转动，摩擦轮又通过传动轴带动磁铁一起转动，从而使铁芯中磁通量发生变化，线圈电阻忽略不计，电阻恒定的灯泡与线圈相连，摩擦轮与轮胎间不打滑，当自行车骑行速度变为原来的2倍时，下列说法正确的是( )
A.通过灯泡的电流变为原来的4倍 B.灯泡两端电压变为原来的2倍
C.灯泡的功率变为原来的2倍 D.产生的交流电周期变为原来的2倍
9．某理想变压器原、副线圈匝数比为，原线圈所接电源电压按图示规律变化，副线圈接有一个灯泡，且在灯泡两端并联一理想电压表。下列说法中正确的是( )
A.电压表的示数约为51V
B.原、副线圈中电流之比为
C.变压器输入、输出功率之比为
D.交流电源电压的有效值为220V，频率为50Hz
10．一含有理想变压器的电路如图所示，图中电阻、为定值电阻，电流表和电压表均为理想交流电表，U为正弦交流电源，输出电压的有效值恒定。当开关S由断开变为闭合时，下列对两电表的示数变化情况判断正确的是( )
A.电压表示数增大 B.电压表示数减小
C.电流表示数增大 D.电流表示数减小
11．如图所示，理想变压器的原、副线圈的匝数比为，在副线圈的回路中分别接有电阻R和电容C，。原线圈P、Q两端接在峰值电压为的正弦交流电源上，图中交流电压表、交流电流表均为理想电表。下列说法正确的是（）
A.电压表的示数为 B.电容C的耐压值小于
C.R消耗的功率为 D.电流表的示数为
12．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，匝数为的原线圈中电压随时间变化为.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.为1100匝，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
二、多选题
13．如图甲所示，“火灾警报系统”电路中，理想变压器原、副线圈匝数之比为20:1，原线圈接入图乙所示的电压，电压表和电流表均为理想电表，为半导体热敏电阻，其阻值随温度的升高而减小，为滑动变阻器，当通过报警器的电流超过某值时，报警器将报警，下列说法正确的是( )
A.电压表V的示数为5V
B.要使报警器报警的临界温度升高，可将的滑片P适当向上移动
C.处出现火情时，电压表V的示数减小
D.处出现火情时，电流表A的示数减小
14．如图所示，理想变压器原、副线圈各连接2个小灯泡，4个小灯泡完全相同。副线圈连接一个理想交流电压表，当电压表的读数为U时，4个灯泡消耗相同的电功率，则以下说法正确的是( )
A.变压器原线圈匝数是副线圈匝数的2倍
B.变压器原线圈匝数是副线圈匝数的3倍
C.与变压器相连的电源电压为
D.与变压器相连的电源电压为
15．随着科技发展，我国用电量也日趋增加，风力发电绿色环保，截止到2024年5月，我国风电装机5亿千瓦，成为发电主流之一。某实验小组模拟风力发电厂输电网络供电的装置如图，发电机线圈面积、匝数匝、电阻不计，处于磁感应强度大小为的匀强磁场中，线圈绕垂直磁场的水平轴匀速转动，转速。升压变压器原、副线圈的匝数比，输出功率为24kW，降压变压器的副线圈连接用户，两变压器间的输电线总电阻，变压器均为理想变压器，用户端工作电压为220V。下列说法正确的是( )
A.升压变压器副线圈两端电压为
B.用户获得的功率为22kW
C.降压变压器原、副线圈匝数比
D.保持输出功率不变，减小升压变压器副线圈的匝数，输电线R上消耗的功率会减小
16．如图所示，理想变压器原、副线圈的匝数之比为，原线圈两端接的交流电源，副线圈两端接的负载电阻，电表均为理想交流电表。则下列说法正确的是( )
A.副线圈中输出交流电的频率为 B.副线圈中电压表的示数为
C.变压器的输入功率为35.2W D.原线圈中的电流表A的示数为0.25A
三、填空题
17．如图为某学生模仿家用漏电保护器制作的一个简易漏电报警装置。闭合铁芯上绕有三组线圈，其中A、B两组线圈匝数都为匝，但绕向相反。C线圈匝数为匝，并在ab两端接有一个报警灯L。火线通过线圈A连接开关和用电器R，经线圈B连接零线。图中单刀双掷开关S接到1端时，表示电路正常工作；接到2时，表示线路有漏电，火线直接和零线接通，指示灯L会发光。假设铁芯和线圈中均无能量损耗。
（1）没有发生漏电时，指示灯为何不会发光，请简单解释原理________。
（2）若在火线与零线间接入如图所示的交流电源，用电器是电阻的纯电阻电路，指示灯的电阻。求：
①该交流电压的有效值为________V；频率为________Hz。
②当S接到1时，求用电器R在2小时内消耗的电能________；
③当S接到2时，且A线圈内电流方向如图中箭头所示，且大小在增加时，通过指示灯中感应电流方向________（选填“a到b”，或“b到a”）；
④求当S接到2时A线圈内的电流强度________。
18．图甲为课堂演示用的手摇发电机，现将此手摇发电机的输出端与电压传感器并联后接入数据采集器，在计算机显示屏上得到如图乙所示的波形电压。
（1）研究此交变电流的波形，发现从屏上出现第1个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为1min，则手摇发电机线圈转动的平均角速度为_____________rad/s。
（2）将发电机输出的电流通过整流装置后得到如图丙所示的正弦交变电流图像，此电流的瞬时值表达式为_____________A，1min内电流方向改变_____________次。
四、实验题
19．在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中：
（1）实验室中有下列器材：
A.可拆变压器（铁芯、两个已知匝数的线圈，实验时变压器可视为理想变压器）
B.开关、导线若干
C.低压交变电源
在本实验中，还需用到的实验器材有________。
（2）某学生做实验时，先保持原线圈的匝数不变，减少副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________；然后再保持副线圈的匝数不变，减少原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压________。（均选填“增大”“减小”或“不变”）
（3）实验中使用的可拆变压器如图（a）所示，实验电路图如图（b）所示，某次实验时匝，匝，变压器的有效输入电压为12V，灯泡L的额定电压为6V。接通电源，闭合开关，灯泡L________（选填“能”或“不能”）正常发光。
五、计算题
20．如图所示为海浪能转化为电能的装置，足够长圆柱形磁体和圆筒形磁体通过缆绳锚定于海底礁石上，两者间形成水平径向磁场，磁感应强度。小灯泡与线圈构成闭合回路。线圈与浮桶相连套在圆柱形磁体上，可随海浪沿竖直方向做简谐运动，在浮桶和线圈上下运动过程中，沿竖直方向受到重力、安培力、海水对浮桶和线圈的作用力。已知小灯泡的电阻，浮桶和线圈的总质量，做简谐运动的振幅，每匝线圈周长，每匝线圈电阻，线圈匝数，。时刻，浮桶和线圈正通过平衡位置向上运动，速度随时间变化规律为。不计其他电阻。求：
(1)灯泡两端电压的瞬时值u随时间t变化的关系式；
(2)到内，电路中产生的热量Q及海水对浮桶和线圈所做的功；
(3)到内，海水对浮桶和线圈的冲量大小。
21．如图甲所示，理想变压器原、副线圈匝数比，原线圈接在一电源上，副线圈接有一阻值的定值电阻。交流电压表和交流电流表均为理想电表。当电源电压随时间变化如图乙所示的正弦曲线时，求：
(1)电压表示数U和电流表示数I；
(2)原线圈的输入功率P。
参考答案
1．答案：A
解析:AB.对理想变压器有当仅减少副线圈的匝数时，减小，则小灯泡两端电压变小，小灯泡变暗，A正确，B错误；
C.原、副线圈两端电压的比值变大，C错误；
D.根据原、副线圈电流的比值变小，D错误。
故选A。
2．答案：D
解析：AB.由题图可知，电流由下极板流向上极板，且此时下极板带正电，上极板带负电，则电容器正在放电，电场能正在减小，线圈里磁场能正在增大，故AB错误；C.将线圈匝数加倍，电容器极板间距减半，则线圈自感系数L增大，电容器电容C增大，根据可知，该LC振荡电路的频率减小，故C错误；D.从电场强度由向下大变为0所用时间为则回路的平均电流为故D正确。故选D。
3．答案：C
解析：A.原线圈输入电压有效值为220V，最大值应为，故A错误；B.变压器不改变交流电频率，副线圈频率仍为50Hz，故B错误；C.由理想变压器电压与匝数比正比，有可得副线圈电压故C正确；D.根据题意可知输入功率，副线圈电流故D错误。故选C.
4．答案：D
解析：A.由
有
由
有，
解得，A错误；
B.依题意，输入端电压
有
由
得
其中
解得，B错误；
C.由前面分析知，C错误；
D.由前面分析知，D正确。
故选D。
5．答案：D
解析：A.线圈中产生如图所示规律变化的交流电
故A错误；
B.线圈每次转到题图示位置时，穿过线圈的磁通量最大，但变化率最小，瞬时电流为零，故B错误；
C.线圈中产生的交流电的电动势的最大值
设电动势有效值为E，则有
解得
故C错误；
D.线圈转动一周产生的热量为
故D正确。
故选D。
6．答案：C
解析：A.根理想变压器电压表等于匝数比由于原线圈输入电压不变，原、副线圈匝数不变，所以副线圈输出电压不变，即电压表示数不变，故A错误；D.当温度升高时，热敏电阻阻值减小，则副线圈总电阻减小，根据欧姆定律可知，副线圈电流增大，根据可知定值电阻的热功率增大，故D错误；BC,根据可知原线圈电流增大，则电流表示数增大；根据可知交变电源的输出功率增大，故B错误，C正确。故选C。
7．答案：C
解析：B.原线圈电压有效值为
则副线圈电压有效值为
则电压表读数为110V，故B错误；
A.副线圈电流为
根据
可得原线圈电流为
则电流表读数为5.0A，故A错误；
C.原线圈的输入功率为
故C正确；
D.变压器不会改变交流电的周期和频率，则副线圈输出交流电的周期为
故D错误。
故选C。
8．答案：B
解析：ABC.摩擦轮和车轮半径比例保持不变，当车速变为原来的2倍时，摩擦轮转动的角速度也变为原来的2倍，产生感应电动势的最大值
及有效值E均变为原来的2倍，通过灯泡的电流及灯泡两端的电压也变为原来的2倍，由功率
可知功率变为原来的4倍，故AC错误，B正确；
D.角速度ω加倍，由周期
可知周期变为原来的，故D错误。
故选B。
9．答案：D
解析：A.原线圈电压的有效值为
根据
可得，副线圈电压的有效值，即电压表的示数为，故A错误；
B.原、副线圈中电流之比为，故B错误；
C.理想变压器输入功率与输出功率相等（忽略损耗），故输入、输出功率之比为1:1，故C错误；
D.由A选项可知，交流电源电压的有效值为220V，由图可知，交流电源的周期为
则频率为，故D正确。
故选D。
10．答案：C
解析：开关断开时原线题两端电压为U;副线圆两端电压为，副线圈电流为电流表示数为设开关闭合时原线圈两端电压为U，副线圈两端电压为，副线圈电流为电流表示数为故电压表示数不变；且即电流表示数增大。故选C。
11．答案：C
解析:AC.原线圈电压的有效值为
根据
可得副线圈两端电压的有效值为
R消耗的功率为
电压表为副线圈两端电压的有效值为，故C正确，A错误；
B.副线圈两端电压的峰值为
可知电容C的耐压值大于，故B错误；
D.流过电阻的电流
由于电容器通交流，所以流过副线圈的电流
根据
可知流过原线圈的电流
故D错误。
故选C。
12．答案：D解析：由题可知匝数为的原线圈两端电压为220 V，单匝副线圈两端电压为0.1 V，根据理想变压器电压与匝数比可得匝，根据交变电压表达式可知交流电压最大值为，交流电的频率为，周期为，故A、C错误.当电阻R接在BC两端时，BC两端电压，流过R的电流，则匝；由题图结合理想变压器的原理可知，，当电阻R接在AB两端时，R两端电压为18 V；当电阻R接在AC两端时，流过电阻R的电流，B错误，D正确.
13．答案：AB
解析：A.若原线圈的输入电压为U，其有效值为，根据有效值的定义有
其中
解得
由变压器原理可得
所以副线圈输出电压即电压表示数为，故A正确；
B.将的滑片P向上移动，副线圈电路的总电阻变小，总电流增大，两端的电压变大，报警器的分压变小，电流也减小，能使报警器报警的临界温度升高，故B正确；
CD.处出现火情时，热敏电阻的阻值减小，副线圈电流增大，根据变压器原理可知，电流表A的示数增大，电压表示数不变，故CD错误。
故选AB。
14．答案：AD
解析:AB.设此时通过灯的电流为I，灯两端的电压即为U，由题可知，原线圈中的电流副线圈中的电流
根据理想变压器原理可得，故A正确，B错误；
CD.由题可知，副线圈两端的电压，结合上述分析可知，原线圈两端的电压根据串联电路特点可知，与变压器相连的电源电压为，故C错误，D正确。
故选AD。
15．答案：BC
解析：A.根据可知，线圈转动的加速度为
则线圈中产生的电动势的最大值为
由于线圈电阻不计，则升压变压器原线圈的输入电压为
根据变压器原副线圈匝数比等于电压比，可得，副线圈的电压为
故A错误；
B.升压变压器副线圈的电流为
两变压器间的输电线上损失的功率为
用户获得的功率为
故B正确；
C.降压变压器原线圈的电流为
副线圈中的电流为
降压变压器原、副线圈匝数比
故C正确；
D.保持输出功率不变，减小升压变压器副线圈的匝数，则升压变压器的输出电压减小，输电线上的电流增大，输电线R上消耗的功率会增大，故D错误。
故选BC.
16．答案：AC
解析：A.变压器不会改变电流的频率，则副线圈输出电流的频率为故A正确；B.由瞬时值的表达式可知原线圈的电压的有效值为根据理想变压器电压与匝数成正比可知，副线圈的电压的有效值为即电压表的读数为44V，故B错误；C.变压器的输入功率和输出功率相等，副线圈的输出功率为故C正确；D.副线圈的电流为根据理想变压器电流与匝数成反比可得原线圈中的电流表A的示数为故D错误，故选AC。
17．答案：（1）没有漏电时，AB两个线圈都有电流，大小相等，方向相反，铁芯内的磁场互相抵消，不会在C线圈中产线感应电流
（2）；25；；b到a；
解析：（1）没有漏电时，A、B两个线圈都有电流，大小相等，方向相反，铁芯内的磁场互相抵消，不会在C线圈中产线感应电流。
（2）该交流电压的有效值为
频率为
当S接到1时，求用电器R在2小时内消耗的电能
根据右手定则可知在C线圈产生向下的磁场，因为电流增强，所以穿过线圈C的磁通量增大，根据楞次定律可知指示灯中感应电流方向为b到a。
当S接到2时,线圈的有效匝数为200匝，根据理想变压器电压与匝数成正比
解得
流过灯泡L的电流大小为
根据理想变压器电流与匝数成反比，有
解得A线圈内的电流强度为
18．答案：（1）π（2）；300
解析：（1）从屏上出现第一个向上的“尖峰”到出现第31个向上的“尖峰”经历的时间为30个周期，故周期为2s；线圈转动的平均角速度
（2）由题图可知，角速度
则交流电的瞬时值表达式为
1min有150个周期，一个周期内电流方向改变2次，因此1min内电流方向改变300次。
19．答案：（1）交流电压表（2）减小；增大（3）能
解析：（1）在“探究变压器原、副线圈电压与匝数的关系”实验中，还需使用交流电压表测量变压器原、副线圈电压。
（2）根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
先保持原线圈的匝数不变，减少副线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压减小，然后再保持副线圈的匝数不变，减少原线圈的匝数，观察到副线圈两端的电压增大
（3）根据理想变压器原副线圈电压与线圈匝数的关系
可得副线圈两端的电压为
副线圈两端的电压等于灯泡L的额定电压，灯泡L能正常发光。
20．答案：(1)
(2)，
(3)
解析：（1）因为时刻浮桶和线圈正通过平衡位置，故线圈中瞬时电动势
则灯泡两端电压
解得
（2）线圈中感应电动势的峰值
则线圈电动势有效值
电路中产生热量
解得
由动能定理得
解得
（3）到内，线圈和浮桶速率从0增加到，以的方向为正方向，由动量定理得
电流大小为
则
解得
21．答案：(1)18V；1.5A
(2)27W
解析：（1）由图乙知正弦交流电原线圈两端电压的有效值为
根据匝数比公式
解得电压表示数
电流表示数
（2）根据匝数比公式
解得
原线圈的输入功率
21世纪教育网 www.21cnjy.com 精品试卷·第 2 页 （共 2 页）
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